ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ЯРОСЛАВСКОЙ ОБЛАСТИ
УГЛИЧСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
Руководство к лабораторным и практическим занятиям по общей биологии
для студентов1-го курса
Форма обучения очная
Углич, 2016
Составитель: Уткина И.Н., преподаватель методической цикловой комиссии естественно-математических дисциплин Угличского индустриально-педагогического колледжа
Общая биология: Руководство к лабораторным и практическим занятиям для студентов 1 курса Угличского индустриально-педагогического колледжа. Составитель Уткина И.Н. Углич, 2016, 20 с.
Пособие по курсу «Общая биология» составлено в соответствии с государственным образовательным стандартом и программой для студентов 1 курса Угличского индустриально-педагогического колледжа. Руководство содержит в себе перечень лабораторных и практических работ, вопросы для самоконтроля и библиографический список.
Содержание
Пояснительная записка……………………………………………………………………… 4
Требования к занятиям по курсу общая биология ……………………………… …………5
Требования к оформлению альбома……………………………………………….…………5
Тема 1. Микроскоп …………………………………………………………………………. 6
Занятие 1. Устройство микроскопа и работа с ним………………………. ………… 6
Тема 2. Строение растительной и животной клетки ……………………………………… 6
Занятие 2. Наблюдение клеток растений и животных под микроскопом на готовых микропрепаратах, их описание………………………………………………….. ………….6
Тема 3. Деление клетки. Митоз ………………………………………………… …………. 8
Занятие 3. Митоз в клетках корешка лука ………………………………………….. 8
Тема 4. Химический состав клетки …………………………………………………………….. 8
Занятие 4. Каталитическая активность ферментов в живых клетках………………8
Тема 5. Способы размножения живых организмов……………………………………….. 8
Занятие 5. Способы бесполого размножения организмов………………………….. 8
Занятие 6. Строение половых клеток……………………………………………………… 9
Тема 6. Основы генетики …………………………………………………………………… 9
Занятие 7. Решение генетических задач. Составление родословной………………..9
Тема 7. Основы селекции……………………………………………………………..……..10
Занятие 8. Изучение фенотипов местных сортов растений……………………..….. 10
Занятие 9. Анализ и оценка этических аспектов развития некоторых исследований в биотехнологии ……………………………………………………………………………..…10
Тема 8. Вид. Критерии вида…………………………………………………………..……. 11
Занятие 10. Критерии биологического вида……………………………………..….. 11
Занятие 11. Описание вида по морфологическому критерию…………………..…. 11
Занятие 12. Выявление приспособлений у организмов к среде обитания………… 13
Тема 9. Эволюционная теория…………………………………………….……………….. 14
Занятие 13. Выявление признаков сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательства их родства…………………….………………………………….…….. 14
Тема 10. Возникновение и развитие жизни на Земле………………….…………………. 14
Занятие 14. Анализ и оценка различных гипотез происхождения жизни………… 14
Занятие 15. Анализ и оценка различных гипотез происхождения человека ………..14
Тема 11. Экосистемы …………………………………………………………………………14
Занятие 16. Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания)………14
Занятие 17. Исследование изменений в экосистемах на биологических моделях
(аквариум) ………………………………………………………………………………………15
Занятие 18. Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем своей местности ……………………………………………………………………………………… 15
Занятие 19. Решение экологических задач …………………………………………… 16
Занятие 20. Выявление антропогенных изменений в экосистемах своей местности.17
Тема 11. Биосфера ………………………………………………………………………………17
Занятие 21. Анализ и оценка последствий собственной деятельности в окружающей среде,
глобальных экологических проблем и путей их решения……………………………………17
Приложение. Вопросы к семинарским занятиям……………………………………………..18
Библиографический список ……………………………………………………………………20
Пояснительная записка.
Руководство к лабораторным и практическим занятиям по общей биологии. Предназначено для студентов 1 курса Угличского индустриально-педагогического колледжа специальностей 44.02.02 Преподавание в начальных классах, 49.02.01. Физическая культура, 44.02.01 Дошкольное образование, 43.02.10 Туризм, 09. 02. 01 Компьютерные системы и комплексы.
Руководство составлено в соответствии с требованиями ФГОСТ и количеством часов, отведенных на лабораторный практикум учебной программой.
Учебно-методическое пособие содержит описание лабораторных и практических работ, которые знакомят студентов с оптическими приборами, развивают навыки биологических исследований: наблюдение за явлениями и структурами, проведение сравнительного анализа. Оно знакомит с методами изготовления временных микропрепаратов, учит выявлять черты сходства и различия среди живых организмов, выявлять черты приспособленности организмов к среде обитания, выявлять ароморфозы и идиоадаптации у растений, проведение каталитических реакций в живых клетках и многое другое.
В руководство к лабораторным и практическим занятиям включены работы, которые не только обеспечат подготовку учителя-биолога к проведению уроков биологии, но и расширят его знания и обогатят навыки для преподавания углубленной программы, а также в кружках, на факультативах.
Требования к занятиям по курсу общая биология
При изучении курса студенты должны:
-
Усвоить теоретический материал курса.
-
Знать правила работы с микроскопом и правильно применять их на практике.
-
Освоить методику временных препаратов.
-
Уметь отличать растительную клетку от животной.
-
Вычерчивать схемы молекул белка, ДНК, РНК, АТФ, схемы редупликации ДНК.
-
Наблюдать процесс митоза на готовом препарате, наблюдение половых клеток на готовом препарате.
-
Знать сущность биологических процессов.
-
Сравнивать биологические объекты и делать выводы на основе сравнения.
-
Выявлять изменчивости организмов, приспособления к среде обитания, типы взаимодействия разных видов в экосистеме.
-
Освоить знания о живой природе и присущих ей закономерностях.
-
Использовать информацию о современных достижениях в области биологии и экологии.
-
Проводить самостоятельный поиск биологической информации.
-
Правильно оформлять отчетную документацию (альбом, индивидуальную работу).
Требования к оформлению альбома
Для оформления лабораторных и практических работ лучше всего использовать альбом (размер 20 на 30), который является документом для сдачи экзамена и зачета. На титульном листе обязательно указать название специальности, курса, фамилию и инициалы студента, группу.
В альбоме записываются число, тема занятия и названия, цели и оборудования работ. Рисунки должны быть выполнены простым карандашом средней мягкости. Средством изображения являются линии и токи. Цветной карандаш используют после того, как рисунок выполнен простым карандашом, и лишь в тех случаях, когда цвет добавляет информации к рисунку, подчеркивает важные морфологические структуры.
Все рисунки размещаются на странице альбома слева, с правой стороны делаются подписи к ним простым карандашом. Схемы и таблицы вычерчиваются по середине страницы альбома. Каждая работа выполняется на отдельном развороте альбома. Очень важны аккуратность и четкость в выполнении работ. Все лабораторные и практические работы должны быть закончены на занятии и сданы преподавателю.
Тема 1. Микроскоп
Занятие 1. Устройство микроскопа и работа с ним
Цель занятия: Познакомиться с устройством биологического микроскопа и освоить правила работы с ним.
Оборудование: Биологический микроскоп, таблицы, методические пособия.
Ход работы:
Работа 1. Части микроскопа и их назначение
Пользуясь дополнительной литературой, методическими пособиями, таблицами, наглядным пособием, изучить устройство микроскопа. Найти механические и оптические части микроскопа. Зарисовать его и подписать его основные части.
Работа 2. Изучение правил работы с микроскопом
Изучить правила работы с микроскопом.
Правила работы с микроскопом.
-
Работать с микроскопом следует сидя.
-
Микроскоп осмотреть, вытереть от пыли мягкой салфеткой объективы, окуляр и зеркало.
-
Микроскоп установить перед собой, немного слева на 2-3 см от края парты. Во время работы его не сдвигать.
-
Работу с микроскопом всегда начинать с малого увеличения.
-
С помощью макровинта поднять объектив, установит малое увеличение (8х) в его рабочее положение на высота 1,5 см от предметного столика.
-
Установит в рабочее положение вогнутую поверхность зеркала, повернуть его к источнику света и найти его максимально освещенное поле зрения микроскопа.
-
На предметный столик поместить микропрепарат, закрепить его клеммами.
-
Глядя в объектив, при помощи винтов медленно поднимайте тубус, пока не появится четкое изображение.
-
По окончании работы с большим увеличением, установить малое увеличение, поднять объектив, чтобы не поцарапать фронтальную линзу объектива, снять с рабочего столика препарат, протереть чистой салфеткой все части микроскопа, накрыть его полиэтиленовым пакетом и поставить в шкаф.
Тема 2. Строение растительной и животной клетки
Занятие 2. Наблюдение клеток растений и животных под микроскопом на готовых микропрепаратах, их описание
Цель занятия: Рассмотреть клетки различных организмов и их тканей под микроскопом, вспомнить основные части, видимые в микроскоп и сравнить строение клеток растительных, грибных и животных организмов.
Оборудование: готовые микропрепараты растительной, животной, грибной клеток, таблицы о строении растительной, животной и грибной клеток.
Работа 1. Изучение готовых микропрепаратов растительной, животной и грибной клеток
Ход работы:
Рассмотрите под микроскопом готовые микропрепараты растительной, животной и грибной клеток. Зарисуйте по одной растительной, животной и грибной клеток. Подпишите их основные части, видимые в микроскоп. Сравните строение этих клеток. Сравнение провести при помощи сравнительной таблицы. Сделайте вывод о сложности их строения.
Ответьте письменно на вопросы:
-
О чем свидетельствует сходство клеток растений, грибов и животных? Приведите примеры.
-
О чем свидетельствуют различия между клетками представителей различных царств природы? Приведите примеры.
-
Выпишите основные положения клеточной теории. Отметьте, какое из положений можно обосновать проведенной работой.
Работа 2. Изучение строения растительной клетки на примере клетки чешуи лука
Цель работы 2: Изучить общий план строения клетки, овладеть: методикой изготовления временных микропрепаратов, правилами исполнения биологического рисунка
Цель работы: Приготовить временный препарат кожицы чешуи лука, рассмотреть ее под микроскопом.
Оборудование: микроскоп, луковица, йод, салфетка, фильтровальная бумага, препаровальная игла, предметные и покровные стекла, пипетка, стакан с водой.
Ход работы:
Предметное и покровное стекла протрите салфеткой. Пипеткой капните каплю слабого раствора йода на предметное стекло. Пинцетом снимите маленький кусочек тонкой кожицы с сочной чешуи луковицы лука. Положите кусочек кожицы в каплю слабого раствора йода, осторожно расправьте кожицу препаровальной иглой и накройте покровным стеклом. Рассмотрите приготовленный вами препарат. Осторожно передвигая предметное стекло по предметному столику, найдите такое место на препарате, где лучше всего видны клетки. Зарисуйте группу клеток. Обратите внимание на взаимное расположение клеток. Плотно ли они прилегают друг к другу? Рассмотрите клетки при большем увеличении (объектив на 40), найдите в клетке оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоль с клеточным соком.
Работа 3. Изучение строения животной клетки на примере эпителиальной ткани – клетки слизистой ротовой полости
Цель работы: Приготовить временный препарат эпителиальной ткани, рассмотреть ее под микроскопом.
Оборудование: микроскоп, чайная ложка, салфетка, фильтровальная бумага, предметные и покровные стекла, пипетка, стакан с водой, водный раствор синих чернил.
Ход работы:
Снимите чайной ложкой немного слизи с внутренней поверхности щеки. Поместите слизь на предметное стекло и подкрасьте разбавленными в воде синими чернилами. Накройте микропрепарат покровным стеклом. Рассмотрите приготовленный вами препарат. Осторожно передвигая предметное стекло по предметному столику, найдите такое место на препарате, где лучше всего видны клетки. Зарисуйте группу клеток. Подпишите основные части клетки, видимые в микроскоп.
Работа 4. Изучение строения грибной клетки
Цель работы: Приготовить и изучить строение грибной клетки, рассмотреть ее под микроскопом.
Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, стаканы с водой, стеклянные палочки, препарат дрожжевых грибов.
Ход работы:
Приготовьте микропрепарат дрожжевых грибов. Под микроскопом рассмотрите его, а также готовый микропрепарат клеток гриба. Сопоставьте увиденное с изображением объектов на таблицах. Зарисуйте клетки в альбомах и обозначьте видимые в электронный микроскоп органоиды. Оформите результаты своей работы.
Задание для самостоятельной работы: По результатам выполненных лабораторных работ, сравните между собой клетки, результаты сравнения занесите в таблицу.
Клетки |
Цитоплазма |
Ядро |
Плотная клеточная стенка |
Пластиды |
Растительная |
||||
Животная |
||||
Грибная |
Сделайте выводы из наблюдений. Отразите в нем черты сходства и различия растительных, животных организмов и грибов (Письменно).
Тема 3. Деление клетки. Митоз
Занятие 3. Митоз в клетках корешка лука
Цель занятия: Приобрести знания о митозе, как одном из видов деления клетки, этапах митотического цикла, биологическом значении митоза. Получить возможность к развитию умений и навыков объяснять процессы, происходящие на определенных фазах митоза, проводить исследования фаз митоза с помощью микроскопа, сопоставлять и сравнивать стадии жизненного цикла клетки. Анализировать и делать выводы о биологической роли митоза в жизнедеятельности организмов.
Оборудование: микроскоп, микропрепараты «Митоз в клетках корешка лука».
Ход работы:
-
Рассмотрите готовый микропрепарат «Митоз в клетках корешков лука»
-
Найдите клетки на разных стадиях митотического деления.
-
Сделайте рисунок и заполните таблицу.
Название стадии |
Особенности стадии |
Рисунок |
4. В чем заключается биологическая роль митоза? Сформулируйте вывод.
Тема 4. Химический состав клетки
Занятие 4. Каталитическая активность ферментов в живых клетках
Цель работы: Выявить каталитическую функцию белков в живых клетках.
Оборудование: перекись водорода, сырой и вареный картофель.
Ход работы:
-
В две пробирки налейте перекись водорода.
-
В первую пробирку поместите сырой картофель.
-
Во вторую пробирку поместите вареный картофель.
-
Пронаблюдайте полученный результат. Заполните таблицу.
Перекись водорода и сырой картофель |
Перекись водорода и вареный картофель |
-
Объясните свои наблюдения. Сформулируйте вывод.
Тема 5. Способы размножения живых организмов
Занятие 5. Способы бесполого размножения организмов
Цель работы: Выявить отличительные особенности стадий митотического деления клеток.
Оборудование: гербарии растений и живые объекты растений.
Ход работы:
-
Рассмотрите гербарии растений и живые объекты растений.
-
Предложите способы бесполого размножения этих растений.
-
Заполните таблицу.
№ |
Название растения |
Способы бесполого размножения |
1 |
Земляника |
|
2 |
Лук репчатый |
|
3 |
Традесканция |
|
4 |
Фиалка |
|
5 |
Пырей ползучий |
|
6 |
Картофель |
|
7 |
Георгин |
4. В чем заключается биологическая роль бесполого размножения? Сформулируйте вывод.
Занятие 6. Строение половых клеток
Цель работы: Выявить отличительные особенности строения половых клеток.
Оборудование: готовые микропрепараты половых клеток.
Ход работы:
-
Рассмотрите готовые микропрепараты половых клеток.
-
Заполните сравнительную таблицу.
Признаки |
Сперматозоид |
Яйцеклетка |
Строение и форма |
||
Подвижность |
||
Запас питательных веществ |
||
Размер |
||
Численность |
||
Набор хромосом |
3. В чем заключается биологическая роль половых клеток? Сформулируйте вывод.
Тема 6. Основы генетики
Занятие 7. Решение генетических задач. Составление родословной
Цель работы: Закрепить умение решения генетических задач и получить навыки по составлению родословной.
Ход работы:
1. Решите задачу на дигибридное скрещивание.
Условие: Единственный ребенок близоруких кареглазых родителей имеет голубые глаза и нормальное зрение.
Определить: а) генотипы всех трех членов семьи;
б) рождение каких детей можно ожидать в этой семье.
2. Составьте свою родословную.
3. Для чего необходимо знание законов генетики? Сформулируйте вывод.
Тема 7. Основы селекции
Занятие 8. Изучение фенотипов местных сортов растений
Цель работы: Расширить знания о задачах современной селекции.
Оборудование: пакетики семян различных сортов томатов
Ход работы:
1. Рассмотрите пакетики семян различных сортов томатов, изучите агротехнические аннотации и изображения плодов.
2. Опишите особенности двух сортов, заполните таблицу.
Особенности сорта |
№ 1 |
№ 2 |
Фенотипические признаки |
||
Требования к почве |
||
Сроки созревания |
||
Агротехника |
||
Вкусовые качества |
||
Урожайность |
||
Сохранность и транспортабельность |
||
Устойчивость к болезням |
3. Соответствуют ли данные сорта требованиям нашего региона? Какими методами он были получены? Почему для каждого региона нужны свои сорта? Сформулируйте вывод.
Занятие 9. Анализ и оценка этических аспектов развития некоторых исследований в биотехнологии
Цель работы: Провести анализ развития некоторых исследований в биотехнологии.
Оборудование: теоретический материал по теме
Ход работы:
Работа 1. Изучите теоретический материал по теме «Биотехнология – это…» и заполните таблицу:
Вид биотехнологии |
Цель данного направления |
Краткий обзор проблемы |
Работа 2. Изучите теоретический материал по теме «Клонирование – это…» и заполните таблицу:
Вид биотехнологии |
Цель данного направления |
Краткий обзор проблемы |
Сделайте выводы об этических проблемах биотехнологии.
Тема 8. Вид. Критерии вида
Занятие 10. Критерии биологического вида
Цель работы: На конкретных примерах научиться распознавать некоторые критерии вида и определять виды.
Оборудование: гербарные экземпляры видов растений (лютики, герани или фиалки), относящихся к одному роду, самодельные карточки, содержащие краткий определитель, информацию о среде обитания, физиологических особенностях и распространении конкретных видов растений.
Ход работы:
Определите выданные вам виды растений, запишите в таблице название вида, который вы определили, и его номер на гербарном листе.
Прочитайте в карточке сведения о среде обитания вида и дайте характеристику экологического критерия.
Найдите сведения о сроках размножения, цветения и раскройте физиологический критерий.
Найдите в карточке сведения об ареале вида и составьте описание его географического критерия.
Результаты работы по каждому пункту занесите в таблицу.
Вид растения |
Морфологический критерий |
Экологический критерий |
Физиологический критерий |
Географический критерий |
Сделайте вывод о критериях, которыми вы руководствовались при определении видов.
Занятие 11. Описание вида по морфологическому критерию
Цель работы: Обеспечить усвоение учащимися понятия морфологического критерия вида, закрепить умение составлять описательную характеристику растений.
Оборудование: живые растения или гербарные материалы растений одного рода.
Ход работы:
1. Рассмотрите растения двух видов, запишите их названия, составьте морфологическую характеристику растений каждого вида, т. е. опишите особенности их внешнего строения (особенности листьев, стеблей, корней, цветков, плодов).
2. Сравните растения двух видов, выявите черты сходства и различия. Чем объясняются сходства (различия) растений?
Вариант 1.
№ |
Признаки |
Растение № 1 |
Растение № 2 |
Растение № 3 |
1 |
Род |
род Тополь (~ 90 видов) сем. Ивовые |
||
2 |
Виды растений |
Тополь чёрный |
Тополь дрожащий или осина обыкновенная |
Тополь пирамидальный |
3 |
Стебель (прямостоячий, вьющийся, лазающий, ползучий). |
|||
4 |
Лист: а) простой или сложный (какой?); |
|||
б) длина листовой пластинки |
||||
в) жилкование (параллельное, дуговое, сетчатое); |
||||
г) листорасположение |
||||
д) форма края листовой пластинки (цельный, зубчатый, пильчатый, городчатый). |
||||
5 |
Цветок, соцветие |
|||
6 |
Плод |
Вариант 2. Берёза повислая (бородавчатая, плакучая), Берёза карликовая.
Вариант 3. Сосна обыкновенная, Сосна сибирская кедровая (или сибирский кедр).
Вариант 4. Фикус Бенджамина, Фикус каучуконосный, Фикус Барок
Ответьте на вопросы. Сформулируйте вывод.
-
Какой критерий называется морфологическим?
-
По каким морфологическим признакам предложенные растения относят к разным видам?
-
Скрещиваются ли они?
-
Как объяснить сходство между разными видами данных растений?
-
Что такое вид?
Занятие 12. Выявление приспособлений у организмов к среде обитания
Цель работы: Научиться выявлять черты приспособленности организмов к среде обитания и устанавливать ее относительный характер.
Оборудование: гербарные образцы растений, комнатные растения, чучела или рисунки животных различных мест обитания.
Ход работы:
-
Определите среду обитания растения или животного, предложенного вам для исследования. Выявите черты его приспособленности к среде обитания. Выявите относительный характер приспособленности. Полученные данные занесите в таблицу «Приспособленность организмов и её относительность».
Приспособленность организмов и её относительность
Название вида |
Среда обитания |
Черты приспособленности к среде обитания |
В чём выражается относительность приспособленности |
-
Изучив все предложенные организмы и заполнив таблицу, на основании знаний о движущих силах эволюции объясните механизм возникновения приспособлений и запишите общий вывод.
Тема 9. Эволюционная теория
Занятие 13. Выявление признаков сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательства их родства
Цель работы: Познакомиться с эмбриональными доказательствами эволюции органического мира.
Ход работы:
1. Проанализируйте учебное пособие и дополнительную литературу по теме «Эмбриология».
2. Выявить черты сходства зародышей человека и других позвоночных.
3. Ответить на вопрос: о чем свидетельствуют сходства зародышей?
Сделайте вывод.
Тема 10. Возникновение и развитие жизни на Земле
Занятие 14. Анализ и оценка различных гипотез происхождения жизни
Цель работы: Знакомство с различными гипотезами происхождения жизни на Земле.
Ход работы:
Проанализируйте учебное пособие и дополнительную литературу по теме «Многообразие теорий возникновения жизни на Земле». Заполнить таблицу:
Теории и гипотезы |
Сущность теории или гипотезы |
Доказательства |
Ответить на вопрос: Какой теории придерживаетесь вы лично? Почему?
Сделайте вывод.
Занятие 15. Анализ и оценка различных гипотез происхождения человека
Цель работы: Познакомиться с различными гипотезами происхождения человека.
Ход работы:
1. Проанализируйте учебное пособие и дополнительную литературу по теме «Гипотезы происхождения человека».
2. Заполнить таблицу:
Ф. И.О. ученого или философа |
Годы жизни |
Представления о происхождении человека |
Анаксимандр |
||
Аристотель |
||
К. Линней |
||
И. Кант |
||
А. Н.Радищев |
||
А. Каверзнев |
||
Ж. Б.Робине |
||
Ж. Б.Ламарк. |
||
Ч. Дарвин. |
3. Ответить на вопрос: Какие взгляды на происхождение человека вам ближе всего? Почему?
Сделайте вывод.
Тема 11. Экосистемы
Занятие 16. Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания)
Цель работы: расширить знания о биотических факторах среды.
Ход работы:
1. Назовите организмы, которые должны быть на пропущенном месте следующих пищевых цепей:
Из предложенного списка живых организмов составить трофическую сеть: трава, ягодный кустарник, муха, синица, лягушка, уж, заяц, волк, бактерии гниения, комар, кузнечик. Укажите количество энергии, которое переходит с одного уровня на другой. Зная правило перехода энергии с одного трофического уровня на другой (около1 0%), постройте пирамиду биомассы третьей пищевой цепи (задание 1). Биомасса растений составляет 40 тонн.
Вывод: Что отражают правила экологических пирамид?
Занятие 17. Исследование изменений в экосистемах на биологических моделях (аквариум)
Цель работы: На примере искусственной экосистемы проследить изменения, происходящие под воздействием условий окружающей среды.
Ход работы:
Какие условия необходимо соблюдать при создании экосистемы аквариума. Опишите аквариум как экосистему, с указанием абиотических, биотических факторов среды, компонентов экосистемы (продуценты, консументы, редуценты). Составьте пищевые цепи в аквариуме. Какие изменения могут произойти в аквариуме, если: падают прямые солнечные лучи; в аквариуме обитает большое количество рыб.
Сделайте вывод о последствиях изменений в экосистемах.
Занятие 18. Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем своей местности
Цель работы: Выявить черты сходства и различия естественных и искусственных экосистем.
Ход работы:
1. Проанализируйте учебное пособие и дополнительную литературу по теме «Агроценозы».
2. Заполнить таблицу «Сравнение природных и искусственных экосистем».
Признаки сравнения |
||
Способы регуляции |
||
Видовое разнообразие |
||
Плотность видовых популяций |
||
Источники энергии и их использование |
||
Продуктивность |
||
Круговорот веществ и энергии |
||
Способность выдерживать изменения среды |
3. Сделать вывод о мерах, необходимых для создания устойчивых искусственных экосистем.
Занятие 19. Решение экологических задач
Цель работы: Создать условия для формирования умений решать простейшие экологические задачи.
Ход работы:
Решение задач.
Задача №1.
Зная правило десяти процентов, рассчитайте, сколько нужно травы, чтобы вырос один орел весом 5 кг (пищевая цепь: трава – заяц – орел). Условно принимайте, что на каждом трофическом уровне всегда поедаются только представители предыдущего уровня.
Задача №2.
На территории площадью 100 км2 ежегодно производили частичную рубку леса. На момент организации на этой территории заповедника было отмечено 50 лосей. Через 5 лет численность лосей увеличилась до 650 голов. Еще через 10 лет количество лосей уменьшилось до 90 голов и стабилизировалось в последующие годы на уровне 80-110 голов.
Определите численность и плотность поголовья лосей:
а) на момент создания заповедника;
б) через 5 лет после создания заповедника;
в) через 15 лет после создания заповедника.
Задача №3
Общее содержание углекислого газа в атмосфере Земли составляет 1100 млрд т. Установлено, что за один год растительность ассимилирует почти 1 млрд т углерода. Примерно столько же его выделяется в атмосферу. Определите, за сколько лет весь углерод атмосферы пройдет через организмы (атомный вес углерода –12, кислорода – 16).
Решение:
Подсчитаем, сколько тонн углерода содержится в атмосфере Земли. Составляем пропорцию: (молярная масса оксида углерода М СО2) = 12 т + 16*2т = 44 т)
В 44 тоннах углекислого газа содержится 12 тонн углерода
В 1 100 000 000 000 тонн углекислого газа – Х тонн углерода.
44/1 100 000 000 000 = 12/Х;
Х = 1 100 000 000 000*12/44;
Х = 300 000 000 000 тонн
В современной атмосфере Земли находится 300 000 000 000 тонн углерода.
Теперь необходимо выяснить, за какое время количество углерода «пройдет» через живые растения. Для этого необходимо полученный результат разделить на годовое потребление углерода растениями Земли.
Х = 300 000 000 000 т/1 000 000 000т в год
Х = 300 лет.
Таким образом, весь углерод атмосферы за 300 лет будет полностью ассимилирован растениями, побывает их составной частью и вновь попадет в атмосферу Земли.
Занятие 20. Выявление антропогенных изменений в экосистемах своей местности
Цель работы: Выявить антропогенные изменения в экосистемах местности и оценить их последствия.
Ход работы:
Рассмотреть карты-схемы территории г. Углич в разные годы. Выявить антропогенные изменения в экосистемах местности. Оценить последствия хозяйственной деятельности человека.
Сделайте вывод.
Тема 11. Биосфера
Занятие 21. Анализ и оценка последствий собственной деятельности в окружающей среде,
глобальных экологических проблем и путей их решения
Цель работы: Познакомить студентов с последствиями хозяйственной деятельности человека в окружающей среде.
Ход работы:
Проанализируйте учебное пособие и дополнительную литературу по теме «Основные экологические проблемы современности». Заполнить таблицу:
Экологические проблемы |
Причины |
Пути решения экологических проблем |
Ответить на вопрос: Какие экологические проблемы, по вашему мнению наиболее серьезные и требуют немедленного решения? Почему?
Сделайте вывод.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВОПРОСЫ К СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ
СЕМИНАР № 1. ОСНОВЫ ЦИТОЛОГИИ
-
Основные свойства живых существ.
-
В чем состоит специфическая организация живых существ.
-
Методы изучения клетки. Клеточная теория.
-
Неорганические вещества клеток.
-
Углеводы и жиры.
-
Строение и функции белков.
-
Строение и значение нуклеиновых кислот.
СЕМИНАР № 2. ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В КЛЕТКАХ
-
Опишите основные стадии обмена веществ.
-
Каковы стадии энергетического обмена.
-
Фотосинтез: основные этапы и биологическое значение.
СЕМИНАР № 3. РЕАЛИЗАЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
-
В чем сущность процессов репликации и транскрипции.
-
Свойства генетического кода.
-
Опишите процесс трансляции.
СЕМИНАР № 4. СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ.
ОСОБЕННОСТИ КЛЕТОК ЖИВОТНЫХ, РАСТЕНИЙ, ГРИБОВ, БАКТЕРИЙ. ВИРУСЫ
-
Строение клеточной мембраны.
-
Строение ядра.
-
Строение цитоплазмы.
-
В чем состоят отличия клеток растений?
-
Особенности клеток грибов.
-
Вирусы.
СЕМИНАР № 5. РАЗМНОЖЕНИЕ КЛЕТКИ. ОНТОГЕНЕЗ
-
Клеточный цикл.
-
Основные фазы митоза.
СЕМИНАР № 6. ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ
-
Мейоз.
-
Геметогенез у животных.
-
Необычные формы полового размножения у животных.
-
Гаметогенез и двойное оплодотворение у растений.
СЕМИНАР № 7. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ
И ОНТОГЕНЕЗ
1. Главные стадии эмбрионального развития.
СЕМИНАР № 8. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ
-
Работы Т. Моргана и его школы.
-
Взаимодействия генов.
-
Генетика пола. Основные положения хромосомной теории наследственности.
-
Основные методы генетики человека.
СЕМИНАР № 9. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЧИВОСТИ
-
Различия между наследственной и ненаследственной изменчивостью.
-
Модификационная изменчивость.
-
Мутационная изменчивость. Типы мутаций.
-
Комбинативная изменчивость. Закон гомологических рядов Н. И. Вавилова.
СЕМИНАР № 10. ГЕНЕТИКА И СЕЛЕКЦИЯ
-
Задачи и методы селекции.
-
Селекция растений.
-
Селекция животных. Методы селекции микроорганизмов.
-
Генная инженерия и селекция.
СЕМИНАР № 11. ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА
-
Какие три группы факторов лежат в основе эволюции.
-
Дайте определение естественному отбору.
-
Перечислите основные группы доказательств в пользу эволюции живого.
СЕМИНАР № 12. ПОНЯТИЕ ВИДА. МИКРОЭВОЛЮЦИЯ. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ЕСТЕСТВЕННОМ ОТБОРЕ
-
Перечислите основные критерии, характеризующие вид. Почему нельзя пользоваться только одним критерием?
-
Какие эволюционные факторы влияют на процессы микроэволюции?
-
Какие формы естественного отбора вам известны?
СЕМИНАР № 13. МАКРОЭВОЛЮЦИЯ.
РАЗВИТИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА НА ЗЕМЛЕ
-
В чем состоит суть понятий биологический прогресс и регресс?
-
Каковы пути биологического прогресса согласно Северцову?
-
На какие эры разделяют ученые геологическую историю Земли?
СЕМИНАР № 14. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ.
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА
-
Какие основные теории происхождения жизни вам известны?
-
В чем суть теории академика Опарина?
-
В чем состоят основные этапы эволюции человека?
Библиографический список
Основные источники
-
Константинов В. М. Биология: учебник для образовательных учреждений начального и среднего профессионального образования. – М., 2011.
-
Е.А. Криксунов, А.А.Каменский, В.В. Пасечник: «Общая биология. 10-11 класс.» Учебник для общеобразовательных учреждений — М., Дрофа. 2008г, Рабочая тетрадь.
-
Мамонтов С. Г., Захаров В. Б. Общая биология: учебник для студентов средних профессиональных учебных заведений. – 2006.
Дополнительная и научно-популярная литература
-
Айла Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. Т. 1-3. М.: Мир, 1987.
-
Д. К. Беляев, Н. Н. Воронцов. Общая биология: учебник для 10-11 кл. общеобразовательных учреждений. – М., 2001.
-
Биология: Школьная энциклопедия. М.: Большая Российская энциклопедия, 2004.
-
Воробьев Ф.И. Эволюционное учение: вчера, сегодня… М.: Просвещение, 1995.
-
Иорданский Н.Н. Эволюция жизни. М.: Академия, 2001.
-
Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Введение в общую биологию и экологию. 9 класс. М.: Дрофа, 2008.
-
Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Экология. 10 (11) класс: учебник для общеобразовательных учреждений. М.: Дрофа, 2008.
-
Медников Б.М. Биология: Формы и уровни жизни. М.: Просвещение, 1995.
-
Туникин Е. И. Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности: учебное пособие для начального профессионального образования: учебное пособие для среднего профессионального образования. – М., 2004.
-
Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение (дарвинизм). 4-е изд. М.: Высшая школа, 1998.
Литература, задания которой рекомендуются в качестве измерителей:
-
1) Анастасова Л. П. Общая биология. Дидактические материалы. — М.: Вентана-Граф, 1997. — 240с.;
-
2) Биология: школьный курс. — М.: АСТ-ПРЕСС, 2000. — 576 с.: ил,- («Универсальное учебное пособие»),
-
3) Иванова Т.В. Сборник заданий по общей биологии: пособие для учащихся общеобразоват. учреждений/Т.В. Иванова, Г.С. Калинова, А.Н.Мягкова. ~ М.: Просвещение, 2002-(Проверь свои знания);
-
4) Козлова Т.А., Колосов С.Н. Дидактические карточки-задания по общей биологии. — М.: Издательский Дом «Генджер», 1997. – 98год.
20
Классы: __5абв__ Дата: «____»___________________ 201 г.
Лабораторная работа №1. Устройство лупы и светового микроскопа. Правила работы с ними. Рассматривание клеточного строения растений
Цель работы: познакомиться с устройством лупы и светового микроскопа, научиться им пользоваться.
1.Рассмотрите ручную лупу. Какие части она имеет? Каково их назначение?
2.Рассмотрите невооружённым глазом мякоть полуспелого плода томата, яблока, огурца. Что характерно для их строения?
Устройство микроскопа и приёмы работы с ним
1. Изучите микроскоп. Найдите тубус, окуляр, объектив, штатив с предметным столиком, зеркало, винты. Выясните, какое значение имеет каждая часть. Определите, во сколько раз микроскоп увеличивает изображение объекта.
2. Познакомьтесь с правилами пользования микроскопом.
3. Отработайте последовательность действий при работе с микроскопом.
Порядок работы микроскопом
- Поставьте микроскоп штативом к себе на расстоянии 5 – 10 см от края стола. В отверстие предметного столика направьте зеркалом свет.
- Поместите приготовленный препарат на предметный столик и закрепите предметное стекло зажимами.
- Пользуясь винтом, плавно опустите тубус так, чтобы нижний край объектива оказался на расстоянии 1-2 мм от препарата.
- В окуляр смотрите одним глазом, не закрывая и не зажмуривая другой. Глядя в окуляр, при помощи винтов медленно поднимайте тубус, пока не появится чёткое изображение предмета.
- После работы микроскоп уберите в футляр.
Микроскоп – хрупкий и дорогой прибор: работать с ним надо аккуратно, строго следуя правилам.
Классы: __5абв__ Дата: «____»___________________ 201 г.
Лабораторная работа №2. Приготовление и рассматривание препарата кожицы чешуи лука под микроскопом.
Цель: закрепить умения пользоваться световым микроскопом, рассмотреть строение растительной клетки, учиться изображать рассмотренный микропрепарат, самостоятельно изготовить микропрепарат.
Инструкция:
1. Рассмотрите на рисунке 18 последовательность приготовления препарата кожицы чешуи лука.
2. Подготовьте предметное стекло, тщательно протерев его марлей.
3. Пипеткой нанесите 1-2 капли воды на предметное стекло.
4. При помощи препаровальной иглы осторожно снимите маленький кусочек прозрачной кожицы с внутренней поверхности чешуи лука. Положите кусочек кожицы в каплю воды и расправьте кончиком иглы.
5. Накройте кожицу покровным стеклом, как показано на рисунке.
6. Рассмотрите приготовленный препарат при малом увеличении. Отметьте, какие части клетки вы видите.
7.Окрасьте препарат раствором йода. Для этого нанесите на предметное стекло каплю раствора йода. Фильтровальной бумагой с другой стороны оттяните лишний раствор.
8.Рассмотрите окрашенный препарат. Какие изменения произошли.
9.Рассмотрите препарат при большом увеличении. Найдите на нём тёмную полоску, окружающую клетку, — оболочку; под ней золотистое вещество – цитоплазму (она может занимать всю клетку или находиться около стенок). В цитоплазме хорошо видно ядро. Найдите вакуоль с клеточным соком ( она отличается от цитоплазмы по цвету).
10.Зарисуйте 2-3 клетки кожицы лука. Обозначьте оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоль с клеточным соком.
Класс______. Ф.И.__________________________________ Дата: «_____» _______ 201 г.
Лабораторная работа №4. Плесневый гриб — мукор. Строение дрожжей.
1.Вырастите на хлебе белую плесень. Для этого на слой влажного песка, насыпанного в тарелку,
положите кусок хлеба, накройте его другой тарелкой и поставьте в тёплое место. Через
несколько дней на хлебе появится пушок, состоящий из тонких нитей мукора. Рассмотрите в
лупу плесень в начале её развития и позднее, при образовании чёрных головок со спорами.
2.Приготовьте микропрепарат плесневого гриба мукора.
3.Рассмотрите микропрепарат при малом и большом увеличении.
4.Заисуйте строение гриба мукора и подпишите названия его основных частей.
Строение дрожжей
- Разведите в тёплой воде небольшой кусочек дрожжей. Наберите в пипетке и нанесите 1-2 капли воды с клетками дрожжей на предметное стекло. Накройте покровным стёклышкам и рассмотрите препарат с помощью микроскопа при малом и большом увеличении. Сравните увиденное с рисунком 50. Найдите отдельные клетки дрожжей, на их поверхности рассмотрите выросты – почки.
- Зарисуйте клетку дрожжей и подпишите название её основных частей.
- На основе проведённых исследований сформулируйте выводы.
Класс______. Ф.И.__________________________________ Дата: «_____» _______ 201 г.
Лабораторная работа №4. Плесневый гриб — мукор. Строение дрожжей.
1.Вырастите на хлебе белую плесень. Для этого на слой влажного песка, насыпанного в тарелку,
положите кусок хлеба, накройте его другой тарелкой и поставьте в тёплое место. Через
несколько дней на хлебе появится пушок, состоящий из тонких нитей мукора. Рассмотрите в
лупу плесень в начале её развития и позднее, при образовании чёрных головок со спорами.
2.Приготовьте микропрепарат плесневого гриба мукора.
3.Рассмотрите микропрепарат при малом и большом увеличении.
4.Заисуйте строение гриба мукора и подпишите названия его основных частей.
Строение дрожжей
1. Разведите в тёплой воде небольшой кусочек дрожжей. Наберите в пипетке и нанесите 1-2 капли воды с клетками дрожжей на предметное стекло. Накройте покровным стёклышкам и рассмотрите препарат с помощью микроскопа при малом и большом увеличении. Сравните увиденное с рисунком 50. Найдите отдельные клетки дрожжей, на их поверхности рассмотрите выросты – почки.
2. Зарисуйте клетку дрожжей и подпишите название её основных частей.
- На основе проведённых исследований сформулируйте выводы.
Лабораторная работа №4. Плесневый гриб — мукор:
Строение дрожжей.
Лабораторная работа №4. Плесневый гриб — мукор.
Гриб мукор:
Строение дрожжей:
Класс______. Ф.И.__________________________________ Дата: «_____» _______ 201 г.
Лабораторная работа №5. Строение мха
1.Рассмотрите растение мха. Определите особенности его внешнего строения, найдите стебель и листья.
2.Определите форму, расположение, размер и окраску листьев. Рассмотрите лист под микроскопом и зарисуйте его.
3.Определите, ветвистый или не ветвистый стебель у растения.
4.Рассмотрите верхушки стебля, найдите мужские и женские растения. Рассмотрите коробочку со спорами. Каково значение спор в жизни мхов?
5. Сравните строение мха со строением водоросли. В чём их сходство и различие?
АННОТАЦИЯ
Одним из наиболее действенных путей, который позволит достичь определенных
образовательных целей, является практико-ориентированная деятельность
обучающихся на занятиях, которая способствует обучению, воспитанию, развитию.
Практикум по биологии соответствует программе дисциплины «Биология» и
представляет собой практическое руководство по методике проведения лабораторных
и практических работ в среднем профессиональном учебном заведении.
Лабораторные и практические работы, входящие в практикум составлены таким
образом, что имеют теоретическую часть, изучение которой позволит обучающимся
вспомнить учебный материал по теме лабораторной или практической работы, а
также непосредственно практическую часть.
Составитель:
Ведехина Римма Анатольевна, преподаватель биологии и экологии ОБОУ СПО
«Железногорский ПК».
Рецензент: Толкачева Галина Ивановна – заместитель директора по науке и
методической работе ОБОУ СПО «Железногорский ПК»
Печатается по решению научно-методического
совета колледжа
1. Общие положения
Практические и лабораторные занятия должны проводиться в учебных
кабинетах. Продолжительность занятия не менее двух академических часов.
Необходимыми структурными элементами практического и лабораторного
занятия, помимо самостоятельной деятельности студентов, являются инструктаж,
проводимый преподавателем, а также анализ и оценка выполненных работ и степени
овладения студентами, запланированными умениями.
Выполнению лабораторных работ и практических занятий, предшествует проверка
знаний студентов — их теоретической готовности к выполнению задания.
Целью практических занятий является приобретение начальных практических навыков,
при которых студент:
— получает способность владеть культурой речи, это приобретается при попытках
выполнить практическое задание и при обсуждении с преподавателем отчёта о
выполнении практического задания;
— учится использовать базовые положения при решении профессиональных
задач, это приобретается при поиске и привлечении необходимого теоретического
материала при решении поставленных в практическом задании задач;
— получает способность использовать профессионально-ориентированную риторику,
это приобретается при формировании в письменной форме всех высказываний,
необходимых для пояснения своих действий;
— учится владеть навыками самостоятельной работы, это приобретается непосредственно
в процессе подбора на основе анализа поставленной в практической работе задачи
необходимого теоретического материала для решения этой задачи;
— учится владеть основными методами, средствами и способами получения,
хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером, это
приобретается при выполнении отчёта о решении поставленной задачи.
Практические и лабораторные работы выполняются студентами по выданному
преподавателем заданию.
Задания первого уровня трудоёмкости (сложности) содержат практические
вопросы, решение которых возможно только при усвоении теоретического материала.
Задания второго уровня трудоёмкости (сложности), для решения которых
необходимо обладать теоретическими знаниями пройденных тем.
Результатом выполнения задания является отчёт, представляемый студентом в
специальной тетради для практических и лабораторных работ, который должен
удовлетворять общепринятым требованиям.
Практические и лабораторные занятия способствуют более глубокому
пониманию теоретического материала учебного курса, а также развитию,
формированию и становлению различных уровней составляющих профессиональной
компетентности студентов.
Практические и лабораторные работы проводятся по
биологии согласно календарно-тематическому планированию, в соответствии с
требованиями учебной программы по биологии. Практические и лабораторные
работы проводятся как индивидуально, так и для пары или группы студентов.
Рекомендации
к оформлению отчета по выполнению лабораторных и практических работ по
биологии.
1.
Отчет проверяется преподавателем после каждой проведенной работы, оценки
выставляются каждому студенту, с занесением оценок в журнал.
2. От
предыдущей работы отступают 3-4 клетки и записывают дату проведения. Посередине
следующей строки записывают номер лабораторной работы. Далее, каждый раз с
новой строки записывают тему, цель и оборудование. После строки «ход работы» коротко
поэтапно описывается выполнение работы.
3. Если
в ходе работы задается вопрос, то записывается ответ, если требуется оформить
рисунок, заполнить таблицу, то соответственно выполняется рисунок или
заполняется таблица.
4. Рисунки
должны иметь размер не меньше, чем 6х6 см. не обязательно рисовать все, что
видно в микроскоп, достаточно зарисовать небольшой фрагмент. Все рисунки должны
иметь обозначения составных частей.
5. Рисунки
должны располагаться на левой стороне тетрадного листа, подписи к рисункам
– внизу.
6. Таблицы
заполняются четко и аккуратно. Таблица должна занимать всю ширину тетрадной
страницы.
7. Схемы
должны быть крупными и четкими, выполненными простым карандашом (допускается
использование цветных карандашей), содержать только главные, наиболее
характерные особенности, детали.
8. Ответы
на вопросы должны быть аргументированы; ответы типа «да» или «нет» не
принимаются.
9. В
конце каждой лабораторной работы обязательно записывается вывод по итогам
выполненной работы (вывод формулируется исходя из цели работы).
Практическая работа №1
Тема: «Решение задач по темам: «Нуклеиновые кислоты» и «Генетический
код»».
Цель: Создать
условия для формирования умений решать задачи по молекулярной генетике.
Оборудование: методические
рекомендации для решения задач, таблица «Генетический код», комплект задач для
самостоятельного решения.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.
Решение биологических задач по этой
теме помогает лучше понять процессы матричного синтеза, происходящие в клетке:
репликацию, транскрипцию и трансляцию.
1. Повторите процессы
матричного синтеза, происходящие в клетке.
Ген – это участок ДНК, кодирующий
определенный белок. Малейшее изменение структуры ДНК ведет к изменениям белка,
что в свою очередь изменяет цепь биохимических реакций с его участием,
определяющих тот или иной признак или серию признаков.
Первичная структура белка, т.е.
последовательность аминокислотных остатков, зашифрована в ДНК в виде
последовательности азотистых оснований аденина (А), тимина (Т), гуанина (Г) и
цитозина (Ц). Каждая аминокислота кодируется одной или несколькими
последовательностями из трех нуклеотидов – триплетами. Синтезу белка
предшествует перенос его кода с ДНК на информационную РНК (и-РНК) – транскрипция.
При транскрипции выполняется принцип дополнения, или комплементарности: А, Т, Г
и Ц в ДНК соответствуют У (урацил), А, Ц и Г в и- РНК. Непосредственно
синтез белка, или трансляция, происходит на рибосоме: аминокислоты,
подносимые к рибосоме своими транспортными РНК (тРНК), соединяются в
полипептидную цепь белка соответственно триплетам оснований и- РНК.
Однозначная связь
между последовательностями нуклеотидов в ДНК и аминокислот в полипептидной цепи
белка позволяет по одной из них определить другую. Зная изменения в ДНК, можно
сказать, как изменится первичная структура белка.
2.
Повторите алгоритмы решения задач по темам «Нуклеиновые
кислоты» и «Генетический код».
Задача
1. Фрагмент молекулы ДНК состоит из нуклеотидов,
расположенных в следующей последовательности: ТАААТГГЦААЦЦ. Определите
состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в
этом участке гена.
Решение
1. Выписываем, нуклеотиды ДНК и,
разбивая их на триплеты, получаем кодоны цепи молекулы ДНК:
ТАА–АТГ–ГЦА–АЦЦ.
2. Составляем триплеты и- РНК,
комплементарные кодонам ДНК, и записываем их строчкой ниже:
ДНК: ТАА–АТГ–ГЦА–АЦЦ
иРНК: АУУ–УАЦ–ЦГУ–УТТ.
По таблице кодонов определяем, какая аминокислота закодирована каждым триплетом
и-РНК: Иле–Тир–Арг–Трп.
Задача 2.
Фрагмент молекулы содержит аминокислоты: аспарагиновая
кислота–аланин–метионин–валин. Определите: а) какова структура участка молекулы
ДНК, кодирующего эту последовательность аминокислот; б) количество (в %)
различных видов нуклеотидов в этом участке гена (в двух цепях); в) длину этого
участка гена.
Решение
а) По таблице кодонов находим
триплеты и-РНК, кодирующие каждую из указанных аминокислот.
Белок:
Асп–Ала–Мет–Вал
иРНК: ГАЦ–ГЦА–АУГ–ГУУ
Если аминокислоте соответствуют
несколькими кодонов, то можно выбрать любой из них.
Определяем строение той цепочки ДНК, которая кодировала строение и-РНК. Для
этого под каждым кодоном молекулы иРНК записываем комплементарный ему кодон
молекулы ДНК.
1-я цепь ДНК: ЦТГ–ЦГТ–ТАЦ–ЦАА.
б) Чтобы определить количество (%)
нуклеотидов в этом гене, необходимо, используя принцип комплементарности (А–Т,
Г–Ц), достроить вторую цепь ДНК:
2-я цепь ДНК: ГАЦ–ГЦА–АТГ–ГТТ
Находим количество нуклеотидов (нтд): в двух цепях – 24 нтд, из них
А = 6. Составляем пропорцию:
24 нтд – 100%
6 нтд – %
х = (6×100) : 24 = 25%
По правилу Чаргаффа
количество аденина в молекуле ДНК равно количеству тимина, а количество гуанина
равно количеству цитозина. Поэтому:
Т = А = 25%
Т + А = 50%, следовательно,
Ц + Г = 100% – 50% = 50%.
Ц = Г = 25%.
в) Молекула ДНК всегда
двухцепочечная, ее длина равна длине одной цепи. Длина каждого нуклеотида
составляет 0,34 нм, следовательно:
12 нтд x 0,34 = 4,08 нм.
Задача 3. Фрагмент молекулы ДНК
содержит 1590 нуклеотидных остатков. Сколько аминокислот будет входить в состав
белка, который кодируется этим геном.
Решение:
Каждая аминокислота кодируется 3
нуклеотидными остатками ДНК. 1590 : 3 = 530.
В состав белка будет входить 530
аминокислотных остатков.
Задача 4. В молекуле ДНК
содержится 11% тимина. Определите, сколько (в %) в этой молекуле
содержится других нуклеотидов.
Решение:
По правилу комплементарности А = Т а Ц =Г
следовательно А =11%, а Ц = 39%, Г = 39%
Задача 5. В клетке животного
диплоидный набор хромосом равен 8. Определите
количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого и второго
деления мейоза.
Решение:
2n = 8. Генетический набор:
1.
— перед митозом 16 молекул ДНК;
2.
после митоза 8 молекулы
ДНК;
3.
после первого деления
мейоза 8 молекул ДНК;
4.
после второго деления
мейоза 4 молекулы ДНК.
ХОД РАБОТЫ:
1. Найдите ошибки в приведенном
тексте:
А. Генетическая
информация заключена в последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых
кислот.
Б. Генетическая
информация передается от иРНК к ДНК.
В. Генетический код
записан на «языке ДНК».
Г. Кодон состоит из
четырех нуклеотидов.
Д. Многие аминокислоты
шифруются более чем одним кодоном.
Е. Каждый кодон шифрует
только одну аминокислоту.
Ж. У каждого живого
организма свой генетический код.
2. Решите задачи
1.
Белок состоит из 150 аминокислотных остатков. Сколько нуклеотидов в участке
гена, в котором закодирована первичная структура этого белка?
2. В молекуле ДНК содержится 26 % цитозина. Определите, сколько
(в %) в этой
молекуле содержится других нуклеотидов?
3. Фрагмент одной из цепей ДНК
имеет следующее строение: ААГЦГТГЦТЦАГ. Постройте на ней и-РНК
и определите последовательность аминокислот
4. В клетке животного диплоидный
набор хромосом равен 16 . Определите
количество молекул ДНК перед митозом, после митоза, после первого
и второго деления мейоза.
5. Постройте вторую цепочку ДНК,
комплементарную данной: АТТ ГЦЦ ГЦЦ ААТ ТАТ.
6. Какую длину имеет ген, кодирующий инсулин, если известно, что
молекула инсулина состоит из 51 аминокислотного остатка, а расстояние между
нуклеотидами составляет 0,34 нм?
3.
Используя таблицу «Генетический код» решите задачи
Первое основание |
Второе основание |
Третье основание |
|||
У |
Ц |
А |
Г |
||
У |
Фен |
Сер |
Тир |
Цис |
У |
Фен |
Сер |
Тир |
Цис |
Ц |
|
Лей |
Сер |
— |
— |
А |
|
Лей |
Сер |
— |
Три |
Г |
|
Ц |
Лей |
Про |
Гис |
Арг |
У |
Лей |
Про |
Гис |
Арг |
Ц |
|
Лей |
Про |
Глн |
Арг |
А |
|
Лей |
Про |
Глн |
Арг |
Г |
|
А |
Иле |
Тре |
Асн |
Сер |
У |
Иле |
Тре |
Асн |
Сер |
Ц |
|
Иле |
Тре |
Лиз |
Арг |
А |
|
Мет |
Тре |
Лиз |
Арг |
Г |
|
Г |
Вал |
Ала |
Асп |
Гли |
У |
Вал |
Ала |
Асп |
Гли |
Ц |
|
Вал |
Ала |
Глу |
Гли |
А |
|
Вал |
Ала |
Глу |
Гли |
Г |
1.
Фрагмент молекулы ДНК состоит из нуклеотидов,
расположенных в следующей последовательности: ГТА ЦТА ГЦА АТЦ. Определите
состав и последовательность аминокислот в полипептидной цепи, закодированной в
этом участке гена.
2.
Фрагмент молекулы содержит аминокислоты: Валин –аланин–лейцин –серин. Определите:
а) какова структура участка молекулы ДНК, кодирующего эту последовательность
аминокислот; б) количество (в %) различных видов нуклеотидов в этом участке
гена (в двух цепях); в) длину этого участка гена.
3. Участок полипептидной цепочки состоит из следующих
аминокислот: фенилаланин – лизин – валин – лейцин – аргинин — пролин.
Напишите последовательность нуклеотидов участка молекулы ДНК, хранящего
информацию об этой полипептидной цепочке.
Лабораторная работа №1
Тема: «Изучение строения
растительной и животной клеток под микроскопом»
Цель:
создать условия для ознакомления с
особенностями строения клеток растений и животных организмов, показать
принципиальное единство их строения.
Оборудование: микроскоп, кожица чешуи луковицы, эпителиальные
клетки из полости рта человека, чайная ложечка, покровное и предметное стекла,
синие чернила, йод, тетрадь, ручка, простой карандаш, линейка
Ход
работы:
1. Отделите от чешуи луковицы кусочек покрывающей её кожицы и
поместите его на предметное стекло.
2. Нанесите капельку слабого водного раствора йода на препарат.
Накройте препарат покровным стеклом.
3. Снимите чайной ложечкой немного слизи с внутренней стороны
щеки.
4. Поместите слизь на предметное стекло и подкрасьте разбавленными
в воде синими чернилами. Накройте препарат покровным стеклом.
5. Рассмотрите оба препарата под микроскопом.
6. Результаты сравнения занесите в таблицу 1 и 2.
Таблица №1 «Сходства и отличия
растительной и животной клетки».
Особенности строения клетки |
Растительная клетка |
Животная клетка |
Черты сходства |
||
Черты отличия |
Таблица №2 «Сравнительная
характеристика растительной и животной клетки».
Клетки |
Цитоплазма |
Ядра |
Плотная клеточная стенка |
Пластиды |
Растительная клетка |
||||
Животная клетка |
7. Нарисуйте строение растительной и животной клетки под
микроскопом
8. Сделайте вывод о проделанной работе.
Практическая работа №2
Тема: «Сравнение процессов митоза и мейоза».
Цель: Обобщить знания о делении клеток. Выяснить черты сходства и
различия в процессах митоза и мейоза.
Оборудование: карандаш, линейка, комплект инструктивных
карточек.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
1.
На основании
таблицы ответить на вопросы
— что такое митоз;
— как изменяется формула ядра в клетке при митозе;
— как из одной диплоидной клетки образуются две диплоидные клетки;
— каково биологическое значение митоза.
Фаза митоза, набор хромосом (n-хромосомы,с — ДНК) |
Рисунок |
Характеристика фазы, расположение хромосом |
Профаза 2n4c |
|
Демонтаж ядерных |
Метафаза 2n4c |
|
Выстраивание |
Анафаза 4n4c |
|
Деление |
Телофаза 2n2c |
|
Деконденсация |
2.
На основании
таблицы ответить на вопросы:
— что
такое мейоз;
— как изменяется формула ядра в клетке при мейозе;
— как одной материнской клетки образуется
четыре гаплоидные дочерние клетки;
— каково биологическое значение мейоза
Фаза мейоза, набор хромосом (n — хромосомы, |
Рисунок |
Характеристика фазы, расположение хромосом |
Профаза 1 |
|
Демонтаж ядерных |
Метафаза 1 |
|
Выстраивание |
Анафаза 1 |
|
Случайное |
Телофаза 1 |
|
Образование ядерных |
Профаза 2 |
|
Демонтаж ядерных |
Метафаза 2 |
|
Выстраивание |
Анафаза 2 |
|
Деление |
Телофаза 2 Всего |
|
Деконденсация |
Ход работы:
1. Выясните черты сходства между митозом и мейозом и результаты
занесите в таблицу.
Сравнение |
Митоз |
Мейоз |
Сходства |
||
2. Выясните черты различий между митозом и мейозом (с
небольшими уточнениями по фазам деления) и результаты занесите в таблицу.
Сравнение |
Митоз |
Мейоз |
Различия |
||
3. Заполните таблицу
«Сравнительная характеристика митоза и мейоза».
Сравнительная характеристика митоза и мейоза
Фазы клеточного цикла, ее итог |
Митоз |
Мейоз |
|
I деление |
II деление |
||
Интерфаза : синтез ДНК ,РНК , АТФ, белков , |
|||
Профаза: а) спирализация б) разрушение в) разрушение г) формирование |
|||
Метафаза: а) формирование б) прикрепление в) к концу метафазы |
|||
Анафаза: а) завершение б) расхождение |
|||
Телофаза – формирование дочерних клеток: а) разрушение б) разделение в) деспирализация |
Практическая работа № 3
Тема: «Выявление признаков сходства зародышей человека и других
позвоночных как доказательство их эволюционного родства».
Цель: сформировать умения выявлять черты сходства и
отличия зародышей, позвоночных на разных стадиях развития
Оборудование: коллекция « Зародыши позвоночных»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.
1. Прочитайте
биологическую информацию.
Русский ученый Карл Бэр
(1792-1876) обнаружил поразительное сходство зародышей различных позвоночных.
Он писал: ««Зародыши млекопитающих, птиц, ящериц и змей, в высшей степени
сходны между собой на самых ранних стадиях, как в целом, так и по способу
развития отдельных частей. У меня в спирту сохраняются два маленьких зародыша,
которые я забыл пометить, и теперь я совершенно не в состоянии сказать, к
какому классу они принадлежат. Может быть, это ящерицы, может быть — маленькие
птицы, а может быть — и очень маленькие млекопитающие, до того велико сходство
в устройстве головы и туловища у этих животных. Конечностей, впрочем, у этих
зародышей еще нет. Но если бы даже они и были на самых ранних стадиях своего
развития, то и тогда мы ничего не узнали бы, потому что ноги ящериц и
млекопитающих, крылья и ноги птиц, а также руки и ноги человека развиваются из
одной и той же основной формы».
На более поздних
стадиях развития различия между эмбрионами увеличиваются, появляются признаки
класса, отряда, семейства. Ч.Дарвин рассматривал сходство ранних стадий
онтогенеза у разных представителей крупных таксонов как указание на их
эволюционное происхождение от общих предков.
Современные открытия в
области генетики развития подтвердили дарвиновскую гипотезу. Было показано,
например, что важнейшие процессы раннего онтогенеза у всех позвоночных
совершаются по одним и тем же рецептам: они контролируются одними и теми же
генами. Более того, многие из этих генов-регуляторов обнаружены и у
беспозвоночных (червей, моллюсков и членистоногих).
Карл Бэр
выпустил в печать первый том Истории развития животных. Здесь учёный
сформулировал законы зародышевого сходства:
— наиболее общие признаки любой крупной группы животных
появляются у зародыша раньше, чем менее общие признаки;
— после формирования самых общих признаков появляются менее
общие и так до появления особых признаков, свойственных данной группе;
— зародыш любого вида животных по мере развития становится
все менее похожим на зародышей других видов и не проходит через поздние стадии
их развития;
— зародыш высокоорганизованного вида может обладать
сходством с зародышем более примитивного вида, но никогда не бывает, похож на
взрослую форму этого вида.
Ход работы.
1. На основе прочитанного материала проанализируйте
рис.1
Рис.1. Эмбрионы позвоночных животных
на разных стадиях развития.
2. Результаты анализа черт сходства и
отличия зародышей позвоночных занесите в таблицу №1.
Таблица №1. Черты сходства и отличия зародышей,
позвоночных на разных стадиях развития
Кому |
П Р И З Н А К И |
|||
Наличие |
Носовой |
Передние |
Воздушный |
|
Первая стадия |
||||
рыба |
||||
ящерица |
||||
кролик |
||||
человек |
||||
Вторая стадия |
||||
рыба |
||||
ящерица |
||||
кролик |
||||
человек |
||||
Третья стадия |
||||
рыба |
||||
ящерица |
||||
кролик |
||||
человек |
||||
Четвертая стадия |
||||
рыба |
||||
ящерица |
||||
кролик |
||||
человек |
3. Сделайте вывод о чертах сходства и
отличия зародышей, позвоночных на разных стадиях развития.
Практическая работа № 4
Тема: «Решение генетических задач».
Цель: Научиться составлять
простейшие схемы моно- и дигибридного скрещивания на основе предложенных
данных. На конкретных примерах показать, как наследуются признаки, каковы
условия их проявления, что необходимо знать и каких правил придерживаться при
получении новых сортов культурных растений и пород домашних животных.
Оборудование: учебник, тетрадь, ручка, инструктивные
карточки-задания.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.
Определите,
к какому разделу относится задача: моно-, ди- или
полигибридное скрещивание; наследование, сцепленное с полом, или наследование
признаков при взаимодействии генов.
1.
Вспомните условные
обозначения, принятые при решении генетических задач
символ ♀ — женская
особь
символ ♂ — мужская
особь
х — скрещивание
А, В, С — гены, отвечающие
за доминантный признак
а, b, c — ген, отвечающий
за рецессивный признак
Р — родительское поколение
F1 —
первое поколение потомков
F2 —
второе поколение потомков
G – гаметы
Генотип F1 – генотип первого поколения потомков
ХХ – половые хромосомы
женской особи
ХY — половые хромосомы
мужской особи
ХА –
доминантный ген, локализованный в Х хромосоме
Xa
– рецессивный ген, локализованный в Х хромосоме
Ph – фенотип
Фенотип F1 – фенотип первого поколения потомков
2. Изучите алгоритм решения генетических задач
1.Внимательно
прочтите условие задачи.
2. Сделайте
краткую запись условия задачи (что дано по условиям задачи).
3. Запишите
генотипы и фенотипы скрещиваемых особей.
4. Определите и
запишите типы гамет, которые образуют скрещиваемые особи.
5. Определите и
запишите генотипы и фенотипы полученного от скрещивания потомства.
6.
Проанализируйте результаты скрещивания. Для этого определите количество классов
потомства по фенотипу и генотипу и запишите их в виде числового соотношения.
7. Запишите ответ
на вопрос задачи.
Ход работы:
1. Вспомнить
основные законы наследования признаков.
2. Коллективный
разбор задач.
Задача 1. 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,
гомозиготная 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%.
Задача 2. В родильном доме перепутали двух
детей. Первая пара родителей имеет I и II группы крови, вторая пара – II и IV.
Один ребенок имеет II группу, а второй – I группу. Определить родителей обоих
детей.
Решение
Первая пара родителей
У одного родителя – I группа крови – генотип j0j0. У второго родителя
– II группа крови. Ей может соответствовать генотип JAJA или JAj0. Поэтому
возможны два варианта потомства:
Р |
♀JAj0 |
× |
♂j0j0 |
или |
♀JAJA |
× |
♂j0j0 |
гаметы |
|
|
|
|
|||
F1 |
JAj0 |
j0j0 |
JAj0 |
Первая пара может быть
родителями и первого, и второго ребенка.
Вторая пара родителей
У одного родителя II группа (JAJA или JAj0). У второго – IV
группа (JAJB). При этом также
возможны два варианта потомства:
Р |
♀JAJA |
× |
♂JAJB |
или |
♀JAj0 |
× |
♂JAJB |
гаметы |
|
|
|
|
|||
F1 |
JAJA |
JAJB |
JAJA JAJB |
JAj0 JBj0 |
Вторая пара не может
являться родителями второго ребенка (с I группой крови).
Ответ: Первая пара – родители второго
ребенка. Вторая пара – родители первого ребенка.
3. Самостоятельное
решение задач на моногибридное и дигибридное скрещивание, подробно описывая ход
решения и сформулировать полный ответ.
Задача 1. Зелёная окраска плода
доминирует над жёлтой окраской. Зеленые арбузы скрестили с желтыми. Гибриды F1
скрестили между собой. В результате получили 388 гибридов F2.
А) Сколько типов гамет образуется у
растений зеленого сорта?
Б) Сколько разных фенотипов среди растений F2?
В) Сколько в F2 получится зеленых арбузов?
Г) Сколько в F2 получится гетерозиготных растений?
Д) Сколько разных генотипов среди F2?
Задача 2. Голубоглазый
мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у
отца которой глаза были голубые, а у матери – карие. Какое потомство можно
ожидать от этого брака, если известно, что ген карих глаз доминирует над геном
голубых?
Задача 3. 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 4. У кроликов черная окраска
меха доминирует над белой. Рецессивным признаком является гладкий мех. Какое
потомство будет получено при скрещивании черного мохнатого кролика,
гетерозиготного по обоим признакам, с черной гладкой крольчихой, гетерозиготной
по первому признаку.
Задача 5. У матери I группа крови, у отца IV. Могут ли дети унаследовать группу
крови одного из своих родителей?
Задача 6. Носительница гемофилии вышла замуж
за здорового мужчину. Какие могут родиться дети?
Задача 7. Отец и сын дальтоники, а
мать различает цвета нормально. От кого сын унаследовал ген дальтонизма: если
известно, что последний является рецессивным и локализован в Х-хромосоме?
Практическая работа № 5
Тема: «Составление схем родословных».
Цель: Создать условия для формирования умений составлять и анализировать
родословные по заданным данным.
Оборудование: инструктивные карточки — задания
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.
1. Для построения родословной необходимо
познакомиться с терминами и символами:
Пробанд – обладатель наследственного признака, человек, в
отношении которого составляется родословная.
Сибсы – братья и сёстры, потомки одних родителей.
Инбридинг – близкородственное скрещивание.
— мужчина —
женщина — пол не выяснен
— носитель данного
признака
— гетерозиготный носитель рецессивного гена, рано умер
—
брак — брак без детей
—
родители
— дети и
порядок
их
рождения
— внебрачный сын
— однояйцевые
близнецы
2. Познакомьтесь с правилами составления
родословных.
1.Родословную изображают так, чтобы каждое поколение
находилось на своей горизонтали. Поколения нумеруются римскими цифрами, а члены
родословной – арабскими.
2.Составление родословной начинают с пробанда. Расположите
символ пробанда (в зависимости от пола – квадратик или кружок, обозначенный
стрелочкой) так, чтобы от него можно было рисовать родословную как вниз, так и
вверх.
3.Сначала рядом с пробандом разместите символы его родных
братьев и сестер в порядке рождения (слева направо), соединив их графическим
коромыслом.
4.Выше линии
пробанда укажите родителей, соединив, их друг с другом линией брака.
5.На линии родителей изобразите символы ближайших
родственников и их супругов, соединив их степени родства.
6.На линии пробанда укажите его двоюродных и т. д. братьев и
сестер, соединив их соответствующим образом с линией родителей.
7. Выше линии
родителей укажите линию бабушек и дедушек.
8.Если у пробанда есть дети или племенники, расположите их на
линии ниже линии пробанда.
9. После изображения родословной (или одновременно с ним)
соответствующим образом покажите обладателей или гетерозиготных носителей
признака (чаще всего гетерозиготные носители признака определяются уже после
составления и анализа родословной).
10.Укажите
(если это возможно) генотипы всех членов родословной.
11.
Если в семье несколько наследственных заболеваний, не связанных между собой,
составляйте родословную для каждой болезни по отдельности.
3.
Изучите образец выполнения задания.
Анализ родословной
·
В
родословной прослеживается аутосомно-доминантный тип наследования, т.к.
анализируемый признак проявился в каждом поколении.
·
Наблюдаемое
в F3 расщепление в соотношении близком к 1:1 указывает на гетерозиготность отца
по анализируемому признаку.
·
Дети
F3 с карими глазами, также являются гетерозиготами и в их потомстве также
возможно расщепление.
ХОД РАБОТЫ
1. Дать
анализ родословных по схемам №2, №3 и №4
2.Используя
термины и символику построить родословные.
Две шестипалые сестры Маргарет и Мэри вышли замуж за
нормальных мужчин. В семье Маргарет было пятеро детей: Джеймс, Сусанна и Дэвид
были шестипалыми, Элла и Ричард – пятипалыми.
В семье Мэри была единственная пятипалая дочь Джейн.
От первого брака Джеймса с нормальной женщиной родилась
шестипалая дочь Бетси, от второго брака также с нормальной женщиной у него было
шесть детей: одна дочь и два сына – нормальные пятипалые, две дочери и один сын
– шестипалые.
Элла вышла замуж за нормального мужчину. У них — шестеро
пятипалых детей.
Дэвид женился на нормальной женщине. Их единственный сын
Чарльз – шестипалый.
Ричард женился на своей двоюродной сестре Джейн. Пятеро их
детей были пятипалыми.
Составьте родословную этой семьи и определите вероятность
рождения шестипалых детей в случаях:
А) брака нормальной дочери Джеймса с одним из сыновей
Ричарда;
Б) брака Бэтси с сыном Дэвида.
Лабораторная работа № 2
Тема:
«Построение вариационного ряда и вариационной кривой модификационной
изменчивости».
Цель:
углубить знания о норме реакции как пределе приспособительных
реакций организмов; сформировать знания о закономерности модификационной
изменчивости на примере использования математических методов в биологии;
выработать умение экспериментально получать вариационный ряд и строить кривую
нормы реакции.
Оборудование: наборы биологических объектов: листья
лаврового листа, дуба, вишни (или любые другие), линейка, простой карандаш.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
1. Дайте
определение терминам – изменчивость, модификационная изменчивость, фенотип,
генотип, норма реакции, вариационный ряд.
2. Вспомните, какие
признаки фенотипа имею узкую, а какие – широкую норму реакции? Чем обусловлена
широта нормы реакции, и от каких факторов она может зависеть?
Ход работы:
1.
Расположите листья (или другие объекты) в порядке нарастания их длины, измерьте
длину листовой пластинки;
2. Данные
внесите в таблицу:
Лист |
Длина (см) |
Лист |
Длина (см) |
Лист |
Длина (см) |
Лист |
Длина (см) |
Лист |
Длина (см) |
1 |
11 |
21 |
31 |
41 |
|||||
2 |
12 |
22 |
32 |
42 |
|||||
3 |
13 |
23 |
33 |
43 |
|||||
4 |
14 |
24 |
34 |
44 |
|||||
5 |
15 |
25 |
35 |
45 |
|||||
6 |
16 |
26 |
36 |
46 |
|||||
7 |
17 |
27 |
37 |
47 |
|||||
8 |
18 |
28 |
38 |
48 |
|||||
9 |
19 |
29 |
38 |
49 |
|||||
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
3. Подсчитайте число объектов, имеющих
одинаковую длину (рост), внесите данные в таблицу:
Варианта V |
Частота встречающихся вариант Р |
4. Постройте график
вариационной кривой, которая представляет собой графическое выражение
изменчивости признака; На оси абсцисс откладываем значения отдельных величин – длину листовой
пластинки, а по оси ординат – значение, соответствующие частоте встречаемости
данной длинны листовой пластинки.
5. Определите среднюю величину
указанного признака – длину листовой пластинки, используя для этой цели
формулу:
M = Е (V Р) / N где,
Где N – общее число вариант вариационного ряда;
V – варианта;
P – частота встречаемости вариант;
E – знак суммирования;
M – средняя величина признака.
6. Ответьте на вопросы:
1. Как называется
полученная вами линия?
2. С какой длиной листовой пластинки наиболее часто встречается лавровый лист?
7. Сформулируйте выводы:
1. Длина вариационного
ряда свидетельствует о …
2. Графическим выражением модификационной изменчивости признака является…
3. Пределы вариационной изменчивости признака ограничены…
Лабораторная работа №3
Тема: «Описание особей одного вида по морфологическому
критерию ».
Цель: обеспечить
усвоение понятия морфологического критерия вида, закрепить умение составлять
описательную характеристику растений, доказать, что для выделения одного
вида от другого необходимо несколько критериев.
Оборудование: живые растения или гербарные материалы растений
разных видов, иллюстрации животных и птиц разных видов.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ
1.
Вспомните понятие — критерии вида и особенности морфологического критерия.
Критерии вида –
это эволюционно устойчивые таксономические (диагностические) признаки, которые
характерны для одного вида, но отсутствуют у других видов. Комплекс признаков,
по которому можно надежно отличить один вид от других видов, называется видовым
радикалом (Н.И. Вавилов).
Критерии
вида делят на основные (которые используются практически для всех видов) и
дополнительные (которые трудно использовать для всех видов).
Морфологический
критерий базируется на том, что все особи одного вида характеризуются
рядом общих морфологических наследственных признаков, т.е. особи одного вида
имеют сходное внешнее и внутреннее строение.
Этот довольно простой и
удобный критерий использовался систематиками раньше других и в свое время был
основным. Однако данный критерий весьма относителен. Это необходимый, но не
достаточный критерий для различения видов, которые имеют значительное сходство
в строении, но при этом не скрещиваются между собой. Это — виды-двойники,
например «крыса черная», имеющая в кариотипах по 38 и 42 хромосомы.
Установлено также, что под названием «малярийный комар» существует до
15 внешне неразличимых видов, ранее считавшихся одним видом. Около 5% всех
видов насекомых, птиц, рыб, земноводных, червей составляют виды-двойники.
2. Изучите характеристики
клевера лугового и клевера ползучего.
Класс Двудольные,
семейство Бобовые Род Клевер . Клевер луговой — Trifolium pratense L.
Двулетнее или многолетнее
растение высотой 15-55 см с разветвленным корневищем и ветвистыми побегами.
Стебель прямостоячий или восходящий, опушенный прижатыми волосками. Листья
тройчатые с широкими прилистниками, суженными в ость, наполовину сросшимися с
черешком, листочки эллиптические, почти цельнокрайние, обычно с белым рисунком
в виде треугольника. Цветки собраны в шаровидные головки. Венчик мотыльковый,
лилово-красный (реже бледно-лиловый или белый), чашечка с 10 жилками,
опушенная. Цветет с конца мая до осени.
Плод — боб. Растет на лугах, опушках, полянах. Тепло- и светолюбивое растение,
нетребовательное к почвам. Распространен в Европе в областях с умеренно влажным
климатом.
В средней полосе обычны также два схожих вида — клевер средний, отличающийся
голой чашечкой и более узкими листочками без белого рисунка, и клевер
альпийский, у которого чашечка с 20 жилками, головки более яркие и листочки
также более узкие без рисунка.
Клевер ползучий — многолетнее бобовое
растение. Главный стебель укороченный, длиной 1—4 см. Вместе с другими стелющимися
и разветвляющимися боковыми стеблями он образует широкий низкий куст. Боковые
стебли достигают 30—60 см длины; при соприкосновении с почвой в узлах
укореняются, развивая розетки листьев, а иногда и генеративные побеги.
Листья тройчатые, на длинных (до 20
см) восходящих черешках, образующих со стелющимися стеблями прямой угол.
Листочки мелкие (у некоторых сортов крупные), обратнояйцевидные, по краям
мелкозубчатые, ярко-зеленые, чаще всего со светлыми пятнами на верхней стороне
и с неопушенной блестящей нижней стороной. Прилистники крупные, заостренные. Соцветие
— шаровидная головка с длинным (15—20 см) цветоносом, в которой содержится
30—80 и более белых, иногда розоватых, цветков.
Плод — удлиненный, двух-четырех
семенной бобик. Семена, как и у клевера гибридного. Мелкие, сердцевидной формы,
желтоватые, желтые, оранжевые, коричнево-желтые. Длина семян — 1—1,5 мм, ширина
— 0,9—1,3 мм, толщина — 0,5—0,9 мм. Масса 1000 семян — 0,69
г.
Главный корень у клевера ползучего
сильно разветвленный и довольно мощный, однако, менее развитый, чем у клевера
лугового и гибридного. Основная масса корней находится в пахотном слое. В южных
районах страны выращивается еще одна форма клевера ползучего — лоди.
Этот клевер по морфологическим признакам не отличается от клевера ползучего, но
имеет более крупные вегетативные органы. Черешки его достигают 50—60 см длины,
поэтому он пригоден для сенокосного использования. После скашивания хорошо
отрастает. Однако лодийский клевер отличается более низкой зимостойкостью и недостаточным
долголетием.
3. Познакомьтесь с характеристикой семейства медвежьи.
СЕМЕЙСТВО МЕДВЕЖЬИ.
В семействе медведей насчитывается семь отдельных видов, которые обитают в
разных регионах планеты и отличаются рядом особенностей. При значительной разнице
в габаритах все медведи — мощные коренастые звери с короткими крепкими ногами и
маленьким хвостом. Широкие плоские лапы снабжены пятью длинными и острыми, как
бритвы когтями, которые не втягиваются в подушечки, как у кошек. Все тело зверя
покрыто густым мехом разной окраски и длины. Глаза и круглые уши сравнительно
невелики для массивной головы. Нос влажный и блестящий, как у собаки. У
большинства современных видов диплоидное число хромосом 74; у очкового медведя
их 52, а у гигантской панды -42.
Хотя медведей относят к хищникам, на самом деле в их рационе гораздо меньше
мяса, чем у других животных этого отряда, и большую часть «меню»
составляет растительная пища. Исключение составляет белый медведь. Снежные
просторы Заполярья не радуют обилием растительной пищи, и он стал искусным
охотником, особенно на тюленей. Прочие медведи питаются плодами, ягодами,
клубнями, луковицами, грибами, орехами и желудями, время, от времени сдабривая
все это такими деликатесами, как насекомые, мед и личинки диких пчел. Вполне
сгодится в пищу мелкое млекопитающее или рептилия, но при случае несдобровать и
овце, дикому кабану или отбившемуся от стада лосю.
Осенью
медведи, обитающие в холодных регионах — за исключением их белого собрата —
усиленно нагуливают жир перед тем, как впасть в зимнюю спячку. С приходом
холодов медведь отыскивает удобное местечко для берлоги, куда натаскивает сухую
траву, листья и мох. Для убежища подойдет пещера или укромная расщелина в
скале, но бывает, что медведь и сам выкапывает берлогу.
Зимний
отдых медведя нельзя назвать настоящей спячкой, ибо температура его тела и
наполнение пульса не падают, хотя сердцебиение замедляется. Зверь на долгие
недели погружается в глубокий сон, но в теплый денек может проснуться и выйти
на поиски съестного. Проспав около шести месяцев, отощавший медведь весной
выбирается на поверхность.
В
октябре – ноябре самки всех медведей приносят чаще всего двоих невероятно
крохотных детенышей. Новорожденные весят не больше 200-700
г, слепы, беззубы и почти безволосы. Остаток зимы они проводят в берлоге с
матерью, питаясь ее жирным молоком и быстро подрастая. Весной они выбираются на
солнышко, неуверенно семеня следом за мамашей.
Медведей
часто называют отшельниками, и взрослые самцы действительно живут особняком,
собираются разве что в месте общей кормежки. Но первые два-три года жизни
медвежата держатся при матери, у которой за это время появляется новое
потомство. Поэтому взрослые самки большую часть жизни проводят вместе со своими
отпрысками.
Белый медведь
На
обширных территориях России, Норвегии, Гренландии, Канады и США раскинулись
ледяные просторы Заполярья. Именно здесь находится суровая родина белых
медведей — крупнейших представителей своего семейства.
Длина
самцов в среднем 2,2 м метров. Медведицы мельче, обычно длиной 1,8
метров. Масса взрослых самцов обычно 360-400
кг, а взрослых медведиц — в среднем 320
кг. Латинское название этого зверя означает «морской медведь»,
и чаще всего его можно встретить там, где скованное льдом море встречается с
сушей. Эти отменные пловцы и ныряльщики чувствуют себя в воде как дома, плавают
со скоростью до 20 км/час и способны находиться под водой до 2 минут. Энергично
плывущих белых медведей видели в 300 с лишним километрах от суши. В воде их
защищает от холода толстый слой подкожного жира и водоотталкивающая
шуба. Даже подошвы лап покрыты шерстью, позволяя медведю уверенно ступать
по скользкому льду. Он путешествует с дрейфующими льдами.
Главной
пищей белым медведям служат тюлени, особенно кольчатые нерпы. Медведь
подкрадывается к тюленьей лежке, подкарауливает добычу у лунки или подплывает
под водой к отдыхающему животному и мощным рывком пробивается сквозь тонкий
лед.
Только
беременные самки устраивают берлогу на зиму, выкапывая глубокую нору в
прибрежных снеговых наносах. Крохотные медвежата появляются на свет в
декабре-январе, но только через три месяца выходят вместе с матерью на
поверхность.
Бурый медведь
Бурый
медведь самый многочисленный вид из всего семейства. Он обитает в Северной
Америке, Канаде, на севере Европы и в России, но местами встречается и южнее —
в Мексике, Испании, Турции, Иране и в Гималаях. Небольшая популяция бурых
медведей живет и в Японии.
Этот
вид насчитывает самое большее число подвидов. Все бурые медведи уютнее всего
чувствуют себя в лесах, выходя из них только в поисках пропитания, причем их
меню разнообразно, как, пожалуй, ни у кого из сородичей. Например, канадские
бурые медведи — прекрасные рыболовы, причем это умение не передается по
наследству, а осваивается каждым медведем заново. Длина
европейского бурого медведя обычно 1,25-2,0
м, масса от 135 до
250кг. Густой медвежий мех
с чуть желтоватым оттенком отлично сливается с заснеженной местностью и состоит
из плотно го подшерстка и длинных остей. Бурый
медведь очень хорошо вооружен. Сильно развитые лапы (особенно передние)
обрамлены длинными серповидными когтями. Мощный удар лапы способен переломить
позвоночник взрослого человека, а вырвать ребра или переломить череп
большому животному для него не составляет никакого труда. Бурый медведь
— любитель ночного времени и сумерек, а потому днем встретить его
трудно, разве только в дождливое время. Для зимовки, чтобы сделать себе
берлогу, медведь уходит глубже в лес. В спячку впадает примерно
с ноября, а если осень выдалась теплой, то в декабре. Спят
медведи всю зиму, а это — около 200 дней. На Кольском
полуострове они спят дольше всего, почти до апреля. Это и понятно,
ведь там очень холодно. А вот на Кавказе бурый медведь бодрствует
весь год.
Ход работы:
1. Рассмотрите
растения двух видов одного рода, охарактеризуйте особенности внешнего строения
основных органов растения (корень, стебель, листья, цветки, плоды, семена).
Дайте морфологическую характеристику изучаемых видов.
2.
Результаты исследований занесите в таблицу:
План |
Клевер |
Клевер |
сходство |
различие |
1. |
||||
2. |
||||
3. |
||||
4. Лист |
||||
5. |
||||
6. Плод |
3. Дайте в виде таблицы сравнительную
характеристику белого и бурого медведей, используя как можно больше критериев
вида
Критерии |
Белый медведь |
Бурый медведь |
4. На
основе анализа своей работы ответьте на вопросы:
– Почему возможны ошибки при установлении
видовой принадлежности только по одному из критериев, например
морфологическому?
– Существуют ли трудности в определении вида растения, найденного в природе?
– Для всех ли видов организмов характерен морфологический критерий? Ответ
обоснуйте.
Практическая
работа № 6
Тема:
«Сравнительная характеристика естественного и искусственного отборов»
Цель: сравнить результаты действия
искусственного и естественного отбора; выявить черты сходства и различия
сортов растений как результат реализации задач, поставленных человеком в
ходе искусственного отбора.
Оборудование: муляжи различных
сортов яблок, груш, иллюстрации различных пород животных, сортов
растений.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО
ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ:
1. Вспомните характеристики
естественного и искусственного отбора.
Естественный отбор – главный, ведущий, направляющий фактор эволюции,
лежащий в основе теории Ч.Дарвина. Все остальные факторы эволюции случайны,
один лишь естественный отбор имеет направление (в сторону приспособления
организмов к условиям среды).
Определение:
избирательное выживание и размножение наиболее приспособленных организмов.
Творческая роль: выбирая полезные
признаки, естественный отбор создает новые виды.
Причина: борьба за существование.
Материал: наследственная изменчивость
Эффективность:
чем больше в популяции различных мутаций (чем выше гетерозиготность популяции),
тем больше эффективность естественного отбора, быстрее идёт эволюция.
Формы:
·
Стабилизирующий – действует в постоянных условиях, отбирает
средние проявления признака, сохраняет признаки вида (кистепёрая рыба
латимерия)
·
Движущий – действует в изменяющихся условиях, отбирает крайние проявления
признака (отклонения), приводит к изменению признаков (берёзовая пяденица)
·
Половой – конкуренция за полового партнера.
Следствия
естественного отбора:
·
Эволюция (изменение, усложнение организмов)
·
Возникновение новых видов (увеличение количества [многообразия]
видов)
Приспособленность
организмов к условиям окружающей среды. Любая приспособленность относительна,
т.е. приспосабливает организм только к одним определенным условиям.
Искусственный
отбор — выбор человеком наиболее ценных в
хозяйственном или декоративном отношении особей животных и растений для
получения от них потомства с желаемыми свойствами. Предшественник и основной
метод современной селекции.
Результатом
искусственного отбора является: многообразие сортов
растений и пород животных.
Формы:
- Бессознательный — при этой форме
отбора сохраняются лучшие экземпляры без постановки определенной цели; - Методический — человек
целенаправленно подходит к созданию новой породы или сорта, ставя перед
собой определенные задачи. Методический отбор — творческий процесс,
дающий более быстрые результаты, чем бессознательный. В основе такого
способа разведения лежит изменчивость
признаков, их наследуемость
и отбор.
Действие
искусственного отбора сводится не только к наследованию изменений, главным
фактором здесь является человек, который и обеспечивает подбор.
2. Познакомьтесь с характеристикой сортов
яблок
Пепин шафранный
Зимний
сорт селекции И. В. Мичурина. Самый распространенный сорт на территории РФ и
стран СНГ. Плоды среднего размера и мелкие,
округло-конической формы, с очень слабой ребристостью, симметричные.
Поверхность гладкая. Основная окраска зеленовато-желтая, покровная – размытый
темно-красный румянец, на котором хорошо заметны более темные полосы и штрихи,
и обилие мелких белых подкожных точек. Плодоножка длинная, тонкая, выходит из
узкой, глубокой воронки со слегка оржавленными стенками. Чашечка маленькая,
закрытая, расположена в мелком блюдце со слабой бугристостью. Подчашечная
трубка маленькая, воронковидная. Камеры закрытые. Осевой полости нет. Мякоть
кремовая, плотная, сочная, винносладкого вкуса с пряным тонким ароматом,
хорошего вкуса.
Антоновка
обыкновенная
Плоды
зимнего созревания. Раннезимний сорт с неустановленной родословной, создан
народной селекцией, получил известность и широкое распространение во второй
половине прошлого столетия и до настоящего времени занимает ведущее положение в
ассортименте яблони центральной России и Белоруссии, районирован также в ряде
областей северной части Украины и в Поволжье. Плоды средней или вышесредней
величины, довольно одномерные, центральные на плодовой сумке – округлой
слабоуплощенной формы, боковые – уплощенно-округлые. Поверхность гладкая.
Окраска при съеме зеленовато-желтая, становится желтой при хранении, без
покровного румянца или с очень слабым размытым румянцем на меньшей части
поверхности. Мякоть желтоватого оттенка, сочная, сладко-кислая с некоторым
избытком кислоты. Зрелые плоды издают сильнейший необыкновенно привлекательный
запах, благодаря чему сорт приобрел исключительную популярность. Обычный срок
съема плодов – середина сентября.
Белый налив
Налив белый — один из
вкуснейших и наиболее распространенных старорусских сортов, который разводят
даже севернее Петербурга.
Плод (яблоко)
красивый, средней величины, иногда довольно большой, причем порой одна его
половина бывает, развита сильнее другой, в области носка слегка ребристый и
нередко пересекается по длине от одного полюса до другого острым швом. Плоды
очень легковесны, более или менее изменчивой формы, но чаще
усеченно-конические. В массе своей эти яблоки однокалиберные, редко червивеют и
поражаются паршой. Блюдце просторное, у основания имеет пять лучевидно
расходящихся мясистых ребрышек; чашечка закрытая. Плодоножка толстая, прямая
или дугообразно изогнутая, длинная, свободно выступающая за пределы просторной
и глубокой воронки, порой выстланной слоем ржавчинки. Кожица очень душистая,
гладкая, тонкая, блестящая, беловато-желтая, покрытая восковым налетом; по
всему полю плода рассеяны серые и зеленые точки; у плодов, достигших состояния
полной зрелости, кожица становится нежно-белой и они порой более или менее
наливаются.
Мякоть душистая, белая,
рыхлая, мелкозернистая, приятного виннокисловатого вкуса. Зернышки
многочисленные, крупные, хорошо развитые, яйцевидной формы. Созревание в пределах с
конца июня или начала июля и до середины этого месяца.
Яблоня дикая (лесная)
Плоды разнообразные по
форме (от шаровидных до округло-яйцевидных) и довольно изменчивых своими
размерами (от 2 до 5 см в диаметре). Окраска их чаще зелено-желтая, нередко
красная или беловато-желтая, часто с размытым розовым румянцем, или
красноватыми дуговидными полосами. Вкус плодов кислый или кисло-сладкий, иногда
с горчинкой. В свежем виде плоды пригодны в пищу лишь после полного дозревания,
которое часто наступает лишь через месяц после сбора. Распространена в Украине,
в Беларуси, в европейской части России, одиночными деревьями. Растет в
широколиственных, смешанных и хвойных лесах. Яблоня служит человеку с глубокой
древности.
Ход работы:
1. Используя источники биологической
информации сравнить искусственный и естественный отборы. Результаты оформить в
таблицы 1 и 2
Таблица 1.Сравнение
искусственного и естественного отбора
Показатели |
Искусственный отбор |
Естественный отбор |
Исходный |
||
Отбирающий |
||
Путь |
||
Путь |
||
Характер |
||
Результат |
||
Формы |
Таблица 2. Особенности эволюции культурных форм и
природных видов.
|
|
|
|
||
|
||
|
||
|
2. Сделайте вывод о
чертах сходства и различия искусственного и естественного отборов
3. Рассмотрите
предложенные сорта яблок, найдите черты сходства и отличия у них с диким
предком. Результаты заполните в таблицу.
Сравниваемые признаки |
Название сорта яблок |
|||
Антоновка |
Белый налив |
Пепин шафранный |
Дикая яблоня |
|
Окраска плодов |
||||
Окраска мякоти |
||||
Вкус |
||||
Размер |
||||
Сроки созревания |
. |
4.Объясните причины отличий, сформулируйте
вывод.
Лабораторная работа № 4
Тема: «Выявление приспособлений у
организмов к среде обитания».
Цель: выяснить механизм
образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер,
сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного
отбора.
Оборудование: коллекции
насекомых, чучела птиц и млекопитающих, кабинетные растения, гербарные
экземпляры растений, рисунки животных различных мест обитания, тетрадь, ручка,
простой карандаш, линейка.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО
ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.
1. Сформулируйте понятие
приспособленность организмов к среде обитания.
2. Соотнесите приведённые примеры приспособлений с их
характером.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. |
1. 2. 3. 4. 5. |
Ход работы:
1.
Рассмотрите гербарные растения растений: крапива жгучая,
боярышник колючий, борщевик сибирский, чистяк, гусиный лук, ландыш майский.
2.
Определите среду обитания каждого из образцов.
3.
Опишите черты приспособленности к условиям среды
обитания.
4.
Результаты оформите в виде таблицы
№ |
Название вида |
Среда обитания |
Черты приспособленности к |
1 |
. |
||
2 |
|||
3 |
. |
||
4 |
. |
||
5 |
|||
6 |
5. Как возникли данные приспособления и почему они носят
относительный характер?
6. По гербарным
образцам рассмотрите внешнее строение следующих видов растений:
а) не поедаемых
животными: крапива жгучая, боярышник колючий, борщевик сибирский
б) раннецветущих:
чистяк, гусиный лук, ландыш майский.
7. Результаты
работы занесите в таблицу и по ней определите:
А). Какие
особенности строения первой группы растений защищают их от поедания животными,
а второй – обеспечивают ранее цветение.
Б).
Определите, с какими факторами связаны приспособительные черты организации.
Название растения |
Отличительные особенности |
Растения не поедающие животными |
|
Крапива жгучая |
|
Боярышник колючий |
|
Борщевик сибирский |
|
Раннецветущие растения |
|
Чистяк |
|
Гусиный лук |
|
Ландыш майский |
8. На основе
анализа предложенных рисунков животных опишите их адаптации к определенным
средам обитания. Результаты зафиксируйте в таблицу
8. Изучив все
предложенные организмы и заполнив таблицы, на основании знаний о движущих
силах эволюции объясните механизм возникновения приспособлений и запишите
общий вывод.
Лабораторная
работа № 5
Тема: «Ароморфозы
(у растений) и идиоадаптации (у животных)»
Цель: создать условия
для формирования умений выявлять ароморфозы и идиоадаптации у растений и
животных, объяснять их значение.
Оборудование: гербарии и живые
растения водорослей, мхов, папоротников, хвойных, цветковых растений,
фотографии животных различных типов, классов.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО
ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.
1. Вспомните
эволюционные направления: ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация и результаты их
действия в природе.
Эволюционные направления |
Характеристика эволюционных направлений |
Значение в эволюции |
Примеры |
К чему приводит |
Ароморфоз |
крупные изменения в |
ароморфозы не |
появление челюстей |
Возникновение новых |
Идиоадап-тация |
приобретение |
изменения носят |
покровительственная |
Приспособление к |
Дегенера-ция |
упрощение |
общая дегенерация |
утрата корней и |
Переход к сидячему |
2. Изучите
краткую характеристику отряда насекомых.
ХАРАКТЕРИСТИКА
ОТРЯДОВ НАСЕКОМЫХ
Тело насекомого состоит
из трех частей – головы, груди и брюшка, каждая из частей
снабжена рядом придатков. Если говорить об их основном функциональном значении,
то голове, на которой расположены органы зрения, ротовой аппарат
и осязательные элементы, принадлежит рецепторная функция, грудь с прикрепленными к ней ногами и крыльями имеет локомоторную
функцию, а брюшко
является основным вместилищем внутренних органов.
Жуки.
Передняя пара крыльев сильно хитинизирована и
превращена в жесткие надкрылья. Задние крылья перепончатые. Обычно они длиннее
тела, в покое складываются вдвое и прячутся под надкрыльями. конечности Бегательные,
плавательные (плавунцы). Ротовой аппарат грызущий.
Бабочки. Две
пары очень больших по сравнению с телом насекомого крыльев, окрашенных в
различные цвета. Окраска крыльев зависит от окраски и расположения чешуек.
Жилки на крыльях расположены продольно. Относятся к сосущим насекомым. Взрослые
особи не наносят вреда, так как питаются в основном нектаром цветущих растений.
Большую опасность для урожая представляют их личинки – гусеницы, которые
объедают листья и стебли культурных растений.
Перепончатокрылые.
К данному отряду относятся и полезные насекомые (пчелы, муравьи), и вредные
(пилильщики). Задние крылья всегда меньше передних. Обе пары прозрачные со
сравнительно редкими продольными и поперечными жилками. Ротовой аппарат у
большинства видов грызущий, а у жалоносных (пчелы) — грызуще-сосущего типа.
Грызущие верхние челюсти пчелы хорошо развиты. Ими она разминает и обрабатывает
воск при постройке ячеек, а при посещении цветков снимает пыльцу с тычинок.
Нижними челюстями и длинной нижней губой пчела слизывает и сосет нектар,
поэтому ротовые органы пчелы называют грызуще-лижущими. Конечности пчелы
собирательные
Двукрылые. Двукрылые (Diptera), отряд
насекомых, характеризующихся наличием одной пары крыльев. 1я пара крыльев перепончатая, 2я пара видоизменилась в
небольшие булавовидные жужжальца Комар пискун небольшого размера (длиной
4—14 мм), длинными лапками, узкими прозрачными крыльями и «большим хоботом» для
выпивания крови. Цвет тела бывает разный: бледно жёлтый, коричневый,
зеленый или серый. Брюшко удлинённое, состоящее из 10 сегментов. Грудь шире
брюшка. Тонкие длинные лапки заканчиваются парой коготков. Крылья покрыты
чешуйками, скопления которых иногда образуют пятна. Длинные усики, состоят из
15 члеников. Ротовой аппарат колюще-сосущего типа.
ХОД РАБОТЫ:
1. Рассмотреть плоды
лиственных или хвойных пород. (Черемуха, клен, сосна, можжевельник).
А) К какому из направлений эволюций относятся
возникновение плода у растений этого отдела.
Б) Найдите признаки приспособленности плодов к распространению.
В) Примером, каких эволюционных изменений являются эти
приспособления семян.
Г) Результаты
запишите в таблицу.
Отдел высших |
Порода растений |
Изменения, |
Биологическое |
Направление |
Цветковые (покрыто семенные) |
Все |
|||
Черемуха |
||||
Клен |
||||
Голосеменные |
Все хвойные |
|||
Сосна |
||||
Можжевельник |
2. Рассмотрите насекомых разных отрядов
(чешуекрылые, прямокрылые, двукрылые и др.)
А) выявите в их строении
черты сходства и различия.
Б) Определите идиоадаптации
каждого насекомого к среде обитания и заполните таблицу:
В) Сделайте вывод о направлении эволюции
насекомых.
Отряд и |
Отделы и |
Тип |
Окраска |
Конечности |
Отряд |
||||
Отряд (комар |
||||
Отряд (божья |
||||
Отряд (пчела |
3. Сделайте вывод о соотношении
ароморфозов и идиоадаптаций.
Практическая работа № 7
Тема: «Анализ и оценка
различных гипотез происхождения жизни и человека»
Цель: создать условия для
знакомства с различными гипотезами происхождения жизни и человека на Земле.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО
ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.
1. Познакомиться с
многообразием теорий происхождения жизни на Земле
1. Креационизм.
Согласно этой теории жизнь возникла в результате
какого-то сверхъестественного события в прошлом. Ее придерживаются
последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений.
Традиционное иудейско-христианское представление
о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать
споры. Хотя все христиане признают, что Библия — это завет Господа людям, по
вопросу о длине «дня», упоминавшегося в Книге Бытия, существуют
разногласия.
Некоторые считают, что мир и все населяющие его
организмы были созданы за 6 дней по 24 часа. Другие христиане не относятся к
Библии как к научной книге и считают, что в Книге Бытия изложено в понятной для
людей форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим
Творцом.
Процесс божественного сотворения мира мыслится
как имевший место лишь однажды и потому недоступный для наблюдения. Этого
достаточно, чтобы вынести всю концепцию божественного сотворения за рамки
научного исследования. Наука занимается только теми явлениями, которые
поддаются наблюдению, а потому она никогда не будет в состоянии ни доказать, ни
опровергнуть эту концепцию.
2. Теория стационарного состояния.
Согласно этой теории, Земля никогда не возникала,
а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, а если и
изменялась, то очень мало; виды тоже существовали всегда.
Современные методы датирования дают все более высокие
оценки возраста Земли, что позволяет сторонникам теории стационарного
состояния полагать, что Земля и виды существовали всегда. У каждого вида есть
две возможности — либо изменение численности, либо вымирание.
Сторонники этой теории не признают, что наличие
или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время
появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера
представителя кистеперых рыб — латимерию. По палеонтологическим данным,
кистеперые вымерли около 70 млн. лет назад. Однако это заключение пришлось
пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители
кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что, только
изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать
вывод о вымирании, да и то он может оказаться неверным. Внезапное появление
какого-либо ископаемого вида в определенном пласте объясняется увеличением
численности его популяции или перемещением в места, благоприятные для
сохранения остатков.
3. Теория панспермии.
Эта теория не предлагает никакого механизма для
объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о ее внеземном
происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как
таковой; она просто переносит проблему в какое-то другое место во Вселенной.
Гипотеза была выдвинута Ю. Либихом и Г. Рихтером в середине XIX века.
Согласно гипотезе панспермии жизнь существует вечно
и переносится с планеты на планету метеоритами. Простейшие организмы или их
споры («семена жизни»), попадая на новую планету и найдя здесь благоприятные
условия, размножаются, давая начало эволюции от простейших форм к сложным.
Возможно, что жизнь на Земле возникла из одной единственной колонии
микроорганизмов, заброшенных из космоса.
Для обоснования этой теории используются многократные
появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и
«космонавтов», а также сообщения якобы о встречах с инопланетянами. При
изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие
«предшественники живого» — такие вещества, как цианогены, синильная кислота и
органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на
голую Землю.
Сторонниками этой гипотезы были лауреаты Нобелевской премии Ф.
Крик, Л. Оргел. Ф. Крик основывался на двух косвенных доказательствах:
• универсальности генетического кода;
• необходимости для нормального метаболизма всех живых существ
молибдена, который встречается сейчас на планете крайне редко.
Но если жизнь возникла не на Земле, то как она возникла вне ее?
4. Физические гипотезы.
В основе физических гипотез лежит признание коренных
отличий живого вещества от неживого. Рассмотрим гипотезу происхождения жизни,
выдвинутую в 30-е годы XX века В. И. Вернадским.
Взгляды на сущность жизни привели Вернадского к
выводу, что она появилась на Земле в форме биосферы. Коренные, фундаментальные
особенности живого вещества требуют для его возникновения не химических, а
физических процессов. Это должна быть своеобразная катастрофа, потрясение самих
основ мироздания.
В соответствии с распространенными в 30-х годах XX века гипотезами
образования Луны в результате отрыва от Земли вещества, заполнявшего ранее
Тихоокеанскую впадину, Вернадский предположил, что этот процесс мог вызвать то
спиральное, вихревое движение земного вещества, которое больше не повторилось.
Вернадский происхождение жизни осмысливал в тех
же масштабах и интервалах времени, что и возникновение самой Вселенной. При
катастрофе условия внезапно меняются, и из протоматерии возникают живая и
неживая материя.
5. Химические гипотезы.
Эта
группа гипотез основывается на химической специфике жизни и связывает ее
происхождение с историей Земли. Рассмотрим некоторые гипотезы этой группы.
• У истоков истории химических гипотез стояли воззрения
Э. Геккеля. Геккель считал, что сначала под действием химических и
физических причин появились соединения углерода. Эти вещества представляли
собой не растворы, а взвеси маленьких комочков. Первичные комочки были способны
к накоплению разных веществ и росту, за которым следовало деление. Затем появилась
безъядерная клетка — исходная форма для всех живых существ на Земле.
• Определенным этапом в развитии химических
гипотез абиогенеза стала концепция А. И. Опарина, выдвинутая им в
1922—1924 гг. XX века. Гипотеза
Опарина представляет собой синтез дарвинизма с биохимией. По Опарину,
наследственность стала следствием отбора. В гипотезе Опарина желаемое выдастся
за действительное. Сначала нее особенности жизни сводятся к обмену веществ, а
затем его моделирование объявляется решением загадки возникновения жизни.
• Гипотеза Дж. Берпапа предполагает,
что абиогенно возникшие небольшие молекулы нуклеиновых кислот из нескольких
нуклеотидов могли сразу же соединяться с теми аминокислотами, которые они
кодируют. В этой гипотезе первичная живая система видится как биохимическая
жизнь без организмов, осуществляющая самовоспроизведение и обмен веществ.
Организмы же, по Дж. Берналу, появляются вторично, в ходе обособления
отдельных участков такой биохимической жизни с помощью мембран.
• В
качестве последней химической гипотезы возникновения жизни на нашей планете
рассмотрим гипотезу Г. В. Войткевича, выдвинутую в 1988 году. Согласно
этой гипотезе, возникновение органических веществ переносится в космическое
пространство. В специфических условиях космоса идет синтез органических
веществ (многочисленные органические вещества найдены в метеоритах — углеводы,
углеводороды, азотистые основания, аминокислоты, жирные кислоты и др.). Не исключено,
что в космических просторах могли образоваться нуклеотиды и даже молекулы ДНК.
Однако, по мнению Войткевича, химическая эволюция на большинстве планет
Солнечной системы оказалась замороженной и продолжилась лишь на Земле, найдя
там подходящие условия. При охлаждении и конденсации газовой туманности на
первичной Земле оказался весь набор органических соединений. В этих условиях
живое вещество появилось и конденсировалось вокруг возникших абиогенно молекул
ДНК. Итак, по гипотезе Войткевича первоначально появилась жизнь биохимическая,
а в ходе ее эволюции появились отдельные организмы.
2. Познакомиться
с многообразием гипотез происхождения человека на Земле
Антропогенезом называют
процесс выделения человека из мира животных. Существует целый ряд различных
теорий, но все они сводятся к следующим:
1. Эволюционная теория
Эволюционная теория
предполагает, что человек произошел от высших приматов — человекообразных
обезьян путем постепенного видоизменения под влиянием внешних факторов и
естественного отбора. Эволюционная теория антропогенеза имеет обширный набор
разнообразных доказательств — палеонтологических, археологических,
биологических, генетических, бихевиорных, культурных, психологических и других.
Однако многие из этих доказательств могут трактоваться неоднозначно, что
позволяет противникам эволюционной теории оспаривать ее.
2. Теория творения (креационизм)
Данная теория утверждает,
что человек сотворен Богом из ничего или из какого-либо небиологического
материала. Наиболее известна библейская версия, согласно которой первые люди —
Адам и Ева — были сотворены из глины (Быт 2,7) : «И создал Господь Бог
человека из праха земного, и вдунул в лице его дыхание жизни, и стал человек
душою живою».
Эта версия имеет ряд
аналогов в мифах других народов: у египтян первый человек был вылеплен из
глины; у скандинавов — первые люди Аск (Ясень) и Эмбля (Ива) были сотворены, а
затем оживлены богами. Свидетельства о происхождении человека из глины или
земного праха мы находим и у других народов мира.
Разновидностью теории
творения можно считать также мифы о превращении животных в людей и о рождении
первых людей богами.
Выдвигаются различные
доказательства этой теории, важнейшее из которых — сходство мифов и легенд
разных народов, повествующих о сотворении человека.
Современное богословие
привлекает для доказательства теории творения новейшие научные данные, которые,
однако, в большинстве своем не противоречат и эволюционной теории и даже
сближают креационизм с эволюционной теорией, полагая, что человек произошел от
предковых форм путем постепенного видоизменения, но не в результате
естественного отбора, а по воле Бога или в соответствии с божественным
замыслом.
3. Теория внешнего вмешательства
Согласно этой теории
появление людей на Земле так или иначе связано с деятельностью иных
цивилизаций. В простейшем варианте ТВВ считает людей прямыми потомками
инопланетян, высадившихся на Землю в доисторическое время.
Более сложные варианты Теории внешнего вмешательства
предполагают:
а) скрещивание иномирян с предками людей;
б) порождение человека разумного методами генной инженерии;
в) управление эволюционным развитием земной жизни силами
внеземного сверхразума.
Существуют и иные в
разной мере фантастические гипотезы антропогенеза, связанные с теорией внешнего
вмешательства.
4. Теория пространственных аномалий
Последователи данной
теории трактуют антропогенез, как элемент развития устойчивой пространственной
аномалии — гуманоидной триады «Материя — Энергия — Аура»,
характерный для многих планет Вселенной и ее аналогов в параллельных
пространствах. ТПА предполагает, что в гуманоидных вселенных на большинстве
пригодных для жизни планет биосфера развивается по одному и тому же пути,
запрограммированному на уровне Ауры — информационной субстанции.
При наличии благоприятных
условий этот путь приводит к возникновению гуманоидного разума земного типа.
В целом трактовка
антропогенеза в Теории пространственных аномалий не имеет значительных
расхождений с эволюционной теорией. Однако теория пространственных аномалий
признает существование определенной программы развития жизни и разума, которая
наряду со случайными факторами управляет эволюцией.
Ход работы.
1. На основе изученного текста
«Многообразие теорий возникновения жизни на Земле» заполнить таблицу 1.
Таблица 1. Теории
возникновения жизни на земле их сущность и доказательства
Теории и гипотезы |
Сущность теории или гипотезы |
Доказательства |
2. На основе
изученного текста «Гипотезы происхождения человека» заполнить таблицу №2
Таблица
№2. Гипотезы происхождения человека и их сущность
Теории и гипотезы |
Сущность теории или гипотезы о происхождении |
3. Ответьте на вопрос: «Какой теории придерживаетесь вы лично? Почему?»
Практическая работа № 8
Тема: «Решение экологических задач»
Цель: создать условия
для формирования умений решать простейшие экологические задачи.
Оборудование: гербарные растения, коллекции насекомых, иллюстрации
различных растений и животных. Комплект экологических задач
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО
ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.
1.
Вспомните, что называется цепью питания и трофическим уровнем?
Энергия,
заключенная в пище, передается от первоначального источника через ряд
организмов, такой ряд организмов называется цепью питания сообщества,
а каждое звено данной цепи – трофическим уровнем.
Пищевая (трофическая) цепь —
ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов,
которые связаны друг с другом отношениями: пища — потребитель
(последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества
и энергии от источника к потребителю).
Первый
трофический уровень представлен автотрофами или продуцентами, например
растениями, так как они производят первичную органику. Живые организмы –
гетеротрофы, которые питаются автотрофами (растительноядные) называются
консументами первого порядка и находятся на втором трофическом уровне, на третьем
уровне располагаются консументы второго порядка – это хищники, они питаются
консументами первого порядка. Цепь питания может включать консументов третьего,
четвертого… порядка, но следует отметить, что более пяти трофических уровней в
природе почти не встречается. Заканчивается цепь, как правило, редуцентами, это
сапрофиты, разлагающие органику до простых неорганических веществ (грибы,
бактерии, личинки некоторых насекомых).
Живые организмы,
поедая представителей предыдущего уровня, получают запасенную в его клетках и
тканях энергию. Значительную часть этой энергии (до 90%) он расходует на
движение, дыхание, нагревание тела и так далее и только 10% накапливает в своем
теле виде белков (мышцы), жиров (жировая ткань). Таким образом, на следующий
уровень передается только 10% энергии, накопленной предыдущим уровнем. Именно
поэтому пищевые цепи не могут быть очень длинными.
При составлении
пищевой цепи необходимо правильно расположить все звенья и показать стрелками с
какого уровня была получена энергия.
Пример: В лесном сообществе обитают:
гусеницы, синицы, сосны, коршуны. Составьте пищевую цепь и назовите консумента
второго порядка.
Ответ: Сосна -> гусеница ->
синица -> коршун. Консумент второго порядка синица.
Пример: На основании правила
экологической пирамиды определите, сколько нужно планктона, что бы в море вырос
один дельфин массой 300 кг, если цепь питания имеет вид: планктон, нехищные
рыбы, хищные рыбы, дельфин.
Решение: Дельфин, питаясь
хищными рыбами, накопил в своем теле только 10% от общей массы пищи, зная, что
он весит 300 кг, составим пропорцию.
300кг – 10%,
Х – 100%.
Найдем чему равен Х. Х=3000 кг. (хищные рыбы) Этот вес
составляет только 10% от массы нехищных рыб, которой они питались. Снова
составим пропорцию
3000кг – 10%
Х – 100%
Х=30 000 кг(масса нехищных рыб)
Сколько же им пришлось съесть планктона, для того чтобы
иметь такой вес? Составим пропорцию
30 000кг.- 10%
Х =100%
Х = 300 000кг
Ответ: Для того что бы вырос дельфин массой 300
кг. необходимо 300 000кг планктона
ХОД РАБОТЫ:
1. Решите
экологические задачи
Задача 1. .На основании правила экологической пирамиды
определите, сколько нужно зерна, чтобы в лесу вырос один филин массой 3.5
кг, если цепь питания имеет вид: зерно злаков -> мышь -> полевка ->
хорек -> филин.
Задача 2.На основании правила экологической пирамиды
определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений,
если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> лягушки-> змеи->
орел.
Задача 3. На основании правила экологической пирамиды
определите, сколько орлов может вырасти при наличии 100 т злаковых растений,
если цепь питания имеет вид: злаки -> кузнечики-> насекомоядные
птицы-> орел.
Задача 4.
4. Назовите организмы, которые должны быть на пропущенном
месте следующих пищевых цепей.
1. Паук,
2. древоед-гусеница, ястреб-змеед
3. гусеница
4. мышка
Задача 5. Какие из перечисленных организмов экосистемы
тайги относят к продуцентам, первичным консументам, вторичным консументам:
бактерии гниения, лось, ель, заяц, волк, лиственница, рысь? Составьте цепь
питания из 4 или 5 звеньев.
Задача 6. Общее содержание углекислого газа в атмосфере
Земли составляет 1100 млрд т. Установлено, что за один год растительность
ассимилирует почти 1 млрд т углерода. Примерно столько же его выделяется в
атмосферу. Определите, за сколько лет весь углерод атмосферы пройдет через
организмы (атомный вес углерода –12, кислорода – 16).
Задача 7.
7. Рассчитайте, какую биомассу растений сохранит от
уничтожения гусеницей пара синиц, выкармливая 5 птенцов массой по 3 гр. каждый.
Практическая работа № 9
Тема: « Антропогенные
изменения в естественных природных ландшафтах нашей местности. Сравнение
естественной природной системы с агроэкосистемой. Создание искусственной
экосистемой».
Цель: выявить антропогенные
изменения в экосистемах местности и оценить их последствия. На примере
искусственной экосистемы проследить изменения, происходящие под воздействием условий
окружающей среды.
Оборудование: картосхема ареалов экологических
ситуаций в горнопромышленных районах КМА, дополнительные источники информации.
МЕТОДИЧЕСКИЕ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ.
1. Прочитать текст «Агроценозы»
Агроэкосистема (от греч. agros — поле) — биотическое сообщество, созданное
и регулярно поддерживаемое человеком с целью получения сельскохозяйственной
продукции. Обычно включает совокупность организмов, обитающих на землях
сельхозпользования.
. Агроэкосистемы
(сельскохозяйственные экосистемы) создаются человеком для получения
высокочистой продукции автотрофов (урожая), отличающейся от природных рядом
особенностей:
— В них резко снижено разнообразие организмов.
— Виды, культивируемые человеком, поддерживаются
искусственным отбором в состоянии, далеком от первоначального, и не могут
выдерживать борьбу за существование с дикими видами без поддержки человека.
Агроэкосистемы получают
дополнительный поток энергии, кроме солнечной, благодаря деятельности людей,
животных и механизмов, обеспечивающих необходимые условия роста культивируемых
видов. Чистая первичная продукция (урожай) удаляется из экосистемы и не
поступает в цепи питания.
Искусственная
регуляция численности вредителей — по большей части необходимое условие
поддержания агроэкосистем. Поэтому в сельскохозяйственной практике применяют
мощные средства подавления численности нежелательных видов: ядохимикаты,
гербициды и т.д. Экологические последствия этих действий приводят, однако, к
ряду нежелательных эффектов, кроме тех, для которых они применяются.
В отношении к
сообществам, складывающимся в агроэкосистемах, постепенно меняются акценты в
связи с общим развитием экологических знаний. На смену представлениям об
обрывочности, осколочности ценотических связей и предельной упрощенности
агроценозов возникает понимание их сложной системной организации, где человек
существенно влияет лишь на отдельные звенья, а вся система продолжает
развиваться по естественным, природным законам.
С экологических позиций
крайне опасно упрощать природное окружение человека, превращая весь ландшафт в
агрохозяйственный. Основная стратегия создания высокопродуктивного и
устойчивого ландшафта должна заключаться в сохранении и умножении его
многообразия.
Наряду с поддержанием
высокопродуктивных полей следует особенно заботиться о сохранении заповедных
территорий, не подвергающихся антропогенному воздействию. Заповедники с богатым
видовым разнообразием являются источником видов для восстанавливающихся в
сукцессионных рядах сообществ.
ХОД РАБОТЫ
1. На основании полученных знаний из выше
расположенного источника информации заполните таблицу 1.
Таблица 1. «Сравнение природных и искусственных
экосистем»
Признаки сравнения |
Кукурузное поле |
Берёзовая роща |
Способы регуляции |
||
Видовое |
||
Плотность видовых |
||
Источники энергии и |
||
Продуктивность |
||
Круговорот веществ |
||
Способность |
2. Сделайте вывод о мерах,
необходимых для создания устойчивых искусственных экосистем.
3. Опишите аквариум как экосистему, с
указанием абиотических, биотических факторов среды, компонентов экосистемы
(продуценты, консументы, редуценты).
4. Составьте пищевые цепи в
аквариуме.
5. Какие изменения могут произойти в
аквариуме, если:
А) падают прямые солнечные
лучи;
Б) в аквариуме
обитает большое количество рыб.
6. Сделайте вывод о последствиях изменений в экосистемах.
7. Выявить антропогенные
изменения в экосистемах нашей местности.
8. Охарактеризовать ареал в нашей области со сложной
геоэкологической ситуацией.
9. Сравнить Картосхему ареалов экологических ситуаций
в горнопромышленных районах КМА
10. Оценить последствия
хозяйственной деятельности человека в нашей местности
Практическая работа №10
Экскурсия « Естественные и
искусственные экосистемы окрестностей
г. Железногорска».
Цель: Создать условия для
знакомства с различными экосистемами окрестностей города Железногорска. Изучить
отличия искусственных и естественных экосистем и особенности агроэкосистем. Изучить
и оценить особенности агроценоза парка и городского водохранилища.
1. Сравнить
природную и антропогенную экосистемы. Результат оформить в виде таблицы 1
Таблица 1. Сравнительная
характеристика природной и антропогенной экосистемы
Природная (болото, луг, лес) |
Антропогенная экосистема (поле, завод, дом) |
Получает, |
|
Потребляет кислород |
|
Формирует |
|
Расходует |
|
Создает |
|
Производит |
|
Обладает |
2. Познакомиться с агросистемой дачи и
сравнить ее природной экосистемой. Результат оформить в виде таблицы 2
Таблица 2. Сравнительная
характеристика природных экосистем и агроэкосистем.
Природные |
Агроэкосистемы |
Первичные |
|
Упрощенные системы с |
|
Продуктивность |
. |
Урожай собирают для |
3. Составить
экосистемный анализ парка;
4. Описать особенности биоценоза городского водохранилища
5. Сформулировать выводы по экскурсии окрестностей г.
Железногорска
СПИСОК
ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Соколовская Б.Х. Сто задач по молекулярной биологии и генетике. Новосибирск.
«Наука» 1971г.
2.
С.И.Колесников. Биология: пособие – репетитор. Издательский центр МарТ». Москва
2005г.
3. Г.А. Адельшина,
Ф.К. Адельшин «Генетика в задачах» Учебное пособие по биологии, М. 2009.
4.Сборник заданий
и упражнений по общей экологии, Петунин О.В., 2008.
5.
Сборник задач по общей биологии с решениями для поступающих в вузы. Болгова
И.В.М.: Оникс, Мир и Образование, 2006. — 256 с.
6. biofile.ru›Биология›1161.html
7. licey.net›Задачи›Лекции
по общей биологии
8. bio.1september.ru›article.php…
СОДЕРЖАНИЕ
стр |
|
Аннотация…………………………………………………………………… |
3 |
Общие |
4 |
Рекомендации к оформлению отчета по выполнению лабораторных и |
6 |
Практическая работа №1…………………………………………………….. |
8 |
Лабораторная работа |
15 |
Практическая работа №2…………………………………………………….. |
17 |
Практическая работа №3…………………………………………………….. |
23 |
Практическая работа №4…………………………………………………….. |
27 |
Практическая работа №5…………………………………………………….. |
32 |
Лабораторная |
36 |
Лабораторная |
39 |
Практическая работа №6…………………………………………………….. |
47 |
Лабораторная |
53 |
Лабораторная |
56 |
Практическая работа №7…………………………………………………….. |
61 |
Практическая работа №8…………………………………………………….. |
69 |
Практическая работа №9…………………………………………………….. |
73 |
Практическая работа №10…………………………………………………… |
77 |
Список используемой литературы…………………………………………… |
79 |
Содержание…………………………………………………………………… |
80 |
Для заметок……………………………………………………………………. |
81 |
ДЛЯ
ЗАМЕТОК
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
84,1,82,3,80,5,78,7,76,9,74,11,72,13,70,15,68,17,66,19,64,21,62,23,60,25,58,27,56,29,54,31,52,33,50,35,48,37,46,39,44,41
2,83,4,81,6,79,8,77,10,75,12,73,14,71,16,69,18,67,20,65,22,63,24,61,26,59,28,57,30,55,32,53,34,51,36,49,38,47,40,45,42,43
19
гбпоу белебеевский гуманитарно-технический колледж
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ
по выполнению лабораторных работ
по биологии
для специальности 22.02.05, 15.02.08, 09.02.03, 15.02.01, 15.02.03, 13.01.10
профессии 19.01.17 13.01.10
2019
Содержание
Введение…………………………………………………………………………..2
1 Лабораторная работа 01 ………………………………………………………..3
2 Лабораторная работа 02………………………………………………………..6
3Лабораторная работа 03…………………………………………………………9
4Лабораторная работа 04 ……………………………………………………….13
5Лабораторная работа 05 ……………………………………………………….15
Литература……………………………………………………………………….18
ВВЕДЕНИЕ
Методические указания по биологии предназначены для студентов первого курса колледжа. Они разработаны на основе рабочей программы по биологии.
Методические указания предусматривают выполнение пяти лабораторных работ. В ходе которых студенты проводят работы, за микроскопом рассматривая и сравнивая приготовленные микропрепараты. В указаниях представлены схемы решения задач по генетике, по экологии.
Методические указания предусматривают выполнение лабораторных занятий, с целью закрепления полученных теоретических знаний на практике, а именно знакомясь со спецификой природы родного края. В связи с этим лабораторные работы №4, №5 проводятся с учётом развития природы Башкортостана.
При изучении отдельных тем основное внимание обращается на тесные взаимосвязи, возникающие между природой и хозяйственной деятельностью человека; на то, что вторжение человека в природу может вызвать цепную реакцию последствий, которые поставят планету на грань катастрофы.
Дальнейшее углубление и расширение знаний студентов по биологии осуществляется на основе преемственности развития основных биологических понятий, усвоения ведущих идей, теорий, научных фактов, показывающих практическое применение биологических знаний как научной основы отдельных отраслей современного производства, рационального природопользования Башкортостана.
Человек рассматривается как личность, выполняющая сложную роль в экосистемах.
Лабораторная работа 01
Тема: Строение растительной и животной клетки
Цель занятия: ознакомиться с устройством микроскопа и правилами работы с ним; освоить правила приготовления временных микропрепаратов; изучить структуру растительных и животных клеток и познакомиться с некоторыми их функциями.
Оснащение: методические указания, микроскопы, предметные и покровные стёкла, раствор Люголя, материал для изготовления растительной клетки (лук, картофель), готовые микропрепараты растительной и животной клетки.
Выполнение работы
Задание 1
Ознакомьтесь с устройством микроскопа и правилами работы с ним. Поставьте перед собой микроскоп так, чтобы штатив был обращен к вам, а столик от вас. Поставьте в рабочее положение объектив с малым увеличением (х8). Глядя в окуляр, осветите с помощью зеркала поле зрения. Положите на предметный столик препарат, прижмите его клеммами. Осторожно вращая макрометрические винты, опустите объектив так, чтобы он находился на расстоянии 2-3 мм от препарата. Теперь, глядя в окуляр, медленно поднимайте объектив до тех пор, пока в поле зрения не появится четкое изображение объекта. Рассмотрите объект при большем увеличении. Для этого поставьте в рабочее положение объектив х40. Затем настройте на резкость изображение объекта с помощью микрометрических винтов. Зарисуйте объект.
Примечание. Микроскоп используется для изучения мелких объектов. В практической работе обычно пользуются микроскопом МБР-1 (микроскоп биологический рабочий) или МБИ-1 (микроскоп биологический исследовательский).
Основными частями микроскопа являются механическая, оптическая и осветительная (рис. 1).
Механическая часть. К механической части относятся штатив, предметный столик, тубус, револьверная пластинка, винты для настройки на фокус.
Штатив состоит из основания, тубусодержателя и тубуса.
Предметный столик укреплен на штативе. На него помещают микропрепарат. На предметном столике имеются два зажима (клеммы) для фиксации препарата. Через отверстие в предметном столике обеспечивается освещение объекта.
На боковых поверхностях штатива имеются два винта, с помощью которых можно передвинуть тубус. Макрометрический винт служит для грубой настройки на фокус (на четкое изображение объекта при малом увеличении микроскопа). Микрометрический винт используется для тонкой настройки на фокус.
Рис. 1 Микроскоп МБР-1.
1 — штатив; 2 — микрометрический винт;
3 — макрометрический винт; 4 — тубус; 5 — окуляр; 6 — объективы; 7 — револьвер; 8 — предметный столик; 9 — винт, перемещающий предметный столик; 10 — винт, поднимающий и опускающий конденсор (11); 12 — диафрагма; 13 — зеркало.
Рис. 2 Строение растительных (А) и животных (Б) клеток.
а — клетки пленки лука; б — клетки листа элодеи; в — клетки эпителия лягушки;
г — эритроциты крови лягушки. 1 — оболочка; 2 — цитоплазма; 3 — хлоропласты;
4 — вакуоли с клеточным соком; 5 — ядро; 6 — ядрышко.
Оптическая часть. В верхней части тубуса помещается окуляр. Он обращен к глазу исследователя и представляет собой систему линз. Окуляры могут давать различное увеличение: в 7 (х7), 10 (х10), 15 раз (х15).
На противоположной стороне тубуса находится вращающийся диск — револьверная пластинка. В ее гнездах закреплены объективы. Каждый объектив представлен несколькими линзами и, так же как окуляр, позволяет получить определенное увеличение: х8, х40, х90. Общее увеличение микроскопа равно увеличению объектива, умноженному на увеличение окуляра.
Осветительная часть микроскопа представлена зеркалом, конденсором и диафрагмой конденсора. Зеркало расположено в нижней части штатива и служит для направления светового пучка от источника света на объект. Зеркало имеет плоскую и вогнутую поверхности. Плоскую поверхность используют при естественном освещении, вогнутую – при искусственном. Иногда вместо зеркала к штативу прикрепляют осветитель ОИ-1 (осветитель иммерсионный), от которого свет направлен непосредственно на объект.
Между зеркалом и предметным столиком находится конденсор. С помощью конденсора регулируют освещенность объекта. Диафрагма конденсора также служит для регуляции освещения объекта.
Задание 2
Снимите с внутренней поверхности мясистой чешуи лука тонкую пленку. Кусочек пленки поместите на предметное стекло в каплю раствора Люголя. Накройте покровным стеклом. Микроскопируйте сначала при малом увеличении (объектив х8), а затем при большом (объектив х40). Зарисуйте несколько клеток (рис. 2, а), обозначьте цитоплазму, ядро, вакуоли, оболочку клетки.
Задание 3
Сделайте тонкий срез с клубня картофеля и поместите его на предметное стекло в каплю раствора Люголя. Так как йод является качественным реактивом на крахмал, в клетках при большом увеличении микроскопа (объектив х40) хорошо будут видны зерна крахмала, окрасившиеся в фиолетовый цвет. Зарисуйте несколько клеток, обозначьте оболочку клетки, цитоплазму, зерна крахмала.
Рассмотрите готовые микропрепараты. Дайте сравнительную характеристику растительной и животной клетки. Какие между ними различия? Сформулируйте вывод.
Контрольные вопросы:
-
Основные положения клеточной теории
-
Строение растительной клетки
-
Строение животной клетки
-
Раскройте функции органоидов животной клетки
-
Раскройте функции органоидов растительной клетки
Лабораторная работа 02
Тема: Составление простейших схем моногибридного и дигибридного скрещивания. Решение генетических задач.
Цель занятия: на основе знания закономерностей наследования признаков научиться: выписывать типы гамет, образуемые организмами с заданными генотипами; кратко записывать условие генетических задач; решать ситуационные задачи по генетике.
Общие сведения:
Выписывая гаметы, необходимо помнить, что у организма, гомозиготного по одному (АА) или нескольким (ААbbсс) генам, все гаметы одинаковы по этим генам, так как несут один и тот же аллель. В случае гетерозиготности по одному гену (Аа) организм образует два типа гамет, несущие разные его аллели. Дигетерозиготный организм (АаВb) образует четыре типа гамет. В целом организм образует тем больше типов гамет, чем по большему числу генов он гетерозиготен. Общее количество типов гамет равно 2n, где n — число генов в гетерозиготном состоянии. Выписывая гаметы, необходимо руководствоваться законом «чистоты» гамет, в соответствии с которым каждая гамета несет по одному из каждой пары аллельных генов. В связи с этим в каждом конкретном случае в гамете должно быть столько генов, сколько их пар содержится в диплоидном генотипе организма.
При краткой записи условия генетической задачи доминантный признак обозначают прописной (А), а рецессивный — строчной (а) буквой с обозначением соответствующего варианта признака. Генотип организма, имеющего доминантный признак, без дополнительных указаний на его гомо или гетерозиготность в условии задачи, обозначается А?, где вопрос отражает необходимость установления генотипа в ходе решения задачи. Генотип организма с рецессивным признаком всегда гомозиготен по рецессивному аллелю — аа. Признаки, сцепленные с полом обозначаются в случае Х-сцепленного наследования как XА или Xа.
Пример краткой записи условия и решения задачи.
3 а д а ч а. У человека вариант карего цвета глаз доминирует над вариантом голубого цвета. Голубоглазая женщина выходит замуж за гетерозиготного кареглазого мужчину. Какой цвет глаз может быть у их детей?
У человека А — карий цвет глаз а — голубой цвет глаз Родители аа х Аа Потомство ? |
Краткая запись решения: Родители аа х Аа Гаметы Потомство |
3 а д а ч а. У человека близорукость доминирует над нормальным зрением. У близоруких родителей родился ребенок с нормальным зрением. Каков генотип родителей? Какие еще дети могут быть от этого брака?
Краткая запись условия:
У человека
А — близорукость
а — нормальное зрение
Краткая запись решения:
Оба родителя должны иметь в своем генотипе рецессивный ген (а), так как у ребенка проявился рецессивный признак, то есть он гомозиготен по этому гену (аа). Следовательно:
близорукость Норма
Выполнение работы
Задание 1
Выпишите все типы гамет, образуемые организмами, имеющими следующие генотипы: АА, bb, Аа, МmРР, РрКk, ААЬЬсс, АаbbСсkkРР, АаВbСс.
Задание 2
Решите следующие ситуационные задачи, кратко записав их условия.
1. У человека полидактилия (шестипалость) определяется доминантным геном. Его рецессивный аллель обусловливает развитие нормального количества пальцев. От брака гетерозиготных шестипалых родителей родился ребенок с шестью пальцами. Можно ли ожидать появления у них детей с нормальным количеством пальцев?
2. У человека аллель гена, вызывающий фенилкетонурию, рецессивен по отношению к его аллелю, обеспечивающему нормальный обмен аминокислоты фенилаланин. Может ли от брака больной женщины с нормальным гетерозиготным мужчиной родится ребенок с фенилкетонурией?
3. У человека признак гемофилии рецессивен и сцеплен с полом (ген локализуется в Х-хромосоме и не имеет аллеля в У-хромосоме). Девушка, отец которой страдал гемофилией, выходит замуж за здорового по этому признаку мужчину. Каких детей можно ожидать от этого брака?
4. У человека дальтонизм определяется рецессивным аллелем гена, расположенного в Х-хромосоме и не имеющего аллельного гена в У-хромосоме. От брака родителей с нормальным зрением родился ребенок дальтоник. Каков пол ребенка?
5. У человека карий цвет глаз доминирует над голубым, а курчавые волосы — над гладкими. Голубоглазый курчавый мужчина, гетерозиготный по гену формы волос, женился на гомозиготной кареглазой женщине, имеющей гладкие волосы. Какие дети могут рождаться в этой семье?
6. У человека умение лучше владеть правой рукой доминирует над леворукостью, а близорукость — над нормальным зрением. Мужчина и женщина, оба правши, страдающие близорукостью, вступили в брак. У них родилось трое детей:
близорукий правша, близорукий левша и правша с нормальным зрением. Каковы генотипы родителей?
7. Сколько типов гамет образует голубоглазый мужчина дальтоник? Кареглазая, гетерозиготная по этому гену женщина, отец которой был гемофиликом?
8. У человека наличие веснушек — доминантный аутосомный признак, а дальтонизм — рецессивный, сцепленный с полом признак. Гетерозиготная женщина с веснушками, имеющая отца дальтоника, выходит замуж за мужчину с нормальным зрением, не имеющего веснушек. Какое потомство может быть от такого брака?
9. У человека нормальный слух формируется в результате комплементарного взаимодействия двух доминантных неаллельных генов А и В. Отсутствие в генотипе доминантного аллеля одного из этих генов приводит к развитию глухонемоты. Какова вероятность появления глухонемого ребенка у двух дигетерозиготных родителей с нормальным слухом?
Контрольные вопросы:
-
Расскажите об опытах Менделя по дигибридному и моногибридному скрещиванию растений гороха.
-
Расскажите о наследовании, сцеплённом с полом
-
Объясните первый закон Г.Менделя
-
Объясните второй закон Г.Менделя
-
Расскажите о законах Т.Моргана
Лабораторная работа 03
Тема: Анализ фенотипической и комбинативной изменчивости.
Цель занятия: на основе знания закономерностей наследования признаков ознакомиться с основными приемами составления родословных и на примере родословных, приведенных в методических указаниях, уметь анализировать их, определять по родословным тип наследования признаков и генотипы членов родословной.
Общие сведения:
Правила составления родословных.
Лицо, по отношению к которому составляют родословную (изучают наследственность семьи) называется пробандом, его сёстры и братья – сибсами. Каждому поколению семьи отводят одну сторону. На ней слева направо в ряд располагают символы членов семьи в порядке рождения, соединённые с проведённой над ними горизонтальной линией. Символы лиц, состоящих в браке, соединяют линей брака. Римскими цифрами обозначают последовательные поколения, арабскими – потомков одного поколения
Для анализа родословных, необходимо выяснить тип наследования признака, обозначенного штриховкой. Если признак с одинаковой частотой встречается у мужчин и у женщин — членов данной родословной, это свидетельствует об аутосомном типе наследования. Если признак встречается преимущественно у представителей какого-то одного пола, это говорит о сцепленном с полом типе наследования.
При Х-сцепленном рецессивном наследовании признак проявляется у женщин гораздо реже, чем у мужчин. У последних он проявляется через поколение. При Y-сцепленном наследовании признак проявляется из поколения в поколение только по мужской линии.
Если признак одного из родителей проявляется у большинства потомков в ряду поколений, это свидетельствует о его доминантности. В случае, если признак проявляется у потомков, а у родителей отсутствует, он является рецессивным, так как в противном случае у рецессивных родителей появилось бы доминантное потомство, чего, как правило, быть не может.
Выяснив тип наследования признака, укажите генотипы всех членов родословной с рецессивным признаком. В случае Х-сцепленного наследования сразу можно расставить генотипы всех мужчин в родословной в соответствии с их фенотипом. В дальнейших рассуждениях при выяснении генотипов остальных членов родословной руководствуйтесь тем, что при аутосомном наследовании рецессивное потомство получает свои рецессивные аллели от обоих родителей, а рецессивные родители передают свои рецессивные аллели всему потомству. При Х-сцепленном наследовании отец передает свой Х-сцепленный ген только дочерям, а сыновья получают его всегда от матери. При Y-сцепленном наследовании у женщин отсутствует соответствующий ген и они не могут передать его своим детям, зато мужчина — носитель этого гена — передает его всем своим сыновьям.
Решая родословные, необходимо помнить, что иногда вследствие отсутствия данных генотипы отдельных членов родословных остаются неустановленными.
Выполнение работы:
Задание 1
На примере родословных (см. рис. 1, 2, 3), демонстрирующих различные типы наследования признаков у человека, научитесь выявлять особенности распределения в родословной лиц — носителей признака, который наследуется по типу: а) аутосомно-доминантному; б) аутосомно-рецессивному; в) Х-сцепленному доминантному; г) Х-сцепленному рецессивному; д) Y-сцепленному.
Рис. 1 Аутосомно-доминантное наследование карликовости.
Затемненные квадраты и кружки соответствуют членам родословной — носителям данного признака.
Рис. 2 Аутосомно-рецессивное наследование прогрессивной миопатии в семье с частыми родственными браками
Рис. 3 Х-сцепленное рецессивное наследование цветовой слепоты (дальтонизм). Х-хромосома, несущая рецессивный ген дальтонизма, подчеркнута. Черные значки-больные дальтонизмом.
ХУ ХУ ХУ XX
Задание 2
Задача 1
Пробанд страдает ночной слепотой. Два его брата также больны. По линии матери пробанда страдающих ночной слепотой не было. Отец пробанда болен. Две сестры и два брата отца пробанда здоровы и имеют только здоровых детей. По отцовской линии известно: бабушка здорова, дед болен, сестра бабушки здорова, брат болен. Прадедушка со стороны отца страдал ночной слепотой, родственники здоровы. Составьте родословную семьи и проанализируйте её.
Задача 2
Пробанд – женщина-правша. Её две сестры – правши, два брата – левши. Мать – правша. У неё два брата и сестра, все правши. Бабка и дед – правши. Отец пробанда – левша, его сестра и брат – левши, другие два брата и сестра – правши. Составьте родословную.
Задача 3
Составьте родословную вашей семьи, проследив наследование любого произвольно выбранного признака (цвет глаз, цвет волос, свободная мочка уха, вьющиеся или прямые волосы и т.д.)
Задание 3
Определите тип наследования и укажите генотипы представителей следующих родословных.
Контрольные вопросы:
-
Виды изменчивости.
-
Причины возникновения изменчивости
-
Нарушения в развитии организмов, возникновение мутаций
-
Возникновение наследственных заболеваний
Лабораторная работа 04
Тема: Приспособление организмов к разным средам обитания
Цель: получить представление о приспособленности организмов к среде обитания; выяснить механизм образования приспособлений; обосновать вывод о том, что приспособленность — результат действия естественного отбора; развивать умение выявлять черты приспособленности организмов.
Оснащение: гербарные экземпляры растений, фотографии и рисунки растений и животных.
Общие сведения:
Каждый организм живет в конкретных условиях, которые в процессе эволюции влияли на облик организма и процессы его жизнедеятельности. Поэтому можно сказать, что организмы являются живыми отражениями собственного прошлого. Разнообразие организмов отражает различия тех условий, в которых проходили их жизнь и развитие.
Часть окружающей природы, оказывающая прямое или косвенное воздействие на живые организмы, называется средой их обитания. Конкретный участок среды, занятый теми или иными видами, называют местообитанием.
Воздействие среды на организм осуществляется через экологические факторы: абиотические (проявление свойств неживой природы), биотические (влияние живой природы) и антропогенные (разнообразные проявления деятельности человека).
Комплекс абиотических факторов характеризует каждое место обитания организма (биотоп).
В процессе эволюции у организмов появляются приспособительные признаки, которые обеспечивают им преимущества в ходе естественного отбора. Приспособления выражены во внешнем и внутреннем строении, физиологических и биохимических процессах, поведенческих реакциях. Зная условия существования организма, можно предсказать некоторые его признаки, и наоборот, анализируя ряд признаков, можно представить естественные условия существования организма.
Выполнение работы:
Задание 1
1. Определите вид растения или животного, среду его обитания и образ жизни.
2. Назовите фенотипические особенности организма, обеспечивающие приспособленность к среде обитания.
3. Какие преимущества получили растения или животные в связи с появлением названных вами приспособлений? Результаты наблюдений занесите в таблицу по следующей форме:
Приспособленность организмов к среде обитания
Название вида |
Среда обитания, условия |
Черты приспособленности |
Биологическая роль приспособлений, их относительный характер |
Задание 2
Попытайтесь объяснить, как возникли приспособительные признаки, если предположить, что предковые формы ими не обладали. Сделайте вывод о значении приспособленности организма к среде.
Контрольные вопросы:
1.Виды приспособленности организмов
2. Межвидовые взаимоотношения в экосистеме
3.Биологический прогресс и регресс в эволюции
4. Критерии вида
Лабораторная работа 05
Тема: Описание антропогенных изменений в естественных природных ландшафтах своей местности. Сравнительное описание одной из естественных природных систем (леса и агроэкосистемы пшеничного поля). Решение экологических задач.
Цель: познакомиться с влиянием среды, экологических факторов на изменчивость различных видов организмов; определить виды приспособлений растений, насекомых, животных Башкортостана; выделить приспособительные признаки растений; уметь решать экологические задачи
Оснащение: методические указания, гербарный материал, «Красная книга», альбом с рисунками растений, живые растения.
Выполнение работы
Задание 1
1. Рассмотрите образцы растений из разных мест обитания. Сравните их, среди внешних особенностей обратите внимание на строение, окраску и расположение листьев и стеблей у растений;
2. Отметьте черты различия: развитие корневой системы, величину побега, размеры листовой пластины и степень ее рассечености, число листьев в прикорневой розетке, величину цветоноса.
3. Из физиологических проявлений у живых растений обратите внимание на ориентацию листьев растений к свету, их способность к выведению или удержанию влаги.
Данные зафиксируйте в виде таблицы:
Таблица 1.1 Приспособление растений к условиям мест обитания
Приспособительные признаки |
Виды растений |
||
Размеры листьев |
|||
Развитие механической ткани |
|||
Опушенность листьев (стеблей) |
|||
Другие (указать какие) |
|||
Условия обитания растений |
К условиям обитания относятся температурный режим, освещенность, влажность, требовательность к плодородию почвы и др.
Таблица 1.2.Приспособленность растений к действию света как абиотического фактора среды
Признаки растений |
Открытые места обитания |
Затемненные места обитания |
||
Преобладающая форма куста |
||||
Средние размеры побегов |
||||
Средние размеры листьев |
||||
Интенсивность окраски листьев |
||||
Другие (указать какие) |
Сделайте вывод: какие условия наиболее благоприятны для вида? Какие биологические преимущества приобретают растения в результате широкого спектра изменчивости?
При обработке результатов наблюдений обратите внимание на то, в каких признаках проявляются приспособительные особенности у животных и (или) растений; какую роль они играют для сохранения видов; какое значение появления приспособительных признаков для становления видового многообразия в природе.
Задание 2
-
Составьте схему пищевой цепи (зоопланктон, сельдь, мелкие рачки, фитопланктон; бактерии, разлагающие органические вещества). К каким функциональным группам относятся организмы этой цепи питания? Какие организмы занимают первый трофический уровень? Ответ обоснуйте.
-
Составьте схему пищевой цепи надземной экосистемы.
-
Какие организмы автотрофы, а какие гетеротрофы?
-
Какие организмы называются продуцентами, консументами, редуцентами?
-
Какие трофические уровни они занимают?
-
Какая пирамида биомассы называется перевернутой? Для каких экосистем характерна перевернутая пирамида биомассы?
Образец решения
Составьте схему пищевой цепи (кузнечики, змеи, орел, лягушки, растения и грибы, разлагающие органические вещества). К каким функциональным группам относятся организмы этой цепи питания? Какова роль консументов в пищевой цепи?
Ответ:
Р
Грибы
астения кузнечики лягушки змеи орел
Растения – продуценты, кузнечики, лягушки, змеи, орел – консументы, грибы – редуценты. Консументы – потребители органического вещества
Контрольные вопросы:
-
Докажите, что изменение генетики популяции есть предпосылка эволюционного процесса
-
Объясните возможности экологического образования новых популяций вида в результате дивергенции и естественного отбора.
-
Объясните причины многообразия видов живых организмов и их приспособленность к условиям окружающей среды, раскройте относительный характер целесообразности
-
Экологические факторы и их влияние на организмы
Литература
1. Мамонтов С.Г., Захаров В.Б. Общая биология. Для средних специальных учебных заведений. — М.: Высшая школа 2016.
2. В.М. Константинов, А.Г. Резанов. Общая биология. Для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования. – М.: Асадема 2015
3. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Общая биология. 10—11 кл. – М., 2016
Введение
Важную роль в изучении биологии в школе играют
лабораторные работы, которые способствуют
лучшему усвоению знаний и умений учащихся,
способствуют более глубокому и осмысленному
изучению биологии, формированию практических и
исследовательских умений, развитию творческого
мышления, установлению связей между
теоретическими знаниями и практической
деятельностью человека, облегчают понимание
фактического материала.
Учебный эксперимент имеет огромный потенциал
для всестороннего развития личности
обучающихся. Эксперимент включает в себя не
только источник знаний, но и способ их
нахождения, знакомство с первичными навыками
исследования природных объектов. В ходе
эксперимента обучающиеся получают
представление о научном методе познания.
Методическое пособие “Лабораторный практикум.
Биология. 5 класс” предназначено для организации
исследовательской деятельности школьников на
уроках биологии в 5 классе. Перечень лабораторных
работ, представленных в методическом пособии,
соответствует содержанию учебника “Биология”
для 5 класса общеобразовательных учреждений
(авторы: И.Н. Пономарёва, И.В. Николаев, О.А.
Корнилова), открывающему линию учебников по
биологии для основной школы и входящему в
систему “Алгоритм успеха”. В учебнике нет
точного соответствия параграфов количеству
часов, отведённых на их изучение. Поэтому меньшее
количество параграфов позволяет учителю
использовать оставшееся время для проведения
лабораторных работ.
При проведении лабораторных работ
используются технологии здоровьесбережения,
проблемного обучения, развития
исследовательских навыков. В ходе практических
занятий у обучающихся формируются такие
универсальные учебные действия, как:
- познавательные – осуществлять
исследовательскую деятельность; - регулятивные – сверять свои действия с целью
и при необходимости исправлять ошибки; - коммуникативные – слушать и слышать друг
друга, с достаточной полнотой и точностью
выражать свои мысли в соответствии с задачами и
условиями коммуникации.
В разработках практических занятий перед
школьниками ставится проблемный вопрос, указаны
планируемые результаты и необходимое
оборудование. Каждая разработка имеет
инструкцию по проведению лабораторной работы.
Важно перед выполнением лабораторных работ
познакомить обучающихся с требованиями по их
оформлению (приложение 1), с правилами техники
безопасности при выполнении лабораторных работ (приложение
2), с правилами выполнения рисунков природных
объектов (приложение 3).
Для визуального сопровождения практических
занятий к данному методическому пособию
прилагается электронная презентация (презентация).
Методические рекомендации к практическим
занятиям
Лабораторная работа № 1 “Изучение строения
увеличительных приборов”
Планируемые результаты: научиться
находить части лупы и микроскопа и называть их;
соблюдать правила работы в кабинете, обращения с
лабораторным оборудованием; использовать текст
и рисунки учебника для выполнения лабораторной
работы.
Проблемный вопрос: как люди узнали о
существовании в природе одноклеточных
организмов?
Инструктивная карточка по выполнению
лабораторной работы для обучающихся
Тема: “Изучение строения увеличительных
приборов”.
Цель: изучить устройство и научиться
работать с увеличительными приборами.
Оборудование: лупа ручная, микроскоп, ткани
плода арбуза, готовый микропрепарат листа
камелии.
Ход работы
Задание 1
1. Рассмотрите ручную лупу. Найдите основные
части (рис. 1). Узнайте их назначение.
Рис. 1. Строение ручной лупы
2. Рассмотрите невооружённым глазом мякоть
арбуза.
3. Рассмотрите кусочки мякоти арбуза под лупой.
Каково строение мякоти арбуза?
Задание 2
1. Рассмотрите микроскоп. Найдите основные
части (рис. 2). Узнайте их назначение.
Познакомьтесь с правилами работы с микроскопом
(с. 18 учебника).
Рис. 2. Строение микроскопа
2. Рассмотрите под микроскопом готовый
микропрепарат листа камелии. Отработайте
основные этапы работы с микроскопом.
3. Сделайте вывод о значении увеличительных
приборов.
Задание 3
1. Рассчитайте общее увеличение микроскопа. Для
этого перемножьте числа, указывающие на
увеличение окуляра и объектива.
Увеличение окуляра | Увеличение объектива | Общее увеличение микроскопа |
4 | 8 | |
10 | 40 |
2. Выясните, во сколько раз может быть увеличен
рассматриваемый вами объект с помощью школьного
микроскопа.
Лабораторная работа № 2 “Знакомство с клетками
растений”
Планируемые результаты: научиться
различать основные части растительной клетки;
соблюдать правила обращения с лабораторным
оборудованием; использовать текст и рисунки
учебника для выполнения лабораторной работы.
Проблемный вопрос: “Как устроена клетка
живого организма?”
Инструктивная карточка по выполнению
лабораторной работы для обучающихся
Тема: “Знакомство с клетками растений”.
Цель: изучить строение растительной
клетки.
Оборудование: микроскоп, пипетка,
предметное и покровное стёкла, пинцет,
препаровальная игла, часть луковицы, готовый
микропрепарат листа камелии.
Ход работы
Задание 1
1. Приготовьте микропрепарат кожицы лука (рис. 3).
Для того, чтобы приготовить микропрепарат,
познакомьтесь с инструкцией на с. 23 учебника.
Рис. 3. Приготовление микропрепарата
кожицы лука
2. Рассмотрите препарат под микроскопом.
Найдите отдельные клетки. Рассмотрите клетки при
малом увеличении, а затем при большом.
3. Зарисуйте клетки кожицы лука, обозначив на
рисунке основные части растительной клетки (рис.
4).
1. Клеточная стенка
2. Цитоплазма
3. Вакуоли
4. Ядро
Рис. 4. Клетки кожицы лука
4. Сделайте вывод о строении растительной
клетки. Какие части клетки вы смогли рассмотреть
под микроскопом?
Задание 2
Сравните клетки кожицы лука и клетки листа
камелии. Объясните, с чем связаны отличия в
строении этих клеток.
Лабораторная работа № 3 “Определение состава
семян”
Планируемые результаты: научиться
различать основные части растительной клетки;
соблюдать правила обращения с лабораторным
оборудованием; использовать текст и рисунки
учебника для выполнения лабораторной работы.
Проблемный вопрос: “Как можно узнать,
какие вещества входят в состав клетки?”
Инструктивная карточка по выполнению
лабораторной работы для обучающихся
Тема: “Определение состава семян”.
Цель: изучить способы обнаружения веществ
в семенах растений, исследовать их химический
состав.
Оборудование: стакан с водой, пестик,
раствор йода, марлевая и бумажная салфетки,
кусочек теста, семена подсолнечника.
Ход работы
Задание 1
Выясните, какие органические вещества входят в
состав семян растений, используя следующую
инструкцию (рис. 5):
1. Кусочек теста поместите на марлю и сделайте
мешочек (А). Промойте тесто в стакане с водой (Б).
2. Раскройте мешочек с промытым тестом.
Попробуйте тесто на ощупь. Вещество, которое
осталось на марле, – это клейковина или белок.
3. В образовавшуюся в стакане мутную жидкость
добавьте 2-3 капли раствора йода (В). Жидкость
синеет. Это доказывает наличие в ней крахмала.
4. Положите на бумажную салфетку семена
подсолнечника и раздавите их с помощью пестика
(Г). Что появилось на бумаге?
Рис. 5. Обнаружение органических
веществ в семенах растений
5. Сделайте вывод о том, какие органические
вещества входят в состав семян.
Задание 2
Заполните таблицу “Значение органических
веществ в клетке”, используя для этого текст
“Роль органических веществ в клетке” на с. 27
учебника.
Вещества клетки | Значение вещества |
Белок | |
Углевод (крахмал) | |
Жир |
Лабораторная работа № 4 “Знакомство с внешним
строением растения”
Планируемые результаты: научиться
различать и называть части цветкового растения;
зарисовывать схему строения цветкового
растения; соблюдать правила обращения с
лабораторным оборудованием; использовать текст
и рисунки учебника для выполнения лабораторной
работы.
Проблемный вопрос: “Какие органы имеет
цветковое растение?”
Инструктивная карточка по выполнению
лабораторной работы для обучающихся
Тема: “Знакомство с внешним строением
растения”.
Цель: изучить внешнее строение цветкового
растения.
Оборудование: лупа ручная, гербарий
цветкового растения.
Ход работы
Задание 1
1. Рассмотрите гербарный экземпляр цветкового
растения (василёк луговой). Найдите части
цветкового растения: корень, стебель, листья,
цветки (рис. 6).
Рис. 6. Строение цветкового растения
2. Зарисуйте схему строения цветкового
растения.
3. Сделайте вывод о строении цветкового
растения. Какие части различают у цветкового
растения?
Задание 2
Рассмотрите изображения хвоща и картофеля (рис.
7). Какие органы есть у этих растений? Почему хвощ
относят к споровым растениям, а картофель – к
семенным?
Хвощ
Картофель
Рис. 7. Представители разных групп
растений
Лабораторная работа № 5 “Наблюдение за
передвижением животных”
Планируемые результаты: научиться
рассматривать одноклеточных животных под
микроскопом при малом увеличении; соблюдать
правила обращения с лабораторным оборудованием;
использовать текст и рисунки учебника для
выполнения лабораторной работы.
Проблемный вопрос: “Какое значение для
животных имеет их способность передвигаться?”
Инструктивная карточка по выполнению
лабораторной работы для обучающихся
Тема: “Наблюдение за передвижением
животных”.
Цель: познакомиться со способами
движения животных.
Оборудование: микроскоп, предметные и
покровные стёкла, пипетка, вата, стакан с водой;
культура инфузорий.
Ход работы
Задание 1
1. Приготовьте микропрепарат с культурой
инфузорий (с. 56 учебника).
2. Рассмотрите микропрепарат под малым
увеличением микроскопа. Найдите инфузорий (рис.
8). Пронаблюдайте за их движением. Отметьте
скорость и направление движения.
Рис. 8. Инфузории
Задание 2
1. Добавьте в каплю воды с инфузориями несколько
кристалликов поваренной соли. Понаблюдайте за
тем, как ведут себя инфузории. Объясните
поведение инфузорий.
2. Сделайте вывод о значении движения для
животных.
- Приложение 1
- Приложение 2
- Приложение 3
Литература
- Алексашина И.Ю. Естествознание с основами
экологии: 5 кл.: практ. работы и их проведение: кн.
для учителя / И.Ю. Алексашина, О.И. Лагутенко, Н.И.
Орещенко. – М.: Просвещение, 2005. – 174 с.: ил. –
(Лабиринт). - Константинова И.Ю. Поурочные разработки по
биологии. 5 класс. – 2-е изд. – М.: ВАКО, 2016. – 128 с. –
(В помощь школьному учителю). - Пономарёва И.Н. Биология: 5 класс: методическое
пособие / И.Н. Пономарёва, И.В. Николаев, О.А.
Корнилова. – М.: Вентана-Граф, 2014. – 80 с. - Пономарёва И.Н. Биология: 5 класс: учебник для
учащихся общеобразовательных организаций / И.Н.
Пономарёва, И.В. Николаев, О.А. Корнилова; под ред.
И.Н. Пономарёвой. – М.: Вентана-Граф, 2013. – 128 с.: ил.