Biologia komórki

Efekty kształcenia w zakresie wiedzy:

Student rozumie podstawowe zjawiska i procesy biologiczne zachodzące w komórkach eukaryotycznych i prokaryotycznych (K_W01). Opisuje budowę i funkcjonowanie organizmów na poziomie komórkowym (K_W09) i zna podstawowe techniki i narzędzia badawcze wykorzystywane do identyfikacji struktur komórkowych (K_W16, K_W17). Zna sposoby modyfikacji genetycznych komórek (tj. transfekcje i trandukcje) oraz sposoby stymulacji chemicznej i fizycznej komórek (tj. sztuczne i naturalne podłoża i rusztowania, siły mechaniczne) i metody oceniania efektów takich stymulacji. Student wie jak komórki odczytują genom, rozumie poziomy regulacji ekspresji genów w komórce i zna podstawowe techniki badawcze stosowane w badaniach nad ekspresją genów w komórce (K_W07, K_W20).

Efekty kształcenia w zakresie umiejętności:

Potrafi odpowiednio zastosować podstawowe techniki służące identyfikacji struktur komórkowych oraz ich stanu metabolicznego (K_U01, K_U06), zaplanować i przeprowadzić eksperymenty z udziałem komórek modyfikowanych genetycznie (po transfekcji i transdukcji), dobrać podłoża i rusztowania 2D i 3D oraz warunki środowiska bioreaktora. Buduje, na bazie dostępnej literatury, schematy oddziaływań pomiędzy strukturami komórkowymi oraz komórkami i ich środowiskiem (tj. podłożami o zmiennej topografii porowatości i chemizmie), oddziaływań pomiędzy komórkami, przewiduje efekty oddziaływań, w tym oddziaływań fizycznych (grawitacji, perfuzji płynów, wibracji, rozciągania itp.) i odpowiednio dobiera narzędzia do weryfikacji własnych założeń, krytycznie odnosi się do dostępnych informacji i umiejętnie wyciąga wnioski (K_U02, K_U03, K_U04, K_U05 i K_U09).

Student potrafi zastosować model Drosophila melanogaster do badań nad ekspresją genów w komórce (K_U01). Potrafi przeszukiwać banki szczepów D. melanogaster (K_U04) i planować krzyżówki genetyczne pomiędzy szczepami transgenicznymi typu GAL4 i UAS w celu ukierunkowanej modyfikacji ekspresji genów in vivo. Potrafi także wywołać ekspresję białka reporterowego (np. GFP) w badanym typie komórki i przedziale komórkowym (K_U01).

Potrafi przekazać nabytą wiedzę innym w formie krótkiej prezentacji, schematów, raportów (K_U12, K_U14). Student potrafi formułować hipotezy badawcze dotyczące funkcjonowania komórek i organelli komórkowych i wybrać sposoby eksperymentalnej weryfikacji postawionej hipotezy (K_U10).

Efekty kształcenia w zakresie kompetencji społecznych:

Student potrafi pracować w grupie (K_K02), integrować wiedzę i doświadczenie członków grupy oraz określać priorytety służące realizacji danego zadania (K_K03). Jest odpowiedzialny za powierzony mu sprzęt, bezpieczeństwo pracy własnej i innych; umie pracować indywidualnie i w grupie, postępować właściwie w stanach zagrożenia (K_K06), umie podsumować zdobytą wiedzę i doświadczenie w postaci sprawozdania naukowego. Czuje potrzebę stałego aktualizowania wiedzy kierunkowej (K_K08).

Obecność i aktywne uczestnictwo w zajęciach.

Realizacja zadania w trakcie ćwiczeń i właściwe przygotowanie sprawozdania zaliczane na ocenę.

Metody podające – prezentacje multimedialne przygotowane przez prowadzących połączone z aktywną dyskusją. Praca na platformie e-learningowej ze schematami i zagadnieniami związanymi ze strukturą i funkcjonowaniem komórki.

Metody aktywizujące – konwersatoria omawiające funkcje komórek i organelli komórkowych oraz metod ich badania.

Problem-based learning (PBL) – prowadzący przedstawia studentom hipotezę badawczą w konkretnym układzie eksperymentalnym. Studenci w oparciu o proponowaną lub samodzielnie wybraną literaturę zdobywają wiedzę i wykorzystują ją do zaplanowania eksperymentów, które mają zweryfikować hipotezę.

Metody praktyczne – ćwiczenia laboratoryjne z użyciem specjalistycznego sprzętu z wybranych zagadnień przedmiotowych.

1. Identyfikacja jąder komórkowych oraz stanu chromatyny w komórkach hodowli in vitro

2. Analiza stanu funkcjonalnego endosomów/lizosomów oraz mitochondriów przy pomocy cytometrii przepływowej

3. Znakowanie elementów cytoszkieletu komórkowego i jego obserwacje mikroskopowe

4. Zakładanie hodowli komórek 2D i 3D (tj na podłożach i rusztowaniach)

5. Transfekcje hodowli 2D plasmidami z GFP, w tym przygotowanie cząstek transfekcyjnych i analiza efektów

6. Stymulacja hodowli 3D w bioreaktorze perfuzyjnym i ocena liczebności komórek przed i po perfuzji

7. Drosophila melanogaster jako model w badaniach nad komórką – zasady hodowli i krzyżowania w systemie GAL4/UAS

8. Wywoływanie i mikroskopowa obserwacja ekspresji reporterowego białka zielonej fluorescencji (GFP) w określonych przedziałach komórkowych wybranych typów neuronów lub komórek glejowych in vivo.

9. Wyciszenie ekspresji genu w badanym typie komórki in vivo. Analiza mikroskopowa i behawioralna otrzymanego fenotypu.

Grupa treści kierunkowych