Předmět: Ekotoxikologie

« Zpět
Název předmětu Ekotoxikologie
Kód předmětu KBI/P527
Organizační forma výuky Přednáška
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia 3
Semestr Zimní
Počet ECTS kreditů 2
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinně-volitelný
Způsob výuky nespecifikováno
Studijní praxe nespecifikováno
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Ipser Jan, RNDr. CSc.
Obsah předmětu
1. Vymezení předmětu ekotoxikologie a jejího vztahu k toxikologii; základní pojmy (toxin, biotoxin, polutant/ kontaminant, noxa, LD50, LC50, ED50, EC50, IC50, LOED/LOEC, NOED/NOEC, NOEL; max. snesitelná a min. smrtná dávka, rychlost a poločas vylučování, NPK; bioakumulace, perzistence, volatilizace; harm/damage, PEC/PNEC). 2. Základní výzkumné a pracovní metody (chromatografické, spektroskopické, spektrometrické, elektroforetické, enzymologické, imunochemické a další). 3. Legislativa ČR a mezinárodní vztahující se k ekotoxikologické problematice (Zákony: O životním prostředí 17/1992 Sb., O vodách 254/2001, O ochraně ovzduší 86/2002 Sb., O ochraně přírody a krajiny 114/1992 Sb., O odpadech 185/2001 Sb., O chemických látkách a přípravcích 356/2003 Sb. a 157/1998 Sb. a jejich novely, Vyhláška Ministerstva zdravotnictví ČR 251/1998, kterou se stanoví metody pro stanovení toxicity chemických látek a přípravků; Mezinárodní úmluvy: O biologické rozmanitosti, Agenda 21 - Rio de Janeiro 1992, Kjótský protokol 1997). 3. - 4. Charakteristika a klasifikace (bio)toxinů podle producentů (bakteriální, rostlinné, houbové, živočišné). 5. - 6. Charakteristika a klasifikace (bio)toxinů podle chemického složení a struktury (prvky a jejich anorganické sloučeniny, proteiny, alkylační látky, organická rozpouštědla, uhlovodíky a jejich deriváty - polyaromáty, fenoly, steroidy, glykozidy aj., analogy bází nukleových kyselin a jiné antimetabolity). 6. Charakteristika a klasifikace (bio)toxinů podle mechanizmu působení a místa preferenčního účinku - xenobiotika obecně, mutageny, teratogeny, karcinogeny; toxiny s přímým a zpožděným účinkem; neurotoxiny, hepatotoxiny, cytotoxiny a další. 7. Interakce toxinu s biologickým systémem - vstup do systému, pohyb a distribuce v systému, biotransformace, výstup ze systému (exkrece, eliminace). 8. Reakce biologického systému na působení toxinu (okamžitá - opožděná; krátkodobá - dlouhodobá; detoxikace, metabolická konverze, intercelulární kooperace, fyziologická a ekologická adaptace, regenerace, rezistence, residence, autoregulace) 9. Molekulární a buněčná toxikologie (interakce toxinu s buněčnými komponentami, mechanizmy průniku toxické látky do buňky a její chování v intracelulárním prostředí - intervence do transportních, metabolických, biosyntetických, biodegradačních, genetických a regulačních procesů v buňce, postižení způsobené toxickou látkou na celulární a subcelulární úrovni - efekt cytopatický, cytotoxický, cytostatický, nekrobiotický, inhibiční, stimulační). 10. Experimentální ekotoxikologie - monitoring, bioindikace, experimentální objekty, základní testy a testovací systémy (dle OECD) - Salmonella typhimurium (Amesův test s metabolickou aktivací a bez ní), Scenedesmus subspicatus (inhibice růstu řas), Arabidopsis thaliana (Mullerův šešulový test k detekci chlorofylově deficientních mutantů), Sinapis alba (inhibice růstu kořene), Daphnia magna (imobilizační test), Drosohila melanogaster (cytotoxické, embryotoxické a mutagenní účinky za použití mutantní chkmenů), Poecilia reticulata (testy akutní toxicity); laboratorní myš, potkan a morče (akutní a subakutní toxicita orální, inhalační a dermální; chronická toxicita; dermální dráždivost; teratogenita); GMO; testy in vitro (buněčné a tkáňové kultury rostlin a živočichů včetně člověka). 11. Ekotoxikologie biosféry. Obecná charakteristika jednotlivých částí biosféry. Postavení a úloha Homo sapiens v biosféře z ekotoxikologického hlediska (tvůrčí role v přírodě, vliv na tzv. první přírodu a vznik druhé přírody, civilizační proces a jeho vlivy na biosféru; znečišťování biosféry, tvorba a ochrana životního prostředí). 12. Ekotoxikologie hydrosféry. Kontaminanty vodního prostředí, produkce toxických látek vodními organizmy, antropogenní znečištění vod, chování toxických látek ve vodním prostředí, koloběh látek ve vodním prostředí se zřetelem ke specifikám vodních ekosystémů. 13. -14. Ekotoxikologie pedosféry a atmosféry.

Studijní aktivity a metody výuky
nespecifikováno
Výstupy z učení
Cílem předmětu je zprostředkovat studujícím základní informace týkající se zátěže jednotlivých složek biosféry kontaminanty a polutanty, jejich chováním v životním prostředí, organizmech a ekosystémech (bioakumulace, biodegradace, biotransformace, vliv na ekosystémy), metodami jejich detoxikace, dekontaminace, sanace a testováním ekotoxicity (ekotoxikologické biotesty a jejich charakteristika). Nedílnou součástí předmětu je též problematika přirozených biotoxinů a jejich producentů. Přednášky jsou doplněny několika demonstracemi: 1. Testování cytotoxicity, embryotoxicity a genotoxicity u modelového organizmu D. melanogaster. 2. Mullerův embryonální test u Arabidopsis thaliana. 3. Metody detekce a identifikace toxinů - chromatografie, elektroforéza, ELISA. Tento kurz byl inovován v rámci projektu CZ.1.07/2.2.00/28.0296 "Mezioborové vazby a podpora praxe v přírodovědných a technických studijních programech UJEP"

Předpoklady
Znalosti biologie (zejm. ekologie) a chemie minimálně v rozsahu učiva pro gymnázia.

Hodnoticí metody a kritéria
nespecifikováno
vypracování seminární práce ústní zkouška
Doporučená literatura
  • Anděl, P. Ekotoxikologie, bioindikace a biomonitoring. Evemia Liberec. EAN: 9788090378797 2011.
  • Horák, J., Linhart, I., Klusoň, K. Úvod do toxikologie a ekologie pro chemiky. VŠCHT Praha. 2004.
  • Kočí, V., Mocová, K. Ekotoxikologie pro chemiky. VŠCHT Praha. ISBN: 9788070806999 2009.
  • Komínková, D. Ekotoxikologie. ČVUT Praha. ISBN: 9788001040584 2011.
  • Matrka, M., Rusek, V. Průmyslová toxikologie, VŠCHT Pardubice. 1991.
  • Pavlíková, D. a kol. Ekotoxikologie. ČZU Praha. ISBN: 9788021318434 2008.
  • Picka, K., Matoušek, J. Základy obecné a speciální toxikologie, Skripta Phare, sv. 28 Praha. 1996.
  • Svobodová Z., Máchová J. Ekotoxikologie. VFU Brno. 2000.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Přírodovědecká fakulta Studijní plán (Verze): Biologie (dvouoborové) (A14) Kategorie: Biologické obory 3 Doporučený ročník:3, Doporučený semestr: Zimní
Fakulta: Přírodovědecká fakulta Studijní plán (Verze): Biologie (dvouoborové) (A14) Kategorie: Biologické obory 3 Doporučený ročník:3, Doporučený semestr: Zimní