Pokyny a termíny k ukončení bakalářského studia (platné pro SZZ do února 2022)

Zkouška se provádí formou písemného testu (výběr z možností i volné odpovědi), ve kterém má uchazeč prokázat schopnost orientace v základních disciplínách molekulární biologie a genetiky.

Předmět: OBECNÁ GENETIKA

Pokrývá předměty: Obecná Genetika, Cytogenetika, Genetika II

• Historie a vývoj genetiky
• G. Mendel, život, dílo a jeho objevy, znovuobjevení Mendelových principů
• Princip segregace a kombinace
• Zobecnění Mendelových principů
• Genom jaderný, mitochondriální a chloroplastový
• Principy mimojaderné dědičnosti
• Chromozomová teorie dědičnosti
• Mendelovy principy v genetice člověka, genetické poradenství
• Odchylky od Mendelovských štěpných poměrů, polymorfní geny, alelismus
• Genové interakce
• Dědičnost a determinace pohlaví
• Dědičnost genů vázaných na pohlaví, znaky pohlavím ovládané a ovlivněné
• Determinace pohlaví u člověka, abnormality pohlavních chromozomů u člověka
• Kompenzace dávky genů
• Vazba genů
• Výpočet síly vazby, Batesonovo a Morganovo číslo
• Genetické mapy, určení polohy a pořadí genů na chromozomech, tříbodové mapování.
• Genetické a cytologické mapy
• Tetrádová analýza
• Submikroskopická a mikroskopická struktura chromozomů
• Cytogenetické techniky
• Analýza mitotických chromozomů, pruhovací metody
• Sestavování karyotypů a idiogramů
• Základy cytogenetiky člověka, nomenklatura lidských chromozomů
• Metody molekulární cytogenetiky, technika FISH a odvozené metody
• Početní chromozomové změny
• Euploidie, aneuploidie, polyploidie.
• Mechanismy vzniku početních chromozomových abnormalit
• Strukturní chromozomové aberace, delece, duplikace, inverze, inzerce, translokace
• Vrozené chromozomové aberace u člověka a jejich význam
• Získané chromozomové aberce u člověka a jejich význam
• Cytogenetika v prenatální a preimplantační genetické diagnostice
• Mutace a mutageny
• Význam mutací, rozdělení mutací, příčiny vzniku mutací.
• Biologické účinky UV záření, biologické účinky ionizujícího záření
• Chemické mutageny a promutageny, mutageny v životním prostředí
• Antimutageny
• Testy na detekci mutací
• Genetické založení kvantitativních znaků.
• Analýza kvantitativních znaků, heritabilita
• Genetická struktura populací a její charakteristiky Hardyho-Weinbergův princip, testování jeho platnosti a využití
• Odchylky od Hardyho-Weinbergova principu a důsledky na genetickou strukturu populací
• Genetika chování

Literatura:

• Snustad, D. Peter - Simmons, Michael J. - Relichová, Jiřina - Doškař, Jiří - Fajkus, Jiří - Hořín, Petr - Knoll, Aleš - Kuglík, Petr - Šmarda, Jan - Šmardová, Jana - Veselská, Renata - Vyskot, Boris - Relichová, Jiřina: Genetika. MU Brno 2009.
• Kuglík, P.: Vybrané kapitoly z cytogenetiky. MU Brno, 2000.
• Kuglík. P.: Úvod do molekulární cytogenetiky člověka. KGMB PřF MU, 2005 (el. verze), http://orion.sci.muni.cz/kgmb/student/6270.htm
• Kuglík, P.: Mutageneze. KGMB PřF MU, 2005 (el. verze), http://orion.sci.muni.cz/kgmb/student/8540.htm
• Relichová, J.: Úlohy z obecné genetiky. UJEP Brno 1982.
• Relichová, J.: Praktická cvičení z genetiky. MU Brno 2001.
• Lízal P.: Praktikum z obecné genetiky. MU Brno 2011 (el. verze), http://is.muni.cz/el/1431/podzim2011/Bi3061/um/genetika-web/index.html
• prezentace z přednášky Bi3060, Fly net aj.

Předmět: MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE

Pokrývá předměty: Molekulární biologie, Metody molekulární biologie, Úvod do bioinformatiky

Předmět studia molekulární biologie

• základní etapy ve vývoji molekulární biologie
• informační makromolekuly
• nukleové kyseliny, jejich struktura, biologické funkce a vzájemné interakce s proteiny
• gen, genetická informace, genetický kód

Prokaryotický genom

• struktura genomu a jeho složky, informační obsah
• replikace
• transkripce, translace

Eukaryotický genom

• struktura
• replikace
• transkripce, posttranskripční úpravy, translace, posttranslační úpravy

Regulace genové exprese

• základní úrovně regulace a jejich principy
• regulace na transkripční a posttranskripční úrovni
• regulace na translační a posttranslační úrovni, RNA interference, miRNA

Molekulární mechanizmy signalizace

• obecné principy buněčné signalizace
• typy receptorů pro příjem signálů
• signální kaskády

Molekulární podstata získané imunity

• genetický základ tvorby protilátek
• mechanismy podmiňující rozmanitost protilátek

Molekulární podstata změn genetické informace a struktury genomů

• molekulární základ mutací
• reparace mutačně poškozené DNA
• molekulární základ rekombinace
• transpozice
• základní typy mobilních elementů a mechanismy jejich přemisťování

Základní metody studia genomu

• enzymové úpravy nukleových kyselin in vitro
• metody separace nukleových kyselin a proteinů
• sekvencování DNA
• konstrukce fyzikální a genetické mapy genomu
• polymerázová řetězová reakce
• hybridizace nukleových kyselin

Klonování DNA

• základní typy klonovacích vektorů
• genomové a genové knihovny
• selekce a vyhledávání rekombinantních klonů
• způsoby přenosu genů

Metody analýzy proteinů

• imunoprecipitace
• izoelektrická fokuzace
• elektroforéza
• průtoková cytometrie
• monoklonální a polyklonální protilátky

Základy bioinformatiky

• databáze sekvencí nukleových kyselin, proteinů a 3D struktur
• manipulace se sekvenčními daty, vyhledávání v databázích a srovnávání sekvencí
• vyhledávání genů a anotace genomových sekvencí

Molekulární diagnostika genetických poruch, molekulární identifikace patogenních organismů

• metody pro stanovení polymorfismu v genomech: metody bez amplifikace, metody využívající hybridizaci, metody PCR
• využití repetitivních sekvencí, genů pro rRNA
• molekulární diagnostika významných bakteriálních a virových patogenů

Literatura:

• Rosypal S. a kol.: Úvod do molekulární biologie. I.-IVdíl. Brno   1999-2002 (třetí vydání). 2006 - I. díl (čtvrté vydání)
• Rosypal S. a kol.: Terminologie molekulární biologie, Brno 2001.
• Šmarda J. a kol.. Metody molekulární biologie, Brno, 2005.
• Brown T.A.: Klonování genů a analýza DNA. Český překlad M. Fellner a kol., Univerzita Palackého v Olomouci, 2007.
• Lewin B. Genes VII, Oxford University Press, Oxford, New York, Tokyo 2002.
• Alberts et al.: Molecular biology of the cell. Garland Publ. 2004.
• Alberts a kol: Základy buněčné biologie, Espero, 2000, 2005.
• Clark D.: Molecular biology, Elsevier, 2005.
• Cvrčková F.: Úvod do praktické bioinformatiky, Academia Praha, 2006.

Předmět: OBECNÁ BIOLOGIE

Předmět OBECNÁ BIOLOGIE (součást SZZk pro všechny čtyři studijní směry Speciální biologie) shrnuje klíčové poznatky základních biologických přednášek absolvovaných v průběhu tříletého bakalářského studia. Vychází zejména z přednášek Buněčná biologie (Bi1700), Histologie a organologie (Bi2080), Cytologie a anatomie rostlin (Bi1060), Obecná genetika (Bi3060), Antropologie (Bi5120), Fyziologie živočichů (Bi3030), Fyziologie rostlin (Bi4060), Molekulární biologie (Bi4020) a Obecná mikrobiologie (Bi4090). Dále jsou sem zařazeny také fundamentální informace z fylogeneze a diverzity organismů ( Bi1010, Bi2000) a dále chemie (C1601, C2700, C3580) a biostatistiky (Bi5040).

Okruhy otázek

• Charakteristika živého organismu. Pojem druhu.

• Chemické složení organismů. Biogenní prvky, anorganické látky, organické látky, jejich význam pro stavbu a funkci organismů.
• Genetická informace, genetický kód, gen a jeho formy. Struktura a organizace prokaryotického a eukaryotického genomu, základní charakteristika replikace, transkripce a translace, změny genetické informace (mutace a rekombinace DNA). Mendelovy principy. Vazba genů. Genetická determinace pohlaví. Dědičné založení kvantitativních znaků.
• Základní charakteristika a struktura prokaryotické buňky. Bakterie a Archea, nejvýznamnější zástupci, jejich význam, výskyt a základy klasifikace. Množení, výživa a metabolismus bakterií. Kvasinky – životní cyklus, výskyt, význam. Mikromycety. Viry jako nebuněčné formy života, struktura virové částice, živočišné, rostlinné a mikrobiální viry.
• Základní klíčová charakteristika (morfologie, organologie, rozmnožování, ekologie a nejznámější zástupce) taxonů: Archezoa, Protozoa, Metazoa. Dále „bezobratlí“: Porifera, Cnidaria, Platyhelminthes, Nematoda, Mollusca, Annelida, Chelicerata, Crustacea, Myriapoda, Hexapoda, Echinodermata, Chordata. Základní charakteristika taxonomických skupin Bezčelistnatci - mihule a sliznatky. Nadtřída Čelistnatců - paryby, ryby, obojživelníci, plazi, ptáci, savci.
• Eukaryotické buňky, struktura a funkce. Cytoplazma, jádro, cytoplazmatická membrána, endomembránový systém (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, vakuoly atd.). Semiautonomní organely: mitochondrie, chloroplasty. Ribosomy. Cytoskelet. Buněčná stěna, apoplastický volný prostor.
• Interceluláry. Plazmodezmy a symplast. Kontakty živočišných buněk. Buněčný pohyb.
• Buněčný cyklus: amitóza, mitóza, fáze mitózy, dělicí vřeténko, meióza, srovnání mitózy a meiózy. Kontrola buněčného cyklu.
• Růst a diferenciace buněk rostlin i živočichů. Typy rostlinných buněk a pletiv. Jednoduchá a složená pletiva. Systémy pletiv: meristémy, krycí, vodivá a základní pletiva, jejich struktura a funkce. Živočišné tkáně. Třídění, ontogenetický původ a mikroskopická anatomie tkání: epitely (krycí, výstelkové, žlázové, resorpční, smyslové, zárodečné), pojiva (embryonální, vláknitá, oporná), tělní tekutiny, svalové tkáně, nervové tkáně, pohlavní buňky.
• Orgány rostlin: kořen, stonek, list. Primární a sekundární pletiva a růst kořene a stonku, růstový vrchol. Transformace vodivého systému v hypokotylu. Lokalizace primárního a sekundárního xylému.
• Hlavní orgánové soustavy živočichů - krycí, oporná, pohybová, trávící, dýchací, vylučovací, oběhu tělních tekutin, smyslová, nervová, žláz s vnitřní sekrecí, rozmnožovací. Srovnání v rámci hlavních živočišných taxonů.
• Základní typy rozmnožování živočichů. Životní cyklus.
• Transport vody a iontů minerálních živin organických látek v rostlinách, regulace výměny plynů. Příjem a konverze radiační energie v rostlinách, fixace uhlíku. Metabolismus uhlíku, využití asimilátů v růstových procesech. Minerální výživa rostlin, příjem a využití makro- i mikroživin. Fyziologie růstu a vývoje - hlavní skupiny fytohormonů a jejich funkce, úloha záření a teploty při regulaci růstu a vývoje.
• Interakce rostlin s jinými organizmy (symbiózy, patogeneze).
• Evoluce fyziologických funkcí živočichů. Membránový transport, předávání látek a signálů. Homeostáza a základní principy fyziologických regulací. Celkový metabolismus, termoregulace.
• Tělní tekutiny živočichů a jejich funkce, cirkulace. Exkrece a osmoregulace. Výměna plynů, dýchání. Výživa, příjem potravy a její zpracování. Látková signalizace, hormony. Funkce imunitního systému.
• Funkční anatomie nervového systému. Fyziologie pohybu a vegetativní řízení. Fyziologie smyslových orgánů. Neurální signalizace, synapse.
• Základní znalosti chemie z pohledu biologa. Základní chemické zákony a chemické výpočty. Chemické názvosloví. Atomy, molekuly, ionty, prvky, nuklidy, izotopy (struktura, vlastnosti, stavba, principy).
• Chemická vazba, její typy. Vlastnosti plynů, kapalin, pevných látek, fázové přeměny. Roztoky, vyjadřování a výpočet koncentrace roztoků. Termodynamika a kinetika chemických reakcí, katalýza.
• Kyseliny a báze, pH, hydrolýza, tlumivost. Oxidace a redukce, elektrochemie. Sloučeniny uhlíku (nomenklatura, vlastnosti). Kovy, halogeny, křemík, dusík, kyslík, fosfor, síra a jejich chemie. Chemická analýza a její základní metody. Biochemické pochody, bílkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy, lipidy, enzymy, metabolické procesy z pohledu chemie.
• Základy designu experimentů a statistického hodnocení dat. Typy rozložení dat. Základní popisné statistiky. Srovnání dvou souborů dat. Analýza rozptylu. Korelační analýza. Regresní analýza.

Vzor testu z předmětu Obecná biologie s vybranými otázkami

Předmět: CYTOLOGIE A ANATOME ROSTLIN

Prokaryota a eukaryota. Rostlinná buňka. Kompartmentace buněčného metabolismu. Soustava buněčných membrán: cytoplazmatická membrána – plazmalema a endomembránový systém. Cytoskelet. Plastidy. Mitochondrie. Jádro. Ribozomy. Mikrotělíska. Vakuola. Buněčná stěna. Komponenty buněčné stěny, vrstvy buněčné stěny, růst buněčné stěny. Plazmodezmy. Buněčný cyklus: fáze buněčného cyklu, mitóza, meióza.

Rostlinná pletiva: meristematická, základní, mechanická, krycí a vodivá.

Primární stavba kořene. Primární stavba stonku. Stavba listu: list C3 a C4 rostlin. Sekundární růst kořene a stonku. Anatomická stavba jednoděložných a dvouděložných rostlin

Předmět: ZÁKLADY FYZIOLOGIE ROSTLIN

Základy fyziologie rostlin (Bi4060)

Cytofyziologie. Transport vody a iontů minerálních živin. Transport organických látek v lýku. Průduchová regulace výměny plynů. Příjem a konverze radiační energie v rostlinách. Fixace uhlíku. Metabolismus uhlíku, využití asimilátů v růstových procesech. Příjem a využití minerálních makro- i mikroživin. Fyziologie růstu a vývoje – hlavní skupiny fytohormonů a jejich funkce, úloha záření a teploty při regulaci růstu a vývoje. Fyziologie stresu  – obecné stresové reakce, specifické účinky jednotlivých stresových faktorů: množství a spektrum záření (včetně UV), nízká a vysoká teplota, mráz, nedostatek vody, toxické látky.

Fyziologická ekologie rostlin (Bi7570)

Intercepce záření listy a porosty rostlin, fotosyntéza na úrovni porostu, fotoinhibiční a destrukční účinky záření. Spektrálně závislé růstové procesy, fotoperiodicita. Energetická bilance listu, účinky chladu a mrazu na rostliny, odolnost k extrémním teplotám. Adaptace k nedostatku vody v prostředí. Efektivita využití vody u C3, C4 a CAM rostlin. Dostupnost minerálních živin v půdě, adaptace k nedostatku živin. Funkce rostlin v půdách hypoxických, silně kyselých a vápenitých. Kompetice, allelopatie, odolnost rostlin vůči patogenům a herbivorům. Růstové strategie v různých typech prostředí.

Minerální výživa rostlin (Bi7160)

Zdroje minerálních živin v půdě. Cykly živin v přírodě. Principy příjmu minerálních živin. Příjem a asimilace různých forem dusíku. Příjem a využití fosforu. Příjem a využití draslíku, vápníku a hořčíku. Příjem a využití síry a železa. Funkce mikrobiogenních prvků v rostlině. Efektivita využití živin rostlinami. Příčiny poruch ve výživě rostlin. Metody pro určení zásobenosti rostlin živinami. Hnojení a hnojiva.

Mykorrhizní symbiózy (Bi6150)

Symbióza – koncept, mutualismus, parazitismus, komenzalismus, neutralismus, kompetice, fakultativní a obligátní symbionti. Mykorrhizní symbiózy – (vesikulo-)arbuskulární mykorrhiza, ektomykorrhiza, ektendomykorrhiza, orchideoidní, arbutoidní, monotropoidní a erikoidní mykorrhiza. Rozšíření, systematické zařazení symbiontů. Vnitrokořenové a mimokořenové struktury. Ekofyziologické funkce mykorrhiz (model multifunkcionality). Ovlivnění metabolismu hostitele – látkové toky mezi symbionty (uhlíkaté látky, fosfáty a jiné málo mobilní živiny, dusíkaté látky, voda). Vztahy k jiným půdním mikroorganismům – bakterie, patogenní houby. Ovlivnění růstu hostitele a jeho kompetičních schopností (model nákladů a zisku). Role mykorrhiz ve složení společenstev rostlin. Achlorofylie rostlin. Role mykorrhiz v životních cyklech hostitelských rostlin. Fixátoři N2 – systematické zařazení symbiontů, biochemie fixace N2, duální symbióza, ovlivnění růstu rostlin, agronomický a ekosystémový význam.

Rostlinné explantáty (Bi6120)

Definice a podmínky axenické kultury rostlinných explantátů. Složení živných medií – obecné principy a specifika rostlinných explantátů. Fytohormony a růstové regulátory a jejich využití v biotechnologiích. Různé typy regeneračních systémů a jejich použití. Aplikace technik rostlinných explantátů ve šlechtitelství. Kryoprezervace explantátů a její využití pro genové banky

Předmět: OBECNÁ BIOLOGIE

Předmět OBECNÁ BIOLOGIE (součást SZZk pro všechny čtyři studijní směry Speciální biologie) shrnuje klíčové poznatky základních biologických přednášek absolvovaných v průběhu tříletého bakalářského studia. Vychází zejména z přednášek Buněčná biologie (Bi1700), Histologie a organologie (Bi2080), Cytologie a anatomie rostlin (Bi1060), Obecná genetika (Bi3060), Antropologie (Bi5120), Fyziologie živočichů (Bi3030), Fyziologie rostlin (Bi4060), Molekulární biologie (Bi4020) a Obecná mikrobiologie (Bi4090). Dále jsou sem zařazeny také fundamentální informace z fylogeneze a diverzity organismů ( Bi1010, Bi2000) a dále chemie (C1601, C2700, C3580) a biostatistiky (Bi5040).

Okruhy otázek

• Charakteristika živého organismu. Pojem druhu.
• Chemické složení organismů. Biogenní prvky, anorganické látky, organické látky, jejich význam pro stavbu a funkci organismů.
• Genetická informace, genetický kód, gen a jeho formy. Struktura a organizace prokaryotického a eukaryotického genomu, základní charakteristika replikace, transkripce a translace, změny genetické informace (mutace a rekombinace DNA). Mendelovy principy. Vazba genů. Genetická determinace pohlaví. Dědičné založení kvantitativních znaků.
• Základní charakteristika a struktura prokaryotické buňky. Bakterie a Archea, nejvýznamnější zástupci, jejich význam, výskyt a základy klasifikace. Množení, výživa a metabolismus bakterií. Kvasinky – životní cyklus, výskyt, význam. Mikromycety. Viry jako nebuněčné formy života, struktura virové částice, živočišné, rostlinné a mikrobiální viry.
• Základní klíčová charakteristika (morfologie, organologie, rozmnožování, ekologie a nejznámější zástupce) taxonů: Archezoa, Protozoa, Metazoa. Dále „bezobratlí“: Porifera, Cnidaria, Platyhelminthes, Nematoda, Mollusca, Annelida, Chelicerata, Crustacea, Myriapoda, Hexapoda, Echinodermata, Chordata. Základní charakteristika taxonomických skupin Bezčelistnatci - mihule a sliznatky. Nadtřída Čelistnatců - paryby, ryby, obojživelníci, plazi, ptáci, savci.
• Eukaryotické buňky, struktura a funkce. Cytoplazma, jádro, cytoplazmatická membrána, endomembránový systém (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, vakuoly atd.). Semiautonomní organely: mitochondrie, chloroplasty. Ribosomy. Cytoskelet. Buněčná stěna, apoplastický volný prostor.
• Interceluláry. Plazmodezmy a symplast. Kontakty živočišných buněk. Buněčný pohyb.
• Buněčný cyklus: amitóza, mitóza, fáze mitózy, dělicí vřeténko, meióza, srovnání mitózy a meiózy. Kontrola buněčného cyklu.
• Růst a diferenciace buněk rostlin i živočichů. Typy rostlinných buněk a pletiv. Jednoduchá a složená pletiva. Systémy pletiv: meristémy, krycí, vodivá a základní pletiva, jejich struktura a funkce. Živočišné tkáně. Třídění, ontogenetický původ a mikroskopická anatomie tkání: epitely (krycí, výstelkové, žlázové, resorpční, smyslové, zárodečné), pojiva (embryonální, vláknitá, oporná), tělní tekutiny, svalové tkáně, nervové tkáně, pohlavní buňky.
• Orgány rostlin: kořen, stonek, list. Primární a sekundární pletiva a růst kořene a stonku, růstový vrchol. Transformace vodivého systému v hypokotylu. Lokalizace primárního a sekundárního xylému.
• Hlavní orgánové soustavy živočichů - krycí, oporná, pohybová, trávící, dýchací, vylučovací, oběhu tělních tekutin, smyslová, nervová, žláz s vnitřní sekrecí, rozmnožovací. Srovnání v rámci hlavních živočišných taxonů.
• Základní typy rozmnožování živočichů. Životní cyklus.
• Transport vody a iontů minerálních živin organických látek v rostlinách, regulace výměny plynů. Příjem a konverze radiační energie v rostlinách, fixace uhlíku. Metabolismus uhlíku, využití asimilátů v růstových procesech. Minerální výživa rostlin, příjem a využití makro- i mikroživin. Fyziologie růstu a vývoje - hlavní skupiny fytohormonů a jejich funkce, úloha záření a teploty při regulaci růstu a vývoje.
• Interakce rostlin s jinými organizmy (symbiózy, patogeneze).
• Evoluce fyziologických funkcí živočichů. Membránový transport, předávání látek a signálů. Homeostáza a základní principy fyziologických regulací. Celkový metabolismus, termoregulace.
• Tělní tekutiny živočichů a jejich funkce, cirkulace. Exkrece a osmoregulace. Výměna plynů, dýchání. Výživa, příjem potravy a její zpracování. Látková signalizace, hormony. Funkce imunitního systému.
• Funkční anatomie nervového systému. Fyziologie pohybu a vegetativní řízení. Fyziologie smyslových orgánů. Neurální signalizace, synapse.
• Základní znalosti chemie z pohledu biologa. Základní chemické zákony a chemické výpočty. Chemické názvosloví. Atomy, molekuly, ionty, prvky, nuklidy, izotopy (struktura, vlastnosti, stavba, principy).
• Chemická vazba, její typy. Vlastnosti plynů, kapalin, pevných látek, fázové přeměny. Roztoky, vyjadřování a výpočet koncentrace roztoků. Termodynamika a kinetika chemických reakcí, katalýza.
• Kyseliny a báze, pH, hydrolýza, tlumivost. Oxidace a redukce, elektrochemie. Sloučeniny uhlíku (nomenklatura, vlastnosti). Kovy, halogeny, křemík, dusík, kyslík, fosfor, síra a jejich chemie. Chemická analýza a její základní metody. Biochemické pochody, bílkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy, lipidy, enzymy, metabolické procesy z pohledu chemie.
• Základy designu experimentů a statistického hodnocení dat. Typy rozložení dat. Základní popisné statistiky. Srovnání dvou souborů dat. Analýza rozptylu. Korelační analýza. Regresní analýza.

Vzor testu z předmětu Obecná biologie s vybranými otázkami

Předmět: FYZIOLOGIE ŽIVOČICHŮ

• Fyziologické principy. Vnější a vnitřní prostředí
• Homeostáza, adaptace a regulace. Význam faktorů prostředí
• Fyzikální faktory ovlivňující život svou energií (tepelná energie - adaptace na chlad a teplo, třesová a netřesová termogeneze, hibernace). Regulační mechanizmy, zpětná vazba
• Membránová a buněčná fyziologie. Membránový transport. Membránová signalizace
• Přeměna látek a energií – metabolizmus. Druhy živin, jejich přeměna. Teplota, její vliv a udržování. Problém velikosti a proporcí těla
• Fyziologie pohybu. Podstata pohybu, jeho typy
• Funkce tělních tekutin. Typy tělních tekutin. Složení a funkce krve
• Cirkulace. Typy oběhových soustav. Řízení a parametry oběhu
• Fyziologie dýchacího systému. Dýchání v různých prostředích. Transport plynů. Řízení dýchání
• Fyziologie trávení a vstřebávání. Trávení živin – struktury a funkce. Resorbce živin – struktury a funkce
• Exkrece a osmoregulace. Osmoregulace v různých prostředích. Úloha a fylogeneze vylučovacích procesů. Řízení exkrece a vodního hospodářství
• Hormonální řízení. Látková signalizace. Hormony živočichů
• Nervová soustava. Vedení a zpracování informací. Vegetativní a motorická kontrola. Mozek a jeho funkce. Fyziologie receptorů. Biorytmy

Doporučená literatura:

• Vácha M., Fellnerová I., Bičík V., Petrásek R, Šimek V.  Srovnávací fyziologie živočichů. Skripta MU, Brno 2013.
• Trojan S a kol. Lékařská fyziologie Grada Publishing, 2003
• Hill R, Wyse G, Anderson M, Animal Physiology Sinauer, 2012
• Silbernagl S, Despopoulos A, Atlas fyziologie, Grada Publishing, 2004

• Dále materiály k předmětům: Fyziologie živočichů, Fyziologie živočišné buňky.

Předmět: ZÁKLADY IMUNOLOGIE

Charakteristika imunitního systému Základní vlastnosti imunitního systému. Mechanismy nespecifické a specifické imunity. Lymfatický systém. Buňky imunitního systému (lymfocyty, fagocyty). Spolupráce T a B lymfocytů. Zánět. Cesty aktivace komplementu. Reakce antigenů a protilátek. Hlavní histokompatibilitní komplex. Prezentace antigenu. Mukózní imunitní systém

Poruchy imunitního systému. Primární a sekundární imunodeficity. Reakce imunologické přecotlivělosti. Autoimunitní reakce

Imunita v lékařské praxi. Protiinfekční imunita. Transplantační imunita. Protinádorová imunita. Imunomodulace

Doporučená literatura:

• Hořejší V., Bartůňková J.: Základy imunologie. 2. vydání. TRITON, 2002
• Toman M. a kolektiv: Veterinární imunologie. GRADA Publishing, 2000

Předmět: OBECNÁ BIOLOGIE

Předmět OBECNÁ BIOLOGIE (součást SZZk pro všechny čtyři studijní směry Speciální biologie) shrnuje klíčové poznatky základních biologických přednášek absolvovaných v průběhu tříletého bakalářského studia. Vychází zejména z přednášek Buněčná biologie (Bi1700), Histologie a organologie (Bi2080), Cytologie a anatomie rostlin (Bi1060), Obecná genetika (Bi3060), Antropologie (Bi5120), Fyziologie živočichů (Bi3030), Fyziologie rostlin (Bi4060), Molekulární biologie (Bi4020) a Obecná mikrobiologie (Bi4090). Dále jsou sem zařazeny také fundamentální informace z fylogeneze a diverzity organismů ( Bi1010, Bi2000) a dále chemie (C1601, C2700, C3580) a biostatistiky (Bi5040).

Okruhy otázek

• Charakteristika živého organismu. Pojem druhu.
• Chemické složení organismů. Biogenní prvky, anorganické látky, organické látky, jejich význam pro stavbu a funkci organismů.
• Genetická informace, genetický kód, gen a jeho formy. Struktura a organizace prokaryotického a eukaryotického genomu, základní charakteristika replikace, transkripce a translace, změny genetické informace (mutace a rekombinace DNA). Mendelovy principy. Vazba genů. Genetická determinace pohlaví. Dědičné založení kvantitativních znaků.
• Základní charakteristika a struktura prokaryotické buňky. Bakterie a Archea, nejvýznamnější zástupci, jejich význam, výskyt a základy klasifikace. Množení, výživa a metabolismus bakterií. Kvasinky – životní cyklus, výskyt, význam. Mikromycety. Viry jako nebuněčné formy života, struktura virové částice, živočišné, rostlinné a mikrobiální viry.
• Základní klíčová charakteristika (morfologie, organologie, rozmnožování, ekologie a nejznámější zástupce) taxonů: Archezoa, Protozoa, Metazoa. Dále „bezobratlí“: Porifera, Cnidaria, Platyhelminthes, Nematoda, Mollusca, Annelida, Chelicerata, Crustacea, Myriapoda, Hexapoda, Echinodermata, Chordata. Základní charakteristika taxonomických skupin Bezčelistnatci - mihule a sliznatky. Nadtřída Čelistnatců - paryby, ryby, obojživelníci, plazi, ptáci, savci.
• Eukaryotické buňky, struktura a funkce. Cytoplazma, jádro, cytoplazmatická membrána, endomembránový systém (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, vakuoly atd.). Semiautonomní organely: mitochondrie, chloroplasty. Ribosomy. Cytoskelet. Buněčná stěna, apoplastický volný prostor.
• Interceluláry. Plazmodezmy a symplast. Kontakty živočišných buněk. Buněčný pohyb.
• Buněčný cyklus: amitóza, mitóza, fáze mitózy, dělicí vřeténko, meióza, srovnání mitózy a meiózy. Kontrola buněčného cyklu.
• Růst a diferenciace buněk rostlin i živočichů. Typy rostlinných buněk a pletiv. Jednoduchá a složená pletiva. Systémy pletiv: meristémy, krycí, vodivá a základní pletiva, jejich struktura a funkce. Živočišné tkáně. Třídění, ontogenetický původ a mikroskopická anatomie tkání: epitely (krycí, výstelkové, žlázové, resorpční, smyslové, zárodečné), pojiva (embryonální, vláknitá, oporná), tělní tekutiny, svalové tkáně, nervové tkáně, pohlavní buňky.
• Orgány rostlin: kořen, stonek, list. Primární a sekundární pletiva a růst kořene a stonku, růstový vrchol. Transformace vodivého systému v hypokotylu. Lokalizace primárního a sekundárního xylému.
• Hlavní orgánové soustavy živočichů - krycí, oporná, pohybová, trávící, dýchací, vylučovací, oběhu tělních tekutin, smyslová, nervová, žláz s vnitřní sekrecí, rozmnožovací. Srovnání v rámci hlavních živočišných taxonů.
• Základní typy rozmnožování živočichů. Životní cyklus.
• Transport vody a iontů minerálních živin organických látek v rostlinách, regulace výměny plynů. Příjem a konverze radiační energie v rostlinách, fixace uhlíku. Metabolismus uhlíku, využití asimilátů v růstových procesech. Minerální výživa rostlin, příjem a využití makro- i mikroživin. Fyziologie růstu a vývoje - hlavní skupiny fytohormonů a jejich funkce, úloha záření a teploty při regulaci růstu a vývoje.
• Interakce rostlin s jinými organizmy (symbiózy, patogeneze).
• Evoluce fyziologických funkcí živočichů. Membránový transport, předávání látek a signálů. Homeostáza a základní principy fyziologických regulací. Celkový metabolismus, termoregulace.
• Tělní tekutiny živočichů a jejich funkce, cirkulace. Exkrece a osmoregulace. Výměna plynů, dýchání. Výživa, příjem potravy a její zpracování. Látková signalizace, hormony. Funkce imunitního systému.
• Funkční anatomie nervového systému. Fyziologie pohybu a vegetativní řízení. Fyziologie smyslových orgánů. Neurální signalizace, synapse.
• Základní znalosti chemie z pohledu biologa. Základní chemické zákony a chemické výpočty. Chemické názvosloví. Atomy, molekuly, ionty, prvky, nuklidy, izotopy (struktura, vlastnosti, stavba, principy).
• Chemická vazba, její typy. Vlastnosti plynů, kapalin, pevných látek, fázové přeměny. Roztoky, vyjadřování a výpočet koncentrace roztoků. Termodynamika a kinetika chemických reakcí, katalýza.
• Kyseliny a báze, pH, hydrolýza, tlumivost. Oxidace a redukce, elektrochemie. Sloučeniny uhlíku (nomenklatura, vlastnosti). Kovy, halogeny, křemík, dusík, kyslík, fosfor, síra a jejich chemie. Chemická analýza a její základní metody. Biochemické pochody, bílkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy, lipidy, enzymy, metabolické procesy z pohledu chemie.
• Základy designu experimentů a statistického hodnocení dat. Typy rozložení dat. Základní popisné statistiky. Srovnání dvou souborů dat. Analýza rozptylu. Korelační analýza. Regresní analýza.

Vzor testu z předmětu Obecná biologie s vybranými otázkami

Předmět: ZÁKLADY MIKROBIOLOGIE

Předmět ZÁKLADY MIKROBIOLOGIE shrnuje klíčové poznatky základních přednášek absolvovaných v průběhu tříletého bakalářského studia. Vychází zejména z přednášek Bi4090 Obecná mikrobiologie, Bi5420 Obecná virologie, Bi7330 Cytologie a morfologie bakterií, Bi6700 Taxonomie prokaryot

Okruhy otázek

• Základy systému a klasifikace mikroorganismů (bakterie, archea, kvasinky, mikromycety).
• Doména Archaea – nejvýznamnější zástupci (Euryarcheota, Crenarcheota).
• Doména Bacteria – nejvýznamnější zástupci (Proteobacteria, Cyanobacteria, Actinomycetales, gramnegativní bakterie, grampozitivní bakterie).
• Vlastnosti buňky u jednotlivých skupin mikroorganismů: morfologie, struktura a chemické složení.
• Základní charakteristika mikroskopických hub a jejich fyziologické vlastnosti, sekundární metabolity, mykotoxiny.
• Růst a množení mikroorganismů v podmínkách statické a kontinuální kultivace, růstové konstanty.
• Rozmnožování, buněčný a životní cyklus bakterií a kvasinek.
• Účinek vnějších faktorů na mikroorganismy – mechanismus působení fyzikálních a chemických faktorů, chemoterapeutik a antibiotik.
• Výživa mikroorganismů a transport látek.
• Energetický metabolismus mikrobiálních chemoorganotrofů (kvašení, anaerobní respirace, aerobní respirace), chemolitotrofů a fototrofních bakterií.
• Biosyntéza základních stavebních látek a makromolekul mikrobiálních buněk.
• Povaha dědičné informace a možnosti její změny u mikroorganismů.
• Způsoby přenosu DNA u baktérií - konjugace, transdukce, transformace. Inzerční a transpoziční elementy.
• Interakce mezi mikroorganismy, rostlinami a živočichy.
• Vlastnosti virů jako nebuněčných forem života a hypotézy jejich evoluce. Základy klasifikace živočišných, rostlinných a mikrobiálních virů. Morfologická a chemická struktura virové částice. Životní cyklus virů. Virulentní a temperovaný bakteriofág, lyzogenie. Morfologické a metabolické změny buněk po virové infekci. Viroidy.
• Základní metody používané v mikrobiologii. Metody využívající analýzy DNA. Izolace DNA z čistých bakteriálních kultur a reálných vzorků. Polymerázová řetězová reakce. Imunomagnetická separace mikrobiálních buněk.
• Proteosyntéza, struktura proteinů, funkce proteinů, strukturně-funkční vztahy.
• Identifikace domnělých enzymů v genomových databázích, bioinformatická analýza.
• Purifikace proteinů, přehled chromatografických technik pro izolaci proteinů.
• Enzymy, enzymová katalýza, faktory ovlivňující rychlost enzymových reakcí.
• Strategie proteinového inženýrství – racionální design a řízená evoluce.
• Kvasinkové a vláknité houby podílející se na onemocnění člověka. Mikroskopické houby jako alergeny. Systémové mykózy a dermatomykózy. Antimykotická terapie.

Doporučená literatura:

• Němec M. a Matoulková D.: Základy obecné mikrobiologie. MU Brno, 2015
• Sedláček I.: Taxonomie prokaryot. MU Brno, 2007
• Šilhánková L: Mikrobiologie pro potravináře a biotechnology. Victoria Publ. Praha, 2002
• Votava M.: Lékařská mikrobiologie obecná. Neptun Brno, 2001
• Votava M. a kol.: Lékařská mikrobiologie speciální. Neptun Brno, 2005

Okruhy témat a předmětů k SZZ

Předmět: OBECNÁ BIOLOGIE

Předmět OBECNÁ BIOLOGIE (součást SZZk pro všechny čtyři studijní směry Speciální biologie) shrnuje klíčové poznatky základních biologických přednášek absolvovaných v průběhu tříletého bakalářského studia. Vychází zejména z přednášek Buněčná biologie (Bi1700), Histologie a organologie (Bi2080), Cytologie a anatomie rostlin (Bi1060), Obecná genetika (Bi3060), Antropologie (Bi5120), Fyziologie živočichů (Bi3030), Fyziologie rostlin (Bi4060), Molekulární biologie (Bi4020) a Obecná mikrobiologie (Bi4090). Dále jsou sem zařazeny také fundamentální informace z fylogeneze a diverzity organismů ( Bi1010, Bi2000) a dále chemie (C1601, C2700, C3580) a biostatistiky (Bi5040).

Okruhy otázek

• Charakteristika živého organismu. Pojem druhu.
• Chemické složení organismů. Biogenní prvky, anorganické látky, organické látky, jejich význam pro stavbu a funkci organismů.
• Genetická informace, genetický kód, gen a jeho formy. Struktura a organizace prokaryotického a eukaryotického genomu, základní charakteristika replikace, transkripce a translace, změny genetické informace (mutace a rekombinace DNA). Mendelovy principy. Vazba genů. Genetická determinace pohlaví. Dědičné založení kvantitativních znaků.
• Základní charakteristika a struktura prokaryotické buňky. Bakterie a Archea, nejvýznamnější zástupci, jejich význam, výskyt a základy klasifikace. Množení, výživa a metabolismus bakterií. Kvasinky – životní cyklus, výskyt, význam. Mikromycety. Viry jako nebuněčné formy života, struktura virové částice, živočišné, rostlinné a mikrobiální viry.
• Základní klíčová charakteristika (morfologie, organologie, rozmnožování, ekologie a nejznámější zástupce) taxonů: Archezoa, Protozoa, Metazoa. Dále „bezobratlí“: Porifera, Cnidaria, Platyhelminthes, Nematoda, Mollusca, Annelida, Chelicerata, Crustacea, Myriapoda, Hexapoda, Echinodermata, Chordata. Základní charakteristika taxonomických skupin Bezčelistnatci - mihule a sliznatky. Nadtřída Čelistnatců - paryby, ryby, obojživelníci, plazi, ptáci, savci.
• Eukaryotické buňky, struktura a funkce. Cytoplazma, jádro, cytoplazmatická membrána, endomembránový systém (endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, vakuoly atd.). Semiautonomní organely: mitochondrie, chloroplasty. Ribosomy. Cytoskelet. Buněčná stěna, apoplastický volný prostor.
• Interceluláry. Plazmodezmy a symplast. Kontakty živočišných buněk. Buněčný pohyb.
• Buněčný cyklus: amitóza, mitóza, fáze mitózy, dělicí vřeténko, meióza, srovnání mitózy a meiózy. Kontrola buněčného cyklu.
• Růst a diferenciace buněk rostlin i živočichů. Typy rostlinných buněk a pletiv. Jednoduchá a složená pletiva. Systémy pletiv: meristémy, krycí, vodivá a základní pletiva, jejich struktura a funkce. Živočišné tkáně. Třídění, ontogenetický původ a mikroskopická anatomie tkání: epitely (krycí, výstelkové, žlázové, resorpční, smyslové, zárodečné), pojiva (embryonální, vláknitá, oporná), tělní tekutiny, svalové tkáně, nervové tkáně, pohlavní buňky.
• Orgány rostlin: kořen, stonek, list. Primární a sekundární pletiva a růst kořene a stonku, růstový vrchol. Transformace vodivého systému v hypokotylu. Lokalizace primárního a sekundárního xylému.
• Hlavní orgánové soustavy živočichů - krycí, oporná, pohybová, trávící, dýchací, vylučovací, oběhu tělních tekutin, smyslová, nervová, žláz s vnitřní sekrecí, rozmnožovací. Srovnání v rámci hlavních živočišných taxonů.
• Základní typy rozmnožování živočichů. Životní cyklus.
• Transport vody a iontů minerálních živin organických látek v rostlinách, regulace výměny plynů. Příjem a konverze radiační energie v rostlinách, fixace uhlíku. Metabolismus uhlíku, využití asimilátů v růstových procesech. Minerální výživa rostlin, příjem a využití makro- i mikroživin. Fyziologie růstu a vývoje - hlavní skupiny fytohormonů a jejich funkce, úloha záření a teploty při regulaci růstu a vývoje.
• Interakce rostlin s jinými organizmy (symbiózy, patogeneze).
• Evoluce fyziologických funkcí živočichů. Membránový transport, předávání látek a signálů. Homeostáza a základní principy fyziologických regulací. Celkový metabolismus, termoregulace.
• Tělní tekutiny živočichů a jejich funkce, cirkulace. Exkrece a osmoregulace. Výměna plynů, dýchání. Výživa, příjem potravy a její zpracování. Látková signalizace, hormony. Funkce imunitního systému.
• Funkční anatomie nervového systému. Fyziologie pohybu a vegetativní řízení. Fyziologie smyslových orgánů. Neurální signalizace, synapse.
• Základní znalosti chemie z pohledu biologa. Základní chemické zákony a chemické výpočty. Chemické názvosloví. Atomy, molekuly, ionty, prvky, nuklidy, izotopy (struktura, vlastnosti, stavba, principy).
• Chemická vazba, její typy. Vlastnosti plynů, kapalin, pevných látek, fázové přeměny. Roztoky, vyjadřování a výpočet koncentrace roztoků. Termodynamika a kinetika chemických reakcí, katalýza.
• Kyseliny a báze, pH, hydrolýza, tlumivost. Oxidace a redukce, elektrochemie. Sloučeniny uhlíku (nomenklatura, vlastnosti). Kovy, halogeny, křemík, dusík, kyslík, fosfor, síra a jejich chemie. Chemická analýza a její základní metody. Biochemické pochody, bílkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy, lipidy, enzymy, metabolické procesy z pohledu chemie.
• Základy designu experimentů a statistického hodnocení dat. Typy rozložení dat. Základní popisné statistiky. Srovnání dvou souborů dat. Analýza rozptylu. Korelační analýza. Regresní analýza.

Vzor testu z předmětu Obecná biologie s vybranými otázkami

Předmět: BIOLOGICKÁ ANTROPOLOGIE

Předmět Biologická antropologie shrnuje základní poznatky z různých oblastí biologické antropologie získané v průběhu tříletého bakalářského studia. Obsah tohoto předmětu pokrývají zejména přednášky Bi5121 Anatomie člověka, Bi5123, Bi6121 Základní antropologická metodika I a II a Bi6123 Auxologie.

Okruhy otázek:

• Anatomická terminologie Pravidla prostorové orientace, osy, roviny a směry. Základní anatomické postavení.
• Stavba tkání lidského těla. Základy embryonálního vývoje. Anatomie všech orgánových soustav člověka. Anatomie chrupu člověka. Variabilita.

• Obecné zákonitosti růstu, řízení a dědičnost růstu. Principy skeletálního růstu a obecné teorie růstu. Dynamika růstu s ohledem na sílu genetické determinace znaku, vývoj proporcionality dítěte. Hormonální řízení růstu.
• Ontogenetický vývoj jedince, synchronizace vývojových procesů (od narození do smrti). Charakteristika jednotlivých období vývoje dítěte ze všech hledisek (růst a vývoj, psychologický vývoj, motorický vývoj). Změny v proporcionalitě těla. Biologický věk a jeho koreláty. Nadměrná a nízká hmotnost.
• Problematika hodnocení a interpretace auxologických dat. Sekulární změny. Vyšetřovací metody. Somatometrické techniky, somatoskopie. Etické zásady auxologických výzkumů. Klinické aplikace auxologického hodnocení.
• Metody historické antropologie. Primární, sekundární a terciární pohřby. Kostrové pohřby, kremace, mumifikované ostatky. Mutilace a deformace lidského těla. Etické aspekty výzkumu v historické antropologii.
• Základní principy zpracování kosterního materiálu. Preparace a vyzvedávání kosterního materiálu v terénu na nalezištích. Zpracování kosterního materiálu v laboratoři. Principy a metody určování pohlaví, věku a výšky postavy.
• Specifika studia sekundárních pohřbů. Způsob odhadu minimálního a maximálního počtu jedinců.
• Osteometrické techniky, normované polohy lebky, frankfurtská horizontála. Osteometrické body, typy měr, způsoby měření. Aspekční hodnocení kosterního materiálu. Studium nemetrických znaků.
• Studium chrupu člověka, nejčastější patologické změny a příčiny jejich vzniku. Metody hodnocení výskytu zubního kazu a zubního kamene. Složení zubního plaku.
• Žárové pohřby a jejich zpracování. Metody výzkumu kremací. Rozdíly mezi kostrovými a žárovými pohřby. Termické změny v kostní tkáni.
• Mumifikované ostatky člověka. Druhy mumifikace a způsob provedení. Způsob studia mumií. Změny v tkáních lidského těla v důsledku mumifikace.