Letní škola Badatele

Polyploidie je v rostlinné říši velmi častým jevem a patří mezi hlavní hnací síly evoluce rostlin. Sehrála zásadní roli ve vývoji mnoha kulturních plodin, které známe z každodenního života. Společně si řekneme, jaké mechanismy vedou ke vzniku polyploidie a jak ovlivňuje biologii, ekologii i geografické rozšíření rostlin. Podíváme se také na to, co se děje s genomy po jejich zmnožení. Polyploidizační události jsou totiž často doprovázeny dalšími změnami v genomu, jako je redukce počtu chromozomů nebo různé typy chromozomových přestaveb. Teoretický výklad doplníme praktickou prací v laboratoři, kdy se společně seznámíme především s metodou průtokové cytometrie, která se používá k analýze jaderného genomu rostlin.

Lidský mozek je fascinující a nejvýkonnější orgán, který jako jediný zatím nelze ničím nahradit, ani transplantací. Můžeme ho nazvat „centrálním počítačem“ lidského těla: 24 hodin denně přijímá desetitisíce informací, které pak mozkové neurony v čilé „konverzaci“ zpracovávají a následně posílají instrukce k cílovým orgánům. Mozek je zároveň nejzáhadnějším orgánem našeho těla, jehož veškerá tajemství asi nikdy zcela neodhalíme… Pojďme tedy – prostřednictvím 9metrového interaktivního modelu mozku v Pevnosti poznání – alespoň nahlédnout do tajů nejzáhadnějšího lidského orgánu: Jak si povídají naše neurony a jak se mozek čistí? Jak a kam se ukládají informace, proč něco hned zapomeneme a něco si pamatujeme celý život? Jak souvisí paměť s emocemi a co mají společné endorfiny, dopamin a drogy? Co jsou to endogenní opiáty a jak souvisí s antidepresivy? Odpovědi nejen na tyto otázky můžete společně s námi hledat v interaktivním semináři Letní školy Badatele 2026! 

Vtáhneme vás do fascinujícího světa rostlinných hormonů – nenápadných, ale klíčových „dirigentů“ života rostlin. Společně odhalíme, jak tyto látky řídí růst a vývoj rostlin a pomáhají jim vyrovnat se s nepříznivými podmínkami prostředí.
Nebude to ale jen o teorii: v laboratoři si sami vyzkoušíte, jak se pomocí enzymové imunoanalýzy (ELISA testu) stanovuje obsah fytohormonu přímo z rostlinného materiálu. Nahlédnete také pod pokličku kultivace rostlin in vitro a osvojíte si základní techniky práce s rostlinami v aseptickém prostředí.

Přednáška bude zaměřena na fascinující proces rekonstrukce evoluční historie života na Zemi pomocí DNA sekvencí. Účastníci se dozví, jak vědci používají genetické informace k rekonstrukci evolučních vztahů mezi různými druhy, objevování společných předků a pochopení, jak se životní formy vyvíjely a diverzifikovaly v průběhu miliard let. Přednáška zahrnuje základní principy molekulární biologie, vysvětluje metody sekvenování a analyzování genetických dat. Diskutovány budou také nové technologie a jejich aplikace v moderní biologii, včetně příkladů významných objevů z nedávné doby. Například evoluce předků člověka a šíření bakterie moru. Tato přednáška poskytne studentům hlubší porozumění propojení mezi genetikou a evolucí a ukáže, jak může DNA otevřít dveře k poznání minulosti života na naší planetě.

Náš svět je plný barev a barevnost našeho okolí je pro nás každodenní samozřejmostí. Kde se ale všechny barvy berou, jak v látkách vznikají a jak souvisí se světlem? Odpovědi na tyto otázky nabídne stručná přednáška o elektromagnetickém záření a jeho vztahu ke spektrálním vlastnostem látek, jejichž základním projevem je zbarvení. V experimentální části práce budou připraveny charakteristicky zbarvené modelové sloučeniny, jejichž barva bude dána do kontextu jejich spektrálních vlastností díky analytickému měření spektrofotometrických vlastností. Žáci a studenti se na základě vlastního pozorování seznámí s příčinami barevnosti chemických sloučenin a získají základní informace o moderních spektrálních technikách chemického výzkumu.

V rámci letní školy se na pár hodin proměníte v organického chemika. Obléknete si laboratorní plášť, osvojíte si základní techniky práce v laboratoři organické syntézy a pustíte se do vlastního experimentu. Vyzkoušíte si například Hantzschovu syntézu, při které vznikají ze zdánlivě jednoduchých výchozích látek velmi zajímavé organické sloučeniny, například základy léčiv. Program je určen pro středoškoláky se zájmem o přírodní vědy, kteří chtějí nahlédnout pod pokličku skutečného výzkumu, pochopit principy organické syntézy a zažít radost z vlastního objevu.

Včely jsou naši významní opylovatelé, bez kterých by se neobešla zemědělská výroba ani planě rostoucí hmyzosnubné rostliny. V médiích se pravidelně objevují zprávy o velkých úhynech včelstev, o jejichž příčinách diskutují nejen včelaři, ale i vědci. Imunitu a odolnost včelstev k nemocem lze zkoumat na včelnici i v laboratoři. Objevy z laboratoří následně pomáhají pochopit komplikovaný svět včel a ukazují, jak lépe pečovat o včely i krajinu. Společně si v laboratoři vyzkoušíme některé metody diagnostiky včelích chorob, a to samozřejmě přímo na včelách. Ochutnáme medy z různých koutů ČR i světa a seznáme se i s dalšími včelími produkty.

Nahlédneme pod pokličku, poodhalíme roušku tajemství a podíváme se na zoubek některým metodám chemické analýzy potravin. Objasníme si principy, probereme vybrané klasické postupy založené na jednoduchých chemických reakcích a fyzikálních měřeních a vysvětlíme si, proč jsou klasické metody důležité i v dnešní moderní potravinářské analýze. Podíváme se do útrob nejmodernějších přístrojů používaných při citlivé kontrole nezávadnosti a autenticity potravin a spolehlivé identifikaci případných škodlivých látek. Ukážeme si, jak se analyzovalo nejstarší mléko na Moravě a jak se pozná, kde bylo proso, i když už tam není. V praktické části si vyzkoušíme senzorickou analýzu, necháme proběhnout nějakou vzrušující chemickou reakci, provedeme analýzu slivovice a možná navštívíme experimentální mikropivovar.

Výpočetní chemie dnes představuje dynamicky se rozvíjející obor na pomezí chemie, fyziky a informatiky, který umožňuje studovat vlastnosti látek a průběh chemických dějů pomocí počítačových simulací. V rámci semináře seznámíme studenty se základními principy tohoto oboru a ukážeme si, jak lze pomocí výpočetní techniky zodpovídat otázky, na které je experiment často krátký nebo příliš nákladný. Nahlédneme do různých podoborů výpočetní chemie, jako je molekulární modelování, bioinformatika, návrh léčiv (drug design) či výzkum nanomateriálů, a ukážeme si konkrétní příklady jejich využití v praxi – od studia proteinů až po vývoj nových materiálů. Seminář bude probíhat v počítačové učebně a jeho součástí bude i praktická část zaměřená na práci s programem PyMOL. Studenti si vyzkouší vizualizaci molekul a proteinů na atomární úrovni, zobrazování chemických vazeb i prostorové uspořádání biomolekul. Cílem je nabídnout názorný „vhled do mikrosvěta“ a ukázat, jak mohou moderní výpočetní nástroje pomoci lépe porozumět struktuře a chování látek. Seminář je určen všem, kteří se zajímají o chemii, biologii a využití počítačů ve vědeckém výzkumu.

Moderní přístupy hledání nových léčiv vychází ze znalosti enzymů či receptorů zodpovědných za fyziologické procesy probíhající v lidském těle. Dále je známo nepřeberné množství biologicky aktivních sloučenin, z jejichž chemické struktury lze relativně spolehlivě odvozovat účinná analoga. (Nejen) z historického pohledu však hraje v nacházení nových léčiv nezastupitelnou roli náhoda či mylná hypotéza. Tato skutečnost bude demonstrována sérií příběhů, které vedly k objevům fascinujících chemických sloučenin jako jsou insulin, penicilin, warfarin, diazepam, LSD či viagra.

Výživa není jen o kaloriích, je to náš operační systém. I když to tak nevypadá, to, co sníme, přímo ovládá náš focus, náladu i to, jak rychle zaběhneme kilák. Je to palivo, na kterém denně „jedeme“ a podle jeho kvality nás naše tělo buď podrží, nebo naopak nechá ve štychu. Co jíst, aby nám „nevypnul“ mozek uprostřed písemky? Jak podpořit výkon bez vyhazování peněz za drahé potravinové doplňky? Lze jíst kvalitně, a přitom nenechat v obchodě celé kapesné? Nebo jak se vyznat v chaosu informací a poznat, co jsou pouhé marketingové tahy? Pojďme pochopit, jak jídlo funguje, a vytěžit z něj maximum pro náš den.

Fyzika a fyziologie jsou nejenom odvozeny od stejného řeckého slova (physis – příroda; přirozenost; podstata), ale v rámci fungování všeho živého patří neoddělitelně k sobě. Abychom mohli studovat a skutečně pochopit základní procesy probíhající v živé přírodě včetně rostlin, bez fyziky, jejích principů a metod, se neobejdeme. V rostlinné fyziologii narazíme na téměř všechny oblasti fyziky – mechaniku, termiku, optiku, molekulovou i atomovou fyziku. Ukážeme si příklady uplatnění fyzikálních zákonů ve fyziologii rostlin napříč různými procesy (vodní režim rostlin, fotosyntéza, elektrická signalizace) i epochami (od časů Darwina až po kosmické programy). Vyzkoušíme si extrakci chlorofylu a měření fyziologických parametrů rostlin pomocí jednoduchých přenosných přístrojů.

Vyzkoušejte si, jak se zkoumá mikrosvět! V první části workshopu si připravíte vlastní biologické vzorky (např. vysušený hmyz, slupky, jehličí), které poté prozkoumáte pomocí elektronového mikroskopu. Ve druhém bloku změříme krystalickou strukturu běžných práškových materiálů, jako je sůl nebo soda, pomocí rentgenové difrakce.

Vydáme se objevovat principy fungování polovodičových součástek, jako jsou diody a tranzistory. Na nepájivém poli si sestavíte jednoduchý obvod, který vám umožní pomocí těchto součástek rozblikat LED diodu. Vysvětlíme si princip jeho fungování a vyzkoušíme si, jak se mění frekvence blikání diody v závislosti na vybraných součástkách. Náš obvod je velice jednoduchý, ale přesto má pro fyziky celou řadu zajímavých vlastností. Jedna samotná tužková baterie AA nemá šanci diodu rozsvítit. Pokud ale přidáte dva tranzistory, čtyři odpory a dva kondenzátory, máte šanci diodu rozblikat. V obvodu totiž dochází k přepínání napěťových hladin, díky čemuž dokážeme krátkodobě diodu napájet napětím vyšším, než je napětí samotného zdroje.

Světlo je jedním z hlavních zdrojů informací o světě kolem nás, od běžného vidění až po extrémně přesná laboratorní měření. Optika tak představuje klíčovou oblast fyziky s širokým spektrem aplikací, od základního výzkumu přes nástroje, které využíváme v každodenním životě, až po moderní technologie včetně těch kvantových. Společně se podíváme na několik zajímavých optických jevů a principů, které ilustrují chování světla v různých situacích. V druhé části se poté účastníci aktivně zapojí a formou názorných experimentů a měření si vyzkouší práci s optickými jevy a přístupy, se kterými se setkávají studenti fyziky.

Přednáška představí fascinující historii území dnešní ČR od prvohorních moří přes vrásnění po vznik současné krajiny. Zaměří se na základní typy hornin, procesy jejich vzniku i na významné geologické události, které formovaly Český masiv a Západní Krpaty na území ČR během stovek milionů let. Posluchači se seznámí s magmatickými, sedimentárními i metamorfovanými horninami a pochopí, proč některé české kopce vznikly z dávných sopek, zatímco jiné byly kdysi součástí mořského dna. Přednáška propojí odborné poznatky s lehce odlehčeným pohledem na to, jak neuvěřitelně dramatický život může mít obyčejný kámen.

Vyzkoušej si, jaké to je ovládat robota, a přitom využívat matematiku v praxi! V tomto workshopu se účastníci seznámí se základy robotiky a jednoduchého programování, které jim umožní řídit pohyb robota, řešit úkoly a překonávat různé výzvy. Společně objevíme, že matematika není jen o počítání, ale je klíčem k tomu, jak roboti „přemýšlejí“ – například jak se orientují v prostoru, jak měří vzdálenosti nebo jak se rozhodují, kam jet dál. Workshop je určen pro zvídavé studenty, kteří chtějí objevovat, tvořit a zažít matematiku trochu jinak – hravě, prakticky a zábavně.

Přednáška v duchu otevřené diskuse provede posluchače klíčovými křižovatkami akademické cesty. Společně se zamyslíme nad tím, jak vybrat správnou vysokou školu, na co si dát pozor a jak studium naplno vytěžit. V druhé části zazní konkrétní tipy a triky – co se osvědčilo a čeho je naopak lepší se vyvarovat. Závěr patří přechodu do praxe a tomu, jak zúročit vše, co jste se naučili.