Buňka, mikroskopování, pokusy

Buňka je základní stavební a funkční jednotkou živých organismů. Organismy mohou být v základu jednobuněčné či mnohobuněčné. U mnohobuněčných organismů soubory buněk tvoří tkáně (u rostlin též označované jako pletiva), z tkání se skládají orgány (např. srdce, mozek, list, květ…).

Buňka bakterií

Bakterie jsou jednobuněčné (či jejich buňky tvoří kolonie). Jejich buňka má DNA volně uloženou v cytosolu (nemá pravé jádro), je ohraničena cytoplazmatickou membránou, dále většinou buněčnou stěnou a případně pouzdrem (kapsulou).

Buňka rostlin, živočichů, hub aj.

Rostliny, živočichové, houby či prvoci/protisté patří mezi tzv. eukaryotní organismy, které v buňkách mají pravé jádro ohraničené membránou. Buňky eukaryotních organismů jsou stavebně složitější a zpravidla větší než buňky bakterií.

Přírodu lze zkoumat pomocí experimentů, při nichž dochází k jejímu cílenému ovlivňování, či pomocí prostého pozorování. Aktivní zkoumání přírody (v rámci výuky) pak lze označit za badatelství, v rámci něj dochází k identifikování problémů a pokládání otázek, jejich řešení a formulaci zjištěného. Na obdobných principech jako badatelství je založen i reálný vědecký výzkum.

Výzkumné otázky, hypotézy

Při zkoumání přírody a živých organismů si lze položit konkrétní výzkumnou otázku (např. Jak světlo ovlivňuje klíčivost semen hrachu?), či formulovat hypotézu (např. Semena hrachu vystavená světlu budou klíčit rychleji než semena hrachu ve tmě.). Hypotéza je předpoklad či tvrzení, jehož pravdivost či nepravdivost lze dokázat. Má podobu oznamovací věty. Hypotéza by měla být co nejvíce konkrétní. Pokud zkoumání vede k vyvrácení hypotézy, neznamená to, že se „nepovedlo“. I vyvrácení hypotézy vede k získání informací. Hypotéza nemůže „platit napůl“, pokud k tomuto směřuje, je obvykle chybně či nedostatečně konkrétně formulovaná.

Fáze zkoumání, pomůcky

Zkoumání lze obvykle rozdělit do těchto základních fází:

• Rozmyšlení zkoumaného problému, navrhování postupu, který by vedl k jeho objasnění (včetně výběru vhodných pomůcek). Formulace otázek či hypotéz.
• Samotné provedení experimentu či pozorování, záznam dat.
• Formulace výsledků.
• Identifikace návazných problémů a témat ke zkoumání. Reflexe provedeného postupu (co by se dalo udělat jinak/lépe).

Ke zkoumání přírody v základu není nutné nákladné vybavení, to je zpravidla potřeba zejména pro odborný výzkum na mikroskopické/molekulární úrovni.

V rámci laboratorní práce v biologii je užitečné znát základní pomůcky. Běžnou součástí biologické práce v laboratoři je mikroskopování. Při práci v laboratoři je nutné dodržovat bezpečnostní zásady (např. opatrně pracovat s ostrými nástroji, dát pozor na poruchy při připojování mikroskopu do elektřiny aj.).

Základní pomůcky

• pinzeta (a) – K uchopování či přenášení (částí) přírodnin. Existují různé typy, např. entomologická pro jemnou manipulaci s bezobratlými, anatomická využitelná při pitvě.
• skalpel (b) – Slouží k řezání, mnohdy mívá vyměnitelné čepele. K oddělování materiálu též může sloužit žiletka (c) či nůžky.
• kapátko/plastová pipeta (d) – K dávkování malého množství tekutin.
• preparační jehla (e) – K přenášení malého množství tkáně (např. dužniny plodu, lístku mechu aj.).

a – pinzeta

b – skalpel

c – žiletka

d – plastová pipeta

e – preparační jehla

Výše zmíněné pomůcky bývají běžně pohromadě v preparační sadě. Při biologické práci se využívá i mnohé skleněné nádobí, např. Petriho misky (g), kádinky (h) či zkumavky (i). Při mikroskopování mají uplatnění i skla (podložní, krycí), vizte dále.

g – Petriho miska

h – kádinka

i – zkumavka

Optický mikroskop

Záznam pozorování by měl obsahovat identifikaci přírodniny a použité zvětšení (součin zvětšení okuláru a objektivu). Nákres se provádí ostrou grafitovou tužkou (obyčejnou tužkou, mikrotužkou…), což zajistí adekvátní přesnost kresby. Kresba může pohromadě zobrazovat různé roviny ostrosti.

Grafický záznam by měl být dostatečně velký (např. na víceméně celou šířku papíru), případně může obsahovat i popisky pozorovaných struktur (jasně propojené s danými strukturami). Pokud by byl záznam koncipován jako protokol, měl by obsahovat i závěr (např. stručné informace o přírodnině, souvislost s tím, co bylo pozorováno).

Projevy života

Mezi projevy/znaky živých soustav patří zejména:

• dědičnost – Předávání znaků potomkům, „návod“ na znaky je zapsán v nukleových kyselinách (DNA, RNA).
• rozmnožování
• dráždivost – Reakce na podněty, udržování stálého vnitřního prostředí (homeostáza). S dráždivostí může souviset pohyb.
• látková přeměna (metabolismus) – Souvisí s přijímáním živin (potravy), vylučováním či buněčným dýcháním (živiny se reakcí s kyslíkem mění na oxid uhličitý a vodu, uvolňuje se využitelná energie). Některé organismy provádějí fotosyntézu: z oxidu uhličitého a vody za účasti energie světla vznikají živiny a kyslík.
• vývoj
  • v rámci jedince (ontogeneze) – Souvisí s růstem.
  • v rámci druhu (fylogeneze) – Souvisí s evolucí. Průkopníkem myšlenky evoluce hnané přírodním výběrem byl Charles Darwin (1809–1882).

Podmínky života

Živé organismy potřebují určité chemické látky (např. minerální látky, vodu, vzduch, živiny) a energii (zejména ve formě tepla, světla). Zároveň potřebují být chráněné před nepříznivými vlivy (např. UV zářením, ionizujícím zářením – např. kosmickým zářením z vesmíru). Organismy potřebují také prostor pro život, často se jedná o rozhraní prostředí či povrch (např. suchozemské organismy se obvykle pohybují na rozhraní litosféry a atmosféry).

Podmínky života pro 1. stupeň ZŠ