1. На предметное стекло нанесите каплю подкрашенной йодом воды.
2. С чешуи лука пинцетом осторожно снимите тонкий слой эпидермиса и поместите в каплю подкрашенной воды на предметное стекло.
3. Приготовленный препарат накройте покровным стеклом и рассмотрите под микроскопом.
4. Зарисуйте 3–4 клетки эпидермиса лука.
5. Результаты наблюдений занесите в таблицу
Плазмолиз и деплазмолиз живых растительных клеток
Объект наблюдения | Что наблюдали под действием | Выводы по результатам наблюдения | ||
Подкрашен-ной йодом воды | Раствора хлорида натрия 5% | Дистиллиро-ванной воды | ||
Микропрепарат эпидермиса лука |
II. Наблюдение явления плазмолиза в клетке.
1. С одной стороны покровного стекла приготовленного вами микропрепарата нанесите 3–4 капли 5% раствора хлорида натрия, а с другой «оттяните» воду фильтровальной бумагой.
2. Рассмотрите данный препарат под микроскопом, обратите внимание на явление плазмолиза.
3. Зарисуйте участок эпидермиса из 3–4 клеток.
4. Результат наблюдений занесите в таблицу 1.
III. Наблюдение явления деплазмолиза в клетке.
1. Замените в микропрепарате солевой раствор на дистиллированную воду. Нанесите несколько капель дистиллированной воды с одной стороны покровного стекла, а с другой – фильтрованной бумагой «оттяните» воду, смывая плазмолизирующий раствор.
2. Рассмотрите микропрепарат под микроскопом, особое внимание обратите на явление деплазмолиза в клетке.
3. Результат наблюдений занесите в таблицу 1.
4. Ответьте на вопросы.
· Какие функции клеточной мембраны выявлены при наблюдении явлений плазмолиза и деплазмолиза?
· Объясните причины потери воды цитоплазмой в солевом растворе.
5. Сделайте вывод.
Лабораторная работа №4
Тема: «Определение каталитической активности ферментов».
Цель: сформировать знания о каталитической активности ферментов в живых клетках на примере действия каталазы, закрепить умение работать с микроскопом, проводить опыты и объяснять результаты работы.
Вариант I:
Оборудование: свежий 3% раствор пероксида водорода, пробирки, пинцет, ткани растений (кусочки сырого и вареного картофеля) и животных (кусочек сырого и вареного мяса), песок, ступка и пестик.
Ход работы:
1) Приготовьте 5 пробирок и поместите в первую пробирку немного песка, во вторую – кусочек сырого картофеля, в третью – кусочек вареного картофеля, в четвёртую – кусочек сырого мяса, в пятую – кусочек вареного мяса. Капните в каждую из пробирок немного пероксида водорода, пронаблюдайте, что будет происходить в каждой из пробирок.
2) Измельчите в ступке кусочек сырого картофеля с небольшим количеством песка. Перенесите измельченный картофель вместе с песком в пробирку и капните туда немного пероксида водорода. Сравните активность измельченной и целой растительной ткани.
3) Составьте таблицу, показывающую активность каждой ткани при различной обработке.
4) Объясните полученный результат, ответьте на вопросы:
В каких пробирках появилась активность фермента? Объясните, почему, как проявляется активность ферментов в живых и мёртвых тканях? Объясните наблюдаемое явление. Как влияет измельчение ткани на активность фермента? Как бы вы предложили измерить скорость разложение пероксида водорода? Как вы считаете, все ли живые организмы содержат фермент каталазу, обеспечивающий разложение пероксида водорода? Ответ обоснуйте.
Вариант II
Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, стаканы с водой, стеклянные палочки, лист элодеи, перекись водорода.
Ход работы
1) Приготовьте препарат листа элодеи, рассмотрите его под микроскопом и зарисуйте несколько клеток элодеи.
2) Капните на микропрепарат перекись водорода и снова наблюдайте за состоянием клеток.
3) Объясните наблюдаемое влияние, ответьте на вопросы: какой газ выделяется из клеток листа? Почему происходит его выделение?
4) Капните каплю пероксида водорода на предметное стекло, рассмотрите её под микроскопом, опишите наблюдаемую картину, сравните состояние пероксида водорода в листе элодеи и на стекле.
Сделайте выводы.
Во-первых, фермент каталаза имеется в каждой растительной и животной клетке.
Во-вторых, этот фермент расщепляет пероксид водорода с образованием воды и кислорода.
В-третьих, фермент каталаза, расщепляя пероксид водорода осуществляет защитную функцию, обезвреживая ядовитое вещество, которое непрерывно образуется в клетке в процессе жизнедеятельности.
Лабораторная работа №5
Тема: «Рассмотрение фаз митоза на готовых микропрепаратах клетки».
Цель: изучение особенностей каждой фазы митоза
Вариант 1
Оборудование: микроскоп, микропрепарат « митоз в корешке лука»
Ход работы:
1.Рассмотрите предложенные готовые микропрепараты делящихся клеток.
2.Сделайте рисунок. Определите, какие перед вами фазы митоза. Ответ обоснуйте.
3. Приготовьте и рассмотрите микропрепарат, повторите проделанную ранее вами работу.
4.Ответьте на вопросы:
- какие вы увидели различия между рассмотренными вами препаратами?
- Каковы особенности каждой фазы митоза?
Вариант 2
Оборудование: пробирка, препаровальная игла, препаровальный нож, пинцет , чашка Петри, предметное стекло, покровное стекло, микроскоп, фильтровальная бумага.
Реактивы: вода, уксусная кислота, одномолярный раствор НCl, реактив Фельгена.
Материал: зубок чеснока,
Приготовление микропрепарата: проводится заранее.
1. Проткните зубок чеснока препаровальной иглой и подвесьте его над пробиркой с водой так, чтобы основание зубчика находилось в воде. Оставьте на 3 – 4 дня в покое.
2. После образования нескольких корешков длиной 1 – 2 см. отрежьте от них концевые участки длиной 1 см.
3. Поместите отрезанные участки корешков в пробирку с уксусной кислотой, заткните ее пробкой и оставьте на 24часа при комнатной температуре для фиксации.
4. Ухватив корешки пинцетом за верхний конец перенесите их в чашку Петри с дистиллированной водой и отмывайте в течении 3 – 4минут для удаления фиксатора.
5. Перенесите кончики корешков в раствор соляной кислоты и выдержите 3 – 4 минуты при температуре 60о . при этом срединные пластинки удерживающие клетки разрушаются, а ДНК хромосом гидролизуются, и способны взаимодействовать с красителем ( реактив Фельгена).
6. Кислоту вместе с корешками вылейте в чашку Петри, содержащую дистиллированную воду, отмойте кислоту. Оставьте на 5 минут.
7. Перенесите корешки в пробирку с реактивом Фельгена. И заткните пробкой, поставьте в прохладное место на 2 часа.
Эксперимент:
1. Выньте один кончик корешка и поместите его в капле уксусной кислоты на предметное стекло.
2. Отрежьте концевой участок длиной 2 мм.
3. Растреплите кончик корешка с помощью препаровальной иглы, и накройте покровным стеклом. Поместите микропрепарат на плоскую поверхность и накройте несколькими листами фильтровальной бумаги. Нажмите на покровное стекло подушечкой пальца, но не допускайте смещение покровного стекла.
4. Изучите препарат и найдите клетки, находящиеся на разных стадиях митоза.
Отчетное задание:
Зарисуйте ядра в разных фазах митоза и подпишите рисунки.
Лабораторная работа № 6
Тема: «Изучение развития зародыша на микропрепаратах и влажных препаратах»
Необходимый исходный уровень знаний
1. Особенности строения ланцетника, как представителя типа хордовых.
2. Оплодотворение и дробление ланцетника.
3. Особенности протекания гаструляции у ланцетника.
4. Закладка осевых органов у ланцетника.
Объекты изучении- Электронные микрофотографии и препараты
1. Ланцетник (поперечный срез в области глотки)
2. Яйцеклетка в яичнике лягушки
3. Дробление яйца лягушки
4. Бластула лягушки
5. Ранняя гаструла лягушки
6. Поздняя гаструла лягушки
7. Развитие зародыша цыпленка
Таблицы и схемы
Дробление яйца ланцетника. Зародыш ланцетника на стадии бластулы, гаструлы и на стадии обособления эмбриональных зачатков. Схематический рисунок гаструлы ланцетника. Икринка лягушки после оплодотворения. Гаструляция у лягушки
Задания и ориентировочные действия
№ п/п | задание | объект | программа действия |
1. | Изучить характер дробления яйцеклетки ланцетника | Схема дробления яйца ланцетника | Рассмотреть, определить тип дробления по схеме, зарисовать |
2. | Изучить строение зародыша ланцетника на разных стадиях развития | Схема зародыша ланцетника на стадии бластулы, гаструлы и обособления эмбр. зачатков | Зарисовать схемы различных этапов развития |
3. | Рассмотреть внутреннее строение ланцетника | Эл. микрофотография ланцетника (поперечный срез в области глотки) | Рассмотреть, обратить внимание на расположение органов |
4. | Изучить характер дробления яйцеклетки лягушки | Эл. микрофотография яйцеклетки лягушки, схема изменения икринки лягушки после оплодотворения | Рассмотреть, зарисовать схему изменения яйцеклетки |
5. | Изучить строение зародыша лягушки на разных стадиях развития | Эл. микрофотографии зародыша лягушки на стадии бластулы, гаструлы . Схема гаструлы лягушки | Рассмотреть, обратить внимание на расположение органов Зарисовать, обозначить осевые органы |
6 | Рассмотреть стадии развития зародыша курицы | Влажный препарат | Рассмотреть, обратить внимание на расположение органов |
Отчет оформить в виде схематических рисунков.
Сделать выводы о поэтапном развитии зародышей
Лабораторная работа №7
Тема: «Решение генетических задач».
Цель: Закрепить знание законов генетики, научиться решать задачи по генетике различного типа.
Оснащение: карточки с условиями задач.
Форма отчета: составление схем скрещиваний и решение задач
Задача № 1. Выпишите гаметы организмов со следующими генотипами: ААВВ; aabb; ААЬЬ; ааВВ; АаВВ; Aabb; АаВЬ; ААВВСС; ААЬЬСС; АаВЬСС; АаВЬСс.
Разберем один из примеров. При решении подобных задач необходимо руководствоваться законом чистоты гамет: гамета генетически чиста, так как в нее попадает только один ген из каждой аллельной пары. Возьмем, к примеру, особь с генотипом АаВbСс. Из первой пары генов — пары А — в каждую половую клетку попадает в процессе мейоза либо ген А, либо ген а. В ту же гамету из пары генов В, расположенных в другой хромосоме, поступает ген В или b. Третья пара также в каждую половую клетку поставляет доминантный ген С или его рецессивный аллель — с. Таким образом, гамета может содержать или все доминантные гены — ABC, или же рецессивные — abc, а также их сочетания: АВс, AbC, Abe, аВС, аВс, а bС.
Чтобы не ошибиться в количестве сортов гамет, образуемых организмом с исследуемым генотипом, можно воспользоваться формулой N = 2n, где N — число типов гамет, а n — количество гетерозиготных пар генов. В правильности этой формулы легко убедиться на примерах: гетерозигота Аа имеет одну гетерозиготную пару; следовательно, N = 21 = 2. Она образует два сорта гамет: А и а. Дигетерозигота АаВЬ содержит две гетерозиготные пары: N = 22 = 4, формируются четыре типа гамет: АВ, Ab, aB, ab. Тригетерозигота АаВЬСс в соответствии с этим должна образовывать 8 сортов половых клеток N = 23 = 8), они уже выписаны выше.
Задача № 2. У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над геном рогатости, а ген черного цвета шерсти — над геном красной окраски. Обе пары генов находятся в разных парах хромосом.
1. Какими окажутся телята, если скрестить гетерозиготных по обеим парам признаков быка и корову?
2. Какое потомство следует ожидать от скрещивания черного комолого быка, гетерозиготного по обеим парам признаков, с красной рогатой коровой?
Задача №3. У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть — над длинной. Обе пары генов находятся в разных хромосомах.
1. Какой процент черных короткошерстных щенков можно ожидать от скрещивания двух особей, гетерозиготных по обоим признакам?
2. Охотник купил черную собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет генов длинной шерсти кофейного цвета. Какого партнера по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки?
Задача № 4. У человека ген карих глаз доминирует над геном, определяющим развитие голубой окраски глаз, а ген, обусловливающий умение лучше владеть правой рукой, преобладает над геном, определяющим развитие леворукости. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если родители их гетерозиготны?
Лабораторная работа № 8
Тема лабораторной работы: Модификационная изменчивость. Построение вариационного ряда и вариационной кривой
Цель: показать статистические закономерности модификационной изменчивости на примере использования математических методов в биологии.
Оборудование: листья дерева (50 штук), тетрадь, линейка, простой карандаш.
Ход работы:
Построение вариационного ряда и кривой изменчивости размеров листьев.
1. Измерьте длину листовой пластины, данные переведите в миллиметры.
2. Расположите данные в порядке нарастания величины данного признака, обозначьте цифрами наиболее часто встречающиеся величины признака получите вариационный ряд.
3. запишите полученные данные вариационного ряда в таблицу:
| Где N – общее число вариант вариационного ряда; V – варианта; P – частота встречаемости вариант; E – знак суммирования; M – средняя величина признака. |
4. Постройте графическое выражение (вариационную кривую) изменчивости признака – размер листьев:
- по оси абсцисс отложите на одинаковом расстоянии отдельные варианты размеров листьев в нарастающем порядке;
- по оси ординат отложите числовые значения, соответствующие частоте повторяемости каждой варианты (размер листа);
- по горизонтальной оси восстановите перпендикуляры до уровня, соответствующего частоте повторяемости каждой варианты;
- точки пересечения перпендикуляров с линиями, соответствующими частоте вариант, соедините прямыми.
5. определите среднюю величину указанного признака - размер листьев, используя для этой цели формулу:
M = Е (V Р) / N
6. Проведите сравнение цифровых данных вариационной кривой и сделайте вывод о частоте встречаемости определенного размера листьев.
Ответьте на вопросы:
1. Как называется полученная вами линия?
2. С каким размером наиболее часто встречаются листья?
Выводы:
1. Длина вариационного ряда свидетельствует о …
2. Графическим выражением модификационной изменчивости признака является…
3. Пределы вариационной изменчивости признака ограничены…
Лабораторная работа №9
Тема: «Выявление мутагенов и канцерогенов в пище, оценка возможного их влияния на организм».
Цель работы: познакомиться с возможными источниками мутагенов и канцерогенов в пищевых продуктах, оценить их влияние на организм и составить примерные рекомендации по уменьшению влияния мутагенов на организм человека.
Задания:
1. Составьте таблицу «Источники мутагенов в окружающей среде и их влияние на организм человека»
Источники и примеры мутагенов в пище | Возможные последствия на организм человека |
2. Используя текст, сделайте вывод о том насколько серьезно ваш организм подвергается воздействию мутагенов и канцерогенов, содержащихся в пище и составьте рекомендации по уменьшению возможного влияния мутагенов на свой организм.
Основные понятия
Экспериментальные исследования, проведенные в течение последних трех десятилетий, показали, что немалое число химических соединений обладает мутагенной и канцерогенной активностью. Эти вещества обнаружены среди лекарств, косметических средств, химических веществ, применяемых в сельском хозяйстве, промышленности и в продуктах питания, перечень их все время пополняется. Подобные вещества образуются и процессе термической обработки продуктов при приготовлении определенных блюд. Издаются справочники и каталоги мутагенов и канцерогенов.
Компоненты пищи
Мутагенная активность пищи, приготовленной разными способами, различных пищевых продуктов изучалась в опытах на микроорганизмах и в экспериментах на культуре лимфоцитов периферической крови. Слабыми мутагенными свойствами обладают такие пищевые добавки, как сахарин, производное нитрофурана АР-2 (консервант), краситель флоксин и др.
К веществам пищи, обладающих мутагенной активностью, можно отнести нитрозамины, тяжелые металлы, микотоксины, алкалоиды, некоторые пищевые добавки, а также гетероциклические амины и аминоимидазоазарены, образующиеся в процессе кулинарной обработки мясных продуктов. В последнюю группу веществ входят так называемые пиролизатные мутагены, выделенные первоначально из жареных, богатых белками, продуктов.
Содержание нитрозосоединений в продуктах питания довольно сильно варьирует и обусловлено, по-видимому, применением азотсодержащих удобрений, а также особенностями технологии приготовления пищи и использованием нитритов в качестве консервантов.
Наличие в пище нитрозируемых соединений впервые было обнаружено в 1983 г. при изучении мутагенной активности соевого соуса и пасты из соевых бобов. Позже было показано наличие нитрозируемых предшественников в ряде свежих и маринованных овощей.
Для образования мутагенных соединений в желудке из поступающих вместе с овощами и другими продуктами необходимо наличие нитрозирующего компонента, в качестве которого выступают нитриты и нитраты. Основной источник нитратов и нитритов – это пищевые продукты.
Считают, что около 80% нитратов, поступающих в организм, – растительного происхождения. Из них около 70% содержится в овощах и картофеле, а 19% – в мясных продуктах. Немаловажным источником нитрита являются консервированные продукты.
В организм человека постоянно вместе с пищей поступают предшественники мутагенных и канцерогенных нитрозосоединений.
Следует также упомянуть, что мутагенную опасность для человека могут представлять остаточные количества препаратов, используемых для стимуляции роста и лечения животных, которые могут переходить в продукты питания человека. Например, транквилизаторы азоперон и ацепрамазин, используемые при производстве мяса, мутагенны в тесте Эймса; диоксидин, применяемый в ветеренарии в качестве антимикробного соединения, мутагенен в эукариотических тестах.
Пищевое сырье может быть загрязнено мутагенами при хранении. Например, в результате накопления переокисленных соединений липидов, мутагенность которых хорошо известна, или в результате поражения плесневыми грибами - продуцентами мутагенных микотоксинов.
Мутагены могут образовываться в процессе термической Обработки пищевого сырья. Воздействие открытого огня, копчение и выпекание приводят к образованию и накоплению в пищевых продуктах мутагенных полициклических ароматических углеводородов, прежде всего бензо(а)пирена; поджаривание или проваривание продуцируют полициклические ароматические углеводороды, нитрозамины, аминоимидазоазарены, гетероциклические амины и другие мутагены. Показано, что нагревание рыбных продуктов до 100-220°С в течении 15 минут приводит к образованию мутагенных 2-амино-3,8- диметилимидазо(4,5-f)хиноксалина и 2-амино-3,4,8- триметилимидазо(4,5-f)хиноксалина. Пирролизаты фосфолипидов, образующиеся при нагревании до 500-700°С, обладают мутагенными свойствами, подобная активность выявлена у продуктов пирролиза глутаминовой кислоты и других аминокислот. Холестерин, окисляясь при хранении или приготовлении пищи, может также приобретать мутагенные свойства.
В пище имеются мутагены естественного происхождения. Некоторые флавоноиды демонстрируют мутагенную активность, а витамины С, Е, А - мутаген-потенциирующие эффекты. Саговник, употребляемый в пищу, содержит мутаген естественного происхождения - циказин. В экспериментах на лимфоцитах человека показано, что кофе, помимо кофеина, содержит и другие мутагенные факторы. Кофеин в целом ряде исследований на про- и эукариотических тест-системах демонстрировал мутагенные и мутаген-потенциирующие свойства.
Кроме того, определенную мутагенную опасность могут представлять пищевые добавки, используемые в качестве консервантов, ароматизаторов, красителей, подсластителей, загустителей и пр. Консерванты - сорбиновая кислота и ее соли, добавляемые в соки, маргарин, сгущенное молоко и т.п., индуцируют генные и хромосомные мутации, а также СХО в культивируемых V79 клетках китайского хомячка. Известны сведения о мутагенной активности консерванта нитрата натрия и бактериального ингибитора для вин и соков бисульфита натрия, а также широко используемого сахарозаменителя - сахарина. Проверка на бактериальных тестах 65 коммерческих пищевых ароматизаторов выявила мутагенную активность у препаратов лука и чеснока, у ряда пищевых азокрасителей, содержащих бензидиновые или нитрогруппы, бензенамины. В частности, в тесте Эймса мутагенную активность продемонстрировали основной красный, метиловый красный судан IV, метиловый оранжевый, конго красный, ализариновый красный В, эриохром, триптофановый синий, синий Эванса и др. Из корней Rubia tinctomm, используемых в качестве сырья для получения пищевых красителей, выделено девять различных антрахиноновых производных, обладающих мутагенными свойствами.
Значительное внимание было уделено изучению мутагенных свойств различных антиоксидантов, применяемых в качестве консервантов пищевых продуктов. Многочисленные исследования с использованием про- и эукариотических тестов показали мутагенные свойства бутилокситолуола и особенно бутилоксианизола.
Можно порекомендовать употреблять больше натуральных продуктов, избегать мясных консервов, копченостей, сладостей, соков и газированной воды с синтетическими красителями. Есть больше капусты, зелени, круп, хлеба с отрубями. Если есть признаки дисбактериоза - принимать бифидумбактерин, лактобактерин и другие препараты с "полезными" бактериями. Они обеспечат вам надежную защиту от мутагенов. Если не в порядке печень - регулярно пить желчегонные сборы.
Для предотвращения негативных последствий, связанных с действием различных мутагенных факторов среды, проводят мероприятия, снижающие вероятность возникновения мутаций. С этой целью используют вещества, называемые антимутагенными. В настоящее время выделено около 200 природных и синтетических соединений, обладающих антимутагенной активностью. Это аминокислоты (гистидин, метионин и др.), витамины (токоферол, каротин, ретинол, аскорбиновая кислота и др.), ферменты (оксидаза, каталаза и др.), интерферон и др. Потребляемая пища содержит большое количество мутагенов и антимутагенов. Их соотношение зависит от способов обработки пищи, сроков ее хранения и т.д. Правильное питание – один из путей предотвращения вредного воздействия мутагенных факторов среды.
Лабораторная работа№10
Тема: «Изучение фактических материалов доказательства эволюции»
Цель: Изучение палеонтологических доказательств эволюции
Задание: Заполнение учащимися таблиц по вариантам (можно пользоваться учебниками зоологии и общей биологии).
Заполните таблицу
Части тела и жизненные процессы | Признаки пресмыкающихся | Признаки птиц |
Позвоночник | ||
Грудная клетка | ||
Череп | ||
Передние конечности | ||
Хвост | ||
Задние конечности | ||
Кожный покров | ||
Общий вид | ||
Образ жизни |
Доказательства эволюции на примере гомологичных и аналогичных органов
Материал, пособия и оборудование: кожные покровы рыб, амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих; гербарии или живые растения аспарагуса, кактусов, алоэ, комнатного винограда, семейств бобовых, розоцветных или лилейных, таблицы гомологий слуховых косточек среднего уха позвоночных животных, ископаемых переходных форм, эволюционного древа семейства лошадиных, примеров реликтовых форм; подносы, линейки, лупы, определители, справочники
Методические указания:
1.Чтобы выяснить вопрос о путях эволюционных изменений от примитивного исходного типа к специализированным современным органам, рассмотрите и зарисуйте передние конечности рептилий, птиц ,летучей мыши, дельфина, лошади и обезьяны. Закрасьте одинаковым цветом гомологичные отделы конечности (плечо, предплечье, запястье, фаланги). Под рисунком укажите, к какому функциональному типу относится каждая конечность, какой тип конечности среди них является исходным, первичным?
1. Внимательно рассмотрите и сопоставьте между собой различные органы растений и их видоизменения( листья, цветок и его части, стебли, усики, колючки, иглы, корневища, клубни). Найдите гомологичные и аналогичные органы. Результаты оформите в таблицу
2. Таблица Гомологичные аналогичные органы растений
Гомологичные органы листового происхождения | Гомологичные органы побегового происхождения | Аналогичные органы |
Лабораторная работа № 11
Тема: «Изучение морфологического критерия вида на живых растениях и гербарных материалах»
Цель: усвоить понятие морфологического критерия вида, закрепить умение составлять описательную характеристику организмов.
Оборудование: живые растения или гербарные материалы растений разных видов.
Ход работы:
1. Рассмотрите растения двух видов. Запишите их названия. Составьте морфологическую характеристику растений каждого вида, заполните таблицу:
Название растения | Особенности строения листа | Особенности строения стебля | Особенности строения корня | Особенности строения цветка | Особенности строения плода |
2. Сравните растения двух видов, выявите черты сходства и отличия. Чем объясняются сходства и отличия растений.
Лабораторная работа № 12
Тема: «Изучение приспособленности организмов к среде обитания»
Цель: изучив раздаточный наглядный материал, исследуя микропрепараты, коллекции, гербарные образцы и другие природные объекты, выявить приспособления, определить их группу и значение для организма;
Оборудование: гербарные образцы растений или комнатные растения, чучела или рисунки животных разных мест обитания.
Ход работы:
1. Определите среду обитания растения или животного предложенного для вашего исследования.
2. Выявите черты приспособленности к среде обитания.
3. Выявите относительный характер приспособленности.
4. На основании знания о движущих силах эволюции объясните механизм возникновения приспособленности.
Задания выполняются индивидуально и в группах. Сообщите о результатах проделанной работы.
Лабораторно – практические задания
Приложение№1
Задание №1
Рассмотрите на гербарии примеры приспособлений растений к недостатку влаги.
Какими должны быть приспособления у растений к избытку влаги во влажных тропических лесах?
Задание №2
Рассмотрите на гербарии примеры приспособлений растений к распространению семян.
Приведите еще 2-3 примера данной группы адаптаций.
Задание №3
Рассмотрите на гербарии примеры приспособлений растений от поедания травоядными животными.
Приведите альтернативные примеры приспособлений растений для привлечения животных к поеданию плодов.
Задание №4
Рассмотрите на гербарии различные пути приспособлений растений к опылению насекомыми.
По каким признакам можно судить о способе опыления растений (№17, 20)
- с помощью ветра;
- с помощью насекомых.
Группа 1
Каким способом и с помощью каких приспособлений они распространяются?
растений и панцирь черепахи.
Отметьте морфологические особенности и их приспособительное значение.
Группа 2
Каким способом и с помощью каких приспособлений они распространяются?
Отметьте морфологические особенности и их приспособительное значение.
Группа 3
Каким способом и с помощью каких приспособлений они распространяются?
растений.
Отметьте морфологические особенности и их приспособительное значение.
Группа 4
Каким способом и с помощью каких приспособлений они распространяются?
морской еж, морская звезда. Отметьте морфологические особенности и их приспособительное значение.
Вывод: По описанию приспособлений можно определить условия жизни организма. Приспособленность организмов позволяет противостоять воздействию условий окружающей среды.
Практические работы
Практическая работа №1
Тема: 1 «Сравнительный анализ ДНК и РНК»
Цель: изучить нуклеиновые кислоты, провести сравнительный анализ строения, свойств, локализации и значения НК.
Нуклеиновые кислоты
Нуклеиновые кислоты представляют собой биологические полимеры, состоящие из мономеров – нуклеотидов. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) выполняет функцию носителя генетической информации, в ней закодированы все белки организма. Рибонуклеиновая кислота (РНК) выполняет несколько функций. Рибосомальная РНК является неотъемлемой частью рибосом – органелл синтеза белка. Матричная (она же информационная) РНК служит кодирующей аминокислотную последовательность матрицей для синтеза белка. Транспортная РНК доставляет к рибосоме нужные для синтеза белка аминокислоты.
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/ceaf3d45-f0c3-d870-5d0e-d1931b1550d7/00148918711506620.htm
http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/773b2047-c85f-56f5-ce79-75323342393e/00148920018431369/00148920018431369.htm
Структура и функции ДНК. Рассмотрите рисунок, ответьте на вопросы:
1. В каких органоидах клетки находится ДНК?
2. Каковы функции ДНК?
3. Что обозначено на рисунке цифрами 1 — 6?
4. Какие пуриновые и пиримидиновые основания входят в состав ДНК?
5. Каков диаметр молекулы ДНК и каково расстояние между двумя нуклеотидами одной цепи?
6. Как нуклеотиды ДНК соединены в одну цепь?
7. Как цепи ДНК соединены друг с другом?
8. Чем образованы "края" молекулы ДНК?
9. Почему две цепи в молекуле ДНК называются антипараллельными?
Э.Чаргафф, обследовав огромное количество образцов тканей и органов различных организмов, выявил следующую закономерность:
в любом фрагменте ДНК содержание остатков гуанина всегда точно соответствует содержанию цитозина, а аденина — тимину.
Это положение получило название "правила Чаргаффа":
А + Г
А = Т; Г = Ц или ——— = 1
Ц + Т
Структура РНК и функции.
Рассмотрите рисунок, ответьте на вопросы:
1. Каковы функции РНК?
2. Где образуются РНК?
3. Какие пуриновые и пиримидиновые основания входят в состав РНК?
4. Какие виды РНК находятся в клетке?
5. Как нуклеотиды РНК соединены в одну цепь?
6. Чем различаются по строению вторичные структуры РНК от ДНК?
7. 1. Заполните таблицу:
Сравнительная характеристика РНК и ДНК
Признаки сравнения | ДНК | РНК |
1. количество цепей | ||
2. азотистые основания в нуклеотидах | ||
3. моносахариды в нуклеотидах | ||
4. местонахождение в клетке | ||
5. функции |
ризнаки | ДНК | РНК |
Общие | 1. Биополимеры 2. Участвуют в синтезе белка 3. Сходное строение мономеров: - азотистое основание, молекула пентозы , остаток фосфорной кислоты | |
Местонахождение | Содержится, в основном, в ядре, образуя хромосомы, в митохондриях, в пластидах | В ядрышке, рибосомах, цитоплазме, митохондриях, хлоропластах |
Строение | Двухцепочечная молекула, образующая спираль. Мономеры - дезоксирибонук-леотиды, в состав которых входят дезоксирибоза, азотистые основания -аденин, тимин, гуанин и цитозин | Одноцепочечная молекула, мономеры рибонуклеотиды, в состав которых входят - рибоза, азотистые основания - аденин, урацил, гуанин и цитозин |
Свойства | Способна к самоудвоению - редупликации, по принципу комплементарности | Не способна к самоудвоению |
Функции | Химическая основа наследственности. Образует хромосомы, хранение и передача наследственной информации. Кодирует информацию о структуре белка. Наименьшей единицей наследственной информации являются три расположенных рядом нуклеотида - триплет. Является матрицей для синтеза молекул РНК, которая формируется на одной цепочке, по принципу комплементарное™ | Энергетическая - обеспечивает энергией процессы жизнедеятельности клетки: биосинтез, движение, сокращение мышц, активный перенос веществ через мембрану, и т. п. При отщеплении одной фосфатной группы выделяется 40 кДж |
Практическая работа № 2
Тема: «Сравнение процессов брожения и дыхания».
Цель: 1) сравнить процессы брожения и дыхания; 2) выяснить значение реакций энергетического обмена для клетки и организма в целом.
Оборудование и материалы: таблицы и схемы, отражающие этапы энергетического обмена в клетке.
Ход работы:
Этап энергетического обмена | Характерные изменения вещества | Энергетические особенности | Биологическое значение |
I – подготовительный | |||
II – бескислородный | |||
III – кислородный |
Сравните процессы брожения и дыхания:
Признаки для сравнения | Брожение | Дыхание |
1. Место протекания реакций | ||
2. Участие мембран в процессе | ||
3. Участие ферментов в процессе | ||
4. Исходное вещество | ||
5. Конечный продукт реакции | ||
6. Сколько молекул АТФ образуется? |
4.Тренировочные упражнения.
1. Рассчитайте энергетическую эффективность двух типов брожения глюкозы по формуле Эффективность= Ез (запасенная энергия) / Ео 100%, ´ (общая энергия)
если известны следующие данные: спиртовое брожение Ео= 150 кДж/моль,
молочнокислое брожение Ео= 210 кДж/моль,
энергия, запасенная в 1 моль АТФ, составляет 30,6 кДж/моль.
При расчете учтите количество образующихся молекул АТФ в анаэробных условиях. Сделайте вывод об эффективности двух типов брожения.
2) Рассчитайте эффективность полного окисления глюкозы на двух этапах по формуле Эффективность= Ез (запасенная энергия) / Ео 100%, ´ (общая энергия)
если известны следующие данные: Ео= 2880 кДж/моль, Е(АТФ)= 30,6 кДж/моль.
В чем особенность процессов дыхания в отличие от брожения? Сравните эффективность процессов дыхания и брожения с КПД бензинового (25%) и парового (10%) двигателей. Сделайте вывод.
Выводы:
1) Какой процесс энергетического обмена более эффективен?
2) К каким выводам относительно круговорота энергии и веществ живой природе приводит вас сравнение процессов брожения и дыхания
Практическая работа № 3
Тема: «Составление схем моногибридного скрещивания»
Цель: Научиться составлять схемы моногибридного скрещивания с использованием законов Г.Менделя
Оборудование: карточки с задачами.
Ход работы:
Моногибридное скрещивание.
Все генетические задачи, какой бы темы они ни касались (моно- или полигибридное скрещивание, аутосомное или сцепленное с полом наследование, наследование моно- или полигенных признаков), сводятся к трем типам: 1) расчетные; 2) на определение генотипа; 3) на определение характера наследования признака.
В условии расчетной задачи должны содержаться сведения:
– о характере наследования признака (доминантный или рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом и др.);
– прямо или косвенно (через фенотип) должны быть указаны генотипы родительского поколения. Вопрос расчетной задачи касается прогноза генетической и фенотипической характеристик потомства.
Приведем пример задачи расчетного типа.
Задача 2. У человека ген полидактилии (многопалости) доминирует над нормальным строением кисти. У жены кисть нормальная, муж гетерозиготен по гену полидактилии. Определите вероятность рождения в этой семье многопалого ребенка.
Решение этой задачи начинается с записи ее условия и обозначения генов. Затем определяются (предположительно) генотипы родителей. Генотип мужа известен, генотип жены легко установить по фенотипу – она носительница рецессивного признака, значит, гомозиготна по соответствующему гену. Следующий этап – написание значений гамет. Следует обратить внимание на то, что гомозиготный организм образует один тип гамет, поэтому нередко встречающееся написание в этом случае двух одинаковых гамет не имеет смысла. Гетерозиготный организм формирует два типа гамет. Соединение гамет случайно, поэтому появление двух типов зигот равновероятно: 1:1.
Решение.
Р: аа х Аа
гаметы: (а) (А) (а)
F1: Аа, аа,
где: А – ген полидактилии, а – нормальный ген.
Ответ: вероятность рождения многопалого ребенка составляет примерно 50%.
В условии задачи на определение генотипа должна содержаться информация:
– о характере наследования признака;
– о фенотипах родителей;
– о генотипах потомства (прямо или косвенно).
Вопрос такой задачи требует характеристики генотипа одного или обоих родителей.
Задача 3. У норок коричневая окраска меха доминирует над голубой. Скрестили коричневую самку с самцом голубой окраски. Среди потомства два щенка коричневых и один голубой. Чистопородна ли самка?
Записываем условие задачи, вводя обозначения генов. Решение начинаем с составления схемы скрещивания. Самка обладает доминантным признаком. Она может быть как гомо- (АА), так и гетерозиготной (Аа). Неопределенность генотипа обозначаем А_. Самец с рецессивным признаком гомозиготен по соответствующему гену – аа. Потомки с коричневой окраской меха наследовали этот ген от матери, а от отца – ген голубой окраски, следовательно, их генотипы гетерозиготны. По генотипу коричневых щенков установить генотип матери невозможно. Голубой щенок от каждого из родителей получил ген голубой окраски. Следовательно, мать гетерозиготна (нечистопородна).
Решение.
Р: Aa х aa
гаметы: (А) (а) (а)
F1: 1 Aa : 1 aa ,
Где: А – ген коричневой окраски меха, а – ген голубой окраски меха.
Ответ: генотип самки – Аа, то есть она нечистопородна.
В условиях задач на установление характера наследования признака:
– предлагаются только фенотипы следующих друг за другом поколений (то есть фенотипы родителей и фенотипы потомства);
– содержится количественная характеристика потомства.
В вопросе такой задачи требуется установить характер наследования признака.
Задача 4. Скрестили пестрых петуха и курицу. Получили 26 пестрых, 12 черных и 13 белых цыплят. Как наследуется окраска оперения у кур?
При решении этой задачи логика рассуждения может быть следующей. Расщепление в потомстве свидетельствует о гетерозиготности родителей. Соотношение близкое к 1 : 2 : 1 говорит о гетерозиготности по одной паре генов. Согласно полученным долям (1/4 белые, 1/2 пестрые, 1/4 черные), черные и белые цыплята гомозиготны, а пестрые гетерозиготны.
Обозначение генов и генотипов с последующим составлением схемы скрещивания показывает, что сделанный вывод соответствует результату скрещивания.
Решение.
Р: A+A х A+A
пестрые пестрые
гаметы: (А+) (А) (А+) (А)
F1: 1А+А+ : 2А+A : 1AA
черные пестрые белые
Ответ: окраска оперения у кур определяется парой полудоминантных генов, каждый из которых обуславливает белый или черный цвет, а вместе они контролируют развитие пестрого оперения.
Задача 5.
1. Какая окраска шерсти у кроликов доминирует?
2. Каковы генотипы родителей и гибридов первого поколения по признаку окраски шерсти?
3. Какие генетические закономерности проявляются при такой гибридизации?
Эталон ответа.
1. Доминирует темная окраска шерсти.
2. Р: АА х аа; F1 : Aa.
3. Мы наблюдаем проявления правил доминирования признаков и единообразия первого поколения.
Задача 6.
1. Какая форма плода томата (шаровидная или грушевидная) доминирует?
2. Каковы генотипы родителей и гибридов 1 и 2 поколения?
3. Какие генетические закономерности, открытые Менделем, проявляются при такой гибридизации?
Ответы.
1. Доминирует шаровидная форма плода.
2. Р: аа х АА; F1 : Аа; F2 : 25% АА, 50% Аа, 25% аа.
3. Законы единообразия гибридов первого поколения (I закон Менделя) и закон расщепления (II закон Менделя).
Задача При скрещивании двух гомозиготных по окраске мышей, белой и серой в первом поколении все мышата серые. Признак какой окраски доминирует? Какова вероятность (в %) появления белой мыши в первом поколение?
Дано: Объект: мышь
Признак: окраска, F1-серые.
Признак какой окраски доминирует?
Какова вероятность (в %) появления белой мыши в первом поколение?
Решение:
Р: серый(АА) х белая(аа)
F1: серые(Аа)
Ответ: Доминирует признак серой окраски. Появление белой мыши в F1 невозможно по первому закону Менделя.
Практическая работа №4
Тема: «Составление схем дигибридного скрещивания. Решение задач»
Цель: составление схем дигибридного скрещивания с использованием законов Г.Менделя
Оборудование: карточки с задачами.
Ход работы:
При решении задач на дигибридное скрещивание мне хотелось бы обратить внимание на два момента:
а) использование буквенной символики
б) способах анализа F2-поколения.
Задача 1
1. Каковы генотипы родителей и гибридов F1, если красная окраска и круглая форма плодов томата – доминантные признаки, а желтая окраска и грушевидная форма – рецессивные признаки?
2. Докажите, что при таком скрещивании проявляется закон независимого распределения генов.
Ответы.
1. Р: АаВb х ааВb; F1: АаBB, 2AaBb, Aabb, aaBB, 2aaBb, aabb.
2. Наследование признака окраски плодов томата идет независимо от их формы, а именно отношение числа красных плодов к желтым равняется:
(37% + 14%) : (37% + 12%) = 1 : 1,
а круглой формы к грушевидным:
(37% + 37%) : (14% + 12%) = 3 : 1.
Задача 2
Какое потомство получится при скрещивании чистопородного комолого (безрогого) черного быка с красными рогатыми коровами? Каким окажется следующее поколение, полученное от скрещивания этих гибридов между собой, если известно, что комолость доминирует над рогатостью, а черная масть – над красной, причем гены обоих признаков находятся в разных парах хромосом?
Условие задачи можно записать двумя способами.
1-й способ А – ген комолости а – ген рогатости В – ген черной масти в – ген красной масти ААBB – комолый черный ааbb – рогатые красные F1 – ? F2 – ? | 2-й способ К – ген комолости к – ген рогатости Ч – ген черной масти ч – ген красной масти ККЧЧ – комолый черный ккчч – рогатые красные F1 – ? F2 –? |
Способы анализа потомков в F2
1-й способ
Составление решетки Пеннета.
Так как каждый признак контролируется одной парой аллелей, локализованных в разных парах хромосом, анализ каждого признака при решении задачи должен проводиться отдельно.
Это правило является основой второго и третьего способов анализа потомства в F2.
2-й способ
Позволяет наглядно представить, какие фенотипы будут в потомстве F2 при условии, что анализировать генотипы не следует.
Потомство F2 условно изображают в виде квадрата. Так как комолость доминирует над рогатостью, мы сразу можем сказать (в соответствии с менделевским законом расщепления), что только одна четверть всего потомства будет рогатой, а остальные три четверти комолыми.
Изобразим это наглядно, отсекая нижнюю четверть квадрата горизонтальной линией (тогда меньший – нижний прямоугольник будет символизировать рогатую часть потомства). Независимо от этого, по признаку масти все потомство тоже должно распадаться на две неравные части: одна четверть – красные, а остальные три четверти – черные (ведь черный цвет доминирует).
Так как площадь квадрата принимается за единицу, площади его частей символизируют доли потомства с соответствующими признаками. Как видим, 9/16 всего потомства (3/4 х 3/4) – комолые черные,
3/16 (3/4 х 1/4) – рогатые черные, еще 3/16 – комолые красные и, наконец, 1/16 потомства (1/4 х 1/4) – рогатые красные.
3-й способ
Согласно закону независимого наследования (третий закон Менделя) в потомстве F2 по каждой паре признаков происходит расщепление по фенотипу 3 : 1 и расщепление по генотипу 1 : 2 : 1. То есть по признаку наличия рогов можно записать (воспользуемся буквенной символикой 1-го способа записи условия):
Расщепление по фенотипу:
(3А_ комолые | :1аa) рогатые |
Расщепление по генотипу:
(1АА : 2Аа : 1аa)
Аналогично, по признаку масти, можно записать.
Расщепление по фенотипу:
(3В_ черные | : 1bb) красные |
Расщепление по генотипу:
(1BB : 2Bb : 1bb)
Объединив оба признака, запишем выражение:
(3А_ + 1аa) х комолые рогатые | (3В_ + 1bb) = черные красные | 9А_В_ + комолые черные | 3A_bb + комолые красные | 3ааВ_ + рогатые черные | 1 аabb рогатые красные |
В результате получили четыре фенотипические группы.
Этот способ хорошо позволяет быстро написать не только фенотипы потомства F2, но также генотипы F2 поколения:
(1АА + 2Аа + 1aa) х (1BB + 2Bb + 1bb) = 1AABB+ + 2AABb + 1AAbb + 2АаBB + 4АаBb + 2Aabb +
+1aaBB + 2aaBb + 1aabb
Удобен этот способ и при других схемах скрещивания:
1) P: AaBb х aabb
F1: (1Aa + 1aa) х (1Bb + 1bb) = 1АаBb : 1Aabb : 1aaBb : 1aabb
2) P: AaBb х aaBb
F1: (1Aa + 1aa) х (3B_ + 1bb) = 3AaB_ + 1Aabb + 3AaB_ + 1aabb
3) Р: АаBBcc х AabbCc
F1: (3A_+ 1aa) х (Bb) х (1Cc + 1cc) = 3A_BbCc + 3A_Bbcc + 1aaBbCc + 1aaBbcc
Задачи для самостоятельного решения
Задача №1. У человека некоторые формы близорукости доминируют над нормальным зрением, цвет карих глаз над голубым. Какое потомство можно ожидать от брака близорукого кареглазого мужчины с голубоглазой неблизорукой женщиной? Известно, что у мужчины отец был голубоглазым, неблизоруким. Ответ проиллюстрируйте составлением решетки Пеннета.
Задача №2. Отец с курчавыми волосами (доминантный признак) и без веснушек и мать с прямыми волосами и веснушками (доминантный признак) имеют троих детей. Все дети имеют веснушки и курчавые волосы. Каковы генотипы родителей и детей.
Задача №3. Голубоглазый правша (доминантный признак) женился на кареглазой правше. У них родилось двое детей: кареглазый левша и голубоглазый правша. Определите вероятность рождения в этой семье голубоглазых детей, владеющих преимущественно левой рукой.
Задача №4. В брак вступают кареглазый мужчина - правша, мать которого была голубоглазой и левшой, и голубоглазая женщина – правша, отец которой был левша. Сколько разных фенотипов может быть у их детей, Сколько разных генотипов может быть среди их детей? Какова вероятность того, что у этой пары родится ребенок – левша(в%)?
Задача №5. У человека свободная мочка уха доминирует над несвободной, а гладкий подбородок рецессивен по отношению к подбородку с треугольной ямкой. Эти признаки наследуются независимо. От брака мужчины с несвободной мочкой уха и треугольной ямкой на подбородке и женщины, имеющей свободную мочку уха и гладкий подбородок, родился сын с гладким подбородком и несвободной мочкой уха. Какова вероятность рождения в этой семье ребёнка с гладким подбородком и свободной мочкой уха; с треугольной ямкой на подбородке (в %)?
Таблица: Доминантные и рецессивные признаки человека
Признак | Доминантные | Рецессивные |
Глаза | Большие | Маленькие |
Цвет глаз | Карие,зелёные | Голубые, серые |
Разрез глаз | Прямой | Косой |
Тип глаз | Монголоидный | Европеоидный |
Острота зрения | Близорукость | Нормальное |
Верхнее веко | Нависающее (эпикант) | Нормальное |
Ямочки на щеках | Есть | Нет |
Уши | Широкие | Узкие |
Длинные | Короткие | |
Подбородок | Прямой | Отступающий назад |
Широкий | Узкий и острый | |
Выступающие зубы и челюсти | Имеются | Отсутствуют |
Щель между резцами | Есть | Нет |
Волосы | С мелкими завитками | Вьющиеся, волнистые |
Жесткие, прямые, «ежик» | Прямые, мягкие | |
Вьющиеся | Волнистые или прямые | |
Поседение волос | В возрасте 25 лет | После 40 лет |
Облысение | У мужчин | У женщин |
Белая прядь волос надо лбом | Имеется | Отсутствует |
Рост волос по средней линии лба | Есть | Нет |
Мохнатые брови | Есть | Нет |
Нижняя губа | Толстая и отвисающая | Нормальная |
Способность загибать язык назад | Есть | Нет |
Способность свертывать язык трубочкой | Есть | Нет |
Зубы при рождении | Имеются | Отсутствуют |
Кожа | Толстая | Тонкая |
Цвет кожи | Смуглый | Белый |
Веснушки | Есть | Нет |
Кисть | С 6 или с 7 пальцами | С 5 пальцами |
Преобладающая рука | Правая | Левая |
Узоры на коже пальцев | Эллиптические | Циркулярные |
Антигены системы АВО | А, В | О |
Голос (у женщин) | Сопрано | Альт |
Голос (у мужчины) | Бас | Тенор |
Абсолютный музыкальный слух | Имеется | Отсутствует |
Наследственная глухота | Отсутствует | Имеется |
Практическая работа №2
Тема: «Анализ и оценка этических аспектов биотехнологии»
Цель: провести анализ аспектов развития некоторых исследований в биотехнологии.
Оборудование: теоретический материал по теме, карточки-задания.
Ход работы.
Задание 1.
Вариант 1. Изучите теоретический материал по теме «Биотехнологии – это…» и заполните таблицу:
вид биотехнологии | цель данного направления | краткий обзор проблемы |
Вариант 2. Изучите теоретический материал по теме «Клонирование» и заполните таблицу:
вид биотехнологии | цель данного направления | краткий обзор проблемы |
Задание 2.
Ответьте на вопросы письменно:
1) Какие этические вопросы использования биотехнологии стоят перед человечеством?
2) Почему изменения генома человека может производится только на соматических клетках?
3) Какие проблемы возникают с теоретической возможностью клонирования человека?
4)Что такое биоэтика?
Дата: 2018-12-28, просмотров: 849.