İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Çevre Bilimlerinde Metabolik Kavramlar Course Name Metabolic Concepts in Environmental Sciences Kodu Yarıyılı (Code) (Semester) ENB503E/ Güz ENB503 (Fall) Lisansüstü Program (Graduate Program) Kredisi (Local Credits) AKTS Kredisi (ECTS Credits) Ders Seviyesi (Course Level) 3 7.5 YL (M.Sc.) Çevre Biyoteknolojisi Environmental Biotechnology Dersin Türü (Course Type) Zorunlu/Seçmeli (Compulsory) Dersin Dili (Course Language) İngilizce/Türkçe (English)/(Turkish) Dersin İçeriği (Course Description) 30-60 kelime arası Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet Derste şu konular hakkında temel bilgiler aktarılmaktadır: hücre kimyası ve biyosentez; Metabolizmada enerji ve karbon akışı; Katabolik çeşitlilik: kemolitotrofi, fermentasyon ve sintrofi, aerobic ve anoksik solunum koşullarda kemoorganotrofi; Depolama Olgusu; Ayrışmaya dirençli maddelerin biyoyıkımı ve biyoislah uygulamaları; Askıda ve tutuklu fizyolojiler This course provides fundamental knowledge on the following topics: Cellular chemistry and biosynthesis; Energy and carbon flow in metabolism; Catabolic diversity: chemolithotrophy, fermentation and syntrophy, chemoorganotrophy under aerobic/anoxic respiring conditions; Storage phenomena; Biodegradation of refractory substances and bioremediation practices; Dispersed vs attached physiologies 1. Mikrobiyal metabolizma ve bileşenleri, 2. ana mikrobiyal metabolic yolizleri, 3. metabolic gruplar arası etkileşim, 4. mikrobiyal varoluş ve işlev eniyileme stratejileri, konularında temel bilgilerin aktarılması Transfer of fundamental knowledge on; 1. microbial metabolism and its components, 2. major microbial metabolic pathways, 3. interactions between metabolic groups, 4. microbial strategies for optimization of existence and functioning Bu dersi başarıyla tamamlayan yüksek lisans öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri ve yetkinlik kazanırlar; I. mikrobiyal metabolizmanın temellerinin kavranması, II. ana metabolik grupların tanımlanması ve ayrıştırılması, III. ana metabolik yolizlerinin enerji, indirgenme-yükseltgenme ve karbon bütçelerinin hesaplanması, bunların sonuçları ve çevre uygulamaları açısından önemi, I. metabolik gruplar arası etkileşimlerin kavranması, değerlendirilmesi ve bunların çevre uygulamaları açısından önemi,. kemoorganotrofların karbon tüketimlerinin özel durumlarının ve çevre uygulamalarındaki öneminin kavranması, I. mikrobiyal eniyileme stratejilerinin ve bunların çevre uygulamalarındaki sonuçlarının kavranması M.Sc. students who successfully pass this course gain knowledge, skill and competency in the following subjects; I. recognition of essentials of microbial metabolism, II. identification and differentiation of major metabolic groups, III. calculation and consequences of energy, redox, and carbon budgets of major metabolic pathways and their significance in environmental sciences, I. recognition and assessment of interactions between metabolic groups and significance in environmental applications,. recognition of special cases for carbon utilization in chemoorganoheterotrops significant in environmental applications, I. recognition of microbial optimization strategies and their consequences in environmental sciences
Kaynaklar (References) En önemli 5 adedini belirtiniz Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları 1. Madigan M.T., Martinko J.M., Dunlap P.. and Clark D.P. (2009). Brock Biology of Microorganisms, 12 th ed., Pearson Education Inc., Glenview IL, USA, ISBN: 978-0321-53615-0 [Mustafa Inan Main Library: QR41.2.B76 2009] (or 10th, 11th editions) Availability of online access to the primary textbook, Brock12e from (Depending on availability of a student access from the ITU Mustafa Inan Main Library) 2. Orhon D. And Artan N. (1994). Modelling of Activated Sludge Systems, Technomic Publishing Co., Inc., Lancaster, PA, USA, ISBN: 1566761018. [Mustafa Inan Main Library: TD756.O74 1994] 3. Alberts B., Bray D., Hopkin K., et al. (2004). Essential Cell Biology, 2nd ed., Garland Science, Taylor&Francis Group. ISBN: 0-8153-3481-8 Dönem Ödevi: Yazılı Rapor: öğrenciler tarafından bireysel olarak hazırlanacak ve sözlü sunumdan en az 2 haftaönce teslim edilecektir Sözlü sunum: dönem sonunda öğrenciler tarafından bireysel olarak ve powerpoint formatında verilecektir Term-Paper Assignment: Written Reports: to be prepared and submitted by students minimum of 2 weeks prior to oral presentation Oral Presentation: to be given individually by students in the form of a powerpoint presentation at the end of the semester (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Başarı Değerlendirme Sistemi (Assessment Criteria) Her ders için yansı sunumları (powerpoint sunumları, ders akışı) Aşağıda verilen adreslerden internet temelli (online) canlandırmaların ve bilgi notlarının sunumu: http://www.microbiologyplace.com/books.html http://wps.aw.com/bc_madigan_brockbio_12/82/21004/5377112.cw/index.html Öğrenci dönem ödevi hazırlıkları, yazılı raporları ve sözlü sunumları Data-show presentations of each lecture (powerpoints, lecture outlines) Presentation of available online animations and online tutorials from http://www.microbiologyplace.com/books.html http://wps.aw.com/bc_madigan_brockbio_12/82/21004/5377112.cw/index.html Term-paper assignment and student presentations Dersin temel kitabı olan Brock12e nin elektronik sürümüne aşağıdaki adresten erişim:: (İTÜ Mustafa İnan Merkez Kütüphane den öğrenci erişiminin onaylanması koşulunda) Availability of online access to the primary textbook, Brock12e from (Depending on availability of student access from the ITU Mustafa Inan Main Library) Faaliyetler Adedi* Değerlendirmedeki Katkısı, % (Activities) (Quantity) (Effects on Grading, %) Yıl İçi Sınavları 1 25 (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler 2 15 (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi 1 20 (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı 1 40 (Final Exam) *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.
Hafta DERS PLANI Konular 1 Giriş, Hücresel Makromoleküller, Yapılar ve İşlevleri I 2 Bakteriyel Çoğalmaya Genel Bakış, Hücre Yapıtaşlarının ve Makromoleküllerinin Biyosentezi I 3 Biyoenerjetikler ve Enerji Korunumu I Dersin Çıktıları 4 Fermentasyon ve Solunumda Enerji ve Karbon Akışı-I: Glikoliz ve Basit Fermentasyon I, III 5 Fermentasyon ve Solunumda Enerji ve Karbon Akışı-II: Krebs Döngüsü, Elektron Taşınım Zinciri, Proton İtici Gücü 6 Katabolik Çeşitliliğe Giriş II 7 Kemolitotrofi: H 2 ve H 2 S Yükseltgenmesi, Nitrifikasyon, Anammox II 8 Anaerobik Solunum-I: Denitrifikasyon, Sülfat İndirgeme, Asetocenesis, Metanocenesis Ara Sınav I-I 9 Fermentasyon-I: Homo- ve Hetero-fermentasyon : Laktik Asit ve Asetik Asit Üretimi II, III 10 Fermentasyon-II ve Sintrofi: Karışık Asit-, Bütirik Asit- ve Propionik Asit Fermentasyonu ve Sintrofi II, III, I 11 Şekerlerin, Polisakkaritlerin, Organik Asitlerin, Lipitlerin ve Hidrokarbonların Kemoorganotrofik Yıkımı 12 Uçucu Yağ Asidi Metabolizması, Hücreiçi Karbon Depolama Polimerlerinin Sentezi ve Yıkımı: PHA ve Glikojen Örnekleri 13 Cevherlerden Mikrobiyal Liç, Asit-Kaya Drenajı, Petrol ve Zenobiyotiklerin Biyoyıkımı ve Biyoislahı Konularında Metabolik Kavramlar Öğrenci Sunumları 14 Prokaryotik aroluş ve İşlevin İki Modu: Askıda ve Tutuklu Fizyoloji: Biyofilm Olgusu I I, III COURSE PLAN Course Weeks Topics Outcomes 1 Introduction and Cellular Macromolecules, Structures, and Functions I 2 Overview of Bacterial Growth and Biosynthesis of Cellular Building Blocks and Macromolecules I 3 Bioenergetics and Conservation of Energy I 4 Energy and Carbon Flow in Fermentation and Respiration-I: Glycolysis and Simple Fermentation I, III 5 Energy and Carbon Flow in Fermentation and Respiration-II: Krebs Cycle, Electron Transport Chain, Proton Motive Force 6 Introduction to Catabolic Diversity II 7 Chemolithotrophy: Oxidation of H 2, H 2 S, Nitrification, Anammox II 8 Anaerobic Respiration-I: Denitrification, Sulfate Reduction, Acetogenesis and Methanogenesis Midterm Exam 9 Fermentation-I: Homo- and Hetero-fermentation for Lactic Acid and Acetic Acid Production II, III 10 Fermentation-II and Syntrophy: Mixed Acid-, Butyric Acid-, and Propionic Acid-Fermentations and Syntrophy 11 Chemoorganotrophic Degradation of Sugars, Polysaccharides, Organic Acids, Lipids, and Hydrocarbons 12 olatile Fatty Acid Metabolism, Synthesis and Degradation of Intracellular C-storage Polymers: PHA and Glycogen Examples 13 Metabolic Concepts in Microbial Leaching of Ores, Acid-Mine Drainage, Biodegradation and Bioremediation of Petroleum and enobiotics - Students Presentations 14 The Two Modes of Prokaryotic Existence and Functioning: Dispersed vs Attached Physiology: the Biofilm Case I, III I-I II, III, I I
Dersin Çevre Biyoteknolojisi Lisansüstü Programı ile İlişkisi No Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) Katkı Seviyesi 1 2 3 i. Lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak, ilgili program alanında bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme (yeterli bilgi birikimi) (bilgi). ii. Alanının ilişkili olduğu disiplinler arası etkileşimi kavrayabilme (bilgi). iii. Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanabilme (beceri). iv. Alanında edindiği bilgileri farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirerek yorumlayabilme ve yeni bilgiler oluşturabilme (beceri). v. Alanını ile ilgili karşılaşılan sorunları araştırma yöntemlerini kullanarak çözümleyebilme (beceri). vi. Alanını ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilme (Bağımsız vii. Alanı ile ilgili uygulamalarda karşılaşılan ve öngörülemeyen karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirebilme ve sorumluluk alarak çözüm üretebilme (Bağımsız viii. Alanı ile ilgili sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik yapabilme (Bağımsız ix. Alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir yaklaşımla değerlendirebilme ve öğrenmesini yönlendirebilme (Öğrenme Yetkinliği). x. Alanındaki güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek, alanındaki ve alan dışındaki gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xi. Sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xii. Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xiii. Alanının gerektirdiği düzeyde bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xiv. Alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme (Alana Özgü Yetkinlik). xv. Alanı ile ilgili konularda strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme (Alana Özgü Yetkinlik). xvi Alanında özümsedikleri bilgiyi, problem çözme ve/veya uygulama becerilerini, disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik). xvii. Tezli programlarda, kendi çalışmalarını, alanındaki uluslararası platformlarda, yazılı, sözlü ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana özgü yetkinlik).
Relationship between the Course and Environmental Biotechnology Graduate Program Program Outcomes Level of Contribution 1 2 3 i. Developing and intensifying knowledge in the related program s area, based upon the competency in the undergraduate level (sufficient knowledge) (knowledge). ii. Grasping the inter-disciplinary interaction related to one s area (knowledge). iii. The ability to use the expert-level theoretical and practical knowledge acquired in the area (skill). iv. Interpreting and forming new types of knowledge by combining the knowledge from the area and the knowledge from various other disciplines (skill). v. Solving the problems faced in the area by making use of the research methods (skill). vi. The ability to carry out a specialistic study related to one s area independently. (Competence to work independently and take responsibility). vii. Developing new strategic approaches to solve the unforeseen and complex problems arising in the practical processes of one s area and coming up with solutions while taking responsibility (Competence to work independently and take responsibility). viii. Fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the problems related to the area (Competence to work independently and take responsibility). ix. Assessing the specialistic knowledge and skill gained through the study with a critical view and directing one s own learning process (Learning Competence). x. Systematically transferring the current developments in the area and one s own work to other groups in and out of the area; in written, oral and visual forms (Communication and Social Competency). xi. Ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to take action to change these when necessary. (Communication and Social Competency). xii. Proficiency in a foreign language at least European Language Portfolio B2 Level- and establishing written and oral communication with that language (Communication and Social Competency). xiii. Using the computer software together with the information and communication Technologies efficiently and according to the needs of the area (Communication and Social Competency). xiv. Paying regard to social, scientific, cultural and ethical values during the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the area related data and the ability to teach these values to others (Area Specific Competency). xv. Developing strategy, policy and application plans concerning the subjects related to the area and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes (Area Specific Competency). xvi. Using the knowledge and the skills for problem solving and/or application (which are processed within the area) in inter-disciplinary studies (Area Specific Competency). xvii. In the programs with thesis, the ability to present one s own work within the international environments orally, visually and in written forms (Area Specific Competency). 1: Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Yrd. Doç. Dr. Ebru DÜLEKGÜRGEN Tarih (Date) 16.06.11 İmza (Signature)