Лабораторная работа выявление. Сборник лабораторных работ

Разделы: Биология

Учебная цель:

Знать механизмы наследственной изменчивости, уметь прогнозировать степень риска проявления наследственной патологии;

Обучающие: познакомить учащихся с формами наследственной изменчивости, их причинами и влиянием на организм. Развить у школьников умение классифицировать формы изменчивости, сравнивать их друг с другом; приводить примеры, иллюстрирующие проявление каждой из них; сформировать знания о видах мутаций;

Развивающие: продолжить развитие логического мышления, экспериментально-наблюдательских навыков, умения обобщать делать выводы, систематизировать материал, работать с учебником, микроскопом.

Воспитательные: продолжить воспитание коммуникативности, правильной взаимооценки, формирование грамотного отношения к окружающей среде.

Оснащение: таблицы; схемы; микропрепараты: по изменчивости хромосом, мутации у мушек дрозофил; микроскопы, цифровой микроскоп, компьютер, мультимедийный проектор.

I. Задание для самоподготовки дома

А. Необходимо повторить:

1. Структурные уровни организации наследственного материала.
2. Строение ДНК и РНК.

Б. Вопросы, подлежащие разбору:

1. Формы изменчивости: фенотипическая и генотипическая. Их значение в онтогенезе.
2. Медико-генетические аспекты брака.
3. Мутационная изменчивость. Классификация мутаций: генные; хромосомные; геномные; мутации в половых и соматических клетках.
4. Мутагенные факторы. Мутагенез и канцерогенез. Антимутагены.
5. Понятие о генных и хромосомных болезнях.

II. Вопросы для фронтальной беседы:

1. Назовите формы изменчивости, при которых изменяется генотип?
2. На какие группы делят мутации в зависимости от уровня изменений и локализации?
3. Перечислите виды хромосомных аберраций.
4. С чем связана геномная изменчивость?
5. Какие изменения генетического материала отмечаются при полиплоидии?
6. Каковы изменения в хромосомном наборе при моносомии?
7. Каковы изменения в хромосомном наборе при трисомии?
8. Каковы изменения в хромосомном наборе при нулесомии?
9. Каковы изменения в хромосомном наборе при тетрасомии?
10. С чем связаны генные мутации?
11. Чем отличаются соматические и генеративные мутации?
12. Что такое индуцированный мутагенез?
13. Как количество мутаций связано с возрастом человека?
14. Назовите физические, химические и биологические факторы мутагенеза.
15. Каковы основные источники мутагенного загрязнения среды?
16. Какие болезни называются наследственными?
17. В чем выражаются нарушения хромосомного набора при синдроме Шерешевского-Тернера?
18. В чем выражаются нарушения хромосомного набора при синдроме Клайнфельтера?
19. В чем выражаются нарушения хромосомного набора при болезни Дауна?
20. Приведите примеры генных болезней.
21. Каковы пути устранения опасности мутагенного загрязнения окружающей среды?

III. Тестовый контроль:

1.Какая изменчивость связана с изменение числа хромосом?

а). Генные мутации;
б). Комбинативная изменчивость;
в). Модификационная изменчивость;
г). Геномные мутации.

2.Какие изменения генетического характера отмечаются при полиплоидии?

а). Увеличение количества хромосомных наборов;
б). Увеличение количества хромосом в наборе;
в). Изменения строения отдельных хромосом;
г). Изменение структуры гена.

3.Назовите физические факторы мутагенеза:

а). Температура;
б). Барометрическое давление;
в). Ионизирующая радиация;
г). Ультрафиолетовое излучение;
д). Вибрация;
е). Ультра- и инфразвук.

4.В чем проявляется изменение хромосомного набора при гетероплоидии?

а). Изменение числа хромосомных наборов;
б). Изменение числа хромосом;
в). Нарушение строения хромосом;
г). Изменение структуры генов.

5.При каком виде изменчивости число хромосом уменьшается на одну, две или три хромосомы?

а). Гетероплоидия;
б). Полиплоидия;
в). Хромосомные аберрации;
г). Генные мутации.

6.При каком виде изменчивости изменяется структура ДНК?

а). Хромосомные перестройки;
б). Генные мутации;
в). Геномные мутации;
г). Полиплоидия.

7.Как называется явление, при котором открывается часть хромосомы и присоединяется к гомологической хромосоме?

а). Инверсия;
б). Транслокация;
в). Дупликация;
г). Делеция.

8.Какой вид изменчивости связан только с воздействием внешней среды?

а). Комбинативная;
б). Модификационная;
в). Генная;
г). Генотипическая.

9.Назовите факторы, под воздействием которых происходит биологический мутагенез?

10.Какие изменения в хромосомном наборе соответствуют синдрому (болезни) Дауна?

а). Моносомия по 10 паре;
б). Трисомия по 23 паре;
в). Трисомия по 21 паре;
г). Моносомия по 21 паре хромосом.

11.При какой хромосомной аберрации теряется часть хромосомы?

а). Инверсия;
б). Дупликация;
в). Транслокация;
г). Делеция.

Если оно наблюдается:

а). У членов одного поколения одной семьи;
б). В ряду поколений одной семьи;
в). В одном поколении разных семей;
г). В ряду поколений разных семей.

IV. Практическая часть работы – исследование мутаций .

1.Изучить нормальные формы мухи дрозофилы.

Рассмотрите на микропрепарате внешнее строение мухи дрозофилы и определите пол. Нормальные мухи имеют тело серого цвета, покрытое прямыми щетинками; глаза красного цвета, расположенные по бокам головы. Грудной отдел состоит из трех члеников, несет 3 пары конечностей и пару прозрачных крыльев. Крылья вытянутой формы, гладкие по краям, длина их превышает длину тела. На брюшке имеются полоски, тергиды четко видны. У самца хитиновые пластинки на конце брюшка сливаются и имеют сплошную темную окраску.

В лабораторной тетради сделать заголовок: Рисунок № 1 “Самка и самец мухи дрозофилы”. Зарисовать нормальные формы мушек дрозофил; на рисунке обозначить: самец, самка. Сравнить рисунки с фотографиями, полученными с электронного микроскопа.

2.На микропрепаратах изучить внешнее строение мух с различными видами мутаций: желтое тело, зачаточные крылья, изогнутые щетинки, отсутствие крыльев, вырезка на крыльях. Сравнить изображения с фотографиями, полученными с цифрового микроскопа. В тетради выполнить: Рисунок №2 “Мутации у мухи дрозофилы”. Зарисовать различные виды мутаций.

3.Изучить хромосомные мутации (аберрации) на политенных (гигантских) хромосомах слюнных желез мухи дрозофилы на стадии пахинемы процесса мейоза. Клетки слюнной железы имеют крупные размеры, хромосомы представляют собой толстую нить, по длине которой видны хромомеры (поперечная исчерченность в виде темных и светлых полос). Хромомеры обеих хромосом образуют единую линию. Деление может произойти на конце хромосомы или в середине ее. Бивалент, гомологичный утраченному, образует петлю. В тетради выполнить: Рисунок №3 “Хромосомные аберрации”. Зарисовать и обозначить: делеция, район деления хромосом с нехваткой, границы участка нормальной хромосомы, гомологичного утраченному фрагменту, хромомеры, инверсия, дупликация.

4.Решить ситуационные задачи, определив типы мутации и причины их возникновения. Оформите свои ответы в форме таблицы.

5.Заполнить таблицу: “Сравнительная характеристика форм изменчивости

6.Темы для рефератов и проектных работ:

а). Влияние радиации на живые организмы.
б). Мутагенные факторы антропогенного происхождения.
в). Индуцированный мутагенез.
г). Соматические и генеративные мутации.
д). Наследственные болезни.

Выявление ароморфозов и идиоадаптаций у растений и животных  Образовательные: сформировать умение выявлять ароморфозы и идиоадаптации у растений и животных, объяснять их значение; Цели:  Развивающие: продолжить развитие умений логически мыслить, обобщать, делать выводы, проводить аналогии; содействовать развитию самостоятельности, способствовать интенсификации учебного процесса, повышать мотивацию учения, пробуждать их творческие способности.  Воспитательные: способствовать в ходе урока экологическому воспитанию учаащихся 1. Дайте сравнительную характеристику биологического прогресса и биологического регресса. Заполните таблицу: Биологический прогресс Биологический регресс Признаки (свойства) Изменение интенсивности размножения Изменение численности группы Изменение размера ареала Изменение интенсивности конкуренции с родственными организмами Изменение интенсивности давления отбора Изменение числа подчиненных систематических групп 2. Подчеркните основные свойства ароморфозов. А) Ароморфозы (повышают, понижают) структурно­функциональную организацию организмов. Б)Ароморфозы (являются, не являются) приспособлениями к конкретным условиям среды. В) Ароморфозы (позволяют, не позволяют) полнее использовать условия внешней среды. Г) Ароморфозы (повышают, понижают) интенсивность жизнедеятельности организмов. Д) Ароморфозы (уменьшают, увеличивают) зависимость организмов от условий существования. Е) Ароморфозы (сохраняются, не сохраняются) в ходе дальнейшей эволюции. Ж) Ароморфозы приводят к возникновению новых (мелких, крупных) систематических групп. 3. В Архейскую эру произошли крупные ароморфозы в органическом мире, какое они имели биологическое значение для эволюции? Заполните таблицу» Ароморфоз Значение 1) Возникновение: 2) Клеточного ядра 3) Фотосинтеза 4) Полового процесса 5) Многоклеточного организма 4. Эволюция шла по пути постепенного повышения уровня их организма. Выпишите в таблицу название таксонов растений, которые появились в результате ароморфоза. Раскройте значение каждого ароморфоза Ароморфоз Таксон Значение 1. Появление покровной, механической и проводящей тканей 2. Появление стебля и листьев 3. Появление корня и листа 4. Возникновение семян 5. Возникновение цветка и плода 5. Впишите в таблицу название таксонов (типов, классов), раскройте значение ароморфозов Ароморфоз Таксоны Значение 1. Появление костяной челюсти 2. Появление хорды 3. Возникновение лёгочного дыхания 4. Появление пятипалой конечности 5. Появление в яйце защитной оболочки 6. Появление роговых покровов 7. Внутреннее оплодотворение 8. Возникновение четырехкамерного сердца, теплокровность 9. Появление перьев 10. Появление волосяного покрова, выкармливание детёнышей молоком 6. Впишите ароморфозы, обуславливающие появление групп животных в таблицу: А – возникновение хорды В – появление двухсторонней симметрии Г – возникновение расчленённых конечностей Д – появление трахеи Е – появление хитинового покрова Ж – расчленение тела на сегменты Организмы 1.Плоские черви 2.Кольчатые черви Ароморфоз 3. Насекомые 4. Хордовые 7. Рассмотрите картинки насекомых. Определите идиоадаптации каждого насекомого к среде обитания и заполните таблицу: Отряд и представитель Отделы и форма тела, крылья Тип ротового аппарат Окраска Конечности Отряд Чешуекрылые (капустная белянка) Отряд Двукрылые (комар пискун) Отряд Жесткокрылые (божья коровка) Отряд Перепончатокрылые (пчела медоносная) Раскройте эволюционное значение этих идиоадаптаций. 8. Рассмотрите картинки плодов и семян растений. Определите идиоадаптации каждого растения к распространению семян. Название растения Черты приспособленности Значение Приложение К заданию 7 К заданию 8

по общей биологии

Учитель биологии Гонохова Л.Г.

г. Талдыкорган

В сборнике представлены тексты лабораторных работ, лабораторного практикума по общей биологии для учащихся 9-х, 11-х классов по 12-летнему обучению и 11-х классов по 11-летнему обучению согласно учебной программе для Назарбаев Интеллектуальных школ.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

ПО ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ

Лабораторная работа

ИЗУЧЕНИЕ МОРФОЛОГИИ ХРОМОСОМ

Цель работы: рассмотреть с помощью микроскопа микропрепарат гигантской (политенной) хромосомы как результат многократного увеличения тонких структур (хромонем) без увеличения числа хромосом, изучить морфологию хромосомы.

Оборудование: микроскоп, микропрепарат политенной хромосомы

Ход работы:

Политения – это воспроизведение в хромосомах тонких структур (хромонем), количество которых может увеличиваться многократно, достигая 1000 и более, без увеличения числа хромосом. Хромосомы приобретают гигантские размеры, характерные для слюнных желез двукрылых.

Рассмотреть препарат под микроскопом. В центре поля зрения микроскопа должен лежать хорошо окрашенный узел – хромоцентр. В нем соединяются центромеры всех хромосом. От него отходят в виде лент хромосомы. Обратить внимание на особенности морфологии хромосомы. Зарисовать в тетрадь.

Зарисуйте участки гигантской хромосомы. Особенно тщательно надо вырисовывать строение отдельных дисков: они более темные (место расположения генов). В некоторых местах хромосомы можно обнаружить утолщения – пуфы. В этих местах идет интенсивный синтез РНК.

Охарактеризуйте строение хромосом.

Какой набор хромосом содержится в соматических (неполовых) клетках? Как он называется и обозначается?

Какой набор хромосом содержится в половых клетках? Как он называется и обозначается?

Какие хромосомы называются гомологичными?

Сделайте выводы.

Лабораторная работа ферментативное расщепление перекиси водорода в клетках растений

Цель работы: обнаружить действие фермента каталазы в растительных тканях, сравнить ферментативную активность натуральных и поврежденных кипячением тканей.

Оборудование: 3%-ный раствор перекиси водорода, пробирки, ступки с пестиками, кусочки сырого и вареного картофеля.

Ход работы:

В пробирки положить по маленькому кусочку (величиной с горошину) сырого и вареного картофеля. В каждую пробирку прибавить по 8-10 капель раствора перекиси водорода. Наблюдаемые явления зафиксировать в таблице.

В ступке растолочь кусочек сырого картофеля для разрушения клеток и получения картофельного сока. К соку прилить перекись водорода. Наблюдения записать в таблицу.

Сделайте общий вывод.

Лабораторная работа выявление изменчивости организмов

Цель работы: выявить изменчивость организмов, рассмотреть причины возникновения модификаций.

Оборудование: листья растений, гербарные экземпляры растений, раковины улиток одного вида.

Ход работы:

Сравнить объекты и проследить изменчивость какого-либо признака (величина, рисунок и окраска раковины улиток, количество листьев, их внешний вид).

Найдите среди них 2 одинаково похожие по всем признакам особи. Удалось ли вам это сделать? Почему?

Постарайтесь путем сравнения обнаружить у этих объектов какой-нибудь изменчивый признак и отберите несколько особей с наиболее резкими отклонениями по этому признаку. Легко ли это сделать?

Какие свойства организмов проявляется в сходстве и различии особей одного вида?

Заполните таблицу, показав в ней отличие отобранных особей друг от друга.

Рассмотрите растения одуванчика, выросшие в разных условиях. Сравните у этих растений величину, окраску и расположение листьев, длину и толщину цветоноса или стебля. Чем отличаются эти особи? Почему?

«Выявление и описание признаков сходства зародышей человека и других позвоночных как доказательство их эволюционного родства»

Цель: продолжить изучение темы «Размножение и индивидуальное развитие организмов», выявить и описать признаки сходства зародышей человека и других позвоночных.

Онтогенез – индивидуальное развитие организма от возникновения зиготы после оплодотворения яйцеклетки до смерти. Онтогенез включает в себя рост , развитие, формирование частей тела, их дифференциация. Исследованием зародышевого этапа развития многоклеточного организма занимается наука эмбриология.

«Онтогенез есть краткое повторение филогенеза»
Биогенетический закон Геккеля – Мюллера. 1874г.:

Вспомните основные стадии развития органического мира: зарождение жизни в воде , выход на сушу живых существ и т.д.

Человеческий зародыш на ранних стадиях развития напоминает зародыш рыбы: у него имеются жаберные щели, дуги аорты (кровеносные сосуды, пересекающие жаберные перегородки), сердце с одним предсердием и одним желудочком, как у рыбы, характерная для рыб примитивная почка (пронефрос) и хвост, снабженный всеми мышцами, необходимыми для его движения. На более поздних стадиях развития человеческий зародыш приобретает сходство с зародышем рептилии: жаберные щели зарастают ; кости, образующие позвонки, которые прежде были раздельными, как у эмбриона рыбы, сливаются; образуется новая почка - мезонефрос, а пронефрос исчезает ; предсердие разделено на две части - правую и левую. Позднее у человеческого зародыша развиваются характерные для млекопитающих четырехкамерное сердце и метанефрос - совершенно новая почка, нотохорд исчезает и т. д. На седьмом месяце внутриутробного развития плод человека больше похож на детеныша обезьяны, чем на взрослого человека: он весь покрыт волосами и имеет характерное для обезьян соотношение размеров тела и конечностей.

Гомологичыне органы – это____________________________________________________________________

Проверь себя!

Гомологичными называют органы, сходные по общему плану строения , по своим взаимоотношениям с окружающими органами и тканями, по эмбриональному развитию и, наконец, по иннервации и кровоснабжению (могут выполнять разные функции). Передний ласт тюленя, крыло летучей мыши , передняя лапа кошки, передняя нога лошади и рука человека гомологичны друг другу, хотя на первый взгляд они несходны и приспособлены к выполнению совершенно разных функций. Все эти органы имеют почти одинаковое число костей, мышц, нервов и кровеносных сосудов, расположенных по одному и тому же плану , и пути их развития очень сходны. Наличие гомологичных органов хотя бы и приспособленных для выполнения совершенно несходных функций, служит веским доводом в пользу общего происхождения обладающих ими организмов.

Аналогичные органы - это_____________________________________________________________

Проверь себя!

Аналогичные органы – это органы, выполняющие одну функцию, но имеющие порой разное строение. Например , крыло бабочки и птицы.

В процессе обучения студент может выполнять практические и лабораторные работы. В чем заключается их специфика? Чем отличается практическая работа от лабораторной?

В чем особенности практической работы?

Практическая работа - это задание для студента, которое должно быть выполнено по теме, определенной преподавателем. Предполагается также использование рекомендованной им литературы при подготовке к практической работе и плана изучения материала. Рассматриваемое задание в ряде случаев включает дополнительную проверку знаний студента - посредством тестирования или, например, написания контрольной работы.

Главная цель проведения практической работы заключается в выработке у студента практических умений, связанных с обобщением и интерпретацией тех или иных научных материалов. Кроме того, ожидается, что результаты практических занятий будут впоследствии использоваться учащимся для освоения новых тем.

Задача преподавателя, содействующего подготовке студентов к мероприятиям, о которых идет речь, заключается в составлении последовательного алгоритма освоения учащимися необходимых знаний, а также в подборе методов объективной оценки соответствующих знаний. В данном случае возможен индивидуальный подход, когда проверка умений студента осуществляется тем способом, который наиболее комфортен для учащегося с точки зрения изложения информации для преподавателя. Так, одним студентам более удобна письменная форма проверки знаний, другим - устная. Преподаватель может учитывать предпочтения тех и других.

Итоги проведения практического занятия чаще всего не влияют на последующую оценку студента на экзамене. В ходе данного мероприятия задача преподавателя - понять текущий уровень знаний учащихся, выявить ошибки, характеризующие понимание темы с их стороны, и способствовать исправлению недочетов в освоении знаний - с тем, чтобы уже на экзамене студент изложил понимание темы более корректно.

В чем особенности лабораторной работы?

Под лабораторной работой чаще всего понимается учебное занятие, в рамках которого осуществляется тот или иной научный эксперимент, направленный на получение результатов, имеющих значение с точки зрения успешного освоения студентами учебной программы.

В процессе лабораторной работы студент:

• изучает практический ход тех или иных процессов, исследует явления в рамках заданной темы - применяя методы, освоенные на лекциях;
• сопоставляет результаты полученной работы с теоретическими концепциями;
• осуществляет интерпретацию итогов лабораторной работы, оценивает применимость полученных данных на практике, в качестве источника научного знания.

В ряде случаев студентам требуется провести защиту своей лабораторной работы, в рамках которой некоторой аудитории слушателей представляются подробности проведения исследования, а также доказательства правомерности выводов, к которым пришел учащийся. Часто защита лабораторной работы осуществляется в порядке индивидуального взаимодействия студента с преподавателем. В этом случае по итогам исследования учащийся формирует отчет (по установленной или разработанной самостоятельно форме), который направляется на проверку преподавателем.

Следует отметить, что успешное выполнение лабораторной работы, как правило, является важным критерием успешной сдачи экзаменов студентом. Преподаватель рассматривает возможность выставления высоких оценок учащимся только в том случае, если они сумеют представить до сдачи экзамена практические результаты применения знаний, полученных на лекциях.

Сравнение

Главное отличие практической работы от лабораторной заключается в целях их проведения. Так, типичная практическая работа инициируется преподавателем в основном для проверки объема знаний, лабораторная - для оценки способностей учащихся применять полученные знания на практике, в ходе эксперимента.

Другой критерий заключается в ограниченном влиянии результатов практической работы на итоговую оценку студента. В свою очередь, типичная лабораторная работа, как мы отметили выше, может быть важнейшим фактором успешной сдачи учащимся экзамена.

Типичные лабораторные работы характерны главным образом для естественно-научных дисциплин - физики, химии, биологии. Практические - проводятся в рамках обучения по разным научным направлениям, включая гуманитарные.

Различия между работами, о которых идет речь, прослеживаются также на уровне методов проверки знаний учащихся. В случае с практическими работами это устный или письменный опрос, тестирование. При лабораторных мероприятиях инструментом проверки знаний студента может быть процедура защиты результатов исследования.

Стоит отметить, что лабораторная и практическая работы имеют ряд общих признаков. Таких как, например:

1. выполнение в соответствии с планом, рекомендованным преподавателем, а также с использованием заданного перечня литературных источников;
2. направленность на выявление текущего уровня знаний учащегося.

Определив, в чем разница между практической и лабораторной работой, зафиксируем выводы в таблице.

Таблица