6. Buňka VI. - vakuoly buněk barevných plodů

Parametry úlohy

	Obtížnost:	lehké
	Časová náročnost:	30 minut
	Materiálová náročnost:	nenáročné
	Druh materiálu:	volně rostoucí a kulturní rostliny
	Čím pozorujeme:	mikroskop
	Téma:	Buňka Krytosemenné rostliny dvouděložné
	Roční období:	září, říjen, listopad

Teoretický úvod

Vakuoly rostlinných buněk patří mezi nejrozměrnější membránové organely, u některých buněk mohou zabírat většinu vnitřního prostoru. Povrch vakuol kryje membrána označovaná jako tonoplast (tonus = vnitřní napětí buňky, odkazuje na funkci membrány udržet stálé osmotické prostředí buňky) s řadou přenašečových systémů. Je semipermeabilní (polopropustná).

Obsah vakuol se nazývá buněčná šťáva, po chemické stránce ji tvoří z 80 % voda a zbytek v ní různé rozpuštěné anorganické i organické látky (cukry, tuky, bílkoviny, aminokyseliny, organické kyseliny, alkaloidy, barviva aj.). Vakuoly obsahují také enzymy nutné k průběhu metabolických přeměn látek, např. lytické enzymy, které zajišťují rozklad složitějších látek na jednodušší molekuly.

Pro mladé rostlinné buňky je charakteristický větší počet menších vakuol, u starších buněk se spíše setkáváme s jednou velkou vakuolou, která jádro a zbytek protoplastu zatlačí k buněčné stěně. Soubor vakuol v buňce se nazývá vakuom.

Barvivem, které se ve vakuolách rostlinných buněk vyskytuje nejčastěji, je fialový antokyan, jehož konkrétní zbarvení závisí na pH buněčné šťávy. Pokud budeme preparát barvit kyselým činidlem (např. octem), dochází k zčervenání vakuol, v případě použití zásaditého činidla (např.amoniaku) vakuoly zmodrají. U některých rostlin je barva květů ovlivněná pH půdy, ve které rostou – v kyselých půdách jsou květy červené, v zásaditých modré. Klasickým příkladem květin, u kterých pH půdy ovlivňuje pH buněčné šťávy vakuol a tím i barvu květů, jsou hortenzie.

Materiál

Bobule ptačího zobu (Ligustrum vulgare), bobule rybízu červeného (Ribes rubrum), malvičky hlohyně šarlatové (Pyracantha coccinea).

Pomůcky

Mikroskop, skalpel, preparační jehla, podložní a krycí sklíčka, kapátko, preparační jehla, filtrační papír, voda, barvivo kongo červeň.

Úkoly

1. Pozorování vakuol v buňkách dužniny plodu ptačího zobu obecného

Pomocí skalpelu rozřízněte jednu z bobulí ptačího zobu a preparační jehlou odeberte velmi malý kousek fialově zbarvené dužniny zpod slupky. Vzorek přeneste do kapky vody na podložní sklíčko. Pomocí preparační jehly rozmělněte dužninu a preparát přikryjte krycím sklíčkem. Přebytečnou vodu odsajte filtračním papírem. Pozorujte preparát pod mikroskopem, zakreslete několik buněk, ve kterých zaznamenáte tvar a velikost vakuol. Preparát obarvěte kongočervení – k hraně krycího sklíčka přikápněte kapku kongočerveně a přiložte filtrační papír k protilehlé hraně krycího sklíčka. Takto prosajete barvivo přes preparát. Obarvený preparát pozorujte pod mikroskopem, zakreslete několik buněk s obarvenými vakuolami.

2. Pozorování vakuol v buňkách dužniny malvičky hlohyně šarlatové

Skalpelem nařízněte pokožku malvičky hlohyně, kousek vyřízněte a preparační jehlou naberte malý vzorek žluté dřeně zpod slupky. Přeneste jej do kapky vody na podložním skle a dobře rozmělněte. Preparát přikryjte krycím sklem a pozorujte pod mikroskopem. Zakreslete několik buněk dřeně a vakuoly v nich.

3. Pozorování vakuol v buňkách dužniny červeného rybízu

Skalpelem rozřízněte bobuli červeného rybízu, preparační jehlou odeberte velmi malý kousek dužniny a přeneste jej do kapky vody na podložní sklíčko. Odebraný vzorek dužniny v kapce vody rozmíchejte a přikryjte jej krycím sklem. Preparát pozorujte pod mikroskopem, zakreslete několik buněk s dobře viditelnými vakuolami.

Výsledky pozorování

V preparátu z dužniny ptačího zobu vidíme poměrně velké buňky s velkými vakuolami, které zabírají někdy i celý prostor buňky. Nebarvené vakuoly mají červenofialové zabarvení, při obarvení kongočervení (zásadité barvivo) jejich obsah zmodrá.

Buňky z dužniny hlohyně šarlatové také obsahují vakuoly, které vyplňují většinu prostoru buňky. U některých buněk můžeme pozorovat větší počet vakuol, jedná se o buňky mladší, u starších buněk pak obvykle vidíme jednu velkou vakuolu, vyplňující téměř celý prostor buňky.

U buněk dužniny červeného rybízu vidíme zřetelně červeně zbarvené vakuoly, vyplňující většinu prostoru buňky. V některých mladších bunkách se nachází větší počet vakuol.

Metodické poznámky a doporučení

K přípravě preparátu stačí skutečně nepatrné množství dužniny, při větší hustotě materiálu jsou jednotlivé buňky velmi špatně rozlišitelné.
Plody používané k preparaci by neměly být vyschlé.
V případě, že žáci pracují s jedlými plody přírodnin, připomeneme zásadu laboratorního řádu, která zakazuje při laboratorním cvičení v laboratoři jíst a pít.
K pozorování vakuol můžeme také použít listy červeného zelí (Brassica oleracea convar. capitata var. rubra), při barvení preparátu kyselým činidlem pak dochází až k zezelenání vakuol.
Protože červený rybíz není v období školního roku dostupný, můžeme zkusit použít bobule zmrazené.
K tématu buňka se vztahují také úlohy 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 a 9.

Obrazová dokumentace


Ptačí zob (Ligustrum vulgare) – Vakuoly v dužnině bobule ptačího zobu. Vlevo: vitální preparát ve vodě. Vpravo: vitální preparát barvený kongočervení. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 40/okulár 10 + kamera CMOS 2	A – buňky s vakuolami v nativním preparátu; B – buňky s vakuolami po reakci se zásaditým barvivem; 1 – buněčná stěna; 2 – vakuola; 3 – vakuola se zásaditým obsahem (po obarvení kongo červení); 4 – cytoplazma


Hlohyně šarlatové (Pyracantha coccinea)- Vakuoly v dužnině bobule hlohyně. Vitální preparát ve vodě. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 40/okulár 10 + kamera CMOS 2	1 – buněčná stěna; 2 – vakuola; 3 – cytoplazma


Rybíz červený (Ribes rubrum) – Vakuoly v dužnině rybízu červeného. Vitální preparát ve vodě. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 20/okulár 10 + kamera CMOS 2	1 – buněčná stěna; 2 – vakuola; 3 – cytoplazma