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.

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.

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.

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.

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: lukas.spichal@upol.cz

I ti d j dělá á í

PrF1

Snímek 5

PrF1 doplnit o lékařskou biol, základy mol a bun biolPrF; 28.2.2010

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

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

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

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

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

Teorie, které přispěly k poznáním v biologiik poznáním v biologii

I ti d j dělá á í

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

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, …)

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

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

Úrovně organizace organismů

• molekulárnímolekulární• podbuněčná• buněčná• tkáňová / pletivnáp• orgánová• organismus

I ti d j dělá á í

Úrovně organizace organismů

• molekulární• podbuněčná• buněčná• tkáně / pletiva• orgán• organismus

l• populace• ekosystém• biosféra

I ti d j dělá á í

Proč se učit obecnou biologii?

I ti d j dělá á í

Modelové organismy v biologiiDrosophila melanogaster Arabidopsis thaliana

Caenorhabditis elegans

Mus muscullus

I ti d j dělá á í

Moderní přístupy ve zkoumání živých organismůživých organismů

MikroskopieMikroskopiesvětelná

konfokální

elektronová

I ti d j dělá á í

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

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

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

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

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

Zdroje použitých obrázků:

I ti d j dělá á í