Bi6420 Ekotoxikologie mikroorganismů

Přírodovědecká fakulta
jaro 2011 - akreditace
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Ivan Holoubek, CSc.
RECETOX – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jakub Hofman, Ph.D.
Předpoklady
NOW( Bi6420c Ekotox. mikroorganismů - cv. )
Základy obecné ekotoxikologie a obecné mikrobiologie
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Na koncitohoto kurzu bude student schopen:
- obhájit použití mikroorganismů v ekotoxikologii
- vysvětlit jak mohou být jednotlivé mikrobiální parametry (kvantita, aktivita a diverzita) využity v ekotoxikologii půdy a vody
- navrhovat mikrobiální metody ke studiu specifických environmentálních problémů (testování toxicity či bioindikace)
- analyzovat výhody a nevýhody metod z různých úhlů pohledu
- hodnotit ekotoxicitu a rizika chemických látek či vzorků prostředí vůči mikroorganismům
- interpretovat a diskutovat výsledky environmentálních studií s mikroorganismy
Osnova
  • 1. Mikrobiální ekotoxikologie jako obor. Úvodní definice a vztahy k jiným disciplínám.
  • 2. Mikroorganismy, jejich evoluce, vlastnosti, metabolismus a ekologie.
  • 3. Mikroorganismy v ekotoxikologii. Důvody a výhody využití. Specifika prokaryotických organismů z ekotoxikologického hlediska. Mikroorganismy a toxické látky. Biodostupnost a solid phase toxicity.
  • 4. Obecné koncepční přístupy mikrobiální ekotoxikologie. Testy toxicity in vitro a analýza mikrobiálních společenstev v reálném prostředí - bioindikace. Členění ukazatelů stresu z hlediska různé úrovně integrace vlivů a z hlediska ekologické interpretace.
  • 5. Odběry pro mikrobiální analýzy a jejich specifika.
  • 6. Kvantifikace mikroorganismů v ekotoxikologii. Mikroskopické techniky, barvení. Izolační a kultivační techniky, možnosti a limitace. Mikrobiální biomasa, definice, metodika, interpretace. Růst mikroorganismů, kinetika, vztah s degradací substrátů, endpoint ekotoxikologických testů.
  • 7. Aktivity mikroorganismů v ekotoxikologii I. Biogeochemické cykly, závažnost mikrobiálních aktivit – důsledky jejich ovlivnění toxickými látkami. Procesy spojené s cyklem uhlíku, mineralizace, respirace, metodika, standardní test půdní mikrobiologie, růstová kinetika sledovaná pomocí respirace, příklady.
  • 8. Aktivity mikroorganismů v ekotoxikologii II. Procesy spojené s cyklem dusíku, fixace dusíku, amonifikace, nitrifikace a celková mineralizace dusíku, denitrifikace, metody a příklady. Enzymatické aktivity, dehydrogenázová aktivita, využití v jednoduchých testech. Bioluminiscence mikroorganismů jako endpoint v ekotoxikologii. ATP a jeho využití v ekotoxikologii. Anaerobní aktivity mikroorganismů.
  • 9. Diverzita mikroorganismů a její použití v ekotoxikologii I. Diverzita mikroorganismů, význam, kontext se stavem ekosystému. Mikrobiální společenstva, evoluční strategie, vztahy k jiným organismům – symbiózy, mykorhiza. Genetické a molekulární techniky, extrakce NA ze vzorků prostředí, amplifikace s PCR, genové próby, jednotlivé metody (ARDRA, RFLP, DGGE apod.) – principy a využití.
  • 10. Diverzita mikroorganismů a její použití v ekotoxikologii II. Analýza PLFA, principy, interpretace, příklady. Funkční diverzita, metoda Biolog, postupy, koncepce a interpretace, příklady.
  • 11. Ekotoxikologie mikroorganismů v reálném prostředí. Specifika reálného prostředí. Mikroorganismy v půdě, vztah k půdním faktorům, význam. Mikrobiální ekotoxikologie půdy, koncepční přístupy, jejich interpretace, použitelné sady parametrů. Mikroorganismy ve vodním prostředí, specifika a důsledky v ekotoxikologii.
Literatura
  • MAIER, Raina M., Ian L. PEPPER a Charles P. GERBA. Environmental microbiology. San Diego: Academic Press, 2000, xix, 585. ISBN 0124975704. info
  • TATE, Robert L. Soil microbiology. 2nd ed. New York: John Wiley & Sons, 2000, xxiii, 508. ISBN 0471317918. info
  • Techniques in microbial ecology. Edited by Robert S. Burlage. New York: Oxford University Press, 1998, xii, 468. ISBN 0195092236. info
  • ATLAS, Ronald M. a Richard BARTHA. Microbial ecology :fundamentals and applications. 4th ed. Menlo Park, California: Addison Wesley Longman, 1997, x, 694 s. ISBN 0-8053-0655-2. info
  • Manual of environmental microbiology. Edited by Christon J. Hurst. Washington: ASM Press, 1996, 894 s. ISBN 155581087X. info
  • ATLAS, Ronald M. Handbook of media for environmental microbiology. Boca Raton: CRC Press, 1995, iv, 540 s. ISBN 0-8493-0603-5. info
  • Methods in applied soil microbiology and biochemistry. Edited by Kassem Alef - Paolo Nannipieri. London: Academic Press, 1995, 576 s. ISBN 0125138407. info
Výukové metody
Výuka je ralizována formou přednášky s prezentací v Powerpointu. Důraz je kladen na porozumění mechanismům a souvislostem. Studenti jsou často dotazováni na aktuálně probírané téma. Jsou podporováni v tom, aby sami kladli dotazy a byli v interakci s vyučujícím.
Metody hodnocení
Návštěva přednášek není povinná, ale silně doporučená pro porozumnění probíraným tématům
Během výuky jsou studenti ústně dotazování na již probrané učivo.
Závěrečné hodnocení (na konci semestru) je provedno formou písemné zkoušky. Nejedná se o test jedné volby, ale o 50 otázek, z nichž řada vyžaduje popis, vysvětlení či schéma dotazovaného problému. Otázky mají různou bodovou hodnotu 1 - 3 dle obtížnosti. Celkový součet bodů je 100. K úspěšnému zvládnutí je potřeba dosáhnout alespoň 30 bodů.
Informace učitele
RNDr. Jakub Hofman, PhD.; RECETOX, Faculty of Science, Masaryk University; Kamenice 126/3; 625 00 Brno; Czech Republic; Phone: +420 547 121 407; Mobil: +420 723 539 571; Fax: +420 547 121 431; E-mail: hofman@recetox.muni.cz; http://www.recetox.muni.cz/
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2014, jaro 2015.