Sešit pro laboratorní práci z biologie téma: Vegetativní orgány anatomie kořene autor: Mgr. Libor Kotas vytvořeno při realizaci projektu: Inovace školního vzdělávacího programu biologie a chemie registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.38/01.0002 projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Laboratorní cvičení Vegetativní orgány semenných rostlin Kořen (Radix) 1) Motivace: Kořen je vegetativním orgánem, mezi jehož hlavní funkce patří ukotvení rostliny v půdě, příjem vody a živin z půdy, jejich vedení do nadzemních částí rostliny a v neposlední řadě také syntéza a uskladnění zásobních látek. Kořen je tvořen pletivy, která jsou u různých rostlin charakteristicky uspořádaná. 2) Úkol: Pozorování a nákres anatomie kořene v příčném řezu (např. česneku, mrkve, naklíčeného hrachu, pšenice, ) 3) Potřeby: Mikroskop, podložní a krycí sklíčka, žiletka, (izolepa na zamezení pořezáním druhým ostřím žiletky), kapátko, bezová duše, (polystyrenový kvádřík), filtrační papír, preparační jehla, voda. 4) Zhotovení mikroskopických preparátů: 1. Do podélného zářezu v bezové duši zasuneme část kořínku tak, abychom řezem získali příčný řez. 2. Provedeme několik řezů (co nejtenčích řezů). 3. Na čisté podložní sklíčko kápneme kapku vody. 4. Do kapky vložíme mikroskopický preparát. 5. Preparát přiklopíme krycím sklíčkem tak, že ho hranou položíme na okraj kapky a pohybem preparační jehly ho necháme spadnout na preparát. 6. Přebytečnou vodu odsajeme filtračním papírem, nedostatek vody doplníme kápnutím na kraj krycího sklíčka. 5) Postup při mikroskopování: 1. Na mikroskopu nastavíme objektiv s nejmenším zvětšením. 2. Zapojíme mikroskop do sítě (přímo nebo prostřednictvím trafa). 3. Na stolek mikroskopu položíme podložní sklíčko s preparátem a fixujeme svorkami. 4. Makrošroubem snížíme tubus s objektivem co nejblíže ke krycímu sklíčku, což kontrolujeme při pohledu zboku. 5. Při pohledu okulárem oddalujeme tubus od preparátů makrošroubem do hrubého zaostření. 6. Jemné doostření provedeme mikrošroubem. 7. Clonou cloníme na správnou intenzitu světla. 8. Posunem kondenzoru měníme hloubku ostrosti dle potřeby. 9. Před přechodem na větší zvětšení najdeme nejostřejší místo preparátu. 10. Opět při pohledu zboku zvedneme tubus a změníme na objektiv s větším zvětšením, poté snižujeme tubus, až se objektiv téměř dotýká krycího sklíčka. Mírně odcloníme. 11. Díváme se okulárem a mikrošroubem zvedáme tubus až do zaostření. 12. Upravíme intenzitu světla clonou a hloubku ostrosti kondenzorem. 13. Při kreslením pozorujeme preparát levým okem, ostříme levou rukou. Pravým okem pozorujeme pravou ruku při kreslení preparátu. 14. Preparát kreslíme tužkou, výsledný nákres opatříme popisem a použitým zvětšení (zvětšení okuláru zvětšení optického hranolu zvětšení objektivu)
Teorie: Na stavbě vegetativních orgánů semenných rostlin se podílejí pletiva, která rozlišujeme: Podle tvaru a charakteru buněk na parenchym, prozenchym, kolenchym a sklerenchym. Podle schopnosti se dělit: Dělivá pletiva (meristémy) primární, sekundární, utajený Trvalá pletiva krycí, vodivá a základní Primární anatomická stavba kořene: Kořen tvoří rhizodermis, primární kůra a střední válec. Rhizodermis (pokožka kořene) je tvořena jednou vrstvou buněk protažených v ose kořene s tenkou buněčnou stěnou. V zóně absorpční její buňky dávají vzniknout kořenovému vlášení (absorpčním trichomům). V rhizodermis se nenalézají stomata. Primární kůra (cortex) se nalézá pod rhizodermis, tvoří ji dutý válec složený ze tří částí: Exodermis je jednovrstevná, často s buňkami se suberinizovanými buněčnými stěnami, s ochrannou funkcí (často nahrazené rhizodermis). Mezodermis je vícevrstevná, s buňkami tenkostěnnými, které mají zásobní funkci. Endodermis je jednovrstevná, s buňkami k sobě těsně přiléhajícími, opatřenými Casparyho proužky. Střední válec tvoří radiální cévní svazek (aktinostélé) a pericykl (perikambium).pericykl je vytvořený z jedné vrstvy buněk, ze které vyrůstají postranní kořeny. Průřez kořenem konvalinky (1 rhizodermis, 2 primární kůra, 3 endodermis, 4 dřeňové buňky středního válce, 5 xylém, 6 floém) http://commons.wikimedia.org/wiki/file:convallaria_rhizom_num.jpg [2013-09-05]
Schema příčného řezu kořene česneku 1. xylem, 2. floem radiálního cévního svazku, 3. pericykl, 4. dřeňový paprsek, 5. pericykl, 6. endodermis, 7. mezodermis http://cs.wikipedia.org/wiki/soubor:root_of_allium_cepa.png [2013-09-05] Sekundární anatomická stavba kořene: Kořeny nahosemenných a krytosemenných dvouděložných rostlin (listnaté stromy, keře, vytrvalé byliny). Druhotně tloustnou činností kambia, které se zakládá v rámci stélé z pericyklu a nediferencovaných parenchymatických buněk. Dochází přitom ke změně typu stélé kořene (z aktinostélé vzniká pseudoeustélé). - Vodivými elementy deuteroxylému jsou u krytosemenných rostlin tracheje a tracheidy (původnější typ). U nahosemenných rostlin pouze tracheidy. Vždy se jedná o mrtvé buňky. - U deuterofloému jsou to sítkové buňky u nahosemenných rostlin a sítkovice u krytosemenných rostlin. Povrch sekundárně ztloustlých kořenů kryje peridermis (druhotná kůra) s funkcí ochranou. Vzniká činností felogenu, vzniklého z pericyklu. Stavba kořene v podélném řezu: Růstový vrchol kořene kryje kořenová čepička kalyptra, která chrání primární vrcholové meristémy dermatogen, periblem a plerom. Dermatogen dává vzniknout rhizodermis někdy též kalyptře (dermatokalyptrogen). Periblem tvoří buňky primární kůry. Plerom tvoří buňky základních pletiv středního válce a prokambia, ze kterého se následně diferencují buňky vodivých pletiv.
Kalyptra plní funkci ochranou, usnadňuje pronikání kořene do půdy ve směru zemské přitažlivosti (to díky buňkám s přesýpavým škrobem). Povrchové buňky kalyptry se rozpadají a slizovatí. Oblast růstového vrcholu se označuje jako zóna buněčného dělení (zóna meristematická). Její buňky se intenzivně dělí. V určité vzdálenosti od vrcholu dělení buněk ustává. Buňky se zde intenzivně prodlužují do délky. Zóna se nazývá zóna prodlužovací (zóna elongační). Následně buňky dozrávají - diferencují se v buňky trvalých pletiv a tvoří tak zónu kořenového vlášení (zóna diferenciační). Primární stavba kořene http://commons.wikimedia.org/wiki/file:anatomy_roots.jpg [2013-09-05]
Protokol k laboratornímu cvičení Kořen (radix) Jméno: Třída: Datum: Úkol: Pozorování a nákres anatomie kořenu v příčném a podélném řezu. 1.) Podle návodu zhotovte preparát příčného řezu kořene 2.) Proveďte náčrt a popište jednotlivé části pozorovaného řezu 3.) Odpovězte na následující otázky: a) Proč nemá rhizodermis kutikulu? b) Jakou funkci plní endodermis? c) Jaký typ cévního svazku jste pozorovali? d) Jak se nazývá vrstva buněk, ze kterých vyrůstají postranní kořeny? e) Jakou funkci má kalyptra? Náčrtek s popisem: Závěr:
Poznámky k laboratorní práci a výkladu vyučujícího: - pro mikroskopování a srovnání jsou vhodné řezy kořenů různých jednoděložných rostlin a dvouděložných rostlin (i s druhotně ztloustlými kořeny) - dvojice žáků vytváří řezy alespoň dvou druhů rostlin s rozdílně utvářenými kořeny (primární sekundární stavba kořene srovnání) - je vhodné zdůraznit nasávací funkci rhizodermis - připomenout proces osmózy, jak probíhá a co ji limituje (např. vliv nadměrného hnojení vytvoření fyziologicky suché půdy, zamezující nasávání vody kořeny) - připomenout modifikace kořenů jako adaptace rostlin na různé životní podmínky (kořeny zásobní, vzdušné, příčepivé, haustoria, kontraktilní, ) - lze provádět i barvení preparátů například neutrální červení (při pozorování kořenové špičky naklíčené pšenice nutné na 20 minut nechat nasát naklíčenou obilku v roztoku neutrální červeně s vodou poměr 1:10 000)