Podstawy biologii organizmalnej i środowiskowej

obowiązkowe

wiedza, umiejętności i kompetencje zakresu biologii ze szkoły średniej

w sali

Wstęp do metody naukowej w biologii. Przedmiot badań biologii - czym jest życie. Miejsce biologii wśród nauk - biologia jako nauka przyrodnicza; Podstawy obrazowania 2D w mikroskopii; Podstawy obrazowania 3D. Metody powstawania obrazu trójwymiarowego w mikroskopii świetlnej i elektronowej; Podstawy działania układu odpornościowego ssaków; Główne zagadnienia współczesnej biologii rozwoju roślin; Podstawowe zagadnienia jakimi zajmuje się współczesna biologia rozwoju zwierząt; Różne aspekty układu pasożyt-żywiciel; Pojawiające się nowe inwazje jako zagrożenie dla zdrowia publicznego; Modelowanie ekosystemów Modele w biologii, w szczególności w ekologii: próby matematycznego lub algorytmicznego spojrzenia na badane procesy; Oczekiwania w stosunku do modeli, analiza ich zachowań, konfrontacja wyników z rzeczywistością ; Różnorodność biologiczna i różne poziomy jej organizacji; Różnorodność biologiczna zagrożona. Sposoby ochrony różnorodności biologicznej.

1. Wstęp do metody naukowej w biologii. Przedmiot badań biologii - czym jest życie. Miejsce biologii wśród nauk - biologia jako nauka przyrodnicza, czy biologia jest nauką ścisłą. Klasyczna metoda naukowa: metoda indukcyjna i hipotetyczno-dedukcyjna. Falsyfikacjonizm. Problem wartościowania metod w naukach biomedycznych na przykładzie epidemiologii. Projektowanie eksperymentów, problem powtarzalności. Znaczenie statystyki w biologii, meta-analizy. Współczesne techniki wysokoprzepustowe a metoda badawcza: podejścia oparte na hipotezach a podejścia oparte na zbiorach danych. Czy “metoda naukowa” istnieje - dyskusja filozoficzna, anarchizm metodologiczny. Socjologia nauki - czy naukowcy stosują metodę naukową? Nauka a pseudonauka. (Prof. Paweł Golik)

2. Podstawy obrazowania 2D w mikroskopii. Teoria powstawania obrazu w mikroskopie świetlnym, elektronowym, sił atomowych i zastosowaniu działa jonowego, zasady przygotowania preparatów do obrazowania w poszczególnych typach mikroskopów (dr Julita Nowakowska, dr Bohdan Paterczyk).

3. Podstawy obrazowania 3D. Metody powstawania obrazu trójwymiarowego w mikroskopii świetlnej i elektronowej; segmentacja i modelowanie oraz ilościowa analiza tych danych (dr Lucja Kowalewska).

4. Podstawy działania układu odpornościowego ssaków. Nazewnictwo i podstawowe pojęcia. Budowa układu odpornościowego: komórki, i narządy. Krążenie komórek układu odpornościowego w organizmie. Podstawy funkcjonowania układu odpornościowego, odporność wrodzona i nabyta. Zastosowania przeciwciał w diagnostyce, terapii oraz badaniach naukowych (dr Ewa Kozłowska).

5. Główne zagadnienia współczesnej biologii rozwoju roślin. Mechanizmy regulacji morfogenezy roślin. Genetyczna regulacja procesu kwitnienia. Rośliny modelowe w badaniach rozwoju roślin (prof. Agnieszka Mostowska)

6. Podstawowe zagadnienia jakimi zajmuje się współczesna biologia rozwoju zwierząt. Główne organizmy modelowe stosowane w badaniach różnych aspektów rozwoju, mechanizmy molekularne kontrolujące rozwój. Najważniejsze osiągnięcia nauk biomedycznych ostatnich lat wywodzące się z badań nad rozwojem (prof. Marek Maleszewski)

7, 8. Organizm - Pasożyt – Żywiciel. Różne aspekty układu pasożyt-żywiciel. Drogi inwazji. Żywiciele i wektory pasożytów, cykle życiowe. Makro- i mikropasożyty. Pojawiające się nowe inwazje jako zagrożenie dla zdrowia publicznego. Zagrożenia pasożytnicze w Europie w XXI wieku. Choroby przenoszone przez wektory, w tym kleszcze. (prof. Anna Bajer).

9 , 10 Modelowanie ekosystemów Modele w biologii, w szczególności w ekologii: próby matematycznego lub algorytmicznego spojrzenia na badane procesy. Przykłady - od prostych (na poziomie pojedynczych populacji, czy procesów wewnątrz organizmu) po bardzo złożone (na poziomie ekosystemów i wyższym); od modeli sformułowanych w języku matematyki po modele agentowe. Deterministyczne i losowe elementy modeli. Oczekiwania w stosunku do modeli, analiza ich zachowań, konfrontacja wyników z rzeczywistością (dr Miłosława Sokół)

11. Różnorodność biologiczna i różne poziomy jej organizacji. Interakcje międzygatunkowe. Człowiek a przyroda i środowisko (dr hab. Marcin Zych, prof. UW)

12. Różnorodność biologiczna. Źródła zmienności organizmów. Ile gatunków istnieje na Ziemi? Pojęcie różnorodności biologicznej i różne jej poziomy. Różnorodność organizmów ziemskich i ich rozmieszczenie. Przyczyny geograficznego zróżnicowania liczby gatunków. „Gorące miejsca” bioróżnorodności. Biomy ziemskie. Pojęcie i struktura ekosystemu ( dr hab. Marcin Zych, prof. UW Zależności międzygatunkowe i ich wpływ na różnorodność biologiczną. Sieci troficzne i mutualistyczne (dr hab. Marcin Zych, prof. UW)

Literatura polecana przez prowadzących na kolejnych wykładach.

WIEDZA

Wykazuje znajomość podstaw nauk przyrodniczych, kategorii pojęciowych i terminologii przyrodniczej oraz znajomość rozwoju metod badawczych, a także potrafi wskazać najważniejsze odkrycia naukowe w historii nauk biologicznych, w tym biotechnologii.

UMIEJĘTNOŚCI

Uczy się samodzielnie zagadnień wskazanych przez opiekuna.

Wykazuje umiejętność wykorzystania dostępnych źródeł informacji, w tym ze źródeł elektronicznych.

Wykazuje umiejętność poprawnego wnioskowania na podstawie danych z różnych źródeł.

KOMPETENCJE

Poszerza zainteresowania w obrębie nauk przyrodniczych.

Odczuwa potrzebę stałego dokształcania się i aktualizowania wiedzy dotyczącej nauk matematyczno-przyrodniczych.

Wykład – egzamin pisemny, pytanie testowe

nie dotyczy