Kurzy

V rámci tohoto workshopu si přiblížíme základní informace o struktuře nukleových kyselin a genetické informaci prokaryotických a eukaryotických buněk. Přičemž hlavní pozornost bude věnována lidskému genomu a jeho vyšetřování. V průběhu přednášky si přiblížíme základní genetické pojmy a základní mechanismy, včetně mendelistické dědičnosti. Ale podíváme se rovněž na vazbu genů a genetiku populací, včetně faktorů, které ji ovlivňují. V praktické části workshopu si vyzkoušíme celou řadu genetických příkladů a také analýzu rodokmenů.

Workshop bude veden formou diskuse, kdy se předpokládá aktivní zapojení studentů. Přednášená látka bude doplněna nákresy a animacemi. V průběhu přednášky dostanou studenti rovněž testy, v nichž si mohou ověřit získané znalosti.

• Struktura nukleových kyselin a genetická výbava buněk (1,5 hod)
• Základní genetické pojmy, alelické interakce (1 hod)
• Mendelistická dědičnost a vazba genů (1 hod)
• Autozomální a gonozomální dědičnost (1 hod)
  • Genetika populací a genetické příklady (1,5 hod)

Obsah:

(i) Obecné souvislosti, konceptuální a metodické posuny: nová hlediska v organismální biologii - fylogenetická systematika, molekulární nástroje, evoluční vývojová biologie, nové cesty zhodnocení historických faktorů a fosilního záznamu.

(ii) Nejstarší historie obratlovců, postavení obratlovců v rámci živočišné říše, specifika tělesné stavby a genomické organisace, vývojové zdroje evolučního rozmachu a adaptivní rozmanitosti této skupiny

(iii) Přehled jednotlivých tříd a řádů - aktuální názory na vymezení jednotlivých skupin, jejich historii a vývojové vztahy, druhové bohatství, fylogenetickou strukturu a klasifikaci 

(iv) Shrnutí: invarianty zoologie

Vzdělávací program je zaměřen na nejdůležitější minerály (nerosty), na jejich poznávání, fyzikální a chemické vlastnosti, vznik a výskyt v přírodě a praktické využití. Jde o přehledně uspořádaná fakta o minerálech coby přírodninách se zásadním významem přírodovědeckým i praktickým. Jádrem semináře je rozsáhlá přenosná sbírka minerálů v jejich nejčastějších podobách s důkazem na nejrozšířenější minerály zemské kůry a nejvýznamnější suroviny; vzorků je cca 200 a jejich shromáždění je výsledkem několikaleté promyšlené práce, takže v současnosti sbírka představuje ucelený soubor s vysokým didaktickým potenciálem mírně nad rámec potřeb základních a středních škol. Po krátkém teoretickém úvodu (jak je minerál definován, co je minerální druh, mineralogický systém) se probírají jednotlivé minerály od 1. po 10. třídu mineralogického systému formou besedy nad sbírkou minerálů s četnými ukázkami jednotlivých druhů (výčet viz níže) – vzorky kolují mezi účastníky, takže si je mohou „osahat“ a pořádně prohlédnout. Hodně pozornosti je věnováno poznávacím znakům minerálů, které bývají zastoupeny ve školních sbírkách: zkušenost ukazuje, že učitelům tato „praktická“ část mineralogie často působí potíže, nepochybně proto, že jde o dovednost, již lze získat jen praxí, tj. studiem reálných vzorků minerálů, ne pouze teoreticky např. četbou literatury nebo hledáním informací na internetu. Ke každému minerálu se účastníci dozví základní informace (složení, vlastnosti, určovací znaky, vznik a výskyt, použití) i různé zajímavosti, kterými by mohli oživit a zatraktivnit svůj výklad žákům. Velký důraz je kladen na snahu o srozumitelnost bez používání složitější oborové terminologie. Vítány jsou samozřejmě všechny dotazy a připomínky účastníků.

Nanotechnologie je moderní interdisciplinární obor, který se zabývá využitím poznatků materiálové chemie, fyziky a biologie v měřítku řádově nanometrů (10^-9 m). Principiálně se v nanotechnologiích pracuje s molekulami a atomy. Významnou součástí nanotechnologií je nanomedicína. Nanomedicína se zaměřuje na diagnostiku a léčbu závažných onemocnění. Její přístupy začínají hrát v medicíně skutečně velmi významnou roli. Díky nanomedicíně jsou připraveny unikátní nanotransportéry pro léčbu rakoviny či je využita při vývoji vakcín. Intenzivně probíhá vývoj nanostrojů. Zcela autonomní nanoroboti by mohli pomáhat imunitnímu systému, podílet se na procesech látkové výměny, případně uskutečňovat operační výkony.

• Biologické základy pro nanomedicínu, buňka
• Nukleové kyseliny, proteiny, peptidy a buněčná signalizace v nanomedicíně
• Hlavní princip nanomedicíny
• Nanotransportéry

V rámci tohoto workshopu si přiblížíme strukturu genetické informace prokaryotické a eukaryotické buňky, včetně stručného popisu těchto buněk. Následně se zaměříme na strukturu nukleových kyselin (DNA, RNA), mechanismy replikace DNA, transkripce a translace, včetně posttranskripčních a posttranslačních modifikací. Pozornost bude věnována nejen samotným mechanismům, ale také rozdílům, s jakými probíhají u prokaryotických a eukaryotických buněk.

Workshop bude veden formou diskuse, kdy se předpokládá aktivní zapojení studentů. Přednášená látka bude doplněna nákresy a animacemi. V průběhu přednášky dostanou studenti rovněž testy, v nichž si mohou ověřit získané znalosti.

• Úvod do biologie buňky (1,5 hod) – stručná charakteristika prokaryotické a eukaryotické buňky se zaměřením na jejich genetickou informaci
• Struktura nukleových kyselin (DNA, RNA) (1 hod)
• Replikace DNA (1,5 hod)
• Transkripce a posttranskripční modifikace (1 hod)
• Translace a posttranslační modifikace (1 hod)

Tento seminář uvede posluchače do problematiky molekulární biologie a genetiky. V jednotlivých lekcích se posluchači dozví o lidské DNA, kde se v našich buňkách nachází, jakou má strukturu, k čemu nám slouží, jak byla postupně objevována a pochopena. Účastníci si poslechnou jak podle DNA buňka tvoří proteiny, naučí se rozumět genetickému kódu, pochopí dělení a smrt buňky podle příkazů z DNA. Dále se účastníci dozví pravidla genetiky, jak se předávají vlastnosti a vlohy z rodiče na potomky, jak spolupracují geny a prostředí.

Seminář povede k zamyšlení, do jaké míry jsme „otroci“ našich genů a do jaké míry můžeme tento „vnitřní osud“ ovlivnit, či už životním stylem, nebo na úrovni medicíny.

1. blok (4 vyučující hodiny):

• historie objevů a představ o dědičnosti (1)
• struktura a funkce nukleových kyselin (1)
• replikace DNA a exprese genů (od DNA k bílkovinám) (2)

2. blok  (4 vyučující hodiny):

• pravidla genetiky - Mendlovy zákony (2)
• jak se dědí nemoci (1)
• genetická diagnostika - vyšetření genetických poruch (1)

V rámci tohoto workshopu si přiblížíme základní informace o virech – jejich rozdělení, strukturu samotné virové částice, jejich životní cyklus, včetně jejich replikace, stejně jako si popíšeme nejčastější virová onemocnění člověka. V části buněčné biologie se budeme nejprve věnovat buňce prokaryotické, u které si popíšeme její jednotlivé části, její genetickou informaci a možnosti její modifikace, stejně jako dělení těchto buněk. Následně budeme pokračovat buňkou eukaryotickou, u níž si popíšeme kromě jednotlivých organel rovněž genetickou informaci a podíváme se na jednotlivé organely z hlediska struktury i funkce. V následné části probereme buněčný cyklus buněk a také mechanismy mitózy a meiózy. Celý workshop tematicky zakončíme ukončíme buněčným metabolismem.

Workshop bude veden formou diskuse, kdy se předpokládá aktivní zapojení studentů. Přednášená látka bude doplněna nákresy a animacemi. V průběhu přednášky dostanou studenti rovněž testy, v nichž si mohou ověřit získané znalosti.

• Virologie (1,5 hodiny) – obecná charakteristika virů, struktura virové částice, lytický, lyzogenní cyklus, přehled nejčastějších virových onemocnění
• Prokaryotická buňka (1 hod) – obecná charakteristika, organely, genom prokaryotické buňky, dělení
• Eukaryotická buňka (1 hod)– obecná charakteristika, organely, genom eukaryotické buňky
• Buněčný cyklus a jeho regulace, mitóza, meióza (1,5 hod)
• Buněčný metabolismus (1 hod) – glykolýza, Krebsův cyklus, oxidativní fosforylace

Přednáška a diskuse s účastníky semináře.

• Přehled historického vývoje genových terapií. (1 hodina)
• Možnosti různých strategií genových terapií.           (1 hodina)
• Přestávka 30 minut
• Konkrétní příklady aktuálně schválených terapií. (1 hodina)
• Komplikace a etické problémy genových terapií. (1 hodina)
• Závěrečná diskuse.

Seznámení se základním vývojem, strukturou a fungováním smyslových orgánů u člověka, (ne)unikátnost smyslů v širším kontextu, význam vybraných odchylek s případným nastíněním korekce. Cílem je lepší porozumění způsobům, jakým získáváme, přijímáme a vyhodnocujeme informace ze zevního a vnitřního prostředí, včetně porozumění odchylkám, které mohou vzniknout.

• Fyzikální smysly – orgán zraku; orgán sluchu a rovnováhy. Základní přehled jejich vývoje, struktura ve spojitosti s funkcí. V čem jsou a nejsou jedinečné v základním srovnání s vybranými živočichy, přehled vybraných odchylek a nastínění jejich korekce
• Chemické smysly – orgán čichu; orgán chuti. Základ vývoje a struktura ve spojení s funkcí, (ne)unikátnost, vybrané odchylky přechodného či trvalého rázu
• Typy receptorů (senzorů), základ klasifikace, jejich struktura a funkce u člověka
• Ojedinělé smysly a zajímavosti v živočišné říši

Fylogeneze člověka (vývoj lidského druhu) je velmi zajímavá zejména v komparaci s dalšími živočišnými druhy a leckdy má přesah do budování struktur lidského organizmu, pomáhá nám pochopit prenatální vývoj člověka (prenatální ontogenezi). Znalost obou procesů nám dává možnost vysvětlit odchylky ve stavbě těla a je v některých ohledech i klíčová pro pochopení fyziologie a patologie jednotlivých orgánů, je tedy také velmi důležitá pro klinickou medicínu.

• Fylogeneze vybraných struktur:
• Jak souvisí vývoj kosterní soustavy a páteře a její napřímení s výhřezem meziobratlových plotének a srdečním infarktem?
• Je lidská ruka dokonalý nástroj?
• Funguje náš vylučovací systém hospodárně?
• Má pravdu teorie J. W. Goetha o lidské lebce?
• Mozková kůra – geniální nebo chybná konstrukce?
• Ontogeneze – prenatální vývoj
• Vývoj systémů cévního, dýchacího, trávicího, vylučovacího, pohlavního, endokrinního, kožního, svalového, nervového
• Kritické okamžiky vývoje jednotlivých systémů

Seminář bude obsahovat vysvětlení důležitosti jogínských technik jakožto nástroje pro přiblížení se stavu zdraví, dále bude proveden nácvik vybraných jógových technik podle pětitisíciletých jogínských zkušeností.

• Vysvětlení důležitosti pozvolného protahování svalů a setrvání v tomto stavu v určitých pozicích (ásanách) dle pětitisíciletých zkušeností praktikujících jogínů v kontextu s technikami novodobé evropské civilizace – 60 minut
• Nácvik jógového rozcvičení před vlastními technikami (protahovací techniky celého těla zaměřené na protažení krční páteře + pozdrav slunci) – 45 minut
• Nácvik základních jógových technik (představení jógových pozic důležitých pro protažení základních svalů – padahastásana, talásana, paščimotásana, bhudžangásana, halásana) – 60 minut
• Vysvětlení důležitosti koncentrace zaměřené na protahované svaly i na energetické změny probíhající v těle při prováděných pozicích (ásanách) dle pětitisíciletých zkušeností praktikujících jogínů v kontextu s technikami novodobé evropské civilizace – 60 minut
• Nácvik základních jógových technik (představení jógových pozic důležitých pro protažení základních svalů – trikonásana, čakrásana, andhamatsjendrásana, šalahásana, vadžrásana) – 45 minut
• Základní relaxační techniky – 30 minut
• Nácvik základních jógových technik (představení jógových pozic důležitých pro protažení základních svalů – dhanurásana, sarvangásana, prathanásana, badrásana, udiijána bandha) – 45 minut
• Závěrečný test (kontrola správného provedení technik - 15 minut

Zajímají Vás možnosti využití technologií ve výuce?  Na semináři se seznámíte s pár tipy na ovládání operačního systému windows. Vyzkoušíme si bezplatné webové stránky pro tvorbu materiálů do výuky - osmisměrky, přeskládávačky, křížovky, trimina, dobble. Ukážeme si pomocníky do vyučovací hodiny - losovátko, turnajový pavouk, organizér do třídy. Představím vám možnosti sdílení souborů - OneDrive, Disk Google. Ukážeme si, možnosti jak využít umělou inteligenci pro potřebu učitele. Pro zapojení telefonu a tabletu využijeme Quizziz a Wordwall. Vytvoříme si plakát v Canvě a vyzkoušíme i instalaci programu Tarzia. Cílem semináře je představit počítač/notebook/telefon/tablet jako pomocníka učitele při vyučovací hodině. Seminář je určen pro začátečníky v užívání technologií. Doporučujeme vzít si s sebou notebook, aby jste si vše mohli ihned vyzkoušet. Seminář je pro učitele I., II. i III. stupně.

Kurz je určen zejména pro učitele na ZŠ, kteří mají vyučovat chemii, ale nejsou v ní aprobovaní. Cílem kurzu je vysvětlit složitou látku chemie tak, aby byl učitel schopen se v nové látce zorientovat a efektivně předávat znalosti svým žákům.

• Představení se a seznámení, bezpečnost a pravidla (1 hodiny)
• Obecná chemie (1 hodiny)
• Anorganická chemie (2 hodiny)
• Organická chemie (2 hodiny)
• Diskuze a individuální konzultace (2 hodiny)

Formy: Běhačky, jednoduchá cvičení, možnost měření tepové frekvence, možnost měření laktátu a glukózy (pro dospělé), workshop, krátká sdělení, skupinové hry

Obor: Biochemie a lékařské vědy

Na co se zaměřit v tak nepřehledném výběru potravin?

• Praktická ukázka potravin s nízkým a vysokým glykemickým indexem
• Ukázka potravin obsahujících stejné makroživiny, ale jiné množství mikroživin 
• Kdy nám fastfood nevadí?
• Neřešíme jídlo zbytečně moc? Co nám bere posedlost zdravými potravinami? A dává nám něco?

Před čím se mít na pozoru, když začínám sportovat. A jak vlastně začít?

• Je sport skutečně alfou omegou zdravého životního stylu? 
• Sportování pro zdraví je co, vlastně?
• Je skutečně výkonnostní sport nezdravý, jak nám tvrdili?
• Potřebujeme výživové doplňky?

Stav a ochrana české přírody je v současné době značně diskutovaným tématem. Chceme-li brát ochranu přírody vážně, musí se dotýkat nejen motivovaných dobrovolníků a profesionálů z akademických, úředních, neziskových i firemních sfér, ale (a především) nemotivované široké veřejnosti. Teprve poučená veřejnost může podporovat (či naopak komplikovat) leckdy nepopulární rozhodnutí úřadů a politiků, akce neziskových organizací či základní výzkum akademiků. Poučení veřejnosti přitom spočívá na bedrech nejdůležitějších vzdělávacích institucí – na základních i středních školách. To jsou ty poslední instituce, kterými projdou bez rozdílu všichni budoucí biologové, stavební inženýři, lékaři, úředníci, řidiči, zámečníci, bankovní úředníci i truhláři.  Poznatky, které si ze škol odnesou, je v drtivé většině doprovázejí po celý zbytek života.

Situace na školách však není z hlediska ochrany přírody příliš radostná. Ochrana přírody je často omezena pouze na třídění odpadu a učitelé nemají čas se tomuto tématu věnovat. Když už na ochranu přírody v hodinách dojde, jsou učitelé často v zajetí zastaralých, překonaných představ a přispívají tak k dalšímu upevnění řady mýtů. V semináři se mimo jiné podíváme právě na mylné představy široké veřejnosti, dnešních žáků a studentů na ochranu přírody a nástin možností, jak tuto neradostnou situaci řešit.

Seznámit se základními úkoly ochrany přírody, s typy a problémy biodiverzity, s ochranou genetickou, druhovou, biotopovou i krajiny. Vysvětlit vliv člověka na přírodu. Charakterizovat vývoj ochrany přírody zejména v ČR. Ukázat současný stav a ohrožení přírody a krajiny v ČR a ve světě. Legislativa ochrany přírody a krajiny, včetně NATURA2000. Nejdůležitější mezinárodní dohody a úmluvy. Vysvětlit územní ochranu přírody v ČR a ve světě. Podat přehled velkoplošných chráněných území v ČR (národní parky, chráněné krajinné oblasti, biosférické rezervace, EVL a PO v rámci Natura 2000), nejvýznamnější národní parky Evropy a ostatních světadílů – přírodní podmínky, geologické a geomorfologické podmínky, flóra a fauna, vývoj osídlení, problémy ochrany přírody. Uvést ochranu vně chráněných území. Ukázat ohrožení biomů světa. Popsat základní metody monitoringu a návrhy managementu využitelné na školách. Přiblížit podstatu udržitelného rozvoje. Role biologů a učitelů v ochraně přírody.

1. hod: Základní úkoly ochrany přírody, typy a problémy biodiverzity -ochrana genetická, druhová, biotopová i krajiny.
2. hod: Vliv člověka na přírodu z historického pohledu.
3. hod: Vývoj ochrany přírody zejména v ČR. Současný stav a ohrožení přírody a krajiny v ČR a ve světě.
4. hod: Legislativa ochrany přírody a krajiny, včetně NATURA2000. Nejdůležitější mezinárodní dohody a úmluvy.
5. až 6. hod: Územní ochrana přírody v ČR a ve světě. Přehled velkoplošných chráněných území v ČR (národní parky, chráněné krajinné oblasti, biosférické rezervace, EVL a PO v rámci Natura 2000) a nejvýznamnější národní parky světa – přírodní podmínky, flóra a fauna, vývoj osídlení, problémy ochrany přírody, řešení. Ochrana vně chráněných území.

7. hod: Ohrožení biomů světa. Základní metody monitoringu a návrhy managementu využitelné na školách. Podstata udržitelného rozvoje. Role biologů a učitelů v ochraně přírody.

8. hod: diskuze, náměty pro výuku, zejména motivační praktická cvičení, test, hodnocení

Tento workshop nás provede světem lipidů v biologickém světě. Objevíme jejich vlastnosti, životní cyklus, ale i způsoby syntézy a přípravy. Seznámíme se s jejich použitím v různých oborech lidské činnosti. Společně se proměníme v tým, jehož úkolem bude navrhnout formu lipidu vhodnou pro danou aplikaci, navrhnout způsob a postup produkce navrženého lipidu. 

• Lipidy – struktura, vlastnosti, syntéza, skladování a transport v různých biologických systémech 
• Aplikace lipidů v potravinářském, farmaceutickém, kosmetickém a energetickém průmyslu 
• Způsoby, přístupy a systémy pro syntézu a přípravu lipidů 
• Řešení modelového problému – příprava lipidu pro konkrétní aplikaci

1. Přednášky (2x 90 min.) s promítnutím dvou videí (2x 10 min.)

Sledování procesů a změn v životním prostředí, v potravinách nebo v lidském těle se dosud nejčastěji provádí tak, že se odebere vzorek, který se transportuje do laboratoře, kde se po chemických a fyzikálních úpravách provede stanovení změny určité látky pomocí nákladných přístrojů jako je plynová nebo kapalinová chromatografie ve spojení s hmotnostním spektrofotometrem. Časově náročnému odběru a transportu vzorků do laboratoře a  chromatografickým analýzám se můžeme vyhnout použitím senzorů. Senzory měří přímo na místě a zjištěné údaje mohou být přenášeny bezdrátově pro další zpracování a vyhodnocování. Chemické reakce probíhající v živých buňkách mají dvě základní vlastnosti, které jsou požadované od analytických reakcí – selektivitu a vysokou účinnost. Živá buňka i její části tak mohou být využity jako indikátory, detektory a obecně citlivé elementy při měření fyzikálních veličin a chemického složení za podmínek, které nevedou ke zničení biologického materiálu.

• Definice biosensorů, rozdělení a historie biosenzorů.
• Optické senzory, základy vedení světla světlovodem, výroba optických vláken.
• Přestávka.
• Použití senzorů pro monitorování kontaminace potravin, znečištění životního prostředí a procesů v bioreaktorech
• Promítnutí videí MATINOES a VITALFLUOR.

Během semináře budou nastíněny nové možnosti prezentace učiva skrze technologie. Účastník bude seznámen s aplikacemi, které jsou vhodným prostředkem pro zvýšení interaktivity prezenční i distanční výuky a zvýšení motivace žáků i vyučujících. Zejména pak s aplikací Nearpod.

První část semináře je věnována diskuzi o motivaci žáka ke studiu a možnostem jejího pozitivního ovlivnění pomocí vhodného použití technologií a aplikací. Zmíněna bude také motivace učitele při výuce za použití technologií.

V hlavní části semináře se zaměříme na aplikaci Nearpod jako hlavní prostředek k obohacení prezentací o interaktivní prvky. Účastníci poznají aplikaci Nearpod a její možnosti nejprve z pohledu žáka. Bude jim prezentována vzorová lekce vytvořená v programu MS PowerPoint obohacená o ankety, kvízy, otevřené otázky, virtuální prohlídky apod. vytvořené skrze aplikaci Nearpod. Zároveň uvidí aplikaci z pohledu vyučujícího a její možnost nahlédnout do práce žáků a okamžitě jim poskytnout zpětnou vazbu. V další části si budou účastníci moci vyzkoušet vytvoření vlastní lekce a ve dvojicích cvičně otestovat funkčnost aplikace. Posluchači budou následně seznámeni s funkcí „Reports“, která jim po vyučovací hodině umožní nahlédnout do výsledků jednotlivých žáků a případně jejich počínání ohodnotit.

V poslední části semináře se účastník seznámí s možností vytvoření prezentace v aplikaci Google Slides s integrací aplikace Nearpod. Dále bude seznámen s možnostmi virtuální tabule a jejím využitím v prezenční i distanční výuce. Závěrečná část bude věnována diskuzi a použití ostatních aplikací ve výuce a jejich případnému spojení s aplikací Nearpod.

• Žák a motivace k výuce (45 minut)
• Aplikace Nearpod – teoretická část (90 minut)
  • Seznámení s aplikací
  • Ukázka vzorové lekce
  • Popis funkcí
  • Ukázka integrace s ostatními aplikacemi
• Aplikace Nearpod – praktická část (90 minut)
  • Praktické vytvoření interaktivní lekce z klasické PowerPoint prezentace
  • Otestování funkčnosti lekce ve dvojicích
  • Seznámení s funkcí Reports
• Nearpod a Google Slides (45 minut)
  • Integrace aplikací a ukázka vytvoření lekce ve Slides jako náhradě za MS PowerPoint
• Virtuální tabule a její využití (30 minut)
• Tipy na ostatní aplikace k obohacení výuky (60 minut)

Ionizující záření je dobrý sluha, ale zlý pán. Dokáže popálit i zabít, ale také jako neviditelný zachránce vyléčit rakovinu či ulevit od bolesti. Jak radiace působí na lidskou buňku a proč někdy pomáhá a někdy škodí? Umí se naše buňky bránit? Po krátké úvodním vhledu do fyziky ionizujícího záření kurz nabídne přehled moderních radioterapeutických postupů a miniworkshop plánování fotonové terapie.

1. Úvod do fyziky ionizujícího záření a jeho biologické účinky
2. Strategie onkologické léčby - chemoterapie, hormonoterapie či radioterapie?
3. Terapie externími svazky a brachyterapie
4. Výhody a nevýhody protonové terapie
5. Plánování radioterapie krok za krokem a verifikace léčebného plánu
6. Ozáření pacienta a vliv frakcionace dávek
7. Vztah lékaře a fyzika v radiologické fyzice
8. Miniworkshop - plánování fotonové teleterapie rakoviny prostaty