Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2 Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.18 Dřeviny Kapitola 9 Submikroskopická stavba dřeva Ing. Hana Márová 30.9.2012 1
Obsah 1 ÚVOD - ANOTACE... 1 2 SUBMIKROSKOPICKÁ STAVBA DŘEVA... 2 3 DOPORUČENÁ LITERATURA... 5 4 POUŽITÁ LITERATURA... 6 5 SEZNAM OBRÁZKŮ... 7
1 Úvod - anotace V kapitole se seznámíme se submikroskopickou stavbou dřeva, kterou můžeme pozorovat pod elektronovými mikroskopy s více než statisícinásobným zvětšením. Je zde popsáno z čeho se skládá buňka, jak roste a jak se dělí a jak se mění v průběhu stárnutí. Na závěr kapitoly jsou tři kontrolní otázky. Zpracovaný materiál je možné použít při výuce odborných předmětů oborů vzdělávání truhlář 33-56-H/01, tesař 36-64-H/01 a studijního oboru nábytkářství 33-42-M/01. 1
2 Submikroskopická stavba dřeva U mladých buněk dosahuje buněčná stěna tloušťky sotva 0,001 mm. Její jednotlivé vrstvy pod běžným mikroskopem nejsou vidět. Můžeme je pozorovat pod elektronovými mikroskopy s více než statisícinásobným zvětšením. Proto se této stavbě říká submikroskopická. Stavba buňky Buňka se skládá z buněčné stěny (obalu), z lumenu (buněčné dutiny), ve které se nachází protoplast. Protoplast se dále skládá z protoplazmy je hustá tekutina, která se podobá bílku a obsahuje hlavně bílkoviny a vodu, plastidů pigmentových zrn zbarvených podle toho, kde se ve dřevě nacházejí: v zelených částech jsou zelená - chloroplasty, v plodech a květech žlutá až oranžová - chromoplasty, v kořenech, hlízách a dělivých pletivech jsou bezbarvá - leukoplasty, jádra s jadérky buňka má nejčastěji jedno jádro, které má důležitou funkci při látkové výměně, růstu a rozmnožování buňky. Jadérko je hustší než jádro a má důležitou funkci při dělení. U starších buněk se v protoplastu nachází i vakuoly dutiny vyplněné buněčnou šťávou se zásobními látkami (cukry, škroby). U dospělé buňky se zvětšují a spojí do jedné vakuoly, která vyplní skoro celou buňku. Mitochondrie jsou malá tělíska v protoplazmě, pohybují se a pravděpodobně obsahují enzymy. Obrázek 1. Rostlinná buňka Obrázek 2. Dělení buněk 2
Růst a dělení buněk Dělení buněk může probíhat přehrádečným dělením, pučením, volným novotvořením, rýhováním. Nejběžnější je přehrádečné dělení v buňce se vytvoří příčná přehrádka a po předchozím rozdělení jádra vzniknou ze staré (mateřské) buňky dvě nové dceřiné. Jádro se může dělit přímo zaškrtí se a rozdělí na dvě části bez změny ve svém složení, nebo nepřímo chromozómy se rozdělí na dvě poloviny a na protilehlých pólech buňky se vytvoří průsvitné čepičky s vřeténkem plazmatických nití. Polovina chromozómu putuje k bližší čepičce, tam se z nich vytvoří jádra a součastně se uprostřed buňky vytvoří přepážka. Buňka se rozdělí a dojde k předání dědičných vlastností od chromozómů. Buňka rychle roste do délky do tvaru tracheidy. Do tloušťky buňka nemůže růst, protože se všechny nové buňky vzájemně stlačují. Mladé buňky mají tenkou průhlednou a propustnou blánu (membránu). Ta snadno propouští vodu a vodní roztoky. Jedná se o primární stěnu. Protoplazma vytvoří novou vrstvu a uloží ji na vnitřní stranu primární stěny jako druhou sekundární stěnu. Ta se skládá ze tří vrstev, ze kterých je nejmohutnější část prostřední. Vrstva mezi primárními stěnami sousedních buněk se nazývá střední lamela. Základní stavební jednotkou buněčné stěny je mikrofibrila (dříve micela). Mikrofibrily se spojují do větších útvarů fibril. Ty tvoří řetězce, které mají v jednotlivých vrstvách různou polohu. V primární stěně jsou různě překříženy, v sekundární mají různý sklon od podélné osy. Přirůstáním nových vrstev ztrácí buněčná blána propustnost. Zůstávají v ní tenká místa ztenčeniny, které jsou trojího druhu : tečky, dvojtečky a poloviční tečky. Tečky a dvojtečky usnadňují výměnu šťáv mezi dvěma sousedními buňka. Jde o přerušení sekundární stěny. Sousední buňky jsou v tomto místě odděleny jen primární stěnou, slepenou mezibuněčným tmelem. Obrázek 3. Schéma stavby buněčné stěny: a mezibuněčná hmota b primární stěna c - sekundární stěna d,e,f vnější, střední a vnitřní vrstva sekundární stěny Tmel je ve dvojtečkách zesílen a tvoří klapku tzv. torus, který může dvojtečku uzavřít. Celý otvor se nazývá porus. Při odumření buňky se torus vychýlí na stranu a otvor uzavře. Buňka se stane nepropustnou. Tečky jsou hlavně v listnatém dřevě (na radiálním řezu jako kroužek, 3
na tangenciálním jako otvor s membránou uprostřed). Dvojtečky jsou převážně v jehličnatém dřevě, v listnatém se vyskytují málo a jsou bez torusu. Zdřevnatění stěn buňky nastává v důsledku prosycování primární i sekundární stěny ligninem. Když buňka dorostla a stěny dosáhly konečné tloušťky, z podélně uspořádaných buněk mizí protoplazma. Obrázek 4. Tečky a dvojtečky. tečka torus otevřená, uzavřená poloviční tečka dvojtečka Obrázek 5. Fibrily část fibrily složené z mikrofibril svazek fibril Kontrolní otázky : 1. Čím je vyplněný lumen buňky? 2. Z jakých vrstev se skládá stěna buňky? 3. Proč stěny buněk dřevnatí? 4
3 Doporučená literatura 1. Zdeňka Křupalová: Nauka o materiálech pro 1 a 2 ročník SOU učebního oboru truhlář, SOBOTÁLES Praha 1999, ISBN 80-85-92-0-57-3 5
4 Použitá literatura 1. Readerś Digest Výběr : Naše příroda, živočichové a rostliny střední Evropy, Praha 2000, ISBN 80-86196-15-1 2. Rudi Wagenführ : Obrazový lexikon dřevo, Grada Publishing 2002, ISBN 80-247-0346-7 3. Martinovský, Pozděna : Klíč a atlas stromů a keřů, Orbis Pictus 4. Hajduová, Balcar : Nauka o lese, Státní zemědělské nakladatelství Praha 1979, 4175 5. Kolektiv autorů : Dřevařská technická příručka, Nakladatelství technické literatury Praha 1970, 04-821-70 6. Liptáková : Chemia a aplikacia pomocných látok, VŠLD Zvolen, 85-1048-77, rok 1977 7. Márová : Materiály učební text pro rekvalifikační kurzy, SOU Lidická 600, rok 1991 8. Křupalová : Nauka o materiálech pro 1 a 2 ročník SOU učebního oboru truhlář, SOBOTÁLES Praha 1999, ISBN 80-85-92-0-57-3 9. Žák : Materiály pro 1.ročník SOU oborů zpracování dřeva a výroba hudebních nástrojů, Nakladatelství technické literatury Praha 1986, 3346 10. Lysý, Soumarová : Materiály pro 2 a 3.ročník SOU oborů zpracování dřeva a výroba hudebních nástrojů, Nakladatelství technické literatury Praha 1975, 3305 6
5 Seznam obrázků Obrázek 1. Rostlinná buňka.2 Obrázek 2. Dělení buněk..2 Obrázek 3. Schéma stavby buněčné stěny 3 Obrázek 4. Tečky a dvojtečky..4 Obrázek 5. Fibrily.4 7