Matematyka – 90 h
Ciągi i szeregi liczbowe. Funkcje jednej i wielu zmiennych – właściwości. Funkcje elementarne. Rachunek różniczkowy i całkowy funkcji jednej i wielu zmiennych. Rozwiązywanie równań różniczkowych. Rachunek macierzowy – rozwiązywanie układów równań liniowych. Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
wykorzystania narzędzi matematycznych do opisu zjawisk i procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych.
Fizyka i biofizyka – 90 h
Elementy fizyki i biofizyki niezbędne do zrozumienia i ilościowego opisu zjawisk występujących w organizmach i ich tkankach, komórkach i organellach. Metody fizyczne wykorzystywane w badaniach biologicznych. Mechanika i termodynamika klasyczna. Elektryczne i magnetyczne właściwości materii. Optyczne właściwości materii. Fizyczne podstawy procesów biologicznych. Zastosowanie metod fizycznych do badania organizmów i procesów biologicznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia zjawisk i procesów fizycznych w przyrodzie; wykonywania pomiarów; określania podstawowych wielkości fizycznych; wykorzystywania praw przyrody w technice i życiu codziennym.
Chemii – 150 h
Budowa materii. Rodzaje wiązań chemicznych i oddziaływań międzycząsteczkowych. Termodynamika i kinetyka chemiczna. Równowagi fazowe. Elektrochemia. Zjawiska powierzchniowe. Sorpcja. Elementy chemii analitycznej – klasycznej i instrumentalnej. Budowa, właściwości i przemiany związków organicznych. Podstawowe techniki laboratoryjne stosowane w syntezie organicznej.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
opisu okresowych właściwości pierwiastków i prostych połączeń chemicznych; opisu właściwości i reaktywności związków nieorganicznych; pomiaru lub wyznaczania wielkości fizykochemicznych; interpretacji i opisu fenomenologicznego właściwości fizykochemicznych; wykonywania analiz ilościowych i jakościowych w zakresie niezbędnym w biotechnologii; posługiwania się metodami racjonalnej syntezy organicznej; korzystania z metod instrumentalnych w ustalaniu budowy i zachowania związków organicznych.
Biologia eksperymentalna
Podstawy biochemiczne, molekularne i komórkowe funkcjonowania organizmów. Integracja danych dostarczanych z poszczególnych obszarów biologii eksperymentalnej w zakresie hierarchicznej organizacji procesów biologicznych, w tym zależności struktura-funkcja na różnych poziomach organizacyjnych: makrocząsteczek (kwasów nukleinowych, białek, polisacharydów, lipidów), komórek (organizacji strukturalnej komórek i ich funkcji), tkanek i organizmów. Zasady przekazywania i wyrażania (ekspresji) informacji genetycznej i jej przekształcania w układ trójwymiarowych, współpracujących ze sobą cząsteczek. Analiza porównawcza. Analiza procesów molekularnych w organizmach prokariotycznych i eukariotycznych. Podstawowe mechanizmy regulacji procesów rozwojowych i fizjologicznych organizmów żywych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia biochemicznych, molekularnych i komórkowych podstaw funkcjonowania organizmów; pracy doświadczalnej w naukach biologicznych.
Biologiczne aspekty biotechnologii
Izolacja, identyfikacja i określanie właściwości pojedynczych substancji biologicznie aktywnych. Właściwości enzymów i możliwości ich wykorzystania do prowadzenia procesów biotechnologicznych – analiza i przygotowanie do zastosowań przemysłowych i medycznych. Techniki molekularne i technologie wykorzystywane w badaniach materiału genetycznego: PCR, klonowanie i sekwencjonowanie DNA, analizy genowe i genomowe. Mikroorganizmy o znaczeniu przemysłowym. Techniki sterowania metabolizmem komórkowym u różnych organizmów. Dodatkowo na studiach licencjackich: projektowanie i wykonywanie manipulacji na materiale genetycznym. Wykorzystywanie danych molekularnych w badaniach biologicznych i medycznych.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia możliwości wykorzystania materiału biologicznego w biotechnologii – od pojedynczych cząsteczek, poprzez kompleksy cząsteczki, makrocząsteczki do organizmów jednokomórkowych i wielokomórkowych; stosowania podstawowych technik eksperymentalnych i laboratoryjnych biologii molekularnej.
Technologiczne aspekty biotechnologii
Elementy mechaniki płynów i reologii. Wpływ warunków hydrodynamicznych na żywe komórki. Inżynieria bioreaktorów – metody bilansowania procesów biochemicznych, kinetyka przemian w bioreaktorach, procesy transportowe (wymiany ciepła i masy) przebiegające w bioreaktorach. Procesy rozdzielania i oczyszczania produktów biotechnologicznych – mechaniczne metody separacji zawiesin i dezintegracji komórek, ekstrakcja, destylacja z rektyfikacją, precypitacja i krystalizacja, sorpcja, techniki membranowe i chromatograficzne, suszenie materiałów biologicznych. Podstawowe aparaty i urządzenia stosowane w technologiach biochemicznych. Zasady organizacji produkcji biotechnologicznej i zapewniania jakości. Typowe technologie stosowane do otrzymywania bioproduktów – biomasy drobnoustrojów, alkoholi, kwasów organicznych, aminokwasów, enzymów, farmaceutyków. Biotechnologie ochrony środowiska – oczyszczanie ścieków i gazów, przetwarzania odpadów stałych, bioremediacja gruntów. Dodatkowo na studiach inżynierskich: podstawy projektowania i rozwoju linii technologicznych. Powiększanie skali procesów.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
ilościowego opisu podstawowych procesów jednostkowych; wykorzystania technicznych i technologicznych aspektów biotechnologii.
Metodologia pracy doświadczalnej – 30 h
Opracowanie hipotez wyjściowych. Planowanie eksperymentów. Optymalizacja technik doświadczalnych. Opracowanie i weryfikacja danych doświadczalnych. Przygotowanie danych do publikacji.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
samodzielnego planowania i prowadzenia prac doświadczalnych; opracowywania wyników doświadczalnych w formie nadającej się do publikacji.
Ekologiczne, społeczne i ekonomiczne aspekty biotechnologii – 120 h
Złożoność powiązań w ekosystemach. Ocena korzyści i zagrożeń wynikających z uwolnienia organizmów modyfikowanych genetycznie do środowiska. Etyczne aspekty manipulacji genetycznych i komórkowych. Formy i procedury ochrony własności intelektualnej i przemysłowej w zakresie biotechnologii. Systemy zarządzania jakością w biotechnologii i przemysłach pokrewnych. Ekonomiczne i organizacyjne zagadnienia biotechnologii.
Efekty kształcenia – umiejętności i kompetencje:
rozumienia ekologicznych, ekonomicznych i społecznych uwarunkowań biotechnologii; oceny korzyści i ryzyka wykorzystywania biotechnologii; stosowania procedur ochrony intelektualnej; stosowania systemów zarządzania jakością w biotechnologii.
