Sbírka atraktivních úloh z biologie
Transkript
1 Obsah Slovoúvodem.......................................................................................................................................................................4 Hlavnídoményživota.......................................................................................................................................................5 Systematikaeukaryot.......................................................................................................................................................8 Molekulárnífylogenetika.............................................................................................................................................14 1.Viry,viroidy,prionyadalšínebuněčnéčástice...........................................................................................18 2.Bakterie...........................................................................................................................................................................23 3.Sinice................................................................................................................................................................................32 4.Archaea............................................................................................................................................................................35 5.Excavata..........................................................................................................................................................................38 6.SARI.(Stramenopiles).............................................................................................................................................44 7.SARII.(Rhizaria,Alveolata)..................................................................................................................................47 8.Amoebozoa....................................................................................................................................................................54 9.Chytridie,hmyzomorkyaspájivé houby..........................................................................................................58 10.Vřeckovýtrusnéhouby..........................................................................................................................................63 11.Lichenizovanéhouby.............................................................................................................................................69 12.Stopkovýtrusnéhouby..........................................................................................................................................74 Autorskéřešeníúloh.....................................................................................................................................................79 Obrazovétabule...............................................................................................................................................................89 Seznampoužitéadoporučenéliteratury..........................................................................................................110 3 Slovo úvodem Milékolegyně,milíkolegové,případněstudenti,kterýmsedostalatatopublikacedorukou, dovolte,abychVámpředstavilSbírkuatraktivníchúlohzbiologieproblematickýchskupin organismů.VzniklajakovolnépokračováníSbírkyatraktivníchúlohzbotaniky,kteroujsem díkypodpořegrantemMHMPdaldohromadyvroce2011.SbírkabyVámmělazpřístupnit novétrendyvsystematiceorganismů.Kdosledujeproměnymodernísystematikyzejména eukaryotvposledníchletech,ví,žeseneustálesnovýmidatymění.Sicenenínutnétím zatěžovatstudentyvrámciběžnýchhodinzákladníbiologie,aleasibychommělivědět,cose děje.Právěproto,abyVásstudentinezaskočiliotázkamitypu:„Pročužnejsouhlenkyhouby?“, nebo„Pročsezkoumáléčbamaláriepomocíherbicidů?“,nebo„Pročužnejsouhnědé,zelené ačervenéřasyspolu?“,jetunašesbírka. Poprosiljsemospolupráciřadulidí„zoboru“,kteřísenavznikusbírkypodíleli.Chtělbych poděkovatJardoviNunvářoviaIvanuČepičkovizaúvodníkapitoly,JaničcePilátové,Ondrovi Koukolovi,JardoviNunvářoviaVlastěČepelovézarecenzisbírky,HanceMaškovézaúžasné obrázkovépřílohy,EvženuMarkalousovizatypografickoukorekturu,JirkoviŠevčíkoviza titulnílist,MajděHolcové,LenceSochorovéaJaněPilátovézapřípravupraktickýchcvičení prozávěrečnýseminář. Sbírkamápodobnoustrukturujakosbírkazbotaniky.Nabízírůznéproblémovéúlohy, doplňovačky,křížovky,schémataaotázkyzbiologievirů,bakterií,archeíavšech eukaryotickýchskupin,vyjmarostlinaživočichů.Opětjsemsepokusilrozdělitúlohyna základní(označenévykřičníkemzačíslemúlohy,např.2–1!)apokročilé,todefinitivní rozhodnutíopoužitelnostiúlohynechávámnaVašemuvážení.Zároveňnabízínámětyna laboratornícvičení(označenéLAB;užnešlomocdodržetschéma–najednukapitolučtyři úlohy,zejménastředoškolskéúlohynaviryaarcheaprostěneexistují).Úlohyjsemčerpal zcitovanéliteraturyavětšinuozkoušelnakroužkuBiologieprostředníškoly(Stanice přírodovědců,DDMPraha).Dvanáctobrazovýchtabulívhodnětextdoplňuje.Novum představujítřiúvodníkapitoly,kterésikladouzacílodstranitproblematickévnímání systematiky„malýchorganismů“apomoctVámvorientacivmodernítaxonomii. Nomenklaturačeskáilatinskávycházízejménazwebuwww.biolib.cz. Protožesbírkabyladokončovánavchvatu,omlouvámsepředemzavšechnychyby anedokonalosti.Budurádzajakoukolivzpě[email protected]. TakaťseVámsbírkalíbíadařísesjejípomocímíthodinybiologieatraktivní. PetrŠíma,autor 4 Hlavní domény života Přírodovědcizabývajícíseevolucísiodjakživakladliotázku,cobylprapůvodnípředekvšeho živého–jinýmislovy,jakvypadaloprimitivnítělotakovéhoorganismu.Tatoprabuňkase včeskémjazykovémprostředítradičněnazýváeobiont.Nicméně,vmezinárodníliteratuřese většinoupotkávámeslibozvučnýmakronymemLUCA (zangl.LastUniversalCommon Ancestor,posledníuniverzálníspolečnýpředek).Soudíse,žesuperprimitivníprabuňkaLUCA sestávalavpodstatězetřínezbytnýchkomponent.Cytoplazma(svolněuloženouDNA)byla vlastnímsamostatnýmprostředím,kdeprobíhalyživotníděje–metabolismus.Plazmatická membránacytoplazmuuzavíralaaizolovalaodvnějšího,vodnéhoprostředí(fosfolipidová dvojvrstvajeprovelkouvětšinulátekneprostupná,propouštíjen„povolené“molekuly pomocíspecifickýchmembránovýchkanálů).Nadmembránousenacházelabuněčná stěna, pevnýobalzpolymerníchmolekul.Vzhledemkvysokékoncentraciosmotickyaktivníchlátek vcytoplazměfungovalabuněčnástěnajakomechanickábariéraprotiprasknutívlivem osmotickéhopřetlaku. StavbousvýchbuněkodpovídajípraorganismuLUCAprokaryota– bakterie aarchea.Na tomnenínicpřekvapivého–prokaryotajsounejstaršíanejpůvodnějšíživotníformy,které známe.Vrámcibakteriírozlišujemedvěvelkéskupiny,grampozitivníagramnegativní bakterie,podleodlišnéhovýsledkuGramovabarvení.Zarozdílnoubarvitelnostjsou zodpovědnérozdílyvestavběbuněčnéstěny.Narozdílodgrampozitivníchbakterií, gramnegativníbuňkymajínadbuněčnoustěnoutzv.vnější membránu,opatřenoupóry. Kterázobouskupinbakteriíjepůvodníakteráodvozená,nelzesjistotouzjistit–jejich evolučníseparacenastalatakdávno,žedokonceisekvencejejichDNAneposkytují použitelnouinformacipromolekulárně-fylogenetickéanalýzy(vizkapitola Molekulární fylogenetika)–natototémabylyudělánydesítkystudií,sdiametrálněodlišnýmizávěry. Nicménělzesedůvodnědomnívat(aněkterézajímavéteorietomunahrávají),že grampozitivníbakteriepředstavujíevolučněpůvodnítypuspořádáníprokaryotickébuňky sjedinoumembránou(tentostavseostatněvyskytujeiujejichsestersképrokaryotnískupiny –archeí). Archeabyladlouho(aždokonce70.let) systematickyřazena„najednuhromadu“ spolusbakteriemi,díkypraktickytotožné mikroskopickéstavbějejichbuněk.Až molekulárnífylogenetikavyčlenilaarchea jakosamostatnounadříši,sesterskou bakteriím.Ukázalose,žestavbousvých molekulseobětytoskupiny fundamentálněliší.Nejlépejetovidětna příkladufosfolipidůplazmatické membrány.Zatímcovbakteriálních fosfolipidechjsounevětvenéalkylové http://en.wikipedia.org/wiki/Archaea 5 skupiny(5)mastnýchkyselinpřipojenykeglyceroluesterovouvazbou(6),uarcheíjsou součástífosfolipidůpolyizoprenovéjednotky(1),vázanééterovouvazbou(2).Rovněžchirální konfiguracenaprostřednímuhlíkuglycerolujeopačná(3,7). Odbakteriísearcheadáleodlišujíaparátemrealizacegenetickéinformace,tj.molekulami, kteréseúčastníreplikace,transkripceatranslace.Tytomolekulyjsoudokoncemnohem příbuznějšíeukaryotnímorganismůmnežbakteriím!Donedávnabylaarcheaprotokladena dotěsnéevolučníblízkostieukaryotům.Vposledníchletechpřišlimolekulárnífylogenetikové sešokujícím,avšakvelmidobřepodloženýmzjištěním:jádroeukaryotickýchbuněkvzniklo přímoz archeálního mikroorganismu.Zfylogramuníželzevyvodit,žeeukaryota (vobdélníku)sevyštěpujíjakovnitřnískupinaarcheí(velipsách). Zdroj: Williams T A , and Embley T M Genome Biol Evol 2014;6:474-481 Eukaryotajsoubuněčnouchimérou(hybridem).Kroměarcheálnísložkysepřivzniku eukaryotzásadnímzpůsobemuplatnilabakteriezeskupinyalfaproteobakterií,kterábyla pohlcenaavprocesunazývanémendosymbiózadalavzniknoutmitochondrii.Vzhledem ktomu,žeuvšechhlavníchskupineukaryotmitochondrienalézáme(aťužvklasickéformě nebopozměněnéjakohydrogenozómynebomitozómy),soudíme,žepůvodníeukaryotjiž mitochondrievesvébuňceobsahoval.Podleširocepřijímanéteorienásledujeobjeveníse eukaryotpovznikuoxygenní fotosyntézy.Přítomnostkyslíkujeproanaerobníbakterie, kterétehdyzcelapřevládaly,toxická.Mitochondrietedymožnáplnilydvěfunkce–ochrana 6 eukaryotickébuňkypředtoxickýmiúčinkykyslíkuazároveňprodukceenergieaerobní respirací. Jižjsmesizčásticharakterizovaliprapůvodníeukaryotníjednobuněčnýorganismus.Tento předeksenazýváLECA(zangl.LastUniversalEukaryoticAncestor,posledníuniverzální předekeukaryot).VlastnostibuňkyLECArekonstruujemenazákladěbuněčnýchstruktur afunkcí,kteréjsouspolečnévšemskupinámžijícícheukaryot.Kroměpřítomnostijádra amitochondriebylaLECAcharakteristickápřítomnostítzv.endomembránových systémů, tj.endoplazmatickéhoretikulaaGolgihokomplexu.Součástíkomplexněuspořádaného eukaryotníhomembránovéhosystémujsouiexocytické a endocytické váčky.LECAměl patrněschopnostfagocytózy,tj.aktivníhopohlcovánívětšíchčástic.Fagocytickýzpůsob životapakumožňovalpredaci (živýchčimrtvých)prokaryot.Přechodkpredátorskému způsobuživotaotevřelpředkueukaryotcestukohromnémuapraktickynevyčerpatelnému zdrojipotravy–dotédobytvořilaprokaryotajedinouživotníformunaZemiabyla všudypřítomná. ZásadníevolučníinovacíuprabuňkyLECAbylvznik sexuality.Prokaryotníorganismyse množívýhradněnepohlavně,prostýmdělenímbuněk.Meiózaanáslednésplývání gamet, jevycharakteristicképrosexuálníprocesy,jsoupřítomnépraktickyuvšechznámých eukaryot(svýjimkounapříkladněkterýchhubavířníků).Evolučnívýznamsexualityjezřejmý –zajištěnívýměnygenetickéinformace,cožjenutnoupodmínkouproevolučnívariabilitu,tj. schopnostměnitvnásledujícíchgeneracíchsvévlastnosti(napříkladodolnostvůči parazitům).Podobnějakopřifagocytóze,klíčovýmproprůběhmeiózyjecytoskelet (další systémunikátníproeukaryota),jehožprostřednictvímseoddělujíhomologickéchromozomy. Jakvidíte,meziprokaryotyaeukaryotyjsouobrovské rozdíly.LECAneslapatrněvšechny znakymodernícheukaryotníchbuněk,cožznamená,ževšechnyvývojovémezičlánky(jichž bylovzhledemkpostupnémuvznikuplejádyeukaryotníchznakůpoměrněhodně)se nezachovaly.Vznikeukaryotbylvrámcievoluceživotazcelaunikátníudálostíjaksvou komplexitou,takúspěšnostívzniklýchorganismů. Stranouponechámeevolučnípůvodvirů,pronějžneexistujížádnéindicieaoněmžmůžeme tedyjennepodloženěspekulovat. J.Nunvář 7 Systematika eukaryot Ikdyždnesnenípochybotom,žeeukaryotickábuňkavzniklaběhemevoluceživotanaZemi pouzejednou,vědcisenemohoushodnoutnatom,kdyajakktétoudálostidošlo.Většíčást odbornéveřejnostisekloníkmyšlence,žeeukaryotajsoublízcepříbuznáarcheím(aťužjako jejichsesterskáčivnitřnískupina).Ikdyžprvníeukaryotickábuňka(FECA=FirstEukaryotic CommonAncestor)jedosudobestřenatajemstvím,ohypotetickémposlednímspolečném předkovidnesžijícícheukaryotickýchlinií(LECA)tohovímepoměrněmnoho(vizpředchozí kapitolu).Obvykleseodhaduje,žeLECAžilpřibližněpřed1,5až2miliardamilet;očasu,který uplynulmeziFECAaLECA,sepouzespekuluje.PoobdobíLECAnásledovalasérierychlých diverzifikacíabrzyvzniklydnešníhlavnílinieeukaryot. Kpochopeníranéevoluceeukaryotickébuňkyzásadněpřispělvýzkumsoučasných jednobuněčnýcheukaryotickýchorganismů,protist.Právědíkyněmujsmednes(přibližněod roku2012)schopnipoměrněpřesněrekonstruovatmorfologiiaživotnípochodyLECAvčetně takovýchdetailů,jakojsouprůběhcytoskeletárníchútvarů,početaumístěníbičíkůnabuňce apřítomnostřadygenůvgenomu.Výzkumprotistjevšaknezbytnýipropochopenídiverzity eukaryotajejichevolucevdoběpoLECA.Jižpředněkolikadesítkamiletsitotižvědci uvědomili,žeprotista,ačdruhověvelmichudívesrovnánísnotorickyznámými mnohobuněčnýmiživočichy,rostlinamiahoubami,veskutečnostitvořívětšinuzněkolika desítekzákladníchevolučníchliniíeukaryotickýchorganismů(zdejeovšempotřebataké zmínit,žemnohobuněčnostvzniklavrámcieukaryotmnohokrátnezávislenasobě). Jepochopitelné,žerekonstrukcefylogenezeskupinystarédvěmiliardyletsseboupřináší mnohoproblémů.Jedinétechnikypoužitelnéještěpředzhrubapatnáctilety,tj.srovnávací morfologieafylogenetickéanalýzyzaloženézpravidlanajednomgenu,vtomtoúkoluselhaly. NaštěstímetodymasivnísekvenacestlačilypředněkolikaletycenusekvenováníDNAnatolik, žesednesvelmilevněrutinněsekvenujícelégenomynebotranskriptomyivelmiobskurních organismů,ukterýchsenedáočekávat,žebyspolečnostbylaochotnaposkytnoutnajejich výzkumvětšífinančníprostředky.Kdispozicijetedymnohodat,kterásedajípoužítrůznými způsoby.Asinejčastějijsouprováděnyfylogenomickéstudie,kdysezároveňanalyzujemnoho (ivícenež200)genůnajednou.Fylogenomickéanalýzyvšaktrpíněkterýmizávažnými problémyaněkdypřinášejízavádějícívýsledky.Asinejznámější(ikdyžzdalekanenejhorší) komplikacíje,žejednotlivégenyčastonesdílejíevolučníhistoriivinoulaterálníhogenového transferu(LGT,„vypůjčenísi“genůodnepříbuznéhoorganismu).Nadruhoustranu,pokud dvaorganismysdílejílaterálnígenovýtransfer(např.získalyvminulostigenodstejného druhubakterie),dásesvelkoupravděpodobnostíočekávat,žektomutoLGTdošloujejich společnéhopředka,neboližesijsounavzájempříbuzné. Proeukaryotickéorganismyjetypické,žejednotlivégenyvjejichgenomu(koneckoncůicelé genomy)majíneustáloutendenciseduplikovat,zdvojovat.Většinoujednakopie duplikovanéhogenubrzyzanikne,alevněkterýchpřípadechseuchovajíoběpovelmi dlouhoudobu.Každáztěchtokopiísemůžeponějakémčaseopětduplikovat,přičemžvzniklé kopieopětmajívelkoušancizaniknout,alemohoupřežítipovelicedlouhoudobuaopětse 8 duplikovat.Výsledkemtohotoprocesuje,žeeukaryotickégenomyobsahujíněkolikažvelmi mnohorůzněstarýchkopiívětšinygenů.Pořadíproběhlýchduplikací,kteréjemožno zrekonstruovat,jeopětmožnovyužítpřistudiuranéevoluceeukaryot. Jednazmálastruktur,kterájevelmiběžnávsoučasnýcheukaryotickýchbuňkáchakterá organismuLECAtéměřurčitěchyběla,jeplastid,fotosyntetickáorganela.Všechny eukaryoticképlastidyjsousemiautonomníorganely,tj.vzniklyzesamostatněžijících organismů(prokaryotickýchieukaryotických).Studiumplastidůběhemněkolikaposledních letzásadnězměnilopohlednaevoluci.Plastidymajítotižvelmipestrouevolučníhistorii, která,jakseukázalo,přílišnesouvisísevolučníhistoriízbytkubuňky.Tímselišíod mitochondrie,dalšísemiautonomníorganely,kterávzniklapouzejednou,ještěpřed diverzifikacíLECAnasoučasnéskupinyeukaryot.Nejpůvodnějšímtypemplastiduje primární plastid(urostlinsenazýváchloroplast),kterývzniklsymbiózouheterotrofní eukaryotickébuňkysesinicí.Primárníplastidyjsoutedy,stejnějakomitochondrie, eubakteriálníhopůvodu.Organismysprimárnímiplastidysenazývajíprimárnířasy. Donedávnasesoudilo,žeprimárníplastidyvzniklypouzejednou,upředkaskupiny Archaeplastida(vizníže),atovelmidávno,nejméněpředmiliardoulet.Dnesjevšakjisté,že primárníplastidvzniklnezávisletakéujednohodruhukrytenky(Paulinella chromatophora), atovelicenedávno,jenpředněkolikadesítkamimilionůlet.Některéprimárnířasyvstoupily vminulostidosymbiózysheterotrofnímiorganismyavzniklyznichsekundární plastidy (vizschémavúloze6–2).Sekundárníplastidyjsoustrukturněsložitějšínežprimárníplastidy (jsouobalenyvícemembránami,mohoumítvícegenomů),oprotisvýmřasovýmpředkům jsouvšakextrémnězjednodušeny,nejsoutojižsamostatnéorganismy,alesemiautonomní organely.Zpřírodyznámeiterciární plastidy.Tyvzniklypozřenímorganismu,který obsahovalsekundárníplastidy.Terciárníplastidy(neboalespoňplastidyvyššíhoneždruhého řádu)jsoudnessjistotouznámépouzeuněkterýchobrněnek(Dinoflagellata). Prodalšíčástpříběhuoplastidechjedůležité,žeskupinaprimárníchřasArchaeplastidasejiž velmidávnorozrůzniladoněkolikalinií,znichždůležitéjsouzelenéačervenéřasy(skupina zelenérostliny–ViridiplantaezahrnujícíizelenéřasyaruduchyRhodophyta).Zezástupců obouliniívzniklysekundárníplastidy.Tysepodlepůvoduzpravidlatakénazývajízelené ačervené.Sezelenýmiplastidynejsouproblémy,jecelkemjisté,ževzniklytřikrátnezávisle nasoběupoměrněmalýchskupin,znichžvýznamnějšíjsoupouzekrásnoočka(Euglenoidea). Zatočervenésekundárníplastidypředstavujízásadníproblém.Řasysčervenými sekundárnímiplastidyjsouvelmidiverzifikované,patřísemnapř.rozsivky,chaluhy, skrytěnky,haptofyty,obrněnky,dokonceiparazitičtívýtrusovci.Představujítedyvětšinu známédiverzityřas.Vroce2002bylaformulovánachromalveolátní hypotéza,kterátvrdila, žesekundárníčervenéplastidyvzniklypouzejednou,uspolečnéhopředkavšechzmíněných skupin,kteréjsousinavzájempříbuznéadohromadytvořískupinuChromalveolata.Potése ukázalo,žetěmtochromalveolátůmjsoupříbuznéiněkteréskupinybezplastidů.Onichse tedypředpokládalo,žejejichzástupcivminulostiměličervenésekundárníplastidy.Takto rozšířenáChromalveolata(téžChromista)zahrnovalaznačnoučásteukaryotickédiverzity achromalveolátníhypotézabylapodesetletjednouznejvícesjednocujícíchteorií eukaryotickéevoluce.Vroce2013všakdošlokjejímupádu,ukázalose,žechromalveolátní 9 skupinysinejsoupříbuzné,cožzpochybňujeijednotusekundárníchčervenýchplastidů. Vsoučasnédobějetedysituacetaková,ženevíme,kolikrátčervenésekundárníplastidy vznikly.Nenídokonceanijisté,zdajsouskutečněsekundární–popáduchromalveolátní hypotézynenídůvodnepředpokládat,ženěkteréznichmohoubýtterciárnínebodokonce kvartérní. Ikdyžjistotohledněevoluceeukaryotjenyníméněnežpředdvěmalety,zdáse,že eukaryotickéorganismylzerozdělitdotřívelikýchlinií,superskupin:Amorphea, DiaphoretickesaExcavata.Tysedáledělínařaduskupin,přičemžskupinámOpisthokonta, Amoebozoa,Archaeplastida,SARaExcavatajetradičně(slovemtradičnějemíněnopřibližně odroku2004)přisuzovánstatusříše(Excavatajesuperskupinaiříše). SuperskupinaAMORPHEAzahrnujeříšeOpisthokontaaAmoebozoaaněkolikdrobných skupinbičíkatýchprotist.Svůjnázevtatoskupinadostalapodletoho,žebuňkyorganismů sempatřícíchčastonemajípevnýtvar–mohoutobýtměňavky.Tovšaknelzepovažovatza sjednocujícíznak,měňavkovitéorganismyseběžněvyskytujíivobouzbývajících superskupinách. ŘíšeOpisthokontazískalasvůjnázev(„zadobičíkovci“)podleunikátníhopostaveníbičíkůna buňkách.Oprotijinýmskupinámtotižbuňkyopistokontmajíčastojedinýbičík,kterýnavíc vybíházezadníčástibuňkyasměřujedozadu,vizlidskéspermie.Řadaopistokont(např. převážnávětšinahub)všakbičíkyztratila,anebománaopakmnohobičíkatébuňky(mnoho živočichů,uhubpakodděleníNeocallimastigomycota).Kroměbičíkůjeznámařada molekulárníchznakůspojujícíchlinieopistokont.Opisthokontajedruhovězdalekanejbohatší říší(svícenežmilionempopsanýchdruhů),patřísemtotižživočichové(Metazoa)ahouby (Fungi).Kromětěchtodvoumnohobuněčnýchskupinjeznámopouzeněkolikmálosetdruhů opistokontníchprotist.Opisthokontaserozpadajínadvěevolučnílinie,Holozoa aHolomycota.Holozoaobsahuježivočichy(Metazoa),jimblízcepříbuznéjednobuněčné trubénky(Choanoflagellata)aněkolikdalšíchprotistníchlinií.LinieHolomycota (=Nucletmycea)zahrnujehouby(Fungi)amalouskupinuměňavekNucleariida (=Cristidiscoidea). ŘíšeAmoebozoajedruhověmnohemchudšínežOpisthokonta,zahrnujepřibližně3000 známýchdruhů.Vnaprostévětšiněpřípadůsejednáobezbičíkatéměňavky,měňavkovité bičíkovce(pohybujícísepomocíbičíkůipanožek)neboaméboflageláty(střídajícífázi měňavkyabičíkovce),odtudjménoAmoebozoa.ZřadyliniíamébozoílzezmínitTubulinea (sempatřínapř.známérodyměňavekAmoeba aChaosakrytenkyskupinyArcellinida), Dictyosteliida(mnohobuněčnéhlenky,např.modelovýorganismusDictyostelium discoideum), Myxogastria(plasmodiálníhlenky,např.vlčímlékoLycogala)aArchamoebae(např.měňavka úplavičná,Entamoeba histolytica). Stojízazmínku,žepoměrněblízkápříbuznostříšíOpisthokontaaAmoebozoajeznámájiž přibližnědesetlet.Taxon,kterýtytoříšesdružoval,senazývalUnikonta.Unikontaproto,žese soudilo,žejejichposledníspolečnýpředekbyljednobičíkatýorganismus,uněhožsenavíc bičíkyběhembuněčnéhocykluchovalyjinaknežuostatnícheukaryotickýchříší(tyse 10 dohromadynazývalyBikonta).Existenceunikontbylapodloženainěkolikamolekulárními znaky.Postupněsevšakukázalo,žepřinejmenšímpředekskupinyAmoebozoabyl dvoubičíkatý,najehobičícíchnebyloniczvláštníhoažemolekulárníznakyúdajněpodporující Unikontabylyveskutečnostišpatněinterpretovány.Kromětohobylyobjevenydvoubičíkaté linieblízcepříbuznéopistokontůma/neboamébozoím(např.Breviatea,Apusomonadida aMantamonadida),cožkonceptUnikonta/Bikontazničilo.Natomtopříkladujepatrný významvýzkumumalýchazdánlivěnedůležitýchskupin. SuperskupinaDIAPHORETICKESzahrnujezejménadvěříše,ArchaeplastidaaSAR,aněkolik protistníchlinií.Svéjméno(„různotvarci“)dostalapodletoho,žeorganismysempatřícíjsou takdiverzifikované,ženesdílejížádnýspolečnýznak.Důležitéje,žesempatřínaprostá většinaeukaryotsplastidy.MimoDiaphoretickesmáplastidypouzemaláskupinakrásnooček patřícídosuperskupinyExcavata;zástupcisuperskupinyAmorpheaplastidynemajíazřejmě nikdyneměli.Problémchromalveolátachromistbylzmíněnvýše. ZástupceříšeArchaeplastidaspojujepřítomnostprimárníhoplastidu,kterýzdevelmi pravděpodobněvzniklpouzejednou,ještěpředrozdělenímspolečnéhopředkaarchaeplastid natřidnesžijícílinie,zelenérostliny(Viridiplantae=Chlorobiota),červenéřasy(ruduchy, Rhodophyta)aglaukofyty(Glaucophyta).Zelenérostlinyjsouvelmidiverzifikovanáskupina, kterávsoběobsahujemnoholiniízelenýchřasamnohobuněčnévyššírostliny (Embryophyta).Červenéřasyjsouvýznamnéproto,žeznichvzniklysekundárníčervené plastidy,kterézapříčinilyformulovánínešťastnéchromalveolátníhypotézy. JménoříšeSAR(=Harosa)jezkratkaznázvůtřískupin,kterésempatří–Stramenopiles, AlveolataaRhizaria.Tytolinienespojuježádnýmorfologickýznakajejichpříbuznostbyla odhalenapředšestiletypomocífylogenomickýchanalýz.Všechnojsoutovelkéskupiny stisíciaždesetitisíciznámýmidruhy.Stramenopilesjenejvětšískupinařas,patřísemnapř. rozsivky(Bacillariophyceae),zlativky(Chrysophyceae)achaluhy(Phaeophyceae). FotosyntetickáStramenopilesmajíkomplexní(=vyššíhořádunežprimární)červenéplastidy. KroměřaszahrnujíStramenopilesinefotosyntetickélinie,např.řasovky(Oomycota), opalinky(Opalinida)alidskéhoparazitaBlastocystis hominis. SkupinaAlveolatadostalasvůjnázevpodlekortikálníchalveolů,plochýchvakuolležícíchpod cytoplasmatickoumembránou,kterézpevňujípovrchbuňky.Mimojinésempatřítřiobsáhlé avelmidůležitéskupinyprotist–obrněnky(Dinoflagellata),nálevníci(Ciliophora) avýtrusovci(Apicomplexa=Sporozoa).Obrněnkymajívelmičastovkortikálníchalveolech celulózovépláty(odtudnázevskupiny)amnohoznichfotosyntetizuje;najdemeunich mnohotypůrůznýchkomplexníchplastidů.Výtrusovcijsouvnitrobuněčníparaziti,patřísem např.hromadinky=gregariny(běžníparazitihmyzu),kokcidie(známákokcidieje Toxoplasma gondii)akrvinkovky(nejvýznamnějšíjsoupůvodcimalárieroduzimnička Plasmodium).Jezajímavé,žeparazitickékokcidieakrvinkovkymajíkomplexníčervené plastidy(apikoplasty),tyvšakjižnesloužíkfotosyntéze.Nálevnícijsouvelmiznámou skupinoumnohobičíkatýchprotist.Ikdyžjejichpohybovéstrukturyjsoučastooznačovány jakobrvynebořasinky,nejednáseonicjinéhonežobičíky. 11 JménoskupinyRhizariapřipomínájižnepoužívanéjménoRhizopoda(kořenonožci),kambyly dříve(přibližnědoroku1980)řazenyvšechnyměňavkovitéorganismy.Rhizariajetotižpo amébozoíchdruhávelkáskupinaměňavkovitýchorganismů.Patřísemnapř.obrovskéskupiny dírkonožců(Foraminifera)amřížovců(Radiolaria).Rhizariajevšakvelmidiverzifikovaná skupina,jejížjednotlivélinienespojujívýraznémorfologickéznaky.Zatotěchmolekulárníchje kdispozicidost.Kroměměňaveksempatříiřadabičíkovců,např.skupinaCercozoa(taobsahuje mimojiné,krytenkyskupinyEuglyphida,kam,prozměnu,patříjižzmíněnáPaulinella chromatophorasprimárnímiplastidy),popř.parazitickéhaplosporidie(Haplosporidia) anádorovky(Plasmodiophoromycota). KroměArchaeplastidaaSARpatřídoDiaphoretickesřasyskrytěnky(Cryptophyta)ahaptofyty (Haptophyta)skomplexnímiplastidyčervenéhopůvoduaněkolikliniíheterotrofníchprotist, znichžnejvýznamnějšíjsoucentrohelidní slunivky(Centrohelida).Dřívebylytytolinieřazeny dochromalveolát,nynítovypadá,ženěkteréjsoupříbuzníSAR(jaksepředpokládalo),zatímco jinépatříspíšekArchaeplastida. Superskupina(azároveňříše)EXCAVATAjedruhověpoměrněchudá–zahrnujepřibližně2000 druhů.Excavata,jakosnadjedinávyššískupinaeukaryot,bylanejprvedefinovánanazákladě morfologickýchznaků.Vpůvodnímstavuexkavátiměli(aněkteřídosudmají)nabřišnístraně rýhu,kudyprocházíbičík.Vlněnímbičíkůvznikáproudvody,kterýstrhávábakteriedo buněčnýchústuloženýchvbřišnírýze.Řadaexkavátvšaktutorýhuztratilaajejichpříslušnost k„pravým“exkavátůmlzedoložitpouzepomocímolekulárněfylogenetickýchanalýz.Velikou skupinouexkavátjsoumetamonády(Metamonada).Patřísemobvyklebičíkovcisečtyřmibičíky, uněkterýchzástupcůvšakdošlokezmnoženíbičíkůažnaněkoliktisíc.Metamonádyjsou anaerobníaobvykležijíjakokomenzálovévestřevechživočichůvčetněčlověka,několikdruhůje všakparazitických,např.bičenkaTrichomonas vaginalisnebolamblieGiardia intestinalis.Další skupinouexkavátjsouHeterolobosea.Jsoutoobvykleaméboflageláti(tj.organismystřídající fáziměňavkysfázíbičíkovce),nejznámějšízástupcejeNaegleria fowleri,smrtelný(ikdyž fakultativní)lidskýparazitnapadajícíCNS.VelmivýznamnouskupinouexkavátjsouEuglenozoa. Sempatřídvaekologickyznačněodlišnétypyorganismů,krásnoočka(Euglenoidea) akinetoplastidi(Kinetoplastea).Některédruhykrásnoočekmajísekundárnízelenéplastidy.Mezi kinetoplastidypatřípůvodcivýznamnýchlidskýchchorob,Trypanosoma brucei (spavánemoc), T. cruzi(Chagasovachoroba)aněkolikdruhůroduLeishmania (leishmaniózy). Jaklzeočekávat,existujíeukaryotickéorganismy,kterénelzesjistotouzařaditdožádné superskupinyajemožné,ževbudoucnostiproněbudouvytvořenynovésuperskupiny.Jednáse např.običíkovceliniíMalawimonadida,DiphylleidaaSpironemida. Volně dostupná (i když někdy poněkud zastaralá) literatura ČepičkaI,EliášM,HamplV(2010)Řádzchaosu:Rozmanitostprotistůzpohledu21.století. Vesmír89,464.http://casopis.vesmir.cz/clanek/rad-z-chaosu AdlSMet al.(2012)Therevisedclassificationofeukaryotes.JournalofEukaryoticMicrobiology 59,429-493.http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1550-7408.2012.00644.x/full 12 MateriálykpřednáškámProtistologieaObecnáprotistologienaPřírodovědeckéfakultě UniverzityKarlovyvPraze.http://www.protistologie.cz/ Originál I. Čepička Systém eukaryot 1. AMORPHEA 2. Opisthokonta 3. Holozoa 4. Holomycota 5. Amoebozoa 6. 12. DIAPHORETICKES 7. Archaeplastida 8. SAR 9. Stramenopiles 10. Alveolata 11. Rhizaria EXCAVATA 13. Euglenozoa I.Čepička 13 Molekulární fylogenetika Využitímetodzaloženýchnabiomolekulách(DNA,proteiny)způsobilovnašemchápání vztahůmeziorganismyhotovourevoluci.Širšímuvyužitímolekulárně-fylogenetickýchmetod nutněpředcházelyobjevyzákladníchparametrůgenetickéinformace:strukturyDNA(1953) atripletovéhokódu(1961–1962).Teprvepolymerázovářetězováreakce(angl.PCR),uvedená koncemosmdesátýchletaumožňujícívětšiněvědeckéveřejnostisnadnonamnožitspecifické sekvencegenůzjimistudovanýchorganismů,vedlaspolusrozvíjejícímisetechnikami sekvenace DNA kfundamentálnímzměnámvpojetíevoluceorganismů. Pročjetakvýhodnévyužítsekvence bázívDNAkrekonstrukcifylogeneze?Nejdůležitějšíje univerzální přítomnosttěchtobiomolekulvevšechživýchsystémech,včetněnebuněčných (ne)organismů–virůabakteriofágů.Vzhledemktomu,žegenomibakterieobsahujestatisíce bází,každáznichjenositelemevolučníinformace,atoveforměmutací.Mutacevznikají vprůběhuevoluceajsouunikátníprojednotlivce,populace,druhynebovyššítaxonomické jednotky.Důležitéje,žejednotlivémutacemajíjasnědanou informační hodnotu(„váhu“)– organismysevdanébázibuďshodují,nebone.Klasickáfylogenetikabylazaloženana morfologických,embryologickýchadalšíchznacích,jejichžváhanebylavždyzřejmáabývala stanovovánaintuitivněanazákladězkušenosti.Zkustesisamijednoznačněodpovědětna otázku,kterýznásledujícíchmorfologickýchznakůjedůležitější:typsemeníku(spodní, svrchní)nebosymetriekvětu(pravidelný,souměrný)? ProtožeDNAjepřítomnáuvšechorganismů,molekulárnífylogenetikajakovůbecprvní poskytlaobrazoevolučníchvztazíchskupin,kterépraktickyžádné morfologicko/embryologickéznakynemají,napříkladprokaryot.Propochopeníevoluce mnohaskupinorganismůbývalydřívezásadnífosilie–molekulárnífylogenetikulze přirozeněaplikovatinanefosilizovatelnéorganismy.Vneposlednířaděsemolekulárními metodamipodařiloobjasnittaxonomickoupoziciněkterýchparazitickýchskupinorganismů, kterédíkydruhotnémuzjednodušenítělnístavbyvůbecneupomínalynasvévolněžijící příbuzné.Tabulkanížepodávástručný(ajistěineúplný)přehledskupinorganismů,kde klasickáfylogenetikanedostačovalaajejichževolučnívztahydefinitivně„rozlouskly“až molekulárnímetody: viry prokaryota někteří prvoci mikroskopické houby hmyzomorky oblastproblému evoluční původ vztahymezi zástupci příčinaproblému primární sekundární absence absence absence relevantních relevantních relevantních fosílií morfolog. morfolog. znaků znaků 14 rybomorky krytosemenné rostliny kytovci oblastproblému evoluční původ vztahymezi zástupci příčinaproblému primární sekundární absence absence absence relevantních relevantních relevantních fosílií morfolog. morfolog. znaků znaků Základníprincipmolekulárnífylogenetikyjevelmijednoduchý:čímpodobnějšíjegenetická informacedvouorganismů,tímjsousipříbuznější.Jinýmislovy,čímvícemutacíodlišujedva druhy,tímjsoutytoodsebeevolučněvzdálenější.Grafickýmznázorněnímmolekulární evolucejefylogenetickýstrom – fylogram.Vzdálenostimezijakýmikolivdvěmadruhyve fylogramujsoupřímoúměrnépočtumutací,jimižsemezisebouodlišují.Vztahmezivznikem mutacívevoluciapodoboufylogramuznázorňujenásledujícíschéma,kterévýrazně usnadňujepochopeníproblematiky.Věnujtemuprosímdostatečnoupozornost,větší počátečníúsilísevámbohatěvrátí. 15 Originál J. Nunvář Zeschématuvýševyplývá,coznamenajíjednotlivéčástifylogramuajakjetedymůžete interpretovat.Přivyužitíanalogiesestromemsespolečnípředkovéjevíjakouzly(body rozvětvování)aživédruhyjako„listy“,tj.koncevětví.Délkavětvíjeúměrnápočtu nahromaděnýchmutací.Přisestrojovánífylogramusamozřejměnikdyneznámesekvence mezičlánkůaspolečnýchpředků(naschématušedoubarvou).Počítačovéprogramy,které fylogramytvoří,pracujísfylogenetickýmivzdálenostmivšechstudovanýchdruhůmezisebou, znichžvybírajítennejoptimálnějšífylogram,kterýbyodpovídalzpůsobemvětvení. Evolučnívzdálenostjevíceméněúměrnágeologickémučasu,kterýuplynulodrozchodulinií vedoucíchkdanýmživoucímdruhům.Některédruhyse,jakznámo,zadesítkymilionůlet evolucepřílišnezměnily,hovořímeonichjakooživoucíchfosiliích.Nafylogramech zkonstruovanýchpomocímolekulárníchdatsetakovédruhybudounacházetsměremvlevo ablízkouzlům,kteréodpovídajíevolučněstaršímspolečnýmpředkům(vizobrázekníže slatimérií).Nikdyvšaknejsouumístěnépřímovuzlu–žádnýdruhnezůstanetakdlouhou dobuneměnný. Jinýmislovy,všechnyevolučnímezičlánkyvymírají.Abyorganismuszdlouhodobého evolučníhohlediskanezaniknul,proděláváspeciaci–štěpenídodceřinýchdruhů(jako příkladsipředstavteevolucidruhuHomo,kdyvšechnymezičlánkyajejichspolečnípředkové mimoH. sapiensvymřeli).Přispeciacizpravidlavzniknenovýdruhzmaléskupinkypůvodní populaceanásledněserychlevyvíjí(podléhásilnéselekci).Důsledkemtohojezafixování novýchmutacívjehoDNA.Lzetedyříci,žefixacemutacíprobíhápřevážněpřispeciacích. Včase,kdyjedruhetablovaný,jepoměrněgenetickystabilníamutacísefixujemálo(blíže otompojednáváteorieZamrzléevoluceJaroslavaFlegra). 16 Upraveno podle CT Amemiya et al. Nature 496, 311-316 (2013) doi:10.1038/nature12027 J.Nunvář 17 1. Viry, viroidy, priony a další nebuněčné částice 1 – 1! Najdětevevětáchskrytévirynebovirovéchoroby. 1. Nevěřilijsmetomu,aleobrnarostldoneuvěřitelnýchrozměrů. 2. Zevšechherpesnejradějiaportuje. 3. Varchivusečastonajdoucennéprvotisky. 4. Kterýšprýmařmivložiltenvaloundobatohu,Vítku? 5. MaryšazlikvidovalaVávrukávousarsenikem. 6. Mávětšížízeňvelbloud,nebolama? 7. Každýmůžepřivéstjednohopartnera. 8. BradaviceprezidentaAlGorabylahrdězdvižena. 1 – 2! Přiřaďteksoběvirovouchorobuajejícharakteristiku: 1. příušnice 2. AIDS 3. planéneštovice 4. pravéneštovice 5. vzteklina 6. dětskáobrna a) Zestrachuztétochorobyvzniklypověstiovlkodlacíchaupírech(způsobpřenosu vámbudižvodítkem).Přitétochoroběmimojinéochrnoupolykacísvaly apravděpodobnětozpůsobujestrachzvodyaprudkéreakcepřišploucháníči představěpití. b) Ještěvroce1967nanízemřely2miliónylidí,vroce1979jiSvětovázdravotnická organizaceprohlásilazavymýcenoudíkyočkování.Běhemobčanskýchválek v18.stoletívSeverníAmericedistribuovalibritštíválečnícisuknapoužívaná nakaženýmiscílemrozšířitepidemiimezidomorodéindiány. c) Hlavnípříznakyjsoualespoň10%ztrátatělesnéhmotnosti,chronickýprůjem, horečkytrvajícístálenebopřerušovaně,trvalýkašel,svědivézánětlivé onemocněníkůže,kandidóza(kvasinkovéonemocnění)ústníčástihltanu, chronickápokročilároztroušenáinfekceprostéhooparu,celkovéonemocnění mízníchuzlin,zarudléneboažnafialověléskvrny,kteráseplošněšířípod pokožkou. d) Udětínapadávelkéslinnéžlázy,velminebezpečnájenákazaprodospívající adospělémuže,asivečtvrtiněpřípadůseobjevíkomplikaceveforměorchitidy (zánětuvarlat).Zpravidlanapadápouzejednovarle,kterénapuchne,jenapjaté abolestivé.Postiženévarlesepakpovyléčenímůžezmenšitoprotistavu,vjakém bylopřednemocí.Vevarlatechsetkáně,vekterýchvznikajíspermie,poinfekci změnívevazivo. e) Léčbaspočívávužívánírůznýchmastíapudrůnavelmisvědivoukůži avpřípadnýchléčebnýchzákrocíchprotisekundárníinfekci.Protinemociexistuje 18 f) účinnáočkovacívakcína.Vsoučasnédoběvětšinalékařůnedoporučujepuchýřky něčímmazat,abymohlakůželépedýchat(vojedinělýchpřípadechmůžepudr puchýřještězvětšit)aurychlilseproceshojení.Lepšíjepoužítdostupná antihistaminika(Aerius,Claritine,Fenistil,apod.)propotlačenísvědění. ProtiobávanéchoroběsevČRočkuježivouvakcínounalžičceodroku1960,ato protivšemtřemtypůmpoliovirů,kterénemoczpůsobují.Virysevylučujístolicí nemocnéhočlověkaamohousedálšířitpřinedostatečnéhygieně,dále kontaminovanouvodoučipotravinami.Existujevšakikapénkovýzpůsobnákazy, kteroumohoupřenášetnemocníibacilonosiči. 1 – 3 ProhlédnětesiobrázekreplikačníhocykluviruHIV.Seřaďtenížeuvedenédějepodle časovéposloupnosti. Upraveno podle http://www.daviddarling.info/encyclopedia/A/acquired_immune_deficiency_syndrome.html 19 A. B. C. D. E. F. G. H. transkripceprovirovéDNA poskládánívirovýchproteinůkolemvirovéRNAanapřilehlémembráně infekcehostitele,nejčastějipřesprokrvenésliznice,nebopřímokrví vstupvirovéDNAdojádra fázelatence,DNAjedohostitelskéDNAzačleněnajakoprovirus penetracevirionudobuňky,rozbalenínukleokapsidu adhezevirionupovrchovýmiproteinynaspecifickéreceptorycílovébuňky replikacessDNA(single-strand,jednořetězcová)nadsDNA(double-strand, dvouřetězcová) I. translacevirovýchmRNAnavirovéproteinyajejichtransportkcytoplazmatické membráně J. pučenívirionů K. reverznítranskripce–vlastníenzymatickouvýbavouvirusnasyntetizuje jednořetězcovouDNA(ssDNA) L. integracevirovéDNAdojadernéhogenomupomocívirovéhoenzymuintegrázy Nazávěrvyberteznásledujících10výrokůpět,kteréjsoupravdivé: 1. VirusHIVpatřímeziobalenéviry. 2. PokudjereceptorCD4T-lymfocytůzměněnýmutací,virusnedokážeproniknoutdo buňky. 3. Virusvyužíváenzymůhostitelskébuňky,abyzměnilsvouRNAnaDNA. 4. Zralývirionobsahujevesvýchobalechmimojinéfosfolipidy. 5. Virussipřinášídohostitelskébuňkyenzymyprozpětnouipřímoutranskripci. 6. Virovánukleovákyselinabezprostředněpouvolněnízkapsidupronikájadernými pórydojádra. 7. LéčivanabáziintegrázovýchinhibitorůzabránívytvořeníproviruHIV vhostitelskémgenomu. 8. VirionHIVobsahujevšechny4základnítypypřírodníchlátek–bílkoviny,nukleové kyseliny,lipidyasacharidy. 9. VirovádvouřetězcováDNAjesloženázjednohovlákna,kterépocházízhostitelské buňky,azvlákna,kterésseboupřinášívirus. 10. JednímztypůRNA-virůjsouretroviry,kterémajízpětnoutranskriptázuprotvorbu dsRNApodlesvéssRNA. 20 1 – 4! Připojteprionovouchorobukorganismu, vněmžseobjevuje. scrapie(klusavka) kuru BSE(bovinníspongiformní encefalopatie) CJD(Creutzfeldt-Jakobovanemoc) Upraveno podle http://www.oceansbridge.com/paintings/artists/recentlyadded/july2008/big/Cow-and-Sheep-on-a-Mountain-Pasture-xxThomas-Sidney-Cooper.JPG 21 LAB1/1Virion Virovákapsidamánejčastějitvarválcenebopravidelnéhodvacetistěnu(ikosaedru).Druhé zmiňovanétělesoseukázalojakovysocestabilníspojeníkapsidovýchproteinů,kterése povrchemaobjememblížíkouli.Vystřihněteasleptemodelikosaedru.Spočítejtenaněm početrovinsouměrnostiapočetrotačníchos.Rotačníosajetaková,kolemkterésetěleso otočíourčitýúheldoztotožnitelnépolohy.Dvoučetnárotačníosasedotétopolohydostane po180°,o360°setedyotočínadvakrát.Trojčetnánatřikrát,atd. Zdroj a zároveň odkaz na předlohu s větším rozlišením: http://www.greatlittleminds.com/pdfs/3d-shape-nets/3d-nets-icosahedron.pdf (řešení:15rovinsymetrie,6pětičetných,10trojčetnýcha15dvojčetnýchos) Upraveno podle http://www.walter-fendt.de/math/geo/ikosaeder.pdf 22 2. Bakterie 2 – 1! Dotabulkydoplňtenázvychorobadokresletetvarbakteriálníchbuněknebojejich koloniídomíst,kdejerámečekpodnázvembakterieanapříslušnámístadoplňte způsobypřenosuchorob(A–E).Držteselatinskéhonázvubakterie,nebomátevpopisu projevůchorobynápovědu. Způsobypřenosu:zvířaty,spotravouústy(alimentárně),pohlavnímstykem,kapénkovou infekcíapřeskůži. A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . choroba 1 původce Mycobacterium tuberculosis projevy Tvorbavápnitýchuzlíkůvplicích,jsouviditelné inarentgenu.Ročněnaniumírají3miliónylidí. Objevujíserezistentníkmeny,odolnévůčiočkovací látce. 2 Corynebacterium diphtheriae Streptococcus pneumoniae Silnáangínastvorboutzv.pablánvkrku,které bránídýchání.Očkovánípůsobí10let. Celouřadoubakteriízpůsobenýzánětplicních sklípků,kteréseplníhlenemapřestávají okysličovatkrev,horečky,schvácenost,kašel,„stín“ narentgenuplic. 3 4 Mycoplasma pneumoniae Bordetella pertussis 5 Streptococcus pyogenes . . . . . . . . . . . . . . 6 . . . . . . . . . . . . . . Intenzivnídráždivýkašelvedoucíažkezvracení, vakcínaztepelněinaktivovanýchbakterií. Lehčíformanákazyzpůsobujecharakteristický zánětkrčníchmandlíaokolnílymfatickétkáně shorečkami. Těžšíformasekromětěchtopříznakůprojeví růžověčervenouvyrážkounabřišeapostranách hrudníkuavýrazněčervenýmjazykem. Pokudsebakteriedostanedokůževnějším poraněním,můžezpůsobitplamenovitěsešířící zarudnutíkůžeahorečky,chorobasepaknazývá růže. 23 choroba 7 původce Streptococcus mutans projevy Nejentakto,aleispotravousedonásdostává bakteriežijícínapovrchuzubů,kteráanaerobně rozkládáglukózuajinésacharidynakyselinu mléčnou,tanaleptávázubnísklovinu,popř.až zubovinuabakteriepostupujedáledonitrazubu. B. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . choroba 8 původce Salmonella typhi 9 Salmonella enteritidis 10 Shigella dysenteriae 11 Vibrio cholerae 12 Clostridium botulinum projevy Horečnatébolestibřichamohouvéstažkperforaci (protržení)střev,můžeseprojevovatkrvavými průjmy.Častějivtropech,předcestoujemožné očkování.Hojněsešíříběhempovodnídíky znečištěnípitnévody. Zánětstřevažaludku,projevujeseúpornými průjmydoněkolikahodinpoinfekciobvykle infikovanýmiživočišnýmipotravinami(vejce, drůbežímaso). Vodnatáhlenovitástolice,přenosbakteriečasto zprostředkovávajímouchysedajícínajídlo. Úporné,ažkrvavéprůjmy,masivníodvodňování těla(až30ldenně),častávtropechasubtropech, zejménavAsii. Bakterieprodukujebotulotoxin–tzv.klobásový jed,kterýzpůsobujeochrnutísvalů,vede kudušení,jeprodukovánzejménavmasových azeleninovýchkonzervách(bývajínafouklé),jedna znejjedovatějšíchlátek,varemsepraktickyneničí. Aplikovanýpodkůžizpůsobujevyhlazovánívrásek. 24 C. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . choroba 13 původce Propionibacterium acnes 14 Mycobacterium leprae projevy Způsobujeuzavíráníanáslednézánětymazových žlázkůžezejménavobdobíjejichpřeměnvobdobí dospívání,nakaženo65%mladýchlidí. Tropickáchoroba,napadajícíkůži,podkožnítkáně anervstvo,odpadávajíkusykůže,článkyprstů, popř.celéčástikončetin,avšakzánětdíkynapadení nervůnebolí. 15 Clostridium tetani Toxinzpůsobujekřečesvalstva,typickájekřeč žvýkacíhoašíjovéhosvalstva(strnulostšíje),končí udušením.Po10jeletechnutnávakcinace,při poraněníznečištěnémpůdousedávámalátzv. připomínacídávka. D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . choroba 16 původce Bacillus anthracis 17 Rickettsia prowazekii 18 Borrelia burgdorferi projevy Pocházízeskotuaovcí,dnesvzácná,ale zneužívanábioteroristy,sporyvydrží životaschopnédesítkylet,kožníformazpůsobuje černajícíhnisavévředy,střevníformakrvavé průjmy,plicníformaje100%smrtelná. Přisánívšišatní(žijevzáhybechoblečení avložnímprádle)sebakteriezanášídoran zaškrabávánímvšíchvýkalů,projevujese horečkami,bolestmihlavyatělaačervenými skvrnkami,kterézpůsobujericketsienapadající kapiláry,kterénásledněpraskají.Napoleonova výpravadoRuskavroce1812přišlaopolovinu půlmilionovéarmády,mj.díkytétochorobě. Napadáklouby,svalyanervovousoustavu,typická ječervenáskvrnascentrálnímvýbledemkolem vpichuklíštěte,kterétutospirochetuveslinách přenáší,pakseprojevujechřipkově,popř. nervovýmipostiženími,očkováníjezatímpouze propsy. 25 choroba 19 původce Yersinia pestis projevy Dotělasedostáváslinamiblechpřisání,tyjsou přenášenyhlodavci,zejménakrysou.Dnesse lokálněvyskytujenapř.vIndii.Hlízová(dýmějová) formazpůsobujevmístěkousnutízduřenímízních uzlin,krvácejícíčernajícíboule–odtud„černá smrt“,plicníf.seprojevítěžkýmzánětemplicašíří sekapénkově.Epidemicképrůběhyvestředověku decimovalyEvropu,vroce1346vymřelapolovina Evropy,tedy40mil.lidí. E. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . choroba 20 původce Neisseria gonorrhoeae 21 Treponema pallidum projevy diplokokzpůsobujícízánětysliznicpohlavních orgánůspojenéshnisavýmvýtokem,bakterie vočíchmůžezpůsobitslepotu,protose novorozencůmpreventivněočivyplachují desinfekcí,ještědonedávnadusičnanemstříbrným nákazaspirochetou,projevujícíse3stádii: 1. vřídeknavnějšíchpohlavníchorgánech 2. poněkolikatýdnechvyrážkapocelémtěle 3. ažpo10letechvředovitýrozkladcév,mozku amíchy,jaterakostí utétochorobypoužito1.chemoterapeutikum,lék nabáziarsenu–Salvarsan,počtynakažených rostou,zejménavpornoprůmyslu Pokudbyprovásúkolbylpřílišnáročný,zdejeabecedníseznamchorob: akné (trudovitost, uhry), angína, botulismus, břišní tyfus, dávivý (černý) kašel, cholera, kapavka (gonorea), lepra (malomocentsví), Lymeská borelióza, mor, salmonelóza, skvrnitý tyfus, sněť slezinná (antrax, uhlák), spála, syfilis (příjice), tetanus, tuberkulóza (TBC), úplavice, zápal plic, záškrt, zubní kaz 2 – 2! Vtétoúlozepoznáte,jakjedůležité,abyvědcidrželidozornadtím,coseučína středníchškolách.Praktickykaždástředoškolskáučebnicepopisujepřivýkladustavby bakteriálníbuňkyvchlípeninumembrány,jejížnázevnajdetevtajencenásledující křížovky. Ačkoliv v 60. letech dvacátého století jí bylo předpovídáno mnoho funkcí, v 70. letech dvacátého století se stala předmětem zkoumání a s postupným shromážděním informací vyšlo najevo, že vzniká lidskou činností během chemické fixace, kdy dochází k poškození cytoplazmatické membrány. V buňkách, které nebyly chemicky fixovány, se struktury nevyskytovaly. Na konci 26 80. let nové postupy při tvorbě preparátů pro elektronové mikroskopy (především mrazová fixace - kryofixace) jasně prokázaly, že se tyto struktury v žijící buňce nevyskytují. Upraveno podle http://cs.wikipedia.org/wiki/xxx (odkaz obsahoval tajenku) Pokudsprávněpoznátestrukturybakteriálníbuňkynaobrázku(udvouslovnýchnázvů buněčnýchstrukturdoplňtejenpodstatnéjméno),získátenázevtohototajemnéhoútvaru. Upraveno podle http://files.edu-mikulas6.webnode.sk/200008484-a5c3ba6bd7/prokaryot.b.jpg 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 2 – 3! Rozděltenásledujícíonemocnění: a) navirovéabakteriální b) naty,protikterýmseunásprovádípovinnéočkování,ty,protikterýmsemůžeme nechatočkovat,aty,protikterýmočkovánínení A.I.D.S.,angína,bradavice,břišnítyfus,černýkašel,dětskáobrna,ebola,hepatitidaA, hepatitidaB,hepatitidaC,cholera,chřipka,infekčnímononukleóza,kapavka,klíšťová encefalitida,Lymeskáborelióza,mor,pásovýopar,planéneštovice,příušnice,rakovina děložníhočípku,rýma,salmonelóza,syfilis,tetanus,tuberkulóza,vzteklina,zápalplic, zarděnky,záškrt,žaludečnívřed 27 2 – 4! Bakterievýznamnýmzpůsobemovlivňujíkoloběhdusíkuvpřírodě.Donásledujícího schématukšipkámdoplňtetypbakteriepodletoho,jakmetabolizujedusíkaté sloučeniny(A–E)apopistohotomechanismu(a–e). A B C D E vazačidusíku nitrifikačníbakterie denitrifikačníbakterie saprofytickébakterie rostliny a) Bakterieajinéorganismymineralizujíorganickélátkynalátkyanorganické,dusík sevesloučenináchměnínaminimálníoxidačníčíslo–III. b) Heterotrofníbakterie,častoanaerobní,kterékoxidaciorganickýchlátekvyužívají dusičnany,vkterýchsedusíkredukujenaoxidačníčíslo0. c) Dřívenesprávněnazývanénitrogenníbakterie,enzymemnitrogenázouza anaerobníchpodmínekměnístabilnítrojnouvazbumeziatomydusíkuadusík redukujínaoxidačníčíslo–III. d) Chemoautotrofníbakterie,kteréoxidujídusíkatésloučeninynejprvenitritací,poté nitratacínamaximálníkladnéoxidačníčíslodusíku. e) Procesoznačenýposledníšipkouumíkroměbakteriítakéskupinaeukaryot.Mají metabolickédráhynazabudováníanorganickýchsloučenindusíkudo aminokyselin. 2 – 5 Naobrázkuvidíteschématzv.Vinohradskéhosloupce.Jednáseoexperimentruského mikrobiologaSergejeVinohradského,kterýdaldoskleněnéhosloupcerybničníbahno svodoua2–3měsíceosvěcovalslunečnímsvětlem.Vytvořísegradientrůznýchtypů bakterií,tak,jakvidítenaobrázku.Doplňtedoobrázkupodčísla1.a2.chemickélátky, ukterýchjepatrnýgradientvesloupci,podčísla3.až6.doplňtetypybakterií(resp. jejichmetabolismu,3a4podlevztahuklátce2,5a6podlezdrojeenergie)adoplňte následujícívěty. 28 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Upraveno podle http://www.hhmi.org/biointeractive/poster-winogradsky-column-microbialevolution-bottle Meziautotrofníorganismypatřínapř.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (a),kterévyrábějí sacharidyoxygennífotosyntézou,nebo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (b),kterézískávají energiioxidacíkationtuFe2+na. . . . . . . . . . . (c),protomájejichvrstva. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (d) barvu.Dalšímiautotrofyjsourůznétypy. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (e),kteréoxidují . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (f)naelementárnísíru,energiiztétooxidacevyužívajínasyntézu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (g). Sulfátovébakteriejakoheterotrofovéoxidujíorganickélátky,narozdílodaerobníchskupin využívajíjakooxidačníčinidlo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (h). Dospodníchvrstevsloupcenepropustíkyslíkbakteries. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (i) metabolismem,populacepodnimimusejížít. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (j). NejnižšípH(nejkyselejší)budevzóně,obsahující. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (k),protožetyto bakterieprodukujídvaplyny. . . . . . . . . . . . . . . (l)a. . . . . . . . . . . . . . (m),kterésevevoděchovajíjako slabékyseliny.Naopakautotrofovétím,žeodčerpávajíCO2pHsvézóny. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (n). Mezijednotlivýmizónamimusíprobíhat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (o),kdysemetabolityjedné zónydostávajídookolíamohousestátvstupnímilátkamiprometabolismusjinézóny.Např. produktmetabolismusulfátredukujícíchbakteriíjesubstrátempro. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (p), kterésenacházejípřibližněv. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (q)výškysloupce. 2 – 6 Větyz2textůobakteriálnímaeukaryotickémbičíkusepromíchaly.Označtepísmenem Bty,kteréplatíprobakteriálníbičík,písmenemEtyplatnéproeukaryota. a) Bičíkjesloženzbílkovinyflagelinu,impulzkotáčenívycházízmístauchycení vmembráněabuněčnéstěně. 29 b) Povrchbičíkujepokrytcytoplazmatickoumembránou. c) Bičíkmůžefungovatjakotlačný(tlačípředseboubuňku),nebotažný(táhnejiza sebou),projednotlivéskupinyjetyppohybucharakteristický. d) Bičíkjezestejnéhomateriálujakocytoskelet. e) Bičíkjetvořenšroubovicovitěuspořádanýmproteinem,uprostředšrouboviceje dutina. f) Bičíktvoříněkoliktypůbílkovin,nejdůležitějšíjsouvláknaztubulinu,naněse vážeproteindynein,štěpícíATP. g) Bázebičíkuobsahujeprotein,kterýfungujejakoprotonovápumpa,kterávpouští dobuňkykationtyH+,energiisamovolnéhovtokuiontůměnínamechanickou energiiotáčenírotorovéčástibázebičíku. h) Bičíkjenapojenvcytoplazměnabazálnítělísko. 30 LAB2/1KOH-test KOH-testsepoužívánaověřenívýsledkůGramovazbarvení.Buněčnástěnagramnegativních bakteriívprostředí3%KOHhydrolyzuje,grampozitivní,díkysvétloušťce,odolávají(viz obrazovátabuleč.2).Napodložnísklodejtemaloukapku3%roztokuhydroxidudraselného apomocíbakteriologickékličkynabertekulturuzkoumanébakterie.Tymůžetezískatna některýchpřírodovědnýchnebolékařskýchinstitucích.Kličkoukultururozmíchejteapři zvedáníkličkynadsklíčkozjistíte,žeseugramnegativníchbakteriítáhnevláknitýviskózní obsahbuněk,ugrampozitivníchzůstávákapkatekutá. LAB2/2Gramovo barvení zubního plaku Plochýmpárátkemsetřemezpovrchuzubůzubníplak,rozetřemehonaodmaštěnépodložní sklíčkodotenkévrstvy,vysušímeprotaženímplamenemkahanuaněkolikrátodmastíme směsíethanol–diethylether(1:1),vždypřikápnemeanechámeodpařit.PostupGramova barvenísezkracujejakoVLAK,resp.VLAS,tedy„violeť,Lugol,alkohol,karbofuchsin,resp. safranin“.Roztěrsepřevrstvíširokoukapkoukrystalovévioletianechásepůsobit1minutu. Violeťslijte,převrstvěteLugolovýmroztokemna1minutu,slijte,zestřičkyopláchněte destilovanouvodouazjinéstřičkyoplachujtevšikmépolozeethanolemtakdlouho,dokud odtékábarva,max.25vteřin.Znovuopláchnětevodouadobarvětekarbolfuchsinemnebo safraninemna1minutu.Opláchnětevodou,vysušte(mírněnadplamenem)apřekápněte imerznímolejem.Imerznímobjektivemzajeďtedokapkyolejeadoostřete.Můžetepozorovat G+Streptococcus mutans(fialové),G+laktobacily,případnědalšítvary(spirily,spirochety, stafylokoky,mezinimiiG−růžovězbarvenédruhy). LAB2/3Bakterie jogurtu Dokapkyvodynaodmaštěnémsklíčku(ponořitdoethanoluanechatodhořet)rozmíchejte bakteriologickoukličkoubílýjogurt(velikostšpendlíkovéhlavičky)arozetřeteho.Nechejte zaschnout,fixujteněkolikanásobnýmprotaženímplamenemabarvěte3–5minut karbolfuchsinem.Barvivoslijte,opláchnětevodouaosuštefiltračnímpapírem.Pozorujtebuď nasucho,nebopodimerznímolejem. LAB2/4Hlízkové bakterie Rhizobium Vyrýpněterůznébobovitérostliny(bob,vojtěška,hrách,jetel),properteopatrněkořenový systém,odřežtehlízkyaomyjtejevlihu.Rozříznětežiletkounapodložnímskleavymáčkněte vnitřníobsah.Tenrozetřetenasklíčku,nechejtezaschnout,fixujteplamenemapřikápněte methylenovoumodř.Po5minutáchbarvivoopláchnětevodou,vysuštefiltračnímpapírem apodimerznímolejempozorujte. 31 3. Sinice Sinicesystematickynáležídopředcházejícískupinybakterie,aledíkypopularitěsizaslouží samostatnoukapitolu. 3 – 1! Planktonnísiniceobsahujívesvýchbuňkách plynovéměchýřky(vesikuly).Nejsouobalené membránou,alebílkovinami.Jejichstěnaje propustnáproplynyrozpuštěnévokolnívodě ajsouplynemnaplněné.Majítvarkvádruabývají poskládanédovelkýchkomplexů,zvaných aerotopy(naobrázku). Ukaždéhoznásledujícíchpokusůsepokuste vysvětlitvýsledek. a) Necháme-livzoreksplanktonnímisinicemina sluníčku,záhyvyplavounahladinu. http://www.amyhremleyfoundation.org/images/cons b) Jestliževzoreksesinicemiuzavřemedo ervation/GasVesicles-07L.gif injekčnístříkačkyastlačímepíst,sinice klesnoukednu. 3 – 2 Chloroplastyrostlinvzniklyasipřed2miliardamiletendosymbiózousesinicemi.Na obrázkustavbybuňkysinice(vlevo)najdětestruktury,kteréjsouivchloroplastu (vpravo)aspojteje.Pokuddanástrukturajižvchloroplastunení,udělejteujejího názvukřížek. Upraveno podle http://www.tutorvista.com/content/biology/biology-iii/kingdoms-living-world/cyanobacteria.php a http://evolutionaryroutes.files.wordpress.com/2011/08/1000px-scheme_chloroplast-en-svg.png 32 3 – 3! Kteréprocesyvedouktomu,žesevodnínádržeeutrofizujíamůženanichproto vznikatvodníkvět? a) Přítokvodyztajícíholedovce. b) Vybagrovánísedimentuzednanádrže. c) Splachyhnojivzpolí(dusičnanyajinádusíkatáhnojiva,fosforečnany)–reálněse dnesaletentozdrojzmenšuje. d) Práškovánívodyroztokemmodréskalice. e) Velkochovkaprůajejichdokrmování. f) Podporamnoženízooplanktonu(perloočky,aj). g) Přítokodpadnívodyzvelkochovudobytka. h) Únikropnýchlátekzhavarovanéhoautomobilu. i) Přítoksplaškovéodpadnívody,obsahujícímimojinévoduzpraček,myček,atd. j) Zastíněnívodníhladiny. k) Přítokteplévodyzchladícívěžeelektrárny. l) Probublávánívodykyslíkem. 3 – 4 Vtabulcevidíteobrázky3nejčastějšíchrodůsinic,způsobujícíchvodníkvět. Microcystis Anabaena Aphanizomenon Upravenopodlehttp://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=anabaena+flos-aquae&lang=1, http://www.rbgsyd.nsw.gov.au/__data/assets/image/0008/48167/Aphanizomenon.gif ahttp://oceandatacenter.ucsc.edu/PhytoGallery/images_AM/illustrations%20-%20fresh/Maeruginosa300_sm.jpg Jednaztěchtosinicdíkysvérychléschopnostirůstuvsilněeutrofizovanýchvodáchve vodnímkvětupřevažuje,další2jsoukonkurenčnězdatnějšívevodách,kterénejsouažtak silněeutrofní.Dvězuvedenýchsinicumějífixovatvzdušnýdusíkatímsivytvářejívyužitelné sloučeninydusíku.Které2rodytojsou?Jaksenazývajíbuňkyavnichobsaženéenzymy, kterýmitodělají? 33 LAB3/1Drkání Naspodnístraněkrycíchskelakvárií,nejčastějivmístě,kdevzduchovánívystřikujevodu protisklu,častonajdemesinicirodudrkalka(Oscillatoria).Přenestejinapodložnísklodo kapkyvodyapřikápnětekapičkutuše.Pozorujtepohybvláken,kterémuseříkádrkání.Díky tušidobřevyniknesilnéslizovépouzdro. LAB3/2Jednořadka Napísčitýchpolníchcestách,aleiuchodníkůvměstech,najdeme(nejlépepodešti)rosolovité několikacentimetrovékoloniesinicerodujednořadka(Nostoc).Tytokoloniesedajíusušit auchovávatiněkoliklet,ponamočeníjsoupo1ažněkolikadnechplněrehydratovanéa můžetejemikroskopovat.Rozcupujtevkapcevodykousekstélkyajižpodzvětšením400x můžetevidětřetízkovitékoloniebuněk,některézakončenéheterocystou,nezelenoudusík fixujícíbuňkou. LAB3/3Sinice vodního květu Prourčení,jestlizelenýzákalstojatýchvodzpůsobujísinicenebořasy,lzeprovéstjednoduchý experiment.Pokudzkoumanývzoreknechámenaokněnaslunci,případněnanějsvítíme lampou,objemplynovýchměchýřkůsezvětšíasinicevyplavounahladinu.Druhoumožností jeinjekčnístříkačkunaplnitzelenouvodou,prstemuzavřítústíapístemtlačitnavodní sloupec.Podelšídobětlakuvolnímeapozorujeme.Eukaryotickéřasystálevyplňujícelývodní sloupec,siniceklesnoukednu,protožejimtlakporušíjejichaerotopy.Platítoprosinicerodu Anabaena,AphanizomenonaPlanktothrix,užšíplynovéměchýřkysinicMicrocystisodolávají vyššímtlakům. LAB3/4Sinice Nostoc v hávnatkách Lišejníkyhávnatky(Peltigera)jsoubuďtošedomodřezbarvené,jejichfotobiontemjesinice Nostoc,nebozelené,vnichžijezelenářasyCoccomyxa.Nazelenéhávnatcebradavičnaté (P. aphthosa)jsouještětmavébradavičky,tzv.cefalodia,kteráobsahujíopětsiniciNostoc. Zhotovtepříčnýřezstélkouhávnatky,uhávnatkybradavičnatépřescefalodium.Lzepoužít řezánívbezovéduši.Řezydejtedokapkyvodynapodložnímskle,zhotovtepreparáta zmikroskopujte. Úlohulzerozšířitještěosrovnánípapírovéchromatografievzorkuzestélkysřasoua zcefalodií,kdybudepatrnápřítomnostjinýchbarviv.NávodnajdeteveSbírceatraktivních úlohzbotanikyvúloze3/7nastr.40. 34 4. Archaea 4 – 1 Jejenotázkoučasu,kdysepřestanouodlišovatnadříšeBacteria,ArchaeaaEukaryota. Ukazujese,žeEukaryotajsouchimérousloženouzbakteriálníchaarcheálních organismů.Přestounichnajdemeznaky,kteréjespojují,neboodlišují.Ukaždého znakuvtabulcezaškrtněte,ukteréze3nadříší(domén,impérií)sesnímsetkáme. znak Bacteria Archaea Eukaryota můžebýtpřítomnabuněčnástěna buněčnástěnajesloženazesacharidůapeptidů membránaobsahujefosfolipidy,mastnékyseliny jsouvnichvázanénaglycerolesterovouvazbou genyobsahujíintrony,nukleovoukyselinu,kteráje přepisovánadoRNA,alepotépředtranslací procesemsestřihu(splicingu)odstraněna uněkterýchschopnostoxygennífotosyntézy DNAneníobalenajadernoumembránou,není vytvořenojádro histony přítomnostorganelvzniklýchendosymbiózoujiných buněk malé,70Sribozómy prvnízařazovanouaminokyselinoudopeptidůje formyl-methionin střídáníhaploidníadiploidnífáze,pohlavní rozmnožování cyklická(kruhová)DNAjakohlavníinformační molekula 35 4 – 2! NěkteréskupinyvliniiArchaeajsouzpohledučlověkaextrémofilní(řeckyfilia= láska).Protytoorganismyjsouvšaktytoextrémyoptimálnímipodmínkamiproživota vnašemprostředíbynepřežily.Přiřaďteketřemtypůmjejichzpůsobuživotavhodnou charakteristiku. A. extrémněhalofilníarchea B. methanogenníarcheavanoxickémprostředí C. hypertermofilníarchea a) Žijívpodmořskýchvulkanickýchoblastech,kderostoupřiteplotách45–110°C (teplotanad70°Cjepovažovánazaextrémní).Jednáseochemoautotrofnínebo chemoheterotrofníarcheasodolnoucytoplazmatickoumembránou,dvojice molekuletherovýchfosfolipidůprotisoběvmembráněsečastopropojujedo podobydiglycerol-tetraetherů.Častometabolizujísíruajejísloučeniny. b) Žijívteplýchslanýchjezerechsvysokýmodparem(obsahNaCl,případněNa2CO3 9až30%).Častomezinimijsouchemoheterotrofníaerobové,některédruhyvšak vytvářejíATPpomocíbakteriorhodopsinuasvětla.Jejichbuňkyjsounesmírně odolnévůčivysokémuosmotickémutlaku. c) Striktněanaerobníchemoautotrofové,získávajíenergiireakcívodíkusoxidem uhličitým,případněredukujídalšíuhlíkatélátky(oxiduhelnatý,kyselinamravenčí, octová,methanol)namethan.Najdemejevbachorupřežvýkavců,slepémstřevě dalšíchbýložravců,vnašemtlustémstřevě,střevětermitů,geotermálních pramenechnebovanaerobněserozkládajícímorganickémodpadu. 36 LAB4/1Methanogeneze LitrovouErlenmeyerovubaňkunaplňtedo¾ hnojem,rybničnímbahnem,případnětlejícímlistím, zalijtevodouauzavřetezátkousezaváděcí trubičkouahadičkou,kterápovededoskleněné vanysvodou,kdebudemožnéjímatvzniklýplyndo zkumavek.Dejtenateplémísto(35°C)apo2–3 dnechzačnětejímatvznikajícíplyn.Naplněnou zkumavkuuzátkujte,uchyťtedoručníhodržákuna zkumavkyauplamenekahanuodzátkujteazapalte. Methanhořímálovýraznýmmodrýmplamenem. Oxiduhličitý,jakoprodukthoření(aijakoprodukt Upraveno podle Střihavková H.: Praktikum z botaniky. SPN, Praha, 1978 aerobníheterotrofieaanaerobnífermentace,které vbaňcetaképrobíhají),lzedokázatpřidánímmaléhomnožstvívápennévodyaintenzivním protřepáním.Vznikábílý,nerozpustnýuhličitanvápenatý. LAB4/2Železitá prokaryota TentoúkolbyspíšspadaldokapitolyBakterie,aleexistujíiželezitáarchea,třebabudetemít štěstíinaně.ZbakteriítomohoubýtrodyLeptothrix,Crinothrix,Gallionella,archeální vteplýchvodáchjenapř.Ferroplasma.Železitáprokaryotapatřímezichemoautotrofní organismy,kteréoxidujíželeznatékationtynaželezité.Tyseveforměhydratovanéhorezavě zbarvenéhooxiduželezitéhovylučujídojejichokolí.Naberterezavépovlakyvrašelinných vodách,prorašelinělýchpodmáčenýchloukách,lučníchstrouhách,uminerálníchpramenů, vkovovýchstarýchtrubkáchvodovodunebouvýpustíkanalizačníchvod.Kulturunabertena spalovacílžičkuavoxidačnímplamenikahanudokonalespalte.Popelzelžičkyvyškrabejtena filtračnípapír,případnéhrudkyrozdrťteapomocípohybumagnetupodpapíremvyzkoušejte, jestlipopelobsahujeferromagnetickýoxidželezitý,jehožčásticesebudoupopapíře smagnetempohybovat. Částkulturyrozmíchejtevkapce10%HClnapodložnímskleapřidejte1%roztokžluté krevnísoli(hexakyanoželeznatandraselný).Taspolusželezitýmikationtyvpochváchkolonií bakteriívytvoříjasněmodrouberlínskoumodř. 37 5. Excavata 5 – 1 Lidskáonemocněnízpůsobenáexkavátyjsourozšířenázejménavtropech,častojsou kjejichšířenízapotřebíkrevsajícíčlenovci,někdystačí,abysezvýkalůnakaženého tvorapřeneslycystynalidskoupotravu.Někdymohoupřecházettitoparazitipřímo zčlověkanačlověka. Kekaždémuz6klinickýchobrazůpacientůpřiřaďnázevonemocnění. Vybírejznabídky:trichomoniáza, Chagasova nemoc, nilské boule, amébová meningoencefalitida, giardióza, spavá nemoc. Kečtyřemznichpřiřaďvektor(přenašeče)apojmenujho(vybírejznabídky:dvoukřídlé krátkorohé(podřádskrátkýmitykadly)bodalkatse-tse(Glossina palpalis)amouchadomácí (Musca domestica)selišíústnímústrojím,dlouhorohádvoukřídlákoutule(Phlebotomus)má tykadlaoprotipředchozímvýraznědelší,plošticezákeřnice(Triatoma)mázadníkřídla překrytápolokrovkami.Tovšezanesdotabulkynakonciúkolukpůvodcůmonemocnění. A B C D Zdroje obrázků: http://www.fugesp.org.br/imagens/image006.jpg, http://www.who.int/trypanosomiasis_african/tsetse3.jpg, http://i017.radikal.ru/1109/a6/7f1bfe4a5238.jpg, http://2.bp.blogspot.com/-2tdjtHYKmIA/UffgKnMDZyI/AAAAAAAAIwI/xMOOhx2tASk/ s1600/5819001093_032b8db7e0_b.jpg, http://www.faunistik.net/DETINVERT/DIPTERA/IMAGES/musca.domestica_mwz01lm.gif, http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/egb/glossina.jpg 1. 2. 3. Projevuje se akutně horečkou, otoky v místě vpichu, zánětem srdečního svalu, chronická forma postihuje zánětem mozkové pleny, nervy, střevní stěnu a typické je vypadávání vlasů a vousů – přenašeči se proto říká španělsky barbero = holič. Nejznámější oběť této nemoci je Charles Darwin. Bolestivý otok v místě vpichu, záchvaty horeček, bolesti hlavy a kloubů, zvětšení mízních uzlin. Po proniknutí do mozku způsobuje zmatenost, záchvaty únavy a těžkou malátnost, chvíle, kdy postižený upadá do hlubokého komatózního spánku, jsou střídané obdobími nespavosti. Způsobuje zánět pochvy a močové trubice. U žen se může projevit řídkým, zpěněným, zásaditým a nasládlým poševním výtokem. Mimo to způsobuje zduření a zrudnutí poševního vchodu a jahodové zbarvení poševní sliznice. U mužů je projev nemoci obecně mírnější či bez příznaků. 38 4. 5. 6. Vodnaté, páchnoucí průjmy, plynatost, bolest v nadbřišku, nevolnost, ve stolici zvýšené množství hlenu a tuku. Parazit adheruje k buňkám sliznice tenkého střeva pomocí přísavných disků, pinocytózou přijímá živiny z tráveniny. V místě vpichu vytváří veliké suché vředy, které praskají a těžko a dlouho (i přes 1,5 roku) se spontánně hojí a zůstane trvalá jizva. Fagocytuje čichové nervy, proniká do mozku přes kost čichovou, způsobuje zánět mozkových blan (meningů) a celého mozku, postupně způsobuje nekrózu všech částí mozku, rozpad jednotlivých buněk, do 10 dnů následuje smrt. původce nemoc příznaky přenašeč (příp. způsob nákazy) obrázek trypanozómaspavičná (Trypanosoma brucei gambiense) trypanozómaamerická (Trypanosoma cruzi) lambliestřevní(Giardia lamblia) ničivkakožní (Leishmania tropica) Naegleria fowleri bičenkapoševní (Trichomonas vaginalis) 5 – 2!Doplňtetextovýživěkrásnooček Asitřetinaznámýchkrásnoočekfotosyntetizuje.Jejichchloroplastyvzniklysekundární . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,tedyvelmikomplikovanýmadosudneobjasněnýmprocesem,který lzezjednodušeněpopsattak,žejejichpředekpohltileukaryotickoufotosyntetizujícířasu anechalsijiuvnitřbuňkynestrávenou.Jestližebylapohlcenadofagozómubuňka sprimárnímchloroplastem,mělbymítchloroplastkrásnooček. . . . . . . . . . . . . . obalné membrány,veskutečnostivšakmá. . . . . . . . . . . . . . ,protožejednazanikla.Stejnějakozelené rostlinytakmajíkrásnoočkavesvýchchloroplastechchlorofyly. . . . . . . . a. . . . . . . . . . . . Fotosyntézupreferují,protosepohybujívesměrupřicházejícíhosvětla,tedypomocípozitivní . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (typpohybu).Provnímánísvětlamajívesvětločivnéskvrně (tzv.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . )atakyvbičíkučervenýpigmentzeskupinyflavoproteinů. Pokudmákrásnoočkodostatekorganickýchživinanemámožnostfotosyntetizovat,rozpadá sevnitřnístrukturachloroplastů(zanikají. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,tvořenévnitřní membránou).Taksekrásnoočkamohouživit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (způsobvýživy). 39 Tentosmíšenýzpůsobvýživy,kdysekombinujeautotrofieavýživapomocíorganickýchlátek, senazývá. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Součástíchloroplastujsoutakévelkáproteinovátělíska,zvaná pyrenoidy,kterájsoutvořenaenzymem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,kterývsekundárníchdějích fotosyntézyfixujeCO2.Jakozásobnílátkaseukrásnoočekneukládá. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , jakourostlin,aleparamylon,cožjesicetaképolysacharidtvořenýmolekulami . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,alejinakvázanými.Pokudužzaseboumátenějakézákladybiochemie, nebudeprovásjistěpodleobrázkuproblémodhalit2rozdílymeziparamylonemazásobní látkourostlin.Jednakjsoumonomeryvázánymeziuhlíky1a. . . . . . . . ajednakjepoloacetalový hydroxyl(prvníOH-skupina,kterámonomeryspojuje)vuspořádání. . . . . . . . . . . . . . http://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/structure6/198/mfcd00466918.eps/_jcr_content/renditions/medium.png 5 – 3 Nejčastějšípříčinouúmrtívesvětějezparazitárníchonemocněnípodlestatistik Světovézdravotnickéorganizace(WHO)zroku2004leishmaniózas51000obětmi (všechnytypy,zejménaútrobníformakala-azar),paknásledujespavánemoc48000 mrtvých,Chagasovachorobamánasvědomí14000životů.Největšíkatastrofou nedávnéhistorienanašemúzemíbyloúmrtí16mladýchlidívletech1962–1965ve VrbenskéhoplaveckémbazénuvÚstínadLabem. Podlenásledujícíhokrátkéhotextuzodpověztedoplňujícíotázky. Původce primární amébové meningo-encefalitidy (PAM) je organismus zvaný Naegleriafowleri. Ve svém životním cyklu střídá dvoubičíkaté stádium, měňavkové (amébové) stádium a stádium cysty. Jedná se o termofilní sladkovodní organismus, který snáší teploty až do 45 °C. Proniká sliznicemi a nejkratší možnou cestou migruje do mozku, přičemž cestou fagocytuje neurony. http://www.fns.uniba.sk/fileadmin/user_upload/editors/biol/mrva/Paraziticke_protista_3_Heterolobosa__Lobosa.pdf 40 a) KterýmotvorempronikáNaegleriadotěla?Pronikáskrzsmyslovébuňky,které jsouvýběžkyneuronů,končícíchpřímovmozku.Ojakýsejednásmysl? b) Kteréstadiumjezodpovědnézalyzinervovýchbuněk,protožejeschopné fagocytózy?Podkterýmpísmenemjenaobrázku? c) Comohlobýtvezmíněnémbazénuopakovanýmzdrojemnákazy? d) VjakýchtypechvodseještěNaegleriamůževyskytovat? 5 – 4! Někteříexkaváti,jakonapř.trypanosomy,majíuvnitřsvébuňkystrukturuzvanou kinetoplast.Jednáseoorganelu,vkteréjeuloženakinetoplastováDNA(kDNA)ana RNA,kteráznítranskripcívzniká,probíháspeciálnítypposttranskripčníúpravy, zvanéeditaceRNA.Jednáseoproces,kdyjsoupodlevzoruvkládánynebovyhazovány způvodníRNAnukleotidysuracilem.Vtajencekřížovkynajdetebuněčnouorganelu, zjejížčástikinetoplastvzniká. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. http://itg.content-e.eu/Generated/pubx/ 173/mm_files/do_2709/co_67511/Cd_1087 _093c.jpg 9. 10. 11. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. světločivnáskvrna řádhmyzu,hostitelébrvitek orgán,kdeparazitujelamblie buněčnástrukturazbílkovinovýchvláken,kterásepodílínastavběbičíků,jejich bazálníchtělísek,dělícíhovřeténkaapodkladovýchmikrotubulůpelikuly dvoukřídlýhmyz,kterýpřenášícystylamblií,dálelidovýnázevprobodalky řádhmyzu,kampatřípřenašečiamerickétrypanozómy tělesnýsekret,kterýmbzikavkytse-tseinfikujíhostitelespavounemocí membrána,připojujícíbičíkkbuňceutrypanozómabičenek,jemembrána… zásobnípolysacharidkrásnooček kontinentsvýskytemspavénemoci povrchovástrukturanabuňkáchkrásnooček 41 5 – 5 Popištestavbubuňkykrásnoočka,kjednotlivýmstrukturámnapištenázevapřiřaďte číslo,uvádějícífunkcistruktury. http://www.eplantscience.com/index/general_zoology/representative_types.php 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. nesevětšinugenůbuňky,replikace,transkripce zrnazásobnílátky chráníbázibičíků pohyb,vlečezaseboubuňku zredukovanýpohybovýaparát vnímánísměrusvětla regulaceosmotickýchjevů,ochranapředplasmoptýzou fotosyntéza mikrotubulárnístruktura,znížvyrůstápohybováorganela membránaspojenásproteinovýmiproužky,chránícíbuňku 42 LAB5/1Brvitky švábů Vestřevěvšekazů(termitů)ašvábůžijíjakosymbiontirozkládajícícelulózuexkaváti, souborněoznačovaníjakobrvinky(Hypermastigida).Čerstvěusmrcenémušvábovi(pomocí pardiethyletheru,nebochloroformu,stačípůlhodiny)otevřetedutinuzadečkuodstřižením křídelahřbetníchštítkůzadečku.Podtukovýmtělesemvypreparujtetrávicísoustavuazjejí zadníčásti(pravéhostřeva,zamalpighickýmitrubicemi)podélnýmrozstřiženímvyjměte obsahstřevaarozetřetenapodložnímsklevkapcefyziologickéhoroztoku.Kroměhlístic, hromadinek,bičenekadalšíchorganismů,pozorujterůznézástupceskupinybrvitky(např. rodůTrichonympha,Pyrsonympha). LAB5/2Trypanozómy ruměnic VestřevěruměnicepospolnéžijetrypanosomidLeptomonas pyrrhocoris.Jednáse ojednohostitelského(monoxenního)parazita.VČRbývánapadenoasi10%kolonií,pokud prokážemevjednékoloniinapadenéhojedince,bývajínapadenívšichni.Jedobrévyzkoušet naněkolikamístech,zdajekolonienapadena.Ruměniceusmrtímevhozenímdolihu,po několikaminutáchjedincevyjmemeanaPetrihomiscepomocípreparačníchjehelnebo špendlíkůpomaluodtrhnemeposlednízadečkovýčlánekodzbytkutěla.Napodložnísklodo fyziologickéhoroztoku,případněfosfátovéhopufru,vymačkámeobsahstřeva(nikolivtukové tělesoagonády).Přikloptekrycímsklíčkemapodzvětšením400xuvidítešídlovitébuňky skoncovýmbičíkem(nenípřipojenkbuňcevpodoběundulujícímembrány). LAB5/3Krásnoočka Pokudnemámemožnostzískatčistoukulturukrásnooček,jemožnéjeodebratzesilně eutrofníchnávesníchrybníčků(přeslétozpůsobujívýraznýzelenývegetačnízákal),nebose objevujípo14dnechvsennémnálevu,kterýjeosvětlen.Připozorováníjepatrnýpohyb tažnéhobičíku(jevpředu,táhnebuňkuzasebou),povrchovápelikula,chloroplasty,červená očnískvrna–stigma,zrnazásobníhoparamylonu(obarvísepopřikápnutíLugolovaroztoku), pulsujícívakuola(vyprazdňujesedolahvicovitéhorezervoáruukořenebičíku). Jemožnépozorovatnegativníchemotaxi,pokudnajednustranusklíčkaskrásnoočky přidámekrystalNaCl.Pokudztlumímeintenzitusvětlavmikroskopuapomocíbaterkyči lampysvítímenapreparátzboku,jemožnépozorovatpozitivnífototaxizazdrojemsvětla. LAB5/4Mixotrofie krásnooček Kulturukrásnoočekrozdělímedo2zkumavek,dojednépřidámemalémnožství(0,1g) glukózy(můžemepřidatmalémnožstvímočůvky),tuumístímedotmy.Druhoukulturu umístímenaoknospřístupemkdennímusvětlu.Po5dnechkrásnoočkasrovnámepod mikroskopem.Zastíněnákulturasdostatkemorganickýchživinpřešlanaheterotrofnízpůsob výživy,chlorofylserozložil. 43 6. SAR I. (Stramenopiles) 6 – 1! Vkloakáchžabžijízvláštníorganismypokrytémnožstvímdvojicbičíků,typickýchpro hnědéřasynebořasovky.Pokudpoznáteobrázkyadotajenkynapíšetetolikáté písmenohledanéhoslova,kolikátéukazuječíslovka,dostanetenázevtohoto organismu.Hledátečeskájménaskupin. 2. název oddělení 1. název rodu parazita hlíz 2. název rodu, nebo oddělení 2. název oddělení 4. produkt používaný do potravin 6. název rodu parazita 1. hornina ze schránek 2. název štěrbiny ve schránce Upravenopodle:http://www.corbisimages.com/images/Corbis-42-24903374.jpg?size=67&uid=51eea271-1b7e-41d1-9dbb-452bc8915130, http://ucebnice3.enviregion.cz/userFiles/prumysl-a-tezba/rozsivka_1.jpg,http://slnieckova.sk/images/fucus-vesiculosus1325_jpg_290x600_q85.jpg,http://objectief.be/IMG/jpg/laminaria_digitata.jpg, http://www.photomacrography1.net/images/IMG_3208s.jpg,http://www.guh.cz/edu/bi/biologie_rostliny/foto01/foto_052.jpg, 6 – 2 Prostudujtenásledujícíschémavznikuplastidůuorganismů,zaměřtesenazástupce říšeSARaodpověztepodlenějnanásledujícíotázky. a) KteráskupinařasstojízavznikemplastiduvětšinyfotosyntetizujícíchSAR? b) JakémajífotosyntetizujícízástupciSARchlorofyly?Kterýzchlorofylůjese společnýmpředkemsrostlinami? c) UkteréskupinySARdošlokeztrátěfotosyntetickéfunkceplastidu? d) Ukteréskupinydošlokzánikuplastiduúplně,alepodlepřítomnostiněkterých genůvjádřelzeusuzovat,ževevolucisekundárníplastidměla? e) Prokterouskupinujetypickáterciárníendosymbiózaajakknídošlo? f) Můžemeříct,žejsouvšechnyorganismysesekundárnímiplastidymonofyletické (skupina,zahrnujícívšechnypotomkyjednohospolečnéhopředka)?Proč? g) Proběhlaprimárníendosymbiózaplastidujedinkrátvevoluci? h) Ukterýchskupinnajdemenukleomorf,pozůstatekjádraeukaryotického endosymbionta? 44 Upraveno podle http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/365/1541/729/F2.large.jpg 45 LAB6/1Rozsivky Nárůstyrozsivekzískámeodebránímhnědéhokaluzednaakvárií,zjejichfiltrů,zrybníků, seškrabánímnárostůnakamenech,rostlináchadalšíchpředmětechvestojatýchitekoucích vodách.Pozorujemenativnípreparátyztěchtovzorků,vbuňkáchpozorujemehnědo-žluté chloroplasty,křemičitéschránky,pulsujícívakuoly,raphe,kterýmvenpronikásliz,lepícíse napovrch(poněmsepohybujízapomocimyosinuadalšíchproteinů).Určenídorodůlze provéstpomocíobrazovétabuleč.6,případněpomocíserveruwww.sinicearasy.cz. LAB6/2Posypanka Posypanka(Vaucheria)jerodrůznobrvek,kterépatříspolusezlativkami,rozsivkami achaluhamidopůvodnískupinyhnědýchřas.Jednáseozelenésifonální(trubicovité–bez přepážekmezibuňkami)stélky,kterévmělkýchvodáchvytvářejízelenénárůstynadně. Nejlepšímizdrojijsoutrvalélouže,příkopyucest,zatopenékolejeodautnacestách,okraje rybníků.Rozšířenékulovitévýběžkyvlákenpředstavujísamčínebosamičípohlavníorgány (antheridia,oogonia). LAB6/3Zlativka Dinobryon Celoročněvrybničnímplanktonu,častoiveutrofnějšíchnádržích,nebotakéveVltavě,to jsouhojnéfotosyntetizujícíorganismy,včetněkoloniálníhoroduDinobryon.Prolovjepotřeba planktonkasmalýmioky(maximálně50μm).Keříčkovitěvětvenékoloniejsoutvořené buňkamisdvěmanestejnědlouhýmibičíky,hnědýmchloroplastem,stigmatemanálevkovitou schránkou–lorikouzcelulózyachitinu(chlorzinkjódemsebarvídofialova). LAB6/4Vřetenatka révová Napodzimsenalistechrévyvinnéobjevujíhnědéskvrny,kterémajízespodašedo-bílý kožíšek,způsobenývřetenatkourévovou(Plasmopara viticola).Žiletkouodřežemebílýpovlak nejlépeisespodnípokožkoulistu.Pozorujemezprůduchůlistuvyrůstajícínosičevýtrusnic (sporangiofory),nakterýchjsoucitrónovitájednosporovásporangia. 46 7. SAR II. (Rhizaria, Alveolata) 7 – 1 SkupinaSARskrýváspoustuskupin,kterésimorfologickynejsoumocpodobné.Přesto lzezákladnískupinydobřeodlišit.Podlenásledujícíhodichotomickéhoklíčepřiřaďte skupinySARkpísmenůmAažJ,jednuskupinumusíteumístit2×.Znakypopisují průměrného,většinovéhozástupce,nevýjimky. dírkonošci, chaluhy, mřížovci, nálevníci, obrněnky, rozsivky, řasovky, výtrusovci, zlativky 1. a) buňkyobsahujísekundárníneboterciárníchloroplasty,fotosyntetizují...........................2 b) bezchloroplastů,heterotrofové..............................................................................................................5 2. a) stélkapletivná,případněvláknitá,mořskémakroskopickéorganismy..........................(A) b) stélkajednobuněčná,případněkoloniálněžijícíbuňky..............................................................3 3. a) stélkakokální,bezbičíků,buňkavedvoudílnéschráncezSiO2..........................................(B) b) stélkamonadoidní,se2bičíky.................................................................................................................4 4. a) buňkyčastopokrytécelulóznímidestičkami,případněpouzeměchýřkypod povrchembuňky,zásobnílátkouješkrob......................................................................................(C) b) buňkynahé,případněvloricezcelulózy,nebochitinu,zásobnílátkouje laminaran.......................................................................................................................................................(D) 5. a) paraziti.................................................................................................................................................................6 b) volněžijícískupiny........................................................................................................................................7 6. a) žijínarostlináchiživočiších,životnícyklusobsahujedvoubičíkatézoospory,zásobní látkoujelaminaran,vytvářímycelium............................................................................................(E) b) nitrobuněčníživočišníparaziti,některástádiamajíapikálníaparátprouchycenísena sliznicích,vživotníchcyklechčasténepohlavnírozmnožování(např.rozpad– schizogonie)..................................................................................................................................................(F) 7. a) schránka,mořskéskupiny.........................................................................................................................8 b) bezschránky,sladkovodníimořské.....................................................................................................9 8. a) schránkazuhličitanuvápenatého......................................................................................................(G) b) schránkazoxidukřemičitého..............................................................................................................(H) 9. a) buňkys2bičíky,častopokrytécelulóznímidestičkami,případněpouzeměchýřky podpovrchembuňky.................................................................................................................................(I) b) buňkypokrytémnožstvímsynchronněfungujícíchbičíků–tedybrvami......................(J) 47 7 – 2! Ajetudalší,jistěoblíbená,křížovka.Tajenkoujenázevmembránovýchorganel,které majínálevnícitěsněpodmembránou.Vřádumilisekundznichpopodrážděnína obranuvystřelujíbílkovinovávlákna. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. makronukleusjetaké. . . . . . . . . . . . jádro nemoczpůsobenázimničkami(Plasmodium) parazitzpůsobujícítrichomoniázu,zánětpohlavníchcest,zejménaužen alkaloidpoužitýprvněkléčběnákazyzimničkami fyzikálníjevsouvisejícíspřechodemvodypřespolopropustnoumembránu horninavznikajícíusazovánímschránekdírkovců typickýmezihostiteltoxoplasmy velkýnálevkovitýnálevník,častozeleněnebomodřezbarvený orgánlidskéhotěla,kterýzprvuponákazenapadajízimničky klidovéstádiumnálevníků a) Jakseorganelyjmenují(tajenka)? b) Jakýtyptransportupřesmembránujevystřelováníjejichobsahuvenzbuňky? c) Jakévelkémembránovéorganely(vzhledemknáplni)dávajívzniknouttěmto drobnýmorganelám? 7 – 3!Pozorněsipřečtětenásledujícípopularizujícíčlánek: Tutanchamona prý nezabila malárie, ale chudokrevnost Letos v únoru publikoval tým egyptských vědců v lékařském časopise JAMA výsledky svého výzkumu Tutanchamonovy mumie. Faraon prý zemřel na kombinaci malárie s chorobou ničící jeho kosti. Tutanchamon zemřel v pouhých devatenácti letech zřejmě v roce 1323 před naším letopočtem. Hypotéz o příčině jeho úmrtí byla vyslovena už celá řada. Pomocí radiologických metod a analýz DNA dospěl egyptský tým k názoru, že mladého faraona oslabila Köhlerova choroba, která poškodila jeho kosti, a zkázu završila infekce prvokem způsobujícím malárii. 48 Časopis JAMA nyní otiskl dopis Christiana Timmanna a Christiana Meyera z hamburského Ústavu tropické medicíny Bernharda Nochta, v němž na egyptský výzkum reagují. Domnívají se, že popsané nálezy ze všeho nejvíce odpovídají srpkové anémii. Srpková anémie je geneticky podmíněná a život ohrožující chudokrevnost. Pokud se mutace objeví na obou kopiích genu (od matky i od otce), končí často smrtí. Nositel pouze jedné kopie zmutovaného genu se však obejde bez těžších příznaků a zároveň získává ochranu před neméně nebezpečnou malárií. Mutace totiž mění tvar červených krvinek a původce nemoci se v nich nemůže usídlit. V tropických oblastech je proto mutace poměrně častá – vyplatí se. Podle německých vědců odpovídá nekróza kosti v levé Tutanchamonově noze typickým příznakům srpkové anémie. Deformované červené krvinky ucpávají krevní vlásečnice, kostní tkáň je nedostatečně zásobena kyslíkem a odumírá. Malárie v oblastech epidemického výskytu navíc zabíjí především děti ve věku šest až devět let, ne dospělé, kteří už mají proti jejímu původci vypěstovanou imunitu. Stopy po přítomnosti původce malárie v krvi nejsou překvapivé – i lidé trpící srpkovou anémií se mohou nakazit, ale prvok se v jejich červených krvinkách nemůže ve velkých počtech rozmnožovat. Upraveno podle: http://www.tyden.cz/rubriky/veda-a-technika/veda/tutanchamona-pry-nezabila-malarie-alechudokrevnost_173974.html#.VFKL3ZV0zIU Kterévýrokyztextuvyplývají,případněmuneodporují? a) Člověk,kterýnesegenprosrpkovouanémii,vsoběnemůžemítpůvodcemalárie. b) Jestližefaraónovirodičebyliblízcepříbuzní,zvýšilasepravděpodobnost,žejejich synzdědí2alelygenuprosrpkovitouanémii. c) Červenékrvinkypostiženésrpkovouanémiímajítvarsrpkuměsíce,ucpávají vlásečniceazpůsobujíischemii(nedokrevnost)ažnekrózu(odumírání)tkání. d) Znásledujícíchmapvyplývá,ževýskytsrpkovéanémie(mapavlevo)koreluje shistorickýmvýskytemmalárie(mapavpravo).Čímvícepostiženýchalelpro stavbuhemoglobinučlověkmá,tímpravděpodobnějipřežijenákazumalárií. Převzato z http://en.wikipedia.org/wiki/Sickle-cell_disease#Prognosis e) Maláriejechorobainfekční,léčitelná,srpkovitáanémiejedědičnáchoroba, neléčitelná. f) Pokudpostiženýnesejednukopiigenuprosrpkovitouanémii,mávelkounadějina běžnoudobudožití,pokudnesedvěkopie,dobadožitíu90%je20let(cožje ipřípadTutanchamona). g) FaraonTutanchamonzemřelnanásledkymalárie. 49 7 – 4! Naobrázkuvidítestažitelnou(pulsující,kontraktilní)vakuolu.Vnásledujícímtextu vybertezkaždédvojicesprávnýpojem. Stažitelné vakuoly najdeme u jednobuněčných organismů bez buněčné stěny / s buněčnou stěnou, které žijí ve sladké / slané vodě. Chrání je před účinky prosté difúze / osmózy, protože žijí v hypertonickém / hypotonickém prostředí a jejich buňka by praskla / vysychala. Do sběrných kanálků přivádí vodu endoplasmatické retikulum / chloroplast, ty vypuzují vodu do vakuoly, která je periodicky vyprazdňována stahy polysacharidových / bílkovinových vláken. Stažitelná vakuola se stahuje v závislosti na naplnění. V destilované vodě budou kontrakce častější / vzácnější. Vyšší frekvence stahů bude v teplejší / studenější vodě. Upraveno podle http://www.expertsmind.com/CMSImages/314_Contractile%20vacuoles.png 50 7 – 5 Pronálevníkyjetypickýpohlavníproceszvanýspájení(konjugace).Kjednotlivým fázímkonjugacepřiřaďtepatřičnýobrázek. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Upraveno podle: Lang. J. a kol.: Zoologie I. díl. SPN, Praha1 1971 A. Dvajedinciodlišnýchpárovacíchtypůseksoběpřikládajíústnímpolem,mají vyvinutýmikronukleus(generativníjádro)amakronukleus(vegetativníjádro). B. Mikronukleussedělí1.fázímeiózy,1.redukčnímdělením. C. Probíhá2.fázemeiózy,2.redukčnídělení. D. Zanikají3haploidníjádravzniklámeiózou,degradujetakémakronukleus. E. Čtvrtéhaploidníjádrovzniklémeiózousemitotickydělí,vznikáhaploidní migratorníastacionárníjádro. F. Přesbuněčnáústasevyměnímezibuňkamimigratorníjádro. G. Docházíkesplývánístacionárníhojádraamigratorníhojádraopačnéhopárovacího typu,vznikánovýdiploidnímikronukleus. H. Začínáreplikaceasi5%DNAmikronukleu,odštěpujesenovýmakronukleus. I. Novýmakronukleusjevefináletvořenasi20xvětšímmnožstvímDNAnež mikronukleus,zdejevidětpostupněsezvětšující. 51 LAB7/1Dírkovci Pokudsipřivezeteodmořejemnýpísek,nejlépezmíst,kdenedalekodomořeústívodnítok, můžetepodbinokulárnílupoupísekrozebíratavytříditschránkydírkovců(neboli dírkonožců-Foraminifera).Hrubšípíseklzeprosítnajemnémsítu.Abynedocházelo krozkladnýmprocesům,jevhodnépísekkonzervovatpomocíethanolu.Pomocípreparační jehlyvybírejteschránkydírkovců,kterépřipomínajíulity,vánočky,slepenékuličky,apod.(viz obrazovápřílohakapitoly7). LAB7/2Hromadinka žížalí Pokudvkapcevodynapodložnímskleroztrhámesemennýváčekpitvanéžížaly(můžeme přikápnoutkapkumethylenovémodři),pozorujemerůznávývojovástadiaspermiíod bezbičíkatýchsekundárníchspermatocytůaspermatidažpokulovitéchuchvalcebičíkatých spermiísdlouhýmišpičatýmihlavičkami.Téměřvevšechžížaláchnavícnajdemevýtrusovce hromadinkužížalí(Monocystis agilis),případnějinýdruh,nejčastějivpodoběvelkécysty, uvnitřnížnajdemecitrónovitéspory,vnichžsevyvíjejísporozoiti. LAB7/3Senný nálev Seno,nejlépezvlhkélouky,případnězaschlátráva,mech,spařenélistyhlávkovéhosalátu, lesníhrabanka,ztohovšeholzepřipravit(senný)nálev.Zalijesevodou,nejléperybniční,či akvarijníanechásenateplémsvětlémmístě.Přesprvotnífázi,kdysenahladiněobjeví blankasennéhobacilu(Bacillus subtilis)vprvnímtýdnu,následujesukcesekrásnooček v2.týdnu,od3.týdnelzepozorovatrůznénálevníky,jakukazujenásledujícígraf. Upraveno podle Buchar j. a kol.: Práce ze zoologie. SPN, Praha, 1983 52 LAB7/4Trichocysty trepek Trichocystytrepekpodpelikuloujsouváčky,produkujícílepkavávláknabílkovin,sloužící kobraně,neboktvorběobalucysty.Maloukapkumethylvioletipřikápnětekpreparátu,ta trepkypodráždíkvystřelení,zafixujejeavláknaobarvínafialovo. 53 8. Amoebozoa 8 – 1 ŘíšeAmoebozoajepozůstatkempokmenikořenonožci.Provšechnykořenonožceje typickouorganeloupropohybpanožka(pseudopodie),výběžekcytoplazmy. Lalokovitýmpanožkámseříkálobopodie,niťovitýmfilopodie,síťovitěvětveným retikulopodie.Molekulárnífylogenetikakořenonožcerozštěpila,částsedostalado příbuzenstvatrepekarozsivek(skupinaRhizariavrámciříšeSAR),částvytvořila samostatnouříšiAmoebozoa.Většinouplatí,žeAmoebozoamajílobopodie,Rhizaria retikulopodienebofilopodie.Rozděltenásledujícízástupcepůvodníchkořenonožcůdo těchtoříší. Upraveno podle http://www.eplantscience.com/index/general_zoology/representative_types.php a http://chestofbooks.com/animals/Manual-OfZoology/Chapter-IV-Radiolaria-Order-IV-Radiolaria.html#.VFKxHZV0zIV Vztahymeziskupinamivsystémechorganismůlzerozdělitna3typy,monofylii,parafylii apolyfylii.Monofyletickáskupinaobsahujevšechnypotomkyjednohopředka,parafyletická skupinaneobsahujevšechnypotomkyjednohopředka,polyfyletickáskupinadávádohromady skupiny,kterénemajíspolečnéhopředka. 54 Určete,je-lidanýtaxonmono-,para-čipolyfyletický. a) b) c) d) e) kořenonožci Amoebozoa Rhizaria krytenky měňavky 8 – 2!Přečtětesičlánekzeserveruosel.czohlenkáchavybertevýroky,kteréztextu vyplývají. Hlenky a jejich důmyslná strategie přežití Již samotný název kmenu Mycetozoa – česky hlenky, slovensky slizovky, německy Schleimpilze, anglicky slime mold – pravděpodobně jen u málokoho, kromě zainteresovaných biologů, vyvolá větší zájem, či dokonce nadšení. Zvláštní slizovité útvary, které tyto organizmy tvoří například na vlhkém rozkládajícím se dřevu nebo na povrchu humózní půdy, považují mnozí za odpudivé. Příroda ale naštěstí není antropocentrická a rozhodujícím je účel umožňující přežití a předání genů do další generace. Podívejme se blíže na život akrázie (buněčné hlenky) druhu Dictyosteliumdiscoideum (slovenský název: slizovníček obyčajný). Jde o mikroorganismus, který biologové zařadili mezi modelové druhy a tak je dobře prozkoumán. V roku 2005 byl zmapován celý jeho genom. Tato hlenka (a asi 100 dalších podobně žijících druhů řádu Dictyosteliales) žije ve fázi svého vegetativního života jako samostatná nezávislá měňavkovitá buňka v půdách s rozkládajícím se organickým materiálem prakticky všude v příhodných klimatických zónách. Ve svém prostředí vyhledává a požírá zejména bakterie a mezi oblíbené pochoutky patří známá Escherichiacoli. V laboratořích vědci zjistili, že na to, aby se jedna buňka hlenky rozdělila, musí pohltit asi 1000 buněk bakterií. Samozřejmě, že jednotlivé buňky v půdě žijících hlenek běžně nevidíme. Ta zvláštní slizovitá kupka, jež se vytvoří na povrchu, svědčí o vyčerpání zdrojů potravy na daném místě. A to je signál k přesunu na vhodnější a úživnější lokalitu. Jenže stěhujte se na větší vzdálenosti, když jste mikroskopickou buňkou. Evoluce si ale i u těchto „primitivních“ forem života vyhrála a našla vskutku fascinující řešení. Když hlenky začnou hladovět, spustí poplach a vysílají signály SOS v podobě molekul cyklického adenosinmonofosfátu (cAMP). Buňka, která signál zachytí, ho začne předávat dál a tak chemický vzruch tvoří doslova vlny šířící se prostředím. Signál by se dal do lidské řeči přeložit: Pojďme se spolu zachránit! Buňka nejen odkaz pošle dál, ale začne se přesouvat k místu, odkud přichází a kde se sejde někdy až 100 tisíc jedinců. A tak se hlenky Dictyosteliumdiscoideum seskupí do shluků tisíců, desetitisíců až jednoho statisíce buněk. Chemický signál SOS ale způsobí i výrazné proměny – hlenky své některé geny zapnou a jiné vypnou. Ve společenství původně autonomních buněk dojde k jakési dělbě práce umožňující koordinovanou činnost celku. To, co hlenky předvedou, je vskutku fascinující – vytvoří doslova mnohobuněčný organismus, jehož různé části mají různé funkce a navíc procházejí 55 dalšími změnami. Zpočátku, ještě pod povrchem půdy, se vytvoří „slimák“, podobný tomu, kterého známe z lesů. Tento hlenčí slimák reaguje na teplo a světlo, jež ho vyvedou na povrch. Když „slimák usoudí“, že se doplazil k povrchu a tedy je v cíli, nastává jeho další proměna – vytvoří plodnici v podobě stonku uchyceného k podkladu a zakončeného hlavičkou plnou nestravitelných spor. Ty roznáší déšť, vítr a zvěř na vzdálenější, pro jednobuněčný organismus vlastními silami nedosažitelná, místa. U hlenek biologové hledají odpovědi na celou řadu otázek. Nakolik jsou ty tisíce buněk v slimákovi geneticky příbuzné, kterak mezi nimi probíhá selekce na ty, jež se „obětují“ v zájmu jiných a vytvoří obranný systém, nebo nosný neplodný stonek pro ty, které se vznesou do výšky a změní ve spory se šancí na další existenci a rozmnožování. Které buňky a proč se chovají altruisticky Vědci chtěli ověřit správnost předpokladu, že buňky, které začínají hladovět jako první a tedy mají nejméně energetických zásob, jsou ty, jež se obětují v zájmu přežití svých příbuzných a vytvoří neplodný stonek. Jsou to právě ty hlenky, které zahájí poplach a vyšlou první signál ke spolčování. Jejich soukmenovkyně, podřizující se volání na stavbu „Noemovy archy“ záchrany – tedy k vytvoření slimáka – v tom čase ještě hladovět nemusejí (ale chemický signál je předzvěstí, že se hladomor blíží). Je vcelku logické očekávat, že dříve hladem trpící buňky altruisticky vytvoří spíše stonek, než spory, protože takové řešení jim nabízí alespoň malou naději na únik před i tak jistou smrtí. Celá sada různých experimentů s koloniemi sestavenými z geneticky odlišných klanů hlenek, ve kterých měly mikroorganizmy předepsanou selektivní dietu, přinesla překvapení – opak je pravdou! Když hlenky vytvořily finální útvar se stonkem nesoucím spory, fluorescenční značky odhalily, že první vyhladověné buňky vytvořily mnohem více spor, než by se podle logické úvahy „slabší ustoupí“ dalo očekávat. Upraveno podle: http://www.osel.cz/index.php?clanek=5148 a) HlenkaDictyosteliumjemodelovýeukaryotickýorganismusskompletně zmapovanousekvencínukleotidůvDNA. b) Hladovějícímbuňkámhlenekvysílajínehladovějícíjedincinapomoccyklický adenosinmonofosfát(cAMP). c) Amébovástádiaseživífagocytózouprokaryotickýchorganismů. d) Tvorbuplodničekaspormůžemeiniciovatnamédiíchbezpřítomnostibakterií. e) cAMPfungujejakoshlukovacíferomon,látka,kteroubuňkypoužívají vmezibuněčnékomunikacivmédiu. f) Buňky,kterézačnouprvníhladovětainiciujíshlukování,vytvořísterilníčásti plodničky. g) Mnohobuněčné„slimákovité“stádiumsloužíktomu,abysebuňkypřelezením dostalydoprostředíbohatéhonabakterie. 56 LAB8/1Měňavky Pokudsenepovedezískatčistoukulturuměňavek,najdemejenadnězahnívajícíchrybníků, trvalýchlouží,lučníchtůní,lesníchtůněk,případněvtekutiněvyždímanézrašeliníku. Pozorujtetvorbupanožek,pohybcytoplasmy,kontrakcepulsujícívakuoly. LAB8/2Krytenky Zdrojemrůznýchdruhůkrytenekjevodavyždímanázrůznýchvlhkýchmechů,zejména zrašeliníku,případněnárostynastěněakvária,dno,čivyždímanýakvarijnífiltr.Pozorujeme různétvaryschránek,pokudjetomožné,takévytvářenípanožek.Nejčastějšímirodyjsou ArcellaaDifflugia(vizobrazovátabule8). LAB8/3Hlenky Navlhkémtlejícímdřevě,napařezech,častonařeznéplošenebopododchlíplouborkou najdemerůznéplodničky(sporokarpy)hlenek.Určujtejepodlenásledujícíhoobrázku,další najdetevpřílozenaobrazovétabuli8. Upraveno podle ttp://40.media.tumblr.com/620b2dffde69a3c72bf5629d96998da5/tumblr_mwdryvomMV1rhb9f5o1_r1_1280.png 57 9. Chytridie, hmyzomorky a spájivé houby 9 – 1! Jestliževnásledujícímobrázkuvybarvítevšechnapoleoznačenáčísly,kteráuvozují pravdivévýrokytýkajícísehub,dostanetezjednodušenýobrázek,znázorňujícídva typyrozmnožovánítypicképrojednuskupinuhub.Jaksenazývátotorozmnožování? Prokterouskupinuhubjetypické?Podkterýmčíslemjevobrázkuzygosporaapod kterýmčíslemsporangiumshaploidnímivýtrusy? 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Žádnáskupinahubnemávesvémživotnímcyklubičíkatástádia. Uvšechhubjevždyheterotrofnívýživa. Houbysepodílejínavýroběvínaapiva. Zásobnílátkouhubjechitin. Houbykolonizujícíkořenystromůstromůmvždyškodí. Houbyvlišejnícíchzajišťujíorganickélátky,zejménasacharidy. Nejpříbuznějšímieukaryotyhubjsouřasovky(Oomycota). Vláknitástélkahubsenazývámycelium,jetvořenajednotlivýmihyfami. Plodnicehubjsoutvořenypravýmpletivem–parenchymem. Většinahubpřijímávýživufagocytózou. Hlavníorganelouhub,vkterévznikáATP,jemitochondrie. Mezinepohlavněvzniklévýtrusyhubpatříkonidie. Uvětšinyhubnacházímepohlavníanepohlavnírozmnožování. Houbyvzniklyzezelenýchrostlin. Parazitickéhoubynapadajípouzerostliny,živočichynikdynenapadají. 58 9 – 2 Přečtětesikrátkéčlánkyotřechdruzíchhub.Zkusteformulovat,comajítitotři zástupcispolečného. 1. 2. 3. 4. Jakýjejejichzpůsobvýživy? Jaklzecharakterizovatjejichpůvodníasoučasnýareálvýskytu? Jakéjsoupotřebnépodmínkyproúspěšnéšíření? Jaknaopakšířeníbránit? Fytopatolog Gary Franc z University of Wyoming na právě skončeném světovém setkání odborníků pořádaném American Phytopathological Society vystoupil s tvrzením, že Synchytrium endobioticum, parazitická houba, které u nás říkáme rakovinec bramborový, se nezadržitelně šíří a hrozí, že ohrozí bramborářský průmysl v celosvětovém měřítku. Tvrdá opatření (postižené oblasti jsou zařazeny do karantény a obchodování s brambory je v těchto oblastech zakázáno) se uplatňují proto, že spory uvolňované z nemocných rostlin mohou učinit půdu nevhodnou pro pěstování brambor po celá desetiletí. Dlouhodobé přežívání spor v půdě a neexistující chemický ochranný prostředek, který by rostliny ochránil, činí tuto chorobu zvláště nebezpečnou. Rakovinec bramborový je karanténní houba napadající celou rostlinu. Na hlízách a na stolonech vytváří bradavičné nádory. Z napadených pletiv se uvolňují pohyblivá stádia houby ve formě rejdivých výtrusů s bičíkem. Infekční agens si zachovávají životaschopnost v půdě až 36 let. Stejně jako brambory pochází z And, dnes má téměř kosmopolitní rozšíření. Od konce 80. let minulého století to jde se žábami a dalšími obojživelníky z kopce. Vyhynulo jich asi 120 druhů. Tři čtvrtiny z nich má na svědomí nebezpečné onemocnění vyvolávané houbou Batrachochytrium dendrobatidis. O její rozšíření se významně přičinil člověk, který chorobu nevědomky roznášel po celém světě s nakaženými jihoafrickými žábami drápatkami. Dnes najdeme houbu na všech kontinentech. Tým vědců vedený Jamiem Voylesem z Univerzity Jamese Cooka v australském Townswille zjistil, že kůže žab zasažená houbou nedokáže transportovat ionty. V důsledku toho klesá koncentrace sodíku a draslíku v krvi. V konečném stádiu onemocnění je rovnováha iontů v těle narušena natolik, že to brání v práci srdeční svalovině. Srdce žab přestane bít. „Zdá se, že agresivní kmen houby je hybridem dvou méně nebezpečných forem, které se spojily prostřednictvím obchodu s exotickými žábami,“ řekl Dirk Schmeller z pařížského Národního střediska pro vědecký výzkum. Prakticky všeobecně platí, že nejhůře postižení jsou obojživelníci žijící v nadmořské výšce nad 1 000 metrů. V Evropě jsou obojživelníci žijící v nižších nadmořských výškách odolnější, i když sami mohou být přenašečem tohoto houbového onemocnění. Nový druh mikrosporidie objevil v r. 1996 švédský prof. Ingmar Fries v Číně. Hmyzomorka Nosema ceranae byla původně popsána u včely východní Apiscerana, avšak díky rozšíření včelařství s člověkem do všech koutů světa Nosemaceranae „přeskakuje“ na nového hostitele – včelu medonosnou. V Evropě je známá teprve od roku 2005 a ukazuje se, že v některých zemích je významným faktorem vedoucím ke kolapsu včelstev. Cizopasí ve včelím žaludku, narušuje žaludeční stěnu včel, které pak hynou hladem a na průjem. Tento prvok je přítomen v každém včelstvu. Správně ošetřované a tedy i zdravé a silné včelstvo je schopné udržovat optimální 59 tepelný režim a vůči nákaze je tudíž méně vnímavé. Propukne-li už nemoc, je nutné desinfekcí likvidovat spory na plástech a stěnách úlu. Upraveno podle: http://en.wikipedia.org/wiki/Synchytrium_endobioticum, http://www.osel.cz/index.php?clanek=2731, http://www.rozhlas.cz/leonardo/priroda/_zprava/jak-zabiji-batrachochytrium--649801, http://www.national-geographic.cz/detail/svetem-se-siriplisen-hubici-zaby-a-jine-obojzivelniky-20479/#.U-jT_pUcTIU, http://eagri.cz/public/web/file/142451/Zaver_zprava_Nosema_2011_final.pdf, http://cs.wikipedia.org/wiki/Nosema_ceranae 60 LAB9/1Endomykorhiza Uvádíse,žeaž95%suchozemskýchrostlinžijenakořenechvsymbiózeshoubami.Většina znichmátzv.arbuskulo-vezikulárníendomykorhizu,kterouvytvářejísezástupcioddělení Glomeromycota.Houbauvnitřbuněkkořenevytvářístromečkovitéarbuskuly,nebooválné vezikuly.Znejrůznějšíchdruhůbylin,rostoucíchlépevpřirozenýchekosystémech,vezměte kořenovýsystém.Odebírejteisokolnípůdou,abynedošlokpoškozenínejjemnějšíchkořenů. Zhospodářskýchplodinjevýhodnázejménakukuřiceavojtěška,nepřílišvhodnéjsou brukvovitéamiříkovité.Důkladně,alešetrněpropertekořenyspoluspůdoupodtekoucí vodoutak,abysečástečkyvodyodplavily.Ktomutopromytísehodíuložitkořenynaplastové čajovésítko.Koncovékořeny(5cm)vařte5–10minv10%KOH,propertevodouaopětvařte 3minutyv5%roztokumodréhoinkoustuv5%kyseliněoctové.Opětproperteazhotovte nativnípreparáty.Vpreparátuhledejteútvarypatrnénavyobrazenínatabuli9/7. LAB9/2Houby na potravinách Kultivujtenejménětýdenvevlhkékomůrce(zavařovacísklenicestrochouvody)potraviny (pečivo,mrkev,citrusy,marmeláda,tvrdésýry,aj.).Narostléhoubynabertepreparačníjehlou dokapkyvodynebokyselinymléčnénapodložnísklo,zhotovtepreparátapozorujte.Podle zjednodušenéhoklíčenejčastějšíchrodůhubplísněurči. 1. a) Hyfybezpřehrádek,některénesoukulovitásporangiaobsahujícívelkémnožstvíspor (Mucoromycotina,houbyspájivé). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 b) Hyfypřehrádkované,některénesounakoncimorfologickyodlišnébuňkyprodukující řetízkysporkonidií(Ascomycota,houbyvřeckovýtrusné). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2. a) Sporangiofory(nosičevýtrusnic)nerozvětvené,vesvazečcíchpřirostlékořínkovitými výrůstkyavzájemněspojenéobloukovitýmispojkami. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . KROPIDLOVEC(Rhizopus) b) Sporangioforyvětvené,bezkořínkovitýchvýrůstkůaobloukovitýchvláken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . PLÍSEŇ(Mucor) 3. a) Řetízkykonidiívyrůstajízlahvicovitýchbuněknavrcholukonidioforu(nosiče konidií)rozšířenéhovoválnýměchýřek.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . KROPIDLÁK(Aspergillus) b) Řetízkykonidiívyrůstajízlahvicovitýchbuněknarozvětvenémvrcholukonidioforu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ŠTĚTIČKOVEC(Penicillium) 61 Upraveno podle: Urban Z., Kalina T.: Systém a evoluce nižších rostlin. SPN, 1980 62 10. Vřeckovýtrusné houby 10 – 1!Vyberte,kteréfaktorynámpomohouudržetpotravinydélečerstvé,anižbyjenapadly mikroskopickéhouby. a) b) c) d) e) chlad sucho tma benzoansodný výluhzčervenéřepy f) chloridsodný g) zahřátínad100°C h) uchovávánírůznýchtypůpotravin pospolu i) vakuovébalení 10 – 2 Protoženašímnárodnímnápojemjepivo,jejistěkvasinkapivní(Saccharomyces cerevisiae)našímnárodnímorganismem.PodleschématuPlzeňskéhopivovaru přiřaďtevtabulcečíslakjednotlivýmtechnologickýmpostupůmakbiochemickému popisujejichpodstatyodpočátkůažpohotovýzlatavýmok. Upraveno podle http://www.hsvos.cz/folder02/pivovar02.jpg technologický proces biochemický popis dozrávání filtrace Aktivaceenzymůvobilkáchječmene, rozkladškrobunasladovýcukr(maltózu). Dokončeníkvasnýchprocesůzanižších teplot. 63 technologický proces biochemický popis hvozdění(sušení)sladu chmelovar–sladinasevaří schmelemnamladinu kvašení–zchlazenámladina vkádíchnebouzavřenýchtancích kvasízapomocipivovarských kvasnic máčeníječmene Dokončenírozpouštěnízkvasitelných cukrů,jejichrozpustnostjezvýšena zahříváním. Kvasinkyštěpíenzymemmaltázou maltózunaglukózuametabolizujíglukózu naetanolaoxiduhličitý. Odseparováníbuněkkvasineknafiltrech zkřemeliny(diatomitu)–horninyvzniklé zeschránekrozsivek. rmutování(opakovanézahřívání 1/3vystírky) scezování–vznikásladinaamláto stáčení šrotovánísladu vystírání–máčenímletéhosladu Opětovnáaktivaceenzymů,dalšíštěpení škrobunazkvasitelnécukry. Plněníproduktudolahví,sudů aplechovek. Uvolňováníhumulonuadalších chmelovýchsilic,dodajíhořkouchuť, desinfikujíavysrážejíproteinovýzákal. Vznikčistéhoroztokuzkvasitelnýchcukrů (maltóza,glukóza). Zastaveníenzymatickýchreakcíaklíčení teplem. Zvětšenípovrchusladuproefektivnější rozpouštěnílátek. 10 – 3Stromyjsoudomovemprocelouřaduhub.Následujících11druhůhubsemůže vyskytnoutnahrušni.Přiřaďteksobějménahub,možnoulokalizacinahrušni, obrázky,popisjejichbiologieasystematickézařazenídotabulkynakonciúkolu. Všechnydruhybylynahrušníchzaznamenány,pravděpodobněbysevšaknikdy nevyskytovalynajednou.Každýdruhvyžadujespecificképodmínkyprorůst. a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) hlízenkaovocná(Monilinia fructigena) sírovecžlutooranžový(Laetiporus sulphureus) kropidlovecčernavý(Rhizopus stolonifer) kvasinkapivní(Saccharomyces cerevisiae) lanýž(Tuber uncinatum) Ophiostoma novo-ulmi padlíjabloňové(Podosphaera leucotricha) rezobnaženkahrušňová(Gymnosporangium clavariiforme) smržobecný(Morchella esculenta) terčovníkzední(Xanthoria parietina) václavkaobecná(Armillaria mellea) 64 Substrát:1–dřevo,2–živélisty,3–opad,4–plody,5–kořeny,6–borka. A B C D E F G H I J K Upraveno podle: http://www.fugleognatur.dk/images/galleri/Paeregitterrust_2008%2008%2031_b150.jpg, http://www.ages.at/uploads/pics/ FT_Monilia_250_366_02.jpg, http://www.uwyo.edu/virtual_edge/lab13/images/ascomycota02.jpg, http://dic.academic.ru/pictures/enc_biology/ plants/ris._2_2_87.jpg, http://naturalhistory.uga.edu/~GMNH/Mycoherb_Site/paint/Moreldrawing1.jpg, https://dspace.lib.uoguelph.ca/ xmlui/bitstream/handle/10214/5514/Rhizopus_stolonifer_diagrams.jpg?sequence=1, http://www.troufaplus.com/products/tuber-uncinatumscorsone?locale=en, http://www.aquamax.de/Bilder/Xanthoria_parietina_Stemi.jpg, http://www.plantenziektekunde.nl/iepenziekte_ziektecyclus, http://1.bp.blogspot.com/-PU-Qh6Q48s8/U_I-mND_xTI/AAAAAAAAM2E/nujht7ueRVE/s1600/IMG_0899_u.jpg, 1. 2. 3. Parazitujevparenchymulistu,nasvrchnístranělistuvytvářílepkaváložiska, vkterýchprobíháoplozeníapozdějinaspodnístranělistuložiskajarníchvýtrusů, navětvíchjalovcůvytváříložiskazimníchvýtrusůvpodoběoranžových rosolovitýchnárůstů. Vzácnýdruh,vytvářejícídíkymykorhizenakořenechlistnáčůpodzemníhlízovité plodnicestmavýmbradavičnatýmpovrchem,vezralostijsouplnéaskospor vznikajícíchvevřeckách. Plodnicesvřeckyaaskosporamiazbytekstélkyjsouvýrazněžlutězbarvené přítomnostísloučeninyparietinu.Jednáseoepifytickýdruh,vyhledávající prostředíbohatšínadusíkatésloučeniny. 65 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Prorůstádužninuovocebohatéhonacukryavytvářísoustřednékruhykonidií, substrátmumifikujeanajaře,někdyažzatřiroky,znějvyrůstajíplodnice. Saprofytžijícínatlejícírostlinnéhmotě,vytvářínajařestopkatéplodnicesvýrazně členitouvýtrusorodouvrstvou(hymeniem). Vcukernýchroztocíchvytváříkolonienepohlavněsemnožících(pučících)buněk. Nacukrybohatýchsubstrátechvytvářívysoképorostysnevětvenými sporangiofory,svazečkyjsoupospojovanéobloukovitýmihyfami. Rozkládácelulózuvodumřelémdřevě,způsobujetzv.hnědouhnilobudřeva, rozkládácelulózu,zedřevazůstávákostkovitěserozpadajícínaligninbohatá hmota. Typickýsapro-parazit,parazitujevdřevě,podkůrouvytváříčernévětvenéútvary, zvanérhizomorfy.Poodumřenístromuvytváříplodniceazpůsobujebílouhnilobu dřeva,kdyrozkládálignin,zůstávábílávláknitáhmotabohatánacelulózu. Patřímeziparazityprorůstajícícévydřeva,ucpáváje,vyvolávátracheomykózu,po odumřeníanapř.odlomeníčástikmenevytvářídrobnéčernélahvicovitéplodnice saskosporami.Roznášejíjikůrovcovitíbrouci. Bílépovrchovémyceliumzapouštídobuněkpokožkyhaustoriapropříjemživin, nakoncisezónypaktvořídrobnékulovitéplodnicesvidličnatěvětvenými přívěsky. Houbuzařaďtedoodděleníspájivéhouby(Zygomycota)–Z,vřeckovýtrusné(Ascomycota)– Anebostopkovýtrusné(Basidiomycota)–B. houba a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) substrát obrázek biologie zařazení 66 LAB10/1Ovocná domácí vína Použijemebuďtovelkouokurkovousklenici,nebovelkýdemižón.Nádobu dokonalevymyjemevroucívodou.Podleobjemunádobyzvoltevhodný poměrvstupníchsurovin.Na10litrůvody3litrydenodleželéhonadrceného ovoce(borůvky,maliny,ostružiny,šípky,třešně,višně,švestky, odstopkovanýrybíz)a3kgkrystalovéhocukru.Můžemepřidatvinné kvasinky(10g),0,5lburčáku,případnědroždí(toalemůžedodat drožďovitoupříchuť).Ovocejepřirozeněporostlédivokýmikmenykvasinek, tedydodáníkulturynutněnepotřebuje.Nádobuuzavřemenapř.gumovou rukavicíagumičkou,demižónpřípadněkorkovouzátkousotvorempro kvasnouzátku(vizobr.).Tusmalýmmnožstvímvodyvbaničceprostrčíme idodrobnéhootvoruvrukavicovémuzávěru.Prvních5dníprobíhábouřlivé kvašení,nádobabymělabýtnaplněnajendo2/3.Pokudpřestaneprobíhat kvašení(vkvasnézátcepřestanouvznikatbubliny),cožbývápo4–6týdnech, odsajemenadusazenýmovocemvzniklévíno.Pokudjevínopříliškyselé, můžemepřidatcukranechatzastejnýchpodmínekdokvasit. http://www.alfavitahol esov.cz/img/kvasna_zat ka2.jpg LAB10/2Padlí Odpozdníholétadopodzimupokrýválistyrostlinmyceliumpadlíavytvářínajehopovrchu žluté,hnědé,pozdějičernéasi1mmvelkékulovitéplodnice.Preparačníjehlouje seškrábnemedokapkyvodynapodložnímskleapozorujeme.Podletvarupřívěskůmůžeme určitrodpadlí.Přitlakunakrycísklomohouzplodničkyvyhřeznoutvřeckasaskosporami. HáčkovitépřívěskymárodUncinula(např.padlíjavorové–U. bicornis),ostrérovnépřívěsky márodPhyllactinia(nabuku,břízeahlohupadlíbukovéP. guttata,p.jasanovéP. fraxini), jednoduchézvlněnépřívěskymárodErysiphe(p.rdesnové–E. polygoni,p.čekankové–E. cichoraceareumnarůznýchhvězdnicovitých,p.bolševníkové–E. heracleinamiříkovitých,p. jitrocelové– E. sordida,p.užankové–E. cynoglossinabrutnákovitých),nakonciopakovaně vidličnatěvětvenépřívěskymárodMicrosphaera(p.dubové–M. alphitoides,p.brslenové–M. euonymi,p.jetelové–M. trifolii,p.kozincové–M. astragalii). Upraveno podle http://www.apsnet.org/edcenter/K-12/TeachersGuide/CSIPowderyMildew/Article%20Images/mildewkey.jpg 67 LAB10/3Kvasinky VErlenmeyerověbaňce3dnykultivujemedroždíscukremavodou(na200mlvodyasi5g droždí,10gcukru).Pozorujtekvasinky,najdětejejichpučícístádia(nepohlavněsemnoží pučením),pozorujtevnichvakuolyarůznéinkluze(glykogen,tukovékrůpěje)aobarvěteje 0,01%roztokemmethylenovémodři.Tímurčíte,kolikprocentkvasinekježivých(živébuňky majífunkčnísemipermeabilnímembránu,kterábarvivotéměřnepropustí,obarvísepouze mrtvébuňky).Zkvasnésměsizfiltrujeme5mlroztoku,čichemajodoformovouzkouškou zjistímepřítomnostethanolu.Kfiltrátupřidejtešupinkujódua2ml5%KOH,zahřejtekvaru anechejtezchladnout.Zlatožlutéšupinkyjodoformujsoudůkazempřítomnéhoethanolu,voní podesinfekci(jodoformsepoužívákdesinfekciobvazovéhomateriálu). 68 11. Lichenizované houby Lišejníky(lichenizovanéhouby)jsounesystematickouskupinusymbiotickyžijícíchhub, naprostávětšinaznichjeřazenadosystémuvřeckovýtrusnýchhub. 11 – 1! Lišejníkysemohourozmnožovatrůznýmizpůsoby.Podleobrázkůpojmenujte anapište,ojakýtyprozmnožovánísejedná(pohlavní/vegetativní). 1 2 způsob: způsob: pohlavní/vegetativní pohlavní/vegetativní 3 4 způsob: způsob: pohlavní/vegetativní pohlavní/vegetativní Upravenopodle:http://www.yourarticlelibrary.com/wp-content/uploads/2013/08/clip_image002119.jpg, http://www.lichens.lastdragon.org/faq/soralium_500.jpg,http://www.plantpath.cornell.edu/glossary/images/apothec2.gif, http://lichenportal.org/imglib/lichens/Parmeliaceae/Cetraria_andrejeviitn.jpg 11 – 2Mnoholišejníkůmánějakýpraktickývýznam.Spojtenásledujícídruhysjejichvyužitím čivýznamem. a) pukléřkaislandská(Cetraria islandica) b) skalačkabarvířská(Roccellatinctoria) c) dutohlávkasobí(Cladonia rangiferina) d) mapovníkzeměpisný(Rhizocarpon geographicum) e) provazovkanejdelší(Usnea longissima) f) terčovníkzední(Xanthoria parietina) 69 a) Přirozenástravasobízvěře,pokudchovanísobinemajídostateklišejníku,přidává sejimgranulovaný. b) Indikátordusíkatéhoznečištění,epifytickýlupenitýlišejník,kterýrostevmístech, kdejeborkastromůznečištěnaptačímtrusem,nebovmístech,kdejevovzduší dostatekoxidůdusíku. c) Spolehlivýindikátorznečištěníovzdušízimnímsmogem,přivyššíchkoncentracích oxidusiřičitéhomizí. d) Zjehostéleksevyrábělacidobazickýindikátorlakmus,histologickébarvivoorcein, nebosejimbarvíručnětkanáovčívlněnápřízezvanáHarristweed. e) Díkyobsahubaktericidníchlišejníkovýchlátekjeužívánavlidovémedicíně, ivkomerčněprodávanýchčajíchnazánětydýchacíchcest. f) Vzhledemktomu,žejejednímzprvníchkolonizátorůžulyadalšíchkyselých vyvřelýchametamorfovanýchhornin,patřímeziprvotnípůdotvornéčinitele,kteří sepodílejínaerozihorninyavznikupůd. 11 – 3! Přiřaďtekřezulišejníkovoustélkounázevtypustélkyapříkladzástupce(obrázek anázev). a) b) c) keříčkovitá lupenitá korovitá Upraveno podle: http://herbarium.usu.edu/fungi/funfacts/LichenXS.jpg, http://www.saguaro-juniper.com/i_and_i/lichens/lichens_2/image011.jpg a http://www.lichens.lastdragon.org/faq/foliose_thallus_annotated.jpg Upraveno podle: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/72/Cladonia_rangiferina.jpeg, http://www.biolib.cz/en/taxonimage/id5327/?taxonid=125162, http://www.biolib.cz/IMG/GAL/16429.jpg terčovkabublinatá dutohlávkasobí 70 misničkazední Kterýtyplišejníkovéstélkymávzhledemkbiomasenejvětšípovrch?Mezidruhystouto stélkoupatříty,kteréznašípřírodydokonce20.stoletísilněmizely.Vysvětlete,proč. 11 – 4Lišejníkyjsouv95%případůvřeckovýtrusnéhouby.Zopakujtesitučástživotního cyklu,kdydocházíktvorběplodnic,nanásledujícímschématuadoplňtedotabulky číslazobrázku. Upraveno podle http://classconnection.s3.amazonaws.com/55411/flashcards/585644/png/147.png popis číslo z obrázku Klíčeníhaploidníchaskospor. Primárnímyceliumsjednojadernýmihaploidnímibuňkami. Tvorbapohlavníchorgánů–samičíhoaskogonuasamčíhoantheridia ajejichsplývání Růstaskogenníchhyfsdikaryotickýmibuňkami. Tvorbakoncovébuňkysdvěmajádry. Splýváníjadervevznikajícímvřecku. Vřecko(askus)–jedinádiploidníbuňkaživotníhocykluvřeckovýtrusných hub. Prvníredukčníděleníjádravřecka. Druhéredukčníděleníjádravřecka. Osmaskosporvzniklýchdvěmaredukčnímidělenímianáslednoumitózou. 71 LAB11/1Vnitřní stavba lišejníkové stélky Zhotovtepříčnýřezlupenitoustélkouterčovníkuzedního(Xanthoria parietina)vbezovéduši. Nejprveřezpřenestedokapkyvodynebokyselinymléčné.Pozorujtespodníasvrchní korovouvrstvu,řasovouvrstvuobsahujícířasuroduTrebouxiaahoubovounebolidřeňovou vrstvu.OranžovýantrachinonparietinsevpřítomnostiKOHbarvídokrvavěčervena. Přikápnětekpreparátu10%roztokKOH. LAB11/2Plodničky lišejníků Vbezovédušizhotovtepříčnýřezplodničkoustélkylibovolnéholišejníku(terčovka– Parmelia,,terčovník–Xanthoria,Physcia,hávnatka–Peltigera,aj.).Kpreparátupřikápněte Melzerovočinidlo(složení–úkol12/2),kteréobarvívýtrusy(jemožnéibezpoužitíčinidla). Jednáseomiskovitéplodničkytypuapothecium. LAB11/3Barevné reakce lišejníkových kyselin Nazákladěreakcísvodnýmroztokemhydroxidudraselného(K)(10%)avodnoususpenzí chlorovéhovápna(Cl),případněroztokuchlornanusodného(neředěnéSAVO)zjišťujte zbarveníkůryadřeněrůznýchdruhůlišejníků.Stélkujetřebanalámatnamalékousky,aby bylyvidětbarevnéreakcedřeně.Roztokynanášejtekapátkemnapodložnísklíčkopod binokulárnílupou.Chlorovévápnopoužívejtesamostatně,nebonajižpřikápnutýKOH(KC). Výsledkysrovnejtestabulkou: dutohlávkabodavá(Cladonia rangiformis) K+žlutá,C−,KC− dutohlávkalistová(Cladonia foliacea) C−,K−,KC+žlutá dutohlávkatřásnitá(Cladonia fimbriata) K−,C−,KC− misničkavybledající(Lecanora expallens) K+žlutá,C+oranžováažčervená,KC+ oranžová misničkazední(Protoparmeliopsis muralis) K−,C− KC+světležlutá strupkalasturnatá(Hypocenomyce scalaris) K−,C+červená,KC+červená terčovkabrázditá(Parmelia sulcata) kůraK+žlutáažčervená;dřeňC-,K+ oranžová,KC+oranžová terčovkabublinatá(Hypogymnia physodes) kůraK+žlutá;dřeňK−,C−,KC+červená terčovkaotrubčitá(Pseudevernia furfuracea) kůraK+žlutá;dřeňK−,C−,KC− terčovkaskalní(Parmelia saxatilis) kůraK+žlutá;dřeňK+oranžová,C−,KC+ oranžová terčovníkzední(Xanthoria parietina) K+červenáažfialová,C−,KC+červená větvičníkslívový(Evernia prunastri) K−,C−,KC− Převzato z: http://clanky.rvp.cz/clanek/c/g/12637/LABORATORNI-PRACE---LISEJNIKY-LISEJNIKOVE-LATKY.html/ 72 LAB11/4Rekrystalizace lišejníkových kyselin Na2podložnísklíčkapoložteúlomkystélkyvybranéhodruhulišejníku,naprvnípřikápněte benzen,nadruhéacetonanechterozpouštědlaodpařit.Sklepnětestélkypryčakvyloužené kyseliněpřidejterekrystalizačnírozpouštědlo(směsglycerolualedovékyselinyoctové vpoměru1:3),přikryjtekrycímsklemaopatrnězahřívejtenadplamenem.Povychladnutí pozorujtepreparátpodmikroskopemazaznamenejtetvarabarvukrystalů. Vevýluhubenzenujsoužlutéjehlicovitépaprsčitěuspořádanékrystalykyselinyusnové(např. zprovazovky),nebokosočtverečnézašpičatělébezbarvépaprsčitéshlukykyselinyantranové (zdutohlávkysobí).Vacetonovémvýluhumůžemenajítkrátkéhranolykyselinybarbatové (dutohlávkaFloerkova),nebokrystalykyselinysquamatové,připomínajícíškrobovázrna (dutohlávkašupinatá). 73 12. Stopkovýtrusné houby 12 – 1Vašímúkolemjeprokousatseporostemhubtak,abysteseneotrávili.ZpoleSTART vybertevprvnímřádkujedlouhoubu,postupujtedodalšíchřádkůsměremvzhůru kCÍLItak,žesmítenarámečkysjedlýmihoubami,kterésjiž„dobitou“houbousdílejí celoukratšíčidelšístranurámečku.Použijteatlasyhub,nebointernet. Pokudsečteteaodečtetevšechnačísla,kterájsouzanázvyhub,kterýmijsteprošli,dostanete hmotnostvkilogramechnejvětšíplodnicehouby.Jednáseoplodnicichorošeohňovec Fomitiporia ellipsoidea,kterýbylvroce2008nalezennačínskémostrověChaj-nan.Měřína délku10metrůanejstřízlivějšíodhadyjejíhmotnostizískátesprávnýmprojitímtrasypo jedlýchhoubách. Podle http://www.rozhlas.cz/leonardo/zpravy/_zprava/nejvetsi-houba-vazi-pul-tuny--929090?print=1 CIL kuřátkasličná (−56) pavučinecpolokrvavý muchomůrkazelená (+12) (−28) klouzekzrnitý (+44) hřibsatan (+63) holubinkavrhavka (−154) suchohřibžlutomasý (+4) pečárkaovčí (+17) hřibkoloděj(syrový) (+33) hřibsmrkový (−28) kozákbřezový (+79) muchomůrkajízlivá (+76) ryzecpravý (+41) ryzecsyrovinka (−15) muchomůrkačervená čirůvkamýdlová (−21) (+89) liškaobecná (+17) vláknice václavkaobecná Patouillardova(−216) (syrová)(−54) pečárkazápašná (+66) křemenáčosikový (−33) holubinkamandlová (−10) pýchavkaobecná (+35) muchomůrka citrónová(−37) muchomůrka porfyrová (+9) ryzechnědý (−9) hřibkovář (+128) třepenitkasvazčitá (−128) muchomůrka růžovka(+25) špičkaobecná (−7) vatovecobrovský (+53) ucháčobecný (+93) hlívaústřičná (+51) muchomůrka tygrovaná(−7) závojenkaolovová (+45) pavučinecplyšový (+38) START 74 12 – 2Naobrázkuježivotnícyklusrzitravní.Najdětevživotnímcyklubazidii(označte1) abazidiospory(2).Pojmenujteobahostitele(3a4).Najděteokamžik,kdydocházíke splýváníbuněk(5),aoznačtečástživotníhocyklu,kdyjerezdikaryotická(výsečcyklu označte6).Označteokamžik,kdysevživotnímcyklustanezdikaryotickébuňkybuňka diploidní(7). Upraveno podle: http://ars.usda.gov/images/docs/10787_10981/Pgt_lifecycle.jpg 12 – 3! Vřecko-astopkovýtrusnéhoubymajívněkterýchznacíchpodobnýživotnícyklus, vjinýchznacíchseliší.Uobouvznikajípohlavnívýtrusyprostřednictvímjednohotypubuněk, uvřeckovýtrusnýchprostřednictvímvřecka(ascus),ustopkovýtrusnýchprostřednictvím bazidie.Ukaždécharakteristikynapište,platí-liprovřecko(A),bazidii(B),proobatypy buněkzároveň(AB),neboprožádnýznich(0). a)Buňkaprodukujevětšinou4výtrusy. b)Výtrusyjsoutypemkonidií. c)Výtrusysediferencujíuvnitřbuňky. d)Vtétobuňcepředvznikemvýtrusůdojdekekaryogamii(splynutíjader). e)Výtrusyvzniknoutrojicízaseboujdoucíchdělení,znichžprvnídvějsouredukční. f)Dvojicevýtrusůvznikláz1buňkyjegenetickyidentická. g)Buňkavznikázdvoujadernéhomycelia. 75 12 – 4! Většinakloboukatýchhubmávýtrusorodouvrstvu(hymenium)nalupenech,nebo vrourkách.Liškaobecnámánaspodukloboukujinýtyphymenoforu.Jaksenazývá ajakselišíodpodobnýchlupenů,najdetevtajencehřebenovky.Podleobrázkůdoplňte vpříslušnémsměru(odčísla)pojmy. Upraveno podle: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1b/Goldr%C3%B6hrling-1.jpg/258px-Goldr%C3%B6hrling-1.jpg https://atrium.lib.uoguelph.ca/xmlui/bitstream/handle/10214/6859/Basidiomycota_diagram_of_hymenium_in_gill_fungus.jpg?sequence=1, http://www.anbg.gov.au/poison-plants/600_wide/Amanita_muscaria.jpg. 2. 4. 6. 13. 10. 11. 1. 7. 9. M 8. sbíhajíz 3. na třeň 12. 5. Upraveno podle: http://www.guh.cz/edu/bi/biologie_rostliny/fo to01/foto_021.jpg 76 12 – 5! Pracujtesnásledujícímobrázkemživotníhocyklustopkovýtrusnéhouby. Kalina T., Váňa J.: Sinice, řasy, houby, mechorosty a podobné organismy v současné biologii. Nakladatelství Karolinum, Praha, 2005. Jakáhoubajenaobrázku? Přiřaďtekjednotlivýmstádiímživotníhocyklučíslazobrázku: tvorbakonidií růstavětvenídikaryotickéhomycelia somatogamie(splýváníbuněk) primárníhomycelia plodnice(bazidiokarp),detail plektenchymu detailprůřezulupenůshymeniem mladédikaryotickébazidie diploidníbazidie bazidiepomeióze mladébazidiosporynastopkách uvolňováníbazidiospor klíčícíbazidiospory sekundární(dikaryotické)mycelium primární(haploidní)mycelium tvorbastopekamigracejaderdonich lupenitýhymenofornaspodu klobouku karyogamie(splýváníjader) 77 LAB12/1„Otisky spor“ kloboukatýchhub Provytvořeníotiskůspor(ang.sporeprints)pomocívýtrusůjsouvhodnévětšíkloboukaté houby.Zralýmplodnicímvestádiutěsněpředuzránímvýtrusůodříznemetřeň,položíme spodnístranoukloboukunapříslušněvelkýčtverectvrdšíhopapíruadámedotepla(na topení,okno,dosušičkyhubaovoce).Prolepšívýsledekjemožnékloboukpropíchnout dvěmašpejlemikřížemašpejlevypodložittak,abyvýtrusorodávrstvabylatěsněnad papírem.Vhodnéjsoulošákysostnitýmhymenoforem,pečárky,límcovky,třepenitky, vláknice,pavučince,šupinovky,čechratkyslupenyahřibovitéhoubysrourkami.Výsledný otisknámukazujedůležitýtaxonomickýznak,barvuvýtrusnéhoprachu,ališíseipodletypu hymenoforu. LAB12/2Bazidie holubinek Propozorovánívýtrusorodévrstvystopkovýtrusnýchhubjsouvhodnéholubinky.Na bazidiíchjsounastopkách4ostnitébazidiospory,mezinimiobčasvyčnívajíkyjovitécystidy. Zhotovtepreparátyzkouskůlupenůuloupnutýchzokrajelupenu(ostří)zezraléplodnice. PreparátyvkládejtedokapkyMelzerovačinidla(složení:1,5gKI,0,5gI2,22gchloralhydrátu, 20mldestilovanévody),případněLugolovýmroztokem. LAB12/3Rez hrachová na pryšci Najařenajdememezirostlinamipryšcechvojkyjedince,kteříjsousterilní,výrazněprotáhlí, shustýmikrátkýmižlutýmilistynahuštěnýminavrcholulodyhy.Jsounapadenérzí hrachovou.Zhotovte(např.vbezovéduši)příčnýřezlistemvmístechnapadeníhoubou. Vdubnunajdemenasvrchnístranělepkavépohárkyzvanéspermogonie,vkterýchjsou produkoványsamčípohlavníbuňky–spermacieasamičípřijímacíhyfy.Pozdějivlétěna spodnístranějsoupatrnáložiska,kterýmříkámejarníprášilky(aecia),produkujícíjarní výtrusy(aeciospory). LAB12/4Plektenchym a chitin Plodnicehubjetvořenákompaktněspojenýmihyfami,kterétvořínepravépletivo plektenchym.Zhotovtepodélnýřeztřeněmpečárky,přikápnětezředěnýLugolůvroztok. Pozorujtestrukturuplektenchymu,Lugolůvroztokobarvíbuněčnéstěnydočervenohněda. Holubinkymajíbuňkypletivaplodnicevíceméněkulatéažoválné,připomínajícíparenchym, říkásemuprotopseudoparenchym. 78 Autorské řešení úloh 1. Viry, viroidy, priony a další nebuněčné částice 1 – 1 1.obrna,2.herpes,3.HIV,4.rýma,5.SARS,6.ebola,7.opar,8.bradavice 1 – 2 1.d),2.c),3.e),4.b),5.a),6.f) 1 – 3 C,G,F,J,H,D,K,E,A,Ch,B,I,pravda:1,2,4,7,8 1–4 Upraveno podle http://www.oceansbridge.com/paintings/artists/recently-added/july2008/big/Cow-and-Sheep-on-a-Mountain-Pasture-xx-ThomasSidney-Cooper.JPG 2. Bakterie 2 – 1 A. kapénkovouinfekcí:1.tuberkulóza,mírněvětvenétyčinky,2.záškrt,3.zápalplic,řetízky kulovitýchbakterií,4.černýkašel,5.angína,6.spála,řetízkykoků,7.zubníkaz, B. spotravouústy:8.břišnítyfus,9.salmonelóza,10.úplavice,11.cholera,zahnutátyčinka sbičíkem,12.botulismus, C. kůží:13.akné,14.lepra,mírněvětvenétyčinky,15.tetanus, D. zvířaty:16.sněťslezinná,tyčinky,17.skvrnitýtyfus,18.Lymeskáborelióza,šroubovitě točenáprotáhlábuňka,19.mor, E. pohlavnímstykem:20.kapavka,dvojicekulovitýchbuněk,21.syfilis,šroubovitětočená protáhlábuňka. 79 2–2 1. F I M B R I E 2. N U K L E O I D 3. S T Ě N A 4. C Y T O P L Z M A 5. P L A Z M I D 6. R I B O Z Ó M Y 7. M E M B R Á N A A 2 – 3 a. virové:A.I.D.S.,bradavice,dětskáobrna,ebola,hepatitidaA,hepatitidaB,hepatitidaC, chřipka,infekčnímononukleóza,klíšťováencefalitida,pásovýopar,planéneštovice, příušnice,rakovinaděložníhočípku,rýma,vzteklina,zarděnky b. povinné:černýkašel,dětskáobrna,hepatitidaB,příušnice,tetanus,tuberkulóza, zarděnky,záškrt,volitelné:břišnítyfus,hepatitidaA,cholera,chřipka,pásovýopar,plané neštovice,rakovinaděložníhočípku,bezočkováníučlověka:A.I.D.S.,angína,bradavice, ebola,hepatitidaC,infekčnímononukleóza,kapavka,Lymeskáborelióza,mor,rýma, salmonelóza,syfilis,vzteklina(nelzeočkovatpreventivně),zápalplic,žaludečnívřed 2–4 2–5 1H2S,sulfan,2O2,3aerobní,4anaerobní,5fototrofní,6chemotrofní a)sinice,b)železitébakterie,c)Fe3+železitýkation,d)oranžovou,e)sirnýchbakterií,f)H2S, g)organickýchlátek,h)SO42-síranovýanion,i)heterotrofním,j)anaerobně,k)sulfát redukujícíbakterie,l,m)H2S,CO2,n)zvyšují,o)difúze,p)sirnébakterie,q)dolnítřetině. 2 – 6 Ba,e,g,Eb,c,d,f,h 3. Sinice 3 – 1 a)Plynvaerotopechseohřeje,zvětšíobjemasnížíhustotubuněk.b)Plynysezaerotopů vytlačíahustotabuněksezvýší. 80 3–2 Upraveno podle http://www.tutorvista.com/content/biology/biology-iii/kingdoms-living-world/cyanobacteria.php a http://evolutionaryroutes. files.wordpress.com/2011/08/1000px-scheme_chloroplast-en-svg.png 3 – 3 c,e,g,i,k 3 – 4 AnabaenaaAphanizomenonmajíheterocystyaschopnostvázatvzdušnýdusíkspomocí enzymunitrogenázy,vytváříamoniak. 4. Archaea 4–1 znak můžebýtpřítomnabuněčnástěna buněčnástěnajesloženazesacharidůapeptidů membránaobsahujefosfolipidy,mastnékyselinyjsou vnichnaglycerolvázanéesterovouvazbou genyobsahujíintrony,nukleovoukyselinu,kteráje přepisovánadoRNA,alepotépředtranslacíprocesem sestřihu(splicingu)odstraněna uněkterýchschopnostoxygennífotosyntézy DNAneníobalenajadernoumembránou,není vytvořenojádro histony přítomnostorganelvzniklýchendosymbiózoujiných buněk malé,70Sribozómy prvnízařazovanouaminokyselinoudopeptidůje formyl-methionin střídáníhaploidníadiploidnífáze,pohlavní rozmnožování cyklická(kruhová)DNAjakohlavníinformační molekula 81 Bacteria Archaea Eukaryota x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 4 – 2 Ab),Bc),Ca) 5. Excavata 5–1 původce nemoc příznaky přenašeč (příp. způsob nákazy) obrázek trypanozóma spavičná spavánemoc 2. bodalkatse-tse C trypanozóma americká Chagasovanemoc 1. zákeřnice B lambliestřevní giardióza 4. mouchadomácí, případně kontaminovaná potravaavoda A ničivkakožní nilskéboule 5. koutule D Naegleria fowleri amébovámeningoencefalitida 6. přenospřesnosní nerv - bičenkapoševní trichomoniáza 3. pohlavnímstykem - 5 – 2 …endosymbiózou…4…3…A…B…fototaxe…stigma…thylakoidy…heterotrofně… mixotrofie…RuBisCO…škrob…glukózy…3.….β 5 – 3 a)nosnídutinou,čich,b)měňavkovéstádium(a),c)zaobloženímbazénu,trubky, d)klimatizace,chladícívěžeelektráren,termálníprameny 5–4 1. S T I G M A 2. Š V Á B I 3. S T Ř E V O 4. C Y T O S K E L E T 5. M O U CH A 6. P L O Š T I C E 7. S L I N Y 8. U N D U L U J Í C Í 9. P A R A M Y L O N 10. A F R I K A 11. P E L I K U L A 82 5–5 http://www.eplantscience.com/index/general_zoology/representative_types.php 6. SAR I. 6 – 1 OPALINKA(rozsivky,plíseň,chaluhy,zlativky,alginát,vřetenatka,křemelina,raphe) 6 – 2 a)ruduchy,b)a,c,a jespolečný,c)výtrusovci,d)nálevníci,e)obrněnky–endosymbióza chromistnebozelenýchřas,f)ne,došlokníminimálně3xunepříbuznýchskupin(SAR, chlorarachniofyty,krásnoočka),g)ne,minimálně2x,uroduPaulinella,h)chlorarachniofyty askrytěnky 7. SAR II. 7 – 1 Achaluhy,Brozsivky,Cobrněnky,Dzlativky,Eřasovky(Oomycota),Fvýtrusovci,Gdírkovci (dírkonožci),Hmřížovci,Iobrněnky,Jnálevníci 83 7–2 1. V E G E T A T I V N 2. M A L Á R I E 3. B I Č E N K A 4. CH I N I N 5. O S M Ó Z A Á P E N E C 6. V Í 7. M Y Š 8. M R S K A V K A 9. J Á T R A 10. C Y S T A a)trichocysty,b)exocytóza,c)Golgihokomplex 7 – 3 b,c,e,f 7 – 4 …bezbuněčnéstěny…sladké…osmózy…hypotonickém…praskla…endoplasmatické retikulum…bílkovinových…častější…teplejší 7 – 5 A6,B3,C8,D4,E1,F7,G5,H9,I2 8. Amoebozoa 8 – 1 Amoebozoa:měňavka(Amoeba),krytenka(Difflugia),krytenka(Arcella),ostatníSAR– Rhizaria.a)polyfyletický,b)monofyletický,c)monofyletický,d)polyfyletický e)monofyletický 8 – 2 a,c,d,e 9. Chytridie, hmyzomorky a spájivé houby 9–1 spájení(konjugace) spájivéhouby(Zygomycota) zygospora–11,sporangium svýtrusy–2 84 9 – 2 1.všichniheterotrofové,paraziti,2.původněmaláúzemí(Andy,jižníAfrika,Čína),dnesjsou všechnytřidruhyrozšířenékosmopolitně,3.transportčlověkemschovanýminebo pěstovanýmidruhy,velkémnožstvícitlivýchhostitelůvcílovéoblasti,vhodnéklimatické podmínky,následnéšířeníapřežíváníibezčinnostičlověka,např.svodou,4.omezení transportudruhůmezikontinentyinakratšívzdálenosti,izolacečilikvidacenakažených populací,karanténníopatřeníprochovčipěstováníkonkrétníchdruhů 10. Vřeckovýtrusné houby 10 – 1 a,b,d,f,g,i 10 – 2 technologický proces 9 dozrávání biochemický popis 1 Aktivaceenzymůvobilkáchječmene,rozklad škrobunasladovýcukr(maltózu). 10 filtrace 9 Dokončeníkvasnýchprocesůzanižších teplot. 2 hvozdění(sušení)sladu 5 Dokončenírozpouštěnízkvasitelnýchcukrů, jejichrozpustnostjezvýšenazahříváním. 7 chmelovar–sladinasevaří schmelemnamladinu 8 Kvasinkyštěpíenzymemmaltázoumaltózu naglukózuametabolizujíglukózunaetanol aoxiduhličitý. 8 kvašení–zchlazenámladina vkádíchnebouzavřenýchtancích kvasízapomocipivovarských kvasnic 10 Odseparováníbuněkkvasineknafiltrech zkřemeliny(diatomitu)–horninyvznikléze schránekrozsivek. 1 máčeníječmene 4 Opětovnáaktivaceenzymů,dalšíštěpení škrobunazkvasitelnécukry. 5 rmutování(opakovanézahřívání 1/3vystírky) 11 Plněníproduktudolahví,sudůaplechovek. 6 scezování–vznikásladinaamláto 7 Uvolňováníhumulonuadalšíchchmelových silic,dodajíhořkouchuť,desinfikují avysrážejíproteinovýzákal. 11 stáčení 6 Vznikčistéhoroztokuzkvasitelnýchcukrů (maltóza,glukóza). 3 šrotovánísladu 2 Zastaveníenzymatickýchreakcíaklíčení teplem. 4 vystírání–máčenímletéhosladu 3 Zvětšenípovrchusladuproefektivnější rozpouštěnílátek. 85 10 – 3 houba a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) k) substrát 4 1 4 4 5 1 2 2 3 6 1 obrázek B H F C G J D A E I K biologie 4. 8. 7. 6. 2. 10. 11. 1. 5. 3. 9. zařazení A B Z A A A A B A A B 11. Lichenizované houby 11 – 1 1izídie,vegetativní,2plodnička,pohlavní,3sorédie,vegetativní,4fragmentace,stélky, vegetativní 11 – 2 1e,2d,3a,4f,5c,6b. 11 – 3 alupenitá1terčovka,bkeříčkovitá3dutohlávka,ckorovitá2misnička.Největšípovrch– korovitá.Největšípovrch,kterýbylvystavenvlivukyselýchemisí. 11 – 4 číslo z obrázku popis 3 Klíčeníhaploidníchaskospor. 1 Primárnímyceliumsjednojadernýmihaploidnímibuňkami. 2 Tvorbasamičíhokopulačníhoorgánu(askogonu)asamčíhoantheridia ajejichsplývání 10 Růstsekundárníhomyceliasdikaryotickýmibuňkami. 9 Tvorbakoncovéhákovébuňkysdvěmajádry. 8 Splýváníjadervevznikajícímvřecku. 7 Vřecko(askus)–jedinádiploidníbuňkaživotníhocykluhub. 6 Prvníredukčníděleníjádravřecka. 5 Druhéredukčníděleníjádravřecka. 4 8askosporvzniklýchmeiózouanáslednoumitózou. 86 12. Stopkovýtrusné houby 12 – 1 kuřátkasličná (−56) pavučinecpolokrvavý muchomůrkazelená (+12) (−28) klouzekzrnitý (+44) hřibsatan (+63) holubinkavrhavka (−154) suchohřibžlutomasý (+4) pečárkaovčí (+17) hřibkoloděj(syrový) (+33) hřibsmrkový (−28) kozákbřezový (+79) muchomůrkajízlivá (+76) ryzecpravý (+41) ryzecsyrovinka (−15) muchomůrkačervená čirůvkamýdlová (−21) (+89) liškaobecná (+17) vláknice václavkaobecná Patouillardova(-216) (syrová)(−54) pečárkazápašná (+66) křemenáčosikový (−33) holubinkamandlová (−10) pýchavkaobecná (+35) muchomůrka citrónová(−37) muchomůrka porfyrová (+9) ryzechnědý (−9) hřibkovář (+128) třepenitkasvazčitá (−128) muchomůrka růžovka(+25) špičkaobecná (−7) vatovecobrovský (+53) ucháčobecný (+93) hlívaústřičná (+51) muchomůrka tygrovaná(−7) závojenkaolovová (+45) pavučinecplyšový (+38) Jedléjsouzašedivělé,součet:401kg. 12 – 2 Upraveno podle: http://ars.usda.gov/images/docs/10787_10981/Pgt_lifecycle.jpg 87 12 – 3 aB,b0,cA,dAB,eA,fA,gAB. 12 – 4 2. M Y C 6. 13. 4. P V A 10. Z S T Ý V Á 11. T 1. E O R O 7. K L K S P P CH 9. V L Y R L I Š T Y K L O B O U K U na třeň O U U E K A O P A J P R S B M O N V D 8. Z E U Y R E A C D I D N 3. N I O R C E I E O U sbíhajíz K A R Y 12. B 5. 12 – 5 Bedlavysoká tvorbakonidií 3 somatogamie(splýváníbuněk) primárníhomycelia 4 růstavětvenídikaryotickéhomycelia 6 plodnice(bazidiokarp),detail plektenchymu 7 detailprůřezulupenůshymeniem 9 mladédikaryotickébazidie 10 diploidníbazidie 12 bazidiepomeióze 13 mladébazidiosporynastopkách 15 uvolňováníbazidiospor 16 klíčícíbazidiospory 1 sekundární(dikaryotické)mycelium 5 primární(haploidní)mycelium 2 tvorbastopečekamigracejaderdonich 14 lupenitýhymenofornaspodu klobouku 8 karyogamie(splýváníjader) 11 88 Obrazové tabule 1. Viry, viroidy, priony a další nebuněčné částice 1Bakteriofág 1hlavička,2kapsid,3DNA,4bičík,5bazálníploténka,6vlákna 2virustabákovémozaiky–poškozenírostlinytabáku 3virustabákovémozaiky 1RNA,2bílkovinykapsidu 4virusherpeszoster 1glykoproteinyvefosfolipidovéobálce,2nukleokapsid 5poškozeníhlízviroidyPSTVvřetenovitostibramborovýchhlíz 1zdravéhlízy,2poškozenéhlízy 6nákazaviremvaricella–zoster 1primárníinfekce–planéneštovice,2reaktivaceviru–pásovýopar 7reprodukčnícyklusviruHIV 1adhezeviru,2receptorakoreceptorCD4napovrchuTh-lymfocytu,3fúzeviru sbuňkou,4zpětnátranskripce,5virováDNA,6integraceprovirovéDNAdogenomu buňky,7syntézavirovýchRNA,8syntézavirovýchproteinů,9pučenívirionů, 10infekcedalšíbuňky 8priony 1normálníprionovýprotein,2patogenníprion 9viruschřipky 1neuraminidáza(N),2hemaglutinin(H),3fosfolipidováobálka,4kapsid,5molekuly RNA 10poškozenínervovétkáněpriony 1zdravánervovátkáň,2vakuolizacenervovétkánězpůsobenápriony 11adenovirus,původcenapř.infekcíhorníchcestdýchacíchnebozánětuspojivek 2. Bakterie 1stavbabakteriálníbuňky 1slizovépouzdro,2buněčnástěna,3cytoplazmatickámembrána,4fimbrie, 5ribozómy,6plazmid,7nukleoid(bakteriálníchromozóm),8bičík,9inkluze zásobníchlátek 2endosporasporulujícíbakterie 3kořenovéhlízkybakterieRhizobiumnakořenechsóji 4buněčnástěna 1buněčnástěnaGram-pozitivních(G+)bakterií,2buněčnástěnaGram-negativních (G-)bakterií,3membránovéfosfolipidy,4membránovéproteiny,5buněčnástěna zpeptidoglykanumureinu,6kyselinateichoová,7porinyvnějšímembrány, 8lipopolysacharidy 5bakteriálníbičík 89 1vláknozflagelinu,2háček,3vnějšímembrána,4buněčnástěna,5rotor,6stator, 7vnitřnímembrána 6tvarybakterií 1spirila(Helicobacter pylori–původcežaludečníchvředů),2diplokok(Neisseria gonorrhoeae–původcekapavky),3streptokok(Streptococcus pyogenes–původce angíny),4vibrio(Vibrio cholerae–původcecholery),5tyčinky,bacilysendosporami (Bacillus athracis–původceantraxu,snětislezinné),6aktinomyceta(Actinomyces israeli–komenzálústnídutiny),7bičíkatátyčinka(Escherichia coli–mutualista tlustéhostřeva),8stafylokok(Staphylococcus aureus–původcezánětůkůžeacelkové sepse),9spirocheta(Leptospira–původceleptospiróz,onemocněnípřenášených hlodavci),10mykobakterie(Mycobacterium smegmatis–komenzálpředkožkového prostorupenisu) 3. Sinice 1stavbabuňky 1nukleoid,2proteinovéinkluze,3slizovépouzdro,4buněčnástěna,5vnitřní cytoplazmatickámembrána,6tylakoidy(chromatofory),7fykobilizómy 2stavbavláknitésinice 1tylakoidy(chromatofory)sfykobilizómy,2aerotopyplynovýchměchýřků,3buněčná stěna,4slizovépouzdro,5cyanofycin,6škrob 3fykobilizóm 1fykoerytrin,2fykocyanin,3allofykocyanin,4fotosystémIIvmembránětylakoidu 4řezbuňkousinice 1aerotopysloženézplynovýchměchýřků(vesikulů) 5žijícístromatolity 6řezfosilnímstromatolitem 7jednořadka (Nostoc) 1heterocysta(heterocyt),2akineta 8makroskopickápodobakoloniejednořadky(Nostoc) 9Anabaena 1heterocysta 10Gloeotrichia 1heterocysta,2akineta,3slizovépouzdro,4vzhledcelékolonie 11Phormidium 12Gloeocapsa 13Microcystis 14Arthrospira 15Aphanizomenon 1akinetynadetailuvláken 16drkalka(Oscillatoria) 1slizovápochva 90 4. Archaea 1černíkuřáci(blacksmokers)–podmořskéhlubinnévývěrylávyasopečnýchplynů sekosystémemobsahujícímmimojinéhypertermofilnísirnánebomethanogenníarchaea 2membránamezotermníchatermofilnícharcheí 1membránamezotermnícharcheí,2membránatermofilnícharcheí,3membránové proteiny,4diglycerol-tetraethery,5glycerol-diethery 3pohybovéstrukturyprokaryot 1bakteriálníbičík,2bičíkarcheí(archaellum),3bakteriálnífimbrie(pilustypuIV4) 4povrchbuňkyarcheí 1pseudopeptidoglykanpseudomurein,2heteropolysacharid,3fimbrie(pilus), 4diglycerol-tetraethercytoplazmatickémembrány,5transmembránovýprotein, 6glycerol-diether 5Methanosarcina barkerizvlhképůdy 6Methanobacterium ruminantiumzbachorupřežvýkavců 7Methanospirillum hungateizodpadníchvod 8Methanobacterium termoautotrophicuszhorkýchslanýchvod 9Methanogeniumzchladnýchantarktickýchvod 10trávicísoustavapřežvýkavců 1jícen,2čepec,3kniha,4slez,5bachor,6střevo 11aparátfotoautotrofníchhalofilnícharcheí 1bakteriorhodopsin,2ATP-syntáza 12transportprotonůH+ufotoautrofníchhalofilnícharcheí 1buněčnástěna,2cytoplazmatickámembrána,3ATP-syntáza,4bakteriorhodopsin 13schémabioplynovéstanice 1vstuppevnýchsubstrátů,2vstuptekutýchsubstrátů,3homogenizátor, 4horizontálnífermentor,5vertikálnífermentor,6plynojem,7ohřev,8čerpadlo, 9uskladňovacínádrž,10likvidacedigestátu,11bioplyn,12kogeneračníjednotka, 12transformátor 5. Excavata 1krásnoočko(Euglena) 1bičík,2ampula,3kontraktilnívakuola,4paramylonovézrno,5jádro,6jadérko, 7chloroplast,8pelikula,9světločivnáskvrna(stigma) 2řezpelikulou 1bílkovinovávlákna(mikrotubuly),2váčkyendoplazmatickéhoretikula, 3základbičíkukrásnoočka 1stigma,2bazálnítělískobičíku,3světločivnétělískobičíku,4druhý,rudimentální bičík,5kontraktilnívakuola 4krásnoočkoroduPhacus 1stigma,2bičík,3jádro,4proužkypelikuly,5paramylon 5trypanozómaspavičná(Trypanosoma brucei gambiense) 1bazálnítělísko,2undulujícímembrána,3jadérko,4jádro,5bičík 91 6základbičíkukinetoplastid 1bičík,2bazálnítělísko,3kinetoplastováDNA,4matrixmitochondrie,5vnější mitochondriálnímembrána,6límečekbičíkovéampuly,7ampula 7kinetoplast 1kinetoplastováDNA,2,3komplexytranskripčníchenzymů,4bazálnítělísko, 5primáza 8bičenkapoševní(Trichomonas vaginalis) 1volnépředníbičíky,2undulujícímembrána,3jádro,4axostyl,5zadníbičík 9životnícyklusničivkyvelké(Leishmania major) 1koutule(Phlebotomus),2bičíkatástádia(promastigoti)vestřěvěkoutule,3podélné dělenípromastigotů,4promastigotpronikádomakrofágu,5nebičíkatástádia vmakrofázích 10bodo(Bodo) 1mastigonemata,2bičíky,3kitetoplast,4,jádro,5kontraktilnívakuola, 6mitochondrie 11Naegleria fowleri 1měňavkovéstádium,2bičíkatéstádium,3jádro,4kontraktilnívakuola,5panožky, 6bičíky 12lambliestřevní(Giardia lamblia) 1střevníepitel,2mikroklky,3adherujícílamblie,4jádro,5přísavnýdisk,6mitozómy, 7bičík,8mediánnítělíska 13brvitkaLophomonas 1axostyl 14brvitkaTrichonympha 15brvitkaSpirotrichonympha 16akrásie(Acrasis) 1větvenýsorokarp,rozpadajícísenaspory 6. SAR I. (Stramenopiles) 1zlativkaOchromonas,obecnástavbaStramenopiles 1bičíky,2mastigonemata,3pyrenoid,4chloroplast,5chrysolaminaran,6lorika, 7mitochondrie,8Golgihoaparát,9jádro,10kontraktilnívakuola 2rozsivkaTabellaria 3rozsivkaAsterionella 4rozsivkaFragillaria 5rozsivkaSynedra 6rozsivkaGyrosigma 7rozsivkaPinnularia 1raphe,2kontraktilnívakuola 8rozsivkaNavicula 9rozsivkaCymbella 10rozsivkaSurirella 92 11opalinkažabí(Opalina ranarum) 1páskypelikuly,2jádra,3bičíky 12zlativkaSynura 13zlativkaDinobryon 14chaluhaFucus 1plovacíměchýřky(vezikuly) 15chaluhaSargassum 1fyloidy,2plovacíměchýřky,3kauloid 16životnícykluschaluhyLaminaria 1sporofyt,pletivnástélka,2rhizoidy,3kauloid,4fyloidy,5zoosporangiazfyloidů sprobíhajícímeiózou,6zoospory,7rostoucísamičígametofyt,8rostoucísamčí gametofyt,9oplozenívaječnébuňkydvoubičíkatýmspermatozoidem,10zygota, 11růstsporofytu 17životnícyklusvřetenatkyrévové(Plasmopara viticola) 1průduchnaspodulisturévy,2sporangiofor,3zoosporangium,4uvolňujícíse zoospory 18plíseňbramborová(Phytophthora infestans) 1spodnílistovápokožkabramboru,2sporangiofor,3zoosporangia 7. SAR II. (Alveolata, Rhizaria) 1kožovecrybí(Ichthyophthirius multifilis) 1bičíky(brvy),2makronukleus 2bachořecOphryoscolex 3slávinkaobecná(Stylonychia mytilus) 1buněčnáústa,2kontraktilnívakuola,3makronukleus,4bičíky 4vířenka(Vorticella) 1makronukleus,2obústnívěnecbičíků,3kontraktilnívakuola 5keřenka(Carchesium) 6bobovka(Colpidium) 7mrskavka(Stentor) 1makronukleus 8trepkavelká(Paramecium caudatum) 1potravnívakuola(fagozóm),2bičíky,3trichocysty,4kontraktilnívakuola, 5makronukleus,6mikronukleus,7buněčnáústa(cytostom),8buněčnýjícen (cytopharynx),9tvorbafagozómu 9hromadinkažížalí(Monocystis agilis) 1obalcysty,2spory,3sporozoiti 10zimnička(Plasmodium) 1erytrocyt,2merontiverytrocytech 11oocystakokcidie(Eimeria) 1mikropylesčepičkou,2stěnaoocysty,3sporocystysedvěmasporozoity 12tachyzoitToxoplasma gondii 93 1konoid,2rhoptrieadalšíčástiapikálníhokomplexu,3mitochondrie,4apikoplast, 5jádro,6cytoplazmatickámembrána 13schránkadírkonošcePeneroplis 14schránkadírkonošceGallitellia 15schránkadírkonošceGloborotalia 16dírkonošecRotalia 1retikulopodie 17schránkamřížovceActinomma 18schránkamřížovceblíženeurčeného 19schránkamřížovceAnthocyrtidium 20svítilka(Noctiluca) 21trojrožec(Ceratium) 1celulóznídestičkapancíře,2příčnárýhasbičíkem,3volnýbičík 22brukevnapadenánádorovkoukapustovou(Plasmodiophora brassicae) 8. Amoebozoa 1měňavkavelká(Amoeba proteus) 1kontraktilnívakuola,2jádro,3potravnívakuola,4pseudopodie(panožka), 5endoplazma,6ektoplazma,7mitochondrie, 2měňavkaúplavičná(Entamoeba histolytica) 1jádro,2potravnívakuola,3panožka 3cystaměňavkyúplavičné 1jádro,2chromatoidálnítělísko(agregátribozómů) 4štítovkaArcella gibbosa 5štítovkadiskovitá(Arcella discoides) 1panožka,2jádro,3kontraktilnívakuola 6trnatkaCentropyxis aculeata 7zdobenkaNebela tubulosa 8rozlitkaDifflugia oblonga 9životnícyklushlenkyvápenatky(Physarum) 1spora,2myxaméba,3myxomonáda,4bakterie–potrava,5kopulacemyxomonád, 6kopulacemyxaméb,7diploidnímyxaméba,8plazmódium,9počátektvorby sporokarpu(plodničky),10plodnička,11stopka,12peridie 10slizovkapráškovitá(Fuligo septica) 11vlčímlékočervené(Lycogala epidendrum) 12lesklíkkřehký(Leocarpus fragilis) 13dvojblankačernonohá(Didymium nigripes) 14vlnatkapleťová(Arcyria incarnata) 15vápenatkapřevislá(Physarum nutans) 16vlasenkakalíškovitá(Hemitrichia calyculata) 17pazderekstatný(Stemonitis flavogenita) 94 9. Chytridie, hmyzomorky a spájivé houby 1hlízybramborunapadenérakovincembramborovým(Synchytrium endobioticum) 2padáníklíčníchrostlinbrukvovitézeleninyzpůsobenélahvičkovkouzelnou(Olpidium brassicae),podlenejnovějšíchfylogenetickýchstudiísepravděpodobnějednáospájivou houbusbičíkatýmizoosporami 3lahvičkovkazelnávbuňkáchstonkuklíčnírostlinybrukvovitých 1zoosporangium 4hmyzomorkamuší(Entomophthora muscae) 1tvořícísekonidioforynazadečkudvoukřídléhohmyzu 5životnícyklusBatrachochytrium dendrobatidis 1pralesnička,2mladázoosporangia,3-4zrajícízoosporangia,5zoospory,6zygoty 6hmyzomorkavčelí(Nosema apis),životnícyklus 1spora,2polovévlákno,3vakuola,4jádro,5polaroplast,6kotevnídisk,7vystřelené polovévlákno,8buňkystřevnísliznicevčely,9včela–hostitel 7vesikulo-arbuskulárníendomykorhizatvořenárodemGlomus 1pokožkakořene,2primárníkůrakořene,3arbuskul,4vesikul,5spora 8plíseňhlavičková(Mucor mucedo) 1stolon,2sporangiofor,3sporangiospory 9kropidlovecčernavý(Rhizopus stolonifer) 1sporangiofor,2kolumela 10životnícyklusplísněhlavičkové 1stykhyf,2progametangia,3splývánígametangií,4zygosporangium,5sporangiofor 10. Vřeckovýtrusné houby 1kvasinkapivní(Saccharomyces cerevisiae) 1pučícídceřinábuňka 2kropidlákčerný(Aspergillus niger) 1konidie,2měchýřeknavrcholukonidioforu 3štětičkovecžlutavý(Penicillium chrysogenum) 1konidie,2fialidy,3metuly,4konidiofor 4kadeřavostbroskvonězpůsobenákadeřavkoubroskvoňovou(Taphrina deformans) 5řasnatkahnědá(Peziza badia) 6dvouplísňovýsýrVltavín 1Penicillium camemberti,2Penicillium roqueforti 7výtrusorodávrstva(hymenium)vřeckovýtrusnéhouby 1vřecko(ascus),2askospory 8ucháčobecný(Gyromitra esculenta) 9lanýžletní(Tuber aestivum) 10kačenkačeská(Verpa bohemica) 11smržjedlý(Morchella esculenta) 12svraštělkajavorová(Rhytisma acerinum) 1stromatanalistujavorumléče 95 13padlíjavorové(Sawadaea bicornis) 1vřecko,2askospory,3apendixy 14padlíjasanové(Phyllactinia fraxini) 1apendixy 15padlídubové(Microsphaera alphitoides) 1apendixy,2vřecka 16dřevnatkaparohatá(Xylaria hypoxylon) 17dřevnatkakyjovitá(Xylaria polymorpha) 18hlízenkaovocná(Monilinia fructigena) 1masakonidií 19paličkovicenachová(Claviceps purpurea) 1námel(sklerocium),2stromasplodnicemi 20klasžitasnámelempaličkovicenachové 1námel(sklerocium) 11. Lichenizované houby 1řezkorovitoustélkoulišejníku 1svrchníkorovávrstva,2řasovávrstva,3dřeňovávrstva,4spodníkorovávrstva, 5plodnice(apothecium),6vřecko,7sorál,8sorédie,9rhizina 2sorédie 1hyfahouby,2fotobiont 3izídie 4řasaTrebouxia 5řasaTrentepohlia 6siniceChroococcus 7siniceNostoc 8siniceScytonema 9typyplodniclišejníků 1lekanorovéapothecium,2lecideovéapothecium,3perithecium 10terčovníkzední(Xanthoria parietina) 1plodnice(apothecium) 11větvičníkslívový(Evernia prunastri) 12hávnatkabradavičnatá(Peltigera aphthosa) 1cefalodiasesinicíNostoc,2plodnice(apothecium),3rhiziny 13dutohlávkačervcová(Cladonia coccifera) 1plodnice(apothecium),2podecium 14dutohlávkasobí(Cladonia rangiferina) 15misničkazední(Lecanora muralis) 1plodnice(apothecium) 16důlkatecplicní(Lobaria pulmonaria) 17provazovkarozkvetlá(Usnea florida) 1plodnice(apothecium) 96 12. Stopkovýtrusné houby 1reztravní(Puccinia graminis) 1ložiskaletníchazimníchvýtrusůnatrávě,2ložiskajarníchvýtrusůnaspodulistu dřišťálu,3spermogonia,4dvoubuněčnézimnívýtrusy 2obnaženkahrušňová(Gymnosporangium clavariiforme) 1spermogonianasvrchulistuhrušně,2ložiskajarníchvýtrusů,3rosolovitáložiska zimníchvýtrusůnajalovci 3troudnatecpásovaný(Fomitopsis pinicola) 4dřevomorkadomácí(Serpula lacrymans) 5uchoJidášovo(Auricularia auricula-judae) 6kotrčkadeřavý(Sparassis crispa) 7lysohlávkakopinatá(Psilocybe semilanceata) 8liškaobecná(Cantharellus cibarius) 1lištovitýhymenofor 9klouzeksličný(Suillus grevillei) 1závoj,2rourkatýhymenofor,3prsten 10ryzecpravý(Lactarius deliciosus) 1lupenitýhymenofor 11hřibdubový(Boletus reticulatus) 12suchohřibžlutomasý(Xerocomellus chrysenteron) 13krásnorůžeklepkavý(Calocera viscosa) 14pýchavkaobecná(Lycoperdon perlatum) 15hnojníkobecný(Coprinus comatus) 1autolýzaklobouku 16hvězdovkabrvitá(Geastrum fimbriatum) 17muchomůrkačervená(Amanita muscaria) 1bradavky,2prsten,3pochva 18hadovkasmrdutá(Phallus impudicus) 1teřich(gleba),2receptakulum,3peridie 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 Seznam použité a doporučené literatury albi.cz/gallery AntonínV.:Encyklopediehubališejníků.LibriaAcademia,Praha,2006 BaerH.-W.:Biologicképokusyveškole.SPN,Praha,1968 BaierJ.aVančuraB.:Conevímeohoubách.Atria/Granit,Praha,1993 bima.wz.cz/bicv3 biolib.cz BoháčI.:CvičenízbiologieI.,SPN,Praha,1986 BucharJ.akol.:Prácezezoologie.SPN,Praha,1983 CampbellN.AaReeceJ.B.:Biologie.ComputerPress,Brno,2006 DoležalA.akol.:Kmenovébuňky.ÚstavstátuaprávaAVČR,Praha,2013 FlegrJ.:Pozor,Toxo!Academia,Praha,2011 GarrettováL.:Přežijeme?Morovéránydneška.Triton,Praha,2008 GöpfertováD.akol.:Mikrobiologie,imunologie,epidemiologie,hygiena.Triton,Praha,2002 HadačE.akol.:Praktickácvičenízbotanikypropedagogickéfakulty.SPN,Praha1967 HagaraL.akol.:Houby.Aventinum,Praha,2005 HagaraL.akol.:Velkýatlashub.Ottovonakladatelství,Praha,2012 HausmannK.,HülsmannN.:Protozoologie.Academie,Praha,2003 HolecJ.akol.:PřehledhubstředníEvropy.Academia,Praha,2012 KalinaT.,VáňaJ.:Sinice,řasy,houby,mechorostyapodobnéorganismyvsoučasnébiologii. Karolinum,Praha,2010 KaprálekF.:FyziologiebakteriíI.SPN,Praha,1982 KolářF.akol.:Ochranapřírodyzpohledubiologa.Dokořán,Praha,2012 KomárekS.:Mimikry,aposematismusapříbuznéjevy.Dokořán,Praha,2004 KonvalinkaJ.,MachalaL.:Virypro21.století.Academia,Praha,2013 KošťákM.,MazuchM.:Putovánínašímpravěkem.Granit,Praha,2011 KremerB.P.aMuhleH.:Lišejníky,mechorosty,kapraďorosty.Ikar,Praha,1998 KřístekJ.,UrbanJ.:Lesnickáentomologie.Academia,Praha,2013 KubátK.akol.:Botanika.Scientia,Praha,1998 KunstM.akol.:Zoologicképraktikum.NakladatelstvíČs.akademievěd,Praha,1954 LangJ.akol.:Zoologie1.díl.SPN,Praha,1971 MadicanM.T.aMartinkoJ.M.:Brockbiologyofmicrooranisms.PearsonEducationInc.,USA, 2006 mikrosvet.mimoni.cz PoulíčkováA.aJurčákJ.:Malýobrazovýatlasnašichsinicařas.UP,Olomouc,2001 PrachK.akol.:EkologiearozšířeníbiomůnaZemi.Scientia,Praha,2009 110 RosypalS.akol.:Novýpřehledbiologie.Scientia,Praha,2003 RulíkM.akol.:Mikrobiálníbiofilmy.PřFUP,Olomouc,2011 sinicearasy.cz SchindlerJ.:Zeživotabakterií.Academia,Praha,2008 SmržJ.:Základybiologie,ekologieasystémubezobratlýchživočichů.Karolinum,Praha,2013 StřihavkováH.:Praktikumzbotaniky.SPN,Praha,1978 SvrčekM.akol.:Klíčkurčováníbezcévnýchrostlin.SPN,Praha,1976 SvrčekM.:Houby,průvodcepřírodou.Aventinum,Praha,1996 szu.cz/uploads/documents/chzp/voda uiozp.ft.utb.cz/studmat VolfP.akol.:Parazitiajejichbiologie.Triton,Praha,2007 ZrzavýJ.:Fylogenezeživočišnéříše.Scientia,Praha,2006 111 Autor: Mgr.PetrŠíma(Gymnázium,Botičská) Autořiúvodníchkapitol: doc.RNDr.IvanČepička,Ph.D.,(Přírodovědeckáfakulta,UniverzitaKarlovavPraze) RNDr.JaroslavNunvář,Ph.D.,(Ústavlékařskémikrobiologie,2.lékařskáfakulta UniverzityKarlovyvPrazeaVšeobecnáfakultnínemocniceMotol) Ilustrace: HanaMašková(Přírodovědeckáfakulta,UniverzitaKarlovavPraze) Recenze: mikrobiologickáčást:RNDr.JaroslavNunvář,Ph.D.,(Ústavlékařskémikrobiologie, 2.lékařskáfakultaUniverzityKarlovyvPrazeaVšeobecnáfakultnínemocniceMotol) protistologickáčást:Bc.JanaPilátová(Přírodovědeckáfakulta,UniverzitaKarlova vPraze) mykologickáčást:Mgr.OndřejKoukol,Ph.D.,(Přírodovědeckáfakulta,Univerzita KarlovavPraze) pedagogickárecenze:Mgr.VlastaČepelová(GymnáziumBotičská)
Podobné dokumenty
učební text - Protistologie
Alveolata a Rhizaria, společně nazývaných SAR. Existenci tohoto kládu potvrzuje i paralogie v genu
pro GTPazu RAB1. U zástupců těchto skupin se totiž vyskytují 2 paralogy tohoto genu. K jejich vzni...
Reakce na impresionismus (1884 - 1905)
Paul Cézanne (1839-1906)
• Nejstarší z generace postimpresionistických umělců, jeho tvorba sahá ještě
před impresionismus, poté tvořil v impresionismu a ve stáří „revoltoval“ jako
postimpresionist...
PT2007 - Biologická olympiáda
Eukaryotická buňka se svou organizací nápadně odlišuje od buňky prokaryotické. Nápadným (zdaleka ne však jediným) rozdílem je kompartmentalizace eukaryotické buňky, tj. rozdělení jejího vnitřku do ...
Bakalářská práce
mitochondriálních uniformních genomů v rámci jedné eukaryotní buňky je značné, ale
v průběhu buněčného cyklu velmi kolísá. Jedná se o haploidní, nerekombinující marker, u
kterého není zapotřebí odl...
PT2009 - Biologická olympiáda
které si buňky vyměňují, bývají obvykle chemické nebo mechanické povahy. Zde je
nutno poznamenat, že komunikace mezi buňkami není vynález mnohobuněčných
organismů. I nesociální (samostatně žijící) ...
Biosémiotika 1 - Katedra obecné lingvistiky
S rozvojem geologického chápání času a následně i Darwinovou teorií evolučního vývoje organismů ale došlo k významné změně: účelovost živých systémů začala být náhle vysvětlována adaptací během ev...
ecm mycelia
odhad ročně 125-200 kg ECM mycelia/ha, pravděpodobně daleko víc….
„Grindling experimenty“ (stromům se poškodí vodivá pletiva, ECM houby by měly začít odumírat) – zjistil se, že ca 1/3
veškeré mikro...
Směrnice integrované produkce hroznů
- ošetřovat proti houbovým chorobám pouze na základě krátkodobé prognózy a signalizace,
nebo zohlednění vhodnosti podmínek pro výskyt a šíření
- ošetřovat proti ţivočišným škůdcům pouze na základě ...