BIO233 Eksperimentell miljømikrobiologi
Studiepoeng:10
Ansvarlig fakultet:Fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitenskap
Emneansvarlig:Knut Rudi
Campus / nettbasert:Undervises campus Ås
Undervisningens språk:Norsk
Antall plasser:24 studenter, dersom flere studenter må det avtales økte ressurser
Frekvens:Årlig
Forventet arbeidsmengde: 250 timer
Undervisnings- og vurderingsperiode:Emnet starter i vårparallellen. Emnet har undervisning/vurdering i vårparallellen.
Om dette emnet
Emnet er et tilbud for studenter innen fagområdene mikrobiologi, mikrobiell økologi, miljømikrobiologi, næringsmiddelmikrobiologi, human- og veterinærmikrobiologi. Emnet vil i hovedsak dekke FN sitt bærekraftsmål Rent vann og gode sanitærforhold (nummer 6) og Livet i havet (nummer 14).
Vann er en avgjørende ressurs for alt liv på jorden. Det er derfor viktig å forvalte vannressursene på en bærekraftig måte, for å sikre at vi har tilstrekkelig rent vann til å møte våre daglige behov og for å opprettholde livet i økosystemene. I dette emnet vil vi fokusere på mikrobiologiske problemstillinger knyttet til vann og avløpssystemer:
- Vi vil først se på drikkevann og drikkevannsrensing. Dette vil omfatte studier av mikrobiologiske forurensninger som kan være til stede i drikkevannet og hvilke metoder som kan brukes for å fjerne disse forurensningene. Vi vil også se på hvordan mikrobiologi kan brukes til å overvåke kvaliteten på drikkevannet.
- Vi vil undersøke hvordan forurensing påvirker livet i havet, og vi vil fokusere spesielt på problemstillinger knyttet til Oslofjorden. Dette skyldes at Oslofjorden er under sterkt forurensningspress, og det pågår en innsats for å gjenopprette livet i fjorden. Mikrobiologi kan spille en avgjørende rolle i dette arbeidet.
- Til slutt vil vi se på hvordan mikroorganismer kan brukes til å rense kloakk. Mikroorganismer kan blant annet brukes til å bryte ned organisk materiale og til å fjerne reaktivt nitrogen (f. eks. ammonium og nitrat) som ellers ville ført til eutrofiering ved utslipp i naturlige vannsystemer.
Gjennom dette kurset vil du få en bedre forståelse av mikrobiologiske problemstillinger knyttet til vann og avløpssystemer og hvordan mikroorganismer kan brukes til å ivareta helsen til samfunnet og økosystemene.
FORELESNINGER: Emnet presenterer betydningen av mikroorganismer i miljøet. Spesiell oppmerksomhet vil bli rettet mot mikroorganismer som finnes i vann, og deres betydning. Vann er avgjørende for livet på jorden, der mikroorganismene spiller en hovedrolle. Temaer:
- mikroorganismer i havet og deres innvirkning på klima og globale prosesser på jorden,
- mikroorganismer i ferskvann, med spesielt fokus på bruk av ferskvann som drikkevann,
- og problemstillinger knyttet til biologisk rensing av avfallsvann.
Samlet sett vil forelesningene gi en grundig innføring i betydningen av mikroorganismer i miljøet, spesielt i vann. Studentene vil få en dypere forståelse av hvordan mikroorganismer påvirker miljøet og hvordan de kan brukes til å beskytte og bevare vannressurser.
LABORATORIEØVELSER: Laboratorieøvelsene i dette emnet gir studentene praktisk erfaring med de tre hovedtemaene knyttet til vann: mikrobiologiske problemstillinger knyttet til rensing av drikkevann, miljøpåvirkning av forurensing i havet, samt biologisk rensing av nitrogen i avfallsvann. For det første temaet vil studentene få erfaring med rensing av drikkevann ved å undersøke prosessene ved Oppegård vannrenseanlegg. Dette vil inkludere mikrobiologisk testing for å vurdere kvaliteten på drikkevannet, og observasjon av ulike trinn i rensingsprosessen for å forstå hvordan vannet blir renset og desinfisert. Det andre temaet vil sette søkelyset på på hvordan forurensing påvirker miljøet i havet. Her vil studentene vil undersøke prosesser knyttet til Oslofjorden. Dette vil inkludere prøvetaking og testing av vannprøver, samt observasjon av hvordan forurensing kan påvirke livet i havet. Det siste temaet vil omhandle biologisk fjerning av nitrogen i avfallsvann, og studentene vil undersøke prosessene knyttet til nitrogenrenseanlegget ved Nordre Follo Renseanlegg. Dette vil inkludere testing av vannprøver for å måle nivået av nitrogen, samt observasjon av hvordan bakterier og andre mikroorganismer brukes til å bryte ned og fjerne nitrogenforurensing fra avfallsvann.
METODER: Metodene som skal brukes i kurset inkluderer bakteriedyrking og mikroskopi/fluorescensmikroskopi. I tillegg vil studentene lære DNA rensing, PCR/kvantitativ PCR, samt beskrivelse av bakteriesamfunn ved bruk av nanopore sekvensering. Vi vil også bruke proteom-analyser for å undersøke funksjonen til bakteriesamfunn. Studentene vil lære å bruke bioinformatiske verktøy i R for å studere bakteriesamfunn. Til slutt vil det bli gitt en innføring i teknikker for å måle gasskinetikk knyttet til klimagasser og kloakkrensing. Dette vil gi studentene en forståelse av hvordan ulike teknikker kan brukes til å måle miljømessige parametere, og hvordan dette kan hjelpe oss med å forstå og redusere vår påvirkning på miljøet.
RAPPORTERING: I dette kurset vil det bli lagt vekt på at rapportering av resultatene fra laboratorieøvelsene gjøres på en vitenskapelig måte. Studentene skal levere tre rapporter, en for hver av hovedtemaene i laboratorieøvelsene. De vil få en grundig innføring i hvordan skrive rapporter i et vitenskapelig format. Rapportene vil gi studentene mulighet til å vise sin forståelse for anvendelsen av de ulike metodene som er brukt i laboratorieøvelsene. Arbeidet vil også gi studentene mulighet til å frembringe ny kunnskap. Individuelle kommentarer og vurderinger vil bli gitt for hver rapport, slik at studentene får feedback på hvordan de kan forbedre sine skriveferdigheter og sin forståelse av emnet. Å skrive vitenskapelige rapporter er en viktig ferdighet for alle som jobber i naturvitenskapelige fagfelt.
Dette lærer du
KUNNSKAPER:
I dette emnet vil studentene få innsikt i beskrivelsen og betydningen av mikroorganismer i viktige miljøer, som drikkevann, havet og avløpsvann. De vil også lære om økologiske prinsipper og bruken av mikroorganismer i vannrensing og miljøovervåkning.
FERDIGHETER:
Studentene vil lære
- ulike metoder for å dyrke og beskrive mikroorganismesammensetninger,
- om egenskapene til mikroorganismer
- teknikker for å undersøke sentrale mikrobiologiske prosesser.
De vil kunne gjennomføre forberedelser, teknikker og analyser som kreves i emnet, og være i stand til å bruke instrumenter og utstyr som benyttes.
GENERELL KOMPETANSE:
Det vil bli lagt spesiell vekt på å lære studentene hvordan tradisjonelle, dyrkningsbaserte teknikker kan kombineres med moderne DNA-teknikker for å beskrive et mikrobesamfunn. Studentene vil også lære hvordan de skal skrive vitenskapelige rapporter basert på eksperimentelle data, og reflektere kritisk rundt gjeldende teorier.
- Forelesninger. Kollokvier. Laboratorieøvelser med journalføring.
- Kontakt med lærere via Canvas og e-post. Forelesningsnotater legges ut i Canvas.
Lærebok: Siste utgave av Environmental Microbiology, Elsevier Science & Technology.
Laboratorieøvelsehefter og annet skriftlig materiale som deles ut.
- Kunnskap i mikrobiologi tilsvarende BIO130.
- Kunnskap i biokjemi teori tilsvarende KJB200.
- Kunnskap i biokjemi lab. tilsvarende KJB201.
- Kunnskap i molekylærbiologi tilsvarende BIO210.
- Organisk kjemi, genetikk, bioinformatikk og statistikk.
Ferdigheter i tolkning av eksperimentelle data testes ved innlevering av journaler. Journalene teller 40 % (A-F)
Evaluering av studentenes læring vil være basert på deres teoretiske kunnskaper og forståelse, som testes i en avsluttende skriftlig prøve på 3,5 timer. Karaktervekt 60 % (A-F)
Mappevurdering Karakterregel: Bokstavkarakterer Skriftlig eksamen Karakterregel: Bokstavkarakterer Hjelpemiddel: A1 Ingen kalkulator, ingen andre hjelpemidlerEkstern sensor godkjenner eksamensoppgavene og retter minimum 25 utvalgte besvarelser.
Intern sensur av laboratorierapportene.
- Laboratorieøvelser med rapport.
Tidligere emne BIO234 = teoridelen av BIO233. Det er derfor 5 sp overlapp mellom BIO233 og BIO234.
Emnet kan erstatte BIO211 (kontakt i så fall studieveileder for godkjenning).
- Forelesninger/kollokvier: 2 timer per uke i 13 uker. Laboratorieøvelser med journalføring: 2+3 timer per uke i 10 uker.
- Bachelorprogrammet i bioteknologi
- Masterprogrammet i bioteknologi
- Former course BIO234: reduction of 5 credits
- Realfag