Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt - Biotechnologia (S1)
Sylabus przedmiotu Urządzenia technologiczne i aparatura badawcza w biotechnologii:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Biotechnologia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Urządzenia technologiczne i aparatura badawcza w biotechnologii | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Fizjologii, Cytobiologii i Proteomiki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Wiesław Skrzypczak <Wieslaw.Skrzypczak@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Alicja Dratwa-Chałupnik <Alicja.Dratwa-Chalupnik@zut.edu.pl>, Agnieszka Herosimczyk <Agnieszka.Herosimczyk@zut.edu.pl>, Adam Lepczyński <Adam.Lepczynski@zut.edu.pl>, Katarzyna Michałek <Katarzyna.Michalek@zut.edu.pl>, Małgorzata Ożgo <Malgorzata.Ozgo@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 2,0 | ECTS (formy) | 2,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawowe wiadomości z zakresu fizyki i chemii |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Przedstawienie studentom aparatury badawczej niezbednej do przygotowania oraz analizowania prób. Zapoznanie studentów z możliwością wykorzystania nowoczesnych technik w analizach proteomicznych. |
| C-2 | Zapoznanie studentów z inżynierią bioreaktorów. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Pomiary właściwości fizycznych biopłynów. Napowietrzanie i mieszanie w bioreaktorach | 2 |
| T-A-2 | Wymiana masy w bioreaktorach | 1 |
| T-A-3 | Instalacja membranowa do mikrofiltracji roztworów drożdży | 1 |
| T-A-4 | Biofiltracja gazów odlotowych w biofiltrach zamkniętych | 1 |
| T-A-5 | Aparatura stosowana podczas przygotowywania prób przed wykonaniem analizy. System do dejonizacji wody, łaźnia ultradźwiękowa pH-metry, wagi analityczne, autoklawy. Czyszczenie i zagęszczanie próbek poprzez ekstrakcję ciecz-ciało stałe z wykorzystaniem systemów próżniowych - system próżniowy Baker spe -12G. Zasady działania homogenizatorów i ich zastosowanie - zestaw do homogenizacji i izolacji DNA z tkanek: Tissue Lyser oraz homogenizator DI 25 basic.Wykorzystanie wirówek frakcjonująch o prędkości powyżej 20000 rpm do odwirowywania osadów i rozdzielania próbki. System do zatężania DNA, RNA, nukleotydów i białek - Concentrator 5301. | 2 |
| T-A-6 | Aparatura wykorzystywana w badaniach proteomicznych z wykorzystaniem techniki 2D. Ogniskowanie izoelektryczne z wykorzystaniem zestawu: PROTEAN IEF. Rozdział żelu poliakryloamidowego (SDS-PAGE) przy uzyciu zestawu: PROTEAN plus DODECA CELL. Urządzenia barwiące żele 2-D Dodeca. Spektrometr mikropłytkowy POWErWave XS z wykorzystaniem programu Gen 5. Sprzęt do wycinania spotów białkowych (Spot Cutter) z wykorzystaniem programu PDQuest. | 2 |
| T-A-7 | Aparatura do identyfikacji białek metodą Western-Blot. Zasada działania i wykorzystanie systemu do transferu półsuchego białek, z żelu na membrany nitrocelulozowe i PVDF – Trans–Blot Semi–Dry system. Zasada działania i wykorzystanie systemu do transferu mokrego białek, z żelu na membrany nitrocelulozowe i PVDF – TV 100 Modular Electroblotter. Wykorzystanie Orbital Shacker w inkubacji z przeciwciałami I i II rzędowymi. | 2 |
| T-A-8 | Wizualizacja i archiwizacja elektroforeogramów oraz błon nitrocelulozowych i PVDF. Techniki wybarwiania elektroforeogramów. Dobór barwników w zalezności od sprzętu stosowanego do wizualizacji i archiwizacji. Aparatura stosowana do utrwalania informacji zawartej w żelach: densytometr laserowy GS-800 - do skanowania żeli 1- i 2-D, membran barwionych kolorymetrycznie oraz klisz fotograficznych; VersaDoc 4000MP - systenm do dokumentacji i analizy metarialów znakowanych chemiluminescencyjnie, chemifluorescencyjnie, fluorescencyjnie oraz znakowanych metodą kolorymetryczną. Wykorzystanie narzędzi bioinformatycznych niezbędnych do oceny elektroforeogramów na podstawie programów PDQuest 8.0 oraz Quentity One. | 2 |
| T-A-9 | Spektrometria masowa. Zasady działania desorpcji/jonizacji laserowej wspomaganej matrycą (MALDI) z detekcją czasu przelotu (TOF). Wykorzystanie spektrometrii masowej (MALDI-TOF) w badaniach proteomicznych. Jonizacja i odczyt widm masowych z wykorzystaniem programu flexControl. Analiza uzyskanych widm masowych przy użyciu flexAnalysis. Porównywanie uzyskanych widm z obrazami dostępnymi w bazach danych przy użyciu programu bioTools. | 2 |
| 15 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Kształtowanie procesu biotechnologicznego. | 2 |
| T-W-2 | Inżynieria bioreaktorów. Aparatura stosowana w procesach wydzielania i oczyszczania bioproduktów. | 2 |
| T-W-3 | Kontrola procesów biotechnologicznych. | 1 |
| T-W-4 | Aparatura do przygotowywania próbek i odczynników. Wirówki, homogenizatory, systemy do ekstrakcji, mikroekstrakcja, systemy do zatężania próbek, aparatura stosowana przy odgazowywaniu odczynników i jej rola, zasady działania pehametrów i kalibracja, zasady działania systemów do uzyskiwania czystej wody, zasady działania i korzystania z wag analitycznych, źródła błędów popełniane przy ważeniu, działanie i wykorzystanie autoklawów. | 2 |
| T-W-5 | Aparatura do rozdziału białek. Zasady rozdziałów elektroforetycznych. Nośniki elektroforetyczne - elektroforeza w żelach: agarozowym, poliakryloamidowym. Urządzenia do elektroforezy: pionowej, poziomej, kapilarnej. Izotachoforeza, elektroforeza strefowa, ogniskowanie izoelektryczne. Separacja z użyciem elektroforezy dwuwymiarowej. | 2 |
| T-W-6 | Aparatura niezbędna do identyfikacji białek. Aparatura niezbędna do przeprowadzenia identyfikacji białek z zastosowaniem techniki Western Blot. Metody elektrotransferu białek z żelu na membranę (elektrotransfer mokry i półsuchy, parametry elektrotransferu). Rodzaje oraz właściwości błon wykorzystywanych do transferu białek z żelu. Możliwości wykorzystania drobnego sprzętu laboratoryjnego do inkubacji błon z przeciwciałami. Możliwości wykorzystania kamery cyfrowej oraz kliszy do wizualizacji oraz archiwizacji. | 2 |
| T-W-7 | Wizualizacja, archiwizacja i bioinformatyczna analiza zmian ekspresji białek. Urządzenia do barwienia białek. Podstawowe techniki wizualizacji protein w żelach. Archiwizacja żeli 2D po wizualizacji białek technikami kolorymetrycznymi, fluorescencyjnymi oraz znakowanymi radioizotopami. Programy do bioinformatycznej analizy obrazów żeli 1- oraz 2-D. | 2 |
| T-W-8 | Spektrometr masowy (MALDI-TOF). Budowa i zasada działania spektrometru masowego, budowa i zasady działania spektrometru masowego opartego na desorpcji/jonizacji laserowej wspomaganej matrycą (MALDI) z detekcją czasu przelotu (TOF), matryce stosowane w technice MALDI, tryb pracy analizatora czasu przelotów: liniowy i z odbiciem oraz jego wykorzystanie, zastosowanie MALDI-TOF. | 2 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Udział studenta w zajęciach audytoryjnych | 15 |
| A-A-2 | Samodzielne przygotowanie studentów do ćwiczeń audytoryjnych. | 5 |
| A-A-3 | Przygotowanie do zaliczenia ćwiczeń audytoryjnych. | 5 |
| 25 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Udział studentów w wykładach | 15 |
| A-W-2 | Konsultacje | 2 |
| A-W-3 | Samodzielne studiowanie tematyki wykładów | 3 |
| A-W-4 | Przygotowanie do zaliczenia treści wykładów | 5 |
| 25 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny prezentujący zagadnienia teoretyczne |
| M-2 | Prezentacja multimedialna z wykorzystaniem komputera i rzutnika. |
| M-3 | Prezentacja omawianego podczas zajęć wybranej aparatury badawczej. |
| M-4 | Dyskusja dydaktyczna |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie wykładów |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BT_1A_BT-S1-C02_W01 Student ma pogłebioną wiedzę z zakresu budowy, działania urządzeń technologicznych oraz aparatury wykorzystywanej w analizach proteomicznych. Zna programy do bioinformatycznej i statystycznej analizy profili białkowych. Student posiada wiedzę na temat metod identyfikacji białek. | BT_1A_W08, BT_1A_W09, BT_1A_W11 | — | — | C-1, C-2 | T-W-1, T-W-4, T-W-2, T-W-3, T-W-7, T-W-6, T-W-5, T-W-8 | M-1, M-2 | S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BT_1A_BT-S1-C02_U01 Student potrafi przedstawić niezbędną aparaturę do przeprowadzenia określonych oznaczeń w analizowanym materiale. | BT_1A_U13, BT_1A_U10 | — | — | C-1, C-2 | T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-7, T-A-8, T-A-6, T-A-9 | M-2, M-3, M-4 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BT_1A_BT-S1-C02_K01 Student rozwija aktywność w pogłębianiu swojej wiedzy w oparciu o rózne źródła informacji naukowej | BT_1A_K04 | — | — | C-1, C-2 | T-A-1, T-A-2, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-7, T-A-8, T-A-6, T-A-9, T-W-1, T-W-4, T-W-2, T-W-3, T-W-7, T-W-6, T-W-5, T-W-8 | M-1, M-2, M-3, M-4 | S-2, S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BT_1A_BT-S1-C02_W01 Student ma pogłebioną wiedzę z zakresu budowy, działania urządzeń technologicznych oraz aparatury wykorzystywanej w analizach proteomicznych. Zna programy do bioinformatycznej i statystycznej analizy profili białkowych. Student posiada wiedzę na temat metod identyfikacji białek. | 2,0 | Student nie potrafi omówić budowy, działani oraz mozliwości wykorzystania wszystkich omawianych podczas zajęć urzadzeń. |
| 3,0 | W stopniu dostatecznym student potrafi omówić budowe, działanie oraz mozliwości wykorzystania tylko kilku wybranych z omawianych podczas zajęć urzadzeń. | |
| 3,5 | W stopniu dostatecznym student potrafi omówić budowe, działanie oraz mozliwości wykorzystania wybranych z omawianych podczas zajęć urzadzeń. | |
| 4,0 | W stopniu dobrym student potrafi omówić budowe, działanie oraz mozliwości wykorzystania większości omawianych podczas zajęć urzadzeń. | |
| 4,5 | Student ma pogłebioną wiedzę z zakresu budowy, działania urządzeń technologicznych oraz aparatury wykorzystywanej w analizach i zadaniach biotechnologicznych. W stopniu dobrym student potrafi omówić budowe, działanie oraz mozliwości wykorzystania wszystkich omawianych podczas zajęć urzadzeń. | |
| 5,0 | Student ma pogłebioną wiedzę z zakresu budowy, działania urządzeń technologicznych oraz aparatury wykorzystywanej w analizach i zadaniach biotechnologicznych. W stopniu bardzo dobrym student potrafi omówić budowe, działanie oraz mozliwości wykorzystania wszystkich omawianych podczas zajęć urzadzeń. |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BT_1A_BT-S1-C02_U01 Student potrafi przedstawić niezbędną aparaturę do przeprowadzenia określonych oznaczeń w analizowanym materiale. | 2,0 | Student nie potrafi wymienic oraz opisać omawianą podczas zajęć aparaturę do przeprowadzenia określonych oznaczeń w analizowanym materiale. |
| 3,0 | Student słabo potrafi tylko wymienic omawianą podczas zajęć aparaturę do przeprowadzenia określonych oznaczeń w analizowanym materiale. | |
| 3,5 | Student potrafi w stopniu dostatecznym wymienic oraz opisać omawianą podczas zajęć aparaturę do przeprowadzenia określonych oznaczeń w analizowanym materiale. | |
| 4,0 | Student potrafi w stopniu dobrym wymienic oraz opisać omawianą podczas zajęć aparaturę do przeprowadzenia określonych oznaczeń w analizowanym materiale. | |
| 4,5 | Student potrafi w stopniu bardzo dobrym wymienic oraz opisać omawianą podczas zajęć aparaturę do przeprowadzenia określonych oznaczeń w analizowanym materiale. | |
| 5,0 | Student potrafi doskonale wymienic oraz opisać omawianą podczas zajęć aparaturę do przeprowadzenia określonych oznaczeń w analizowanym materiale. |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BT_1A_BT-S1-C02_K01 Student rozwija aktywność w pogłębianiu swojej wiedzy w oparciu o rózne źródła informacji naukowej | 2,0 | Student nie rozwija aktywności w pogłębianiu swojej wiedzy w oparciu o rózne źródła informacji naukowej |
| 3,0 | Student słabo rozwija aktywność w pogłębianiu swojej wiedzy w oparciu o rózne źródła informacji naukowej | |
| 3,5 | Student wystarczająco rozwija aktywność w pogłębianiu swojej wiedzy w oparciu o rózne źródła informacji naukowej | |
| 4,0 | Student dobrze rozwija aktywność w pogłębianiu swojej wiedzy w oparciu o rózne źródła informacji naukowej | |
| 4,5 | Student bardzo dobrze rozwija aktywność w pogłębianiu swojej wiedzy w oparciu o rózne źródła informacji naukowej | |
| 5,0 | Student doskonale rozwija aktywność w pogłębianiu swojej wiedzy w oparciu o rózne źródła informacji naukowej |
Literatura podstawowa
- Szczepanik W, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWn, Warszawa, 2007
- Skrzypczak W, Proteomika, Zapol, Szczecin, 2011
- W. Bednarski, J. Fiedurka, Podstawy biotechnologii przemysłowej, WNT, Warszawa, 2007
- Szewczyk K.W, Technologia biochemiczna, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1995
- Viesturs U.E., Kuzniecow A.M., Sawienkow W.W, Bioreaktory. Zasady obliczeń i doboru, WNT, Warszawa, 1990
Literatura dodatkowa
- Pinta M, Absorpcyjna spektrometria atomowa, PWN, Warszawa, 1997