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:

  1. 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.
  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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. Rostliny a lidstvo - od neolitické revoluce až po politické spory kolem genových manipulací. Závěr. seminář, prostor pro konzultace. Přednáška 9.5.
  13. 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).