2010/2011. Fyziologie rostlin: MB130P14, kolektiv pednášejících Albrechtová a kol.

Transkript

1 2010/2011 Fyziologie rostlin: MB130P14, kolektiv pednášejících Albrechtová a kol. Místo konání: Vininá 7, 2. patro, B7, Zoologická posluchárna, 14:50-17:15 No. Téma: Pednášející CZ: Datum 1 Formování a struktura pedmtu biologie rostlin, Jana Albrechtová Bunné základy specifik rostlinné buky. 2 Fotosyntéza I. Lukáš Fischer Fotosyntéza II. Dýchání Lukáš Fischer Vodní provoz Lukáš Fischer Signalizace u rostlin Jan Petrášek Bunné základy rstu a morfogeneze rostlin. Jan Petrášek Pohyby rostlin, rytmicita. 7 Vývojová biologie I: Embryogeneze, vegetativní David Honys 7.4. fáze vývoje 8 Vývojová biologie II: Generativní fáze vývoje. David Honys Rozmnožování rostlin 9 Rostlinné biotechnologie; využití transgenních Lukáš Fischer rostlin v základním výzkumu a v zemdlství 10 Minerální výživa rostlin Jana Albrechtová Rostlina a stres. Jana Albrechtová Rostlina v systémech: soužití s dalšími organismy. Jana Albrechtová

2 1. Pednáška: Formování a struktura pedmtu biologie rostlin, Bunné základy specifik životní strategie rostlinného organizmu. Pednášející: doc. Jana Albrechtová Definice oboru, pedmt studia, metody. Teoretický i aplikaní úel biologie rostlin. Filosofie udržitelného rozvoje i rostlin pro budoucnost. Globální problémy a vklad experimentální biologie rostlin: význam fotosyntézy, GMO pro zemdlství; Formování oboru fyziologie rostlin v kontextu rozvoje pírodních vd - Hook, Sachs, Liebig, Haberlandt, Nmec. Bunná teorie (Schleiden, Schwann, Sachs) v teorii a praxi. Principy regenerace rostlin in vitro. Specifické struktury a funkce buky rostlinné: - Plastidy, struktura a funkce. Endosymbiotický pvod, - Bunná stna vznik, struktura, funkce mechanická, ochranná, signální - Vakuom - kompartmentace 2. Pednáška: Fotosyntéza I. Obecný význam fotosyntézy pro život na zemi Svtlo jako elektromagnetické záení - fyzikální zákony Evoluce fotosyntézy, fotosyntetické struktury, pvod plastid Fotosyntetické pigmenty, absorpce fotonu a penos energie Elektrontransportní etzec proteinové komplexy na thylakoidní membrán Cyklický a necyklický penos elektron Calvinv cyklus, regulace aktivity enzymu Rubisco, fotorespirace C4 a CAM fotosyntéza, princip, ekofyziologické aspekty Fotosyntéza v porostu, fotoinhibice, 3.Pednáška: Fotosyntéza II. Dýchání Fotosyntéza: Faktory ovlivující rychlost fotosyntézy. Transport a distribuce asimilát, mechanizmus transportu Principy mení rychlosti hrubé a isté fotosyntézy Dýchání: Energetický metabolismus rostlin: fotosyntéza a dýchání, Význam dýchání pro rostliny Stavba mitochondrií, 2

3 Základní procesy respirace: glykolýza, Krebsv cyklus, oxidativní fosforylace Dýchání rezistentní ke kyanidu, princip a význam Faktory ovlivující rychlost dýchání. Vztah mezi fotosyntézou a dýcháním, interakce chloroplast a mitochondrií Složky dýchání (udržovací, rstová, ) 4. Pednáška: Vodní provoz Funkce vody v rostlinách, adaptace pro život na souši Fyzikální vlastnosti vody významné pro život rostlin Obsah vody v rostlinách, transpiraní koeficient Píjem vody koeny, symplast a apoplast, endodermis, akvaporiny Význam koheze a adheze pi transportu vody v rostlin Výdej vody; transpirace jako difúze vodní páry, gutace. Stavba a funkce prduch, faktory ovlivující otevenost prduch Vodní potenciál a jeho složky (osmotický, tlakový, gravitaní a matriní) Rostliny homoiohydrické a poikilohydrické, ekofyziologické adaptace 5. pednáška: Signalizace u rostlin I Pednášející: Dr.Jan Petrášek Genová exprese a penos signálu - základní pojmy a specifika rostlin. Typy signálu - externí, interní, biotické, abiotické. Úrovn komunikace v rostlinném tle. Pehled signálních drah u rostlin - receptory, receptorové kinázy, fosfolipidový signální systém, MAP kinázové kaskády, ízená proteolýza transkripních faktor. Neurobiologie rostlin Fytohormony definice, porovnání s hormony živoišnými. Auxiny - historie objevu, chemická struktura, biosyntéza, metabolismus, mechanismus úinku, transport v rostlin, hlavní fyziologické úinky, apikální dominance, tropické odpovdi. Cytokininy - historie objevu, chemická struktura, biosyntéza, metabolismus, mechanismus úinku, hlavní fyziologické úinky, bunné dlení, apikální dominance. Gibereliny - historie objevu, chemická struktura, biosyntéza, metabolismus, mechanismus úinku, hlavní fyziologické úinky, klíení. Abscisová kyselina - historie objevu, chemická struktura, biosyntéza, metabolismus, mechanismus úinku, hlavní fyziologické úinky, dormance. Etylén - historie objevu, chemická struktura, biosyntéza, metabolismus, mechanismus úinku, hlavní fyziologické úinky, trojná odpov. Brasinosteroidy - historie objevu, chemická struktura, biosyntéza, metabolismus, mechanismus úinku, hlavní fyziologické úinky. Kyselina salicylová, kyselina jasmínová - odpov na patogeny Další látky s rstov regulaní funkcí - polyaminy, proteinové hormony, fenolické látky, karotenoidy Interakce hormonálních signál - auxiny-cytokininy pi organogenezi, gibereliny-kyselina abscisová pi dormanci a klíení, úrovn interakce signálních kaskád spouštných fytohormony 3

4 6. pednáška: Bunné základy rstu a morfogeneze rostlin. Pohyby rostlin, rytmicita Pednášející: Dr.Jan Petrášek Definice pojm - rst, vývoj, morfogeneze, diferenciace, dediferenciace, totipotence Mechanismy rstu bunk a rostlin - dlivý a elonganí rst, typy elonganího rstu, polarita bunk a orgán a mechanismy jejího navození a udržování Bunný cyklus - regulaní faktory a mechanizmy, fáze cyklu, kontrolní body Pohyby rostlin - fyzikální pohyby, vitální pohyby. Mechanismy, výkonné struktury, regulace. Rytmicita u rostlin - klasifikace rytm, mechanismy regulace 7. Pednáška: Vývojová biologie I: embryogeneze, vegetativní fáze vývoje Pednášející: Dr.David Honys Životní strategie rostlin - usedlý zpsob života, kontinuální diferenciace, absence kmenových bunk a poziní urení bunného osudu, totipotence rostlinných bunk, bunná stna Iniciace a regulace vývojových drah - genová exprese a její regulace, organizace DNA, transkripce, posttranskripní úrovn regulace genové exprese Embryogeneze o Formování embrya po oplození (partenogeneze, apomixie, a další mén asté zpsoby vzniku embryí), polarizace embrya, diferenciace a zakládání orgán Vegetativní fáze vývoje o Bunné dlení a pattern formation - meristémy a jejich úloha ve vývoji rostlinného tla, zakládání a vývoj list (listová patra, zmny metabolismu v souvislosti se stáím list, rozdíly v metabolismu v rámci jednoho listu), vývoj koen o Fotomorfogeneze - fytochrom a regulace erveným svtlem (klíení semen, informace o okolním porostu, délka dne a pechod do generativní fáze vývoje), fotofyziologie regulace rstu a vývoje modrým svtlem (aktivita prduch, stimulace asymetrického rstu), rstové regulátory 8. Pednáška: Vývojová biologie II: Generativní fáze vývoje. Rozmnožování rostlin Pednášející: Dr.David Honys Generativní fáze vývoje. Rozmnožování rostlin Kvtní meristémy a kvtní orgány - apikální meristém, kvtní meristémy, kvtní orgány, regulace iniciace a tvorby kvtních orgán (geny meristémové identity, katastrální geny, geny identity kvtních orgán, ABC(DE ) model identity kvtních orgán) Signály kvtní indukce fotoperiodismus (cirkadiální rytmicita, role fytochrom a kryptochrom, regulace kvtní indukce svtlem), vernalizace, chemické signály kvtní indukce (dkazy existence chemického penosného signálu kvtní indukce, chemická podstata florigenu, role fytohormon, multifaktoriální indukce kvetení) Regulace pohlavního rozmnožování - makrosporogeneze a makrogametogeneze, mikrosporogeneze a mikrogametogeneze, pylová embryogeneze, regulace proces sporogeneze a 4

5 gametogeneze na úrovni exprese gen, PCD a její úloha pi vývoji reprodukních orgán, opylení, pylová inkompatibilita a cytoplasmatická samí sterilita, oplození. Tvorba a rst plod, vznik semen po oplození, vznik semen bez oplození, založení, rst a zrání plod, klíení semen Nepohlavní rozmnožování Dormance, senescence a programovaná bunná smrt o Dormance definice a význam, dormance pupen, dormance semen o Stárnutí, programovaná bunná smrt, úloha PCD ve specifických situacích vývoje a rstu rostliny) 9. Pednáška: Rostlinné biotechnologie, využití transgenních rostlin v základním výzkumu a v zemdlství Rostlinné biotechnologie: Metodologie klasického šlechtní rostlin, mutageneze, marker-assisted breeding Principy pípravy geneticky modifikovaných rostlin Somatická embryogeneze a organogeneze in vitro Metody transformace rostlinných bunk Využití transgenních rostlin ve výzkumu, inserní mutageneze, modulace exprese gen, fúze s reportérovými geny Praktické využití transgenních rostlin; píklady, zhodnocení možných rizik 10. Pednáška: Minerální výživa rostlin Pednášející: Doc.Jana Albrechtová Minerální výživa rostlin: vymezení pojmu Historické milníky: A. Thaer, J. Liebig,. J. Sachs, V. Mitscherlich Kriteria nezbytnosti prvk pro rostliny Obsah prvk v rostlinách, zákon minima. Transportní mechanismy píjmu živin, aktivní a pasivní penos pes membránu Píjem, transport a utilizace iont: dusík - redukce nitrát, asimilace atmosférického N2), pemny N slouenin v pd, jejich píjem a asimilace v rostlin.. Pda a její složení, Funkce jednotlivých prvk v rostlinách, symptomy deficitu živin Globální cykly minerálních živin C, N, P antropogenní vlivy na n 5

6 11. Pednáška: Rostlina a stres. Pednášející: Doc.Jana Albrechtová Stresová biologie rostlin: Definice základních pojm stresor, stres, adaptace, aklimace, avoidance. Obecná strategie živých organizm v reakci na stresové faktory prostedí Strategie života rostlin reakce na stres, stresové proteiny Stres: induktor fenomen senescence a (programované) bunné smrti Skupiny abiotických a biotických stresor a stresových reakcí. Reakce rostlin na jednotlivé abiotické stresory. Reakce rostlin na jednotlivé biotické stresory Tžké kovy (píjem, stres). 12. Pednáška: Rostlina v systémech: soužití s dalšími organismy. Biologie ekosystém zahrnujících vegetaci (rostliny) Pednášející: Doc.Jana Albrechtová Rostliny - hierarchické úrovn zkoumání rostlin: vztah mezi rostlinami vztah rostlin s prostedím vztah rostlin k dalším biotickým složkám ekosystému (- patogen- parazit saprofyt, heterotrofní výživa, symbióza) Symbiózy: fixace vzdušného dusíku, mechanismy, rzné typy soužití s diazotrofními organismy nodulující symbiózy, nenodulující symbiózy (sinice), asociace s bakteriemi mykorhiza pijem živin (draz na P) význam pro zemdlství, management krajiny Rostliny jako souást ekosystém služby ekosystém, pírodní ekosystémy zemdlské ekosystémy Vliv vegetace na klima planety evapotranspirace, energetické toky v krajin, koncentrace atmosférického CO2 6