Биология - Ухтинский государственный технический университет

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ухтинский государственный технический университет»
(УГТУ)
Биология
Методические указания
Ухта, УГТУ, 2015
УДК 546(076.5) + 547(076.5)
ББК 24.1 я7 + 24.2 я7
С 76
Степанова, А. К.
С 76
Биология [Текст] : метод. указания /А. К. Степанова. – Ухта : УГТУ,
2015. – 34 с.
Методические указания предназначены для выполнения лабораторных
работ по ОДБ.07. Биология для студентов специальностей: 190629 Техническая
эксплуатация подъёмно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования, 151031 Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования, 270802 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений, 250407
Технология лесозаготовок, 250401 Технология деревообработки, 190631 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта.
УДК 546(076.5) + 547(076.5)
ББК 24.1я7 + 24.2 я7
Методические указания рассмотрены и одобрены заседанием предметноцикловой комиссии естественнонаучных дисциплин (протокол №5 от
19.02.2015).
Рецензент: И. В. Чурилина, преподаватель физики и естествознания высшей категории ФГБОУ ВПО Индустриального института (СПО).
Корректор: А. Ю. Васина. Технический редактор: К. В. Зелепукина.
В методических указаниях учтены замечания рецензента.
План 2015 г., позиция 261.
Подписано в печать 29.05.2015 г. Компьютерный набор.
Объём 34 с. Тираж 100 экз. Заказ №296.
© Ухтинский государственный технический университет, 2015
169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, д. 13.
Типография УГТУ.
169300, Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, д. 13
Содержание
Введение ....................................................................................................................... 3
Лабораторная работа №1
Органоиды клетки. ...................................................................................................... 5
Лабораторная работа №2
Решение задач на моногибридное и дигибридное скрещивание. .......................... 7
Лабораторная работа №3
Построение вариационного ряда и вариационной кривой. .................................. 10
Лабораторная работа №4
Приспособленность организмов к среде обитания. ............................................... 12
Лабораторная работа №5
Вид и его критерии. Структура вида. ...................................................................... 15
Практическая работа по биологии №1
Сравнительная характеристика ДНК и РНК. ......................................................... 17
Практическая работа по биологии №2
Вирусы. ....................................................................................................................... 19
Практическая работа №3
Обмен веществ и превращение энергии в клетке. ................................................. 20
Практическая работа №4
Формы размножения организмов. Мейоз. .............................................................. 22
Практическая работа №5
Сцепленное наследование. Взаимодействие генов................................................ 25
Практическая работа №6
Центры многообразия и происхождения культурных растений. ......................... 26
Практическая работа №7
Предпосылки возникновения эволюционной теории Ч. Дарвина. ...................... 27
Практическая работа №8
Микроэволюция. Формы естественного отбора. ................................................... 28
Практическая работа №9
Основные закономерности макроэволюции. Доказательства эволюции. ........... 29
Практическая работа №10
Экологические факторы. Межвидовые взаимоотношения в экосистеме. ........... 31
Практическая работа №11
Экологические системы ............................................................................................ 33
Библиографический список...................................................................................... 34
3
Введение
Методические указания к лабораторным и практическим работам составлены на основании Рабочей программы, разработанной в соответствии с примерной программой учебной дисциплины «Биология» для профессий НПО и
СПО, автор: Константинов В. М., доктор биологических наук, профессор
(утверждена Минобрнауки 16 апреля 2008 года).
В соответствии с Рабочей Программой, количество часов теоретического
обучения и лабораторных работ следующее:
теоретическое обучение – 54 час;
лабораторные и практические работы – 24 час.
Лабораторные и практические работы предназначены для успешного
усвоения знаний, приобретения обучающимися практических навыков, опыта
самостоятельной деятельности. Методические указания к лабораторным и
практическим работам определяют последовательность самостоятельного выполнения работы с соответствующими выводами и оформлением работы, проверку уровня теоретических знаний в предложенных заданиях.
4
Лабораторная работа №1
Органоиды клетки.
Особенности строения растительной и прокариотической клетки
Тема. Учение о клетке.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 2 часа.
Цель работы:
1. Закрепить знания о строении эукариотической клетки.
2. Ознакомиться с особенностями строения прокариотической и растительной клеток.
Материалы для работы: микроскоп с препаратами растительной клетки,
таблица «Строение клетки», рисунки с изображением животной клетки и её органоидов, учебник, конспекты.
Краткие сведения из теории.
Цитология – наука, изучающая структуру и функции клетки. Английский
учёный Роберт Гук впервые применил микроскоп для исследования структуры
растительных тканей. В 1665 г. при исследовании среза пробки Р. Гук заметил
мелкие полости, похожие по форме на ячейки пчелиных сот, и назвал их ячейками, или клетками. Изобретение в 30-х годах XX в. электронного микроскопа и
усовершенствование в связи с этим методов исследований позволили намного
глубже изучить структуру и функционирование различных компонентов клетки.
Ход работы
1. Изобразить следующие органоиды эукариотической клетки, используя
предоставленные материалы для работы:
• цитоплазматическая мембрана;
• эндоплазматическая сеть (ЭПС);
• аппарат Гольджи;
• митохондрия;
• рибосома;
• лизосома;
• клеточный центр.
Указать на рисунке их строение.
2. Выписать особенности строения растительной клетки.
3. Рассмотреть под микроскопом окрашенный препарат кожицы лука,
найти клеточную стенку, ядро, вакуоли. Изобразить увиденное в тетради, отметить увиденные органоиды.
5
4. Начертить и заполнить таблицу, используя изображение прокариотической клетки и информацию, полученную при изучении эукариотической клетки. В соответствующей строке таблицы сделать запись о том имеется данный
органоид у клетки или нет.
Таблица 1. – Сравнительная характеристика прокариотической и эукариотической клетки
№п/п
Органоиды клетки
Прокариотическая клетка Эукариотическая клетка
1
Ядро
2
Ядерная оболочка
3
Цитоплазматическая
мембрана
4
Клеточная стенка
5
Эндоплазматическая сеть
(ЭПС)
6
Аппарат Гольджи
7
Митохондрии
8
Рибосомы
9
Лизосомы
10
Вакуоли
11
Цитоскелет
5. Используя данные таблицы, сделать вывод о том, какая клетка устроена сложнее.
6. Выполнить предложенное задание.
6
Лабораторная работа №2
Решение задач на моногибридное и дигибридное скрещивание
Тема. Основы генетики и селекции.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 2 часа.
Цель работы: закрепить основные термины генетики, закономерности
наследования признаков, умение решения генетические задачи.
Материалы для работы: текст с условиями задач, конспект лекций.
Решение простейших генетических задач на конкретных примерах показывает, как наследуются признаки, каковы условия их проявления, что необходимо знать и каких правил придерживаться при получении новых сортов культурных растений и пород домашних животных.
Для успешного решения генетических задач необходимо знание основных законов наследования признаков, а также понимание того, что законы генетики носят статистический характер. Это значит, что полученные в эксперименте результаты скрещивания будут тем ближе к теоретическим, чем большее
количество потомков будет получено в опыте.
Ход работы
1. Решить задачи на моногибридное скрещивание
Краткие сведения из теории
Задача № 1. У крупного рогатого скота ген, обусловливающий чёрную
окраску шерсти, доминирует над геном, определяющим красную окраску. Какое потомство можно ожидать от скрещивания гомозиготного чёрного быка и
красной коровы?
Вначале введём обозначения. В генетике для генов приняты буквенные
символы: доминантные гены обозначают прописными буквами, рецессивные −
строчными. Ген чёрной окраски доминирует, поэтому обозначим его А. Ген
красной окраски шерсти рецессивный – а. Следовательно, генотип чёрного гомозиготного быка будет АА. Каков генотип у красной коровы? Она обладает
рецессивным признаком, который может проявиться фенотипически только в
гомозиготном состоянии. Таким образом, её генотип – аа. Если в генотипе коровы был хотя бы один доминантный ген а, то окраска шерсти у неё не была бы
красной.
Теперь, когда генотипы родительских особей определены, необходимо
составить схему теоретического скрещивания.
7
Чёрный бык образует один тип гамет по исследуемому гену – все половые клетки будут содержать только ген А. Для удобства подсчёта записываем
только типы гамет, а не все половые клетки данного животного. У гомозиготной коровы также один тип гамет – а. При слиянии таких гамет между собой
образуется один, единственно возможный генотип – Аа, т. е. всё потомство будет единообразно и будет нести признак родителя, имеющего доминантный фенотип – чёрного быка. Таким образом, можно записать следующий ответ: при
скрещивании чёрного гомозиготного быка и красной коровы в потомстве следует ожидать только чёрных гетерозиготных телят Аа.
Решить следующие задачи.
Задача № 2. Какое потомство можно ожидать от скрещивания коровы и
быка, гетерозиготных по окраске шерсти?
Задача № 3. У морских свинок вихрастая шерсть определяется доминантным геном, а гладкая – рецессивным.
1. Скрещивание двух вихрастых свинок между собой дало 39 особей с
вихрастой шерстью и 11 гладкошёрстных животных. Сколько среди особей,
имеющих доминантный фенотип, должно оказаться гомозиготных по этому
признаку?
2. Морская свинка с вихрастой шерстью при скрещивании с особью, обладающей гладкой шерстью, дала в потомстве 28 вихрастых и 26 гладкошёрстных потомков. Определите генотипы родителей и потомков.
Задача № 4. На звероферме получен приплод в 225 норок. Из них 167
животных имеют коричневый мех и 58 голубовато-серой окраски. Определите
генотипы исходных форм, если известно, что ген коричневой окраски доминирует над геном, определяющим голубовато-серый цвет шерсти.
2. Решить задачи на дигибридное скрещивание
Краткие сведения из теории
Задача № 5. Выпишите гаметы организмов со следующими генотипами:
ААВВ, аавв, ААвв, ааВВ, АаВВ, Аавв, АаВв. Разберём один из примеров.
При решении подобных задач необходимо руководствоваться законом чистоты
гамет: гамета генетически чиста, так как в неё попадает только один ген из
каждой аллельной пары. Возьмём, к примеру, особь с генотипом АаВв. Из первой пары генов – пары Аа – в каждую половую клетку попадает в процессе
мейоза либо ген А, либо ген а. В ту же гамету из пары генов Вв поступает ген В
или в. Таким образом, гамета может содержать или все доминантные гены –
АВ, или же рецессивные – ав, а также их сочетания: Ав, аВ.
8
Решить следующие задачи.
Задача № 6. У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над
геном рогатости, а ген чёрного 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 чёрного комолого
быка, гетерозиготного по обеим парам признаков с красной рогатой коровой?
3. Выполнить предложенное задание.
Пример решения и оформления задач
Задача. У арбуза зелёная окраска (А) доминирует над полосатой. Определите генотип и фенотип F1, полученный от скрещивания гомозиготных растений, имеющих зелёную и полосатую окраску плодов.
Дано:
А – зелёная окраска
а – полосатая окраска
Р: ♀АА х ♂аа
F1 – ?
Решение:
1. Определяем и записываем генотипы скрещиваемых особей.
2. Записываем схему скрещивания.
Р:
♀АА
♂аа
х
зел
пол
(а), (а)
G: (А), (А) х
F1:
Аа, Аа, Аа, Аа
100%
зел.
Ответ: F1: 100% Аа зелёная окраска арбузов.
9
Лабораторная работа №3
Построение вариационного ряда и вариационной кривой
Тема. Основы генетики и селекции.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 2 часа.
Цель работы:
1. Выявить закономерности модификационной изменчивости.
2. Ознакомиться с методикой построения вариационного ряда и вариационной кривой.
Материал для работы: ёмкость с семенами гороха, линейка, карандаш.
Краткие сведения из теории
Генетика изучает основные свойства живых организмов: наследственность и изменчивость. Изменчивостью называют способность живых организмов приобретать новые признаки и свойства. Изменчивость организмов, возникающая под влиянием факторов внешней среды и не затрагивающая генотипа,
называется модификационной или фенотипической, т. к. под влиянием внешней среды происходит изменение фенотипа, а генотип не меняется. Модификационная изменчивость охраняет организм от стрессовых воздействий среды.
Благодаря фенотипической пластичности популяция может выжить в среде,
изменившейся неблагоприятным образом.
Ход работы
1. Произвести замер диаметра семян гороха (единица измерения – миллиметр), записать соответствующие данные в одну строчку.
2. Составить и заполнить таблицу, используя данные, записанные ранее в
пункте 1.
Таблица 2. – Вариационный ряд
Диаметр семян, мм
Количество семян, шт.
Общее количество семян, шт.
Вариационный ряд – ряд изменчивости данного признака.
3. Построить вариационную кривую:
• ось абсцисс – диаметр семян гороха, мм;
• ось ординат – количество семян гороха (шт.) с данным диаметром (частота встречаемости признака).
10
К осям абсцисс и ординат восставить перпендикуляры, соответствующие
диаметру семян гороха и частоте встречаемости семян гороха с данным диаметром. Соединить точки пересечения перпендикуляров. Получим вариационную кривую.
Вариационная кривая – это графическое выражение модификационной
изменчивости признака.
4. Выводы. Сравните края и центр вариационной кривой и ответьте на
вопросы:
1) С каким диаметром чаще встречаются семена гороха: максимальным,
средним или минимальным? Почему?
2) О чём свидетельствует длина вариационного ряда?
5. Выполнить предложенное задание.
11
Лабораторная работа №4
Приспособленность организмов к среде обитания
Тема. Эволюционное учение.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 2 часа.
Цель работы: ознакомиться с видами приспособленности организмов к
среде обитания. Выявить механизм образования приспособленностей.
Материал для работы: учебник, гербарные экземпляры растений, таблицы с изображением приспособленностей животных.
Краткие сведения из теории.
В настоящее время на нашей планете обитает несколько миллионов видов
живых организмов, каждый из которых по-своему уникальный.
Приспособленность организмов, или адаптации, представляют собой
совокупности тех особенностей строения, физиологии и поведения, которые
обеспечивают для данного вида возможность специфического образа жизни в
определённых условиях внешней среды. Все живые организмы обитают в разных условиях окружающей среды, поэтому по-разному к ней приспособлены.
Естественный отбор формирует приспособление к конкретным условиям существования (в данное время и в данном месте), а не ко всем возможным условиям
среды. В нетипичных условиях они могут оказаться бесполезными или вредными. Например, дятел легко перемещается по стволам деревьев, но его конечности
плохо приспособлены для перемещения по поверхности почвы. Водоплавающие
птицы плохо перемещаются по суше. Белая окраска зайца делает его незаметным
на снегу, но хорошо заметным на фоне тёмных стволов деревьев и т. д.
Результатом эволюции являются:
• приспособленность организмов к различным условиям обитания;
• многообразие видов;
• постепенное усложнение и повышение организации живых существ.
Ход работы
1. Начертить таблицу, не заполняя её содержимое.
2. Заполнить таблицу в части «Животные» следующим образом:
• написать в графе 2 названный в образце таблицы характер приспособленности животного;
• найти в тексте учебника информацию о соответствующем характере
приспособленности у конкретного животного, название этого животного записать в графу 1;
12
• найти в тексте учебника информацию о причине возникновения данной приспособленности, записать информацию в графу 3 таблицы.
Подобным образом рассмотреть все указанные характеры приспособленностей животных.
Таблица 3. – Виды приспособленностей к среде обитания у животных и растений
Организмы
1
Характер приспособленности
(особенность строения, поведения)
2
Животные
1. Форма тела:
1) обтекаемая
2) причудливая
Причина возникновения
приспособленности
3
2. Окраска:
1) покровительственная
2) предостерегающая
3) мимикрия (дать определение)
3. Приспособительное поведение
Растения
3. Заполнить таблицу в части «Растения» следующим образом:
• внимательно рассмотреть содержимое гербария;
• найти в гербарном образце название растения, записать его в графу 1;
• рассмотреть растение, найти и рассмотреть отличительные особенности его строения, высказать предположение, с чем это может быть связано;
• найти в гербарном образце текст, в котором названы особенности
строения данного растения, записать данный текст в графу 2;
• высказать предположение, с чем могут быть связаны особенности
строения данного растения;
• найти в гербарном образце информацию о том, в связи с чем, возникли данные особенности строения растений, и записать текст в графу 3.
Рассмотреть подобным образом 3-5 видов гербарных образцов растений с
разным характером приспособленности.
4. Изучить текст.
Происхождение приспособленности у организмов. Теория Дарвина материалистически объясняет появление сложных и многообразных приспособлений
к конкретным условиям окружающей среды. Рассмотрим возникновение при13
способительной окраски тела гусениц какой-то популяции, живущей на зелёных листьях. Предки их могли быть другой окраски и не питаться листьями.
Предположим, что в силу каких-то обстоятельств они вынуждены были перейти на питание зелёными листьями. Популяции этих насекомых были неоднородны по окраске в связи с постоянно возникающими мутациями, поэтому,
среди множества гусениц были особи с зеленоватой окраской, менее заметной
на фоне листвы. В борьбе за существование под воздействием естественного
отбора выживали и оставляли потомство преимущественно особи с зеленоватой
окраской. В последующих поколениях этот процесс продолжался, окраска тела
гусениц всё более соответствовала основному фону окружающей среды.
Так же можно объяснить возникновение мимикрии. Особи с малейшими
наследственными уклонениями в форме тела, окраске, поведении, усиливающими сходство с защищёнными животными, имели больше возможности выжить и оставить потомство по сравнению с теми особями, которые не обладали
полезными изменениями. Из поколения в поколение полезное изменение усиливалось и совершенствовалось под воздействием борьбы за существование и
естественного отбора и вело к накоплению признаков сходства с защищёнными
животными.
Каждое приспособление и весь комплекс их вырабатываются на основе
наследственной изменчивости в процессе борьбы за существование и отбора в
ряду поколений. Приспособленность организмов является результатом действия движущих сил эволюции в данных условиях существования.
Целесообразность строения и функций организма выражается в его соотношениях только с конкретной внешней средой. Любая приспособленность помогает организмам выжить лишь в тех условиях, в которых она сформировалась под влиянием движущих сил эволюции. Но и в этих условиях она относительна. Заяц-беляк, не заметный на снегу в лесу, становится видным на фоне
темных стволов.
5. Изучив предложенный текст и обобщив обработанную информацию
сделайте выводы, ответив на вопросы:
1. Какие преимущества получили организмы, приобретая те или иные
приспособленности?
2. Как могли возникнуть приспособительные признаки впервые, если
предположить, что предковые формы ими не обладали?
3. Абсолютный или относительный характер носит приспособленность к
среде обитания и почему?
6. Выполнить предложенное задание.
14
Лабораторная работа № 5
Вид и его критерии. Структура вида
Тема. Эволюционное учение.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 2 часа.
Цель работы: изучить критерии вида и их содержание.
Материалы для работы: определительные таблицы видов растений и
животных, репродукции с изображением животных и растений.
Краткие сведения из теории.
Вид – это совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее
происхождение, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство. Все особи одного вида имеют одинаковый кариотип, сходное
поведение и занимают определённый ареал (область распространения). Существует ряд признаков, критериев, по которым можно отличить особей одного
вида от особей другого. Ни один из критериев вида не является абсолютным.
Для точного определения принадлежности к виду необходимо учитывать весь
комплекс критериев.
1.
Ход работы
Начертить таблицу в соответствии с предложенной формой:
Таблица 4. – Вид и его критерии
Критерий вида
Краткая характеристика критерия
Вид животного
(растения)
2. Приступить к изучению определительной таблицы видов. В определительной таблице дано описание двух видов животных, принадлежащих к одному роду и двух видов растений одного рода.
3. Заполнить таблицу «Вид и его критерии», используя содержимое определительной таблицы в следующей последовательности:
• написать название вида животного (растения) в соответствующую
графу;
• написать название критерия вида, о котором в тексте идёт речь, в соответствующую графу;
15
• найти в тексте определительной таблицы характерные признаки данного критерия (краткая характеристика критерия), написать их в соответствующую графу таблицы.
В таблице «Вид и его критерии» должны быть отражены 4 критерия вида:
для двух видов животных и двух видов растений.
4. Сделать вывод, назвав критерии, которые были использованы для
определения видовой принадлежности животных (растений).
5. Выполнить предложенное задание.
16
Практическая работа по биологии №1
Сравнительная характеристика ДНК и РНК
Тема. Учение о клетке.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 1 час.
Цель работы: изучить особенности строения молекул ДНК и РНК, их
функции.
Материал для работы: модель молекулы ДНК, таблицы с изображением
структуры ДНК и РНК, учебник.
Краткие сведения из теории.
Биополиме́ры – класс полимеров, встречающихся в природе в естественном виде, входящие в состав живых организмов: белки, нуклеиновые кислоты,
полисахариды. Биополимеры состоят из одинаковых (или разных) звеньев – мономеров. Мономеры белков – аминокислоты, нуклеиновых кислот – нуклеотиды,
в полисахаридах – моносахариды. За установление структуры нуклеиновых кислот американский биолог Дж. Уотсон и английский физик Ф. Крик в 1953 г. получили Нобелевскую премию. Это одно из величайших открытий ХХ века.
Ход работы
1. Начертить и оформить таблицу в соответствии с предложенной ниже
формой.
2. Изучить текст учебника, связанный с молекулой ДНК, заполнить в таблице информацию по молекуле ДНК отвечая на вопросы 1 – 8.
3. Изучить текст учебника, связанный с молекулой РНК, заполнить в таблице информацию по молекуле РНК отвечая на вопросы 1 – 8.
Таблица 5. – Сравнительная характеристика нуклеиновых кислот
ДНК
РНК
Вопросы для сравнения
дезоксирибонуклеиновая кислота рибонуклеиновая кислота
1. В какой части клетки
содержится
2. Структурные особенности молекулы
3. Какими мономерами
образована молекула
4. Из чего состоит нук- 1)
леотид
2)
5. Какой углевод в со- 1) ……….
(А), или
17
ставе нуклеотида
2)……….
3) ………
4) ………
(Г), или
(Ц), или
(Т)
6. Какие азотистые основания в нуклеотиде
7. Свойства НК
8. Функции НК
Назвать виды РНК и их
функции
4. Рассмотреть модель молекулы ДНК. Найти на модели:
• количество цепочек в ДНК;
• нуклеотиды;
• количество видов нуклеотидов;
• состав нуклеотида.
5. Выявить на модели молекулы ДНК постоянство пар нуклеотидов в
двух цепочках.
6. Найти в учебнике и записать определение термина «комплементарная
связь».
7. Выполнить задания:
1) достроить вторую цепочку молекулы ДНК, имеющую следующую последовательность нуклеотидов в одной цепи:
ДНК 1-я цепочка: АТТЦГАЦГГЦТАТАГ;
ДНК 2-я цепочка:
?
2) указать последовательность нуклеотидов в обеих цепочках ДНК, если
известно, что РНК, построенная на этом участке ДНК, имеет следующее
строение
РНК:
АГУАЦЦГАУАЦУЦГАУУУАЦГ;
ДНК 1-я цепочка:
?
ДНК 2-я цепочка:
?
18
Практическая работа по биологии №2
Вирусы
Тема. Учение о клетке.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 1 час.
Цель работы: изучить особенности строения вирусов, способы их проникновения в клетку, роль в живой природе.
Материал для работы: учебник, таблицы с изображением вируса, карандаш.
Краткие сведения из теории.
Особую группу мельчайших организмов, не имеющих клеточного строения, составляют вирусы. Они занимают пограничное состояние между живыми
биологическими системами и неживыми. Вирусы обитают только в клетках, это
внутриклеточные паразиты. В свободноживущем, активном состоянии они не
встречаются и не способны размножаться вне клетки.
Ход работы
1. Изучить текст учебника и сделать следующие записи в тетради:
• назвать фамилию учёного, впервые описавшего вирус;
• описать строение просто организованного вируса;
• описать строение сложно организованного вируса.
2. Выполнить рисунок и отметить на нём строение:
• вируса табачной мозаики;
• вируса бактерий (бактериофаг).
3. Описать два способа проникновения вирусов в клетку: рецепторный
механизм и особый механизм проникновения в клетку бактериофагов.
4. Назвать инфекции человека, вызываемые вирусами.
5. Выполнить предложенное задание.
19
Практическая работа №3
Обмен веществ и превращение энергии в клетке
Тема. Учение о клетке.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 1 час.
Цель работы:
1. Раскрыть сущность энергетического обмена, происходящего в клетке,
на примере реакций расщепления углеводов.
2. Отметить значение АТФ как универсального аккумулятора энергии в
клетке.
3. Рассмотреть классификацию организмов в зависимости от способа получения энергии.
Материал для работы: учебник, карандаш, линейка.
Краткие сведения из теории
Метаболизм – совокупность реакций обмена веществ в организме. Складывается из двух тесно взаимосвязанных и противоположно направленных
процессов: ассимиляции и диссимиляции.
Ассимиляция, или пластический обмен – это совокупность реакций
синтеза сложных органических молекул из более простых. Например, биосинтез белка, синтез углеводов из углекислого газа и воды в ходе фотосинтеза. Сопровождается поглощением энергии.
Диссимиляция, или энергетический обмен – это совокупность реакций
расщепления сложных веществ и их окисление с целью синтеза АТФ. Энергия,
заключённая в химических связях углеводов, жиров и белков, непосредственно
не может быть использована для выполнения той или иной работы в клетке.
Поэтому эти вещества в процессе метаболизма подвергаются расщеплению, а
затем окислению. Выделяющаяся энергия фиксируется в виде макроэнергетических связей в молекулах АТФ, которые являются универсальным источником
энергии.
Ход работы
1. Начертить таблицу «Энергетический обмен».
2. Изучить текст учебника, заполнить таблицу «Энергетический обмен».
3. Сделать вывод, ответив на вопросы:
1) Какой этап энергетического обмена более эффективный и почему?
2) Сколько всего образуется молекул АТФ в результате окисления одной
молекулы глюкозы?
20
Таблица 6. – Энергетический обмен
Результаты преобразования энергии
Название этапа
энергетического
обмена
Где
осуществляется
данный этап
Какие вещества расщепляются и какие образуются
(написать уравнение реакции
или схему превращения)
Как используется выделяющаяся
энергия
1. Подготовительный
2. Бескислородный
(гликолиз, анаэробный)
3. Кислородный
(гидролиз, аэробный)
4. Начертить таблицу «Способы питания».
Таблица 7. – Способы питания (тип обмена веществ или способ получения энергии)
Способ получения
Источник энергии
Организмы
энергии
1.
1)
2)
2.
4. Изучить текст учебника, заполнить таблицу «Способы питания» (тип
обмена веществ или способ получения энергии).
5. Выполнить предложенное задание.
21
Практическая работа №4
Формы размножения организмов. Мейоз
Тема. Учение о клетке.
Объем учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 2 часа.
Цель работы: 1. Рассмотреть способ деления, при котором образуются
половые клетки – гаметы, изучить фазы кроссинговерамейоза и процессы, происходящие в первом и во втором делении мейоза, отметить роль. 2. Назвать
итог мейоза и его значение для организма.
Материал для работы: учебник, рисунки с изображением фаз мейоза,
карандаш, линейка.
Краткие сведения из теории.
В процессе полового размножения у организмов любого вида из поколения в поколение сохраняется свойственное ему число хромосом. Это достигается тем, что перед слиянием половых клеток – оплодотворением – в процессе
созревания в них уменьшается (редуцируется) число хромосом, т.е. из диплоидного набора (2n) образуется гаплоидный (n). Мейоз – это редукционное деление, в результате которого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом с диплоидного (2n) до гаплоидного (n), созревание гамет, поэтому мейоз
называют ещё делением созревания
Ход работы
1. Сделать запись по центру страницы: «Мейоз первого деление».
2. Найти в тексте и написать, какие процессы предшествуют первому делению клетки в интерфазе.
3. Начертить таблицу 8 и заполнить её, используя текст учебника и изображение схемы мейоза:
Таблица 8. − Фазы мейоза
Фаза мейоза
Назвать фазу мейоза
Изобразить клетку в этой фазе мейоза
Изобразить схему кроссинговера
Назвать процессы, которые происходят в этой фазе
Назвать процессы, которые происходят в этой фазе
1.
2.
……
В описание происходящих процессов вписать понятия: конъюгация, кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом), гомологичные
хромосомы (написать определение)
22
Назвать фазу мейоза
Изобразить клетку в этой фазе мейоза
Назвать фазу мейоза
Изобразить клетку в этой фазе мейоза
Назвать фазу мейоза
Изобразить клетки в этой фазе мейоза
1.
2.
…
1.
2.
…
1.
2.
…
4. Записать итог первого деления мейоза:
• сколько клеток образовалось из одной исходной клетки;
• какой набор хромосом в каждой из клеток (диплоидный 2n или гаплоидный n).
5. Сделать запись по центру страницы: «Мейоз второго деление».
6. Сделать запись: перед началом второго деления удвоение хромосом не
происходит, т. к. каждая хромосома состоит из двух хроматид (2 молекулы
ДНК).
7. Начертить таблицу 9 и заполнить её, используя текст учебника и изображение схемы мейоза:
Таблица 9 − Фазы мейоза
Фаза мейоза
Назвать фазу мейоза
Изобразить клетки в этой фазе мейоза
Назвать фазу мейоза
Изобразить клетки в этой фазе мейоза
Назвать фазу мейоза
Изобразить клетки в этой фазе мейоза
Назвать фазу мейоза
Изобразить клетки в этой фазе мейоза
Назвать процессы, которые происходят в этой
фазе
Назвать процессы, которые происходят в этой
фазе
1.
2.
……
1.
2.
……
1.
2.
……
1.
2.
……
23
8. Сделать выводы в соответствии с предложенной схемой.
Итог митоза: назвать
• сколько клеток образовалось из одной исходной клетки;
• какой набор хромосом в каждой из образовавшихся клеток (2n или n).
Значение мейоза:
1. ……
2. ……
3. ……
10. Выполнить задание. Решить задачу.
У кролика и крольчихи в каждой соматической клетке содержится по 44
хромосомы. Сколько хромосом содержится у кроликов?
а) в одной яйцеклетке;
б) в одном сперматозоиде;
в) в одной зиготе;
г) в одной соматической клетке детей;
д) в одной соматической клетке внуков.
24
Практическая работа №5
Сцепленное наследование. Взаимодействие генов
Тема. Основы генетики и селекции.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 1 час.
Цель работы: раскрыть проявление взаимосвязи и взаимодействия друг с
другом генов, влияющих на проявление различных признаков.
Оборудование: учебник, карандаш, линейка.
Краткие сведения из теории.
Генотип – совокупность наследственных задатков (генов) организма. Фенотип – совокупность признаков и свойств организма, формирующихся в процессе взаимодействия генотипа с окружающей средой.
Генотип любого организма представляет собой сложную целостную систему взаимодействующих генов. Эта целостность генотипа возникла исторически в процессе эволюции вида. Она выражается, прежде всего, в тесном взаимодействии друг с другом отдельных его компонентов – генов. Какой фенотип
разовьётся на основе такого генотипа, будет зависеть как от самого генотипа,
так и от тех условий, в которых развивается данный организм.
Ход работы
1. Начертить таблицу «Взаимосвязь и взаимодействие генов».
2. Изучить текст учебника, заполнить таблицу:
Таблица 9. – Взаимосвязь и взаимодействие генов
В чём выражается данное
Характер действия генов
действие генов
1.
2.
3. Выполните предложенное задание.
25
Примеры
Практическая работа №6
Центры многообразия и происхождения культурных растений
Тема. Основы генетики и селекции.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной
работы – 1 час.
Цель работы: изучить центры многообразия и происхождения культурных растений, закон гомологических рядов наследственной изменчивости.
Материал для работы: карта с изображением центров происхождения
культурных растений, учебник, карандаш, линейка.
Краткие сведения из теории.
Слово «селекция» означает отбор. Однако практически под селекцией
понимается наука о создании новых и улучшении существующих пород домашних животных и сортов культурных растений. Вместе с тем под селекцией
подразумевают и сам процесс изменения животных, культурных растений и
различных микроорганизмов, осуществляемый человеком ради своих потребностей. Следовательно, селекция есть род практической деятельности людей.
Успех селекционной работы зависит главным образом от генетического
разнообразия исходной группы растений или животных. Н. И. Вавилов указал
на необходимость вовлечь в процессы селекции все видовое многообразие флоры на Земле.
Ход работы
1. Начертить таблицу «Центры происхождения культурных растений».
2. Изучить текст учебника, заполнить таблицу.
Таблица 10. – Центры происхождения культурных растений
Название центра
Географическое положение
Родина культурных растений
3. Назвать имя учёного, который выделил центры происхождения культурных растений.
4. Сформулировать и записать закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Н. И. Вавилова. Привести примеры (3-4).
5. Ответить на вопросы: какое значение для селекции имеет знание:
• центров происхождения культурных растений;
• знание закона гомологических рядов наследственной изменчивости.
6. Выполнить предложенное задание.
26
Практическая работа №7
Предпосылки возникновения эволюционной теории Ч. Дарвина
Тема. Эволюционное учение.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 1 час.
Цель работы: изучить основные предпосылки возникновения эволюционной теории Ч. Дарвина.
Материал для работы: учебник, карта с изображением маршрута путешествия Ч. Дарвина.
Краткие сведения из теории.
Эволюция – это процесс исторического развития органического мира.
Эволюция заключается в образовании приспособлений, возникновении и исчезновении биологических видов, преобразовании биогеоценозов и биосферы.
Основы материалистической теории эволюции заложил великий английский натуралист Чарльз Дарвин. До Дарвина в биологии в основном господствовало неправильное понятие об исторической неизменности видов, о
том, что их столько, сколько создано богом.
Ход работы
1. Изучить текст учебника и выполнить задания в письменной форме:
1) назвать данные геологии, которые послужили предпосылкой эволюционной теории Ч. Дарвина;
2) назвать открытия в биологии, которые послужили предпосылкой эволюционной теории Ч. Дарвина;
3) описать наблюдения и выводы, сделанные Ч. Дарвиным во время путешествия на корабле «Бигль» (1831 – 1835) и свидетельствующие в пользу изменяемости живой природы:
• находки в Южной Америке;
• наблюдения на Галапагосских островах;
4) к каким предположениям приходит Ч. Дарвин в отношении происхождения видов?
2. Выполнить предложенное задание.
27
Практическая работа №8
Микроэволюция. Формы естественного отбора
Тема. Эволюционное учение.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 1 час.
Цель работы: изучить формы естественного отбора.
Материал для работы: учебник, карандаш, линейка.
Краткие сведения из теории.
Микроэволюция – это эволюционные процессы, которые происходят
внутри вида и приводят к образованию новых видов. Естественный отбор –
это основная движущая сила эволюции. Представление о естественном отборе
сильно углубились благодаря современным представлениям генетики и трудам
отечественных учёных И. И. Шмальгаузена и С. С. Четверикова.
Ход работы
1. Начертить таблицу и, используя материал учебника, охарактеризовать формы естественного отбора.
Таблица 11. – Формы естественного отбора
Форма
Когда действует
Результат
отбора
Привести 3 примера
2. Выполнить задания.
• Какая форма отбора способствует эволюционным изменениям?
• Какие формы естественного отбора действуют в популяциях человека?
28
Практическая работа №9
Основные закономерности макроэволюции.
Доказательства эволюции
Тема. Эволюционное учение.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 2 часа.
Цель: изучить различные группы доказательств эволюционного процесса.
Материал для работы: учебник, раздаточный материал «Ископаемые
остатки и отпечатки растений и животных», таблицы, рисунки.
Краткие сведения из теории.
Процесс образования из видов новых родов, из родов – новых семейств и
т. п. называют макроэволюцией. Она происходит в исторически грандиозные
промежутки времени и недоступна непосредственному изучению. Макроэволюция – надвидовая эволюция, в отличие от микроэволюции, происходящей
внутри вида, внутри его популяций. Однако принципиальных отличий между
этими процессами нет, так как в основе макроэволюционных процессов лежат
микроэволюционные. В макроэволюции действуют те же процессы – борьба за
существование, естественный отбор и связанное с ними вымирание. Макроэволюция носит дивергентный характер также, как и микроэволюция.
Какими фактами обладает современная наука, доказывающая эволюционное происхождение органического мира?
Ход работы
1. Эмбриологические доказательства.
Эмбриология – наука, изучающая зародышевое развитие организмов.
Изучить соответствующий текст учебника. Выписать
• примеры эмбриологических доказательств;
• формулировку биогенетического закона Геккеля-Мюллера.
2. Палеонтологические доказательства.
Палеонтология изучает ископаемые остатки вымерших организмов и
выявляет их сходство и различие с современными организмами.
Ископаемые переходные формы – формы организмов, сочетающие признаки более древних и молодых групп. С помощью переходных форм, можно
построить филогенетические ряды, показывающие историю развития вида.
Изучить текст учебника. Выписать переходную форму:
• археоптерикс, назвать признаки, характерные для пресмыкающихся и
признаки, характерные для птиц;
29
• зверозубый ящер, назвать признаки, характерные для пресмыкающихся и признаки, характерные для млекопитающих.
Живые переходные формы. У низших млекопитающих (например, утконоса и ехидны) имеются черты сходства с пресмыкающимися (клоака, откладывание яиц).
Филогенетические ряды – это ряды ископаемых форм, связанные друг с
другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза. Например, филогенетический ряд лошади.
Изучить текст учебника.
• Рассмотреть рисунок, определить по рисунку количество пальцев у
разных форм лошади.
• Выписать филогенетический ряд лошади в соответствии с последовательностью, указанной на рисунке, указать количество пальцев у представителей филогенетического ряда лошади.
3. Сравнительно-анатомические доказательства.
Сравнительная анатомия – наука, изучающая и сравнивающая внутреннее и внешнее строение живых организмов.
Переписать в тетрадь определение: рудименты – органы, утратившие в
процессе эволюции своё первоначальное значение для сохранения вида,
встречаются у всех особей данного вида. Выписать из текста учебника примеры рудиментов.
Переписать в тетрадь определение: атавизмы – случаи возврата у отдельных особей признаков предков, в норме не встречается у современных
форм. Выписать из текста учебника примеры атавизмов.
4. Выполнить предложенное задание.
30
Практическая работа №10
Экологические факторы.
Межвидовые взаимоотношения в экосистеме
Тема. Основы экологии.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 2 часа.
Цель работы: изучить действие биотических факторов среды обитания
организмов на примере межвидовых взаимоотношений.
Материал для работы: учебник, карандаш, линейка.
Краткие сведения из теории.
Выделяют две группы экологических факторов: абиотические и биотические. К числу биотических факторов принадлежат межвидовые взаимоотношения между организмами в экосистеме.
Биологические связи между видами служат регуляторами численности
животных и растений в биоценозе, определяя степень его устойчивости; при
этом, чем богаче видовой состав биоценоза, тем устойчивее сообщество в
целом.
Ход работы
1. Начертить таблицу в соответствии с предложенной схемой и, используя материал учебника, рассмотреть позитивные взаимоотношения в экосистеме, заполнить таблицу 12.
Таблица 12 − Позитивные отношения (симбиоз)
Форма симбиоза
Определение
Кооперация
Мутуализм
Примеры
Комменсализм
Примечания.
1. Для каждой формы симбиоза привести 4-5 примеров.
2. В форме симбиоза «мутуализм» обязательно в качестве примеров
привести:
• лишайник (написать, что из себя представляет);
• микориза (написать, что из себя представляет);
• сожительство клубеньковых бактерий и ...? (с какими организмами).
31
2. Начертить таблицу в соответствии с предложенной схемой и, используя
материал учебника, рассмотреть антибиоз в экосистеме, заполнить таблицу 13.
Антибиоз – форма взаимоотношений, при которой обе взаимодействующие популяции или одна из них испытывает отрицательное влияние.
Таблица 13 – Антибиоз
Форма антибиоза
Хищничество
Паразитизм
Конкуренция
Определение
Примеры
Примечания.
1. Для каждой формы антибиоза привести 4-5 примеров.
2. В форме антибиоза «паразитизм» обязательно в качестве одного-двух
примеров привести паразитизм растений.
Нейтрализм – форма взаимоотношений, при которой совместно обитающие на одной территории организмы не влияют друг на друга.
Изучить текст учебника. Выписать из текста пример данных взаимоотношений, дополнить двумя примерами из собственных наблюдений.
2. Выполнить предложенное задание.
32
Практическая работа №11
Экологические системы
Тема. Основы экологии.
Объём учебного времени, отведённого для выполнения лабораторной работы – 1 час.
Цель работы: изучить видовое разнообразие организмов в биоценозе
водоёма.
Материал для работы: учебник, карандаш, линейка.
Краткие сведения из теории.
В любой экосистеме можно выделить по типу питания три функциональные группы организмов: продуценты, консументы и редуценты.
В экосистеме пищевые и энергетические связи идут в следующем направлении: продуценты – консументы – редуценты. Цепь питания – цепь взаимосвязанных видов, последовательно извлекающих органическое вещество и энергию из исходного пищевого вещества. Каждое предыдущее звено цепи питания
является пищей для следующего звена.
1.
Ход работы
Начертить таблицу и, используя материал учебника и содержимое конспекта, заполнить её, выписав представителей организмов данных
функциональных групп.
Таблица 14. – Функциональные группы организмов в водоёме
Продуценты
Организмы:
Функциональные группы организмов
Консументы
Организмы:
Редуценты
Организмы:
2. Выполнить задание. Составить цепь питания из организмов, обитающих в водоёме и внесённых в таблицу (включить в цепь питания не менее четырёх звеньев).
33
Библиографический список
1. Константинов, В. М. Биология : учеб. для образовательных учреждений
начального и среднего профессионального образования / В. М. Константинов,
А. Г. Резанов, Е. О. Фадеева; под ред. В. М. Константинова. – 2-е изд., исправ. –
М. : Академия, 2011. – 320 с.
2. Мамонтов, С. Г. Общая биология : учеб. для студентов средних специальных учебных заведений / С. Г. Мамонтов, В. Б. Захаров. – 6-е изд., стереотип. – М. : Высшая школа, 2004. – 317 с.
34