|
Vyučující
|
-
Bilbija Branka, Mgr. Ph.D.
-
Bártová Eva, doc. MVDr. Ph.D.
-
Literák Ivan, prof. MVDr. CSc.
-
Papoušek Ivo, Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Přednášky 1. Úvod do studia biologie. Obecná, molekulární a buněčná biologie. Podstata života, obecná charakteristika a organizace živých systémů, hierarchické systémy. Holobiotické systémy. Dějiny biologie, J. E. Purkyně. Biologie na počátku 21. století a vývojové trendy 2. Chemické složení živých soustav. Životní a buněčné hypotézy, replikativní hypercyklus ribozymu. Období oxidu uhličitého, metanu, kyslíku. Elementární a látkové složení bioplazmy, voda, biopolymery (proteiny, nukleové kyseliny, polysacharidy, lipidy). Proteomika 3. Buněčná teorie, buňka jako systém, tok látek, energie, informace. Prokaryotické a eukaryotické buňky. Buněčné struktury. Evoluce eukaryotických buněk (endosymbiotická teorie). Nebuněčné formy života 4. Systém buněčné paměti, genetická informace. Strukturní gen, geny pro rRNA, tRNA, negenové oblasti DNA. Genom, gonofory, plazmidy, eukaryotické, prokaryotické (mitochondriální, chloroplastové, jaderné) chromozomy. Exprese genetické informace. Přepis, překlad. Posttranskripční modifikace. Epigenetika 5. Posttranslační modifikace proteinů. Ubikvitinace. Regulace genové exprese. RNA-umlčování, siRNA. Replikace genetické informace. Oprava chyb v DNA. Transpozice, transpozony (prokaryota, eukaryota - retroelementy), repetitivní DNA 6. Metody molekulární biologie: izolace DNA; enzymy v molekulární biologii; amplifikace segmentů DNA pomocí PCR - princip a použití; restrikční analýza. Separační metody - gelová elektroforéza. Sekvenování - princip a použití. Základní metody analýzy proteomu 7. Chromozomová teorie dědičnosti. Morfologie a charakteristiky chromozomů, genomů, genů a alel. Cytogenetika, numerické a strukturální aberace chromozomů. Mendelismus a nemendelismus. Kvantitativní genetika. Heteróza. Populační genetika 8. Energie, katalýza, biosyntéza. Získávání energie buňky, fotosyntéza, dýchání. Aktivované molekuly nosiče. Katabolismus. Princip získávání energie v mitochondriích a chloroplastech, chemiosmotické vazby. 9. Systém buněčné membrány. Lipidová dvouvrstvá. Membránová syntéza. Membránové proteiny. Amplifikace plazmatické membrány. Vnější ochrana buněk. Přenos látek přes membrány. Pasivní doprava, aktivní doprava. Transportní membránové proteiny. Intracelulární kompartmenty a vezikulární transport. Endocytóza, pinocytóza, fagocytóza. Lysozomy 10. Cytoskeletální princip buňky. Cytoskelet. Mezilehlá vlákna. Mikrotubuly. Centrosom. Aktinová vlákna. Molekulární motory (kinesiny, dyneiny, myosiny). Pohyb buněk závislý na aktinu, svalové kontrakce. Cytoskelet u bakterií 11. Buněčná signalizace. Formy signálu. Typy extracelulárních signálů (hormony, cytokiny, neurotransmitery). Intracelulární signální kaskáda (obecně). Typy receptorů na buněčném povrchu a intracelulární signální dráhy. Receptory spřažené s G-proteiny, receptory spojené s enzymem. Ras protein 12. Buněčný cyklus. Fáze buněčného cyklu. Mitóza, meióza, cytokineze. Regulace buněčného cyklu. Cykliny, cyklin-dependentní kinázy. Zastavení buněčného cyklu, stárnutí buněk. Regulace počtu buněk v mnohobuněčném organismu. Typy programované buněčné smrti. Apoptóza, nekróza buněk. Buněčná diferenciace, genová regulace ontogeneze. 13. Základy evoluční biologie. Vývoj evolučních teorií, Ch. Darwin, moderní syntetická evoluční teorie. Základní mechanismy evoluce, vývoj genetické informace, přirozený výběr. Mikroevoluce, speciace, makroevoluce. Člověk jako zdroj evolučních změn. Praktika - v zobrazit.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
|
Přednáška, Laboratorní a stolní práce
|
|
Výstupy z učení
|
Sjednotit a rozšířit středoškolské znalosti biologie k získání základu, pokud jde o znalostní a dovednostní oblast této disciplíny, na jehož podkladě studenti dále pokračují ve studiu aplikovaných veterinárních disciplín. Zaměření na obecné, molekulární a buněčné aspekty biologie a evoluční biologii, v praktických cvičeních především na mikroskopování a základy práce s DNA.
1) teoretické znalosti Student je schopen: - popsat podstatu a organizaci živých systémů a princip holobiotických systémů, vysvětlit chemické složení živých systémů, popsat hypotézy o vzniku života a buněk, vysvětlit buněčné teorie a popsat nebuněčné formy života, - vysvětlit replikaci genetické informace a expresi genetické informace včetně jejich regulace, charakterizovat genofory a genom (genovou i negenovou část genomu), vysvětlit chromozomovou teorii dědičnosti a vysvětlit základy cytogenetiky, klasické genetiky a populační genetika, - popsat jednotlivé metody molekulární biologie (izolace DNA, amplifikace segmentů DNA pomocí PCR, restrikční analýza, gelová elektroforéza, sekvenování DNA, základní metody analýzy proteomů), - vysvětlit získávání energie buňkou, fotosyntézu, dýchání, zejména význam ATP a princip získávání energie v mitochondriích a chloroplastech, chemiosmotické vazby, - charakterizovat a popsat detaily membránového a cytoskeletálního systému buňky, popsat buněčnou signalizaci, popsat a vysvětlit extracelulární signální a intracelulární signální dráhy, - popsat buněčný cyklus a jeho regulaci, charakterizovat buněčnou proliferaci a diferenciaci i typy programované buněčné smrti, - popsat a vysvětlit vývoj evolučních teorií a základní mechanismy evoluce, včetně současného vlivu člověka na evoluční změny globálního rozsahu. 2) praktické dovednosti Student je schopen: - mikroskop se světelným mikroskopem, umí zaostřovat, pracovat s hloubkou ostrosti a umí určit velikost (míru) pozorovaného předmětu, - izolovat DNA, amplifikovat DNA a vizualizovat amplifikovanou DNA a provádět PCR (polymerázová řetězová reakce), - vyhodnotit počet a velikost amplifikovaných segmentů DNA pomocí elektroforézy. - navrhnout a vyhodnotit hybridizační experiment s Drosophila melanogaster k ověření platnosti pravidel dědičnosti v klasické genetice (mendelismus).
|
|
Předpoklady
|
1) teoretické znalosti Student je schopen: - popsat podstatu a organizaci živých systémů a princip holobiotických systémů, vysvětlit chemické složení živých systémů, popsat hypotézy o vzniku života a buněk, vysvětlit buněčné teorie a popsat nebuněčné formy života, - vysvětlit replikaci genetické informace a expresi genetické informace včetně jejich regulace, charakterizovat genofory a genom (genovou i negenovou část genomu), vysvětlit chromozomovou teorii dědičnosti a vysvětlit základy cytogenetiky, klasické genetiky a populační genetika, - popsat jednotlivé metody molekulární biologie (izolace DNA, amplifikace segmentů DNA pomocí PCR, restrikční analýza, gelová elektroforéza, sekvenování DNA, základní metody analýzy proteomů), - vysvětlit získávání energie buňkou, fotosyntézu, dýchání, zejména význam ATP a princip získávání energie v mitochondriích a chloroplastech, chemiosmotické vazby, - charakterizovat a popsat detaily membránového a cytoskeletálního systému buňky, popsat buněčnou signalizaci, popsat a vysvětlit extracelulární signální a intracelulární signální dráhy, - popsat buněčný cyklus a jeho regulaci, charakterizovat buněčnou proliferaci a diferenciaci i typy programované buněčné smrti, - popsat a vysvětlit vývoj evolučních teorií a základní mechanismy evoluce, včetně současného vlivu člověka na evoluční změny globálního rozsahu. 2) praktické dovednosti Student je schopen: - mikroskop se světelným mikroskopem, umí zaostřovat, pracovat s hloubkou ostrosti a umí určit velikost (míru) pozorovaného předmětu, - izolovat DNA, amplifikovat DNA a vizualizovat amplifikovanou DNA a provádět PCR (polymerázová řetězová reakce), - vyhodnotit počet a velikost amplifikovaných segmentů DNA pomocí elektroforézy. - navrhnout a vyhodnotit hybridizační experiment s Drosophila melanogaster k ověření platnosti pravidel dědičnosti v klasické genetice (mendelismus).
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Zkouška ústní, Zápočet ústní
Požadavky k zápočtu: - účast na cvičeních dle sylabu - teoretická příprava na praktická cvičení (kontrola znalostí na začátku cvičení) - absolvování 2 dílčích testů dle sylabu a posouzení získaných dovedností Požadavky ke zkoušce: - účast na zkoušce je podmíněna udělením zápočtu - zkouška je ústní a studenti odpovídají na zkušební otázky. Student si náhodně vybere dvě otázky ze sady otázek, které obdrží na začátku semestru (oblast A - primárně buněčná biologie, oblast B - primárně genetika). Student dostane maximálně 30 minut přípravného času, ve kterém si připraví písemnou odpověď na otázky. Učitel může položit doplňující otázku nebo dotazy. Na konci zkoušky zkoušející vyhodnotí odpovědi a udělí studentovi výslednou známku (o známce je student informován bezprostředně po zkoušce). V případě neúspěchu je student informován o opravných zkouškách. Metody hodnocení 1. kredit - hodnocení dovedností - hodnocení úkolů a protokolů z praktických cvičení - hodnocení znalostí - pravidelně na začátku každého cvičení a 2 testy v průběhu semestru 2. zkouška - hodnocení znalostí při ústní zkoušce
|
|
Doporučená literatura
|
-
&. Alberts et al.: Základy buněčné biologie. 2001, Espero Publishing, Ústí nad Labem. Nečas O a kol.: Obecná biologie. 2000, H a H, Jinočany. Šmarda J.: Genetika pro gymnázia. 2003, Fortuna Praha. Rosypal S.: Úvod do molekulární biologie 1-3. 1999-2000, Brno (Rosypal - vlastní náklad). Raven P.H., Johnson G.B.: Biology, 4. vydání. 1996, WBC/Times Mirror Company Weaver R.F., Hedrick P.W.: Genetics, 3. vydání. 1997, WCB/Mc Graw-Hill, USA. . &, &.
-
ARMSTRONG, Joseph E. Collier, Glen E. Basic Biology.. Waveland Press, 1989., 1989.
-
Bártová, Roubalová. Handbook for biology and genetics practical courses. Brno, 2009.
|