Лабораторная работа № 1

Тема: «Устройство микроскопа и микроскопическая техника. Изготовление временного микропрепарата. Форма клеток»

Цели занятия:

Изучить (вспомнить) устройство школьного микроскопа и освоить технику микроскопирования.

Изготовить временный препарат листа мха мниум, рассмотреть клетки, сравнить их.

Познакомиться с многообразием клеток.

Научиться правильно оформлять лабораторные работы.

Рекомендации по самоподготовке:

Пользуясь методической разработкой, изучите устройство светового микроскопа и правила работы с ним. Зарисуйте микроскоп (используя правила оформления лабораторной работы - см. ниже) в тетради для практических занятий, обозначьте на   рисунке его детали.

Задание № 1

Изучить устройство светового микроскопа и освоить технику работы с ним

Рассмотрите основные части микроскопа: оптическую и механическую.

Оптическая часть включает в себя объективы, устанавливаемые в гнезда револьверного устройства микроскопа; окуляр, расположенный в тубусе, осветительное устройство.

Объектив –сложная система линз. Чаще используют объективы х8, х40.

Окуляр – увеличивает изображение, переданное объективом. Чаще всего используют окуляры х7, х10,х15,х20.

С   оптической частью связано осветительное устройство, включающее в себя: а) зеркало (может быть с одной стороны вогнутое - используется при искусственном освещении; с другой стороны плоское – используется при естественном освещении); б) ирисовую диафрагму, вмонтированную в конденсатор, - для изменения степени освещенности препарата; в) конденсатор, с помощью которого пучок света фокусируется на препарате. С помощью зеркала пучок света посылается в конденсатор и через него на препарат.

К механической части микроскопа относятся: основание, предметный столик, тубус, револьвер, штатив, винты.

Увеличение, получаемое в микроскопе, определяют, умножая увеличение объектива на увеличение окуляра.

Переходим к освоению техники микроскопирования.

Поставьте микроскоп ручкой штатива к себе против левого плеча примерно в 2-3 см от края стола. Салфеткой протрите объектив, окуляр и зеркало.

Поставьте в рабочее положение объектив х8. Для этого поверните револьверное устройство микроскопа так, чтобы нужный объектив встал перпендикулярно   предметному столику. Нормальное положение объектива достигается тогда, когда слышится легкий щелчок револьвера.

Запомните, что изучение любого объекта начинается с малого увеличения!

Зеркалом направьте свет в отверстие предметного столика. Глядя в окуляр левым глазом, вращайте зеркало в разных направлениях до тех пор, пока поле зрения не будет освещено ярко и равномерно. Если света недостаточно, увеличьте отверстие диафрагмы.

Положите на предметный столик микропрепарат покровным стеклом вверх так, чтобы объект находился в центре отверстия предметного столика.

Глядя на объектив сбоку, пользуясь регулировочными винтами, поднимите предметный столик так, чтобы расстояние от покровного стекла до объектива было не больше 5-6 мм.

Смотрите в окуляр и одновременно медленно с помощью регулировочных винтов опускайте предметный столик до тех пор, пока в поле зрения не появится четкое изображение объекта. Перемещая препарат на предметном столике, рассмотрите его общий вид. Затем в центр поля зрения поместите участок препарата, который надо рассмотреть при большом увеличении.

Поверните револьверную головку и установите в рабочее положение объектив х20. Установку резкости следует произвести с помощью винта.

При зарисовке препарата смотрите в окуляр левым глазом, а в тетрадь - правым.

Заканчивая работу с микроскопом, при помощи револьвера заменить объектив большого увеличения на объектив малого, снять со столика микропрепарат. Убрать микроскоп на отведенное место.

Задание № 2

Приготовить препарат листа мниум, рассмотреть и зарисовать клетки.

А) для приготовления микропрепарата нужно взять предметное стекло и на его середину стеклянной палочкой нанести каплю воды. Один лист мха положить в каплю.

Б) взять покровное стекло и, держа его наклонно, стараясь не испачкать пальцами, прикоснуться ребром к капле и равномерно опустить. На листе мха не должно остаться пузырьков воздуха. Если они есть, надо добавить стеклянной палочкой сбоку от покровного стекла воды. В том случае, если стекло плывет, лишнюю воду необходимо удалить кусочком фильтровальной бумаги.

В) приступить к рассмотрению объекта, пользуясь правилами работы с микроскопом.

Г) зарисовать, глядя в микроскоп, различные клетки, хлоропласты раскрасить зеленым цветом. На рисунке сделать необходимые обозначения (используя инструкцию по оформлению лабораторной работы).

Д) сделать выводы по лабораторной работе.

внимательно ознакомьтесь с правилами оформления лабораторной работы.

Правила оформления лабораторной работы

Необходимым элементом микроскопического изучения объекта является его зарисовка в тетрадь. Цель зарисовки - лучше понять и закрепить в памяти строение объекта и отдельных структур.

Для выполнения зарисовок необходимо иметь карандаши - простой и цветные (но не фломастеры!).

При зарисовке необходимо соблюдать следующие правила:

до начала зарисовки вверху страницы записать название темы, лабораторной работы, а перед каждым рисунком – название объекта;

рисунок должен быть крупным, детали хорошо различимыми; на одной странице не должно быть более 3-4 рисунков;

рисунок должен правильно отображать форму и величину целого объекта, а также, соотношение размеров его отдельных частей;

вокруг рисунков не следует рисовать контуров поля зрения микроскопа;

в каждом рисунке обязательно должны быть сделаны обозначения его отдельных частей; для этого к отдельным частям объекта ставят стрелочки, а против каждой стрелочки пишут определенную цифру, желательно, чтобы все стрелочки были параллельны; затем сбоку от рисунка или под ним столбиком по вертикали пишут цифры, а против цифр- название части объекта;

надписи к рисунку выполняются простым карандашом.

 

Лабораторная работа № 2

Тема: «Каталитическая активность ферментов в живых тканях»

Цель работы:

Сформировать знания о   роли ферментов в клетках, закрепить умение работать с микроскопом, проводить опыты и объяснять результаты работы.

Теоретическая часть   лабораторной работы:

Катализ – это процесс изменения скорости химической реакции под влиянием различных веществ – катализаторов, участвующих в этом процессе и к концу реакции остающихся химически неизменными. Если от добавления катализатора происходит ускорение химического процесса, то такое явление называют положительным катализом, а замедление реакции – отрицательным. Чаще приходится встречаться с положительным катализом. В зависимости от химической природы катализаторы разделяются на   неорганические и органические. К последним относятся и биологические катализаторы – ферменты.

Известный всем пероксид водорода без катализаторов разлагается медленно. В присутствии неорганического катализатора (солей железа) эта реакция идет несколько быстрее. В процессе метаболизма клетки в ней также может образовываться пероксид водорода,   накопление которого в клетке может вызвать ее отравление.   Но практически во всех клетках имеется фермент каталаза, который разрушает пероксид водорода с невероятной скоростью: одна молекула каталазы расщепляет в 1 мин. более 5млн молекул пероксида водорода. Из других примеров можно указать следующие. В желудке человека вырабатывается фермент пепсин,   который расщепляет белки. Один грамм пепсина за час способен гидролизовать 50 кг яичного белка, а 1,6 г амилазы, синтезируемой в поджелудочной и слюнных железах, за час может расщепить 175 кг крахмала.

Практическая часть лабораторной работы:

Вариант № 1

Оборудование:

Свежий 3% -ный раствор пероксида водорода, пробирки, пинцет, ткани растений(кусочки сырого и вареного картофеля), и животных (кусочки сырого и вареного мяса или рыбы), песок, ступка и пестик.

 

Последовательность выполнения работы:

приготовить 5 пробирок и поместите в первую пробирку немного песка, во вторую – кусочек сырого картофеля, в третью – кусочек вареного картофеля, в четвертую – кусочек сырого мяса, в пятую – кусочек вареного мяса. Капните в каждую из пробирок немного пероксида водорода. Пронаблюдайте, что будет происходить в каждой их пробирок.

Измельчите в ступке кусочек сырого картофеля с небольшим количеством песка (для достаточного разрушения клетки). Перенесите измельченный картофель вместе с песком в пробирку и капните туда немного пероксида водорода. Сравните активность измельченной и целой растительной ткани.

Составьте таблицу, показывающую активность каждой ткани при различной обработке.

Номер пробирки	Объект исследования	Наблюдаемый результат
№1 и   т.д.

Объясните полученные результаты, ответив на контрольные вопросы:

В каких пробирках проявилась активность фермента? Почему?

Как проявляется активность фермента в живых и мертвых тканях? Объясните наблюдаемое явление.

Как влияет измельчение ткани на активность фермента?

Различается ли активность фермента в живых тканях растений и животных?

Как вы считаете, все ли живые организмы содержат фермент каталазу? Ответ обоснуйте.

Вариант 2.

Оборудование:

Микроскопы, предметное и покровное стекла, стаканы с водой, стеклянные палочки, пероксид водорода, лист элодеи.

Последовательность выполнения работы:

Приготовить препарат листа элодеи, рассмотрите его под микроскопом и зарисуйте несколько клеток листа.

Капните на микропрепарат пероксид водорода и снова наблюдайте за состоянием клеток.

Объясните наблюдаемое явление. Ответьте на вопросы: какой газ выделяется из клеток листа? Почему происходит его выделение? Напишите уравнение соответствующей реакции.

Капните каплю пероксида водорода на предметное стекло, рассмотрите ее под микроскопом, опишите наблюдаемую картину. Сравните состояние пероксида водорода в листе элодеи и на стекле.

Составьте отчет по лабораторной работе. Сформулируйте выводы по проведенному исследованию.

 

Лабораторная работа № 3

Тема: «Строение прокариотической клетки на примере   бактерии сенной палочки»

Цель работы:

Закрепить умение готовить микропрепараты и рассматривать их под микроскопом.

Находить особенности строения клеток, проводить наблюдения и объяснять полученные результаты.

Методика получения культуры бактерий сенной палочки:

Горсть сухого сена измельчают ножницами и помещают в химический стакан или другую посуду. Наливают воды по объему в 2 раза больше сенной массы и кипятят 30 минут. Затем настой профильтровывают через вату, наливают в колбу, плотно закрывают пробкой и ставят в темный шкаф при температуре до 30 градусовС. Через 3-5 дней на поверхности сенного настоя образуется беловатая пленка сенных палочек.

Бактерии сенной палочки довольно крупны (1,5-3 мкм) и при большом увеличении хорошо видны.

Оборудование:

Микроскопы, культура бактерии сенная палочка, предметное и покровное стекла, препаровальная игла, черная тушь.

Последовательность выполнения работы:

Нанесите каплю туши на предметное стекло. Препаровальной иглой снимите пленку с сенного настоя и поместите в каплю туши. Тщательно перемешайте иглой и сверху накройте покровным стеклом.

Рассмотрите приготовленный микропрепарат сначала под малым, затем под большим увеличением. Видны светлые продолговатые клетки. Это бактерии - сенные палочки.

Зарисуйте в тетради цепочки сенной палочки и также одну увеличенную особь.

Если настой с сенными палочками поставить в холодное место или начать высушивать, можно наблюдать спорообразование. Каждая особь сенной палочки (клетка) образует только одну спору; при этом содержимое клетки уплотняется и покрывается новой, очень плотной оболочкой, первоначальная оболочка бактерии разрушается. При большом увеличении можно видеть внутри клеток сенной палочки овальные тельца – споры.

Приготовить по той же методике микропрепарат сенной палочки из настоя, который находился при неблагоприятных условиях.

Зарисовать споры бактерии сенная палочка.

Сформулировать вывод, ответив на контрольные вопросы:

1. На чем основано деление всех живых организмов на две группы- прокариот и эукариот?

2. Какие организмы относятся к прокариотам?

3. В чем особенности строения клетки бактерий?

4. Как размножаются бактерии?

5. В чем сущность процесса спорообразования у бактерий?

 

Лабораторная работа № 4

Тема: Загрязненность воздуха микроорганизмами

Цель работы:

Познакомиться с общими положениями и методикой работы с микроорганизмами;

сделать анализ микрофлоры воздуха по количеству колоний на питательной пластинке.

Теоретическое обоснование работы:

Микроорганизмы относятся к биологическим загрязнителям атмосферы. Вызывая порчу продуктов, разрушая книги, мебель, строения, являясь источниками болезней человека, они оказывают отрицательное влияние на жизнь людей. Исследуя пробы воздуха микробиологическими методами, можно определить степень его загрязненности бактериями и грибками и принять меры по его обеззараживанию.

Практическая часть работы

Оборудование:

Чашки Петри (или стеклянные стерильные банки с металлическими крышками), наполненные питательной средой.

Последовательность выполнения работы:

описать помещение, отметить время постановки опыта.

Взять стерильную посуду, в исследуемом месте открыть крышку на 15 мин (поставить ее, не переворачивая, рядом с банкой).

Пробу принести в класс и поместить в теплое место (26 градусовС)

Через трое суток подсчитать число колоний и записать результат.

Отчетное задание

Заполнить таблицу.

Сравнить изученные места по микробиологическому загрязнению и выявить наиболее неблагоприятные.

Учитывая особенности живых организмов, попытайтесь понять, от чего зависит рост и расселение микроорганизмов в каждом месте исследования.

Что предпримите для уменьшения микробиологического загрязнения воздуха?

Сводная   таблица   микробиологического исследования (варианты мест исследования могут меняться):

Место исследования	Число колоний
№1 Двор   школы
№2 Коридор
№3 Столовая
№4   Туалетная   комната
№5   Кабинет

 

 

Лабораторная работа № 5

Тема «Общий план строения растительных и животных клеток. Разнообразие клеток»

Цель работы:

Изучить особенности строения растительной и животной клеток. Убедиться, что, несмотря на некоторые различия и особенности в строении, клетки обоих типов устроены по единому плану.

Последовательность выполнения работы:

Задание № 1  Изучить строение клеток кожицы лука

Теоретическая часть лабораторной работы (изучить внимательно)

Живые клетки кожицы – эпидермы – сочных чешуй лука репчатого являются хорошим объектом для изучения под микроскопом ядра и цитоплазмы, а также их производных: клеточной стенки и вакуоли.

Снаружи ядро покрыто ядерной оболочкой, а полость его занята ядерным соком. В ней располагается хромосомно-ядрышковый комплекс. Однако в неделящейся клетке хромосомы не видны, так как они деспирализованы. Ядрышки (их чаще всего два), наоборот, хорошо заметны в неделящейся клетке.

Клеточная стенка под микроскопом видна в виде линии, которая прерывается боле светлыми участками- порами. Они представляют собой неутолщенные места клеточной стенки. Через них проходят плазмадесмы (они не видны), связывающие клетки друг с другом.

Практическая часть лабораторной работы (выполнять последовательно)

Снимите с внутренней поверхности мясистой чешуи луковицы тонкую пленку – эпидерму.

Кусочек эпидермы поместить на предметное стекло в каплю воды.

Накрыть объект покровным стеклом.

Рассмотреть клетки эпидермы под различным увеличением микроскопа.

Провести окрашивающую реакцию клеток эпидермы раствором йода в йодистом калии. Каплю раствора на стеклянной палочке поднести к краю покровного стекла, а с противоположной стороны стекла воду отсосать фильтровальной бумагой. Проникший под покровное стекло раствор окрасит цитоплазму в желтый, а ядро – в светло-коричневый цвет. Эта реакция подтверждает наличие белковых веществ в ядре   и цитоплазме.

Зарисовать несколько клеток эпидермы, обозначив на рисунке: цитоплазму, ядро, вакуоли, оболочку клетки, поры. Постарайтесь найти устьице.

Задание № 2. Изучить строение клеток плоского эпителия полости рта человека

Последовательность выполнения работы:

Для приготовления препарата стерильным шпателем проведите с легким нажимом по нёбу или по деснам. При этом на кончике шпателя   в капельке слюны окажутся слущенные клетки эпителия, выстилающего полость рта.

Нанесите капельку слюны на предметное стекло и накройте ее покровным стеклом.

Рассматривайте препарат при большом увеличении с прикрытой диафрагмой конденсатора.

На препарате видны отдельные крупные плоские клетки   неправильной формы. Большая часть клеток мертвые, поэтому в них хорошо заметно ядро.

Зарисуйте несколько клеток, обозначьте ядро, цитоплазму.

Итоговая контрольная часть лабораторной работы(выполнить письменно):

Из каких основных частей состоит любая клетка?

Что общего имеется в строении растительной и животной клеток?

Чем различаются эти клетки?

Чем объяснить, что, будучи устроенными по единому плану, клетки весьма разнообразны по форме и размерам?

 

 

 

Лабораторная работа № 6

Тема: «Внутриклеточные движения. Движение цитоплазмы в клетках листа элодеи»

Цель работы:

1. Закрепить умение готовить микропрепараты и рассматривать их под микроскопом.

Пронаблюдать за движением цитоплазмы в клетке.

Закрепить умения объяснять полученные результаты.

Последовательность выполнения работы:

Теоретическая часть лабораторной работы (внимательно изучить и кратко законспектировать)

Внутриклеточные движения- движения цитоплазмы и органоидов (хлоропластов, митохондрий, ядра, хромосом и др.)   внутри клетки свойственны всем организмам.   Они наблюдаются в живых клетках растений, животных и микроорганизмов. Чаще всего в клетках можно видеть внутренние токи цитоплазмы и пассивно перемещающиеся в ней органоиды и гранулы. Трудно наблюдать активные движения органоидов, хотя большинство их способны к самостоятельным движениям.

Биологическое значение внутриклеточных движений велико: они обеспечивают перемещение веществ внутри клетки, регуляцию проницаемости клеточных мембран, интенсивность процессов фотосинтеза (в клетках зеленых растений), расхождение хромосом во время деления ядра и др.

Очевидно, что изучение причин и механизмов внутриклеточных движений - необходимое условие познания закономерностей жизнедеятельности клетки. Поэтому проблема внутриклеточных движений является одной из важных проблем современной цитологии.

Типы внутриклеточных движений:

Движения цитоплазмы отличаются значительным разнообразием. Основными являются следующие типы движения: колебательное, циркуляционное, ротационное и фонтанирующее.

Колебательное движение считается наименее упорядоченным, имеет неустойчивый и случайный характер. При этом типе движения одни участки цитоплазмы находятся в покое, другие скользят к периферии, третьи - к центру клетки.

Циркуляционное движение характерно для растительных клеток, имеющих протоплазматические тяжи, пересекающие центральную вакуоль (например, крупные клетки волосков покровных тканей крапивы и традесканции, клетки водорослей и др.). В этих клетках цитоплазма движется вокруг вакуоли (вдоль клеточной оболочки) и в тяжах, пересекающих вакуоль. Направление циркуляционного движения не постоянно, оно периодически меняется на противоположное.

Ротационное движение -   наиболее упорядоченный тип движения, характерный для растительных клеток, обладающих достаточно жесткими оболочками и большой центральной вакуолью.   Оно часто встречается в клетках листьев водных растений(элодеи, валиснерии, нителлы, хары), в клетках корневых волосков, пыльцевых трубках, в клетках камбия. При этом типе движения перемещение цитоплазмы происходит по периферии клетки и имеет более или менее постоянный характер.

Фонтанирующее   движение характеризуется тем, что в центре клетки цитоплазма перемещается в одном направлении, а в пристеночном слое – в обратном (токи цитоплазмы напоминают движение струй в фонтане). Этот тип движения считают промежуточным между циркуляционным и ротационным. Фонтанируещее движение можно наблюдать в клетках корневых волосков и пыльцевых трубках многих растений.

Влияние внешних факторов на внутриклеточные движения

Внешние факторы - тепло, свет, химические вещества- могут оказывать значительное воздействие на движение цитоплазмы и клеточных органоидов. Например, движение цитоплазмы в клетках элодеи полностью прекращается при температурах ниже 10 и выше 42 градусов С. наиболее интенсивное движение цитоплазмы наблюдается при температуре 37 градусов С. Присутствие в окружающей среде различных химических веществ может оказывать значительное стимулирующее воздействие на движение цитоплазмы некоторых водных растений.

Причины внутриклеточных движений

За внутриклеточные движения ответственны цитоплазматические белки, обладающие способностью к обратимым сокращениям. Они организованы в довольно сложные структуры, которые можно объединить в две основные системы – систему микрофиламентов и систему микротрубочек.

Микрофиламенты   представляют собой длинные нитевидные   структуры толщиной 5-7 нм, состоящие главным образом из белка актина. Белок микрофиламентов актин имеет глобулярную структуру и способен полимеризоваться с образованием длинных фибрилярных структур.

Актиновые нити могут быть рассеяны в цитоплазме, могут образовывать группы или пучки. При осуществлении движения актиновые нити взаимодействуют с более толстыми нитями, состоящими из белка миозина.

В немышечных клетках   микрофиламенты ответственны за изменение формы клетки, движения цитоплазмы и клеточных органоидов. Деление клетки и другие процессы.

Микротрубочки имеют вид цилиндрических образований диаметром 15 – 25 нм, причем толщина стенки составляет около 5-8 нм, а диаметр канала - менее 10 нм. Длина трубочек равна нескольким микрометрам. Основной белок, из которого построены микротрубочки,- тубулин. Тубулин обнаруживает удивительное сходство с актином, из которого построены микрофиламенты. В движениях микротрубочек большое значение имеет и другой белок - динеин, который входит в состав дополнительных структур- особых мостиков, с помощью которых осуществляется скольжение микротрубочек относительно друг друга.

Микротрубочки или рассеяны по всей цитоплазме, или собраны в организованные структуры. С их помощью осуществляются внутриклеточные движения цитоплазмы и органоидов, они участвуют в поддержании формы клетки, во внутриклеточном транспорте веществ, секреции конечных продуктов, в   перемещении хромосом при делении клетки. Подвижность ресничек и жгутиков у микроорганизмов также связана с функционированием микротрубочек.

Механизм внутриклеточных движений

Микрофиламенты могут осуществлять движение двумя путями: путем скольжения актиновых и миозиновых нитей друг относительно друга или путем полимеризации и деполимеризации   микрофиламентов (в этом случае движение обусловлено не скольжением, а нарастанием в длину актиновых микрофиламентов путем полимеризации их с одного конца. Это увеличение нити в длину приводит в движение ту часть клетки, которая контактирует с зоной нарастания микрофиламентов. Обратный процесс происходит при разрушении микрофиламентов).

Микротрубочки, так же как и микрофиламенты, генерируют движение двумя путями: за счет активного скольжения микротрубочек друг относительно друга или путем изменения их длины.

В осуществлении скользящего движения микротрубочек важную роль играют дополнительные структуры –динеиновые мостики, соединяющие микротрубочки.

Движение может вызываться также путем удлинения и укорочения микротрубочек. Эти изменения   обусловлены их частичной полимеризацией и деполимеризацией.

Практическая часть лабораторной работы

Оборудование: веточка элодеи, помещенная в стакан с водой (предварительно в стакан добавлено три капли спирта), микроскоп, предметное и покровное стекла, пинцет, препаровальные иглы, пипетка, салфетка.

Пассивное перемещение хлоропластов легко наблюдать в клетках водного растения элодеи, лист которой можно рассматривать в микроскоп целиком, не занимаясь приготовлением срезов. Наиболее быстро перемещаются хлоропласты в удлиненных клетках жилки листа и близ края листа, где скорость движения цитоплазмы наибольшая. Движение цитоплазмы стимулируется небольшим количеством этанола (3 капли), добавленного в стакан с элодеей.

Последовательность выполнения работы:

Один лист элодеи канадской положить в каплю воды на предметное стекло. Накрыть покровным стеклом.

Рассмотреть микропрепарат при малом увеличении, пронаблюдать за движением цитоплазмы. Для этого передвинуть препарат так, чтобы хорошо были видны удлиненные центральные клетки. Сосредоточив внимание на одном хлоропласте, проследить за его движением в токе цитоплазмы.

Зарисовать одну клетку листа элодеи. Стрелочками показать направление движения цитоплазмы и определить его тип.

Сделать заключительный вывод по лабораторной работе.

Лабораторная работа № 7

Тема: «Плазмолиз и деплазмолиз в клетках кожицы лука»

Цель: сформировать умение проводить опыт по получению плазмолиза, закрепить умения работать с микроскопом, проводить наблюдение и объяснять полученные результаты.

Теоретическая часть лабораторной работы:

При воздействии гипертонических растворов на клетку наблюдается плазмолиз. Плазмолиз - это отслаивание цитоплазмы от стенок клетки или ее сморщивание. Это происходит потому, что в результате диффузии вода из области с меньшей концентрацией солей переходит в область с большей концентрацией солей. Плазмолиз в клетке может вызывать любой раствор нейтральной соли, сахара, глицерина. После промывания препарата водой происходит восстановление клеткой своей исходной структуры. Этот процесс называется деплазмолизом. В основе этих процессов лежит диффузия воды через полупроницаемые мембраны.

Практическая часть лабораторной работы:

Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, стеклянные палочки или пипетки, стаканы с водой, фильтровальная бумага, гипертонический раствор хлорида натрия, чешуйки репчатого лука.

Последовательность выполнения работы:

Приготовьте препарат кожицы лука, рассмотрите клетки под микроскопом.   Обратите внимание на расположение цитоплазмы относительно клеточной оболочки.

Удалите с микропрепарата воду, приложив фильтровальную бумагу к краю покровного стекла. Нанесите на препарат несколько капель гипертонического раствора хлорида натрия. Исследуйте препарат под микроскопом и пронаблюдайте за изменением положения цитоплазмы.

Зарисуйте клетку. Отметьте на рисунке изменения, которые произошли с клеткой.

С помощью фильтровальной бумаги удалите гипертонический раствор хлорида натрия. Промойте препарат водой (до трех раз), для чего несколько раз нанесите воду и удалите ее фильтровальной бумагой.

Нанесите несколько капель воды на кожицу чешуи лука. Наблюдайте за изменениями в клетке.

Зарисуйте одну клетку. Отметьте на рисунке изменения, которые произошли с клеткой.

Сделайте обобщающий вывод, ответив на контрольные вопросы:

Куда двигалась вода (в клетки или из них) при помещении ткани в гипертонический раствор соли?

Чем можно объяснить такое направление движения воды?

Куда двигалась вода при помещении ткани в воду? Чем это объясняется?

Как вы думаете, что бы могло произойти в клетках, если бы их оставили в растворе соли на длительное время?

Как называется процесс диффузии воды через избирательно проницаемую мембрану?   Каково направление диффузии?

Что понимают под термином осмотическое давление?

Дайте определение понятию тургор, физиологический раствор?

Лабораторная работа № 8

Тема «Изучение факторов, влияющих на целостность цитоплазматической мембраны растительной клетки»

Теоретическая часть лабораторной работы:

Вашему вниманию предлагается небольшое исследование по изучению свойств цитоплазматической мембраны растительной клетки. В данном исследовании используется краснокочанная капуста. В вакуолях ее клеток содержится водорастворимый пигмент антоциан, придающий ее листьям характерную окраску. При разрушении клеточной стенки, цитоплазматической и вакуолярной мембран клетки антоциан выходит наружу и окрашивает раствор в пробирке.   В ходе работы предлагается выяснить влияние различных химических веществ на клеточную мембрану.

Для чистоты эксперимента нужно пользоваться одинаковыми пробирками, одинаковыми кусочками капусты (одинаковой толщины и площади),   добавлять одинаковое количество всех химических веществ. В ходе эксперимента (часть № 2) предлагается пользоваться только отмытыми от пигмента кусочками. Чтобы полностью удалить антоциан из разрушенных клеток, необходимо заранее нарезать достаточное количество кусочков капусты и вымочить их в водопроводной воде в течение 3 часов, меняя воду несколько раз.

В сухие   пробирки помещаются одинаковые кусочки капусты, обсушенные бумагой. Выбор веществ не случаен: этанол – полярное соединение, соляная кислота и гидроксид натрия - электролиты. Они взаимодействуют, в основном, с полярными (гидрофильными) составляющими мембраны (белками, гликопротеидами, полярными головками молекул фосфолипидов)   и вызывают денатурацию белков и их частичную экстракцию из мембран. Все это приводит к нарушению целостности клеточных мембран и выходу пигмента в раствор. Соляная кислота и щелочь вступают в химическую реакцию с антоцианом, придавая раствору красную и желтую окраску соответственно. По этой причине антоциан может быть использован как природный индикатор для обнаружения анионов гидроксила и катионов водорода в водном растворе.  

Ацетон – неполярный растворитель, взаимодействующий в основном с неполярными (гидрофобными) составляющими мембраны (хвостами молекул фосфолипидов, внутримембранными группами белков). Кроме того, ацетон, как и этанол, вызывает денатурацию белков.

Поваренная соль - полярное соединение, но в условиях опыта она не разрушает клеточные мембраны, поэтому раствор в пробирке остается бесцветным.

При показе демонстрационного опыта учителем или одним из учащихся предлагается выяснить воздействие температуры на целостность цитоплазматической мембраны. Одна пробирка помещается в баню при температуре не выше 40 градусовС, другая – при температуре не ниже 60 градусов С, третья пробирка кипятится в течение нескольких минут. При температуре выше 40   градусовС белки денатурируют, целостность мембран нарушается, и антоциан выходит в воду, придавая ей синюю окраску. При кипячении кусочков краснокочанной капусты попавший в воду антоциан подвергается термическому разложению и становится бледно-зеленым.

 

Во всех опытах необходимо отмечать не только окраску раствора, но и цвет кусочков капусты. Кусочки могут обесцветиться полностью или только по краю – в зависимости от количества разрушенных клеток. В опытах с соляной кислотой и гидроксидом натрия кусочки окрашиваются в тот же цвет, что и раствор. Это, возможно, говорит о   том, что ионы водорода и гидроксила проникают внутрь клеток и там взаимодействуют с антоцианом.

Практическая часть лабораторной работы:

Оборудование: листья краснокочанной капусты; пинцет; 7 пробирок или пенициллиновых пузырьков; лабораторный штатив для пробирок; мерный цилиндр или пластиковые шприцы на 5 мл; фильтровальная бумага; лист белой бумаги как фон для пробирок; вода; этанол (96%); ацетон; растворы соляной кислоты(1М);   гидроксида натрия(1М);   хлорида натрия (10%).

Последовательность выполнения работы:

Часть 1

Вырежьте 3 квадратных кусочка из листьев краснокочанной капусты. Следите, чтобы кусочки были одинаковые.

Поместите кусочки капусты в пробирку и добавьте 5 мл воды. Пронумеруйте эту пробирку № 1.

Поставьте пробирку в штатив.

Отмечайте изменения окраски содержимого пробирки. Определение окраски раствора удобно проводить на фоне листа белой бумаги.

Часть 2

Возьмите другую пробирку и повторите пункты 2 и 3, используя кусочки капусты, предварительно вымоченные в воде. Пронумеруйте эту пробирку № 2.

Пронумеруйте 5 пробирок: №3, №4, № 5, № 6, № 7.

Положите промытые кусочки капусты на фильтровальную бумагу и тщательно промокните их. Поместите высушенные кусочки в пробирки и добавьте вместо воды по 5 мл   следующих жидкостей:

В пробирку № 3 – этанол (96%)

В пробирку № 4 – ацетон

В пробирку № 5 - соляную кислоту (1М)

В пробирку № 6 - гидроксид натрия (1 М)

В пробирку № 7 - раствор хлорида натрия (10%)

Отметьте окраску содержимого всех пробирок (используйте лист белой бумаги в качестве фона)

Часть 3

Просмотрите внимательно демонстрационные опыты, показанные учителем или одним из учащихся.

Отметьте изменения окраски во всех пробирках.

Оформите результаты в виде таблицы:

Номер пробирки	Содержимое Пробирки и температура	Окраска жидкого содержимого пробирки	Окраска кусочков капусты
№ 1 и т.д.

Объясните результаты работы и запишите вывод в лабораторном отчете, ответив на контрольные вопросы:

В какой части живой капустной клетки находится пигмент антоциан? (ответ сопроводить рисунком с подписями)

Где был обнаружен антоциан во время эксперимента?

С какой целью в эксперименте использовались кусочки капусты, вымоченные некоторое время в воде?

Из чего состоит цитоплазматическая мембрана? (ответ сопроводить рисунком)

Какие их веществ, составляющих мембрану, гидрофильны, а какие – гидрофобны? Какие их веществ, добавленных в пробирки, являются полярными, а какие – неполярными?

Почему в опыте с раствором хлорида натрия окраска в растворе не изменилась?

Почему жидкие моющие средства могут вредно действовать на кожу?

Как можно использовать антоциан в химической лаборатории?

  

Лабораторная работа № 9

Тема «Кристаллы щавелевокислого натрия как продукты клеточного метаболизма»

Цель работы:

Ознакомиться с кристаллами щавелевокислого натрия, образующимися в некоторых клетках растений.

Теоретическая часть работы:

В пленчатых сухих чешуях луковицы лука репчатого в большом количестве встречаются кристаллы щавелевокислого кальция. Они призматической формы, одиночные или сросшиеся по два-три. Кристаллы образуются из щавелевой кислоты, которая в свободном состоянии в клеточном соке не остается, а нейтрализуется кальцием.

Кроме оксалата кальция, в   клетках растений распространены также кристаллы углекислого кальция - (в клубнях георгины, листьях агавы), сернокислого кальция - (в листьях тамариска, куриного проса, в тканях некоторых водорослей).

Как продукты вторичного обмена веществ в клетке, кристаллы накапливаются часто в тех органах растений, которые периодически сбрасываются- листья, кора, почечные чешуи. Волоски эпидермы. Форма кристаллов очень разнообразна и нередко специфична для тех или иных растений.

Оборудование:

Пленчатые сухие чешуи лука, предметное и покровное стекла, стакан с водой, стеклянная палочка.

Последовательность выполнения работы:

Приготовить микропрепарат сухой чешуи лука.

Сначала при малом, затем при большом увеличении рассмотреть одиночные и групповые кристаллы оксалата кальция.

Зарисовать одну-две клетки с кристаллами. Сделать необходимые подписи.

Сделать обобщающий вывод по лабораторной работе.

Лабораторная работа № 10

Тема «Включения клетки. Крахмальные зерна»

Цель работы: Изучить форму и строение крахмальных зерен клубня картофеля.

Теоретическая часть лабораторной работы:

Запасные питательные вещества растений - жиры, белки и углеводы необходимы растению и используются им в разное время.

Жиры в виде капель масла откладываются в органоидах клетки – сферосомах. Особенно богаты жирами семена и плоды таких растений как подсолнечник, клещевина, орешник, маслина, горчица.

Запасные белки-протеины откладываются в клеточном соке. При высыхании вакуолей образуются алейроновые зерна. Очень богаты белками семена бобовых и злаковых растений.

Углеводы - самые распространенные запасные вещества растений. Растворимые   в воде углеводы- глюкоза, фруктоза, сахароза, инулин - скапливаются в клеточном соке. Ими богаты плоды яблони, груши, винограда, корнеплоды моркови и свеклы, клубни георгины и земляной груши. Нерастворимый в воде углевод – крахмал – в виде крахмальных зерен откладывается в лейкопластах. Им богаты запасающие органы растения: семена (злаки и бобовые), клубни (картофель), луковицы (тюльпан, гиацинт), корневища (ирис, ландыш).

Крахмальные зерна имеют разную форму и величину. В зависимости от числа центров крахмалообразования и характера сложности различают простые и сложные крахмальные зерна.

Форма, величина и структура   крахмальных зерен специфичны для каждого растения. Эти     особенности широко используют для микроскопического анализа состава муки.

Практическая часть лабораторной работы:

Оборудование:

Клубень картофеля, препаровальная игла, стакан с водой, стеклянная палочка или пипетка, предметное и покровное стекла, микроскоп.

Последовательность выполнения работы:

Взять клубень картофеля, разрезать его скальпелем и место разреза поскоблить препаровальной иглой.

На предметное стекло в каплю воды окунуть иглу так, чтобы смыть соскобленную мякоть. Осторожно, не придавливая, накрыть каплю покровным стеклом.

Рассмотреть препарат при большом увеличении. В поле зрения видны более крупные и более мелкие крахмальные зерна. Уменьшая поток света на препарат при помощи ирисовой диафрагмы и конденсатора, можно увидеть слоистость зерен. Она зависит от разной обводненности слоев зерна. Если крахмал высушить, слоистость исчезнет. Большинство крахмальных зерен - простые. Однако в поле зрения постарайтесь найти сложные зерна.

Зарисовать типы крахмальных зерен картофеля, показав на рисунке их слоистость.

На этом же препарате, не снимая его со столика, провести окрашивающую реакцию крахмала раствором йода в йодистом калии. Когда реактив проникнет под покровное стекло, произойдет голубое окрашивание зерен. При избытке реактива крахмал окрашивается в черный цвет. Зарисовать рисунок, записать название реактива и результат реакции.

Сделать обобщающий вывод, ответив на контрольные вопросы:

Какие запасные вещества бывают в растении и где они откладываются? Где откладываются крахмальные зерна?

Чем отличаются сложные крахмальные зерна от простых?

От чего зависит слоистость зерен на микропрепарате?

Что называют включениями?

 

Лабораторная работа № 11

Тема «Хлоропласты, хромопласты и лейкопласты – пластиды растительной клетки»

 

Цель работы:

1. Изучить форму и расположение хлоропластов в клетке.

Изучить особенности строения хромопластов в клетках мякоти зрелых плодов.

Изучить форму и расположение лейкопластов в клетке.

Теоретическая часть лабораторной работы:

Пластиды (хлоропласты, лейкопласты и хромопласты) – обязательные органоиды растительных клеток. Они хорошо видны в световом микроскопе. Пластиды расположены в цитоплазме. Цитоплазма – бесцветная зернистая жидкость с биологическими свойствами живой материи. В ней происходит обмен веществ, она растет и развивается, обладает раздражимостью.

Хлоропласты - чечевицеобразные тельца зеленого цвета. Цвет этот обусловлен наличием хлорофилла. В хлоропластах происходит процесс фотосинтеза.

Хромопласты - оранжево-красные или желтые пластиды. Их окраска зависит от пигментов каротиноидов. Форма хлоропластов различна. Хромопласты придают яркую окраску зрелым плодам (рябина, шиповник, томат), корнеплодам (морковь), лепесткам цветков (настурция, лютик) и т.д. яркие цвета привлекают насекомых-опылителей, птиц, животных. Это способствует распространению плодов.

Лейкопласты – бесцветные пластиды округлой формы. В них накапливается крахмал в виде крахмальных зерен. Больше всего лейкопластов образуется в запасающих органах растений – клубни, корневища, плоды, семена.

Практическая часть работы:

Оборудование:

Микроскоп, предметные и покровные стекла, стакан с водой, стеклянная палочка или пипетка, лист элодеи канадской, плод рябины обыкновенной или томата, традесканция виргинская, препаровальные иглы, пинцеты, глицерин, раствор сахара.

Последовательность выполнения работы:

Часть 1

изготовить препарат для изучения хлоропластов. Для этого один лист элодеи канадской положить в каплю воды на предметное стекло. Осторожно накрыть покровным стеклом.

Препарат поместить на столике микроскопа так, чтобы был виден край листа. Рассмотреть его при малом, а затем при большом увеличении.

По краю листа клетки расположены однослойно, поэтому для их изучения не надо делать тонкого среза. Хлоропласты   выглядят как округлые зеленые тельца. Те, которые видны сбоку, имеют форму двояковыпуклой линзы.

Зарисовать одну клетку листа элодеи канадской, показать   хлоропласты, их раскрасить.

Часть 2

Изготовить препарат для изучения хромопластов - препарат мякоти плода рябины обыкновенной или мякоти плода томата.   Для   этого на предметное стекло пипеткой нанести каплю раствора глицерина. Он является просветляющей   жидкостью, поэтому качество изображения пластид значительно улучшается.

Препаровальной иглой вскрыть плод и взять на кончик иглы немного мякоти. Поместить ее в каплю глицерина, предварительно слегка растерев. Накрыть покровным стеклом.

При малом увеличении найти место, где клетки лежат наименее скученно. Перевести микроскоп на большое увеличение. При ярком освещении отрегулировать четкость очертания клеток с помощью винта.   Рассмотреть хромопласты, отметив характерные особенности их формы и цвет. Ядро и цитоплазма в таких клетках могут быть не видны.

Зарисовать клетку мякоти. Хромопласты раскрасить.

Часть 3

Изготовить препарат для изучения лейкопластов. На предметное стекло нанести каплю слабого раствора сахара, который применяется вместо чистой воды для того, чтобы лейкопласты не разбухали. Взять лист комнатного растения традесканции виргинской и пинцетом или препаровальной иглой с нижней стороны листа снять маленький кусочек эпидермы. Положить его в каплю раствора и накрыть покровным стеклом.

При малом увеличении   найти бледно-лиловые клетки. Клеточный сок в них окрашен антоцианом.

Перевести микроскоп на большое увеличение и рассмотреть одну клетку. Ядро в ней располагается в центре или прижато к одной из стенок. В цитоплазме, окружающей ядро, видны лейкопласты в виде мелких телец, сильно преломляющих свет.

Зарисовать одну клетку, сделать обозначения. Клеточный сок раскрасить.

Часть 4

Сделать обобщающий вывод, ответив на контрольные вопросы:

Каковы характерные отличия растительной клетки от животной?

Какие виды пластид различают в растительной клетке?

Какую роль играет каждый вид пластид?

Могут ли пластиды превращаться друг в друга? Докажите примерами.

Почему возможен процесс увеличения количества пластид делением их надвое?

 

Лабораторная работа № 12

Тема «Фазы митоза»

Цель работы:

Изучить фазы митоза в меристематических клетках конуса нарастания корня.

Теоретическая часть лабораторной работы:

Рост органов растения в длину и толщину происходит за счет увеличения числа клеток в результате митотического деления. Клетки, в которых одно деление следует за другим, называются меристематическими. Они имеют тонкие целлюлозные стенки, густую цитоплазму и крупные ядра. В интерфазном ядре хромосомы деспирализованы и поэтому в световой микроскоп неразличимы. Во время деления они спирализуются, укорачиваются и утолщаются. Тогда их можно подсчитать, определить форму и величину.

В непрерывном процессе митотического деления выделяют четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Все они хорошо видны в световом микроскопа.

Практическая часть работы:

Методика приготовления давленного препарата:

В качестве объектов исследования используются лук, семена гороха, ржи, а также комнатные растения - хлорофитум, колеус, традесканция.

Для получения корешков традесканцию, колеус проращивают стеблевыми черешками, хлорофитум – детками в стаканчиках с водой. Семена гороха, ржи замачивают в течение 24ч. затем, после набухания, перекладывают во влажный песок для проращивания. Песок предварительно промывают и прокаливают. Луковицы лука проращивают на водопроводной воде в банках (объем 250 мл) или чашках Петри (семена лука) в течение недели и более.

По мере отрастания корешков их отрезают и помещают в уксусно-спиртовой   фиксатор (3 части ледяной уксусной кислоты и 1 часть этилового спирта) на 3-4 часа (другой вариант - 1сутки). Оптимальная длина корешков для всех указанных растений 1-2 см. Объем фиксирующей жидкости должен превышать объем материала примерно в 50 раз. После фиксации корешки промывают 2-3 раза в 70% растворе спирта   (другой вариант - на 45 мин в 5Н соляную кислоту). После этого материал окрашивают. Краситель ацетолакмоид (приготовление красителя: 2,2г лакмоида и 100мл ледяной уксусной кислоты подогревают в течение нескольких минут – до кипения не доводить и оставляют для охлаждения; раствор фильтруют через бумажный фильтр; разбавляют в 2 раза дистиллированной водой, получая примерно 1% р-р лакмоида в 45%   уксусной кислоте) или ацетоорсеин (приготовление красителя: 1г орсеина растворяют в 55мл горячей уксусной кислоты. После остывания добавляют 45 мл дистиллированной воды. Перед работой краситель фильтруют. Корни необходимо окрашивать в небольших порциях красителя(5-6мл на 10-12 корней)).

Для приготовления давленного препарата от корня, извлеченного из красителя, отрезают кончик длиной 4-5мм. Делают это на предметном стекле препаровальной иглой. Затем накрывают покровным и легко постукивая спичкой по покровному стеклу, раздавливают объект. В результате получают   монослой клеток.

Последовательность выполнения работы:

Рассмотреть приготовленный микропрепарат кончика корня растения.

Среди меристематических клеток найти клетки с интерфазными ядрами. В них хорошо заметны ядрышки и оболочка. Таких клеток большинство, так как интерфаза длится во много раз дольше, чем фазы митоза.

Внимательно рассматривая делящиеся ядра, найти фазы митоза.

Зарисовать фазы митоза по порядку, подписать их.   Обозначить клеточную стенку, цитоплазму, ядро, ядрышки, хромосомы, веретено деления.

Сделать обобщающий вывод по лабораторной работе

Выполнить дополнительное задание: по выданным микрофотографиям митоза в растительной и животной клетках   распределить стадии митоза по порядку.

 

 

Лабораторная работа № 13

«Изучение изменчивости растений и животных, построение вариационного ряда и кривой»

Цель работы:

Познакомиться со статистическими закономерностями изменчивости, с методикой построения вариационного ряда и вариационной кривой, научиться экспериментальным путем выявлять закономерности природы.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ:

Прежде чем начать лабораторную работу, ответьте на следующие вопросы:

Каково значение модификационной изменчивости?

Какова связь между модификационной изменчивостью и генотипом любого организма?

Выскажите свое предположение о причинах модификационной изменчивости.

Что такое норма реакции, наследуется ли она?

Расшифруйте следующие понятия: варианта, вариационный ряд, вариационная кривая

В перечне признаков укажите те, которым свойственна узкая норма реакции:

А) рост растений б) вес животного в) окраска зрачка человека г) размеры ушной раковины зайца д) окраска шерсти белого медведя   е) размер головного мозга рыбы ж) длина шеи жирафа

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ:

Оборудование:

На каждый стол наборы биологических объектов: семена фасоли, бобов, колосья пшеницы, клубни картофеля, листья лавровишни, яблони, акации и пр.

Ход работы:

1А. Построение вариационного ряда.

1) У предложенных вам объектов выдерите признак, по которому можно  

провести исследования.

Разместите объекты в ряд по мере усиления выбранного признака (построить вариационный ряд)

Определите число образцов, сходных по рассматриваемому признаку.

Запишите в тетрадь числовое выражение вариационного ряда.

1Б. Даны следующие вариационные ряды по вариантам:

Вариант 1.

Изменчивость числа краевых (язычковых) цветков в соцветии хризантемы

Число краевых цветков в одном соцветии	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
Число таких соцветий	1	3	6	25	46	141	529	129	47	30	15	12	8	6	9

Вариант 2.

Изменчивость числа костных лучей в хвостовом плавнике камбалы

Число лучей в плавнике	47	48	49	50	51	52	53	54	55	56	57	58	59	60	61
Число таких   особей	2	5	13	23	58	96	134	127	111	74	37	16	4	2	1

 

Построение вариационной кривой.

Постройте оси координат: по оси абсцисс

- степень выраженности признака, по оси ординат - частота встречаемости признака

Постройте вариационную кривую, которая представляет собой графическое выражение изменчивости признака

Объясните выявленную закономерность частоты встречаемости   отдельных вариант в вариационном ряду.

3. Вычисление средней величины выраженности признака по формуле.

4. Сделайте вывод, в котором   отразите,   от каких факторов зависит   выраженность модификационной изменчивости и как это отражается на вариационной кривой.

 

Лабораторная работа № 14

"ИЗУЧЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСКУССТВЕННОГО ОТБОРА"

Цель работы:

Познакомиться с многообразием пород животных (сортов растений), провести сравнение с предковой формой, выявить направления и перспективы селекционно-генетической работы.

Оборудование:

Дидактические карточки

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ:

Заполнить таблицу:

Сорта или породы	Дикий предок, центр одомашнивания	Общие признаки	Различные признаки	Генетические основы наличия указанных признаков	Причины многообразия сортов или пород

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Перечисляем несколько взаимосвязанных биологических явлений и их результаты: 1) неопределенная изменчивость 2) определенная изменчивость 3) наследственность 4) искусственный отбор 5) дивергенция (расхождение признаков) 6) образование нескольких новых пород домашних животных (сортов культурных растений) от одного родоначального вида 7) приспособленность пород и сортов интересам и потребностям человека 8) многообразие пород и сортов 9) потребности человека в повышении продуктивности домашних животных (культурных растений)

Определите и изобразите схематически, при участии каких биологических явлений, перечисленных выше, произошли различные породы голубей и к каким результатам это привело. Взаимосвязь явлений по теории Ч.Дарвина, нужно показать на схеме стрелками, направив их от причины к следствию; сами явления - обозначенными цифрами; фактор, являющийся главной движущей силой образования новой породы или сорта, выделите в схеме двойной окружностью или другим цветом.

 

Лабораторная работа № 15

ГАМЕТОГЕНЕЗ И НАЧАЛЬНЫЕ ЭТАПЫ ОНТОГЕНЕЗА

 

ЦЕЛЬ: Ознакомиться по препаратам со стадиями формирования половых клеток и с начальными этапами развития   зародыша.

ОБОРУДОВАНИЕ: Готовые препараты семенника и яичника, фиксированные сперматозоиды и яйцеклетки, микроскопы.

ХОД РАБОТЫ

1. Рассмотреть и зарисовать с готового препарата     половые клетки на разных стадиях сперматогенеза. Определить стадию сперматогенеза.

Для этого изучить следующую информацию:

На   препарате видны перерезанные в разных   направлениях семенные канальцы. Выбрать один из канальцев для более подробного изучения. Большая часть среза через каналец занята мешковидными цистами, примыкающими к мембране канальца. Стенки цисты образованы   фолликулярными клетками. Внутри цист расположены половые клетки. В каждой цисте развитие клеток происходит синхронно.

В разных цистах можно наблюдать половые клетки на разных этапах сперматогенеза. Цисты с половыми клетками периода роста легко обнаружить: спермациты 1 порядка наиболее крупные, спермациты 2 порядка заметно мельче. Наибольший объем имеют цисты со сперматидами, которые рыхло располагаются   в полости цист. На поздних стадиях развития сперматид они становятся овальными и появляется хвостовая   нить. На заключительном этапе сперматогенеза головка приобретает палочковидную форму, хвостовая нить удлиняется.

2. На готовом микропрепарате изучить строение сперматозоидов, зарисовать, на рисунке сделать соответствующие обозначения.

 

ОТВЕТИТЬ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

Что общего между сперматогенезом и овогенезом и чем они отличаются друг от друга?

Какой набор хромосом у гамет человека?

Приведите примеры вегетативного размножения у растений.

Что такое спора?

Лабораторная работа № 15

«ИЗУЧЕНИЕ КРИТЕРИЕВ ВИДА»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Доказать, что для установления принадлежности особи к данному виду необходимо знать несколько критериев, характеризующих особь всесторонне.

ОБОРУДОВАНИЕ:

Иллюстративный материал (озерная и прудовая лягушки), дополнительная биологическая литература, географический атлас.

Теоретическая часть работы:

Вид – это совокупность особей, сходных по критериям вида до такой степени, что они могут в естественных условиях скрещиваться и давать плодовитое потомство. Плодовитое потомство – то, которое само может размножаться. Пример неплодовитого потомства – мул (гибрид осла и лошади), он бесплоден.

Критерий от греческого "критерион" — средство для суждения. Критерий — признак, по которому производится определение вида организма. Критерии, по которым можно судить о принадлежности данных особей к одному виду, следующие:

Морфологический – внутреннее и внешнее строение.

Физиолого-биохимический – как работают органы и клетки.

Поведенческий – поведение, особенно в момент размножения.

Экологический – совокупность факторов внешней среды, необходимых для жизни вида (температура, влажность, пища, конкуренты и т.п.)

Географический – ареал (область распространения), т.е. территория, на которой живет данный вид.

Генетико-репродуктивный – одинаковое количество и строение хромосом, что позволяет организмам давать плодовитое потомство.

Критерии вида относительны, т.е. по одному критерию нельзя судить о виде. Например, существуют виды-двойники (у малярийного комара, у крыс и т.д.). Они морфологически друг от друга не отличаются, но имеют разное количество хромосом и поэтому не дают потомства. (То есть морфологический критерий не работает [относителен], но работает генетико-репродуктивный).

Практическая часть работы:

ХОД РАБОТЫ

Рассмотрите предложенное животное и определите его вид по следующим критериям.

Морфологический.

1………..Длина тела составляет 6—13 см, масса — до 200 г. Тело удлинённое, морда овальная, немного заострённая. Сверху тело окрашено в буро-зелёный цвет разных оттенков с тёмными пятнами. Вдоль головы и позвоночника у большинства особей (до 90 %) проходит светлая полоса разной степени выраженности. Нижняя часть тела окрашена в грязно-белый или слегка желтоватый цвет, в большинстве случаев с многочисленными тёмными, иногда чёрными пятнами. Глаза ярко-золотистого цвета.  Головастик светло-оливковой окраски, грушевидной формы. Если голени прижаты к бедрам и расположены перпендикулярно к продольной оси тела, то голеностопные суставы заходят друг за друга. Внутренний паточный бугор низкий. Самцы с дымчато-серыми резонаторами в углах рта.

2.Длина тела ……лягушки редко превышает 8 см. Окраска спинной стороны обычно ярко-зеленая, серо-зеленая, оливковая или коричневая, с большим или меньшим количеством тёмных пятен, вдоль средины спины часто проходит узкая светлая продольная полоска, брюшная сторона однотонно белая или желтоватая. Некоторые особи без спинного рисунка и с мелкими пятнами на горле или передней части брюха. Барабанные перепонки хорошо развиты. По бокам головы часто имеются полосы, которые проходят от кончика морды через ноздри, глаза, а иногда и барабанные перепонки. На нижней части ступни есть высокий и сжатый с боков пяточный бугор, имеются плавательные перепонки. У самцов на первых двух-трех внутренних пальцах передних конечностей развиты темно-коричневые брачные мозоли, а по бокам головы в углах рта находится пара внешних звуковых резонаторов белого цвета. В сезон размножения туловище самцов может быть с желтоватым оттенком.

Географический

1………..лягушка распространена в Южной  и  Центральной Европе, Передней и Средней Азии, в Северной Африке. В Восточной Европе распространена до 60° с.ш., встречается в Крыму, на Кавказе, в Казахстане. На востоке — до озера Балхаш.

2……… лягушка распространена в центральной  Европе от западной Франции на западе до Поволжья на востоке (переходит на левый берег Волги в её среднем течении). Северная граница ареала проходит через Голландию, южную Швецию и далее через северо-запад России(Ленинградская и Новгородская области), Башкирию и Татарстан. На юге граница частично совпадает с лесной и лесостепной зоной и ограничена севером Италии, северными предгорьями Альп и Балканами, севером Румынии, центрально-южными регионами Украины.

Экологический

1………..лягушка живет в постоянных, достаточно глубоких (более 20 см) водоёмах. Чаще всего это старицы рек, пруды, рвы, озёра, но нередко её можно встретить и вдоль берегов рек. Активна почти круглые сутки. В случаях опасности лягушка обычно прячется в воде. Охотится она преимущественно на суше, вдоль берегов водоёмов, тут её чаще всего можно встретить в самое теплое время суток — с 12 до 17 часов.

Зимуют лягушки обычно в тех же водоёмах, где живут в тёплый период года, но иногда мигрируют в более глубокие места, где есть родники. Отходят на зимовку, когда температура воды снижается до 8—10 °C. В незамерзающих водоёмах с тёплой водой лягушки бывают активными почти всю зиму.

2………обитает в слабопроточных или стоячих мелководных водоёмах широколиственных и смешанных лесов, встречаясь после размножения по увлажнённым лесам и далеко от воды. В лесостепях и степях живет только в водоёмах, главным образом в старицах рек и прудах. Кислотность таких водоемов колеблется в пределах  рН = 5,8—7,4. В горы поднимается на высоту до 1550 м.

Результаты исследований занесите в таблицу

 

Виды лягушек	Морфологический критерий	Географический критерий	Экологический критерий
Озерная: Самец самка
Прудовая: Самец самка

Сделайте вывод, ответив на следующие вопросы:

По каким признакам вы отнесли предложенные организмы к разным видам?

Докажите, что установление видовой принадлежности невозможно только по одному из критериев вида.

Обоснуйте, почему существуют виды, сходные, казалось бы, по всем признакам, но не скрещивающиеся?

Существуют ли трудности в определении вида растения, найденного в природе?

Для всех ли видов организмов характерен морфологический критерий? Ответ обоснуйте.

 

Лабораторная работа № 16

«ИЗУЧЕНИЕ ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ ОРГАНИЗМОВ К СРЕДЕ ОБИТАНИЯ»

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Установить механизм приспособленности организмов к среде обитания и убедиться, что любая приспособленность относительна и является результатом действия естественного отбора.

 

ОБОРУДОВАНИЕ:

Раздаточный материал в виде индивидуальных иллюстративных карточек.

Теоретическая часть работы

Приспособленность - соответствие признаков организма (внутреннего и внешнего строения, физиологических процессов, поведения) среде обитания, позволяющее выжить и дать потомство. Например, водные животные имеют обтекаемую форму тела; лягушку делает незаметной на фоне растений зеленая окраска спины; ярусное расположение растений в биогеоценозе дает возможность эффективно использовать солнечную энергию Для фотосинтеза. Приспособленность помогает выжить организмам в тех условиях, в которых она сформировалась под влиянием движущих сил эволюции. Но и в этих условиях она относительна. Белая куропатка а солнечный день выдает себя тенью. Заяц-беляк, незаметный на снегу, хорошо виден на фоне темных стволов.

Примеры адаптаций:

примеры морфологической адаптации:

 

1. Покровительственная окраска – окраска у организмов, обитающих на открытых пространствах. Например: белый медведь, тигр, зебра, змеи.

2. Маскировка – форма тела и окраска сливаются с окружающими предметами. Например: морская игла, морской конек, гусеницы некоторых бабочек, палочник.

3. Мимикрия – подражание менее защищенного вида более защищенному. Например, муха-журчалка – осе; некоторые змеи. Необходимо, однако, чтобы численность вида-подражателя была значительно меньше численности модели. В противном случае мимикрия не приносит пользы: у хищника не вырабатывается стойкого условного рефлекса на форму или окраску, которой следует избегать.

4. Предупреждающая окраска – яркая окраска и защита от поедания (жало, яд и др). например, жук-коровка, жерлянка, тропические квакши.

5. Приспособление к экстремальным условиям. Например, верблюжья колючка имеет длинный корень, уходящий под землю на десятки метров и видоизмененные листья – колючки.

6. Коэволюция - приспособления одних видов к другим. Например, насекомоопыляемые цветы. Процесс эволюции и адаптации каждого вида не происходит в биологическом вакууме, независимо от других форм. Напротив, часто одни виды оказывают заметное влияние на эволюцию других. В результате этого возникают разнообразные взаимозависимости между видами. Некоторые растения не могут выжить в тех районах, где отсутствуют насекомые, опыляющие их.

адаптации этологические или поведенческие:

1. Замирание (опоссумы, некоторые жуки, земноводные, птицы) и угрожающая поза (Бородатая ящерица, ушастая круглоголовка) - защита от поедания плотоядными животными.

2.   Запасание корма (Кедровка, сойка, бурундук, белка, пищуха) - переживание бескормицы

Практическая часть работы:

 

ХОД РАБОТЫ:

 

1.Внимательно рассмотрите предложенные вам организмы   на   иллюстративных карточках   и:

Выявите наиболее очевидные приспособления, классифицируйте их.

Отметьте те факторы среды, которым соответствуют данные приспособления.

Объясните биологическое значение данных приспособлений.

Данные исследований занесите в таблицу:

 

Приспособления	Факторы среды, которым соответствует приспособление	Биологическое значение

 

 

2. Сделайте вывод по лабораторной работе, ответив на следующие вопросы:

1) Какие преимущества получили организмы в связи с приобретением определенных вами характерных признаков приспособленности?

2) Приведите доказательства относительной приспособленности к условиям среды (на примере представителей выданной вам карточки)

3) Поясните, как могли возникнуть определенные вами приспособительные признаки, если предположить, что предки этих организмов их не имели.