|
Vyučující
|
-
Řehák Jan, Mgr.
-
Luptovčiak Ivan, Mgr. Ph.D.
-
Ovečka Miroslav, prof. Mgr. Ph.D.
-
Hlaváčková Kateřina, Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Princip světelné mikroskopie. Vlastnosti světla a funkce optických čoček. Konstrukce a fungování optických prvků světelného mikroskopu, princip zobrazování. Rozdělení a základní typy světelných mikroskopů, parametry využitelné ve výzkumu rostlinných buněk. Cvičení: Názorná demonstrace složení a konstrukce mikroskopů, testování funkce jednotlivých částí, princip stereomikroskopu, porovnání přímého a invertovaného mikroskopu. 2. Typy mikroskopických preparátů, metody jejich přípravy: nativní, trvalé, celé objekty a řezy. Fixace, mikroskopická barviva, histochemie a cytochemie. Cvičení: Praktické mikroskopování rostlinných objektů, jednoduché barvení buněčných struktur (buněčná stěna, cytoplazma, jádro, vakuola, zásobní látky). 3. Princip konstrukce mikroskopických objektivů, teorie vytváření obrazu a zvětšení. Typy objektivů a možnosti jejich aplikace při různých způsobech snímání rostlinných objektů. Cvičení: Příprava trvalých preparátů z kořene za účelem identifikace dělících se buněk. 4. Speciální techniky světelné mikroskopie I. Kontrast ve světelném mikroskopu, zobrazování v temném poli, princip fázového kontrastu a polarizace. Cvičení: Praktické mikroskopování připravených trvalých preparátů barvených konvenčními metodami. Studium jednotlivých stádií buněčného cyklu. 5. Speciální techniky světelné mikroskopie II. Princip diferenciálního interferenčního kontrastu a jiných metod modulace kontrastu ve světelném mikroskopu. Cvičení: Praktické mikroskopování různých preparátů s využitím zařízení pro pozorování s polarizací, s diferenciálním interferenčním kontrastem a ve tmavém poli. 6. Princip fluorescenční mikroskopie. Konstrukce fluorescenčního mikroskopu, teorie fluorescenčních filtrů, užití fluorochromů. Cvičení: Praktické mikroskopování živých rostlinných objektů s využitím diferenciálního interferenčního kontrastu s cílem zachytit dynamiku pohybu. 7. Aplikace fluorescenční mikroskopie při studiu rostlinných buněk. Autofluorescence, sekundární fluorescence, imunofluorescence, využití fluorochromů pro in vivo mikroskopii. Cvičení: Praktické cvičení fluorescenční mikroskopie: snímání autofluorescence, sekundární fluorescence a imunofluorescence. 8. Metody studia rostlinných buněk využívající fluorescenční proteiny. Cvičení: Praktické snímání imunofluorescence a softvérová úprava získaných dat. 9. Konfokální laserová skenovací mikroskopie. Princip optických řezů, způsoby snímání konfokálního mikroskopu. Specializované metody konfokální mikroskopie a jejich využití při pokročilé analýze vzorků. Aplikace v oblasti rostlinné biologie. Cvičení: Multikanálové snímání fluorescence, kolokalizace a separace fluorescenčních emisních spekter. Porovnání obrazu z epifluorescenčního mikroskopu a konfokálního mikroskopu. 10. Pokročilé mikroskopické metody. Vitální mikroskopie: mikroskopy pro sledování rychlých buněčných dějů, videomikroskopie, live cell imaging. Mikroskopie s vysokým rozlišením: super-rozlišení a snímání fluorescence jednotlivých molekul. Cvičení: Mikroskopování rostlinných objektů v konfokálním mikroskopu. Test různých způsobů snímání, rekonstrukce obrazu celého objektu z jednotlivých optických řezů. 11. Dokumentace a zpracování mikroskopického obrazu. Snímací zařízení pro snímání procházejícího světla a fluorescence. Elektronická detekce a úprava signálu. Grafická úprava dat a jejich využití. Cvičení: Mikroskopování rostlinných objektů v konfokálním mikroskopu, detekce jednotlivých organel v buňkách metodou exprese fluorescenčních proteinů, vitální barvení buněčných struktur, separace a kolokalizace signálů v živých buňkách. 12. Základy elektronové mikroskopie. Možnosti studia rostlinných buněk, principy přípravy preparátů, moznosti aplikací v biotechnologiích v porovnání se světelnou a fluorescenční mikroskopií. Cvičení: Mikroskopování rychlých buněčných procesů v živých rostlinných buňkách v konfokálním mikroskopu s rotujícím diskem.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
|
Přednášení, Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming), Demonstrace
|
|
Výstupy z učení
|
Komplexní příprava studentů na teoretické a praktické řešení základních problémů studia rostlin na mikroskopické úrovni
Studenti získají základní teoretické vědomosti o spektru mikroskopických metod a praktické zkušenosti s jejich aplikací při studiu buněk, pletiv a orgánů rostlin.
|
|
Předpoklady
|
nespecifikováno
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Písemná zkouška
Účast a vypracování protokolů z praktické části Úspěšné absolvování písemné zkoušky formou testu s minimálním počtem 75% získaných bodů
|
|
Doporučená literatura
|
-
Cox G. (2012). Optical imaging techniques in cell biology. CRC Press, Boca Raton .
-
Goldman, R. D., Swedlow, J. R., & Spector, D. L. (2010). Live cell imaging : a laboratory manual . Cold Spring Harbor, N.Y: Cold Spring Harbor Laboratory.
-
Hejtmánek M. (1994). Praktická cvičení z biologie. UP, Olomouc.
-
Hejtmánek, M. (2001). Úvod do světelné mikroskopie. V Olomouci: Univerzita Palackého.
-
Price RL, Jerome WG. (2010). Basic confocal microscopy. Springer, Heidelberg.
-
Ruzin SE . (1999). Plant microtechnique and microscopy. Oxford University Press, Oxford.
-
Spector, D. L., & Goldman, R. D. (2006). Basic methods in microscopy : protocols and concepts from cells : a laboratory manual. New York, N.Y: Cold Spring Harbor Laboratory Press.
|