Uniwersytet Warszawski - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Astrogeobiology

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1400-124AGB
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0519) Nauki biologiczne (inne) Kod ISCED - Międzynarodowa Standardowa Klasyfikacja Kształcenia (International Standard Classification of Education) została opracowana przez UNESCO.
Nazwa przedmiotu: Astrogeobiology
Jednostka: Wydział Biologii
Grupy: Przedmioty DOWOLNEGO WYBORU
Przedmioty obieralne na studiach drugiego stopnia na kierunku bioinformatyka
Punkty ECTS i inne: 6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: angielski
Rodzaj przedmiotu:

nieobowiązkowe

Założenia (opisowo):

Przedmiot do wyboru dla II i III roku studiów na kierunku Biologia

Tryb prowadzenia:

w sali

Skrócony opis: (tylko po angielsku)

This course is merely a way to think about living things in their astronomical or cosmic context, to address questions such as the origin of life or the existence of life elsewhere that requires linking biology and geology with other fields such as planetary sciences or astronomy. This course provides a comprehensive overview of some of the major strands of science that underpin the study of life in its cosmic context, hopefully achieving an appropriate depth of understanding in key subjects such as physics, biology, chemistry and geology. Students learn about possible contamination of ancient sedimentary and extraterrestrial samples and extraction techniques of organic matter. They also examine samples collected from cold and hot deserts (examination includes microscopic analyses, isolation and cultivation of microorganisms), analyse cultured cyanobacteria, other bacteria and fungi under epifluorescence microscope; perform experiments with extremophilic taxa of cyanobacteria.

Pełny opis: (tylko po angielsku)

Lecture, 30h

Course comprises:

1. A brief history of astrogeobiology

2. What is life? Understanding some of the key characteristics of life is essential for astrogeobiology.

- historical perspective

- spontaneous generation

- modern concepts

3. Matter and life (the concept of atoms, ions, and molecules and their basic structure)

- dark matter, dark energy, baryonic matter

- electrons, atoms, ions

- molecules (introduction to proteins, amino acids, enzymes)

- covalent bonds and life (thermostability)

- van der Waals interactions and life

- interaction between matter and light

4. Molecular structure of life (the basic elements required by life are carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, phosphorus and sulphur)

- proteins, nucleic acids, carbohydrates, lipids

- water as a solvent of life

- alternative solvents

5. Cellular structure of life (different cells found in life on Earth)

- types and structures of cells

- transcription: DNA to RNA

- translation: RNA to protein

- DNA replication

- plasmids

- eukaryotic cells

- reproduction of cells

- movement and communication in prokaryotes

6. Viruses: their role in natural environment and origin of life on Earth

7. Fungi: how they make our worlds

8. Energy for life (different types of energy acquisition in organisms: chemo- versus phototrophic forms of energy acquisition; chemiosmosis, electron transport; ATP)

- evolution of photosynthesis

- global biogeochemical cycles

- microbial mats

- thermodynamics of energy acquisition of life

9. Life in extreme environments and the limits of life

10. The tree of life (phylogenetic trees, RNA, LUCA)

11. The Universe, the Solar System and the elements of life (how stars and planets form)

12. Carbon molecules in space (organic molecules)

13. The first billion years of Earth (hypotheses about the formation of Earth, its early oceans and atmosphere; environmental conditions in which life might have emerged)

14. The origin of life (panspermia, the RNA world, early cells, hydrothermal vents, impact craters, volcanic environments, deep subsurface)

- methods used to investigate life

- stromatolites

- biomarkers and contamination

15. The rise of oxygen (major source and sinks of oxygen on Earth, Snowball Earth)

16. Mass extinctions (five major mass extinctions in the Phanerozoic, purported causes of mass extinctions)

17. Habitability of planetary bodies (habitable/Goldilocks zone and its limitations)

18. The astrogeobiology of Mars (missions, evidence for water, limits to life)

19. Ocean worlds and icy moons (astrogeobiology of moons; the evidence for water bodies under the surfaces of Europa, Ganymede and Enceladus; carbon cycle on Titan; habitability in the interior of moons)

20. Exoplanets and the search for life (methods used to detect exoplanets, diversity of exoplanets)

21. Hayabusa missions to Ryugu and Bennu (carbonaceous asteroids thought to be the rocky building blocks of the early solar system)

Practical, 60h

The practical course in astrogeobiology consists of independent work or work in groups with organic solvents, chemical reagents and cultures of bacteria and fungi. Students learn about possible contamination of ancient sedimentary and extraterrestrial samples and extraction techniques of organic matter from Precambrian sedimentary rocks and samples collected from the Moon, Mars, etc. Students study rock colonizing bacteria examining samples collected from cold and hot deserts (examination includes microscopic analyses, isolation and cultivation of microorganisms). Analysis of cultured cyanobacteria, other bacteria and fungi under epifluorescence microscope (using blue, green and UV-filters and fluorescing pigments).

Students perform ecophysiological experiments with extremophilic taxa of cyanobacteria in variable conditions to understand the importance of various ecophysiological traits in colonization of inhospitable environment.

In addition, students learn how to extract and isolate DNA from sediments, rocks, and cultured microorganisms, followed by analysis of marker genes responsible for particular processes (for example nitrogen fixation, photosynthesis-related genes) using PCR technique.

Literatura: (tylko po angielsku)

Beech, M., Seckbach, J., Gordon, R., 2021. Terraforming Mars. Astrobiology Perspectives on Life in the Universe, 1st edition, Wiley-Scrivener.

Cockell, C.S., 2020. Understanding life in the Universe.2nd edition, Wiley-Blackwell

Kolb, V.M., 2021. Handbook of astrobiology. 1st edition, CRC Press.

Rothery, D.A., Gilmour, I., Sephton, M.A., 2018. An introduction to astrobiology. 3rd edition, Cambridge University Press.

Articles in Astrobiology, Geobiology, International Journal of Astrobiology

Efekty uczenia się:

K_W01 – zna proste i zaawansowane instrumentalne metody analityczne stosowane w badaniach skał, minerałów i substancji pochodzenia organicznego

K_W02 – zna zasady działania i możliwości analityczne określonej aparatury badawczej

K_W04 – zna warunki i procesy prowadzące do powstawania złóż kopalin użytecznych

K_W13 – zna problematykę z zakresu geochemii organicznej i roli biosfery w przebiegu procesów geologicznych

K_U03 – potrafi wykorzystać elementy statystyki w interpretacji uzyskanych wyników analitycznych

K_U04 – umie opisać budowę wewnętrzną skały, zanalizować procesy prowadzące do jej powstania, środowisko geotektoniczne i procesy przeobrażeń.

K_U05 – umie samodzielnie zanalizować zgromadzony materiał naukowy, zinterpretować wyniki i wyciągnąć stosowne wnioski

K_U06 – umie określić genezę złoża surowców mineralnych i procesy prowadzące do jego powstania

K_U14 – umie określić rolę związków organicznych w przyrodzie i procesy związane z formowaniem złóż surowców energetycznych

K_K02 – umie zaplanować etapy przygotowawcze do wykonania prezentacji i prac zaliczeniowych

K_K03 – realizując geologiczne zadania badawcze umie zidentyfikować problemy i zaproponować sposoby ich rozwiązania

K_K04 – zdobywa wiedzę i umiejętności przydatne do podjęcia pracy w zawodzie

K_K06 – rozumie potrzebę przedstawiania najnowszej wiedzy geologicznej w ramach prezentacji i przy wykonywaniu prac zaliczeniowych

K_K10 – rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie

Metody i kryteria oceniania: (tylko po angielsku)

The examination requirements cover the scope of material presented at the lectures and the practical course. The exam is in writing and includes a test and descriptive part.

Additional presentation of selected topics based on experiments and literature.

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (zakończony)

Okres: 2024-02-19 - 2024-06-16
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 60 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 24 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Iwona Jasser, Mirosław Słowakiewicz
Prowadzący grup: Iwona Jasser, Agnieszka Rudak, Mirosław Słowakiewicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.
ul. Banacha 2
02-097 Warszawa
tel: +48 22 55 44 214 https://www.mimuw.edu.pl/
kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.0.4.0-7ba4b2847 (2024-06-12)