Doprovodný materiál k práci s přípravným textem Biologické olympiády 2014/2015 pro soutěžící a organizátory kategorie B Níže uvedené komentáře by měly pomoci soutěžícím z kategorie B ke snazší orientaci v textu. Základní kapitoly představují minimum, které autoři textu doporučují k přečtení i soutěžícím kategorie B. Na témata probíraná v těchto kapitolách mohou navazovat praktické úlohy školních i krajských kol BiO. Pro pochopení širších souvislostí a rozšíření přehledu doporučujeme k přečtení i ostatní kapitoly, zdárné absolvování praktických úloh BiO však na tyto rozšiřující kapitoly nebude vázáno. Soutěžící kategorie A mohou ve svých úlohách očekávat otázky související s jakoukoliv částí přípravného textu. Pro práci s některými kapitolami je třeba znalost základních genetických pojmů a pochopení procesu exprese genu. Pokud soutěžící kategorie B ještě genetiku neprobírali, je nutné si tuto látku - nejlépe s pomocí vyučujícího - doplnit. 1. Středoevropská krajina ve službách člověka (M. Pospíšková, J. Prach, J. Smyčka) 1.1 Jak si lidé postupně ochočovali středoevropskou krajinu Základní kapitola o historii využití krajiny (a přírody) člověkem od nejstarších dob do současnosti. 1.2 Příklady ekosystémů a jejich vztah k člověku Kapitola popisuje na příkladech vybraných ekosystémů (Les, Louky a pastviny, Pole, Sídla) vzájemné ovlivňování krajiny (a přírody) a lidské kultury, je rozhodně vhodná i pro kategorii B. 2. Domestikace rostlin a živočichů (V. Baláž, F. Kolář) 2.1 Proč se trápit s domestikací Základní kapitola, obsahuje obecný úvod do problematiky domestikace. 2.2 Jak a proč byla domestikována zvířata Základní kapitola, objasňuje důvody k domestikaci živočichů. 2.3 Domestikace jako evoluční proces Základní kapitolou je pouze sekce Přírodní a umělý výběr selekce objasňující opravdové základy některých klíčových principů evoluční biologie přístupné i pro soutěžící kategorie B. Vzhledem k omezenému rozsahu této kapitoly a jejímu zaměření výhradně na příklady domestikace vřele odkazujeme k přečtení obecnějších textů o přírodním výběru např. v odkazované knize knize J. Zrzavého, D. Storcha a S. Mihulky: Jak se dělá evoluce. Ostatní sekce představují rozšířené kapitoly. 1
2.4 Historie domestikace zvířat a jak (těžko) se studuje Základní kapitola, tabulka 2.1, která je její součástí samozřejmě neslouží k naučení konkrétních dat domestikace, ale pouze pro utvoření obecné představy o oblastech a časovém rámci opakovaných případů domestikačních procesů na Zemi. 3. Využití mikroorganismů (J. Nunvář) Vše je určené i pro kategorii B a zároveň potenciálním zdrojem praktických úloh, s výjimkou principů zvyšování produkce aminokyselin (Kap. 3.6). To je rozšiřující kapitola pro zájemce z kategorie A. 4. Geneticky modifikované organizmy (J. Sekereš, P. Synek) 4.1 Co je to vlastně geneticky modifikovaný organizmus? Doporučeno i pro kat B, soutěžící by měli mít představu o tom, co je a není geneticky modifikovaný organismus. 4.2 Jak připravit geneticky modifikovaný organizmus? Soutěžící by měli rozumět základním principům manipulace s genetickou informací (přečtení genetických sekvencí, manipulace s nimi a vnášení do organismů). Nemusí znát konkrétní využívané enzymy ani konkrétní techniky (např. pro vnášení do genomu). Soutěžící kat. B nemusí znát detaily molekulárního aparátu RNA interference, měli by ovšem rozumět rozdílu mezi genetickými a epigenetickými změnami. 4.3 Význam a využití geneticky modifikovaných organizmů Část o využití GMO mikroorganizmů stručně rozšiřuje obsah kapitoly 3 v kontextu GMO a po nastudování této kapitoly bude i 4.3 pro kat. B srozumitelná. K významu genetických modifikací rostlin a živočichů viz níže. 4.4 Genetické modifikace rostlin Soutěžící by si měli nastudovat význam vybraných geneticky modifikovaných plodin (lepší obsah některých živin, obrana před patogeny a pod ). Biochemické a molekulárně biologické principy, díky nimž mají plodiny pozměněné vlastnosti, nejsou pro kategorii B nezbytné. Doporučují se ke studiu případným zájemcům za účelem lepšího pochopení fungování rostlin a vztahu zásahu do genetické informace (genotypu) a změny vlastnosti (fenotypu). 4.5 Genetické modifikace živočichů Soutěžící by si měli nastudovat význam vybraných geneticky modifikovaných živočichů (např. produkce protilátek, estetické účely, apod.). Biochemické a molekulárně biologické principy, díky nimž mají živočichové pozměněné vlastnosti, nejsou pro kategorii B nezbytné. Doporučují se ke studiu případným zájemcům za účelem lepšího pochopení fungování živočichů a vztahu zásahu do genetické informace (genotypu) a změny vlastnosti (fenotypu). 2
4.6 Vnímání GMO společností Informace obsažené v této kapitole jsou spíše nadstavbové. Uvádějí ale problematiku GMO do širšího (společenského) kontextu, proto je doporučujeme k přečtení (nejedná se o nic odborně náročného). 5. Biomedicína (J. Pilátová) Tato kapitola je především rozšiřující a nadstavbová. Studenti kategorie B by si mohli přečíst zejména kapitoly o očkování, jedlých vakcínách a DNA vakcínách a kapitoly buněčné terapie a tkáňového inženýrství (vědět, co jsou kmenové buňky, když jsou tak medializované, se hodí), tkáňové inženýrství a biologické terapie by jim již měly být poměrně blízké. 5.1 Genová terapie Genetické testování sportovců a genový doping 5.2 Proteinová terapie Očkování, jedlé vakcíny a DNA vakcíny 5.3 Buněčná terapie Zejména první obecnou pasáž o kmenových buňkách považujeme za důležitou (konkrétní příklad buněčné terapie srdce nutný není). 5.4 Tkáňové inženýrství Celý text z toho především Od transfúze ke krevním náhradám. 5.5 Biologická terapie Celý text. Za kolektiv autorů úloh: RNDr. Jan Matějů, Ph.D. vedoucí PS BiO AB a místopředseda ÚK BiO 3