Sešit pro laboratorní práci z biologie
téma:
List – anatomie
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 Anatomie vegetativních orgánů semenných rostlin List (Fylom) 1) Motivace: List je nadzemní, plochý vegetativní orgán, mezi jehož primární funkce patří fotosyntetická asimilace, transpirace a výměna plynů mezi vnějším prostředím a listovým mezofylem. Těmto funkcím odpovídá anatomie listu. 2) Úkol: Pozorování, srovnání a nákresy anatomie listů vybraných rostlin. 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 čepele listu tak, abychom řezem získali příčný řez. 2. Provedeme několik řezů (co nejtenčích řezů). 3. Na čisté podložní sklíčko kápneme kapku H2O. 4. Do kapky vložíme mikroskopický preparát. 5. Preparát uzavřeme 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 nejzřetelnější 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).
Teoretický základ: Anatomickou stavbu listů tvoří: -
Krycí pletivo – epidermis svrchní a spodní strany listu
-
Základní asimilační pletivo – mezofyl
-
Pletiva vodivá a zpevňovací – cévní svazky a jejich pochvy
Podle anatomické stavby rozlišujeme dva základní typy listů: -
List bifaciální – příčný řez nelze rozdělit v podélné ose na přibližně stejné poloviny. Obyčejně je mezofyl rozdělen na palisádový a houbový parenchym. Palisádový parenchym pod svrchní epidermis, houbový pod spodní epidermis.
-
List monofaciální – příčný řez lze rozdělit na shodnou svrchní a spodní část listu – (kosatec) nebo s příčným řezem válcovitým nebo kruhovitým – (sítiny, šídlatky) s kolaterálními cévními svazky nebo s jedním dřevostředným cévním svazkem
Příčný řez monofaciálním listem mečíku (Gladiolus)
hrana listu zpevněná sklerenchymem
pokožka s trichomy
nerozlišený listový mezofyl
parenchymatické buňky
cévní svazky se sklerenchymem
Příčný řez bifaciálním listem ořešáku vlašského (Juglans regia)
pokožka se silnou vrstvou kutikuly (svrchní strana listu)
palisádový parenchym
pokožka s průduchy (spodní strana)
houbový parenchym
mezibuněčné prostory
Příčný řez jehlicí jedle douglasky (Pseudotsuga) pokožka s kutikulou palisádový parenchym
pryskyřičný kanálek xylém houbový parenchym kolaterální cévní svazek floém
Pokožka, epidermis listu – bývá jednovrstevná, zřídka vícevrstevná. Buňky pokožky nemají chloroplasty, jejich vnější buněčné stěny bývají impregnovány kutinem a vosky (vznik kutikuly). Svrchní epidermis bývá tvořena většími buňkami se silnější vrstvou kutikuly a bývá v ní méně trichomů než v epidermis spodní. V té je pak zase zpravidla většina průduchů. U rostlin s listy na vodní hladině jsou průduchy na svrchní straně listu. U vodních rostlin a rostlin nezelených (hlístník, hnilák) se průduchy nevyskytují. Průduchy, stomata mají provětrávací funkci, umožňují výměnu plynů (O2, CO2) a difuzi vodních par z listu do ovzduší (stomatární transpirace). Stomatární transpirace uvádí do pohybu transpirační proud a ochlazuje rostlinu. Umístění průduchů na listu, tvar a velikost svěracích buněk průduchů je pro každý druh charakteristické. Hustota průduchů a jejich délka vypovídá o charakteru stanoviště, na kterém se rostlina nalézá. Mezofyl listové čepele, chlorenchym – tvoří asimilační pletivo s buňkami bohatými na chloroplasty a systémem mezibuněčných prostor (intercelulár). V mezofylu se mohou nalézat také mléčnice, idioblasty, pryskyřice kanálky, sklereidy, fytolity. Anatomická stavba mezofylu C3 a C4 rostlin. C3 rostliny mají obvykle mezofyl rozlišený na palisádový a houbový parenchym. Palisádový parenchym tvoří vysoké cylindrické buňky, v jedné nebo více řadách. Houbový parenchym tvoří nepravidelné buňky s výběžky, kterými se navzájem dotýkají. Tímto se zde vytváří intercelulární prostor, který je ohraničen rozsáhlým buněčným povrchem. C4 rostliny mají buňky seskupeny do několika vrstev věnčitě uspořádaných buněk s rozdílným způsobem fixace CO2. Vnitřní vrstva buněk (buňky pochev cévního svazku) váže CO 2 v Calvinově cyklu (po předchozí dekarboxylaci kyseliny jablečné, vytvořené v buňkách mezofylu). Buňky mezofylu na ně navazují jako radiálně uspořádané buňky, které vážou CO 2 pomocí Hatch-Slackova cyklu za vzniku kyseliny jablečné. (Akceptorem CO2 je fosfoenolpyruvát). Cévní svazky (a jejich pochvy) – vytvářejí v čepeli listů žilnatinu. Nejběžnějším typem je kolaterální cévní svazek, dřevní část je přitom orientována k svrchní straně, lýková k spodní straně čepele listů. Cévní svazky odstupují od stonku do řapíku listů v nodech (tzv. listové stopy). Na jizvách po opadu listů je lze pozorovat jako tečky. Počet listových stop je u různých druhů rostlin různý. U většiny cévnatých rostlin jsou cévní svazky obklopeny pochvami z parenchymatických či sklerenchymatických buněk. Anatomické odlišnosti stavby listů jehličnanů: Morfologickou stavbou se řadí mezi jehlicovité nebo šupinovité listy. Na povrchu je silná vrstva kutikuly. Průduchy jsou zanořeny pod úroveň epidermis. Mají silnou buněčnou stěnu často lignifikovanou. Také buňky epidermis i hypodermis jsou silnostěnné. Průduchy jsou seskupeny do řad a na zimu jsou zaslepeny voskem. (adaptace na nedostatek vody v zimě).
Rostliny se přizpůsobují vnějším podmínkám nejlépe pomocí adaptací listů. Adaptace mohou být dvojího typu. Konstitutivní adaptace: -
genetický podklad.
-
vyvinuly se na základě dlouhodobé selekce v průběhu evoluce.
-
nezávislé na současném působení vlivů prostředí.
Modifikační adaptace (aklimatizační adaptace): -
plocha listů
-
délka a hustota stomat
-
velikost a hustota trichomů
-
tloušťka mezofylu
Na vývoj listů mají vliv zejména teplotní, vlhkostní, světelné, půdní a výživové poměry stanoviště. Z celé řady adaptací uvedeme následující dvě: Xeromorfní adaptace Umožňují xerofytům (rostliny suchobytné) lépe hospodařit s vodou díky silné kutikule na svrchní pokožce listů, zanořeným průduchům, lokalizace průduchů na spodní straně listů, hromaděním vody v pletivech listů. Heliomorfní adaptace Chrání heliofyty (rostliny světlobytné) před radiací díky silné vrstvě lesklé kutikuly s vosky (zvýšení odraznosti světla), malému povrchu listů, přítomností trichomů (zastínění pokožky). Modifikační xeromorfní i heliomorfní adaptace listů lze vysledovat i v rámci jedné rostliny u listů vystavených intenzivnímu slunečnímu záření a listů zastíněných. Rozdíly mezi osluněnými a zastíněnými listy: osluněný list:
×
zastíněný list:
menší plocha
větší plocha
větší tloušťka
menší tloušťka
vyšší palisádový parenchym
nižší palisádový parenchym
více sklerenchymatických pletiv
méně sklerenchymatických pletiv
silnější kutikula
slabší kutikula
Protokol k laboratornímu cvičení List (fylom) Jméno:
Třída:
Datum:
Úkol: Pozorování a nákres anatomie listu v příčném řezu. 1.) Podle návodu zhotovte preparát příčného řezu listu 2.) Proveďte náčrt a popište jednotlivé části pozorovaného řezu 3.) Odpovězte na následující otázky: a) Kde budeme hledat průduchy u suchozemských rostlin s bifaciálním typem listu?
b) Obsahují buňky pokožky (epidermis) chloroplasty?
c) Jakou funkci plní kutikula?
d) Uveď alespoň čtyři modifikace listu.
e) Proč jehličnanům na zimu neopadávají jehlice?
Náčrtek s popisem:
Závěr:
Poznámky k laboratorní práci a výkladu vyučujícího:
-
pro mikroskopování a srovnání jsou vhodné řezy listů různých nahosemenných, jednoděložných i dvouděložných rostlin (jehlice smrku, jedle, borovice, modřínu; listy trav, sítin, tulipánu, mečíku, kosatce, pelargonií, přísavníku, břečťanu, buku…)
-
dvojice žáků vytváří řezy alespoň dvou druhů rostlin s rozdílnými typy listů (jehlice jehličnanů × listy krytosemenných rostlin – srovnání)
-
je dobré připomenout význam epidermis s kutikulou pro ochranu listového mezofylu před UV zářením, a spolu s průduchy a chlupy i před ztrátou vody (upozornit na vliv emisí a imisí na předčasný opad listů a snížení vitality rostlinných společenstev)
-
stavbu epidermis – tvar průduchů a pokožkových buněk – je možné pozorovat pod mikroskopem pomocí otisku pokožky do průhledné izolepy, přenesené na podložní sklíčko
Použité fotografie byly pořízeny autorem laboratorní práce během pilotní výuky.
