Inovace studia molekulární a buněčné...
Transcript of Inovace studia molekulární a buněčné...
![Page 1: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/1.jpg)
Investice do rozvoje vzdělávání
Inovace studia molekulární a buněčné biologie
I ti d j dělá á í
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
![Page 2: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/2.jpg)
Investice do rozvoje vzdělávání
LRR/OBBC Obecná biologieLRR/OBBC Obecná biologie
I ti d j dělá á í
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
![Page 3: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/3.jpg)
Ú
Investice do rozvoje vzdělávání
Úvod do studia obecné biologiebiologie
Mgr. Lukáš Spíchal, Ph.D.
I ti d j dělá á í
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
![Page 4: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/4.jpg)
Investice do rozvoje vzdělávání
Cíl přednáškyuvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení do studia obecné biologie, seznámení s předmětem a rozsahem studia, základní terminologií a moderními přístupy
Klíčová slovaKlíčová slovabiologie, organismus, klasifikace, metody
I ti d j dělá á í
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
![Page 5: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/5.jpg)
Organizační záležitosti
• čas a místo přednášky:
• základní studijní materiály:Campbell N. A. a kol.: Biologie, Computer press, 2006.R l S k l N ý ř hl d bi l i S i ti 2003Rosypal S. a kol.: Nový přehled biologie, Scientia, 2003.Romanovský A. a kol.: Obecná biologie,SPN Praha, 1985.
• kontakt na vyučujícího:LRR, budova A, 3. patrotel : 58 563 4855 e-mail: lukas spichal@upol cztel.: 58 563 4855 e-mail: [email protected]
I ti d j dělá á í
PrF1
![Page 6: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/6.jpg)
Snímek 5
PrF1 doplnit o lékařskou biol, základy mol a bun biolPrF; 28.2.2010
![Page 7: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/7.jpg)
Přehled tematických celků
• Obecná charakteristika živých soustavObecná charakteristika živých soustav• Složení živých soustav• Buňka• Rostlinná pletiva• Rostlinné orgány vegetativní
R tli é á ti í• Rostlinné orgány generativní• Živočišné tkáně• Orgány a orgánové soustavy živočichů a jejichOrgány a orgánové soustavy živočichů a jejich
funkce (fylogenetické přehledy)• Hormonální regulace rostlin a živočichů
Těl é t tli ži či hů• Tělesné tvary rostlin a živočichů• Důležité děje v živých systémech
I ti d j dělá á í
![Page 8: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/8.jpg)
Co je to biologie?
Ě Ž Ě• Biologie [řecky bios, život + logos, věda] ≈ VĚDA O ŽIVOTĚ- souhrn biologických věd zabývajících se studiem živých soustav
• Vymezení biologických věd
a) dle studovaných skupin organismů- mikrobiologie (virologie, bakteriologie, mykologie)- botanika (algologie, bryologie, dendrologie, lichenologie, ...)- zoologie (entomologie, ichtyologie, ornitologie, …)- antropologie (fyzická antr paleoantropologie )- antropologie (fyzická antr., paleoantropologie, …)- paleontologie
I ti d j dělá á í
![Page 9: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/9.jpg)
Co je to biologie?
b) dle zákl. vlastností živých soustav a jejich vztahu k prostředí morfologie a anatomie- morfologie a anatomie
- fyziologie (fyz. rostlin, fyz. živočichů, fyz. člověka, …)- imunologie- genetikagenetika- etologie- ekologie- evoluční biol.evoluční biol.- molekulární biol.- taxonomie, …
c) hraniční vědy- biofyzika- biochemie- biokybernetika, …
d) obecná a teoretická biologie
I ti d j dělá á í
![Page 10: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/10.jpg)
Vědecký přístup
pozorování definice problému, který chceme objasnit
formulace hypotézy jedno, nebo více možných vysvětlení problému
experiment kontrolované pokusy testování jedné neboexperiment kontrolované pokusy testování jedné nebo více hypotéz
závěr potvrzení, nebo vyvracení hypotézy
I ti d j dělá á í
![Page 11: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/11.jpg)
Vědecký přístup
pozorování definice problému, který chceme objasnit
formulace hypotézy jedno, nebo více možných vysvětlení problému
TEORIEexperiment kontrolované pokusy testování jedné nebo více
hypotéz
TEORIE
závěr potvrzení, nebo vyvracení hypotézy
T ii NELZE ž t f kt!! Teorii NELZE považovat za fakt, ale za pokus, jak určitý fakt vysvětlit…!!
I ti d j dělá á í
![Page 12: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/12.jpg)
Teorie, které přispěly k poznáním v biologiik poznáním v biologii
I ti d j dělá á í
![Page 13: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/13.jpg)
Teorie, které přispěly k poznáním v biologiik poznáním v biologii
Charles Darwin James Watson and Francis Crick(1809 - 1882) (1953)
I ti d j dělá á í
![Page 14: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/14.jpg)
Charakteristika živých organismů JEDINEC (organismus) = zákl. kategorie živé soustavy; vykonává
všechny biologické funkce umožňující samostatný život
- jednobuněčné- mnohobuněčné
- individua vyššího řádu (včelstvo)? viry (nebuněčné organismy)
Obecná charakteristika živých soustav1. Přítomnost nukleových kyselin a proteinů2 Metabolismus přeměna látek a energií2. Metabolismus – přeměna látek a energií3. Vysoká organizace a hierarchické uspořádání4. Tok energie (termodynamická otevřenost) a informace5 Autoregulace5. Autoregulace6. Autoreprodukce (dědičnost) a adaptace
(homeostáze, dynamika, interakce, růst a vývoj, …)
I ti d j dělá á í
(homeostáze, dynamika, interakce, růst a vývoj, …)
![Page 15: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/15.jpg)
Univerzální fylogenetický strom
srovnání sekvencí
Rostliny
(Plantae)
Živočichové
(Animalia)
16S-rRNA a 18S-rRNA
(Plantae) (Animalia)
Houbyprokaryota eukaryota
Bakterie Archea Eukarya(Fungi)
p y y
(Bacteria) (Archea) (Eukarya)
progenot
I ti d j dělá á í
![Page 16: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/16.jpg)
Klasifikace organismů - taxonomie
druh (Canis lupus)( p )
rod (Canis)
čeleď (Canidae)
Řád (Carnivora)Řád (Carnivora)
Třída (Mammalia)
Kmen (Chordata)
Říše (Animalia)
I ti d j dělá á í
![Page 17: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/17.jpg)
Úrovně organizace organismů
• molekulárnímolekulární• podbuněčná• buněčná• tkáňová / pletivnáp• orgánová• organismus
I ti d j dělá á í
![Page 18: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/18.jpg)
Úrovně organizace organismů
• molekulární• podbuněčná• buněčná• tkáně / pletiva• orgán• organismus
l• populace• ekosystém• biosféra
I ti d j dělá á í
![Page 19: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/19.jpg)
Proč se učit obecnou biologii?
I ti d j dělá á í
![Page 20: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/20.jpg)
Modelové organismy v biologiiDrosophila melanogaster Arabidopsis thaliana
Caenorhabditis elegans
Mus muscullus
I ti d j dělá á í
![Page 21: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/21.jpg)
Moderní přístupy ve zkoumání živých organismůživých organismů
MikroskopieMikroskopiesvětelná
konfokální
elektronová
I ti d j dělá á í
![Page 22: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/22.jpg)
Nástroj genového
Genové inženýrstvíNástroj genového
inženýrství pro transformaci rostlin
cizími genycizími geny
Rostlinná buňka poKalus (nediferencované
pletivo) lze pěstovat ži é édi
Rostlinná buňka po zabudování T-DNA a expresi jejích genů
produkuje látky
I ti d j dělá á í
na živném médiu p odu uje á ystimulující buněčné dělení ~ cytokinezi
![Page 23: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/23.jpg)
Moderní přístupy ve zkoumání živých organismůživých organismů
E prese reportéro ých genůExprese reportérových genů
GFPGFP
green fluorescent protein
GUSGUS
β-glucuronidase
LUC luciferase
lacZ β-galactosidase
I ti d j dělá á í
![Page 24: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/24.jpg)
Moderní přístupy ve zkoumání živých organismůživých organismů
Regulace exprese genů
i “„gene overexpression“
WT 35S AtCKXWT 35S::AtCKX
gene knock out“„gene knock-out
WT ahk2 ahk3 ahk4
I ti d j dělá á í
![Page 25: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/25.jpg)
Moderní přístupy ve zkoumání živých organismůživých organismů
R l ůRegulace exprese genů
„Nesmrtelná rostlina“
SAG ipt
promotor funkční oblast
SAG = senescence associated geneSAG = senescence associated gene
ipt = isopentenyltransferase
SAG i t WT
I ti d j dělá á í
pSAG::ipt WT
![Page 26: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/26.jpg)
Databáze vědeckých periodik
Scopusphttp://www.scopus.com
PubMedhttp://www ncbi nlm nih gov/sites/entrez?db=pubmedhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pubmed
ISI Web of knowledgehttp://apps.isiknowledge.com
I ti d j dělá á í
![Page 27: Inovace studia molekulární a buněčné biologieinovace-mbb.upol.cz/files/vyukovy-portal/portal-old/obecna_biologie... · uvedení do studia obecné biologie seznámení suvedení](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040423/5e17e6e28f56fe5c5514d3b4/html5/thumbnails/27.jpg)
Zdroje použitých obrázků:
I ti d j dělá á í