Cytoembriologia roślin

Celem zajęć jest zapoznanie studentów z organizacją informacji genetycznej w komórce oraz nowoczesnymi metodami badawczymi stosowanymi w cytogenetyce a także z istotą rozmnażania płciowego u roślin okrytonasiennych. Pierwsza część wykładów obejmuje wybrane zagadnienia z cytogenetyki roślin takie jak: organizacja informacji genetycznej w komórce, rola jądra w metabolizmie komórki, analiza kariotypu, zmiany ontogenetyczne i filogenetyczne kariotypu. W drugiej części omówione zostanie rozmnażanie amfimiktyczne u roślin okrytonasiennych, w szczególności powstawanie organów generatywnych, procesy sporogenezy i gametogenezy, podwójne zapłodnienie, rozwój bielma i zarodka, zjawiska apomiktyczne oraz wybrane zagadnienia z embriologii eksperymentalnej.

Wykłady:

Organizacja genomu organizmów eukariotycznych.

Kariotyp i jego charakterystyka.

Klasyczne i molekularne metody analizy kariotypu.

Zmiany ontogenetyczne i filogenetyczne w kariotypie i specjacja.

Regulacja genetyczna morfogenezy kwiatów.

Mikrosporogeneza i rozwój gametofitu męskiego.

Megasporogeneza i rozwój gametofitu żeńskiego.

Faza progamiczna, podwójne zapłodnienie.

Embriogeneza u roślin okrytonasiennych.

Zjawiska apomiktyczne u roślin – klasyfikacja i podłoże genetyczne.

Wybrane zagadnienia z embriologii eksperymentalnej.

Ćwiczenia:

C- mitoza: wykonanie i analiza preparatów.

Metody prążkowego barwienia chromosomów: N- lub C-banding, analiza preparatów.

Fluorescencyjna in situ hybrydyzacja:

przygotowanie preparatów cytologicznych do metodą enzymatyczną, hybrydyzacja sondy do chromosomów, immunochemiczna detekcja i wizualizacja sondy na chromosomach z wykorzystaniem mikroskopu fluorescencyjnego.

Analiza kariotypu jęczmienia z wykorzystaniem programu MicroMeasure.

Szczegółowa analiza mikrosporogenezy u roślin.

Bezpośrednie i pośrednie metody oceny żywotności pyłku.

Szczegółowa analiza makrosporogenezy u roślin.

Techniki zapylania i analiza fazy progamicznej u roślin.

Typy embriogenezy oraz budowa zarodka u roślin jedno- i dwuliściennych.

1. Rogalska S., Małuszyńska J., Olszewska M.J., 2005. Podstawy cytogenetyki roślin. PWN, Warszawa

2. Lersten N.R., 2004. Flowering plant embriology. Blackwell Publishing

3. Rodkiewicz B., Śnieżko R., Fyk B., Niewęgłowska B., Tchórzewska D., 1996. Embriologia Angiospermae rozwojowa i eksperymentalna. WUMC-S, Lublin

Wiedza:

Wyjaśnia organizację genomu u Eukariota, opisuje cechy kariotypu oraz przedstawia jego zmiany w trakcie rozwoju ontogenetycznego i filogenetycznego

Opisuje założenia metod badawczych wykorzystywanych w analizie kariotypu

Definiuje cechy rozmnażania amfimiktycznego i apomiktycznego u roślin okrytonasiennych

Objaśnia przebieg mikro- i megasporogenezy oraz gametogenezy i embriogenezy u roślin

Podsumowuje praktyczne wykorzystanie znajomości procesów embriologicznych w hodowli roślin

Umiejętności:

Przeprowadza analizę kariotypu w oparciu o metody klasyczne i molekularne

Wykorzystuje specjalistyczne programy komputerowe do analizy kariotypu

Analizuje i identyfikuje procesy powstawania spor, gametofitów i zarodków roślin okrytonasiennych wykorzystując narzędzia optyczne

Stosuje różnorodne techniki mikroskopowe do oceny płodności roślin

Kompetencje społeczne:

Ma świadomość formułowania obiektywnych ocen w zakresie analizy kariotypu i płodności roślin dla doskonalenia roślin uprawnych

zaliczenie projektu, test wielokrotnego wyboru, rozwiązanie zadania problemowego, analiza przypadku

Na ocenę 2:

Nie zna organizacji genomu organizmów eukariotycznych, nie rozróżnia procesów charakterystycznych dla rozmnażania amfimiktycznego i apomiktycznego u roślin. Nie zna praktycznych zastosowań embriologii w hodowli roślin.

Nie zna technik analizy kariotypu, nie zna specjalistycznych programów komputerowych do analizy kariotypu, nie identyfikuje procesów związanych z rozmnażaniem amfimiktycznym u roślin okrytonasiennych, nie zna technik mikroskopowych oceny płodności roślin

Nie potrafi formułować obiektywnych ocen.

Na ocenę 3:

Wymienia cechy kariotypu, ale nie analizuje zmian w genomie i kariotypie pod kątem ewolucji.

Podaje ogólnie przebieg rozmnażania amfimiktycznego u roślin. Zna tylko pojedyncze przypadki badań z zakresu embriologii eksperymentalnej.

Zna podstawowe techniki analizy kariotypu, zna specjalistyczne programy komputerowe do analizy kariotypu, identyfikuje procesy związane z rozmnażaniem amfimiktycznym u roślin okrytonasiennych z drobnymi błędami, ogólnie opisuje techniki mikroskopowe oceny płodności roślin.

Potrafi formułować obiektywne ceny

Na ocenę 4:

Wymienia organizację genomu oraz cechy kariotypu u roślin. Zna dość szczegółowo przebieg rozmnażania amfimiktycznego i apomiktycznego u roślin. Podaje kilka przykładów zastosowań embriologii eksperymentalnej w hodowli roślin.

Stosuje różnorodne techniki analizy kariotypu, stosuje specjalistyczne programy komputerowe do analizy kariotypu, prawidłowo identyfikuje procesy związane z rozmnażaniem amfimiktycznym u roślin okrytonasiennych, stosuje techniki mikroskopowe do oceny płodności roślin.

Potrafi formułować obiektywne ceny.

Na ocenę 5:

Wymienia szczegółowo organizację genomu oraz cechy kariotypu u roślin w powiązaniu z ewolucją. Zna szczegółowo przebieg rozmnażania amfimiktycznego i apomiktycznego u roślin. Podaje wiele przykładów zastosowań embriologii eksperymentalnej w hodowli roślin.

Stosuje różnorodne techniki analizy kariotypu oraz dobiera je do rozwiązania konkretnego problemu, stosuje specjalistyczne programy komputerowe do analizy kariotypu, identyfikuje i analizuje procesy związane z rozmnażaniem amfimiktycznym u roślin okrytonasiennych,

dobiera i ocenia techniki mikroskopowe do analizy płodności roślin

Potrafi formułować obiektywne ceny.