Wybrane metody pomiarowe i statystyczne w naukach ścisłych i przyrodniczych

obowiązkowe

Kurs jest dedykowany uczestnikom szkoły doktorskiej z biologii jak i chemii.

mieszany: w sali i zdalnie

Celem przedmiotu jest zapoznanie doktorantów z wybranymi metodami pomiarowymi i statystycznymi w naukach ścisłych i przyrodniczych oraz poszerzenie ich wiedzy praktycznej. Prowadzanie badań naukowych wymaga w XXI wieku znajomości obsługi zaawansowanej aparatury, wykonywania skomplikowanych analiz i planowania złożonych eksperymentów. Uczestnicy szkoły doktorskiej będą poznawali metody pomiarowe i statystyczne adekwatne do swoich potrzeb określonych tematyka pracy doktorskiej danej osoby/osób.

profil studiów: szkoła doktorska nauk przyrodniczych i ścisłych,

forma studiów: studia dzienne III stopnia w ramach Szkoły doktorskiej, rodzaj przedmiotu: przedmiot eksperymentalny i statystyczny, dziedzina i dyscyplina nauki: nauki biologiczne i statystyka, rok studiów/semestr: Rok1, semestr 2, wymagania wstępne: podstawowa wiedza z biologii i statystyki, liczba

godzin zajęć dydaktycznych z podziałem na formy prowadzenia zajęć: 30, w tym 15 godz. laboratoriów biologicznych i 15 godz. ćwiczeń ze statystyki, metody dydaktyczne: laboratorium, projektowanie i wykonywanie eksperymentów, obliczenia statystyczne w rożnych programach i pakietach stat., wskaźniki ilościowe: praktyczne zapoznanie się z kilkoma metodami laboratoryjnymi i statystycznymi niezbędnymi do realizacji rozprawy doktorskiej

Kurs "Wybrane metody pomiarowe i statystyczne w naukach ścisłych i przyrodniczych" składa się z dwóch autonomicznych modułów:

1.Część pt. Analizy laboratoryjne/eksperymentalne jest podzielona na części, po 5 godzin każda.

1.1. Spektrofotometryczne pomiary aktywności enzymów.

1.1.1. Przygotowanie homogenatów komórkowych z tkanek zwierzęcych (wątroba myszy laboratoryjnej).

1.1.2. Pomiary aktywności dehydrogenazy mleczanowej i dehydrogenazy jabłczanowej w przygotowanych wcześniej preparatach z wykorzystaniem spektrofotometru i reakcji utlenienia NADH lub redukcji NAD+

1.1.3. Badanie właściwości kinetycznych dehydrogenazy mleczanowej z wykorzystaniem wcześniej poznanej metody pomiaru aktywności enzymu.

1.2. Metody optymalizacji reakcji PCR (M. Ratkiewicz WB, UwB)

1.2.1. Zasady izolacji DNA z materiału biologicznego zapewniające duża ilość wysokiej jakości DNA do prawidłowej reakcji PCR. Kontrola pozytywna i negatywna. Sposoby zabezpieczania przed kontaminacja obcym DNA. Kontrola ilości i jakości DNA.

1.2.2. Zasada i odmiany reakcji PCR: nested, touchdown, gradient, hot start, fast PCR jako formy optymalizacji zmierzające do uzyskania pożądanego produktu PCR w optymalnej ilości i jak najwyższej jakości.

1.2.3. Projektowanie i optymalizacja starterów do reakcji PCR.

2. Metody statystyczne:

2.1. Podstawy testów parametrycznych i ich użycie w analizie wyników biologicznych

2.1.1. Podstawy analizy wariancji

2.1.2. Postępowanie gdy założenia analizy wariancji nie są spełnione (w szczególności problem punktów odstających)

2.1.3. Dwu-czynnikowa analiza wariancji, biologiczna interpretacja interakcji

2.1.4. Porównania międzygrupowe w analizie wariancji w biologii

2.2. Uogólniony model liniowy, metody ordynacji i zaawansowane techniki graficznej prezentacji danych - wybrane zagadnienia

2.2.1. regresja logistyczna

2.2.2. analiza dyskryminacyjna

2.2.3. ich implementacje w środowisku R

2.2.4. pakiet ggplot2 - wysokiej klasy narzędzie do tworzenia wykresów

Literatura:

1. Don, R., Cox, P., Wainwright, B., Baker, K. & Mattick, J. ‘Touchdown’ PCR to circumvent spurious priming during gene amplification. Nucleic Acids Research 19, 4008-4008 (1991).

2. https://dnagdansk.com/media/Downloads/pcr-optimization-and-troubleshooting.pdf

3. Śpibida, M., Krawczyk, B., Olszewski, M., & Kur, J. (2017). Modified DNA polymerases for PCR troubleshooting. Journal of applied genetics, 58(1), 133-142.

4. Sławomir Strumiło, Adam Tylicki, „Enzymologia, podstawy”, PWN Warszawa 2020, pp. 25-36.

5. https://pbiecek.github.io/NaPrzelajDataMiningR/

6. Adam Łomnicki. Wprowadzenie do statystyki dla przyrodników. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007 (lub inne wydania).

7. Piotr Jadwiszczak. Zrozumieć statystykę. Wydawnictwo My Book, Szczecin 2010.

SD_WG04, SD_UW02, SD_KK03:

SD_WG04

Absolwent zna i rozumie zasady metodologii nauk biologicznych/chemicznych/fizycznych oraz metody i techniki badawcze stosowane w biologii/chemii/fizyce

SD_UW02

Absolwent potrafi w miarę potrzeb, projektować własne techniki i narzędzia badawcze lub twórczo adaptować istniejącą metodykę aby osiągać postawione cele

SD_KK03

Absolwent jest gotów do uznawania znaczenia wiedzy w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych

1. Student potrafi obsługiwać aparaturę badawczą i umie projektować oraz samodzielnie wykonywać analizy/eksperymenty badawcze w temacie swoich badań związanych z doktoratem.

2. Student zna i potrafi stosować analizy statystyczne wymaganie do opracowania danych uzyskanych podczas realizacji doktoratu.

3. Student zna podstawowe zasady metodologii nauk i ma świadomość roli, jaką pełni analiza statystyczna wyników w procesie naukowym.

4. Student interpretuje uzyskane wyniki (w laboratorium, jak i rezultaty analiz statystycznych).

1. Ocena wiedzy, aktywności i umiejętności laboratoryjnych jak i wykonywanych analiz statystycznych studentów podczas zajęć praktycznych.

2. Obecność uczestnika szkoły doktorskiej na zajęciach.