The subject provides general information on chemical ecology and natural substances produced by animals and plants and having ecological function and / or physiological effect. The subject brings knowledge about chemical communication substances of animals (semiochemicals) and about plant secondary metabolites including substances produced by microorganisms. Emphasis is placed on explanation of ecological context and relationships between organisms. Students will gain an overview of research methods in chemical ecology, both chemical (sample acquisition, analytical methods, identification and structure determination of natural substances) and biological (biological tests, electrophysiological tests, demonstration of biological activity of natural substances). It will also bring basic information about the ways in which natural substances are biosynthesized in living organisms.
Last update: Nesměrák Karel, doc. RNDr., Ph.D. (28.10.2019)
Po absolvování předmětu student vymezí pojmy chemická ekologie, semiochemikálie, feromony, juvenilní hormony, rostlinné toxiny, indukovaná obrana rostlin, rostlinné insekticidy, allelopatie a další. Student rozpozná řadu přírodních látek produkovaných rostlinami, živočichy či mikroorganismy, jež mají ekologickou funkci a/nebo fyziologický účinek. Student popíše metody výzkumu v chemické ekologii, jež povedou k objasnění chemické struktury, tak i k prokázání biologické aktivity přírodních látek. Stručně vysvětlí či zdůvodní ekologické souvislosti a vzájemné vztahy mezi organismy. Odhadne, jakou drahou se v živých organismech přírodní látky biosyntetizují.
Last update: Kyjaková Pavlína, Mgr., Ph.D. (29.08.2024)
Literature -
Introduction to Ecological Biochemistry. J. B. Harborne, 4th Edition, Academic Press, London 1994.
Procházka S., Šebánek J.. Regulátory rostlinného růstu. Academia, Praha 1997.
Karban R., Baldwin I. T.: Induced Responses to Herbivory. University of Chicago Press, Chicago 1997.
Methods in Chemical Ecology. Vol. 1. Chemical Methods. J. Millar & K. F. Haynes, Kluwer Academic Publishers, London 1998, second printing 2000.
Methods in Chemical Ecology. Vol. 2. Bioassay Methods. J. Millar & K. F. Haynes, Kluwer Academic Publishers, London 1998, second printing 2000.
Biosynthesis in Insects. E. D. Morgan, RSC, Cambridge, 2004.
Chemical Aspects of Biosynthesis. J. Mann, Oxford University Press, 1994, reprinted 2006.
Last update: Nesměrák Karel, doc. RNDr., Ph.D. (28.10.2019)
Základní literatura:
Introduction to Ecological Biochemistry. J. B. Harborne, 4th Edition, Academic Press, London 1994.
Procházka S., Šebánek J.. Regulátory rostlinného růstu. Academia, Praha 1997.
Karban R., Baldwin I. T.: Induced Responses to Herbivory. University of Chicago Press, Chicago 1997.
Ostatní doporučená literatura:
Methods in Chemical Ecology. Vol. 1. Chemical Methods. J. Millar & K. F. Haynes, Kluwer Academic Publishers, London 1998, second printing 2000.
Methods in Chemical Ecology. Vol. 2. Bioassay Methods. J. Millar & K. F. Haynes, Kluwer Academic Publishers, London 1998, second printing 2000.
Biosynthesis in Insects. E. D. Morgan, RSC, Cambridge, 2004.
Chemical Aspects of Biosynthesis. J. Mann, Oxford University Press, 1994, reprinted 2006.
Stone T., Darlington G.: Léky, drogy, jedy. Academia, Praha 2000.
Mann J.: Jedy, drogy, léky. Academia, Praha 1996.
Last update: Nesměrák Karel, doc. RNDr., Ph.D. (22.09.2014)
Requirements to the exam -
The exam is combined, written test (7 questions, each consisting of 3-5 sub-questions) is followed by an oral exam focused on possible incorrectly answered or unanswered questions.Requirements for the written test and oral exam are given by the extent of the lecture.Sample test is provided to students at the end of lectures.For successful completion of the written test and oral examination is required at least 50% success rate.
Last update: Nesměrák Karel, doc. RNDr., Ph.D. (28.10.2019)
Zkouška je kombinovaná, písemný test (7 otázek, každá se skládá z 3-5 podotázek) je následován ústní zkouškou zaměřenou na případné nesprávně zodpovězené či nezodpovězené otázky. Požadavky k písemnému testu a k ústní zkoušce jsou dány rozsahem přednášky. Vzorový test je studentům poskytnut při zakončení přednášek. Pro úspěšné absolvování písemného testu a ústní zkoušky je požadována minimálně 50% úspěšnost.
Last update: Nesměrák Karel, doc. RNDr., Ph.D. (22.09.2014)
Syllabus -
Lesson 1: Chemical ecology - definition; semiochemicals - pheromones, cairomones, defenses; classification, examples of types of structures, application of pheromones in practice
Lesson 2: methods of sample preparation (isolation) in chemical ecology; methods for identifying and determining the structure of substances; methods for testing the biological activity of natural substances
Lesson 3: Examples of social insect pheromones, colony organization; pheromones of the species Homo sapiens; examples of pheromone synthesis
Lesson 6: Food preferences of vertebrates and humans; the chemical nature of the flavors (sweetness, hotness, bitterness); plant toxins (non-nitrogen) - function, classification according to structures, examples
Lesson 7: alkaloids - classification by structure type, occurrence and biological effects
Lesson 8: Induced Plant Defense - "SOS" Signals; allelopathy, plant and synthetic herbicides; phytoalexins and pathotoxins; plant and synthetic fungicides
Lesson 9: herbal substances as a model for synthetic insecticides, repellents and chemosterilants; insect growth, development and propagation regulators, insect hormones; juvenoids, juvenogens, antijuvenoids, ecdysteroids; plant growth regulators
Lesson 10-11: Antibiotics - classification by mechanism of action, by structure, by spectrum of activity and method of application
Last update: Nesměrák Karel, doc. RNDr., Ph.D. (28.10.2019)
Lekce 1: chemická ekologie - vymezení pojmu; semiochemikálie - feromony, kairomony, obranné látky; klasifikace, příklady typů struktur, uplatnění feromonů v praxi
Lekce 2: metody přípravy vzorků (isolace) v chemické ekologii; metody identifikace a určení struktury látek; metody testování biologické aktivity přírodních látek
Lekce 3: příklady feromonů společenského hmyzu, organizace kolonie; feromony druhu Homo sapiens; příklady syntéz feromonů
Lekce 4: přírodní barviva (1. část) - karotenoidy, chinony, flavonoidyody testování biologické aktivity přírodních látek
Lekce 5: přírodní barviva (2. část) - pyrrolová barviva, pteriny, melaniny; chemie opylování, barvy květů a květní vůně, obsahové látky nektaru a pylu; signály hostitelských rostlin; potravní atraktanty (fagostimulanty) a deterenty hmyzu, ovipoziční stimulanty
Lekce 7: alkaloidy - rozdělení podle typů struktur, výskyt a biologické účinky
Lekce 8: indukovaná obrana rostlin - "SOS" signály; allelopathie, rostlinné a syntetické herbicidy; fytoalexiny a pathotoxiny; rostlinné a syntetické fungicidy
Lekce 9: rostlinné látky jako model pro syntetické insekticidy, repelenty a chemosterilanty; regulátory růstu, vývoje a rozmnožování hmyzu, hmyzí hormony; juvenoidy, juvenogeny, antijuvenoidy, ekdysteroidy; regulátory rostlinného růstu
Lekce 10-11: antibiotika - rozdělení podle mechanismu působení, podle struktury, podle spektra účinnosti a způsobu aplikace
Last update: Valterová Irena, prof. RNDr., CSc. (22.09.2014)
