Mikrobna ekologija (169416)
Nositelj predmeta
Opis predmeta
Mikroorganizmi su ubikvitarni i prisutni u velikom broju u različitim ekosustavima. Mikroorganizmi su u interakciji sa staništem na kojem obitavaju i aktivno ga mijenjaju tijekom svog života. Iako ne vidljivi golim okom, mikroorganizmi imaju enorman utjecaj na svijet u kojem živimo i bez njihove aktivnosti život na koji smo navili ne bi bio moguć. U okviru ovog modula obrađene su teme koje obuhvaćaju strukturu i funkciju mikrobnih zajednica unutar različitih ekosustava, međusobni odnos mikroorganizama, kao i interakcije s biljnim i životinjskim svijetom. Također, okoliš selektira mikroorganizme koji ga naseljavaju i to kroz različite mehanizme poput temperature, saliniteta, pH vrijednosti, biodostupne vode ili prisutnosti/odsustva pojedinih plinova. U okviru ovog predmeta detaljno se obrađuje teme poput kruženja biogenih elemenata u ekosustavu (kruženje C,N,S i ostalih važnijih elemenata u prirodi) s naglaskom na ulogu mikroorganizama u ovim procesima. Jedan dio modula posvećen je životu mikroorganizama u vodenim ekosustavima, ali i korištenju osnovnih mikrobnih procesa i interakcija u poboljšanju kvalitete života. Tako su cjeline poput bioremedijacije, kompostiranja i obrade otpadnih voda, također sastavni dio ovog modula. Posebna cjelina modula vezana je uz život mikroorganizama u ekstremnim abiotičkim uvjetima i prilagodbama mikroorganizama na takve uvjete života.
U sklopu laboratorijskih vježbi studenti će se kroz samostalan i praktičan rad savladati osnovne mikrobiološke tehnike koje se provode u sklopu mikrobioloških analiza tla u određivanju biogenosti i mikrobne aktivnosti u tlu.
Vrsta predmeta
- Diplomski studij / Agroekologija / Agroekologija (Obvezni predmet, 1. semestar, 1. godina)
- Diplomski studij / Agroekologija / Mikrobna biotehnologija u poljoprivredi (Obvezni predmet, 1. semestar, 1. godina)
ECTS: 6.00
Engleski jezik: R1
E-učenje: R1
Sati nastave: 60
Predavanja: 45
Laboratorijske vježbe: 10
Seminar: 5
Izvođač predavanja
- prof. dr. sc. Mirna Mrkonjić Fuka
- izv. prof. dr. sc. Nataša Hulak
- dr. sc. Irina Tanuwidjaja
- doc. dr. sc. Ivana Rajnović
Izvođač vježbi
Izvođač seminara
Ocjenjivanje
Dovoljan (2): 60-70%
Dobar (3): 71-80%
Vrlo dobar (4): 81-90%
Izvrstan (5): 91-100%
Uvjeti za dobivanje potpisa
Odslušana predavanja. Odrađene sve laboratorijske vježbe i seminarski zadaci.
Opće kompetencije
Studenti se upoznaju sa suvremenim dostignućima na području mikrobne ekologije i održivog gospodarenja prirodnim resursima.
Oblici nastave
- Predavanja
- Laboratorijske vježbe
izvodi se u skupinama od 10-15 studenata u kojima studenti samostalno rade osnovne mikrobiološke analize tla kojima se određuje brojnost gljiva i bakterija u tlu, brojnost i identifikacija značajnih fizioloških grupa mikroorganizama u tlu (proteolitičkih mikroorganizama), aktivnost mikroorganizama u tlu. - Seminari
Seminarski zadaci vezani uz različite teme iz područja mikrobne ekologije
Ishodi učenja i način provjere
| Ishod učenja | Način provjere |
|---|---|
| Objasniti interakcijske odnose između organizama u zajednicama i njihovu ulogu u funkcioniranju čitavog ekosustava | Sudjelovanje u raspravama tijekom nastave, radni zadaci, testovi znanja, usmeni ispit |
| Definirati osnove pojmove vezane uz organizaciju ekosustava i biosfere | Sudjelovanje u raspravama tijekom nastave, radni zadaci, testovi znanja, usmeni ispit |
| Razumjeti procese kruženje biogenih elemenata u ekosustavu i prepoznati ulogu mikroorganizama u navedenom kruženju | Sudjelovanje u raspravama tijekom nastave, radni zadaci, testovi znanja, usmeni ispit |
| Prepoznati specifičnosti mikrobnih zajednica u različitim ekosustavima (tlu, atmosferi i vodenom ekosustavu) | Sudjelovanje u raspravama tijekom nastave, radni zadaci, testovi znanja, usmeni ispit |
| Razumjeti ulogu mikroorganizama u procesima pročišćavanja otpadnih voda, kompostiranju i bioremedijaciji | Sudjelovanje u raspravama tijekom nastave, radni zadaci, testovi znanja, usmeni ispit |
| Navesti mehanizme i prilagodbe mikroorganizama u ekstremnim ekosustavima | Sudjelovanje u raspravama tijekom nastave, radni zadaci, testovi znanja, usmeni ispit |
| Interpretirati rezultate mikrobioloških analiza tla | Sudjelovanje u raspravama tijekom nastave, radni zadaci, testovi znanja, usmeni ispit |
Način rada
Obveze nastavnika
Održavanje predavanja, organizacija i izvedba laboratorijskih vježbi, evidencija prisutnosti studenata na predavanju i vježbama, praćenje aktivnosti studenata tijekom predavanja i vježbi, priprema nastavnih materijala (predavanja i vježbe) studentima, konzultacije, organiziranje i održavanje pisanih, usmenih provjera znanja u toku semestra i ispitnih rokova
Obveze studenta
Prisutnost na predavanju, odrađene laboratorijske vježbe, izrada laboratorijskog izvještaja s vježbi, polaganje ispita u tijeku semestra (kontinuirana nastava) ili u ispitnom roku
Polaganje ispita
| Elementi praćenja | Maksimalno bodova ili udio u ocjeni | Bodovna skala ocjena | Ocjena | Broj sati izravne nastave | Ukupni broj sati rada prosječnog studenta | ECTS bodovi |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Parcijalni ispit (P1) | 50 % |
˂ 60 % 60-70 % 71-80 % 81-90 % 91-100 % |
Nedovoljan (1) Dovoljan (2) Dobar (3) Vrlo dobar (4) Izvrstan (5) |
30 | 90 | 3 |
| Parcijalni ispit (P2) | 50 % |
˂ 60 % 60-70 % 71-80 % 81-90 % 91-100 % |
Nedovoljan (1) Dovoljan (2) Dobar (3) Vrlo dobar (4) Izvrstan (5) |
30 | 90 | 3 |
| UKUPNO | 100 % | U slučaju da student izrazi želju za korekciju ocjene bit će organiziran usmeni ispit. Ukupna ocjene temeljit će se na rezultatima pismenih ispita i usmenom ispitu u doprinosu od po 50% u ukupnoj ocjeni. | 60 | 180 | 6 |
| Elementi praćenja | Maksimalno bodova ili udio u ocjeni | Bodovna skala ocjena | Ocjena | Broj sati izravne nastave | Ukupni broj sati rada prosječnog studenta | ECTS bodovi |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pismeni ispit | 100 % |
˂ 60 % 60-70 % 71-80 % 81-90 % 91-100 % |
Nedovoljan (1) Dovoljan (2) Dobar (3) Vrlo dobar (4) Izvrstan (5) |
60 | 180 | 6 |
| Ukupno | U slučaju da student izrazi želju za korekciju ocjene bit će organiziran usmeni ispit. Ukupna ocjene temeljit će se na rezultatima pismenih ispita i usmenom ispitu u doprinosu od po 50% u ukupnoj ocjeni. |
| Elementi praćenja | Opis | Rok | Nadoknada |
|---|---|---|---|
| Parcijalni ispit (P1) | Pismeni ispit iz prvog dijela gradiva. | Tijekom semestra. | Ispitni rok. |
| Parcijalni ispit (P2) | Pismeni ispit iz drugog dijela gradiva. Pravo pristupanja imaju studenti koji su uspješno položili P1. | Tijekom semestra. | Ispitni rok. |
| Pismeni ispit | Pismeni ispit za studente koji ne polože P1 i/ili P2. Pismeni ispit uključuju cjelokupno gradivo. | Ispitni rok. |
Tjedni plan nastave
- Uvod u mikrobnu ekologiju.
- Organizacija ekosustava i biosfere, niša u zajednicama i zajednice u ekosustavu – pozitivni i negativni interakcijski odnosi, neutralizam
- Mikrobne interakcije. Pozitivni i negativni interpopulacijski odnosi. Trofički odnosi i hranidbena mreža.
- Biogeokemijska kruženja elemenata u prirodi - značaj i uloga mikroorganizama u kruženje ugljika. Mikrobni metabolizam anorganskog i organskog ugljika.
- Biogeokemijska kruženja elemenata u prirodi – uloga i značaj mikroorganizama u kruženju sumpora.
- Kruženje dušika - Fiksacija dušika, Fiksacija dušika pomoću slobodno-živućih bakterija, Fiksacija dušika i neleguminozne biljke, Simbiozna fiksacija dušika, Amonifikacija, Nitrifikacija, Denitrifikacija
- Mikroorganizmi u hidrosferi – značaj hidrosfere. Mikroorganizmi u slatkovodnim vodama. Marinska mikrobiologija. Morski okoliš –koncentracija hranjiva te uloga mikroorganizama u kruženju tvari i energije u moru.
- Obrada otpadnih tvari i voda - Pročišćavanje vode, mikrobiološka analiza voda. Kakvoća podzemnih voda i uloga mikroorganizama u obradi otpadnih voda.
- Mikrobne zajednice u gastrointestinalnom (GI) traktu ljudi i životinja.
- Mikrobiološki procesi tijekom kompostiranja – značaj i uloga mikroorganizama u procesima obrade organskog otpada
- Mikrobna enzimatska aktivnost tla. Najznačajniji mikrobni enzimi u tlu i regulacija mikrobne enzimatske aktivnosti.
- Mikroorganizmi i ekstremni uvjetima u okolišu - Rast, razvoj i vrste mikroorganizama u uvjetima visokih temperatura, visokih i niskih pH vrijednosti te u slanim uvjetima
- Aeromikrobiologija - Mikroorganizmi u zatvorenom prostoru. Mikroorganizmi u otvorenom prostoru. Preživljavanje i širenje mikroorganizama u zraku. Bioaerosol.
- Bioremedijacija - najčešći polutanti u okolišu. Mikrobiološka razgradnja kloriranih ugljikovodika. Upotreba mikroorganizama za razgradnju štetnih kemikalija.
- Metode u mikrobnoj ekologiji – uzorkovanje tla i metode za određivanje brojnosti mikroorganizama u okolišu
Obvezna literatura
- R.M.Maier, I.L. Pepper, C.P. Gerba (2009): Environmental microbiology.Second edition Academic Press.
- Alan H. Varnum; Malcolm G. Evans (2000): Environmental microbiology. American Society for Microbiology
- Patric K. Jjemba (2004): Environmental microbiology: Principles and Applications. Science Pub.Inc .
Preporučena literatura
- K.Killham (1994): Soil Ecology. Cambridge University Press
- R.M.Maier, I.L. Pepper, C.P. Gerba (2000): Environmental microbiology. Academic Press, 2000.
- M. Wood (1995): Environmental Soil Biology. Chapman & Hall.
- R.G. Bord, Dorotthy Jones (1992): Identification Methods in Applied and Environmental Microbiology. Blackwell Science Inc.
- Paul A. Rochelle (2001): Environmental Molecular Microbiology: Protocols and Applications. Springer Verlag.
Sličan predmet na srodnim sveučilištima
- Microbial ecology, University of Wageningen
- Microbial ecology, Wilfrid Laurrierv University