Státní zkoušky navazujícího studia FR – okruhy otázek

LRR / SZZ09 – Biochemie rostlin – garant Doc. Luhová


 

  1. Základní struktura rostlinné buňky, jednotlivé organely a jejich funkce z pohledu metabolických reakcí, buněčná membrána, buněčná stěna, izolace komponent rostlinné buňky.
  2. Fotosyntetické struktury, první fáze fotosyntézy. Fotoinhibice, ochrana rostlin před nadměrným ozářením.
  3. Chloroplasty – charakteristika, metabolické reakce zde lokalizované, Calvinův cyklus, fotorespirace.
  4. Metabolismus fixace CO2 u C3, C4 a CAM rostliny, zdůraznit rozdíly.
  5. Metabolismus sacharidů u rostlin. Biosyntéza škrobu.
  6. Oxidativní fosforylace, citrátový cyklus.
  7. Metabolismus lipidů u rostlin. Biosyntéza mastných kyselin, lokalizace. Úloha lipidů.
  8. Koloběh dusíku, fixace N2, asimilace nitrátů.
  9. Biosyntéza proteinů, post-translační modifikace proteinů, zásobní proteiny, regulace enzymové aktivity.
  10. Signální regulace, receptory, druzí poslové.
  11. Obranné mechanismy rostlin, reakce na stres.

 

LRR / SZZ10 – Ekofyziologie a stresová fyziologie – garant Dr. Špundová


 

  1. Základní pojmy ekofyziologie a stresové fyziologie – Ekosystém, biotop, vegetace, flóra, lokalita. Stres (podle Selyeho a Levitta), rezistence, tolerance, citlivost, aklimace, adaptace. Specifika stresové reakce rostlin. Environmentální faktory způsobující stres rostlin. Fotosyntéza jako senzor stresu.
  2. Obecné mechanismy stresové reakce rostlin – Lokální a systémová reakce. Fyzikální signální cesty (hydraulická vlna, elektrický signál). Chemické signální cesty (hormony, reaktivní formy kyslíku, plynné látky, systemin). Exprese genů. Generace stresových proteinů.
  3. Základy stresové elektrofyziologie rostlin – Akční a variační potenciál, generace elektrického signálu, měření elektrického signálu. Fyziologické účinky elektrického signálu. Mechanismus pohybu listů u masožravých rostlin a citlivky.
  4. Záření – Fyziologicky a fotosynteticky aktivní záření (FAR), fotokybernetický účinek záření. Absorpce FAR v listu. Odrazivost a propustnost listu a jejich využití ve fyziologii rostlin. Záření v porostu. Adaptace a aklimace rostlin/listů na různou ozářenost. Poškození rostlin zářením (UV, viditelné), ochranné mechanismy proti nadměrnému záření.
  5. Voda – Zdroje vody pro ekosystém/rostlinu. Dělení rostlin podle vztahu k vodě. Transport vody v rostlině. Funkce vody v rostlinném organismu a buňce. Parametry vodního stavu. Vliv nedostatku vody a zaplavení. Adaptace a aklimace na nedostatek vody a zaplavení.
  6. Teplota – Vliv vysokých teplot, anatomicko-morfologická přizpůsobení potlačující přehřívání, „heat-shock“ proteiny. Vliv chladu a mrazu, ochranné mechanismy před chladem a mrazem, adaptace k nízkým teplotám.
  7. Chemické faktory atmosféry a pedosféry – Závislost rostlin na chemické skladbě půdy, dělení rostlin podle půdního pH. Vliv nedostatku minerálních živin. Vliv vysokých koncentrací solí v půdě, odolnost a adaptace rostlin k nadbytku solí. Vliv vyšší koncentrace těžkých kovů v půdě. Působení herbicidů. Vliv toxických látek ve vzduchu (ozon, SO2). Vliv zvýšené koncentrace CO2.
  8. Biotické faktory prostředí – Kompetiční a parazitické vztahy. Mutualistické a alelopatické vztahy. Interakce rostlin s herbivory. Rostlinné patogeny – typy, mechanismy působení, obranné reakce rostlin.
  9. Využití fluorescence chlorofylu ke studiu stresu rostlin – Podstata fluorescence chlorofylu. Fluorescenční indukce, typy měřicích přístrojů. Parametry používané ve fyziologii rostlin a jejich změny vyvolané stresem.

 

LRR / SZZ11 – Molekulární biologie rostlin a proteomika – garant Prof. Strnad


Proteomika (Dr. René Lenobel); Molekulární biologie rostlin (Prof. Martin Fellner)

  1. Proteomika a peptidomika.Vysvětlete pojmy proteom, peptidom a popište jejich vlastnosti a rozdíly. Které obory měly velký vliv na rozvoj proteomiky a peptidomiky a proč? Vysvětlete strategie analýzy proteinů a peptidů (všechny 3) a popište jejich rozdíly.
    Arabidopsis – modelová rostlina
  2. Peptidové mapování (PMF) – příprava vzorků a postup identifikace proteinů, základní charakteristiky a omezení tohoto přístupu? Popište způsob interpretace získaných spekter a jejich použití pro identifikaci proteinů (vyhledávací algoritmy a databáze). Uveďte přístroje, které se u toho přístupu využívají a proč?
    Architektura buňky – buněčné membrány a cytoskelet
  3. Peptidové sekvenování (PS, MS/MS) – příprava vzorků, postup identifikace peptidů a proteinů, základní charakteristiky tohoto přístupu. Popište způsob interpretace získaných spekter a jejich použití pro identifikaci proteinů (vyhledávací algoritmy a databáze). Uveďte přístroje, které se u tohoto přístupu používají a proč?
    Klíčení semen a světlo
  4. Analýza proteinů a jejich vlastností. Uveďte metody umožňující analýzu molekulové hmotnosti proteinů a jejich isoelektrické vlastnosti. Vysvětlete rozdíly při stanovení molekulové hmotnosti proteinů při použití MALDI a ESI ionizace.
    Vývoj květu. Genetická a molekulární analýza vývoje květu
  5. Frakcionace proteinů a peptidů na základě velikosti a hydrofóbních vlastností. Vysvětlete principy metod, uspořádání a jejich použití v proteomice. Analýza makromolekulárních komplexů – přístupy a metody.
    Membránový transport – rozpad proteinů, ubiquitin-proteazomový systém
  6. Frakcionace proteinů a peptidů na základě náboje a biospecifických vlastností. Vysvětlete principy metod, uspořádání a jejich použití v proteomice. Vysvětlete pojem isoelektrický bod; jak se dá stanovit teoreticky a experimentálně.
    Tvorba semen. Dozrávání embrya
  7. Isoelektrická fokusace. Vysvětlete princip metody, uspořádání, provedení a vlastnosti. Popiše použití pro analýzu peptidů a proteinů, možnosti uspořádání pro analytické a preparativní účely, uveďte způsoby identifikace proteinů po dělení. Vysvětlete pojmy spojené s isoelektrickou fokusací.
    Typy buněčné smrti. PCD v životním cyklu rostlin
  8. Polyakrylamidová elektroforéza. Vysvětlete princip metody, uspořádání, provedení a vlastnosti. Popiše použití pro analýzu peptidů a proteinů, možnosti uspořádání pro analytické a preparativní účely, uveďte způsoby identifikace proteinů po dělení. Vysvětlete pojmy spojené s polyakrylamidovou elektroforézou.
    Senescence a rostlinné hormony. Vliv vnějších faktorů na senescenci
  9. Dvoudimenzionální polyakrylamidová elektroforéza. Vysvětlete princip uspořádání techniky, vlastnosti, použití v proteomice, uveďte způsoby identifikace proteinů po dělení. Vysvětlete techniku DIGE, uveďte princip, výhody, provedení a použití.
    Membránový transport – pumpy
  10. Multidimenzionální techniky dělení proteinů a peptidů. Vysvětlete princip multidimenzionálních technik, důvody použití. Uveďte příklady postupů pro dělení proteinů a peptidů, vysvětlete důvody pro uvedené příklady.
    Abiotické stresy – vodní deficit
  11. Fragmentace peptidů. Popište nomenklaturu štěpení peptidů během fragmentace. Uveďte techniky fragmentace peptidů v hmotnostní spektrometrii, vysvětlete principy jednotlivých fragmentačních technik, jejich vlastnosti, typy produkovaných iontových sérií a použití.
    Osmotický stress a zasolení. Membránový transport v průběhu osmotického stresu
  12. Ionizační techniky v hmotnostní spektrometrii využívané v proteomice. Vysvětlete principy MALDI a ESI ionizace peptidů a proteinů, jejich vlastnosti a využití. Objasněte postup přípravy vzorků pro jednotlivé ionizační techniky.
    Membránový transport – kanály, přenašeče a ko-transportéry
  13. Kvantitativní proteomika. Vysvětlete princip provedení, uveďte rozdělení metod pro kvantitativní proteomiku a uveďte příklady, popište ideální standard, vysvětlete použití. Popište výhody a nevýhody různých přístupů ke značení proteinů a peptidů v kvantitativní proteomice.
    Abiotické stresy – chladový stress, tepelný šok
  14. Kvantitativní proteomika. Popište metody metabolického izotopického značení a enzymatického značení proteinů a peptidů v proteomice. Uveďte výhody a nevýhody jednotlivých metod a jejich použití.
    Dormance semen a rostlinné hormony
  15. Kvantitativní proteomika. Popište metody chemického izotopického značení proteinů a peptidů v proteomice. Co jsou to isobarické izotopické značky, které metody je využívají. Uveďte výhody a nevýhody jednotlivých metod a jejich použití.
    Architektura buňky – membránové struktury: ER, Golgiho aparát, vakuola
  16. Kvantitativní proteomika. Popište metodu absolutní kvantifikace proteinů a peptidů v proteomice a metody kvantifikace bez izotopicky značených standardů (labelfree metody). Uveďte výhody a nevýhody jednotlivých metod a jejich použití.
    Indukce kvetení

 

LRR / SZZ12 – Bioanalytické metody – garant Dr. Novák


 

  1. Optické metody I – povaha elektromagnetického záření, vlastnosti elektromagnetické vlny, veličiny, které ji charakterizují. Interakce mezi zářením a hmotou – polarimetrie (chiralita, optická otáčivost, využití v analýze biomolekul), nefelometrie a turbidimetrie (rozptyl světla, využití v klinické praxi – stanovení celkových bílkovin, albuminu v moči a dalších proteinů).
  2. Optické metody II – povaha elektromagnetického záření, vlastnosti elektromagnetické vlny, veličiny, které ji charakterizují. Princip absorpční spektrometrie v UV VIS oblasti a aplikace spektrálních metod pro stanovení biomolekul v klinické praxi, kvantitativní analýza bílkovin, semikvantitativní vyšetřování bílkovin (diagnostické proužky), luminiscence – vznik a využití v bioanalytice.
  3. Enzymové analytické metody – nomenklatura a klasifikace enzymů, jednotky enzymů, základy enzymové kinetiky, stabilizace enzymů. Enzymy jako analytická činidla – Warburgův optický test, enzymy jako diagnostické markery v klin. biochemii, fyzikálně-chemické metody v enzymové analýze.
  4. Biosensory – definice, základní pojmy, převodníky pro biokatalytické a bioafinitní biosensory, enzymové biosensory, imunosensory, tkáňové elektrody, aplikace biosensorů pro detekci DNA. Elektrochemické analytické metody – rozdělení, principy, aplikace v detekci a stanovení biomolekul.
  5. Protilátky a imunochemické metody – principy analytických aplikací využívajících protilátky, kvantitativní imunoanalýza se značkou (fluorescenční, bioluminiscenční, radioaktivní, enzymová), homogenní a heterogenní imunoanalýza.
  6. Chromatografické techniky – principy a teorie chromatografického dělení molekul, gelová permeační chromatografie, afinitní chromatografie, ionexová chromatografie a jejich využití v analýze biomolekul. Instrumentální chromatografické techniky – princip plynové (GC), kapalinová chromatografie (HPLC, UHPLC) a superkritické fluidní chromatografie (SFC) a jejich využití v analýzy biomolekul.
  7. Bioafinitní chromatografie – princip, nosič, ligandy, spacer, sorpce a desorpce, molekulárně vtištěné receptory.
  8. Analytika lipidů – charakteristika základní lipoproteinových tříd, metabolická přeměna a poruchy metabolismu lipoproteinů. Analytické přístupy stanovení mastných kyselin, lipidů a lipoproteinů.
  9. Elektroforetické analytické metody – elektroforéza s pohyblivým rozhraním (volná), elektroforéza na nosičích (zónová) a elektroforéza rovnovážná (isoelektrická fokusace, izotachoforéza). Elektroforéza afinitní, dvojrozměrná, kapilární. Vizualizace separovaných látek.
  10. Metabolomika – definice omických metod, základních pojmy a význam pro biologický výzkum, přehled základních principů a používaných analytických nástrojů, dílčí kroky (prekoncentrace, analytické metody a zpracování dat).