методические рекомендации к выполнению практических работ по биологии
методическая разработка по биологии (11 класс)

Министерство образования, науки и молодёжной политики

 Нижегородской области

Государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение

 «Дзержинский технический колледж»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для практических занятий

                                по учебной дисциплине           Биология

г. Дзержинск

2019

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

        В современных условиях рынка труда специалист, работающий на предприятиях различных форм собственности, должен быть разносторонне развитым, умеющим совмещать различные виды деятельности. Особенно актуально умение самостоятельно принимать решения, нести за них ответственность, знать и понимать структуру предприятия и экономику производства, часто приходится вести контроль качества продукции и сырья.

        Данные методические указания являются методическим обеспечением дисциплины Биология и составлены в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников с получением среднего (полного) общего образования на базе основного общего среднего образования на основе ФГОС. Дисциплина Биология является базовой дисциплиной.

В результате изучения биологии с основами экологии на базовом уровне обучающиеся должны ЗНАТЬ/ПОНИМАТЬ:

• основные положения биологических теорий: клеточной, эволюционной теории Ч. Дарвина, учения В. И. Вернадского о биосфере, сущность законов Г. Менделя;
• строение биологических объектов: клетки, генов и хромосом, вида и экосистем;
• сущность биологических процессов: размножения, оплодотворения, действия искусственного и естественного отбора, формирования приспособленности, образования видов, круговорота веществ и превращения энергии в биосфере и экосистемах;
• вклад выдающихся ученых в развитие биологической науки;
• биологическую терминологию и символику.

УМЕТЬ:

• объяснять единство живой и неживой природы; родство живых организмов; влияние различных экологических факторов на организмы; взаимосвязи организмов и среды; причины эволюции, изменяемости видов, наследственных заболеваний, мутаций, устойчивости и смены экосистем; необходимости сохранения многообразия видов; значение биологических теорий в формировании современной естественнонаучной картины мира;
• решать элементарные биологические задачи, составлять элементарные схемы скрещивания и цепи питания;
• выявлять приспособления организмов к среде обитания; антропогенные изменения в экосистемах, в том числе Кемеровской области;
• сравнивать биологические объекты (тела живой и неживой природы по химическому составу, зародыши человека и других млекопитающих, природные экосистемы и агроэкосистемы, в том числе Кемеровской области); процессы искусственного и естественного отбора, полового и бесполого размножения;
• анализировать и оценивать различные гипотезы сущности жизни и человека, глобальные экологические проблемы и пути их решения, последствия собственной деятельности в окружающей среде;
• находить необходимую биологическую информацию в различных источниках и критически ее оценивать.
• использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни:

• для соблюдения мер профилактики отравлений, вирусных и других заболеваний, стрессов, вредных привычек (курения, алкоголизма, наркомании); правил поведения в природной среде;
• оценки этических аспектов некоторых исследований в области биотехнологии (клонирование, искусственное оплодотворение).

Цель данного пособия:

Содействие формированию общих и профессиональных компетенций в области освоения биологии, обеспечивающей базовый уровень профессиональной квалификации и развитие навыков самостоятельной практической работы

Задачи:

• получить практическое подтверждение законов биологии;
• научить выявлять признаки сходства и различия в структуре и развитии живых организмов;
• ознакомить с эволюционным развитием жизни на Земле;
• научить применять теоретические основы биологии в профессиональных видах деятельности;

Изучение дисциплины осуществляется по выполнению 8 практических работ, в которых последовательно рассматриваются аспекты биологии при решении задач. Отрабатываются  умения и навыки работы.

        Данная методическая разработка содержит методические указания по подготовке и проведению практических работ, перечень практических работ, инструкционные карты, методические указания студенту по выполнению практических работ и оформлению отчета и список основной и дополнительной литературы.

Требования к проведению практических работ

по биологии и оформлению отчетов

По результатам выполнения практических работ, студенты должны вести тетради в клетку.

Оформление отчетов по практическим работам нужно осуществлять в соответствии с требованиями:

В тетради обязательно указать дату выполнения, тему, цель работы, перечень необходимых материалов и оборудования. Далее описывать задание и выполняемые действия, результаты исследования, наблюдения и выводы.

Результаты можно сводить в таблицы, в которых отражать все исходные, справочные данные и исследования. Графики нужно строить с точным обозначением величин на осях координат, и их единиц измерения, при этом можно пользоваться клетками тетради или оформить диаграмму на компьютере в Excel, и вклеить ее в тетрадь (эту часть отчета выполняют самостоятельно, как домашнее задание).

После оформления практической работы сформулировать ответы на контрольные вопросы и  общий вывод по работе.

Перечень

ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Тема: НАБЛЮДЕНИЕ КЛЕТОК РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ ПОД МИКРОСКОПОМ НА ГОТОВЫХ МИКРОПРЕПАРАТАХ, ИХ ОПИСАНИЕ

Цель:        Выявить сходство и различие в клетках растительного и животного происхождения

Оборудование:        Микроскоп, микропрепараты растительного и животного материала

Пояснение к занятию:

Основными элементами всех клеток являются ядро и цитоплазма. Ядро имеет сложное строение, изменяющееся на разных фазах клеточного деления, или цикла. Ядро неделящейся клетки занимает приблизительно 10—20% ее общего объема. Оно состоит из кариоплазмы (нуклеоплазмы), одного или нескольких ядрышек (нуклеол) и ядерной оболочки. Кариоплазма представляет собой ядерный сок, или кариолимфу, в которой находятся нити хроматина, образующие хромосомы.

Обязательными элементами ядра являются хромосомы, имеющие специфическую химическую и морфологическую структуру. Они принимают активное участие в обмене веществ в клетке и имеют прямое отношение к наследственной передаче свойств от одного поколения к другому.

Цитоплазма клетки обнаруживает весьма сложное строение. Введение методики тонких срезов и электронной микроскопии позволило увидеть тонкую структуру основной цитоплазмы.

Задание:

1. Рассмотреть микропрепараты с помощью микроскопа.
2. Зарисовать наблюдения.
3. Сравнить органоиды клеток.
4. Сделать вывод.

Контрольные вопросы:

1. Какие органоиды входят в состав растительной клетки?
2. Какие органоиды входят в состав животной клетки?
3. В чем сходство и различие клеток?
4. Какие основные положения клеточной теории доказывают наблюдения?

Рекомендуемая литература и источники:

• Константинов В.М., Резанова А.Г., Фадеева Е.О. Общая биология: учебник для специальностей технического профиля / Константинов В.М. – М., 2017.- 252 с.

• Тупикин Е. И. Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности [Текст]: учеб.пособие для нач. проф. образования: Учеб.пособие для сред. проф. образования / Е. И. Тупикин. – 2-е изд., стереотип. – М.: Академия, 2010. – 384 с.: ил.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Тема: ВЫЯВЛЕНИЕ И ОПИСАНИЕ ПРИЗНАКОВ СХОДСТВА ЗАРОДЫШЕЙ ЧЕЛОВЕКА И ДРУГИХ ПОЗВОНОЧНЫХ КАК ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ИХ ЭВОЛЮЦИОННОГО РОДСТВА.

Цель: познакомиться с эмбриональными доказательствами эволюции органического мира и стадиями развития зародыша.

Оборудование: текст учебника

Пояснение к занятию:

ЭМБРИОЛОГИЯ

Развитие начинается с оплодотворения. Возникшая зигота дробится.

Образуются стадии: морула, бластула, гаструла. Ткани образуются из эктодермы, энтодермы, мезодермы. Закладываются жаберные щели, как у зародышей рыб, на 18-20 день развития. Сердце вначале в виде трубки с пульсирующими стенками. Формируется клоака. 1,5—3-месячный зародыш имеет хвост, как у хвостатых обезьян. Головной мозг 1,5-3-месячного зародыша человека состоит из 5 мозговых пузырей, как мозг рыб. Нервная система вначале в виде трубки на спине. 5—6-месячный эмбрион имеет рунный волосяной покров ("воспоминание" о волосатых предках). Зародыш долго имеет выраженный копчиковый отдел. У зародыша имеется несколько пар сосков (полимастия).

У 1,5—2-месячного зародыша большой палец ноги короче других пальцев и расположен под углом, как у обезьян.

Сроки беременности человекообразных обезьян и человека одинаковые.

Рудименты человека

У человека около сотни рудиментов — признаков предков. К ним относятся подкожные мышцы, создающие "гусиную кожу"; подкожные мышцы шеи; мышцы, двигающие уши; волоски на коже; копчик (окончание скелета из 5-6 позвонков) - рудимент хвоста; зубы мудрости; аппендикс - рудимент слепой кишки; эпикантус — рудимент третьего века, расположенный во внутреннем углу глаза (развит у птиц и рептилий).

Атавизмы человека

К редко проявляющимся предковым признакам у человека относятся: хвост, волосяной покров лица, многососковость. В генотипе человека около 95 % генов, общих с генами человекообразных обезьян, 60-70 % генов, общих с насекомоядными предками приматов. В генотипе человека есть гены рыбообразных и других низших позвоночных, а также беспозвоночных и даже около 2 % генов, которые имеются у бактерий.

В случае обратных мутаций происходит "включение" "молчащих — спящих" генов, и тогда у человека появляются атавизмы.

Развитие зародыша.

Оплодотворённая яйцеклетка-зигота претерпевает ряд быстро следующих друг за другом митотических делений, которые называются дроблением. Дробление и другие ранние стадии развития многоклеточного зародыша, называемые периодом эмбрионального развития, рассмотрим на примере ланцетника.

Зигота вначале делится в продольном направлении на две одинаковые по величине клетки, называемые бластомерами. Затем каждый из бластомеров делится также в продольном направлении, и образуются четыре клетки. Следующее, третье деление, происходит в поперечном направлении, и в результате его формируется восемь одинаковых клеток. В дальнейшем формируются быстро следующие друг за другом продольные и поперечные деления, которые приводят к образованию 16, 32, 64, 128 и больше клеток. Яйцо ланцетника, имеющее небольшое количество желтка, подвергается дроблению полностью. У других животных (птицы, рыбы) яйцо содержит много желтка и дроблению подвергается только диск цитоплазмы с ядром, а сам желток не дробится.

При дроблении следующие друг за другом деления происходят быстро, бластомеры не растут и их размеры по мере увеличения числа клеток уменьшаются. В результате дробления образуется шарообразный зародыш с полостью внутри – бластула. Полость бластулы называется бластоцелем. Иногда бластоцель практически отсутствует, и бластомеры очень тесно прилежат друг другу, образуя плотный шар клеток. В этом случае говорят о моруле (тутовая ягода). Клетки стенки бластулы располагаются в один слой. Формированием бластулы завершается период развития, в течение которого продолжается деление клеток, клетки становятся очень подвижными и начинают активно перемещаться относительно друг друга. В результате в зародыше возникают отчётливо выраженные пласты клеток – зародышевые листки.

У многоклеточных животных, к числу которых относится и ланцетник, внутренний слой клеток образуется путём впячивания клеток внутрь полости бластулы клеток её стенки. Эту двухслойную стадию развития называют гаструлой. Наружный слой клеток гаструлы называют эктодермой, внутренний – энтодермой. У всех животных, кроме губок и кишечнополостных, формируется и третий слой – мезодерма. Он образуется из клеток, лежащих между эктодермой и энтодермой. В ходе гаструляции, как и во время дробления, не происходит роста клеток и, таким образом, зародыш на стадии гаструлы остается по размерам похожим на зиготу.

Следующим этапом эмбрионального развития является гисто- и органогенез. У позвоночных он начинается с образования зачатка нервной системы. Эта стадия – нейрула.

У нейрулы на будущей спинной стороне зародыша происходит обособление части клеток эктодермы в виде длинной пластинки. Края пластинки сближаются, образуется вначале желобок, затем трубка, которая оказывается погруженной под клетками эктодермы. Далее из передней части трубки формируется головной мозг и органы чувств, а из задней – спинной мозг и нервная периферическая система.

Органы и ткани организма образуются из определенных частей зародыша. Из эктодермы, кроме нервной системы, формируются покровы тела: наружный эпителий, кожные железы, роговые чешуи и т.д. Органы пищеварения и дыхания развиваются в основном из клеток энтодермы. Мезодерма дает начало мышечной, хрящевой и костной ткани, кровеносной и выделительной системам.

Экто-, энто- и мезодермальное происхождение того или иного органа не означает, что клетки зародышевых листьев обладают какими-то особыми органными свойствами. И хотя классификация органов по их происхождению в эмбриогенезе из определенного зародышевого листка довольно распространена, нужно помнить, что:

1. Развитие органа происходит всегда только при взаимодействии клеток разных участков зародыша.

2. Почти каждый орган развивается из клеток двух, а иногда и трех зародышевых листов.

Задания:

1.        Прочитать текст «Эмбриология»

2.        Выявить черты сходства зародышей человека и других позвоночных.

3.        Ответить письменно на вопрос: о чем свидетельствуют сходства зародышей?

4. Прочитать текст «Развитие зародыша» и ответить письменно на вопросы

А)Что развивается из зиготы?

Б) Чем характеризуется процесс дробления?

В) Как образуется бластула?

Г) Как формируется гаструла?

Д) Где образуется первичное ротовое отверстие?

Е) Как называются зародышевые листки у гаструлы?

Ж) Какие животные всю жизнь живут на стадии гаструлы?

З)Где закладывается и как называется третий зародышевый листок?

И) Какие системы органов формируется из эктодермы, энтодермы и мезодермы?

5. Зарисуйте и подпишите стадии развития зародыша

Контрольные вопросы:

1. В какой последовательности закладываются системы органов в процессе онтогенеза?

2.  Какие системы органов формируется из эктодермы, энтодермы и мезодермы?

Рекомендуемая литература и источники:

• Константинов В.М., Резанова А.Г., Фадеева Е.О. Общая биология: учебник для специальностей технического профиля / Константинов В.М. – М., 2017.- 252 с.

• Тупикин Е. И. Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности [Текст]: учеб.пособие для нач. проф. образования: Учеб.пособие для сред. проф. образования / Е. И. Тупикин. – 2-е изд., стереотип. – М.: Академия, 2010. – 384 с.: ил.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА  3

Тема:  Составление простейших схем моногибридного скрещивания

Цель: Научиться составлять простейшие схемы моногибридного скрещивания на основе предложенных данных.

Оборудование: учебник, тетрадь, условия задач, ручка.

Пояснение к занятию: 

Задача № 1. У крупного рогатого скота ген, обусловливающий черную окраску шерсти, доминирует над геном, определяющим красную окраску. Какое потомство можно ожидать от скрещивания гомозиготного черного быка и красной коровы?

Разберем решение этой задачи. Вначале введем обозначения. В генетике для генов приняты буквенные символы: доминантные гены обозначают прописными буквами, рецессивные — строчными. Ген черной окраски доминирует, поэтому его обозначим А. Ген красной окраски шерсти рецессивен — а. Следовательно, генотип черного гомозиготного быка будет АА. Каков же генотип у красной коровы? Она обладает рецессивным признаком, который может проявиться фенотипически только в гомозиготном состоянии (организме). Таким образом, ее генотип аа. Если бы в генотипе коровы был хотя бы один доминантный ген А, то окраска шерсти у нее не была бы красной. Теперь, когда генотипы родительских особей определены, необходимо составить схему теоретического скрещивания

Черный бык образует один тип гамет по исследуемому гену — все половые клетки будут содержать только ген А. Для удобства подсчета выписываем 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. все потомство будет единообразно и будет нести признак родителя, имеющего доминантный фенотип — черного быка..

РАА * аа

G:А      а

F 1 Аа

Таким образом, можно записать следующий ответ: при скрещивании гомозиготного черного быка и красной коровы в потомстве следует ожидать только черных гетерозиготных телят

Задания:

Задача № 1. Какое потомство можно ожидать от скрещивания коровы и быка, гетерозиготных по окраске шерсти?

Задача № 2. У морских свинок вихрастая шерсть определяется доминантным геном, а гладкая — рецессивным. Скрещивание двух вихрастых свинок между собой дало 39 особей с вихрастой шерстью и 11 гладкошерстных животных. Сколько среди особей, имеющих доминантный фенотип, должно оказаться гомозиготных по этому признаку? Морская свинка с вихрастой шерстью при скрещивании с особью, обладающей гладкой шерстью, дала в потомстве 28 вихрастых и 26 гладкошерстных потомков. Определите генотипы родителей и потомков.

Рекомендуемая литература и источники:

• Константинов В.М., Резанова А.Г., Фадеева Е.О. Общая биология: учебник для специальностей технического профиля / Константинов В.М. – М., 2017.- 252 с.

• Тупикин Е. И. Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности [Текст]: учеб.пособие для нач. проф. образования: Учеб.пособие для сред. проф. образования / Е. И. Тупикин. – 2-е изд., стереотип. – М.: Академия, 2010. – 384 с.: ил

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4

Тема: ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ К РАЗНЫМ СРЕДАМ ОБИТАНИЯ.

Цель: сформировать понятие приспособленности организмов к среде обитания, закрепить умение выявлять приспособленности к среде.

Перечень оборудования: изображения пшеницы, подорожника, дятла, кузнечика, кактуса, рыб, бодяка полевой, чертополоха, крапивы жгучей, полыни горькой.

Пояснение к заданию:

 Организмы в течение жизни испытывают влияние факторов, сильно удаляющихся от оптимума. Им приходится переносить жару, засуху, морозы, голод. Приспособления.

1. Анабиоз (мнимая смерть). Почти полная остановка обмена веществ. – мелкие организмы. При анабиозе организмы теряют до ½ или даже ¾ заключённой в тканях воды У беспозвоночных часто наблюдается явление диапаузы – пережидание неблагоприятных температурных условий, остановившись в своём развитии (стадия яйца, куколки у насекомых и т.д.).

2. Скрытая жизнь. Высшие растения не могут выжить, в случае если клетка высохнет. В случае если частичное обезвоживание – выживет. (зимний покой растений, спячка животных, семена в почве.

3. Постоянство внутренней среды, несмотря на колебания внешней среды. Постоянная температура тела, влаги (кактусы). Но много тратится энергии.

4. Избегание неблагоприятных условий. (гнезда, зарываются в снег, перелœет птиц)

Примеры: Семена лотоса в торфе 2000лет., бактерии в льдах Антарктиды. У пингвинов температура 37-38, у северных оленей 38-39. кактусы. Мокрицы в Среднеазиатских сухих степях.

Задание:

1. Определить среду обитания растений и животных, предложенных для исследований.
2. Рассмотрите плоды и семена растений, укажите их приспособленность к размножению. Объясните возникновение приспособлений.
3. На примере разных видов кактусов, верблюжьей колючки (или других растений засушливой местности), рыб (из разных мест обитания), насекомых ( с разной окраской тела) определить приспособленность к их среде обитания.
4. Определить черты приспособленности бодяка полевого, чертополоха, крапивы жгучей, полыни горькой к защите от поедания.
5. Сделайте вывод о значении приспособленности организмов к окружающей среде.

Литература:

• Константинов В.М., Резанова А.Г., Фадеева Е.О. Общая биология: учебник для специальностей технического профиля / Константинов В.М. – М., 2013.- 252 с.

• Тупикин Е. И. Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности [Текст]: учеб.пособие для нач. проф. образования: Учеб.пособие для сред. проф. образования / Е. И. Тупикин. – 2-е изд., стереотип. – М.: Академия, 2010. – 384 с.: ил.