Лабораторная работа № 1

Химический состав и свойства белков, жиров, углеводов

Цель работы: Ознакомиться с химическим составом живой материи. Определить элементный состав белков, жиров, углеводов. Выявить некоторые свойства белков, жиров, углеводов. Доказать присутствие в биологических объектах макромолекул белков, жиров, углеводов.

Оборудование: Мультимедийный комплекс, штатив с пробирками, пипетки, резиновая груша, стеклянные палочки, спиртовка, раствор яичного белка (в опыте 5 можно использовать кусочек шелковой ткани), крахмал, глюкоза, растительное масло, семена подсолнечника, фруктовый сок, дистиллированная вода, 10% раствор NaOH, 1-2% раствор CuSO₄, соляная кислота (HCl), азотная кислота (HNO₃), этиловый спирт, уайт-спирит или ацетон, иодная вода, 5% раствор иода. (Вместо проведения некоторых опытов можно демонстрировать видеофрагменты).

Ход работы:

1. Определение наличия в составе белка углерода, кислорода, водорода. Нагреть в пробирке белок куриного яйца. Содержимое пробирки обугливается, на стенках появляются капельки воды. Демонстрация видеофрагмента.

2. Определение наличия в составе белка азота. В пробирку с раствором яичного белка добавить 10% раствор NaOH. При нагревании пробирки появляется запах аммиака. Демонстрация видеофрагмента.

3. Денатурация белка. В 4 пробирки налить раствор яичного белка. В 1 пробирку добавить 10% раствор NaOH, во 2-ю - соляная кислота (HCl), в 3-ю (в ней должен быть не разведенный яичный белок) - этиловый спирт, а 4-ю нагреть над спиртовкой. Во всех пробирках происходит денатурация белка. Демонстрация видеофрагмента.

4. Качественная реакция на белок (биуретовая реакция). В пробирку с раствором яичного белка (5 капель) добавить 3 капли раствора NaOH и 1 каплю раствора CuSO₄. Содержимое пробирки при перемешивании приобретает сине-фиолетовую окраску. Демонстрация видеофрагмента.

5. Ксантопротеиновая реакция. В пробирку с раствором яичного белка (5 капель) добавить 3 капли азотной кислоты и нагреть до появления осадка желтого цвета. После охлаждения в пробирку добавить 5-10 капель раствора NaOH до появления оранжевого окрашивания. Демонстрация видеофрагмента.

6. Растворимость глюкозы в воде. В пробирку внести немного глюкозы, добавить воду, перемешать. Демонстрация видеофрагмента.

7. Растворимость крахмала в воде. В пробирку внести немного крахмала, добавить несколько капель холодной воды, перемешать. Крахмал не растворится. Добавить немного горячей воды, перемешать. Крахмал растворится. Демонстрация видеофрагмента.

8. Качественная реакция на крахмал. В пробирку внести несколько капель раствора крахмала и несколько капель иодной воды. Наблюдается сине-фиолетовое окрашивание. Демонстрация видеофрагмента.

9. Растворимость жиров. В пробирку с небольшим количеством воды и уайт-спирита внести несколько капель растительного масла. Масло не растворяется в воде, но растворяется в уайт-спирите. Демонстрация видеофрагмента.

10. Извлечение масла из семян подсолнечника. Измельчить семена подсолнечника. Добавить несколько капель уайт-спирита, перемешать. 2-3 капли раствора капнуть на фильтровальную бумагу. После испрения уайт-спирита на бумаге останется жирное пятно. Демонстрация видеофрагмента.

Задания:

1. Заполните таблицу:

Исследуемый материал

Описание опыта

Полученный результат

опыт 1

опыт 2

…

опыт 10

2. Ответьте на вопросы:

1. Как доказать, что в состав углеводов входят элементы С, Н, О?

2. Всегда ли денатурация белка необратима и почему?

3. Как удалить жирное пятно?

3. Домашнее задание:

Определите наличие крахмала в пищевых продуктах (яблоко, картофель, мука, сахар, горох, йогурт, сметана, т.п.)

Лабораторная работа № 2

Строение животной, растительной, бактериальной клеток

Цель работы: Ознакомиться с устройством микроскопа, с правилами микроскопирования и методами изготовления временных микропрепаратов. На основании изучения клеток разных организмов познакомиться с основными компонентами клетки (органоидами), сравнить строение прокариотической и эукариотической клеток.

Оборудование: Мультимедийный комплекс, микроскоп, предметные и покровные стекла, стаканы с водой, стеклянные палочки, раствор иода, водный раствор туши, водный раствор синих чернил 1:2, лук репчатый, таблицы строения бактериальной, растительной, животной клеток, электронные микрофотографии. Для изучение морфологии бактерий следует заранее приготовить настои мяса, рыбы, яичного белка, т.п. Небольшое количество материала измельчить, поместить в колбу, добавить мел на кончике скальпеля, залить водопроводной водой на 2/3 объема, выдержать 3-5 дней в темноте.

Ход работы:

1. Посмотрите презентацию на тему: «Строение животной, растительной и бактериальной клеток».

2. Изучите устройство микроскопа. Основные части микроскопа: механическая, оптическая, осветительная. К механической части относят штатив, предметный столик, тубус, макро- и микрометрический винты. На штативе укреплен предметный столик. На столике имеются 2 зажима (клеммы), фиксирующие препарат, и отверстие, через которое проходит пучок света. Макрометрический винт поднимает или опускает тубус на видимые глазом расстояния. Микрометрический винт служит для точной наводки. К оптической части микроскопа относятся окуляр и объективы. На верхней стороне тубуса находится окуляр, на нижней - револьвер с гнездами для объективов. Объективы имеют различную кратность увеличения, которая обозначается цифрой на боковой поверхности объектива (х8; х10; х40; х90). Общее увеличение микроскопа равно увеличению окуляра (обозначено на его боковой поверхности), умноженному на увеличение объектива. Осветительная часть микроскопа - зеркало и конденсор. Зеркало укреплено на штативе ниже предметного столика и его можно вращать в любом направлении, для лучшей концентрации света. Между зеркалом и предметным столиком находится конденсор, меняя положение которого можно изменять интенсивность и равномерность освещенности объекта.

3. Изучите правила работы с микроскопом.

Поставить микроскоп штативом к себе, а предметным столиком - от себя.

Поставить в рабочее положение объектив малого увеличения.

Поднять объектив над столиком примерно на 0,5 см, открыть диафрагму, поднять конденсор.

Глядя в окуляр, вращать зеркало, добиваясь равномерного освещения поля зрения.

Положить на предметный столик микропрепарат.

Опустить тубус, чтобы объектив находился на расстоянии примерно 2 мм от препарата.

Глядя в окуляр, медленно поднимать тубус с помощью макровинта, пока в поле зрения не появится изображение объекта.

Центрировать препарат.

Перевести в рабочее положение объектив большого увеличения.

Опустить тубус, глядя со стороны почти до соприкосновения с преперетом.

Глядя в окуляр, медленно поднимать тубус, пока в поле зрения не появится изображение.

Сфокусировать изображение с помощью микрометрического винта.

4. Изучите методику приготовления микропрепаратов:

Взять предметное стекло и, держа его за боковые грани, положить на стол.

Поместить в центр стекла объект.

С помощью пипетки нанести на препарат 1-2 капли воды.

Взяв покровное стекло за боковые грани, положить его сверху на предметное стекло, после чего рассмотреть под микроскопом.

5. Приготовьте временный микропрепарат из культуры бактериальных клеток. Сделайте зарисовки бактерий. Можно добавить в каплю настоя тушь и получить негативный тушевой препарат.

6. С помощью таблицы зарисуйте в тетрадь схему строения бактериальной клетки.

7. Кончиком чистой стеклянной палочки потрите внутреннюю поверхность щеки. Размешайте соскоб на предметном стекле в капле раствора чернил. Накройте покровным стеклом. Через 1 мин рассмотрите препарат при малом и большом увеличении.

8. Зарисуйте несколько плоских клеток эпителия. Обозначьте мембрану, ядро, зернистую цитоплазму.

9. Рассмотрите электронные микрофотографии (в учебнике или на экране) различных клеточных органоидов.

10. С помощью таблицы зарисуйте схему строения животной клетки, обозначив ее основные органоиды и функции, которые они выполняют.

11. Приготовьте микропрепараты кожицы лука. Отрежьте кусочек кожицы лука размером в несколько квадратных мм, положите на предметное стекло. Наберите пипеткой раствор иода, нанесите каплю на кожицу, накройте покровным стеклом и рассмотрите.

При малом увеличении на препарате видны тесно прилегающие друг к другу клетки вытянутой формы. Как правило, к клетке можно увидеть окрашенное йодом ядро. При большом увеличении можно заметить «двухконтурную» оболочку клетки, зернистую структуру цитоплазмы, ядрышки, вакуоли.

12. Зарисуйте несколько клеток в тетрадь. Обозначьте: ядро, ядрышки, клеточную стенку, мембрану, цитоплазму, вакуоли.

13. С помощью таблицы зарисуйте в тетрадь схему строения растительной клетки, обозначив основные органоиды и функции, которые они выполняют.

Лабораторная работа № 3

Построение схем родословных. Построение вариационного ряда и вариационной кривой

Цель работы: Ознакомиться с генеалогическим методом исследования наследственных данных и со статистическими закономерностями модификационной изменчивости. Выработать умение строить схему родословной, вариационный ряд и вариационную кривую.

Оборудование: Листья березы, яблони (можно засушенные), колосья пшеницы одного сорта, линейка, линейка для измерения роста человека.

Ход работы:

1. Часть 1. Познакомьтесь с условными обозначениями, применяющимися для построения родословных (см. приложение).

2. Соберите сведения, касающиеся особенностей проявления у представителей одной семьи какого-либо признака (можно воспользоваться предлагаемыми задачами).

В качестве исследуемого признака можно взять цвет глаз, группу крови, резус-фактор, право- или леворукость, близорукость, т.д. Желательно иметь сведения не менее чем о трех поколениях.

3. Используя собранный материал, составьте генеалогическую таблицу семьи, соблюдая принятые в генетике обозначения.

В центре таблицы поместите носителя признака (пробанда). Расположите в один ряд по старшинству слева направо его братьев и сестер (сибсов). Выше укажите родителей, их братьев и сестер (всех лиц старшего поколения). Ниже укажите детей пробанда и всех лиц младшего поколения. Соедините соответствующими линиями братьев и сестер, мужей и жен. Пронумеруйте поколения сверху вниз римскими цифрами. Пронумеруйте всех лиц каждого поколения слева направо арабскими цифрами сквозной нумерацией.

Проведите анализ изучаемого признака. Обратите внимание на его повторяемость. Оцените характер его наследования (рецессивный или доминантный, аутосомный или сцепленный с полом).

Запишите результаты Вашего исследования. Составьте возможные генотипы по изучаемому признаку всех представителей семьи.

4. Часть 2. Произведите измерение роста всех присутствующих на уроке учащихся, округлив с точностью до см. (Сосчитайте число колосков в сложном колосе пшеницы в 50 образцах. Измерьте длину листовой пластинки от черенка до верхушки главной жилки у 30 листьев.).

5. Сгруппируйте полученные значения. Например, к каждой группе отнесите значения, отличающиеся друг от друга не более чем на 5 см. Подсчитайте количество студентов, относящихся к каждой группе, занесите результаты в таблицу. Например,

кол-во

2

4

рост

146-150

151-155

156-160

161-165

6. На основании полученных результатов постройте вариационную кривую исследуемого признака. Для этого по оси абсцис отложите значения отдельных величин (число колосков, длина листа. рост), а по оси ординат - частоту встречаемости каждого признака. Установите к осям абсцисс и ординат перпендикуляры, соответствующие значениям признака и частотам встречаемости таких значений. Соедините точки пересечения перпендикуляров. Определите максимальное, минимальное, наиболее часто встречающееся значение признака. Вычислите средний рост студентов в группе.

Приложение

Условные обозначения

мужчина женщина

брак родственный брак бездетный брак

братья и сестры

монозиготные (идентичные) близнецы

гетерозиготные (неидентичные) близнецы

умершие

носители исследуемого признака

пробанд

Задача 1.

Голубоглазый мужчина, родители которого имели карие глаза, женился на кареглазой женщине, у отца которой глаза были карие, а у матери - голубые. У дочери в этой семье глаза оказались карими. Составьте схему родословной, укажите возможные генотипы (АА, Аа, аа) по данному признаку всех перечисленных родственников. Может ли в этой семье родиться ребенок с голубыми глазами? (доминирует карий цвет глаз)

Задача 2.

У жены первая группа крови, у мужа - третья. У их сына первая группа крови, у внука и внучки - вторая и третья группы соответственно. Составьте схему родословной, определите возможные генотипы по группам крови всех перечисленных родственников, включая жену сына.

Задача 3.

В какой хромосоме (аутосоме, Х-хромосоме, Y-хромосоме) находится ген, отвечающий за развитие мышечной дистрофии Дюшенна? Этот ген рецессивный или доминантный?