Методические указания по выполнению практических работ по биологии

Бюджетное профессиональное образовательное учреждение Чувашской Республики «Алатырский технологический колледж»

Министерства образования и молодежной политики Чувашской Республики

Методические указания

по выполнению лабораторных и практических работ

по биологии

для студентов специальностей

19.02.07. Технология молока и молочных продуктов

09.02.03. Программирование в компьютерных системах

21.02.05. Земельно-имущественные отношения

Алатырь,2015 г.

РАССМОТРЕНО

на заседании ПЦК общеобразовательных дисциплин

Протокол от "___" __________201_ г. №__

Председатель ПЦК: __________/А.Я. Михайлова/

Автор: Г.Н. Демина, преподаватель биологии

Содержание:

1. Пояснительная записка

2. Лабораторно практическая работа № 1 Сравнение строения клеток растений и животных по готовым микропрепаратам

3. Практическая работа № 1 Решение генетических задач

4. Практическая работа № 2 Анализ фенотипической изменчивости

5. Практическая работа № 3 Анализ и оценка различных гипотез происхождения жизни

6. Практическая работа № 4 Сравнительная характеристика природной экосистемы и агроэкосистемы своей местности

7. Литература

Пояснительная записка

Методическая разработка инструктивных заданий для проведения практических и лабораторных работ составлена для студентов 1 курса специальностей:

19.02.07. Технология молока и молочных продуктов;

09.02.03. Программирование в компьютерных системах;

21.02.05. Земельно-имущественные отношения

в соответствии с программой учебной дисциплины Биология для контроля знаний, умений и навыков студентов по основным темам курса.

В основу методической разработки для проведения практических и лабораторных работ заложен принцип развивающего обучения.

Выполнение практических и лабораторных работ позволяет студентам закрепить знания, полученные на уроках биологии и приобрести опыт разнообразной практической деятельности, опыт познания и самопознания в процессе изучения окружающего мира.

Практические и лабораторные работы реализуются с учетом возможностей образовательного учреждения.

Критерии и нормы оценки лабораторных и практических работ.

Оценка 5 ставится, если студент:

- правильно определил цель опыта;

- выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности проведения опытов и измерений;

- самостоятельно и рационально выбрал и подготовил для опыта необходимое оборудование, все опыты провел в условиях и режимах, обеспечивающих получение результатов и выводов с наибольшей точностью;

- научно и грамотно, логично описал наблюдения и сформулировал выводы из опыта.

В представленном отчете правильно и аккуратно выполнил все записи, таблицы, рисунки, графики, вычисления и сделал выводы;

- проявляет организационно-трудовые умения (поддерживает чистоту рабочего места и порядок на столе, экономно использует расходные материалы).

- эксперимент осуществляет по плану с учетом техники безопасности и правил работы с материалом и оборудованием.

Оценка 4 ставится, если студент выполнил требования к оценке 5, но

- опыт проводил в условиях, не обеспечивающих достаточной точности измерений;

- было допущено два-три недочета;

- одна грубая ошибка;

- эксперимент был проведен не полностью;

- в описании опыта, наблюдений допустил неточности;

- выводы сделал неполные.

Оценка 3 ставится, если студент:

- правильно определил цель опыта;

-работу выполняет правильно не менее чем на половину, однако объем выполненной части таков, что позволяет получить правильные результаты и выводы по основным, принципиально важным задачам работы;

- подбор оборудования, объектов, материалов, а также работы по началу опыта провел с помощью преподавателя, а в ходе проведения опыта и измерений были допущены ошибки в описании наблюдений, формулировки выводов;

- опыт проводился в нерациональных условиях, что привело к получению результатов с большей погрешностью, а в отчете были допущены в общей сложности не более двух ошибок (в записях единиц, в вычислениях, графиках, таблицах, схемах и т.д.) не принципиально для данной работы характера, но повлиявших на результат выполнения;

- допустил грубую ошибку в ходе эксперимента (в объяснении, в оформлении работы, в соблюдении правил техники безопасности при работе с материалами и оборудованием), которая исправляется по требованию преподавателя.

Отметка 2 ставится, если студент:

- не определил самостоятельно цель опыта, работу выполнил не полностью, не подготовил нужное оборудование и объем выполненной части работы не позволяет сделать правильных выводов;

- опыты, наблюдения, измерения, вычисления проводились не правильно;

- в ходе работы и в отчете обнаружились в совокупности все недостатки, отмеченные в требованиях к оценке 3;

- допустил две и более грубые ошибки в ходе эксперимента, в объяснении, в оформлении работы, в соблюдении правил техники безопасности при работе с веществами и оборудованием, которые не может исправить даже по требованию преподавателя.

Лабораторно-практическая работа № 1

Тема Сравнение строения клеток растений и животных, грибов по готовым микропрепаратам

Цель работы: закрепить умение рассматривать микропрепараты под микроскопом, находить особенности строения клеток различных организмов, сравнивать их между собой.

Оснащение рабочего места:

1. Инструкционные карты

2. Микроскопы

3. Микропрепараты клеток многоклеточных животных.

4. Фиксированные препараты «Растительная клетка», «Дрожжи»

Основные правила техники безопасности:

1. Рабочее место содержать в чистоте.

2. Работу проводить сидя.

3. При выполнении работы использовать посуду в соответствии с методикой.

4. Окончив работу, необходимо руки вымыть с мылом с целях предупреждения попадания микроорганизмов на кожу и слизистые оболочки рта, носа в глаза.

Методика выполнения:

1. Приготовьте микроскоп к работе.

2. Закрепите фиксированные препараты на предметном столике. Рассмотрите их, а также готовый микропрепарат клеток многоклеточного организма.

3. Сопоставьте увиденное с изображением объектов на таблицах. Зарисуйте клетки в

тетрадях и обозначьте видимые в световой микроскоп органоиды.

4. Сравните между собой эти клетки. Ответьте на вопросы: в чем заключается сходство

и различие клеток? Каковы причины сходства и различия клеток разных организмов? Попытайтесь объяснить, как шла эволюция бактерий, животных, растений, грибов.

Вывод:

Практическая работа № 1

Тема Решение генетических задач и составление родословных.

Цель работы: научиться решать генетические задачи и составлять родословные

Оснащение рабочего места:

1.Инструкционные карты

Основные правила техники безопасности:

1.Рабочее место содержать в чистоте.

2.Работу проводить сидя.

Методика выполнения:

Для записи результатов скрещивания введена генетическая символика; Р - родители; - женская особь; - мужская особь; х - знак скрещивания; G - гаметы; F - потомство; гибриды первого, второго и последующих поколений обозначаются буквой F с цифрой внизу - F1,F2, F 3, буквами латинского алфавита A, a, B, b, C, c, D, d … обозначаются отдельно взятые наследственные признаки, при этом доминантные обозначаются заглавными буквами A, B, С, D…, а рецессивные признаки - соответственно a, b, c, d …

Составляя схему скрещивания, необходимо помнить, что каждая соматическая клетка имеет диплоидный набор хромосом. Все хромосомы парны. Гены, представляющие альтернативное развитие одного и того же признака и расположенные в идентичных участках гомологичных хромосом, называют аллельными генами, или аллелями. В зиготе всегда два аллельных гена, и генотипическую формулу по любому признаку необходимо записывать двумя буквами. Если какая - либо пара аллелей представлена двумя доминантными (АА) или двумя рецессивными (аа) генами, такой организм называется гомозиготным. Если в одной и той же аллели один ген доминантный, а другой рецессивный, то такой организм называют гетерозиготным (Аа).

Генетическая запись осуществляется следующим образом:

Дано: Решение:

А - желтые семена Р : АА х аа

А - зеленые семена G А а

Р АА х аа F : Аа - 100% желтых семян

____________________

Найти: F - ?

Задача № 1. Сколько типов гамет образуют особи с генотипом Вв; с генотипом ВВ; с генотипом вв?

Задача № 2. Сколько типов гамет образует особь: а) гомозиготная по рецессивному гену? б) гомозиготная по доминантному гену? в) гетерозиготная?

Задача № 3. Гладкая окраска арбузов наследуется как рецессивный признак. Какое потомство получится от скрещивания двух гетерозиготных растений с полосатыми плодами?

Задача № 4. Найдите возможные варианты гамет для организмов со следующими генотипами: АА, Вв, Сс, DD.

Задача № 5. Умение человека владеть преимущественно правой рукой доминирует над умением владеть преимущественно левой рукой. Мужчина-правша, мать которого была левшой, женился на женщине-правше, имевшей трех братьев и сестер, двое из которых левши. Определите возможные генотипы женщины и вероятность того, что дети, родившиеся от этого брака, будут левшами.

Задача № 6. При скрещивании гетерозиготных красноплодных томатов с желтоплодными получено 352 растения, имеющих красные плоды. Остальные растения имели желтые плоды. Определите, сколько растений имело желтую окраску?

Задача № 7. Определите генотипы и фенотипы потомства от брака кареглазых гетерозиготных родителей.

Примечание: если в задаче речь идет о людях, то вводится следующее обозначения родителей: - женщины; - мужчины.

Задача № 8. сколько типов гамет и какие образует особь с генотипом АаВвСс?

Задача № 9. Полидактилия (шестипалость) и близорукость передаются как доминантные признаки. Какова вероятность рождения детей без аномалий в семье, если оба родителя страдают обоими недостатками и при этом являются гетерозиготами по обоим признакам?

Вывод:

Практическая работа № 2

Тема Анализ фенотипической изменчивости

Цель работы: ознакомиться со статистическими закономерностями модификационной изменчивости; выработать навыки построения вариационного ряда и графика изменчивости изучаемого признака.

Оснащение рабочего места:

1.Инструкционные карты

2.Раздаточный материал

Основные правила техники безопасности:

1.Рабочее место содержать в чистоте.

2.Работу проводить сидя.

Методика выполнения:

1. Рассмотрите семена растений одного вида(фасоль), сравните их размеры.

2. Данные запишите в таблицу, в которой по горизонтали сначала расположите ряд чисел, отображающих последовательное изменение признака (например размер семян), ниже - частоту встречаемости признака.

Варианты

Число семен

3. Отобразите на графике зависимость между изменением признака и частотой его встречаемости.

4. Сделайте вывод о том, какая закономерность модификационной изменчивости вами обнаружена.

Вывод:

Практическая работа № 3

Тема Анализ и оценка различных гипотез происхождения жизни

Цель работы: ознакомиться с различными гипотезами происхождения жизни на Земле; провести сравнение

Оснащение рабочего места:

1.Инструкционные карты

2.Раздаточный материал

Основные правила техники безопасности:

1.Рабочее место содержать в чистоте.

2.Работу проводить сидя.

Методические указания:

1. Прочитать текст «Многообразие теорий возникновения жизни на Земле».

2. Заполнить таблицу: «Многообразие теорий возникновения жизни на Земле».

Теории и гипотезы

Сущность теории или гипотезы

Доказательства

3. Ответить на вопрос: Какой теории придерживаетесь вы лично? Почему?

4. Сделать вывод по проделанной работе.

Приложение 1

«Многообразие теорий возникновения жизни на Земле».

1. Креационизм.

Согласно этой теории жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом. Ее придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений.

Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Хотя все христиане признают, что Библия - это завет Господа людям, по вопросу о длине «дня», упоминавшегося в Книге Бытия, существуют разногласия.

Некоторые считают, что мир и все населяющие его организмы были созданы за 6 дней по 24 часа. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что в Книге Бытия изложено в понятной для людей форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим Творцом.

Процесс божественного сотворения мира мыслится как имевший место лишь однажды и потому недоступный для наблюдения. Этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию божественного сотворения за рамки научного исследования. Наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, а потому она никогда не будет в состоянии ни доказать, ни опровергнуть эту концепцию.

2. Теория стационарного состояния.

Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды тоже существовали всегда.

Современные методы датирования дают все более высокие оценки возраста Земли, что позволяет сторонникам теории стационарного состояния полагать, что Земля и виды существовали всегда. У каждого вида есть две возможности - либо изменение численности, либо вымирание.

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб - латимерию. По палеонтологическим данным, кистеперые вымерли около 70 млн. лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что, только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать вывод о вымирании, да и то он может оказаться неверным. Внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте объясняется увеличением численности его популяции или перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков.

3. Теория панспермии.

Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему в какое-то другое место во Вселенной. Гипотеза была выдвинута Ю. Либихом и Г. Рихтером в середине XIX века.

Согласно гипотезе панспермии жизнь существует вечно и переносится с планеты на планету метеоритами. Простейшие организмы или их споры («семена жизни»), попадая на новую планету и найдя здесь благоприятные условия, размножаются, давая начало эволюции от простейших форм к сложным. Возможно, что жизнь на Земле возникла из одной-единственной колонии микроорганизмов, заброшенных из космоса.

Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения якобы о встречах с инопланетянами. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю.

Сторонниками этой гипотезы были лауреаты Нобелевской премии Ф. Крик, Л. Оргел. Ф. Крик основывался на двух косвенных доказательствах:

• универсальности генетического кода;

• необходимости для нормального метаболизма всех живых существ молибдена, который встречается сейчас на планете крайне редко.

Но если жизнь возникла не на Земле, то как она возникла вне ее?

4. Физические гипотезы.

В основе физических гипотез лежит признание коренных отличий живого вещества от неживого. Рассмотрим гипотезу происхождения жизни, выдвинутую в 30-е годы XX века В. И. Вернадским.

Взгляды на сущность жизни привели Вернадского к выводу, что она появилась на Земле в форме биосферы. Коренные, фундаментальные особенности живого вещества требуют для его возникновения не химических, а физических процессов. Это должна быть своеобразная катастрофа, потрясение самих основ мироздания.

В соответствии с распространенными в 30-х годах XX века гипотезами образования Луны в результате отрыва от Земли вещества, заполнявшего ранее Тихоокеанскую впадину, Вернадский предположил, что этот процесс мог вызвать то спиральное, вихревое движение земного вещества, которое больше не повторилось.

Вернадский происхождение жизни осмысливал в тех же масштабах и интервалах времени, что и возникновение самой Вселенной. При катастрофе условия внезапно меняются, и из протоматерии возникают живая и неживая материя.

5. Химические гипотезы.

Эта группа гипотез основывается на химической специфике жизни и связывает ее происхождение с историей Земли. Рассмотрим некоторые гипотезы этой группы.

• У истоков истории химических гипотез стояли воззрения Э. Геккеля. Геккель считал, что сначала под действием химических и физических причин появились соединения углерода. Эти вещества представляли собой не растворы, а взвеси маленьких комочков. Первичные комочки были способны к накоплению разных веществ и росту, за которым следовало деление. Затем появилась безъядерная клетка - исходная форма для всех живых существ на Земле.

• Определенным этапом в развитии химических гипотез абиогенеза стала концепция А. И. Опарина, выдвинутая им в 1922-1924 гг. XX века. Гипотеза Опарина представляет собой синтез дарвинизма с биохимией. По Опарину, наследственность стала следствием отбора. В гипотезе Опарина желаемое выдастся за действительное. Сначала нее особенности жизни сводятся к обмену веществ, а затем его моделирование объявляется решенном загадки возникновения жизни.

• Гипотеза Дж. Берпапа предполагает, что абиогенно возникшие небольшие молекулы нуклеиновых кислот из нескольких нуклеотидов могли сразу же соединяться с теми аминокислотами, которые они кодируют. В этой гипотезе первичная живая система видится как биохимическая жизнь без организмов, осуществляющая самовоспроизведение и обмен веществ. Организмы же, по Дж. Берналу, появляются вторично, в ходе обособления отдельных участков такой биохимической жизни с помощью мембран.

• В качестве последней химической гипотезы возникновения жизни на нашей планете рассмотрим гипотезу Г. В. Войткевича, выдвинутую в 1988 году. Согласно этой гипотезе, возникновение органических веществ переносится в космическое пространство. В специфических условиях космоса идет синтез органических веществ (многочисленные органические вещества найдены в метеоритах - углеводы, углеводороды, азотистые основания, аминокислоты, жирные кислоты и др.). Не исключено, что в космических просторах могли образоваться нуклеотиды и даже молекулы ДНК. Однако, по мнению Войткевича, химическая эволюция на большинстве планет Солнечной системы оказалась замороженной и продолжилась лишь на Земле, найдя там подходящие условия. При охлаждении и конденсации газовой туманности на первичной Земле оказался весь набор органических соединений. В этих условиях живое вещество появилось и конденсировалось вокруг возникших абиогенно молекул ДНК. Итак, по гипотезе Войткевича первоначально появилась жизнь биохимическая, а в ходе ее эволюции появились отдельные организмы.

Практическая работа № 4

Тема Сравнительная характеристика природной экосистемы и агросистемы своей местности

Цель работы: выявить черты сходства и различия естественных и искусственных экосистем.

Норма времени: 2 часа

Оснащение рабочего места:

1.Инструкционные карты

2.Раздаточный материал

Основные правила техники безопасности:

1.Рабочее место содержать в чистоте.

2.Работу проводить сидя.

Методика выполнения:

1. Прочитать текст «Агроценозы» и текст «Биогеоценозы создаваемые человеком»

2. Заполнить таблицу «Сравнение природных и искусственных экосистем»

Признаки сравнения

Природная экосистема

Искусственная экосистема

Способы регуляции

Видовое разнообразие

Плотность видовых популяций

Источники энергии и их использование

Продуктивность

Круговорот веществ и энергии

Способность выдерживать изменения среды

3. Сделать вывод о мерах, необходимых для создания устойчивых искусственных экосистем.

Литература:

1. Колесников, С.И. Общая биология: учебное пособие/ С.И. Колесников.- 3 - е изд., перераб. и доп. - М.: КНОРУС, 2012. - 288 с.

2. Константинов, В.М. Общая биология: учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования/ В.М. Константинов, А. Г. Резанов, Е.О. Фадеева; [под ред. В.М. Константинова.] - 11 -е изд.,стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2013. - 256 с.

3. Интернет ресурсы: