Ekofizjologia roślin i zwierząt 1400-228EKOFRZ
Wykłady:
1. Przedmiot ekofizjologii. Czynniki decydujące o rozmieszczeniu organizmów: światło, temperatura, dostępność wody, właściwości podłoża (zawartość składników odżywczych, zasolenie, dostępność tlenu). Potrzeba integracji ekofizjologii mikroorganizmów, roślin i zwierząt.
2. Organizmy w zmiennych warunkach środowiska - adaptacje i aklimatyzacje, stres. Czy organizmy (bakterie, rośliny i zwierzęta) różnią się odpowiedzią na stres? Odpowiedź na stres abiotyczny (termiczny, hipoksję, suszę) i biotyczny (np. pasożytnictwo) u bakterii, roślin i zwierząt.
3. Ekofizjologiczne adaptacje mikroorganizmów do środowiska wodnego – strukturalne i biochemiczne
4. Rozprzestrzenienie i aktywność mikroorganizmów w środowiskach naturalnych w różnych niszach ekologicznych
5. Wytwarzanie materii organicznej przez mikroorganizmy wodne (fotosynteza, chemosynteza)
6. Degradacja i utylizacja materii organicznej przez zespoły mikroorganizmów wodnych - zależności troficzne, pętla mikrobiologiczna
7. Ekofizjologia fotosyntezy: rośliny C3, C4 i CAM. Znaczenie różnych typów fotosyntezy w kontekście zmiennych warunków środowiskowych. Przystosowania roślin do wzrostu w różnych reżimach świetlnych na poziomie organizmu, komórki i organelli. Przebieg fotomorfogenezy i fotoperiodyzm u roślin pochodzących z różnych szerokości geograficznych.
8. Anatomiczne i fizjologiczne podstawy przystosowań roślin do wysokich i niskich temperatur. Czynniki środowiska a rolnictwo.
9. Wymagania wodne roślin. Przystosowania do życia w środowisku z okresowym lub permanentnym brakiem dostępu do wody na poziomie anatomii i fizjologii.
10. Wpływ dostępności składników odżywczych i tlenu w podłożu oraz zasolenia gleby na wzrost i występowanie roślin. Rola systemu przewodzącego w regulacji gospodarki wodnej i mineralnej rośliny.
11. Bilans wodny. Osmoregulacja. Wydzielanie.
12. Respiracja i krążenie w różnych warunkach środowiska.
13. Biochemiczne i fizjologiczne efekty zmian temperatury.
14. Zwierzę na lądzie i w środowiskach ekstremalnych. Osmoza. Budżet wodny, adaptacje termiczne, respiracja i inne procesy fizjologiczne w środowisku wodnym (morza, estuaria, wody słodkie).
15. Wpływ klimatycznych i antropogenicznych zmian w środowisku (wzrost temperatury, wzrost zawartości CO2 w atmosferze) na ekofizjologię interakcji roślina – zwierzę - mikroorganizm.
Ćwiczenia:
Część roślinna:
1. Przystosowania różnych gatunków roślin do niskiej temperatury - ocena przy użyciu różnicowej analizy termicznej (DTA).
2. Hipoksja i anoksja – przystosowania i reakcje różnych grup roślin na stres oksydacyjny.
3. Kompleksowa analiza ekofizjologiczna odpowiedzi na stres solny na przykładzie traw C3 i C4. Zapoznanie z metodami używanymi w ekofizjologii roślin: ocena alokacji biomasy i zmiany uwodnienia pod wpływem stresu, pomiary potencjału wody oraz fluorescencji chlorofilu jako narzędzia oceny stanu fizjologicznego roślin poddanych działaniu stresu, oznaczanie zawartości proliny – metabolitu będącego markerem stresu i jej wpływ na aktywność RuBisCO, oznaczanie aktywności peroksydazy askorbinianowej, ocena stopnia peroksydacji lipidów w odpowiedzi na stres. Zadanie realizowane w grupach jako mini-projekt badawczy.
Część zoologiczna:
1. Wpływ temperatury na tempo przemian metabolicznych u zwierząt. Aklimacja i aklimatyzacja. Przystosowania do skrajnych warunków temperaturowych.
2. Reakcje organizmów na zmiany fotoperiodu. Regulacja rozrodu i przeobrażenia.
3. Sposoby przetrwania w niekorzystnych warunkach środowiska. Diapauza. Hibernacja.
4. Ekoimmunologia. Wpływ sezonu na działanie układu odpornościowego.
Rodzaj przedmiotu
nieobowiązkowe
Tryb prowadzenia
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
Zna i rozumie biochemiczne, anatomiczne i fizjologiczne podstawy funkcjonowania roślin i zwierząt w środowisku oraz wzajemne relacje między nimi na poziomie ekosystemu.
Rozumie wzajemne relacje organizm-środowisko, stosując hipotezy dotyczące czasowych i przestrzennych uwarunkowań różnorodności biologicznej zwierząt i roślin.
Zna specjalistyczne pojęcia terminologii biologii roślin i zwierząt, biologii środowiskowej oraz literaturę kierunkową i stan wiedzy z tych obszarów
Wybiera i stosuje techniki i narzędzia badawcze wykorzystywane w ekofizjologii roślin i zwierząt w zależności od kontekstu środowiskowego eksperymentu.
Potrafi pod nadzorem opiekuna naukowego planować i wykonać eksperyment z zastosowaniem poznanych metod; umie zaproponować metody przeprowadzenia wskazanych oznaczeń oraz ocenić przydatność metod i ich ograniczenia dla badanego materiału.
Umie pracować w zespole, realizując zaawansowane projekty badawcze z zakresu ekofizjologii roślin i zwierząt.
Wykazuje umiejętność pracy w zespole i potrafi zorganizować przestrzeń pracy sobie i innym.
Rozpoznaje, na czym polega etyka badawcza oraz rzetelność w prowadzeniu badań i interpretacji uzyskanych wyników dla funkcjonowania społeczeństwa.
Wykazuje odpowiedzialność za ocenę zagrożeń wynikających ze stosowanych technik badawczych oraz tworzenie ergonomicznych i bezpiecznych warunków pracy.
Kryteria oceniania
Zaliczenie ćwiczeń: nie więcej niż dwie nieobecności oraz zaliczenie pisemne lub prezentacja uzyskanych wyników w formie multimedialnej
Egzamin: pisemny, po zaliczeniu zajęć laboratoryjnych
Praktyki zawodowe
nie
Literatura
• Larcher W, 2003. Physiological Plant Ecology. Springer-Verlag, Berlin
• Nobel PS, 2005. Physiochemical and Environmental Plant Physiology. Elsevier Academic Press, Amsterdam
• Jenks MA, Hasegawa PM, 2005. Plant Abiotic Stress. Blackwell Publishing, Oxford
• Filek M, Biesaga-Kościelniak J, Marcińska I, 2004. Analytical Methods in Plant Stress Biology. Institute of Plant Physiology, PAS, Kraków.
• Overbeck, J., Chróst, R.J. (eds.) (1990): Aquatic Microbial Ecology: Biochemical and Molecular Approaches. Springer Verlag, New York, pp. 190.
• Chróst, R.J. (1991): Microbial Enzymes in Aquatic Environments. Springer Verlag, New York, pp. 385.
• Overbeck, J. & Chróst, R.J. (eds.) (1994): Microbial Ecology of Lake Plußsee. Springer-Verlag, New York, pp. 392
• Wetzel, R.G. 2001. Limnology. Lake and River Ecosystems. Third Ed. Academic Press, San Diego, 1006 pp.
• Azam, F., A. Z. Worden. 2004. Microbes, molecules, and marine ecosystems. - Science 303: 1622-1624
• Grossart HP, Simon M. 2007. Interactions of planktonic algae and bacteria: effects on algal growth and organic matter dynamics? - Aquatic Microb. Ecol. 47: 163-176
• Pat Willmer, Graham Stone, Ian Johnston Environmental 2004Physiology of Animals, Wiley-Blackwell
• William H. Karasov, Carlos Martínez del Rio 2007Physiological Ecology: How Animals Process Energy, Nutrients, and Toxins Princeton University Press
• G. Louw, D. Mitchell 1996 Physiological Animal Ecology Prentice Hall
• Aktualne publikacje naukowe podane przez prowadzącego.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: