Государственное автономное образовательное учреждение

среднего профессионального образования РБ

«Бурятский республиканский многопрофильный

техникум инновационныхтехнологий»

Оводнева А. П.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БИОЛОГИЯ»

Северобайкальск 2014 Оводнева А. П.

Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Биология».

А.П. Оводнева. – Северобайкальск: мини-типография ГАОУ СПО РБ «БРМТИТ», 2014. - 39 страниц.

Методические указания разработаны с целью оказания методической помощи обучающимся для самостоятельной подготовки и выполнения лабораторных работ по биологии. В них содержится изложение основных теоретических моментов по изучаемым темам, лабораторный практикум в соответствии с рабочей программой дисциплины, а также пример оформления отчета и вопросы для самоконтроля.

Содержание Введение ………………………………………………………………….. 1. Лабораторный практикум……………………………………………. Лабораторная работа №1. Наблюдение клеток растений и животных 1) под микроскопом на готовых микропрепаратах, их описание ……… Лабораторная работа №2. Свойства белков ……………………..……. 2) Лабораторная работа №3. Эколого–биологические особенности 3) животных на примере представителей семейства кошачьих, обитающих на территории Республики Бурятия» …………………… Лабораторная работа №4. Составление, анализ и оценка различных 4) гипотез происхождение жизни и человека.…………………………. Лабораторная работа №5. Составление простейших схем 5) моногибридного и дигибридного скрещивания. Решение генетических задач.……………………………………………………... Лабораторная работа №6. Составление родословных.…

6) Лабораторная работа №7. Выявление мутагенов в окружающей 7) среде Республики Бурятия и косвенная оценка возможного их влияния на организм ……………………………………………………. Лабораторная работа №8. Решение экологической задачи по 8) утилизации бытового мусора в г.Северобайкальск.……………….… Лабораторная работа №9. Сравнительное описание естественной 9) природной экосистемы (лес) и агроэкосистемы (пшеничное поле)... 2. Список литературы ……………………….……………………………………. Приложение 1 ………...………………………………………………………... Введение Дисциплина «Биология», входящая в общеобразовательный цикл, изучается в объеме 78 часов.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

обосновывать место и роль биологических знаний в практической деятельности людей, в развитии современных технологий;

определять живые объекты в природе;

проводить наблюдения за экосистемами с целью их описания и выявления естественных и антропогенных изменений;

находить и анализировать информацию о живых объектах.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

биологические системы (клетка, организм, популяция, вид, экосистема);

историю развития современных представлений о живой природе, о выдающихся открытиях в биологической науке;

роль биологической науки в формировании современной естественнонаучной картины мира;

методы научного познания.

Согласно рабочей программе на выполнение лабораторных работ отводится 12 часов по следующим темам:

«Наблюдение клеток растений и животных под микроскопом на готовых микропрепаратах, их описание»;

«Свойства белков»;

представителей семейства кошачьих, обитающих на территории Республики Бурятия»;

«Составление, анализ и оценка различных гипотез происхождение жизни и человека»;

«Составление простейших схем моногибридного и дигибридного скрещивания»;

«Решение генетических задач»;

«Составление родословных»;

«Выявление мутагенов в окружающей среде Республики Бурятия и косвенная оценка возможного их влияния на организм»;

«Решение экологической задачи по утилизации бытового мусора в г.

Северобайкальск»;

«Сравнительное описание естественной природной экосистемы (лес) и агроэкосистемы (пшеничное поле)».

В методических указаниях приведены краткие теоретические сведения по темам лабораторных работ, вопросы для подготовки к работам, описания экспериментов, образец составления отчета.

Отчет по лабораторной работе выполняется в тетради для выполнения лабораторных работ и сдается согласно приложению 1 в течение пяти дней; для защиты работы нужно письменно ответить на вопросы в конце каждой работы.

Тема: Наблюдение клеток растений и животных под микроскопом на готовых микропрепаратах, их описание (2 часа).

Клетка любого организма представляет собой целостную живую систему.

Она состоит из трех неразрывно связанных между собой частей: оболочки, цитоплазмы и ядра. Оболочка клетки осуществляет непосредственное взаимодействие с внешней средой и взаимодействие с соседними клетками (в многоклеточных организмах).

Цель: Рассмотреть клетки различных организмов и их тканей под микроскопом (вспомнив при этом основные приемы работы с микроскопом), вспомнить основные части, видимые в микроскоп и сравнить строение клеток растительных, грибных и животных организмов.

Задание: Рассмотреть растительную и животную клетку на примере приготовленных микропрепаратов, зарисовать их составные части; оформить отчет и ответить на вопросы.

Оборудование: микроскопы, готовые микропрепараты растительной (кожица чешуи лука), животной (эпителиальная ткань – клетки слизистой ротовой полости), грибной (дрожжевые или плесневые грибы).

Ход работы: Рассмотрите под микроскопом приготовленные (готовые) микропрепараты растительных и животных клеток. Зарисуйте по одной растительной и животной клетке. Подпишите их основные части, видимые в микроскоп. Сравните строение растительной, грибной и животной клеток.

Сравнение провести при помощи сравнительной таблицы 1 и 2. Сделайте вывод о сложности их строения.

Таблица №1 «Сходства и отличия растительной и животной клетки».

Таблица №2 «Сравнительная характеристика растительной и животной клетки».

Клетки Цитоплазма Ядро Плотная клеточная Пластиды Растительная Животная Вопросы для самоконтроля:

1. О чем свидетельствует сходство клеток растений, грибов и животных?

Приведите примеры.

2. Выпишите основные положения клеточной теории. Отметьте, какое из положений можно обосновать проведенной работой.

Белки – высокомолекулярные органические соединения, состоящие из остатков более чем 100 АК (аминокислот). У человека в организме содержится 15кг белка. По количеству генов, у человека предполагают наличие около 50000 видов белков. Самый распространенный белок у человека - коллаген, на его долю приходиться 30% от общего содержания белка.

В свою очередь белки подразделяются на:

1. Пептиды - органические соединения, состоящие из остатков от 2 до 2. Олигопептиды - органические соединения, состоящие из остатков от 2 до 3. Полипептиды - органические соединения, состоящие из остатков от 10 до Белки имеют 3-4 уровня организации:

1. Первичная структура линейна, представлена последовательностью аминокислот, соединенных пептидными связями;

2. Вторичная структура является пространственной, она образуется только водородными связями. Выделяют -спираль и -складчатый лист;

3. Третичная структура является пространственной, она образуется ковалентными, водородными, ионными и гидрофобными связями.

Образует белковые глобулы;

4. Четвертичная структура является пространственной, она образуется при соединении нескольких белковых глобул слабыми водородными, ионными и гидрофобными связями.

Разрушение первичной структуры белка называется гидролиз. Гидролиз пептидной связи идет в кислой и щелочной среде и с участием ферментов пептидаз (класс гидролаз). Разрушение вторичной, третичной и четвертичной структур называется денатурацией. Денатурация бывает обратимой, когда разрушаются слабые связи (водородные, ионные, гидрофобные) и необратимой, когда разрушаются прочные связи (ковалентные).

Цель: Освоить проведение простейших опытов по выявлению органического вещества в растительных тканях и определению его свойств;

закрепить умения проводить наблюдения и объяснять полученные результаты.

Задание: Экспериментальным способом получить белковую вытяжку из пшеничной муки и с помощью качественной реакции доказать наличие в ней белков. Оформить отчет и ответить на вопросы.

Оборудование и реактивы: Зерновки пшеницы или пшеничная мука;

кусочки марли, стакан с водой, 10% раствор КОН (NаОН), 1% раствор СuSО4;

интернет-ресурсы: Свойства и функции белков - http://diet-a.ru, учебник О (1) гл. 1 §11.

использовать пшеничную муку). Муку поместить в марлевый мешочек. Затем марлю с водой опустить в стакан с водой. Подержать до тех пор пока вода в стакане не станет мутной. Какое вещество осталось на марле? Какое вещество перешло в воду в стакане?

Получение белковой вытяжки. В химический стакан насыпают 20-30 г муки бобовых культур, добавляют 50-80 мл 10% раствора сернокислого аммония.

Стакан с содержимым встряхивают, чтобы увлажнилась вся мука и оставляют для настаивания на 30 мин. Затем отфильтровывают через складчатый фильтр или вату. В полученном коллоидном растворе находятся глобулины.

Качественная реакция на белки. В пробирку наливают 2-3 мл белковой вытяжки, добавляют равный объм 10% раствора NaОН и 4-5 капель 1% раствора СuSО4. Содержимое пробирки хорошо взбалтывают. Раствор окрашивается в фиолетовый цвет.

Вопросы для самоконтроля:

1. К чему может привести белковая недостаточность?

2. Напишите свойства белков.

Тема: Эколого–биологические особенности животных на примере представителей семейства кошачьих, обитающих на территории Животное довольно крупных размеров. Длина тела до 130 см., хвост см, высота в холке 60 см., масса тела до 50 кг. Окраска серовато – буроватая, с темными крупными пятнами кольцевидного характера по всему телу.

Снежный барс – горное, преимущественно высокогорное животное.

Селится там, где есть скалистые обрывы и основные объекты питания зверя:

горные козлы архары и другие копытные. Это специализированный хищник скал.

На территории нашей республики снежный барс встречается в Тункинских и Китойских гольцах, также был отмечен в Окинском районе.

Ирбисы ведут сумеречный образ жизни, то есть охотятся на закате или на рассвете. Своих жертв они подкарауливают на тропах, водопоях, солонцах, скрыто подползают, умело пользуясь разными прикрытиями.

Среди копытных летом добывает в основном молодняк, а зимой старых и больных животных. Основным конкурентом и врагом является волк.

В апреле — июне у самок ирбисов рождается от двух до пяти детенышей.

Они первые дни копошатся, прижавшись друг к другу, на мягкой шерсти, которой мать, заранее нащипав ее у себя на брюхе, устлала логово (редкая для кошек повадка). На шестой - девятый день у малышей открываются глаза.

В июле-августе котята уходят с матерью на охоту. Зимой молодых барсов мать не бросает, живут они обычно вместе. Отец, как правило, к ним не присоединяется.

Снежный барс жестоко истребляется браконьерами из-за своей прекрасной шкуры. Почти во всех странах он занесен в красную книгу. На сегодняшний день в мире осталось не более 2000 особей этого прекрасного хищника.

Манул, или палассов кот назван в честь Питера Паласса, который первым открыл манула. Внешне это обычный кот, несколько напоминающий персидского кота окраса серый-табби. Его масса 3-4,5 кг при длине тела 70- расположенными по бокам головы, глаза очень большие, желтые. Тело плотное, ноги короткие, устойчивые. Мех самый пушистый из всех кошачьих: серые волоски имеют белые кончики, в результате чего создается впечатление припорошенного снегом меха. По всему телу имеются небольшие белые пятна, а на морде от глаз до ушей идут две черные полосы.

Селится в степных и лесостепных поясах Селенгинского среднегорья:

Селенгинский, Мухоршибирский, Бичурский районы.

Кормится в основном пищухами и мышевидными грызунами, изредка ловит сусликов, зайцев-толаев, сурчат и птиц. Активен вечером и ранним утром. В летний период питается насекомыми. Добычу ловит, карауля ее у камней и нор. Не приспособлен к быстрому бегу, от врагов спасается, забираясь на скалы, а также прячась в камнях или норах. Логово устраивает в расселинах скал, под камнями, в норах сурков. Деторождение происходит в конце мая июне, в выводке 1-7, чаще 3-5 котят. Детеныши рождаются слепыми и беспомощными. В течении года они живут с матерью, которая учит их добывать пищу, скрываться от врагов, приспосабливаться к условиям среды.

Из врагов и конкурентов манула можно назвать корсака, лисицу и степного хорька.За последние 10-15 лет манул практически истреблен в открытых степях. Уничтожается волками и путем прямого и косвенного преследования человеком. Манул - редкий вид, занесен в красную книгу Бурятии и России.

Рысь принадлежит к типичным обитателям тайги, отчасти смешанных и горных лесов. Рысь — довольно крупный зверь. Тело ее имеет длину 82— см, хвост — 20—31 см, масса — 8—15 кг, редко больше. Туловище у нее короткое, плотное, на высоких сильных ногах с очень широкими мохнатыми лапами. По бокам головы развиты широкие баки, а на концах ушей— кисточки.

Хвост короткий, на конце как бы обрубленный. Зимняя шерсть очень густая, мягкая, с окраской, изменяющейся от палево-дымчатой до ржаво-красноватой, с выраженной пятнистостью на спине, боках и ногах.

Рысь отдает предпочтение глухим, сильно захламленным темнохвойным лесам. В Бурятии чаще всего встречается на территории Курумканского, Баргузинского районов. Основу питания рыси составляют зайцы-беляки.

Постоянно она охотится на тетеревиных птиц, мелких грызунов, реже — на небольших копытных, вроде косули. Вопреки широко распространенным представлениям, рысь никогда не прыгает на свою жертву с дерева, но предпочитает терпеливо подкарауливать в засаде около тропы или бесшумно, с необычайной осторожностью скрадывать, а затем нападать большими прыжками. Это весьма ловкий и сильный хищник. Основным конкурентом в борьбе за пищу является лиса.

Спаривание происходит зимой или ранней весной, а в мае уже рождаются котята. В выводке обычно бывает всего 2—3 котенка. Убежищем им служит логово под вывернутыми корнями упавшего дерева, какая-либо яма, небольшая земляная пещера, расщелина скал, старая нора барсука, расположенная в укромном, труднодоступном для людей месте. В воспитании потомства чаще всего участвует только самка. Выводок охотится вместе с матерью до наступления следующего сезона размножения.

Рысь обладает красивым ценным мехом. Долгие годы этого зверя относили к числу вредных, подлежащих истреблению. Однако на самом деле, как и многие хищники, рысь играет важную селекционную роль в лесных биоценозах и заслуживает внимательного к себе отношения.

Цель: Научиться анализировать, сравнивать, выявлять приспособления у организмов. Объяснить их относительный характер и причины возникновений приспособления.

Задание: Подготовьте защиту презентации, отражающей некоторые эколого-биологические особенности вида: ареал; местообитания; тип питания;

отношения с другими животными; забота о потомстве, занимаемая экологическая ниша.

самостоятельной работы учащихся (карта Республики Бурятия, словарь экологических терминов, карточки с заданиями, фотографии), ПК с программой PowerPoint, http://www.redbookrb.ru Ход работы. Ознакомиться с информацией о представителях семейства кошачьих, обитающих на территории Республики Бурятия, cоставить презентацию, поместив изображение животного на физическую карту Республики Бурятия в ту область, где обитает вид.В презентации должна быть отражена таблица 3.

Таблица 3. Сравнительная характеристика приспособления организма к среде Вопросы для самоконтроля:

1. Дайте определение терминам – эволюция, вид.

характеристику.

Тема: Составление, анализ и оценка различных гипотез происхождение Проблема жизни и живого является объектом исследования многих естественных дисциплин, начиная с биологии и завершая философией, математикой, рассматривающих абстрактные модели феномена живого, а также физикой, определяющей жизнь с позиций физических закономерностей.

материалистической и идеалистической — еще в древней философии сложились противоположные концепции происхождения жизни: креационизм и материалистическая теория происхождения органической природы из неорганической.

Сторонники креационизма утверждают, что жизнь возникла в результате акта божественного творения, свидетельством чего является наличие в живых организмах особой силы, управляющей всеми биологическими процессами.

Сторонники происхождения жизни из неживой природы утверждают, что органическая природа возникла благодаря действию естественных законов.

Позднее эта концепция была конкретизирована в идее самозарождения жизни.

Концепция самозарождения, несмотря на ошибочность, сыграла позитивную роль; опыты, призванные ее подтвердить, представили богатый эмпирический материал для развивающейся биологической науки. Окончательный отказ от идеи самозарождения произошел только в XIX в.

В XIX в. также была выдвинута гипотеза вечного существования жизни и ее космического происхождения на Земле. Было высказано предположение, что жизнь существует в космосе и переносится с одной планеты на другую.

В начале XX в. идею космического происхождения биологических систем на Земле и вечности существования жизни в космосе развивал русский ученый академик В.И. Вернадский.

Цель: Познакомиться с основными гипотезами происхождения жизни и человека, научиться делать сравнительный анализ текста.

Задание: Заполнить таблицу гипотез происхождения жизни на земле, оформить отчет и ответить на вопросы.

Оборудование: учебник О (2) § 89, интернет-ресурсы: Уроки по биологии - www.biologiya-uroki.ru.

Ход работы. Прочитайте материал по заданной тематики и запишите основные моменты каждой гипотезы, отразив их в таблице 4.

Таблица 4. Гипотезы происхождения жизни на Земле.

1. Гипотеза-самозарождение жизни 2. Гипотеза-стационарного 3. Гипотеза панспермии.

4. Химическая гипотеза 5. Гипотеза-креационизма Примечание: первая колонка не заполнена, а является справочным материалом Вопросы для самоконтроля:

1. В чем заключается суть идеи самозарождении жизни?

самозарождения организмов?

Тема: Составление простейших схем моногибридного и дигибридного скрещивания. Решение генетических задач (1 час) При решении задач на моногибридное и дигибридное скрещивание нужно помнить, что взаимодействовать могут не только аллельные гены, но и гены, расположенные в разных парах гомологичных хромосом. Различают три типа подобных взаимодействий: комплементарность, эпистаз и полимерию.

Комплементарность – доминантные неаллельные гены при совместном присутствии в генотипе обеспечивают проявление нового признака, поэтому при дигибридном скрещивании может наблюдаться расщепление 9:3:4 и не только.

Эпистаз – действие аллели одного гена подавляет действие аллели другого гена. Различают доминантный и рецессивный эпистаз.

Полимерия – количественные признаки контролируются несколькими парами аллелей различных генов, которые суммируются при своем действии.

Задача. Выпишите гаметы организмов со следующими генотипами: ААВВ;

aabb; ААЬЬ; ааВВ; АаВВ; Aabb; АаВЬ; ААВВСС; ААЬЬСС; АаВЬСС; АаВЬСс.

Решение: При решении подобных задач необходимо руководствоваться законом чистоты гамет: гамета генетически чиста, так как в нее попадает только один ген из каждой аллельной пары. Возьмем, к примеру, особь с генотипом АаВbСс. Из первой пары генов — пары Аа — в каждую половую клетку попадает в процессе мейоза либо ген А, либо ген а. В ту же гамету из пары генов Вb, расположенных в другой хромосоме, поступает ген В или b.

Третья пара также в каждую половую клетку поставляет доминантный ген Сили его рецессивный аллель — с. Таким образом, гамета может содержать или все доминантные гены — ABC, или же рецессивные — abc, а также их сочетания: АВс, AbC, Abe, аВС, аВс, а bС.

Чтобы не ошибиться в количестве сортов гамет, образуемых организмом с исследуемым генотипом, можно воспользоваться формулой N = 2n, где N — число типов гамет, а n — количество гетерозиготных пар генов. В правильности этой формулы легко убедиться на примерах: гетерозиготаАа имеет одну гетерозиготную пару; следовательно, N = 21 = 2. Она образует два сорта гамет: А и а. Дигетерозигота АаВЬ содержит две гетерозиготные пары: N = 22 = 4, формируются четыре типа гамет: АВ, Ab, aB, ab. Тригетерозигота АаВЬСс в соответствии с этим должна образовывать 8 сортов половых клеток N = 23 = 8), они уже выписаны выше.

Цель:Закрепить знания о моногибридном скрещивании и особенностями дигибридного скрещивания при независимом наследовании признаков.

Задание: Решить предложенные задачи, используя карточки «Дигибридное скрещивание», «Анализируемое скрещивание»; оформить отчет, ответить на вопросы.

Оборудование: Дидактический материал: «Дигибридное скрещивание», «Анализируемое скрещивание»; презентация.

Ход работы:

Решите задачи и ответьте на вопросы.

Задача № 1. У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над геном рогатости, а ген черного цвета шерсти — над геном красной окраски. Обе пары генов находятся в разных парах хромосом.

1. Какими окажутся телята, если скрестить гетерозиготных по обеим парам признаков быка и корову?

2. Какое потомство следует ожидать от скрещивания черного комолого быка, гетерозиготного по обеим парам признаков, с красной рогатой коровой?

Задача №2. У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть — над длинной. Обе пары генов находятся в разных хромосомах.

1. Какой процент черных короткошерстных щенков можно ожидать от скрещивания двух особей, гетерозиготных по обоим признакам?

2. Охотник купил черную собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет генов длинной шерсти кофейного цвета. Какого партнера по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки?

Задача № 3. У человека ген карих глаз доминирует над геном, определяющим развитие голубой окраски глаз, а ген, обусловливающий умение лучше владеть правой рукой, преобладает над геном, определяющим развитие леворукости.

Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если родители их гетерозиготны?

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие хромосомы обеспечивают наследование признаков, сцепленных 2. При каких условиях может возникать кроссинговер?

Наследственность человека можно изучать, используя различные методы:

генеалогический, близнецовый, популяционно-статистический, биохимический, цитогенетический, гибридизацию соматических клеток, моделирование.При составлении родословной сбор сведений начинается от пробанда. Пробандом называется лицо, родословную которого необходимо составить. Им может быть больной или здоровый человек - носитель какого-либо признака или лицо, обратившееся за советом к врачу-генетику. Обычно родословная составляется по одному или нескольким признакам.

У человека установлены следующие типы наследования:

1. Аутосомно-доминантное наследование (АД).

По аутосомно-доминантному типу наследуются: полидактилия (шестипалость), брахидактилия (короткопалость), ахондроплазия (карликовость), синдром Марфана (паучьи пальцы), ангиоматоз сетчатой оболочки, глаукома, врожденный вывих бедра, глухонемота (некоторые формы), подагра, анемия серповидно-клеточная (АД тип с неполным доминированием) и др.

2. Аутосомно-рецессивное наследование (АР).

По аутосомно-рецессивному типу наследуются многие болезни обмена веществ, среди которых: фенилкетонурия (ФКУ), галактоземия, альбинизм общий, муковисцидоз, акаталазия, алькаптонурия, гидроцефалия, болезнь Вильсона (гепато-церебральная дистрофия), мышечная дистрофия Дюшена (или миопатия), цистинурия болезнь Тея-Сакса и др.

3. Доминантное, сцепленное с Х хромосомой наследование (ХД).

По ХД типу наследуются: фолликулярный кератоз, фосфатемия, коричневая окраска эмали зубов, моторно-сенсорная нейропатия 1 Х-типа.

4. Рецессивное, сцепленное с Х хромосомой наследование (ХР).

По ХР типу наследуются: гемофилия, дальтонизм, альбинизм, ангидрознаяэктодермальная дисплазия, ангиокератома, ихтиоз врожденный (большинство форм ихтиоза летальны), пигментный ретинит (ХР форма) и др.

5. Сцепленное с Y хромосомой наследование (YН).

По Y- сцепленному типу наследуются: гипертрихоз.

Цель: Познакомиться с генеалогическим методом изучения родословных;

научиться составлять и анализировать родословные Задание: Использую систему обозначений для составления родословных (рис.1) составьте портрет своей семьи по наследованию любого признака.

Оборудование: Учебник О (2) § 2.2.3; интернетресурсы:www.doctorspb.ru; www.eurolab.ua.

Ход работы:

Решить задачи графически используя рис.1.:

Задача № 1. Пробанд болен врожденной катарактой. Он состоит в браке со здоровой женщиной и имеет больную дочь и здорового сына. Отец пробанда болен, а мать здорова и имеет здоровую сестру и здоровых родителей. Дедушка по линии отца болен, а бабушка здорова. Пробанд имеет по линии отца здоровых родных тетю и дядю. Дядя женат на здоровой женщине. У них три здоровых сына. Определите тип наследования признака и вероятность появления в семье дочери пробанда больных внуков, если она выйдет замуж за гетерозиготного по катаракте этого типа мужчину.

Задача № 2. 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?

Задача № 3. Какое потомство можно ожидать от скрещивания коровы и быка, гетерозиготных по окраске шерсти?

Задача № 4. У морских свинок вихрастая шерсть определяется доминантным геном, а гладкая — рецессивным.

1. 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?

2. Морская свинка с вихрастой шерстью при скрещивании с особью, обладающей гладкой шерстью, дала в потомстве 28 вихрастых и гладкошерстных потомков. Определите генотипы родителей и потомков.

Задача № 5. На звероферме получен приплод в 225 норок. Из них животных имеют коричневый мех и 58 норок голубовато-серой окраски.

Определите генотипы исходных форм, если известно, что ген коричневой окраски доминирует над геном, определяющим голубовато-серый цвет шерсти.

обусловливающим голубые глаза. Голубоглазый мужчина, один из родителей которого имел карие глаза, женился на кареглазой женщине, у которой отец имел карие глаза, а мать — голубые. Какое потомство можно ожидать от этого брака?

Задача № 7. Альбинизм наследуется у человека как рецессивный признак. В семье, где один из супругов альбинос, а другой имеет пигментированные волосы, есть двое детей. Один ребенок альбинос, другой — с окрашенными волосами. Какова вероятность рождения следующего ребенка-альбиноса?

Составить родословную своей семьи по наследованию одного из предложенных признаков: цвет глаз (карие, голубые или серые); цвет волос (рыжие, не рыжие); пигментирование кожи лица (веснушки, отсутствие веснушек); острота зрения (близорукость, нормальное). В качестве пробанда выберите бабушку или дедушку.

Рис. 1. Система обозначений, используемых для составления родословных.

Тема: Выявление мутагенов в окружающей среде Республики Бурятия и косвенная оценка возможного их влияния на организм (1 час) Вещества и воздействия, приводящие к возникновению мутаций, получили название мутагенных факторов. Их можно классифицировать следующим образом:

1. Физические мутагены.

2. Химические мутагены.

3. Прочие мутагенные факторы.

Среди физических мутагенов выделяются три группы: электромагнитные ионизирующие излучения (рентгеновские лучи, -лучи, космические лучи), нейтроны) и ультрафиолетовые лучи. К числу физических мутагенов, обладающих незначительным мутагенным эффектом, относится повышенная температура. Мутагенный эффект этого фактора наиболее сильно проявляется у организмов с постоянной температурой тела.

Химические мутагены представлены тысячами разнообразных веществ. Их можно классифицировать следующим образом:

Алкилирующие соединения — вещества с высокой эффективностью, осуществляющие обмен алкильной группы (типа СН2, С2Н5, т. е. остатки нормальных алканов), с другими молекулами, в том числе молекулами ДНК. К этиленметансульфонат, нитрозоалкилмочевина, нитрозометилмочевина, нитрозоэтилмочевина, этиленимин, диэтилсульфат, иприт и многие другие.

профлавин, бромистый этидий и другие.

К числу прочих мутагенных факторов можно отнести агенты, постоянно присутствующие в клетках живых организмов или сопутствующие им. Это — вирусы и ДНК, а также агенты неустановленной природы.

химических веществ, применяемых в сельском хозяйстве, промышленности.

Химические вещества на производстве составляют наиболее обширную группу антропогенных факторов внешней среды.

Наибольшее число исследований мутагенной активности веществ в клетках человека проведено для синтетических материалов и солей тяжелых металлов(свинца, цинка, кадмия, ртути, хрома, никеля, мышьяка, меди).

Мутагены производственного окружения могут попадать в организм разными путями: через легкие, кожу, пищеварительный тракт. Следовательно, доза получаемого вещества зависит не только от концентрации его в воздухе или на рабочем месте, но и от соблюдения правил личной гигиены.

Наибольшее внимание привлекают синтетические соединения, для которых выявлена способность индуцировать хромосомные аберрации (перестройки) и сестринские хроматидные обмены не только в организме человека. Такие соединения, как винилхлорид, хлоропрен, эпихлоргидрин, эпоксидные смолы и стирол, несомненно, оказывают мутагенное действие на соматические клетки.

Органические растворители (бензол, ксилол, толуол), соединения, применяемые в производстве резиновых изделий индуцируют цитогенетические изменения, особенно у курящих людей. У женщин, работающих в шинном и резинотехническом производствах, повышена частота хромосомных аберраций в лимфоцитах периферической крови. То же относится и к плодам 8-, 12-недельного срока беременности, полученным при медицинских абортах у таких работниц.

2. Химические вещества, применяемые в сельском хозяйстве.

Большинство пестицидов являются синтетическими органическими веществами. Практически используется около 600 пестицидов. Они циркулируют в биосфере, мигрируют в естественных трофических цепях, накапливаясь в некоторых биоценозах и сельскохозяйственных продуктах.

Очень важны прогнозирование и предупреждение мутагенной опасности химических средств защиты растений. Причем речь идет о повышении мутационного процесса не только у человека, но и в растительном и животном мире. Человек контактирует с химическими веществами при их производстве, при их применении на сельскохозяйственных работах, получает небольшие их количества с пищевыми продуктами, водой из окружающей среды.

Наиболее выраженным мутагенным действием обладают цитостатики и антиметаболиты, используемые для лечения онкологических заболеваний и как иммунодепрессанты.

антибиотиков (актиномицин Д, адриамицин, блеомицин и другие). Поскольку большинство пациентов, применяющих эти препараты, не имеют потомства, как показывают расчеты, генетический риск от этих препаратов для будущих поколений небольшой.

Некоторые лекарственные вещества вызывают в культуре клеток человека хромосомные аберрации в дозах, соответствующих реальным, с противосудорожные препараты (барбитураты), психотропные (клозепин), гормональные (эстродиол, прогестерон, оральные контрацептивы), смеси для наркоза (хлоридин, хлорпропанамид). Эти препараты индуцируют (в 2-3 раза выше спонтанного уровня) хромосомные аберрации у людей, регулярно принимающих или контактирующих с ними.

В отличие от цитостатиков, нет уверенности, что препараты указанных групп действуют на зародышевые клетки. Некоторые препараты, например, ацетилсалициловая кислота и амидопирин повышают частоту хромосомных аберраций, но только при больших дозах, применяемых при лечении ревматических болезней.

Существует группа препаратов, обладающих слабым мутагенным эффектом. Механизмы их действия на хромосомы неясны. К таким слабым бактерицидные и дезинфицирующие средства (трипофлавин, гексаметилентетрамин, этиленоксид, левамизол, резорцинол, фуросемид). Несмотря на их слабое мутагенное действие, из-за их широкого применения необходимо вести тщательные наблюдения за генетическими эффектами этих соединений. Это касается не только больных, но и медицинского персонала, использующего препараты для дезинфекции, стерилизации, наркоза.

В связи с этим, нельзя принимать без совета с врачом незнакомые лекарственные препараты, особенно антибиотики, нельзя откладывать лечение хронических воспалительных заболеваний, это ослабляет ваш иммунитет и открывает дорогу мутагенам.

Мутагенная активность пищи, приготовленной разными способами, различных пищевых продуктов изучалась в опытах на микроорганизмах и в экспериментах на культуре лимфоцитов периферической крови. Слабыми мутагенными свойствами обладают такие пищевые добавки, как сахарин, производноенитрофурана АР-2 (консервант), краситель флоксин и др.

К веществам пищи, обладающих мутагенной активностью, можно отнести нитрозамины, тяжелые металлы, микотоксины, алкалоиды, некоторые пищевые добавки, а также гетероциклические амины и аминоимидазоазарены, образующиеся в процессе кулинарной обработки мясных продуктов. В последнюю группу веществ входят так называемые пиролизатные мутагены, выделенные первоначально из жареных, богатых белками, продуктов.

Содержание нитрозосоединений в продуктах питания довольно сильно варьирует и обусловлено, по-видимому, применением азотсодержащих удобрений, а также особенностями технологии приготовления пищи и использованием нитритов в качестве консервантов.

Наличие в пище нитрозируемых соединений впервые было обнаружено в 1983 г. при изучении мутагенной активности соевого соуса и пасты из соевых бобов. Позже было показано наличие нитрозируемых предшественников в ряде свежих и маринованных овощей.

Для образования мутагенных соединений в желудке из поступающих вместе с овощами и другими продуктами необходимо наличие нитрозирующего компонента, в качестве которого выступают нитриты и нитраты. Основной источник нитратов и нитритов – это пищевые продукты.

Считают, что около 80% нитратов, поступающих в организм, – растительного происхождения. Из них около 70% содержится в овощах и картофеле, а 19% – в мясных продуктах. Немаловажным источником нитрита являются консервированные продукты.

предшественники мутагенных и канцерогенных нитрозосоединений.

Можно порекомендовать употреблять больше натуральных продуктов, избегать мясных консервов, копченостей, сладостей, соков и газированной воды с синтетическими красителями. Есть больше капусты, зелени, круп, хлеба с отрубями. Если есть признаки дисбактериоза - принимать бифидумбактерин, лактобактерин и другие препараты с "полезными" бактериями. Они обеспечат вам надежную защиту от мутагенов. Если не в порядке печень - регулярно пить желчегонные сборы.

Результаты эпидемиологических исследований показали, что в этиологии рака легкого наибольшее значение имеет курение. Было сделано заключение о том, что 70-95% случаев возникновения рака легкого связано с табачным дымом, который является канцерогеном. Относительный риск возникновения рака легкого зависит от количества выкуриваемых сигарет, однако продолжительность курения является более существенным фактором, чем количество ежедневно выкуриваемых сигарет.

В настоящее время большое внимание уделяется изучению мутагенной активности табачного дыма и его компонентов, это связано с необходимостью реальной оценки генетической опасности табачного дыма.

Сигаретный дым в газовой фазе вызывал в лимфоцитах человека митотические рекомбинации и мутации дыхательной недостаточности в дрожжах. Сигаретный дым и его конденсаты индуцировали рецессивные, сцепленные с полом, летальные мутации у дрозофилы.

Таким образом, в исследованиях генетической активности табачного дыма были получены многочисленные данные о том, что табачный дым содержит генотоксичные соединения, способные индуцировать мутации в соматических клетках, что может привести к развитию опухолей, а также в половых клетках, что может быть причиной наследуемых дефектов.

Изучение мутагенности загрязнителей, содержащихся в задымленном (городском) и незадымленном (сельском) воздухе на лимфоцитах человека показало, что 1 м3задымленного воздуха содержит больше мутагенных соединений, чем незадымленного. Кроме того, в задымленном воздухе обнаружены вещества, мутагенная активность которых зависит от метаболической активации.

Мутагенная активность компонентов аэрозолей воздуха зависит от его химического состава. Основными источниками загрязнений воздуха являются автотранспорт и теплоэлектростанции, выбросы металлургических и нефтеперерабатывающих заводов.

Экстракты загрязнителей воздуха вызывают хромосомные аберрации в культурах клеток человека и млекопитающих.

Полученные к настоящему времени данные свидетельствуют о том, что аэрозоли воздуха, особенно в задымленных районах, представляют собой источники мутагенов, поступающих в организм человека через органы дыхания.

Большое внимание уделяют проверке на мутагенность красителей для волос. Многие компоненты красок вызывают мутации у микроорганизмов, а некоторые - в культуре лимфоцитов.

Мутагенные вещества в продуктах питания, в средствах бытовой химии выявлять трудно из-за незначительных концентраций, с которыми контактирует человек в реальных условиях. Однако если они индуцируют мутации в популяционным эффектам, поскольку каждый человек получает какую-то дозу пищевых и бытовых мутагенов. Было бы неправильно думать, что эта группа мутагенов появилась только сейчас. Очевидно, что мутагенные свойства пищи (например, афлатоксины) и бытовой среды (например, дым) были и на ранних стадиях развития современного человека. Однако в настоящее время в наш быт вводится много новых синтетических веществ, именно эти химические соединения должны быть безопасны.

Человеческие популяции уже отягощены значительным грузом вредных мутаций. Поэтому было бы ошибкой устанавливать для генетических изменений какой-либо допустимый уровень, тем более что еще не ясен вопрос мутационного процесса. Для большинства химических мутагенов (если не для всех) отсутствует порог действия, можно полагать, что предельно допустимой «генетически-повреждающей» концентрации для химических мутагенов, как и дозы физических факторов, существовать не должно.

В целом, нужно стараться меньше употреблять бытовой химии, с моющими средствами работать в перчатках.

При оценке опасности мутагенеза, возникающего под влиянием факторов антимутагенов (например, в пище). В эту группу входят метаболиты растений и микроорганизмов – алкалоиды, микотоксины, антибиотики, флавоноиды.

окружающей среде, оценить их влиянии на организм и составить примерные рекомендации по уменьшению влияния мутагенов на организм человека.

Задание: Ознакомиться с видами мутагенных факторов, выявить мутагены в нашем районе, оформить отчет.

Экологическая ситуация РБ - http://egov-buryatia.ru Ход работы: Прочитать статьи учебника А.А. Каменский «Влияние загрязнений на живые организмы» на стр.337, «Антропогенное воздействие на биосферу» стр. 361. Используя текст, сделайте вывод о том насколько серьезно ваш организм подвергается воздействию мутагенов в окружающей среде и составьте рекомендации по уменьшению возможного влияния мутагенов на свой организм. Заполнить таблицы 5 и 6.

Соматические Генеративные а) генные б) хромосомные Вопросы для самоконтроля 1. Что такое хромосомные болезни? Чем они обусловлены?

2. Что такое полиплоидия?

Тема: Решение экологической задачи по утилизации бытового мусора в Способы решения проблем удаления, переработки и обезвреживания коммунальных отходов предопределяют системный подход, включая:

- раздельный сбор отходов;

- утилизацию вторичных ресурсов и складирование отходов на инженерно обустроенных полигонах;

- контрольную сортировку и биомеханическую переработку отходов с максимальной утилизацией вторичных ресурсов;

- термическое разложение (сжигание) балласта отходов.

Но на сегодняшний день наиболее распространенным способом обезвреживания коммунальных отходов в нашей стране остается их захоронение на полигонах или необустроенных свалках. Эксплуатация свалок, не имеющих элементарных природоохранных сооружений, (гидрозащитных экранов, систем сбора и контроля фильтрата и т. д.) с социальной точки зрения противопоказана, с природоохранной опасна. Полигонный метод земельных площадей, значительных капиталовложений, эксплуатационных и транспортных затрат. В связи с этим одним из эффективных способов обращения с отходами (ТБО) является создание сортировочно-полигонных комплексов (СПК) и биомеханических заводов (БМЗ).

Особого внимания заслуживает проблема утилизации полимерных бытовых отходов, так как этот материал в большинстве своем не подвержен саморазложению, а при сжигании выделяет крайне ядовитые вещества.

Полимеры составляют порядка 10% с прогрессирующим ростом до 20% от общей массы коммунальных отходов страны.

Цель: Изучить методы утилизации бытового мусора и подобрать более рациональный для нашей местности.

Задание: Сделать классификацию бытового мусора (полимеры, стекло, пищевые продукты и т.д), проанализировать экологическую обстановку в РБ и предложить альтернативные методы борьбы с бытовым мусором.

Оборудование: Учебник О (3) глава 2; интернет-ресурсы: Журнал «ТБО»

http://www.solidwaste.ru.

Ход работы: Заполнить таблицу, проанализировав достоинства и недостатки существующих способов утилизации и переработки отходов.

Подобрать подходящий способ утилизации мусора для нашего района и обосновать выбранный метод.

Таблица 7.

Складирование отходов 1. Не требует постоянных 1. Под вс Сжигание мусора.

Сливание отходов в водомы Захоронение отходов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое гомеостаз?

2. Что такое первичная и вторичная сукцессия? Приведите примеры.

Тема: Сравнительное описание естественной природной экосистемы (лес) Экологическая система, или экосистема, - то «объективно существующая часть природной среды, которая имеет пространственно-территориальные границы и в которой живые (растения, животные и другие организмы) и неживые ее элементы взаимодействуют как единое функциональное целое и связаны между собой обменом веществом и энергией» (Закон РФ «Об охране окружающей среды», 2002, ст. I). Примерами природных экосистем являются озеро, лес, пустыня, тундра, суша, океан, биосфера.

Для естественной экосистемы характерны три признака:

1) экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов;

2) в рамках экосистемы осуществляется полный цикл, начиная с создания органического вещества и заканчивая его разложением на неорганические составляющие;

3) экосистема сохраняет устойчивость в течение некоторого времени, что обеспечивается определенной структурой биотических и абиотических компонентов.

Агроэкосистема – экологическая система, объединяющая участок территории (географический ландшафт), занятый хозяйством, производящим сельскохозяйственную продукцию.

В состав агроэкосистемы входят: почвы с их населением (животные, водоросли, грибы, бактерии); поля-агроценозы; скот; фрагменты естественных и полуестественных экосистем (леса, естественные кормовые угодья, болота, водоемы); человек. Агроэкосистема - автотрофная экосистема, основным источником энергии для которой является Солнце. Солнечная энергия усваивается растениями-продуцентами и фиксируется в урожае растениеводческой продукции или передается по пищевым цепям консументам, главные из которых - скот, и редуцентам - прежде всего обитающим в почве животным-детритофагам. Перерабатывая органические остатки, они способствуют деятельности микроорганизмов-редуцентов, которые пополняют запас элементов питания, доступных корням растений.

В отличие от естественных экосистем агроэкосистемы более открыты, и из них происходит отток вещества и энергии с урожаем, животноводческой продукцией, а также в результате дегумификация и эрозия почв.

специализации (растениеводческие, животноводческие, комплексные) и по величине вложений антропогенной энергии (экстенсивные, компромиссные, интенсивные).

Цель: Закрепление знаний о строении, свойствах и устойчивости природных и антропогенных экосистем.

Задание:Укажите особенности природной экосистемы и агроэкосистемы на примере численности е обитателей, экологических характеристик и флюктуаций. Оформить работу в виде презентации.

Оборудование: Учебник О(2) § 81; О (1) § 6.3;интернет-ресурсы:Основы экологии и токсикологии - http://ekologiya.narod.ru/default.htm.

Ход работы: Сравните данные экосистемы и агроэкосистемы, заполнив таблицу 8. Экологические характеристики, такие как температура, влажность, свет выберите из среднегодовых по Республике Бурятия для природной экосистемы, и по Иркутской области для агроэкосистемы. Площадь экосистем экосистем(продуценты, консументы, деструкторы); рассчитать численность данных компонентов согласно массы организмов.

Таблица 8.

Разнообразие видов.

Наличие трофических Как поддерживается устойчивость системы Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое симбиоз экосистемы?

2. Типы изменений в биогеоценозах.

1. Константинов В.М., РезановаА.Г. Учебник для СПО. «Академия» – М., 2. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В.учебник«Общая биология» – М., «Дрофа», 2009.

3. Константинов В.М., Челидзе Ю.Б., «Экологические основы природопользования». – М., «Академия», 2009.

«Дрофа», 2010.

4. Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сивоглазов В.И. «Биология». Общие закономерности. – М.»Академия», 2006.

5. Чебышев Н.В. Учебник для Вузов. «Биология» – М., « Дрофа», 2005.

Интернет-ресурсы:

1. Всем, кто учится - www.alleng.ru.

2. Все про гены - vse-pro-geny.com.

3. Проблемы эволюции - www.macroevolution.narod.ru.

4. Уроки по биологии - www.biologiya-uroki.ru.

5. Основы экологии и токсикологии - http://ekologiya.narod.ru/default.htm 6. Красная книга Республики Бурятия - http://www.redbookrb.ru 7. Журнал «ТБО» http://www.solidwaste.ru 8. Экологическая ситуация РБ - http://egov-buryatia.ru 9. Свойства и функции белков - http://diet-a.ru.

Пример оформления отчета по лабораторной работе Тема: Решение экологической задачи по утилизации бытового мусора в Цель: Изучить методы утилизации бытового мусора и подобрать рациональный для нашей местности.

Складирование отходов - не требует постоянных и - под вс разрастающиеся Сливание отходов в- не требует крупных - затраты на очистку воды, Высокотемпературный - экологичеки – безопасен; - экономически выгодно только Высокотемпературная - экономически выгодно; комбинация указанной предварительной подготовки, т.е. минимальную транспортировку Одна из основных проблем окружающей среды в городах и промышленных центрах Республики Бурятия накопленные в прошлом и образующиеся в настоящее время отходы производства и потребления. Негативное воздействие отходов выражается, прежде всего, в поступлении в природную среду вредных химических и токсичных веществ, ведущих к загрязнению почв, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха.

На протяжении последних 5 лет на территории Республики Бурятия прослеживается устойчивая тенденция к увеличению объемов образования отходов. Ежегодно образуется в среднем более 17 млн. тонн отходов производства и потребления. Среднегодовой прирост объемов образования отходов составляет 14%.

В течение 2007 года в республике было образовано 21 370,6 тыс. тонн отходов производства и потребления, основная часть которых 5 класса опасности – 20971,8 тыс. тонн (98,13%).

Из общего объема образовавшихся в 2007 г. отходов утилизировано 10224,6 тыс. тонн (47,8%), размещено на объектах захоронения отходов 6071,4 тыс. тонн (28,4%), на территории организаций накоплено 61 833,3 тыс. тонн.

Вывод: Для нашего города, при численности населения 25500 человек, и без развитой промышленной отрасли наиболее рациональным методом утилизации отходов будет являться складирование.