Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt - Biotechnologia (N1)
Sylabus przedmiotu Biologia molekularna:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Biotechnologia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia niestacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk rolniczych, leśnych i weterynaryjnych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Biologia molekularna | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Piotr Masojć <Piotr.Masojc@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Paweł Milczarski <Pawel.Milczarski@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 5,0 | ECTS (formy) | 5,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | biochemia |
| W-2 | genetyka ogólna |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Uzyskanie wiedzy teoretycznej na temat mechanizmów molekularnych procesów życiowych zachodzących w komórce Pro- i Eukariotycznej oraz podstawowych metod analizy DNA, RNA i białek. |
| C-2 | Zapoznanie się teoretyczne i praktyczne z podstawowymi technikami stosowanymi w biologii molekularnej. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| T-A-1 | Metody izolacji DNA i RNA z tkanek stałych, płynnych, kultur zawiesinowych. Techniki homogenizacji materiału biologicznego. Ocena koncentracji i czystości wyizolowanych kwasów nukleinowych. Problemy w izolacji kw. nukleinowych z tkanek zwierzęcych, roślinnych, mikroorganizmów, żywności przetworzonej, gleby. | 2 |
| T-A-2 | Podstawy teoretyczne reakcji łańcuchowej polimerazy. Rodzaje i charakterystyka polimeraz wykorzystywane w reakcji amplifikacji DNA. Zasady projektowania starterów do reakcji PCR. | 2 |
| T-A-3 | Rozdziały kwasów nukleinowych w żelach agarozowych i poliakrylamidowych. Podstawy elektroforezy. Rodzaje i właściwości agaroz oraz buforów stosowanych w rozdziałach DNA i RNA. | 1 |
| T-A-4 | Enzymy stosowane w biologii molekularnej, podział i charakterystyka. Własciwości enzymów restrykcyjnych, ligaz, polimeraz, topoizomeraz i innych. | 1 |
| T-A-5 | Poznawanie budowy genów. Metody sekwencjonowania. Wykonanie odczytu sekwencji DNA, dopisanie nici komplementarnej. | 1 |
| T-A-6 | Transkrypcja DNA do RNA. Przeprowadzenie symulacji transkrypcji i translacji na podstawie otrzymanych sekwencji. Wprowadzenie mutacji punktowej do sekwencji i obserwacja zmian w sekwencji aminokwasów. Interretacja wyników i opis typu mutacji na poziomie polipeptydu. | 1 |
| T-A-7 | Sposoby analizy ekspresji genów. Obserwacja ekspresji wybranego genu w aparacie do RealTime PCR. | 1 |
| T-A-8 | Pisemny sprawdzian z ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych | 1 |
| 10 | ||
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Homogenizacja tkanek liofilizowanych. Izolacja DNA z tkanek roślinnych przy użyciu metody chlorofomowo-fenolowej i kolumienkowej. Ocena koncentracji i czystości DNA na spektrofotometrze. | 2 |
| T-L-2 | Przeprowadzenie reakcji PCR z użyciem wyizolowanego wcześniej DNA przy zastosowaniu specyficznych starterów. Spektrofotometryczna ocena koncentracji produktów PCR | 3 |
| T-L-3 | Rozdział produktów PCR w żelu agarozowym. Obserwacja wyniku. Interpretacja elektroforegramów | 3 |
| T-L-4 | Metody transferu DNA, RNA i białek na membrany nylonowe. Wykonanie transferu typu Southern metodą kapilarną. Obserwacja autoradiogramów i interpretacja wyników. | 2 |
| 10 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Relacje między funkcją molekularną i genetyczną a budową DNA i RNA: DNA jako nośnik informacji genetycznej, zjawisko hybrydyzacji cząsteczek DNA, oddziaływania DNA z białkami, specyficzne funkcje różnych rodzajów RNA w procesach molekularnych, struktury molekularne złożone z RNA i białek i ich funkcje, rybozymy. | 1 |
| T-W-2 | Struktura molekularna genomu Prokaryota: budowa chromosomu bakteryjnego, budowa i funkcje plazmidów, struktura genów u Prokaryota, mechanizmy molekularne przekazu informacji genetycznej w drodze koniugacji, mechanizmy molekularne infekcji fagowej, mechanizmy molekularne obrony bakterii przed fagami, mechanizm molekularny transformacji bakterii, mechanizm molekularny transdukcji. | 1 |
| T-W-3 | Struktura molekularna genomu Eukaryota: struktura chromosomu, nukleosomy, kod histonowy, sekwencje kodujące i niekodujące, sekwencje powtarzalne, elementy ruchome, mozaikowa budowa genów, struktura genów, rodziny genowe, pseudogeny, struktura DNA pozajądrowego. | 1 |
| T-W-4 | Mechanizmy molekularne replikacji DNA: inicjacja replikacji, replikony, rola poszczególnych enzymów i białek uczestniczących w replikacji, nić wiodąca i nic opóźniona, fragmenty Okazaki, różnice w mechanizmach replikacji Prokaryota i Eukaryota, polimerazy DNA - budowa, funkcje w replikacji i naprawie DNA. | 1 |
| T-W-5 | Mechanizmy molekularne rekombinacji DNA, naprawy DNA i transpozycji: mechanizm molekularny rekombinacji między chromatydami, mechanizm rekombinacji przy integracji plazmidu do chromosomu, mechanizm rekombinacji przy integracji faga do DNA chromosomalnego, systemy naprawcze DNA i uczestniczące w nich enzymy, rodzaje i budowa transpozonów oraz mechanizmy molekularne ich przemieszczania. | 1 |
| T-W-6 | Mechanizmy molekularne w procesie transkrypcji: budowa elementów regulatorowych i promotora w aspekcie zapewnienia inicjacji transkrypcji genu, czynniki transkrypcyjne, polimerazy RNA i związane z nimi mechanizmy transkrypcji, nić sensowna i nić antysensowna, terminacja transkrypcji, obróbka mRNA, sekwencje styku intron-egzon, mechanizmy wycinania intronów, alternatywny splicing, rola cap i ogonka poli-A w funkcjonalności mRNA, redagowanie mRNA, transport mRNA do cytoplazmy. | 1 |
| T-W-7 | Mechanizmy molekularne translacji: etapy biosyntezy białka i uczestniczące w niej struktury molekularne, rola syntetaz aminoacylo-tRNA w przyporządkowaniu aminokwasu do sekwencji kodonowej, znaczenie właściwości kodu genetycznego dla przebiegu translacji, przemiany prowadzące do przekształcenia polipeptydu w funkcjonalne białko, rola peptydu sygnałowego, mechanizm molekularny działania proteasomu. | 1 |
| T-W-8 | Mechanizmy molekularne regulacji ekspresji genów: operony, regulony, mechanizmy molekularne udostępniania obszarów chromatyny do transkrypcji, znaczenie histonów i mechanizmów epigenetycznych, budowa białek regulatorowych i molekularny mechamnizm ich oddziaływań z DNA, kinazy, kaskady sygnałowe, regulacja na poziomie potranskrypcyjnym, rola micro-RNA w regulacji ekspresji genów, mechanizm wyciszania genów RNAi. | 1 |
| T-W-9 | Mechanizmy molekularne morfogenezy i determinacji płci: geny kierujące morfogenezą kwiatu i organów roślinnych, kaskady genów sterujące segmentacją ciała owadów i ssaków, geny homeotyczne, mechanizmy determinacji płci u Drosophila i ssaków, działanie genu Sry, zaburzenia w morfogenezie i rozwoju cech płciowych. | 1 |
| T-W-10 | Struktura i funkcjonowanie genów sterujących podłożem odpowiedzi immunologicznej: mechanizmy molekularne prowadzące do kombinatorycznego składania mRNA w genach kodujących immunoglobuliny, mechanizm molekularny oddziaływań między limfocytami B i limfocytami T, podłoże niezwykłej zmienności białek zgodności tkankowej, mechanizmy molekularne w reakcjach na infekcje wirusowe, bakteryjne i w odrzutach tkanek obcych, mechanizmy molekularne alergii. | 1 |
| 10 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| ćwiczenia audytoryjne | ||
| A-A-1 | Uczestnictwo w ćwiczeniach | 10 |
| A-A-2 | Przygotowanie się do zajęć. | 10 |
| A-A-3 | Przygotowanie się do sprawdzianu. | 10 |
| 30 | ||
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Uczestnictwo w zajęciach. | 10 |
| A-L-2 | Przygotowywanie się do zajęć | 10 |
| A-L-3 | Przygotowywanie się do sprawdzianu | 10 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach | 10 |
| A-W-2 | Praca samodzielna z podręcznikiem i notatkami nadbieżącym przyswajaniem wiedzy z wykładów | 50 |
| A-W-3 | Przygotowanie się do egzaminu pisemnego z całości wykładów | 28 |
| A-W-4 | napisanie testu egzaminującego | 2 |
| 90 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | wykład informacyjny przedstawiający wiedzę teoretyczną |
| M-2 | prezentacja multimedialna z użyciem komputera i rzutnika |
| M-3 | dyskusja panelowa nad wybranym problemem |
| M-4 | ćwiczenia laboratoryjne. |
| M-5 | ćwiczenia przedmiotowe i wykonanie zadań praktycznych |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Po zakończeniu cyklu wykładów przewidziany jest test pisemny złożony z 50 pytań szczegółowych wymagających krótkich lecz precyzyjnych odpowiedzi |
| S-2 | Ocena podsumowująca: pisemny sprawdzian zaliczeniowy z części audytoryjnej i laboratoryjnej. |
| S-3 | Ocena podsumowująca: obserwacja pracy na ćwiczeniach laboratoryjnych |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BT_1A_BT-S-C8_W01 Objaśnia podstawowe procesy biologii molekularnej oraz opisuje zasady podstawowych analiz DNA, RNA i białek. | BT_1A_W07, BT_1A_W08 | R1A_W01, R1A_W04 | — | C-1 | T-W-3, T-W-6, T-W-1, T-W-7, T-W-10, T-W-5, T-W-9, T-W-2, T-W-8, T-W-4 | M-2, M-1, M-3 | S-1 |
| BT_1A_BT-S-C8_W02 Zna podstawowe techniki laboratoryjne stosowane w biologii molekularnej. | BT_1A_W10 | R1A_W04 | InzA_W02, InzA_W05 | C-2 | T-A-2, T-A-7, T-A-6, T-A-5, T-A-1, T-A-3, T-A-4 | M-4, M-5 | S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BT_1A_BT-S-C8_U01 Student umie określić użyteczność podstawowych technik molekularnych, zaprojektować i zaplanować proste eksperymenty i wnioskować na podstawie otrzymanych wyników. | BT_1A_U06, BT_1A_U05 | R1A_U01, R1A_U03, R1A_U04, R1A_U05, R1A_U06, R1A_U07 | InzA_U01, InzA_U03, InzA_U05, InzA_U06, InzA_U07 | C-2 | T-A-2, T-A-7, T-A-6, T-A-5, T-A-1, T-A-3, T-A-4, T-L-1, T-L-3, T-L-4, T-L-2 | M-4, M-5 | S-2 |
Zamierzone efekty kształcenia - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BT_1A_BT-S-C8_K01 Student rozumie potrzebę pogłębiania wiedzy z zakresu szczegółowych mechanizmów molekularnych. Jest świadomy potrzeby połączenia wiedzy teoretycznej i praktycznej. Uczy sie pracy zespołowej przy wykonywaniu prac laboratoryjnych. | BT_1A_K07, BT_1A_K03, BT_1A_K01 | R1A_K01, R1A_K02, R1A_K03, R1A_K04, R1A_K07 | — | C-2, C-1 | T-A-2, T-A-7, T-A-6, T-A-5, T-A-1, T-A-3, T-A-4 | M-4, M-5, M-3 | S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BT_1A_BT-S-C8_W01 Objaśnia podstawowe procesy biologii molekularnej oraz opisuje zasady podstawowych analiz DNA, RNA i białek. | 2,0 | student nie potrafi w najprostszym zakresie objaśnić podstawowych procesów biologii molekularnej |
| 3,0 | student wykazuje podstawową wiedzę na temat omawianych procesów biologii molekularnej | |
| 3,5 | student objaśnia podstawowe procesy biologii molekularnej i metody analizy DNA, RNA i białek w zadowalającym stopniu | |
| 4,0 | student szczegółowo objaśnia omawiane procesy biologii molekularnej | |
| 4,5 | student szczegółowo objasnia omawiane procesy biologii molekularnej i omawia zasady analizy DNA, RNA i białek | |
| 5,0 | student wykazuje dogłębną wiedzę na temat omawianych procesów biologii molekularnej i metod analizy DNA, RNA i białek | |
| BT_1A_BT-S-C8_W02 Zna podstawowe techniki laboratoryjne stosowane w biologii molekularnej. | 2,0 | student nie zna podstawowych technik stosowanych w biologii molekularnej |
| 3,0 | student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu podstawowym | |
| 3,5 | student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu dostatecznym | |
| 4,0 | student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu dobrym | |
| 4,5 | student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu bardzo dobrym | |
| 5,0 | student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu znakomitym |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BT_1A_BT-S-C8_U01 Student umie określić użyteczność podstawowych technik molekularnych, zaprojektować i zaplanować proste eksperymenty i wnioskować na podstawie otrzymanych wyników. | 2,0 | nie umie zaplanować prostych eksperymentów |
| 3,0 | umie zaplanować proste eksperymenty | |
| 3,5 | umie zaplanować proste eksperymenty i jeden bardziej złożony | |
| 4,0 | planuje mniej lub bardziej złożone eksperymenty | |
| 4,5 | planuje i potrafi realizować omawiane eksperymenty | |
| 5,0 | planuje i potrafi realizować w sposób biegły omawiane eksperymenty |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| BT_1A_BT-S-C8_K01 Student rozumie potrzebę pogłębiania wiedzy z zakresu szczegółowych mechanizmów molekularnych. Jest świadomy potrzeby połączenia wiedzy teoretycznej i praktycznej. Uczy sie pracy zespołowej przy wykonywaniu prac laboratoryjnych. | 2,0 | student nie pogłębia swojej wiedzy na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA |
| 3,0 | student pogłębia wiedzę na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA na bazie podręczników | |
| 3,5 | student pogłębia wiedzę na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA na bazie podręczników i informacji dostępnych w internecie | |
| 4,0 | student pogłębia wiedzę na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA na bazie publikacji naukowych wydawanych w kraju | |
| 4,5 | student pogłębia wiedzę na temat omawianych mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA na bazie publikacji światowych | |
| 5,0 | student pogłębia wiedzę w zakresie wszystkich omawianych mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA na bazie publikacji światowych i baz danych |
Literatura podstawowa
- Lizabeth Alison, Podstawy biologii molekularnej, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, 2009
- P.C. Turner, A.G. McLennan, A.D. Bates, MRH White, Biologia molekularna. Krótkie wykłady, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2004
- T.A. Brown, Genomy, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2009
- Słomski R., Analizy DNA, teoria i praktyka, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, Poznań, 2008
Literatura dodatkowa
- P. Węgleński, Genetyka molekularna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006
- J. Baj, Z Markiewicz, Biologia molekularna bakterii, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006