Биология
Учебник для 10-11 классов
Лабораторный практикум
Лабораторная работа №1
Тема: «Строение растительной, животной, грибной и бактериальной клеток под микроскопом»
Цель: закрепить умение готовить микропрепараты и рассматривать их под микроскопом, находить особенности строения клеток различных организмов, сравнивать их между собой.
Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, стаканы с водой, стеклянные палочки, лук репчатый, разведенные дрожжи, культура сенной палочки, микропрепараты клеток многоклеточных животных.
Ход работы
Приготовьте микропрепараты кожицы лука, дрожжевых грибов, бактерии сенной палочки. Под микроскопом рассмотрите их, а также готовый микропрепарат клеток многоклеточного организма.
Сопоставьте увиденное с изображением объектов на таблицах. Зарисуйте клетки в тетрадях и обозначьте видимые в световой микроскоп органоиды.
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.
Лабораторная работа №2
Тема: «Плазмолиз и деплазмолиз в клетках кожицы лука»
Цель: сформировать умение проводить опыт по получению плазмолиза, закрепить умение работать с микроскопом, проводить наблюдение и объяснять полученные результаты.
Оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла, стеклянные палочки, стаканы с водой, фильтровальная бумага, раствор поваренной соли, репчатый лук.
Ход работы
Приготовьте препарат кожицы лука, рассмотрите клетки под микроскопом. Обратите внимание на расположение цитоплазмы относительно клеточной оболочки.
Удалите с микропрепарата воду, приложив фильтровальную бумагу к краю покровного стекла. Нанесите на предметное стекло каплю раствора поваренной соли. Наблюдайте за изменением положения цитоплазмы.
Фильтровальной бумагой удалите раствор поваренной соли. Капните на предметное стекло 2—3 капли воды. Наблюдайте за состоянием цитоплазмы.
Объясните наблюдаемое явление. Ответьте на вопросы: куда двигалась вода (в клетки или из них) при помещении ткани в раствор соли? Чем можно объяснить такое направление движения воды? Куда двигалась вода при помещении ткани в воду? Чем это объясняется? Как вы думаете, что бы могло произойти в клетках, если бы их оставили в растворе соли на длительное время? Можно ли использовать раствор соли для уничтожения сорняков?
Лабораторная работа №3 (в двух вариантах)
Тема: «Каталитическая активность ферментов в живых тканях»
Цель: сформировать знания о роли ферментов в клетках, закрепить умение работать с микроскопом, проводить опыты и объяснять результаты работы.
Вариант I
Оборудование: свежий 3%-ный раствор пероксида водорода, пробирки, пинцет, ткани растений (кусочки сырого и вареного картофеля) и животных (кусочки сырого и вареного мяса или рыбы), песок, ступка и пестик.
Ход работы
Приготовьте пять пробирок и поместите в первую пробирку немного песка, во вторую — кусочек сырого картофеля, в третью — кусочек вареного картофеля, в четвертую — кусочек сырого мяса, в пятую — кусочек вареного мяса. Капните в каждую из пробирок немного пероксида водорода. Пронаблюдайте, что будет происходить в каждой из пробирок.
Измельчите в ступке кусочек сырого картофеля с небольшим количеством песка. Перенесите измельченный картофель вместе с песком в пробирку и капните туда немного пероксида водорода. Сравните активность измельченной и целой растительной ткани.
Составьте таблицу, показывающую активность каждой ткани при различной обработке.
Объясните полученные результаты. Ответьте на вопросы: в каких пробирках проявилась активность фермента? Объясните почему. Как проявляется активность фермента в живых и мертвых тканях? Объясните наблюдаемое явление. Как влияет измельчение ткани на активность фермента? Различается ли активность фермента в живых тканях растений и животных? Как бы вы предложили измерить скорость разложения пероксида водорода? Как вы считаете, все ли живые организмы содержат фермент каталазу, обеспечивающий разложение пероксида водорода? Ответ обоснуйте.
Вариант II
Оборудование: микроскопы, предметное и покровное стекла, стаканы с водой, стеклянные палочки, пероксид водорода, лист элодеи.
Ход работы
Приготовьте препарат листа элодеи, рассмотрите его под микроскопом и зарисуйте несколько клеток листа.
Капните на микропрепарат пероксид водорода и снова наблюдайте за состоянием клеток.
Объясните наблюдаемое явление. Ответьте на вопросы: какой газ выделяется из клеток листа? Почему происходит его выделение?
Капните каплю пероксида водорода на предметное стекло, рассмотрите ее под микроскопом, опишите наблюдаемую картину. Сравните состояние пероксида водорода в листе элодеи и на стекле. Сделайте выводы.
Лабораторная работа №4
Тема: «Морфологические особенности растений различных видов»
Цель: обеспечить усвоение учащимися понятия морфологического критерия вида, закрепить умение составлять описательную характеристику растений.
Оборудование: живые растения или гербарные материалы растений разных видов.
Ход работы
Рассмотрите растения двух видов, запишите их названия, составьте морфологическую характеристику растений каждого вида, т. е. опишите особенности их внешнего строения (особенности листьев, стеблей, корней, цветков, плодов).
Сравните растения двух видов, выявите черты сходства и различия. Чем объясняются сходства (различия) растений?
Лабораторная работа №5
Тема: «Изменчивость организмов»
Цель: сформировать понятие изменчивости организмов, продолжить выработку умений наблюдать натуральные объекты, находить признаки изменчивости.
Оборудование: раздаточный материал, иллюстрирующий изменчивость организмов (растения 5—6 видов, по 2—3 экземпляра каждого вида, наборы семян, плодов, листьев и др.).
Ход работы
Сравните 2—3 растения одного вида (или их отдельные органы: листья, семена, плоды и др.), найдите признаки сходства в их строении. Объясните причины сходства особей одного вида.
Выявите у исследуемых растений признаки различия. Ответьте на вопрос: какие свойства организмов обусловливают различия между особями одного и того же вида?
Раскройте значение этих свойств организмов для эволюции. Какие, на ваш взгляд, различия обусловлены наследственной изменчивостью, какие — ненаследственной изменчивостью? Объясните, как могли возникнуть различия между особями одного вида.
Лабораторная работа №6
Тема: «Приспособленность организмов к среде обитания»
Цель: сформировать понятие приспособленности организмов к среде обитания, закрепить умение выявлять черты приспособленности организмов к среде обитания.
Оборудование: гербарные образцы растений или комнатные растения, чучела или рисунки животных различных мест обитания.
Ход работы
Определите среду обитания растения и животного, предложенного вам для исследования.
Выявите черты приспособленности к среде обитания.
Выявите относительный характер приспособленности.
На основании знаний о движущих силах эволюции объясните механизм возникновения приспособлений.
Лабораторная работа №7
Тема: «Ароморфозы, (у растений) и идиоадаптации (у насекомых )»
Цель: сформировать умение выявлять ароморфозы и идиоадаптации у растений и животных, объяснять их значение.
Оборудование: гербарные материалы водорослей, мхов, папоротникообразных, цветковых растений, веточки сосны или ели, коллекции насекомых.
Ход работы
Рассмотрите растения: водоросль, мох, папоротник, веточку сосны или ели, цветковое растение. Назовите имеющиеся у них органы.
Выявите черты усложнения в строении растений этих отделов и раскройте их значение. Определите, по какому направлению шла эволюция растений от водорослей до покрытосеменных.
Рассмотрите насекомых разных отрядов (чешуекрылые, прямокрылые, двукрылые и др.), выявите в их строении черты сходства и различия. Сделайте вывод о направлении эволюции насекомых.
Опишите идиоадаптации у насекомых рассматриваемых отрядов, раскройте их эволюционное значение.
Лабораторная работа №8
Тема: «Фенотипы, местных сортов растений»
Цель: сформировать знания о модификационной изменчивости, умение описывать растения по фенотипу и сравнивать их между собой.
Оборудование: гербарные экземпляры различных сортов растений (пшеница, рожь, ячмень и др.).
Ход работы
Рассмотрите два экземпляра растений пшеницы (ржи, ячменя и др.) одного сорта. Сравните эти растения.
Опишите фенотип каждого растения (особенности строения листьев, стеблей, цветков). Выявите признаки, возникшие в результате модификационной изменчивости и обусловленные генотипом.
Раскройте причины модификационной изменчивости, ее значение.
Лабораторная работа №9 (в двух вариантах)
Тема: «Изменчивость, построение вариационного ряда и вариационной кривой»
Цель: познакомить учащихся со статистическими закономерностями модификационной изменчивости, выработать умение строить вариационный ряд и график изменчивости изучаемого признака.
Вариант I
Оборудование: семена фасоли, бобов, колосья пшеницы, ржи, клубни картофеля, листья акации, клена (по 10 экземпляров одного вида на парту).
Ход работы
Рассмотрите несколько растений (семян, клубней, листьев и др.) одного вида, сравните их размеры (или посчитайте количество листовых пластинок у листьев) или другие параметры. Данные запишите.
Полученные данные занесите в таблицу, в которой по горизонтали сначала расположите ряд чисел, отображающих последовательное изменение признака (например, число колосьев в колоске, размер семян, длина листовой пластинки), ниже — частоту встречаемости каждого признака. Определите, какие признаки встречаются наиболее часто, какие — редко.
Отобразите на графике зависимость между изменением признака и частотой его встречаемости.
Сделайте вывод о том, какая закономерность модификационной изменчивости вами обнаружена.
Вариант II
Оборудование: линейка или сантиметр.
Ход работы
Измерьте рост каждого школьника в классе с точностью до сантиметра, округлив цифры. Например, если рост составляет 165,7 см, запишите, что рост 166 см.
Сгруппируйте полученные цифры, которые отличаются друг от друга на 5 см (150—155 см, 156—161 см и т. д.), и подсчитайте количество учеников, входящих в каждую группу. Полученные данные запишите:
Количество учащихся ... 2
Рост, в см .....................145—150
Постройте вариационный ряд изменчивости роста учеников, а также вариационную кривую, откладывая по горизонтальной оси рост учащихся в миллиметрах, а на вертикальной оси количество учащихся определенного роста.
Вычислите средний рост учеников вашего класса путем деления суммы всех измерений на общее число измерений.
Вычислите и отметьте на графике средний рост девочек и мальчиков.
Ответьте на вопросы: какой рост учеников в вашем классе встречается наиболее часто, какой — наиболее редко? Какие отклонения встречаются в росте учеников? Каков средний рост девочек и мальчиков в вашем классе? Каковы причины отклонений в росте?
Полевая работа (может быть выполнена осенью и весной)
Тема: «Воздействие человека на водную среду и загрязнение берегов водоемов»
Цель: сформировать у учеников понимание, что все мы загрязняем среду, как непосредственно, так и косвенно, и все мы можем что-то сделать для уменьшения этого загрязнения.
Основная информация: качество воды в водоеме в определенной степени зависит от того, что происходит на площади водосбора; эрозия почв может вызвать помутнение воды; сбросы промышленных предприятий, коммунальных хозяйств вызывают загрязнения; свалки и мусор на берегу водоема не только портят ландшафт, но могут быть источником вредных веществ, вымываемых из отходов и попадающих в водоемы.
Ход работы
Ученики делятся на группы, и каждая группа готовит сообщение: что им известно о местной реке или озере; откуда водоем собирает воду; протекает ли река через города; как используются земли, окружающие водоем; какие источники загрязнения могут влиять на качество воды.
Полевой выход к водоему. Побережье реки или озера делится между группами. Размер участка от 100 до 200 м.
Каждая группа описывает свой участок, принимая во внимание все возможные источники загрязнения, идущего из населенного пункта, бытовые и промышленные отходы на берегу. Группа оценивает роль источников загрязнения и свалок (велики или малы, постоянны или временны, длительно действующие или вновь появившиеся и т. д.).
Планы участков выполняют в установленном масштабе, чтобы затем можно было составить единый план. На планы наносят полученные данные.
Происходит обсуждение результатов в классе. Принимаются во внимание: источники загрязнения, их местонахождение, влияние на реку как по ее течению, так и против него.
Группа выступает с предложениями: что можно сделать, чтобы уменьшить загрязнение водоема; что могут сделать местные власти и что могут сделать сами ученики для того, чтобы уменьшить будущие загрязнения и исправить существующее положение дел. Каждая группа должна предложить меры спасения прежде всего для своего участка.
Приготовление микропрепаратов по микробиологи Приготовление препаратов мертвых клеток микроорганизмов. Для детального изучения микроорганизмов применяют фиксированные микропрепараты. При фиксации микробов убивают и затем окрашивают. Приготовление фиксированных препаратов складывается из следующих операций: приготовление мазка, высушивание препарата, его фиксация, окраска и просушивание. 1 этап: Техника приготовления мазков (см. приложение рис. 5). Приготовление мазка с плотной питательной среды на обезжиренное предметное стекло наносят петлей небольшую каплю физиологического раствора; в правую руку берут бактериологическую петлю, в левую – пробирку с культурой; петлю стерилизуют, внося ее в пламя горелки в вертикальном положении (накаливание докрасна) (см. приложение рис. 5-1); вынимают пробку из пробирки, захватив ее мизинцем правой руки, и обжигают на спиртовке край пробирки (см. приложение рис. 5-2,3); петлю вносят в пробирку, охлаждают ее, прикасаясь к стенкам, после чего с поверхности среды снимают небольшое количество культуры (см. приложение рис. 5-4); петлю вынимают, не касаясь стенок пробирки, обжигают края пробирки над спиртовкой и закрывают пробкой (см. приложение рис. 5-5,6); захваченную микробную культуру вносят в каплю физиологического раствора, тщательно размешивают и равномерно распределяют по стеклу в виде овала, круга или квадрата площадью 1-1,5см2 (см. приложение рис. 5-7); по окончании приготовления мазка петлю вновь стерилизуют (см. приложение рис. 5-8). При изготовлении мазка из культур с жидких питательных сред на предметное стекло наносят 1-3 петли исследуемого материала и равномерно распределяют по нему; при этом использование физиологического раствора не требуется. Далее поступают как описано выше. 2 этап: Высушивание мазков. Приготовленный мазок высушивают на воздухе, над пламенем горелки (но не в пламени), в потоке теплого воздуха или в термостате. Необходимо знать, что нагревание может нарушить структуру микробов, а так же то, что не до конца высушенный препарат при фиксации окажется испорченным. 3 этап: Фиксация мазков. Различают физический и химический методы. При фиксации физическим методом стекло с мазком, обращенным кверху, медленно проводят 3-4 раза через пламя. При этом микроорганизмы погибают, мазок прикрепляется к стеклу и не смывается. С недофиксированного мазка микробы смываются, в перефиксированном наблюдается деструкция микроорганизмов, то есть распад на отдельные фрагменты. Фиксация химическим методом достигается погружением мазков в фиксирующую жидкость, которой может служить: Спирт (15-20 мин) Спирт-эфир (10-15 мин) Метиловый спирт (5 мин) Хлороформ (несколько секунд) Охлажденный ацетон (5 мин) 4 этап: Окраска мазков. Окраска микроорганизмов имеет большое диагностическое значение. Она представляет собой сложный физико-химический процесс, в механизме которого существенную роль играют явления адсорбции, капиллярности, химического сродства между красителями и окрашиваемым объектом, рН среды, в которой они находятся. Различают простые (ориентировочные) и сложные (дифференциальные) методы окраски микроорганизмов. Простая окраска. Простая окраска бактерий выявляет только их морфологию (форму, размер и взаимное расположение микробов). Обычно употребляется только один краситель (метиленовый синий или генциановый фиолетовый). Выделяют позитивный и негативный методы окрашивания. Позитивный: Приготовленный и фиксированный мазок помещают в специальный мостик над ванночкой. Наносят какой-либо краситель на определенное время (количество краски должно быть таким, чтобы покрыть всю поверхность мазка, достаточно нескольких капель). При этом необходимо следить, чтобы краситель на мазке не подсыхал, в случае необходимости на мазок наливают новые порции красителя. Затем тщательно и быстро промывают водой. Высушивают фильтровальной бумагой. Наносят каплю иммерсионного масла и микроскопируют. Мазок считается качественным, если бактерии расположены изолированно друг от друга и равномерно окрашены. Негативный: При этом методе окрашивается фон мазка, а микроорганизмы остаются неокрашенными. Он применяется для исследования микроорганизмов, оболочки которых плохо воспринимают анилиновые красители (лептоспиры, спирохеты). На край предметного стекла наносят каплю туши и смешивают ее петлей с каплей культуры. Мазок делают ребром шлифованного предметного стекла аналогично приготовлению мазка крови (см. приложение рис. 6). Предметное стекло кладут на горизонтальную поверхность и придерживают левой рукой; правой рукой к капле придвигают под углом в 450 шлифовальное стекло, по краю которого равномерно растекается капля; сразу же, плотно прижимая шлифовальное стекло в том же положении под углом, продвигают его налево по предметному стеклу, получая равномерный мазок. Дают высохнуть и микроскопируют. Дифференциальная (сложная) окраска. Сложные, или дифференциальные способы окраски бактерий основаны на особенностях физико-химического строения микробной клетки. Позволяют, применяя несколько растворов красителей и реактивов, определить морфологические свойства и структурные компоненты клетки (споры, капсулы, жгутики и др.). Одним из важнейших методов является окрашивание микробов по Граму. Это универсальный дифференциально-диагностический метод окраски, предложенный датским ученым Грамом в 1884г. Он используется в качестве одного из ключей в определителях микробов. Окрашивание микробов по Граму. Грампринадлежность микробов зависит от химического состава бактериальной клетки и строения клеточной стенки. На фиксированный мазок кладут небольшой кусочек фильтровальной бумаги и наливают раствор генцианвиолета на 1-2 минуты. Снимают бумагу, сливают краску и, не промывая водой, наливают на препарат раствор Люголя на 1 минуту (мазок чернеет). Обработка мазка спиртом в течение 30 секунд (погружают в стаканчик 2-3 раза). Промывают водой. Дополнительно окрашивают разведенным фуксином в течение 1-2 минут. Сливают краску, промывают водой, обсушивают фильтровальной бумагой, исследуют с иммерсионной системой. Грамположительные микроорганизмы окрашиваются фиолетовым цветом, не обесцвечиваются спиртом и не воспринимают основной фуксин. Грамотрицательные микроорганизмы обесцвечиваются спиртом и приобретают розово-красный цвет от окрашивания фуксином. Обнаружение капсул методом негативного контрастирования. Небольшое количество клеток с твердой питательной среды помещают петлей на предметное стекло в каплю разбавленного фуксина, смешивают с каплей туши, накрывают покровным стеклом и рассматривают под микроскопом. На сером фоне препарата хорошо видны бесцветные капсулы, окружающие клетки микроорганизмов окрашены в розовый цвет. Окраска эндоспор. На фиксированный мазок наливают метиленовый синий (по Леффлеру). Краситель доводят до кипения, держа предметное стекло пинцетом над пламенем горелки. По мере испарения красителя его добавляют. Продолжительность окраски трехкратная, по 10-15 секунд. Предметное стекло охлаждают и тщательно промывают водой. Дополнительно в течение 30 секунд докрашивают 0,5%-ным водным раствором сафранина (или фуксина Циля). Краситель сливают, препарат промывают водой, сушат и рассматривают под микроскопом. При правильном окрашивании вегетативные клетки имеют красный, а споры синий цвет (светло-розовый). 5 этап: Просушивание. Оставшуюся на стекле после промывания воду осторожно удаляют фильтровальной бумагой, или отсасывая ее краем бумаги, или слегка прижимая кусочек бумаги к мазку. Окрашенный мазок должен быть совершенно сухим, так как остаток воды образует с кедровым маслом, нанесенным на мазок, мутную эмульсию, что мешает микроскопированию. Приготовление препаратов живых клеток микроорганизмов. Метод изучения микробов в живом неокрашенном состоянии имеет следующие преимущества: Микробы изучаются в неповрежденном виде. Наблюдение микробов в живом виде позволяет выявить ряд свойств, не обнаруживаемых у убитых микробов (активная подвижность). Вместе с тем метод имеет и ряд недостатков: Трудность исследования неокрашенных микробов ввиду их малой величины. Невозможность длительно сосредоточит внимание на микробе, так как он быстро перемещается из поля зрения. В живом состоянии микробов исследуют в “раздавленной капле”, “висячей капле” и “отпечатком”, также рассматривают “агаровую пленку”; в некоторых случаях при этом применяют прижизненную (витальную) окраску микробов [2]. Препарат “раздавленная капля”. На предметное стекло наносят каплю воды, помещают в нее небольшое количество клеток изучаемых микроорганизмов, размешивают и накрывают покровным стеклом. Микроорганизмы, выращенные и на плоской и в жидкой питательной среде, переносят в каплю воды бактериологической петлей; выращенные в жидкой среде можно переносить так же стерильной пипеткой. При продолжительном изучении микроскопируемого объекта края покровного стекла рекомендуется залить лаком для ногтей, что предотвратит быстрое высыхание препарата (см. приложение рис. 7). Препарат “висячая капля”. Каплю суспензии микроорганизмов петлей или обычным пером наносят на покровное стекло, которое поворачивают каплей вниз и помещают на специальное предметное стекло с углублением (лункой) в центре. Капля должна свободно висеть, не касаясь краев и дна лунки. Края лунки предварительно смазывают вазелином. Капля оказывается герметизированной во влажной камере, что делает возможным многодневное наблюдение за объектом. Для длительных наблюдений используют стерильные стекла, а суспензию микроорганизмов готовят в жидкой питательной среде. При работе с бактериями используется редко (см. приложение рис. 8). Препарат “отпечаток”. Из агаризованной среды, на которой микроорганизмы растут сплошным газоном или в виде отдельных колоний, вырезают скальпелем небольшой кубик и переносят его на предметное стекло так, чтобы поверхность с микроорганизмами была обращена вверх. Затем к газону или колонии прикладывают чистое покровное стекло, слегка надавливают на него петлей или пинцетом и тот час же снимают, стараясь не сдвинуть в сторону. Полученный препарат помещают отпечатком вниз в каплю воды или метиленового синего (1:40) на предметное стекло. Отпечаток можно получить и на предметном стекле, если касаться поверхности колонии или газона предметным стеклом. Используют в основном при исследовании спороношения стрептомицетов. Препарат “агаровая пленка” (или “микрокультура”). На тонкое простерилизованное и нагретое предметное стекло наносят стерильной нагретой пипеткой 0,2-0,3 мл горячей агаризованной питательной среды и распределяют по всей поверхности стекла. После застывания среды удаляют петлей лишний агар, оставляя два тонких участка пленки, величиной с покровное стекло каждый. В центр квадратов бактериальной петлей или пипеткой наносят каплю жидкой культуры или суспензии клеток микроорганизма. Стекло помещают во влажную камеру (чашка Петри со слоем мокрой фильтровальной бумаги), которую ставят в термостат. Перед микрокопированием на пленку с выросшей микрокультурой наносят каплю красителя или каплю воды в случае подсыхания пленки и затем осторожно накрывают покровным стеклом [4]. Прижизненная окраска микробов. При работе с раздавленной каплей для лучшей видимости микробов жидкость можно слегка подкрасить, вводя под покровное стекло небольшую каплю красителя. При этом бактерии окрасятся и будут отчетливее видны в поле зрения микроскопа. 1 способ окраски: На чистое предметное стекло наносят насыщенный водный раствор метиленовой сини. Дают высохнуть. Фильтровальной бумагой протирают стекло, пока налет не примет светло-голубого оттенка. На предметное стекло наносят каплю исследуемого материала и накрывают покровным стеклом. Микробы постепенно окрашиваются в голубой цвет, оставаясь живыми. 2 способ окраски: Каплю исследуемого материала смешивают на предметном стекле с краской (0,1-0,01%), накрывают покровным стеклом и рассматривают под микроскопом [2].
Источник: [link]
