Úvod do biologie rostlin (MC250P05N)
F. Cvrčková, P. Mašková
Letní semestr 2017/2018
Základní literatura:
LUŠTINEC, J., ŽÁRSKÝ, V.: Úvod do fyziologie vyšších rostlin. Nakladatelství
Karolinum, 2003. ISBN 80-246-0563-5
... a níže uvedené materiály z přednášek
Doporučená rozšiřující literatura:
PAVLOVÁ, L., FISCHER, L.: Růst a vývoj rostlin. Nakladatelství Karolinum, 2011.
ISBN 978-80-246-1913-2
Kurs je zakončen ústní zkouškou, při níž student prokazuje schopnost stručně
poreferovat a dále poučeně dskutovat na vylosovaná 3 poměrně široce formulovaná
témata.
Obsah kursu:
- Vymezení předmětu studia: co jsou rostliny - historický
a současný pohled s exkursem do vývoje názorů na evoluci eukaryot. Vztah rostlin
k jiným fotosyntetisujícím organismům (sekundární endosymbiosy). Běžné rostlinné
a "rostlinné" experimentální modely: kam patří a co representují (s důrazem
na specifika příslušných evolučních linií, i v porovnání s dalšími významnými
skupinami rostlin). Rostlinný genom jako dynamická struktura v měřítku fylogenetickém
(a někdy i kratším - agrobakterie a jejich aplikace, genotrofy a pod.). Kolinearita
genomů, polyploidizace jakožto evoluční mechanismus významný v rostlinné říši,
dynamika repetitivních sekvencí, stěhování genů mezi organelami a jádrem.
Přednáška 21.2.
- Rostlinná buňka a její genom(y). Struktura a kompartmentace
rostlinné buňky s důrazem na rysy sdílené s jinými eukaryotními liniemi versus
"rostlinná specifika". Membrány, jejich funkce, role, vzájemné vztahy a proměny
buněčných kompartmentů. Mechanická role turgoru. Plastidy jakožto specificky
rostlinné organely, jejich životní cyklus. Cytoskelet a buněčná stěna, pohyb
organel. Tvar buňky jako výsledek koordinace endomembránového systému, cytoskeletu,
buněčné stěny a vakuoly. Buněčný syklus - rostlinná specifika (zejm. v cytokinezi).
Xylem jako modelový příklad extrémní buněčné diferenciace zahrnující i smrt
buňky. Přednáška 28.2.
- Modelová semenná rostlina v prvním přiblížení - stavba
a ontogeneze (více méně příklad Arabidopsis thaliana). Rodozměna, pohlavní
rozmnožování a životní cyklus. Principy určení buněčného osudu, rozvrh rostlinného
těla, meristémy, organogeneze (včetně modelového příkladu rozvrhování květních
orgánů). Struktura rostlinných pletiv (symplast a apoplast), stavba těla a
jeho typických orgánů. Průběžně ilustrováno vybranými příklady využití mutantů
v rostlinné biologii. Přednáška 7.3.
- Metabolismus, zejména primární (energetický), a jeho
kompartmentace v rámci buňky i těla.Toky energie a živin v rostlině. Fotosyntéza:
zachycení fyzikální energie a její přeměna na chemickou, fotosyntetické struktury,
pigmenty, náhled do evolučního pozadí. Fixace CO2 - Calvinův cyklus, fotorespirace
- C3, C4 a CAM rostliny v kontextu prostředí. Osudy asimilátů - metabolismus
sacharózy a škrobu. Dýchání - rostlinná specifika respirace (např. kyanid-rezistentní
dýchání). Přednáška 14.3.
- Transport látek floemem, prostorová a časová distribuce
asimilátů, vztahy zdroj - sink. Hospodaření s vodou a minerálními živinami:
voda, obecné mechanismy příjmu a transportu, vztah kořen-list, vodní potenciál,
transpirace (současné problémy klasické kohezní teorie, regulace průduchů),
ekofyziologický kontext (např. mykorrhiza). Přednáška
21.3.
- Minerální výživa: asimilace a funkce jednotlivých
živin, praktické aplikace (fytoremediace). Metabolismus dusíkatých látekn
včetně vybraných sekundárních metabolitů - jejich syntéza a funkce v buňce
i na organismální úrovni (barviva, látky s funkcí stavební či obrannou/např.jedy/),
praktické využití. Přednáška 28.3.
- Fytohormony : historie objevů, funkce, chemická povaha,
cesty syntézy a degradace.Metabolity jako prostředky komunikace či jiného
ovlivňování nablízko (v rámci pletiva či orgánu) a na dálku (mezi jedinci,
i odlišných druhů či dokonce vzdálených evolučních linií).Přednáška
4.4.
- Ontogeneze - regulační aspekty. Udržování a regulace
funkce apikálních meristémů, transport auxinu v ontogenezi (apikální dominance,
diferenciace vodivých pletiv, fylotaxe), strigolaktonová regulační dráha.
Algoritmická povaha rostlinné ontogeneze, její modelování.
Přednáška 11.4.
- Rostlina v kontextu prostředí I: ontogenetické odpovědi
na vnější vlivy. Světlo jako signál, fotomorfogeneze, skotomorfogeneze, etiolace.
Regulace kvetení, podmínky přechodu z vegetativní do generativní fáze, kontrola
délkou dne, vernalizace. Jiné modifikace ontogeneze prostředím - mechanické
vlivy (aneb jak udělat z kapusty strom), symbiózy. Mají rostliny paměť, a
mohly by být inteligentní? Přednáška
18.4.
- Rostlina v kontextu prostředí II: stres a jiné bezprostřední
reakce. V jakém smyslu lze (nebo naopak nelze) u rostlin uplatňovat původně
živočišnou koncepci stresu. Strategie a vybrané příklady odpovědi rostlin
na nepříznivé podmínky (včetně biotických) a doklady pro (přece jen) existenci
univerzální stresové odpovědi. . Přednáška
25.4.
- Úloha rostlin v globálním ekosystému. Rostliny v kolobězích
vody a CO2, paleontologické doklady pro biogenní změny globálního klimatu
související s fotosyntézou (kyslíková katastrofa), autoregulace v ekosystémech.
Přednáška
2.5.
- Rostliny a lidstvo - od neolitické revoluce až po
politické spory kolem genových manipulací. Závěr. seminář, prostor pro konzultace.
Přednáška 9.5.
- 16.5. již přednáška není rektorský den!)
Termíny zkoušky budou vypsány po dohodě, přihlášení není nezbytné, je jen
zárukou, že se na Vás dostane. Místo: Viničná 5, 1. patro, místnost 106 - za
dobrého počasí sraz u kamenného stolu za budovou.
U dosud neodpřednášených témat jsou zveřejněny prezentace z loňského roku
a nemusí souhlasit číslování, členění, data a pořadí přednášek (bude průběžně
upřesňováno).