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

  • Forelesninger/kollokvier: 26 timer.
  • Laboratorieøvelser: 50 timer.
  • Forberedelser til øvelser og journalskriving: 54 timer.
  • Selvstudium: 120 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: Dette emnet vil introdusere 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. Temaene innbefatter

  • 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 vil gi 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 knyttet til laboratorieøvelsene, og vil få en grundig innføring i hvordan skrive rapportene i et vitenskapelig format. Rapportene vil gi studentene mulighet til å vise sin forståelse for anvendelse 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 forståelse av emnet. Dette vil hjelpe studentene å utvikle sine evner til å skrive vitenskapelige rapporter, noe som 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, samt egenskapene til mikroorganismer og teknikker for å undersøke sentrale mikrobiologiske prosesser. De vil kunne gjennomføre forberedelser, teknikker og analyser som kreves i kurset, og være i stand til å bruke de instrumentene og utstyret 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.
  • Ferdigheter i tolkning av eksperimentelle data testes ved innlevering av journal. Journalen 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)

  • Ekstern sensor godkjenner eksamensoppgavene og retter minimum 25 utvalgte besvarelser.

    Intern sensur av laboratorierapportene.

  • Laboratorieøvelser med rapport.
  • 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
  • BIO234, reduksjon med 5 sp
  • Bokstavkarakterer
  • Realfag