Projekt okładki i stron tytułowych Bartosz Dobrowolski, CzynneStudio.pl

Ilustracja na okładce Bartosz Dobrowolski

Wydawca Katarzyna Włodarczyk-Gil

Koordynator ds. redakcji Iwona Lewandowska

Redaktor Krystyna Kruczyńskaa

Koordynator produkcji Mariola Grzywacka

Projekt graficzny wnętrza Bartosz Dobrowolski

Skład wersji elektronicznej na zlecenie Wydawnictwa Naukowego PWN: Mobisfera

Pomysłodawca serii i współpraca z autorami Zasław Adamaszek

Źródła grafik na okładce: Shutterstock/ Crystal Home; Millisenta; Lightkite

Źródła ilustracji: Stanisław Łoboziak (zdjęcia); Angelika Gumkowska (grafika s. 9); Bartosz Dobrowolski (grafiki); Shutterstock/ Jarun Ontakrai s. 11; D. Kucharski K. Kucharska s. 14; Jubal Harshaw s. 15; Carolina K. Smith MD s. 17; Alila Medical Media s. 18; Mopic s. 22; Vasiliy Koval s. 23; Somchaij s. 25; Mps197 s. 26; Toa55 s. 27; Ensiferum s. 43; Art65395 s. 44; fotorich01 s. 45; nstermo s. 45; mikeledray s. 45; Raimundo79 s. 49; Lorna Roberts s. 49; Vshivkova s. 51; Wlad74 s. 52; Madlen s. 53; Madlen s. 58; Anna Serbolina s. 58; Carolina K. Smith MD s. 59; Taina Sohlman s. 59; Bnamfa s. 62; Coprid s. 63; SOMMAI s. 66; Ingrid Prats s. 65; Yauhenka s. 65; Krzysztof Slusarczyk s. 65; Kuttelvaserova Stuchelova s. 68; A. Strode s. 69; Rootstock s. 69; Cyrustr s. 70; Jubal Harshaw s. 72; RafalKwiatkowski s. 76; Nerthuz s. 77; Sciencepics s. 85; KBitto s. 95; Joel Berglund/Wikimedia Commons s. 101; Villorejo s. 102; Jarun Ontakrai s. 103; Emoody26 /Wikimedia Commons s. 108; Karramba Production s. 109; Toeytoey s. 113; Designua s. 114; Centers for Disease Control and Prevention s.116; Mny-Jhee s. 122; Simic Vojislav s. 126; Lebendkulturen.de s. 130; Pani Jurek oraz Stanisław Łoboziak/Centrum Nauki Kopernik s. 135; JonathanShum s. 136; MrRGraz s. 137; life_in_life s. 138; Marco Uliana s. 139; Martin Fowler s. 140; Max Sudakov s. 140; Jost Stergarsek s. 140; Xpixel s. 142; Daniel Gale s. 144

Książka, którą nabyłeś, jest dziełem twórcy i wydawcy. Prosimy, abyś przestrzegał praw, jakie im przysługują. Jej zawartość możesz udostępnić nieodpłatnie osobom bliskim lub osobiście znanym. Ale nie publikuj jej w internecie. Jeśli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treści i koniecznie zaznacz, czyje to dzieło. A kopiując jej część, rób to jedynie na użytek osobisty.

Szanujmy cudzą własność i prawo

Więcej na www.legalnakultura.pl

Polska Izba Książki

Copyright © by Wydawnictwo Naukowe PWN SA

Warszawa 2016

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2016 r., (wyd. I)

Warszawa 2016

ISBN 978-83-01-19098-9

Wydawnictwo Naukowe PWN SA

02-460 Warszawa, ul. Gottlieba Daimlera 2

tel. 22 69 54 321, faks 22 69 54 288

infolinia 801 33 33 88

e-mail: pwn@pwn.com.pl

www.pwn.pl

SPIS PROJEKTÓW

Okładka

Strona tytułowa

Strona redakcyjna

Spis treści

WSTĘP

KUCHNIA – NASZE LABORATORIUM

DNA – PRZEPIS NA ŻYCIE

BARWIENIE KOMÓREK *

BARWIENIE CHROMOSOMÓW **

IZOLACJA DNA *

FOTOSYNTEZA – APETYT NA ŚWIATŁO

BĄBELKI NA MOCZARCE *

KULKI Z GLONÓW ***

CHLOROPLASTY W LIŚCIU *

FOTOLIZA WODY (REAKCJA HILLA) ***

ZIELONY CZY CZERWONY **

BIOLUMINESCENCJA ***

RESTAURACJA PEŁNA GOŚCI – GLEBA

PRZEPUSZCZALNOŚĆ GLEBY *

GLEBA JAKO GĄBKA *

RUROCIĄGI W ROŚLINACH *

JAKĄ GLEBĘ LUBIĄ ROŚLINY *

WSKAŹNIK Z CZERWONEJ KAPUSTY *

DŻDŻOWNICE W SŁOIKU *

BRODAWKI ŁUBINU (ROŚLINNE SYMBIOZY) ***

TĘCZOWA KOLUMNA **

WODA – PODSTAWA MENU

KOLUMNA DO OCZYSZCZANIA WODY **

FILTR Z DREWNIANEGO KOŁKA *

pH WODY *

AZOT AMONOWY W WODZIE (NH4+) *

AZOTANY(V) (NO3–) I AZOTANY(III) (NO2–) W WODZIE *

FOSFORANY W WODZIE (PO3–) *

ORGANIZMY WSKAŹNIKOWE ***

MIKROORGANIZMY – PIERWSI KUCHARZE ŚWIATA

SZUKANIE BAKTERII *

BARWIENIE GRAMA ***

CIASTO ROŚNIE *

DOMOWY JOGURT **

MLEKO DLA NIETOLERUJĄCYCH LAKTOZY **

HODOWLE – DOMOWE ZOO

DOMOWE GRZYBOBRANIE – HODOWLA BOCZNIAKA NA PAPIERZE TOALETOWYM ***

SŁODKOWODNE SKORUPIAKI – HODOWLE ROZWIELITEK *

ŚWIATŁO Z GŁĘBIN OCEANU – BIOLUMINESCENCYJNE OKRZEMKI **

ŚWIECĄCE PRÓCHNO – BIOLUMINESCENCYJNE GRZYBY ***

ROŚLINY OWADOŻERNE – ROSICZKI W DOMU *

MUCHA W PUŁAPCE – UPRAWA MUCHOŁÓWKI **

PIERWOTNIAKI – HODOWLA NA SIANIE *

BIOSENSOR – HODOWLA BŁOTNIARKI STAWOWEJ *

LABORATORYJNA KSIĄŻKA KUCHARSKA

Alginian sodu – roztwór 3-procentowy

Chlorek wapnia (CaCl2) – roztwór 2-procentowy

Kwas solny (HCl) – roztwór 1-molowy

Kwas solny (HCl) – roztwór 0,1-molowy

Wodorotlenek sodu (NaOH) – roztwór 10-molowy

Wersenian disodu dwuwodny – roztwór 0,5-molowy

Płyn utrwalający (płyn Carnoya)

Korzenie cebuli – uprawa

Orceina – roztwór

Fiolet krystaliczny – roztwór (barwienie Grama)

Fuksyna – roztwór (barwienie Grama)

Zagęszczona hodowla glonów Scenedesmus obliquus

Wskaźnik poziomu dwutlenku węgla – roztwór 10 x stężony

Roztwory wzorcowe wskaźnika poziomu dwutlenku węgla

Wskaźnik poziomu dwutlenku węgla – roztwór 1 x stężony

Ditionian sodu – roztwór 1-procentowy

Wskaźnik obecności tlenu (indygo karmin)

Kwasek cytrynowy – roztwór 1-procentowy

Bufor fosforanowy z dodatkiem glukozy i chlorku potasu o stężeniu 0,15-molowym

Chloroplasty – izolacja (reakcja Hilla)

2,6-Dichlorofenoloindofenol (DCIP) – roztwór 0,1-procentowy

Kolorem zielonym (*) oznaczone są doświadczenia łatwe, zwykle możliwe do wykonania przy użyciu dostępnych elementów, nie wymagające specjalnego przygotowania.

Kolorem żółtym (**) oznaczone są eksperymenty średnio trudne, wymagające pewnego przygotowania.

Kolorem czerwonym (***) oznaczone są zagadnienia trudne, wymagające wcześniejszego poznania tematu, często wymagające zachowania szczególnej ostrożności.

LKK – Laboratoryjna Książka Kucharska

WSTĘP

Spleśniały kawałek chleba lub gnijące jabłko budzi w większości ludzi uczucie wstrętu i obrzydzenia. Tak samo zresztą jak zabałaganiona i brudna kuchnia. Mało kto zdaje sobie jednak sprawę z tego, że to właśnie pleśń i laboratoryjny bałagan stały się główną bohaterką jednego z największych odkryć XX wieku w biologii. Dokonał go Alexander Fleming, który, porządkując swoje laboratorium, odkrył, że na jednej z szalek z bakteriami rosła piękna kolonia niebieskiej pleśni, która – jak się okazało – skutecznie zabijała rosnące wokół niej bakterie. Tak właśnie została odkryta penicylina, jeden z pierwszych antybiotyków, a samo odkrycie zostało uhonorowane Nagrodą Nobla. Dlaczego o tym piszę? Jest to ważne, ponieważ to świetny przykład tego, że wielkich odkryć często dokonuje się zupełnym przypadkiem, wnikliwie obserwując otaczający nas świat, szczególnie w biologii, przyglądając się rzeczom, na które nikt wcześniej nie zwrócił uwagi. Ponadto myśląc o samym eksperymentowaniu, mamy w głowie obraz sterylnych laboratoriów, z czystymi probówkami i lśniącym szkłem laboratoryjnym, a mało kto zdaje sobie sprawę, że domowy wypiek ciasta drożdżowego lub chleba jest dokonującym się na naszych oczach fascynującym doświadczeniem. Zabierając was w świat eksperymentów biologicznych, zaczniemy od rzeczy najprostszych, naszym laboratorium będzie domowa kuchnia, kawałek łąki, brudna kałuża. Naczynia laboratoryjne zastąpimy garnkami i słoikami, a większość potrzebnych rzeczy znajdziemy w sklepach. Uprzedzam jednak, że stopień trudności doświadczeń jest bardzo zróżnicowany, dlatego czasami konieczne będzie użycie specjalistycznego sprzętu i odczynników, tak aby zarówno ludzie nie mający zielonego pojęcia o biologii, jak i bardziej zaawansowani eksperymentatorzy nie zanudzili się na śmierć. Będę również nawiązywał do innych dziedzin nauki, takich jak chemia, fizyka czy robotyka, ponieważ biologia jest bardzo szeroką dyscypliną, więc jej zawężanie nie jest pożądane. Poza tym chciałbym, aby ta książka była dla was inspiracją, możecie po niej kreślić, mazać, wyrywać kartki z eksperymentami, które was nie interesują, robić notatki na marginesach, czytać ją od początku do końca, od tyłu, jak tylko chcecie. Pamiętajcie jednak, że najistotniejsze jest eksperymentowanie i dobra zabawa. Wiedza przyjdzie z czasem. Zapraszam więc do tworzenia własnego inspirującego laboratorium biologicznego.

ROŚLINY OWADOŻERNE – ROSICZKI W DOMU *

Rosiczka przylądkowa (Drosera capensis)

Sprzęt

pęseta

zamrażarka

lupa

Materiały

3 doniczki z rosiczką przylądkową (Drosera capensis)

hodowla much plujek lub muszek owocówek (do kupienia w sklepie wędkarskim)

ugotowane drobne kawałki kotleta sojowego

kryształki cukru

Procedura

hodowlę dorosłych much plujek lub muszek owocowych wstaw na 1 godz. do zamrażalnika

wykorzystując pęsetę, połóż na 5 liściach rosiczek w jednej doniczce drobne kawałki kotleta sojowego

na 5 liściach rosiczek w drugiej doniczce połóż pęsetą muchy plujki z zamrażalnika

na liściach rosiczek w ostatniej doniczce połóż 5 kryształków cukru

obserwuj, co dzieje się z włoskami na liściach i samymi blaszkami liściowymi rosiczek „nakarmionych” różnymi substancjami; możesz wykorzystać w tym celu lupę

Obserwacje

Na liściach rosiczki znajdują się włoski, na których końcu jest kleista ciecz. Włoski wewnątrz blaszki liściowej są znacznie krótsze od włosków znajdujących się na jej brzegach. Po położeniu na liściach rosiczki much plujek lub kawałków kotleta sojowego dłuższe włoski zaczynają się zawijać do środka, przytrzymując „ofiarę”. Reakcja ta jest widoczna w ciągu pierwszych minut obserwacji. Po pewnym czasie cała blaszka liściowa zaczyna się zaginać, kierując na muchę i kawałki kotleta sojowego resztę włosków na liściu. Czasami liść potrafi się całkowicie owinąć wokół muchy lub kawałka kotleta. W przypadku kryształków cukru położonych na liściu rosiczki przylądkowej nie obserwujemy takiej reakcji.

Liść rosiczki przylądkowej z włoskami gruczołowatymi

Wnioski

Rosiczka przylądkowa reaguje tylko na ściśle określony typ pokarmu, a mianowicie muchy plujki i kawałki kotleta sojowego. Każdy z tych pokarmów zawiera bardzo dużo białka. Rosiczki rosną zazwyczaj na bardzo ubogich siedliskach i łapiąc owady, uzupełniają braki azotu, jednego z pierwiastków biogennych. Rosiczki nie reagują na cukier (sacharozę), mogą ją bowiem z powodzeniem syntetyzować w procesie fotosyntezy. Schwytanie ofiary i jej późniejsze trawienie jest dla rosiczki dość energochłonnym procesem, dlatego aby nie marnować energii na coś co nie zawiera azotu, rosiczka przylądkowa wykształciła zdolność do rozpoznawania, jaki rodzaj pokarmu trafił na włoski na liściu. Może was dziwić, że rosiczka reaguje na kawałki kotleta sojowego, jednak zawiera on bardzo dużo białka – dlatego rosiczka „myśli”, że schwytała owada, ponieważ receptory znajdujące się na włoskach rozpoznają głównie białka, a czy to owad, czy kotlet sojowy, to nie ma już znaczenia. Po tym, jak liście zagną się wokół kawałków kotletów sojowych i much plujek, następuje dopiero wydzielanie enzymów trawiących i wchłanianie produktów trawienia. O tym, że proces ten się zakończył, świadczy zazwyczaj to, że liść, a tak naprawdę bardzo wyspecjalizowana pułapka, zaczyna obumierać.

Czy wiesz, że…

Rosiczka przylądkowa (Drosera capensis) pochodzi z RPA. Z powodzeniem może być uprawiana w naszych domach, co jest niezwykle proste ze względu na to, że nie potrzebuje ona okresu zimowania. Do jej podlewania stosujemy wodę demineralizowaną, ponieważ nie zmienia ona pH podłoża. Dodatkową zaletą tego gatunku jest to, że nasiona mogą powstać w wyniku samozapylenia. Dlatego po obeschnięciu pędu kwiatowego można je zebrać i wysiać do doniczki z kwaśnym torfem. Rosiczki najlepiej rosną w doniczkach ustawionych w akwarium, stale zanurzonych w 2 cm warstwie wody demineralizowanej. Poza tym podwyższona wilgotność w akwarium sprzyja tworzeniu się kropel „rosy” na włoskach rosiczki. Rosiczka przylądkowa również lubi dobrze nasłonecznione miejsca. Wbrew pozorom, aby rosiczka dobrze rosła, wcale nie jest konieczne dokarmianie jej owadami.

W Polsce rodzina rosiczkowatych jest reprezentowana przez 5 gatunków – 4 gatunki z rodzaju rosiczka (Drosera): rosiczka długolistna (Drosera anglica), pośrednia (D. intermedia), okrągłolistna (D. rotundifolia) i owalna (Drosera x obovata), będąca mieszańcem gatunkowym rosiczki długolistnej i okrągłolistnej oraz jeden gatunek z rodzaju aldrowanda (Aldrovanda): aldrowanda pęcherzykowata (Aldrovanda vesiculosa).

Drosera anglica

Drosera intermedia

Drosera rotundifolia

Drosera x obovata

Co ciekawe, aldrowanda pęcherzykowata jest rośliną mięsożerną żyjącą pod powierzchnią wody. Wszystkie gatunki rosiczek w Polsce są objęte ochroną gatunkową.

Aldrowanda pęcherzykowata