Téma: Eukaryotická buňka I

Praktické cvičení č. 1
Téma: Eukaryotická buňka I
Úvod: Buňka je základní stavební a funkční
jednotkou každého organizmu. Rozlišujeme
buňky prokaryotické (buňky bakterií a sinic) a
buňky eukaryotické (buňky hub, buňky
živočišné a buňky rostlinné).
V rostlinných buňkách vhodných zástupců
můžeme pozorovat i jednotlivé organely –
jádro, jadérko, vakuoly, plastidy (zelené
chloroplasty, barevné chromoplasty nebo
bezbarvé zásobní leukoplasty) a některé další
struktury. Právě pozorování buněk a
buněčných organel je cílem tohoto praktika.
Materiál a pomůcky: mikroskop a potřeby
k mikroskopování, skalpel, preparační jehla,
žiletka, Petriho misky, Lugolův roztok,
rostlinný materiál podle vybraných úloh.
Proveďte následující úkoly. Do svých protokolů
zhotovte dostatečně velké nákresy. Nákresy musí
být opatřeny popisem (co bylo pozorováno,
jednotlivé zakreslené útvary, zvětšení). U každého
úkolu také stručně uveďte postup přípravy
preparátu.
Úkoly:
1) Buněčné jádro
Jádro – nucleus (karyon) je řídicí organelou eukaryotických buněk, v níž je uložena většina genetického materiálu buňky –
deoxyribonukleové kyseliny (DNA). V době mezi dělením je jádro uzavřeno dvojitou jadernou membránou – karyotékou prostoupenou
otvory – jadernými póry, které umožňují průnik specifických makromolekul, např. ribonukleové kyseliny RNA. Kromě DNA, uložené
v jádře ve formě chromatinu (DNA s pomocnými bílkovinami), se v jádře ještě vyskytuje jedno nebo více jadérek (nukleolus) a polotekutá
karyoplazma. Svou funkcí – řídí veškeré metabolické dráhy v buňce, zajišťuje přenos dědičných vlastností při rozmnožování – je jádro
nepostradatelnou buněčnou organelou.
Pozorování jader v buňkách pokožky cibule a voděnky
Stáhněte pokožku cibule a část ji umístěte rozprostřenou do kapky vody na podložním skle. Přikryjte
krycím sklem a pozorujte. Pokud jste našli buňky s jádry, přikápněte k hraně krycího skla Lugolův roztok
a pomocí filtračního papíru prosajte. Jádro se obarvilo žlutohnědě, jeho obrysy jsou ostřejší a cytoplazma
s buněčnou stěnou jsou světle žlutohnědé. Pozorujte tvar jader, několik buněk s jádry zakreslete.
Co je Lugolův roztok? Jaké látky se jeho použitím dokazují?
2) Chloroplasty
Chloroplasty jsou zelené fotosynteticky aktivní plastidy. Vyskytují se v zelených částech téměř všech vyšších rostlin (s výjimkou některých
parazitických druhů), najdeme je i u řas. Obsahují především různé typy zeleného barviva chlorofylu (základní fotosyntetický pigment), ale
i další barviva – karotenoidy, xantofyly, u sinic a některých řas také fykobiliny (fykocyan a fykoerytrin). Chloroplasty vyšších rostlin mají
nejčastěji čočkovitý tvar; v každé buňce jich bývá několik desítek. Povrch chloroplastů kryje dvojitá membrána, jejíž vnitřní část vytváří
systém plochých váčků – thylakoidů, v nichž jsou fotosyntetické pigmenty uloženy. Při stárnutí listů, stonků či plodů ztrácejí chloroplasty
vlivem rozkladu chlorofylu zelenou barvu a mění se na chromoplasty. Tento proces je nápadný např. při vybarvování listů na podzim nebo
při zrání plodů.
Chloroplasty v buňkách listu měříku a rašeliníku
Pinzetou utrhněte mladý lístek měříku, vložte ho do kapky vody na podložním sklíčku a dokončete
úpravu preparátu. Pozorujte a zakreslete tvar a počet chloroplastů.
Stručně vysvětlete význam chloroplastů v buňkách rostlin.
3) Chromoplasty
Chromoplasty jsou fotosynteticky neaktivní plastidy žluté, oranžové či červené barvy. Jejich zbarvení je podmíněno
přítomností specifických barviv – červených, oranžových a žlutých karotenoidů a žlutých a žlutohnědých xantofylů.
Chromoplasty se vyskytují ve zralých plodech, květech, barevně se uplatňují v podzimním listí, někdy jsou obsaženy
i v kořenech (např. u mrkve).
Chromoplasty v dužnině šípku a papriky (nebo rajčete)
Žiletkou nebo skalpelem prořízněte pokožku šípku. Odehněte ji a preparační jehlou seškrábněte malé
množství podpovrchového, oranžově zbarveného pletiva; to přeneste do kapky vody na podložním skle.
Pletivo preparační jehlou rozmělněte a připravte mikroskopický preparát. V buňkách pozorujte
chromoplasty zbarvené karotenoidy do oranžova. Zakreslete tvar těchto organel.
Jaký význam má červené zbarvení plodů šípku?
4) Tečky v buněčných stěnách
V buněčné stěně se zpravidla nacházejí tzv. tečky (malé otvory), kterými procházejí plazmodezmy - vlákna cytoplazmy spojující
protoplasty sousedních buněk. V rámci rostlinných pletiv či celých rostlin se pak často užívá pojem symplast (pro navzájem propojené
protoplasty sousedních buněk) a apoplast (pro systém jejich buněčných stěn a mezibuněčných prostor).
Tečky v buněčných stěnách lístků dvouhrotce chvostnatého
Pinzetou odtrněte lístek dvouhrotce a přestřihněte ho v horní třetině. Zbývající větší část lístku použijte
k přípravě mikroskopického preparátu. Pozorujte a zakreslete tvar buněk, zakreslete tečky v buněčných
stěnách.
Co jsou to plazmodezmy? Jaký mají význam?
5) Buněčné inkluze – škrobová zrna
Při metabolismu rostlinných buněk vznikají vedlejší produkty označované jako buněčné inkluze. Tyto látky, které nejsou samy
o sobě metabolicky aktivní, se hromadí v cytoplazmě nebo jsou uloženy ve vakuolách, případně v jiných organelách buňky.
Buněčné inkluze jsou buňkou buď dále využívány (např. škrobová zrna uložená v amyloplastech některých buněk), nebo se
jedná o látky odpadní (např. uhličitan vápenatý, šťavelan vápenatý).
Škrob je polysacharid a je nejdůležitější zásobní látkou vyšších rostlin. Polymerací glukózy vzniklé v procesu fotosyntézy se
tvoří škrob asimilační, ten se ukládá v zásobních orgánech rostlin (plodech, semenech, hlízách, kořenech aj.) jako škrob
zásobní. V rostlinné buňce je škrob uložen ve specializovaném typu plastidů – amyloplastech ve formě škrobových zrn.
V průběhu růstu mohou škrobová zrna protrhnout membránu amyloplastu a uvolnit se do cytoplazmy. Tvar a velikost
škrobových zrn jsou pro určitý rostlinný druh charakteristické. Podle počtu jader rozlišujeme škrobová zrna jednoduchá (jedno
jádro) nebo složená (více jader). U některých škrobových zrn můžeme pozorovat jednotlivé vrstvy, z nichž je škrobové zrno
složeno – tato vrstevnatost je dána kolísajícím obsahem vody. Po vyschnutí obsahují zrna dutinu se vzduchem.
Buněčné inkluze - škrobová zrna v buňkách hlízy lilku bramboru
Preparační jehlou seškrábněte trochu pletiva z vnitřku hlízy lilku bramboru. To přeneste do kapky vody
na podložním sklíčku. Přikryjte krycím sklíčkem, odsajte přebytečnou tekutinu. Pozorujte tvar a velikost
škrobových zrn a několik jich zakreslete.
Buněčné inkluze - škrobová zrna kukuřice v pudinkovém prášku
Na špičku preparační jehly naberte malé množství pudinkového prášku a ten přeneste do kapky vody na
podložním sklíčku. Prášek ve vodě rozmíchejte. Přikryjte krycím sklíčkem, odsajte přebytečnou tekutinu.
Pozorujte tvar a velikost škrobových zrn a několik jich zakreslete.
Buněčné inkluze - škrobová zrna pryšce
Skalpelem odřízněte kousek větvičky pryšce. Do kapky vody na podložním sklíčku zachyťte kapku
vytékajícího latexu. Přikryjte krycím sklíčkem, odsajte přebytečnou tekutinu. Pozorujte tvar a velikost
škrobových zrn a několik jich zakreslete.
Pozn. S pryšcem pracujte opatrně! Dejte pozor, aby vám nepotřísnil kůži nebo nevnikl do oka!
Jaký je význam škrobu v buňkách rostlin?
Porovnejte velikost, tvar a strukturu škrobových zrn různých zástupců. Uveďte charakteristické znaky,
jimiž se různá škrobová zrna liší.