Gymnázium a Střední odborná škola pedagogická, Čáslav, Masarykova 248 M o d e r n í b i o l o g i e reg. č.: CZ.1.07/1.1.32/02.0048 TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY Praktické cvičení z biologie C07 ROSTLINNÉ ORGÁNY KOŘEN A STONEK Zhotovila: Mgr. Kateřina Žáková G a SOŠPg Čáslav
PRACOVNÍ LIST K PRAKTICKÉMU CVIČENÍ Z BIOLOGIE C07 A. Metodický pokyn TÉMA: Rostlinné orgány kořen a stonek Předmět Třída Časová náročnost Forma Organizace Cíl Pomůcky a materiál Poznámky cvičení z biologie, seminář z biologie 1. 4. ročník SŠ 90 min praktické cvičení samostatná práce nebo práce ve dvojicích prohlédnout si podélnou a příčnou stavbu kořene a stavbu stonku byliny a dřeviny mikroskop, pomůcky k mikroskopování, kořen mrkve, stonek muškátu, kosatce, lípy a bezu černého řešení opakovacích úloh je v kapitole teoretický úvod B. Teoretický úvod Kořen a stonek patří spolu s listy mezi vegetativní rostlinné orgány. Kořen je většinou podzemní orgán, který nikdy nenese listy. Jeho pletiva neobsahují chlorofyl. K jeho hlavním funkcím patří upevnění rostliny v půdě, nasávání a doprava roztoků minerálních látek, shromažďování a produkce látek, umožnění symbiózy nebo parazitování a může sloužit i k vegetativnímu rozmnožování. Soubor všech kořenů označujeme jako kořenový systém. Rozlišujeme kořenový systém tvořený hlavním kořenem a kořeny postranními (allorhizie) a kořenovou soustavu svazčitou (homorhizie), kdy hlavní kořen zastavuje růst a jeho funkci přebírají kořeny náhradní (adventivní). Na vegetačním vrcholu je kořen kryt kořenovou čepičkou, která je tvořena parenchymatickými buňkami se zeslizovatělými buněčnými stěnami. Kořenová čepička chrání vrcholové meristémy a umožňuje vnikání kořene do půdy. U kořene rozlišujeme primární a sekundární stavbu. V primární stavbě můžeme rozlišit vzrostný vrchol (pásmo dělivé intenzivní dělení buněk), pásmo prodlužovací (buňky se prodlužují, jejich počet se nemění) a pásmo absorpční (kořenové vlásky umožňují nasávání roztoků).
Obr. č. 1: Podélný řez kořenem Na povrchu kořenů je kořenová pokožka (rhizodermis). Vychlípením některých jejich buněk vznikají kořenové vlásky. Pod pokožkou se nachází primární kůra, která je tvořená vnější, střední a vnitřní vrstvou. Vnitřní vrstva (endodermis) usměrňuje pohyb nasávaných roztoků. Pod endodermis leží pericykl, ve kterém se zakládají postranní kořeny. Pericykl tvoří vnější vrstvu středního válce, uvnitř kterého je paprsčitý svazek cévní a dřeň. U jednoděložných rostlin se primární stavba kořene zachovává po celý život, u nahosemenných a dvouděložných je nahrazena sekundární stavbou. Mezi primárním dřevem a primárním lýkem se postupně zakládá kambium, které odděluje směrem dovnitř sekundární dřevo a směrem ven sekundární lýko. Přitom se původní paprsčitý svazek cévní mění na bočné a primární kůra je nahrazena sekundární.
Obr. č. 2: Příčný průřez kořenem Kořeny rostlin mohou být různě modifikovány. Jedná se například o kořenové hlízy a dužnaté kořeny a bulvy se zásobní funkcí (jiřina, mrkev, celer), vzdušné kořeny přijímající vzdušnou vlhkost (Monstera), dýchací kořeny umožňující výměnu plynů (tisovec), stahovací kořeny vtahující rostlinu do půdy (tulipán), chůdovité kořeny zvyšující stabilitu rostliny (kukuřice), asimilační kořeny asimilující za chybějící listy (kotvice, tropické orchideje), příčepivé kořeny přidržující rostlinu na opoře (břečťan) a kořeny parazitů sloužící k odebírání živin z těla hostitele (jmelí, kokotice). Pro makroskopické pozorování základních částí kořene je vhodné provést podélný a příčný průřez kořenem mrkve. Mikroskopické preparáty pro sekundární stavbu kořene lze připravit také ze zásobních kořenů rostlin například příčný řez zásobním kořenem mrkve (u zásobních kořenů kambium odděluje hlavně parenchymatické elementy lýka a dřeva, ve kterých se ukládají zásobní látky, vodivé elementy svazků cévních jsou v těchto kořenech omezeny, u mrkve převažuje parenchym lýka a kůry). (Preparáty pro mikroskopování primární stavby kořene lze připravit například z naklíčených semen hrachu.) Stonek je obvykle nadzemní orgán, který nese listy, pupeny a reprodukční orgány. Má především mechanickou, vodivou, fotosyntetickou a zásobní funkci. Místa, kde přisedají listy ke stonku, se nazývají uzliny (nody), mezi nimi jsou články (internodia). Články se vyznačují velkým prodlužovacím růstem. Velmi dlouhé články mají liány, velmi zkrácené listy mají rostliny s listy v přízemní růžici. Podle tvaru a konzistence rozlišujeme bylinné a dřevinné stonky. Byliny mají dužnatý nezdřevnatělý stonek. Mezi bylinné stonky řadíme lodyhu (stonek s listy), stvol (bezlistý stonek zakončený květem nebo květenstvím), stéblo (dutý stonek s nápadně vyvinutými uzlinami - kolénky). Vnitřní pletiva stonku dřevin jsou zdřevnatělá. Řadíme k nim stromy (kmen
nerozvětvený stonek), keře a polokeře. U keřů jsou stonky větvící se od země celé dřevnaté, u polokeřů je zdřevnatělá pouze spodní část stonku, horní bylinná každý rok na zimu odumírá. U stonků dále rozlišujeme vidličnaté a postranní větvení stonku. U vidličnatého větvení stonku dává vzrostný vrchol vznik dvěma dceřiným větvím, které se pak stejným způsobem větví dále (plavuně). Postranní větvení stonku rozlišujeme na monopodiální, u kterého je hlavní stonek souvislý a postranní větve ho nepřerůstají, a na sympodiální, u kterého hlavní stonek ukončuje růst a v růstu pokračují postranní větve (jmelí, réva vinná). I u stonku rozlišujeme primární a sekundární stavbu. Stonek s primární stavbou je zelený. Je na povrchu krytý pokožkou (epidermis) s průduchy, kutikulou a trichomy. Pod pokožkou se nachází parenchymatická primární kůra s ochrannou a zásobní funkcí. Vnitřní vrstva primární kůry se označuje jako endodermis, pokud její buňky obsahují velké množství škrobových zrn, označuje se jako škrobová pochva (hlavně v oddencích). Uvnitř stonku se nachází střední válec, který obsahuje většinou bočné cévní svazky (uspořádané do kruhu). Střed stonku je vyplněn parenchymatickou dření, ze které vybíhají mezi cévní svazky dřeňové paprsky, které se uplatňují při vedení roztoků. Sekundární stavba stonku je podmíněna druhotným tloustnutím (u nahosemenných a dvouděložných rostlin). Kambium tvoří směrem k obvodu druhotné lýko a směrem ke středu stonku druhotné dřevo. Díky periodické činnosti kambia se vytváří letokruhy. Většina jednoděložných rostlin má cévní svazky roztroušené. Nezakládá se u nich kambium a rostliny druhotně netloustnou. Obr. č. 3: Řez stonkem dvouděložné rostliny
Obr. č. 4: Řez stonkem jednoděložné rostliny I stonky rostlin mohou být různě modifikovány. Jedná se například o oddenek se zásobní funkcí (kosatec) nebo sloužící k vegetativnímu rozmnožování (pýr), oddenkovou hlízu se stejnými funkcemi jako oddenek (brambor), bazální (ředkvička) a stonkovou hlízu (kedluben), brachyblasty nesoucí květy nebo listy (modřín), trny a kolce s ochrannou funkcí (trnka), šlahouny umožňující vegetativní rozmnožování (jahodník), úponky umožňující uchycení k podkladu, stonky sukulentů sloužící jako zásobárna vody a fylokladia s asimilační funkcí (chřest). Pro praktické cvičení je vhodné využít stonky muškátu, kosatce a lípy. Na příčném řezu stvolem kosatce pozorujeme epidermis, primární kůru, střední válec s roztroušenými bočními svazky cévními a dřeň. Na příčném řezu stokem muškátu pozorujeme pokožku, primární kůru a svazky cévní. U lípy se přechod stonku na sekundární stavbu uplatňuje již v prvním internodiu za vzrostným vrcholem. U jednoleté větvičky lípy můžeme asi 10 mm za vzrostným vrcholem pozorovat stavbu stonku v primární stavbě (epidermis, felogén, primární kůra, lýko, kambium, dřevo, dřeňové paprsky dřeň), stonek jednoleté větvičky lípy v sekundární stavbě nám umožňuje pozorovat i druhotnou kůru a sekundární dřevo a lýko. Lenticely jsou obdobou průduchů - umožňují rostlinám s nepropustným sekundárním krycím pletivem spojení nitra rostliny s vnějším prostředím. Preparát lenticely nám umožňuje pozorovat výplňový zkorkovatělý merenchym, korek, felogen a zelenou kůru. C. Praktické cvičení z biologie č. 6 návrh protokolu
Praktické cvičení z biologie č. 6 Jméno a příjmení: Škola: Třída: Skupina: Protokol č.: Datum: Téma: Rostlinné orgány kořen a stonek Úkoly: 1. Zhotovte podélný průřez kořenem mrkve. 2. Zhotovte příčný průřez kořenem mrkve. 3. Zhotovte příčný průřez stonkem muškátu. 4. Zhotovte příčný průřez stvolem kosatce. 5. Zhotovte příčný průřez stonkem lípy. 6. Zhotovte řez čočinkou bezu černého. Pomůcky: Postup práce: Vypracování: Celkové zvětšení: Závěr:
D. Opakování 1. Jaké funkce má kořen? 2. Vysvětli pojmy allorhizie a homorhizie. 3. Jaká pásma můžeme rozlišit v primární stavbě kořene? Čím se vyznačují? 4. Popiš vnitřní stavbu kořene v primární stavbě. Jak se mění původní paprsčitý cévní svazek u druhotně tloustnoucích kořenů? 5. Uveď typy přeměn kořene, jejich funkce a příklady rostlin. 6. Uveď příklady bylinných a dřevinných stonků a charakterizuj je. 7. Vysvětli rozdíl mezi vidličnatým a postranním (monopodiálním a sympodiálním) větvením stonku. 8. Uveď základní části stonku v primární stavbě. 9. Čím se vyznačuje stonek jednoděložných rostlin? 10. Co je to kambium a jakou má funkci?
E. Použitá literatura 1. Hančová, H.; Vlková, M.: Biologie I. v kostce. Praha, Fragment 2007. 2. Jurčák, J.: Komentovaný atlas anatomie vyšších rostlin. Třebíč, Nakladatelství Radek Veselý 2007. 3. Kincl, L.; Kincl, M.; Jakrlová, J.: Biologie rostlin. Praha, Fortuna 1993. 4. Rosypal, S. a kol.: Nový přehled biologie. Praha, Scientia 2003. 5. Kubát, K. a kol.: Botanika. Praha, Scientia 1998. F. Obrázky a mikrofotografie Obrázky č. 1-4 knihovna prostředku ActivInspire upravila Kateřina Žáková, zakova@gymcaslav.cz