bakalářské studium
LRR/SZZ1E – Molekulární a buněčná biologie
- Buněčná teorie. Buňka prokaryotní a eukaryotní, buněčné organely, kompartmentace.
- Chloroplast a mitochondrie. Jejich struktura, funkce a genom. Chemiosmotické spřažení.
- Biomembrány, jejich struktura a funkce. Membránové proteiny a transport.
- Proteinogenní aminokyseliny, struktura a konformace proteinů. Degradace proteinů v buňce.
- Syntéza (translace), třídění a transport proteinů v buňce.
-
Cytoskelet. Organizace, dynamika a funkce.
- Buněčné dělení – typy a charakteristika. Regulace buněčného cyklu. Varianty.
- Typy komunikace mezi buňkami.
- Typy a průběh buněčné smrti.
- Růstové a mitogenní faktory a jejich receptory. GPCR. Vnitrobuněčné signální kaskády.
- Jaderné receptory. Struktura, funkce, mechanismus aktivace.
- Enzymy, aktivace, kofaktory, biokatalýza.
- DNA: chemické složení, struktura, funkce, typy. Jedinečné a repetitivní sekvence, kódující a nekódující sekvence. Chromosomy, genom, genofond.
- RNA: složení, struktura, typy, funkce.
- Centrální dogma molekulární biologie. Genetický kód. Tok genetické informace. Jednoduché a složené geny, význam složených genů.
- Replikace u prokaryot, prokaryotní DNA polymerasy.
- Replikace u eukaryot. Iniciace, průběh, terminace.Eukaryotní DNA polymerasy, telomerasa.
- Příčiny variability organizmů. Homologní rekombinace, crossing-over a genová konverze.
- Spontánní a indukované mutace. Klasifikace a molekulární mechanismy mutací. Reparace DNA.
- Transkripce a regulace genové exprese u prokaryot. Polycistronní operon.
- Transkripce a regulace genové exprese u eukaryot. RNA polymerasy, transkripční faktory, dynamika chromatinu.
- Posttranskripční úpravy hnRNA: úprava konců, sestřih a role ribozymů.
- Translace a její regulace na molekulární úrovni, kolísání bází.
- Charakterizace RNA účastnících se translace. Geny kódující rRNA a tRNA, jejich transkripce a úprava.
- Chromatin a epigenetická regulace genové exprese. Methylace DNA, modifikace histonů, ne-kódující RNA.
- Klasifikace a význam transpozónů. Molekulární mechanismus transpozice a retropozice.
LRR/SZZ2R – Experimentální biologie rostlin
Základy fotomorfogeneze rostlin
- Vysvětlete proces fotomorfogeneze rostlin. Kterými vlnovými délkami jsou základní fotomorfogenické procesy indukovány. Popište základní rostlinné fotoreceptory.
- Charakterizujte jednotlivé odpovědi rostlin indukované modrým a červeným světlem a vysvětlete jejich princip.
- Vysvětlete základní principy přenosu signálu červeného a modrého světla.
- Popište základní elementy regulace genové exprese vlivem červeného světla.
- Popište a vysvětlete odlišné růstové reakce hypokotylů, listů a kořenů ke světlu.
Gazometrické metody
- Vysvětlete princip gazometrické detekce. Detekované molekuly. Popis IRGA, konzole, měřící hlavy a světelných zdrojů (spektra), jejich charakteristika a funkce. Typy a funkce měřících komůrek (včetně LCF komůrky).
- Uveďte a vysvětlete vztahy pro nejméně 4 základní parametry měřené gazometrickým systémem. Definuj světelnou křivku fotosyntézy. Nakresli ji a popiš. Vysvětli parametry RD, LCP, Φ, Amax, Ik. Vysvětli rozdílné světelné křivky u slunných a stinných listů.
- Definujte CO2 křivku fotosyntézy. Nakreslete ji a popište. Vysvětlete stomatální a mezofylovou limitaci a limitace v závislosti na vzrůstající koncentraci ci. Vysvětlete rozdílné CO2 křivky u C3 a C4 rostlin.
Základy fluorescence chlorofylu in vivo
- Fotosynteticky aktivní záření. Excitační a emisní spektra fluorescence chlorofylu a. Objasněte význam měření fluorescence chlorofylu a při studiu fotosyntézy. Vysvětlete vztah mezi fotochemií a emisí fluorescence ve fotosyntetizujícím listu („Energy partitioning“).
- Velmi rychlá fluorescenční indukce. Nakreslete a interpretujte jednotlivé fáze OJIP křivky. Vlna K. Efekt DCMU.
- Pomalá fluorescenční indukce. Nakreslete a popište základní fáze zhášení fluorescence chlorofylu. Saturační pulzy, fotochemické a nefotochemické zhášení fluorescence chlorofylu.
- Vysvětlete metodu pulzní amplitudové modulace (PAM)a fluorescenční zobrazovací techniku. Uveďte a vysvětlete vztahy pro základní (nejméně 4) parametry fluorescence chlorofylu.
Základy elektrofyziologie rostlin
- Detekce elektrických signálů v rostlinách. Charakterizujte extracelulární, intracelulární elektrody, „aphid“ techniku, metodu terčíkového zámku, vibrační sondy, multielektrodové technologie, optogenetiku.
- Vysvětlete mechanizmus vzniku elektrického signálu v rostlinách. Toky příslušných iontů příslušnými kanály a pumpami v membráně. Nernstův potenciál. Základní typy elektrických signálů a jejich srovnání.
- Uveďte fyziologické účinky elektrických signálů v rostlinách. Pohyby listů (Mimosa) a zavření pasti (Dionaea). Elektrické signály a ROS, rostlinné hormony, fotosyntéza, stomata a genová exprese.
Základní metody stanovení obsahu jednoduchých látek v biologickém materiálu
- Uveďte základní přístroje, popis jejich principu a detekční metody pro kvantifikaci nízkomolekulárních látek vyskytujících se v malých koncentracích v rostlinách.
- Uveďte příklady nízkomolekulárních signálních a jiných látek přítomných v rostlinách, popište stručně jejich funkci. Uveďte vztah jejich struktury a koncentrace k metodám jejich detekce, uveďte konkrétní příklady. Popište metody extrakce a detekce etylénu jako plynné látky.
- Rostlinné hormony a jejich kvantifikace. Stručně popište funkci a strukturu fytohormonů a vztah jejich struktury a množství v rostlinách k metodám jejich analýzy. Jaká je jejich kvantita v rostlinách a konkrétní metody pro jejich měření.
- Vývoj metody pro analýzu látek pomocí LC-MS/MS. Co je standard a značený standard, jejich nutná kvantita a kvalita, odkud je získáváme. Popište co je citlivost metody, příklady derivatizace, proč ji používáme a jak probíhá vyhodnocení postupu a kvantifikace při využití standardů pro tvorbu LC-MS/MS metody.
- Příprava rostlinného vzorku pro analýzu LC-MS/MS. Jaké jsou specifika rostliny jako materiálu pro chromatografii, jak je extrahujeme – postupy a vhodné činidla, typy extrakčních činidel, způsoby a průběh extrakce (SPE a jiné), přidávání standardů a vyhodnocení.
Základy fluorescenční a elektronové mikroskopie, základy klonování a genového inženýrství, metody kvantifikace genové exprese
- Na jakém principu funguje GATEWAY systém klonování a jaké jsou jeho výhody? Popište klonovací strategii (návrh primerů, tvorba „Entry klonu“ atd.).
- Jaké jsou rozdíly mezi standardní fluorescenční mikroskopií a laserovou skenovací konfokální mikroskopií a jaké výhody konfokální mikroskopie nabízí?
- Co je GFP, jaké jsou jeho hlavní vlastnosti a k čemu se v buněčné biologii používá? Navrhněte klonovací strategii pro značení cílového proteinu a popište princip tzv. kolokalizační analýzy.
- Vysvětlete, na čem je založena metoda imunofluorescenčního značení a popište základní kroky běžného protokolu.
- Jak se liší metody transgenoze rostlin od transgenoze živočišných buněk? Na čem je založena metoda agroinfiltrace?
LRR/SZZ3E – Obecná a vývojová biologie
- Obecná charakteristika živých soustav, chemické složení živých organismů. Obecné vlastnosti organismů, hierarchická organizace organismů, úroveň intramolekulární, molekulární, nadmolekulární, podbuněčná, buněčná, tkáňová, orgánová, mezi organismy. Anorganické látky, organické látky – charakteristika, význam, příklady biologicky aktivních molekul a makromolekul.
- Voda a její význam pro živé systémy – fyzikálně-chemické vlastnosti, funkce.
- Nebuněčné formy živých soustav.
- Srovnání strukturních a fyziologických vlastností buněk prokaryot a eukaryot. Struktura buňky rostlinné a živočišné – organely, membrány.
- Rostlinná pletiva: pletiva pravá a nepravá, pletiva dělivá a trvalá, pletiva podle funkce, systémy pletiv.
- Systém pletiv krycích (SPK): SPK v primární stavbě (kořen, stonek, list), SPK v sekundární stavbě (kořen, stonek). Systém pletiv základních (SPZ): SPZ podle umístění, SPZ podle funkce.
- Systém pletiv vodivých (SPV): SPV v primární stavbě, SPV v sekundární stavbě (druhotné tloustnutí). Transport vody a asimilátů v rostlině – základní mechanismy.
- Rostlinné orgány vegetativní: kořen, stonek (dtto), list (dtto) – vnější stavba, vnitřní stavba, metamorfózy, význam.
- Rostlinné orgány generativní: květy a květenství, plody a plodenství, semena.
- Živočišné tkáně: tkáně epitelové, pojivové, svalové, smyslové a nervové. Základní charakteristika a funkce.
- Tkáně epitelové – charakteristika a funkce.
- Tkáně pojivové (trofické, výplňové, oporné) – charakteristika a funkce.
- Tkáně svalové (hladká, příčně pruhovaná, srdeční) – charakteristika a funkce. Princip fungování příčně-pruhovaného svalu, aktino-myozinový komplex.
- Tkáně smyslové a nervové – charakteristika a funkce. Vedení vzruchu, akční potenciál.
- Orgánové soustavy živočichů. Fylogeneze a funkce soustavy nervové a smyslové, dýchací a oběhové, vylučovací.
- Vodní provoz rostlin, transportní dráhy vody v rostlině. Obecné mechanismy příjmu a výdeje vody rostlinou. Vodní potenciál a turgorový tlak. Absorpce vody kořeny (apoplastická a symplastická cesta). Kořenový vztlak a gutace. Vodní napětí a kavitace.
- Transpirace, regulace výdeje vody rostlinou, průduch, regulace otvírání průduchů.
- Fotosyntéza, C3 vs. C4 rostliny, CAM rostliny. Charakteristika, primární a sekundární děje, fotosyntetický aparát, pigmenty, světlo-sběrná anténa.
- Rozmnožování rostlin a živočichů. Rodozměna u rostlin (gametofyt, sporofyt, příklady. Embryogeneze živočichů.
- Obecná vývojová genetika I. Vznik uspořádání, epigenetická tvorba tvarů. Gastrulace, tvorba zárodečných listů. Obecné zákonitosti vývoje organizmů.
- Obecná vývojová genetika II. Teorie poziční informace, model francouzské vlajky. Reaktivně difúzní modely. Homeóza a homeotické geny.
- Obecná vývojová genetika III. Srovnání vývojových procesů u živočichů a rostlin. Embryonální indukce. Princip zákonitosti a náhodnosti ve vývoji
- Obecná vývojová genetika IV. Úloha genů s maternálním účinkem. Mozaikový a regulativní vývoj. Buněčná determinace, buněčná paměť.
- Jednoduché modely vývojové genetiky I. Model Bacillus subtilis. Model Paramecium. Model Dictyostelium. Modely Saccharomyces, Schizosaccharomyces. Genová konverze u kvasinek, SIR proteiny. Modely kvasinkového heterochromatinu.
- Jednoduché modely vývojové genetiky II. Model Neurospora crassa. Model Hydra. Model Caenorhabditis: životní cyklus. Caenorhabditis: molekulární determinace pohlaví, kompenzace X-vázaných genů.
- Jednoduché modely vývojové genetiky III. Model Drosophila: životní cyklus, determinace základních tělních os, genetická kaskáda řízení embryogeneze, homeotické geny a jejich mutace, molekulární mechanizmus sex determinace a kompenzace X-genů, poziční efekt.
- Jednoduché modely vývojové genetiky IV. Model studia buněčné paměti: zárodečné terčíky. Geny odpovědné za tvorbu celých orgánů: eyeless, pax. Epigenetická determinace pohlaví u hmyzu.
- Deuterostomia I. Model Echinoidea. Model Danio rerio. Modely Amphibia. Amphibia: model regenerace. Principy regenerace: morfalaxe a epimorfóza.
- Deuterostomia II. Evoluce pohlavních chromozomů. Molekulární mechanizmy kompenzace X-vázaných genů u savců.
- Deuterostomia III. Malformace u člověka. Teratogeneze u člověka. Kmenové buňky a terapetutické klonování. Transgenoze a konstrukce chimérické myši.
- Rostliny I. Modely vývojové genetiky: Anabaena, Chlamydomonas, Volvox. Modely vývojové genetiky: Acetabularia, Fucus. Modely vývojové genetiky: mechorosty a kapraďorosty.
- Rostliny II. Vývojové procesy u rostlin. Transgenoze u rostlin: Agrobacterium. Arabidopsis: životní cyklus. Genetické řízení procesů květní indukce. MADS-boxové geny, model ABC(DE) květního vývoje. Homeoboxové geny u rostlin. Struktura a úloha meristémů.
LRR/SZZ4E – Experimentální chemie pro biology
- Struktura hmoty a atomu, radioaktivita
- Struktura elektronového obalu, atomové orbitaly, kvantová čísla
- Periodický zákon, periodická tabulka prvků, elektronegativita
- Kovalentní vazba ve dvouatomových molekulách
- Kovalentní vazba ve víceatomových molekulách
- Iontová vazba, kovová vazba
- Kyseliny a zásady
- Koordinační sloučeniny, izomerie
- Nepřechodné kovy
- Přechodné kovy
- Nekovy
- Uhlovodíky a jejich role v biologických systémech
- Hydroxylované sloučeniny a jejich role v biologických systémech
- Karboxylové kyseliny a jejich role v biologických systémech
- Bioaktivní molekuly na bázi purinu
- Karbonylové sloučeniny a jejich role v biologických systémech
- Stereochemie organických sloučenin
- Názvosloví organických sloučenin
- Heterocykly a jejich úloha v biologických systémech
- Izomerie organických sloučenin
- DNA a RNA
- Alkaloidy
- Aminokyseliny a proteiny
- Sacharidy
- Lipidy
- Rozkladné procesy
- Biologická oxidace
- Glykolýza
- Terpeny a steroidy
- Kvalitativní chemická analýza anorganická
- Kvalitativní chemická analýza organická
- Kvantitativní chemická analýza
- Protolytické reakce
- Komplexotvorné rovnováhy
- Srážecí reakce
- Redoxní reakce
- Elektrochemické metody – potenciometrie, polarografie, konduktometrie
- Separační metody I. – plynová a kapalinová chromatografie
- Separační metody II. – elektromigrační metody a gelová elektroforéza
- Spektroskopické metody I. – RTG, AAS, UV-VIS, IR
- Spektroskopické metody II. – NMR, MS