Sylabus
Přednášky:
1. ÚVOD: obecné informace o přednášce, praktikách a požadavcích ke kontrole studia; Vymezení oboru ekofyziologie; šíře řasové biodiverzity („strom života“) a přehled různých typů prostředí, kde se řasy vyskytují ŽIVOTNÍ CYKLY: typy životních cyklů, základní pojmy (gametofyt, sporofyt, rodozměna, meióza, fertilizace,…); vegetativní stádia; odolná a klidová stadia, faktory ovlivňující jejich tvorbu a klíčení; adaptace různých stadií životního cyklu na různé podmínky prostředí
2. STRES: biotické a abiotické stresové faktory; reakce na stres, mechanismy avoidance a tolerance; reaktivní formy kyslíku; osmotický stres - role vody v buňce, osmolyty; vysychání; solný stres; zamrzání; extrémní pH; ysoké teploty
3. ŽIVINY: makronutrienty a mikronutrienty, specifická role určitých prvků v ekofyziologii různých skupin řas; dusíkové hladovění a jeho souvislost se stresovou odolností; stres z nedostatku a nebo naopak nadbytku různých stopových prvků; těžké kovy a toxiny
4. SVĚTLO: klíčová role světla ve fotosyntéze i dalších biologických procesech (fotoreceptory, fotoaklimace, informační role světla, fototaxe, diurnální cykly); UV záření a mehnismy obrany proti jeho negativním účinkům
5. PIGMENTY: přehled diverzity pigmentů u různých skupin řas; jejich role ve fotosyntéze; další role pigmentů: ochrana před nadměrným ozářením, antioxidanty, hormony, antimikrobialní ochrana. LIPIDY: přehled hlavních skupin a odlišnost jejich složení v hlavních kompartmentech
6. METODY HODNOCENÍ VIABILITY A FYZIOLOGICKÉHO STAVU: stanovení růstové rychlosti, metody měřwní fotosyntézy, mikroskopické hodnocení viability, fluorescenční a nefluorescenční barviva, fluorescence chlorofylu (maximální a efektivní kvantový výtěžek, světelné křivky) Praktika: Praktika proběhnou ve třech blocích, zaměříme se na tyto metody:
1) Pigmenty - extrakce pigmentů z lyofilizované biomasy, spektrofotometrick stanovení a kvantifikace obsahu pigmentů. TLC - názorné zobrazení pigmentového složení řas z různých taxonomických skupin a po vystavení různým stresům. Detekce fenolických látek pomocí Folin-Ciocalteu činidla, kvantifikace podle kalibrační křivky.
2) Barvení. Fluorescenční rozlišení živých a mrtvých buněk, detekce metabolicky ne/aktivních buněk, fluorescenční barvení jádra. Specifické barvení škrobu a lipidů.
3) Měření fluorescence chlorofylu pomocí PAM fluorimetru. Základy práce s PAM fluorimetrem. Parametr Fo a jeho využití při sledování růstu biomasy. Fv/Fm u různě stresovaných a starých kultur, rozdíly mezi taxonomickými skupinami. rETR křivky - měření a statistické vyhodnocení, interpretace naměřených rozdílů mezi různými kulturami.
Anotace
V akademickém roce 2023/24 předmět nepoběží.
Kurz se skládá z šesti dvouhodinových přednášek a praktik, která budou částečně probíhat turnusově (3 bloky po 4 hod během semestru, po dohodě se studenty).
Řasy představují nesourodou skupinu organismů, která zahrnuje zástupce evolučně nepříbuzných linií a zároveň obyvatele nejrůznějších druhů biotopů. Z této diverzity vyplývá celá škála různých typů produkovaných metabolitů a fyziologických mechanismů interakce s okolním prostředím. V přednáškové části budou probrány různé biologické procesy u řas z různých skupin ve vztahu k podmínkám prostředí. Důraz bude kladen především na stresové faktory prostředí a mechanismy obrany proti jejich negativním účinkům. Jednotlivé fenomény budou demonstrovány na výsledcích různých experimentálních studií a představeny tedy budou i základní metody, které byly v těchto experimentech použity.
V průběhu praktik si studenti vyzkouší řadu laboratorních metod, které lze využít v experimentální práci s řasovými kulturami a které mohou studenti využít i ve své diplomové práci. Budeme pracovat s kulturami řas z různých taxonomických skupin, které rostly vystavené různýcm stresovm podmínkám.
V rámci praktik budeme studovat vliv těchto stresů (a falogenetické příslušnosti) na životaschopnost (viabilitu), fotosyntetickou aktivitu, obsah a složení pigmentů, obsah lipidů, apod. Probrány budou i základní statistické analýzy pro vyhodnocení výsledků experimentů.