Experimentální biofotonika (FSI-TEB-A)

Akademický rok 2023/2024
Garant: Ing. Daniel Zicha, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: angličtina
Cíle předmětu:
Cílem studia předmětu je seznámit se se základy biologie živých buněk in vitro a s použitím techniky biologické světelné mikroskopie a perspektivou jejího vývoje.
Výstupy studia a kompetence:
Znalost základů biologie živých buněk in vitro, schopnost kultivace a přípravy buněčných preparátů, využití světelných mikroskopů k pozorování živých buněk in vitro, základní schopnost interpretace výsledků experimentu, jak z hlediska fyzikálního, tak i biologického. Pochopení problematiky biologické mikroskopie a získání vhledu do současných trendů jejího dalšího vývoje. Širší možnost mezioborového uplatnění absolventa.
Prerekvizity:
Základní znalosti geometrické optiky.
Obsah předmětu (anotace):

Základy biologie buňky in vitro: struktura a funkce buňky, izolace buněk do in vitro systémů a jejich kultivace v in vitro podmínkách speciálně pro mikroskopická pozorování. Protokoly in vitro vyšetřování buněčných reakcí. Vyhodnocení výsledků biologických pokusů.
Využití světelné mikroskopie k pozorování živých buněk in vitro: principy světelné mikroskopie, fluorescenční a konfokální mikroskopie, kvantitativní fázovové zobrazování v holografické mikroskopii, zpracování obrazu.

V laboratoři probíhají demonstrační a praktická cvičení 
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Výuka je doplněna laboratorním cvičením.
Způsob a kritéria hodnocení:
Hodnocení studenta bude zohledňovat jeho práci v laboratoři a záviset na výsledku závěrečné diskuze nad zadanými tématy. Je povoleno použití poznámek a literatury.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Je třeba absolvovat všechny výukové bloky z důvodu jejich návaznosti. V případě absence učitel studentovi stanoví náhradní řešení.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 1 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

Struktura a funkce buňky
Izolace buněk do in vitro systémů
Principy světelné mikroskopie
Kultivace buněk v in vitro podmínkách pro mikroskopická pozorování
Protokoly in vitro vyšetřování buněčných reakcí
Fluorescenční a konfokální mikroskopie
Kvantitativní fázový kontrast v holografické mikroskopii
Zpracování obrazové informace
Vyhodnocení výsledků biologických pokusů
    Laboratorní cvičení Témata přednášek jsou rozvinuta demonstracemi v laboratoři a laboratorní prací studentů.
Literatura - základní:
1. B. Alberts et al.: Molecular Biology of the Cell, 5th Ed. Garland Science, 2007.
2. D. Bray: Cell Movements: From Molecules to Motility. Garland Science 2000.
3. D. E. Chandler, R. W. Robertson: Bioimaging. Jones & Bartlett, Boston 2009.
4. A. R. Hibbs: Confocal Microscopy for Biologists. Springer, 2004.
Literatura - elektronická:
5. http://library.thinkquest.org/12413/structures.html
6. http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/cell_bio.html
7. http://biology.about.com/od/cellbiology/a/cellbiology.htm
8. http://micro.magnet.fsu.edu/
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-PMO-P prezenční studium --- bez specializace -- kol 3 Volitelný 2 1 Z
N-FIN-P prezenční studium --- bez specializace -- kol 3 Volitelný 2 1 Z