10-11. Руководство для учителей биологии по методике организации. Практикум для 1011 классов (общеобразовательный уровень) (программа под ред. И. Н. Пономаревой)
 Скачать 1.17 Mb.
|
|
Пояснительная записка. Данное методическое пособие представляет собой практическое руководство для учителей биологии по методике организации и проведению лабораторных работ по общей биологии в 6-11 классах общеобразовательного уровня, а также в классах гуманитарного профиля по авторской программе под ред. И.Н. Пономаревой. В пособии содержатся лабораторные работы, которые освещают важные вопросы курса, что, дает возможность не только повысить качество знаний учащихся и их интерес к изучению биологии, но и развивать индивидуальные способности учеников. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ДЛЯ 10-11 КЛАССОВ (общеобразовательный уровень) (программа под ред. И.Н. Пономаревой) Лабораторные работы в теме: «Введение в курс общей биологии» Клетка — структурная и функциональная единица растения. У одноклеточных растений клетка функционирует как целый организм, у многоклеточных организмов наблюдается дифференциация клеток. Поэтому размеры, форма и строение клеток у таких организмов весьма разнообразны. Взрослая живая растительная клетка состоит из протопласта, окруженного клеточной оболочкой и содержащего неживые включения (запасные вещества и конечные продукты метаболизма). Нередко клетки функционируют после отмирания протопласта, тогда они представлены только оболочкой. Протопласт — живое содержимое клетки — состоит из органоидов, или органелл, окруженных гиалоплазмой. Органеллы можно разделить на три группы: двумембранные — ядро, пластиды, митохондрии; одномембранные — эндоплазматический ретикулум (эндоплазматическая сеть), диктиосомы (аппарат Гольджи), вакуоль, лизосомы, сферосомы (микросомы), плазмалемма; немембранные — рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты. Гиалоплазма представляет собой непрерывную коллоидную фазу клетки, обладающую определенной вязкостью. Она окружает все органеллы и обеспечивает их взаимодействие. Пластиды — органеллы, встречающиеся только в растительной клетке. Они представлены хлоропластами (зеленые), хромопластами (желтые, оранжевые, красно-оранжевые) и лейкопластами (бесцветные). Гиалоплазму с органеллами, за вычетом ядра и пластид, называют цитоплазмой. Тонкая структура цитоплазмы и отдельных органелл видна только при использовании электронного микроскопа. Разрешающая способность светового микроскопа позволяет увидеть зернистую цитоплазму и пластиды, особенно если это хлоропласты и хромопласты. Обычно бывает, заметна и вакуоль. Иногда в цитоплазме можно обнаружить ядро, занимающее постенное или, реже, центральное положение. В ряде клеток хорошо видны различные включения. Эти особенности присущи только растительным клеткам, обусловлены прикрепленным образом жизни, отсутствием скелета, автотрофностью и отсутствием или слабым развитием у растений системы выделения отбросов. Лабораторная работа Приготовление микропрепарата для рассмотрения клеточного строения листа элодеи Цель работы: закрепить умение готовить микропрепараты и рассматривать их под микроскопом. Материалы и оборудование: веточки элодеи канадской, микроскоп, предметные и покровные стекла, пинцет, термометр, химические стаканы на 200 мл, электролампа в 200 Вт. Ход работы 1. В верхней части побега элодеи при помощи пинцета оторвите лист и перенесите в каплю воды на предметное стекло. Лист следует положить нижней стороной к предметному стеклу. 2. Рассмотрите при малом увеличении микроскопа общий план строения листа. Схематически зарисуйте его. 3. При большом увеличении пронаблюдайте за циклическим движением цитоплазмы в клетках. 4. Обозначьте на рисунке: оболочку, ядро, хлоропласты, цитоплазму, вакуоль. 5. Сделайте вывод по работе. Дополнительная информация При малом увеличении микроскопа видно, что лист элодеи состоит из различных клеток. Клетки «жилки» и клетки, расположенные по краю пластинки, вытянуты в длину, они светлые и прозрачные. Некоторые краевые клетки образуют чубчики, направленные в сторону верхушки листа. Клетки остальной части листа округло-прямоугольные или многоугольные в очертании. Клетки, длина которых значительно (в 4 раза и более) превышает ширину, называют прозенхимными, а клетки, длина которых равна ширине или незначительно превышает ее, — паренхимными. Между верхним и нижним слоями клеток имеются межклетники — пространства, заполненные воздухом. На препарате они выглядят темными штрихами, идущими параллельно «жилке». Паренхимные клетки содержат много хлоропластов (зеленая окраска хлоропластов обусловлена зелеными пигментами — хлорофиллами, хотя они имеют и желто-оранжевые пигменты — каротиноиды). По форме хлоропласты похожи на двояковыпуклую линзу или чечевичное семя. При рассмотрении клетки в плане видимы хлоропласты, прижатые к верхней стенке так, что они кажутся округлыми. Если же рассматривать клетку в оптическом разрезе, то очертания хлоропластов, находящихся близ боковой стенки, выглядят эллипсовидными. В оптическом разрезе прозенхимной клетки видно, что хлоропласты занимают постенное положение. Центр клетки занимает крупная вакуоль с бесцветным клеточным соком. Ядро в этих клетках трудно увидеть, так как его оптическая плотность близка к таковой у цитоплазмы. Для того чтобы увидеть ядро, следует рассмотреть краевые клетки, в том числе клетки-зубчики. У последних на верхушке клетки хорошо видна буроватая оболочка. В клетках-зубчиках хлоропластов очень мало или они отсутствуют, ядро занимает постенное положение, центр клетки занимает вакуоль. Обычно в прозенхимных клетках (так называемой жилке), реже в паренхимных клетках, заметно перемещение пластид вдоль оболочки. Оно объясняется движением цитоплазмы, увлекающей пластиды за собой. По перемещению пластид можно судить о направлении движения цитоплазмы, оно может быть различным (правосторонним или левосторонним) в разных клетках. Неодинакова и скорость их движения. Движение цитоплазмы вокруг вакуоли называют круговым, или ротационным, оно известно также как циклоз и описано только для растительных клеток. Лабораторная работа Наблюдение за движением цитоплазмы в клетках листа элодеи под влиянием факторов внешней среды Цель работы: сформировать представление о влиянии различных факторов на движение цитоплазмы в клетках листа элодеи. Материалы и оборудование: листочки элодеи, 0.2 М раствор калиевой селитры (азотнокислого калия), слабый (1 н.) спирт, предметное и покровное стекла, пинцет, термометр, микроскоп, химический стакан на 200 мл, электролампа в 200 Вт, фильтровальная бумага. Ход работы 1. Предварительно выдержанные в теплой воде и при интенсивном освещении в течение 2ч листочки элодеи из верхней трети веточки поместить на предметное стекло в каплю теплой (до 30 0С) воды и накрыть покровным стеклом. 2. При малом увеличении микроскопа в нижней части листа ближе к центральной жилке выбрать клетки, в которых наблюдается наиболее интенсивное движение цитоплазмы (так как в расположенных здесь клетках содержится меньше хлоропластов, что облегчит наблюдение за их движением). 3. Изучить их при большом увеличении и зарисовать несколько клеток. 4. Капнуть одну каплю разведенного спирта или калиевой селитры на предметное стекло, зарегистрировать результаты наблюдения (отсасывая полоской фильтровальной бумаги воду из-под покровного стекла с одной стороны, капать с другой азотнокислый калий или спирт). 5. Подогреть препарат до 30—40 0С. отметить характер изменения движения цитоплазмы. 6. Нагреть стекло выше 60 0С, записать результат влияния нагревания на движение цитоплазмы. 7. Записать результаты наблюдения за движением цитоплазмы в клетках листа элодеи. 8. Сделать общий вывод, объяснив влияние различных факторов на движение цитоплазмы. Дополнительная информация В цитоплазме клеток листочков элодеи под микроскопом заметно струйчатое движение ее жидкой части, увлекающее не только мелкие, но и крупные органеллы, включения, а иногда и само ядро. При добавлении катионов калия (К+), снижается вязкость цитоплазмы и усиливается интенсивность ее движения. При слабом нагревании (до 30 0С) и добавлении разбавленного спирта ускоряется движение вплоть до момента гибели клеток. Движение цитоплазмы в клетках растений выражается в перемещении в определенном порядке и направлении в виде струек всего внутреннего содержимого растительной клетки: жидкой части цитоплазмы, митохондрий, хлоропластов, разнообразных включений и иногда ядра. При повышении интенсивности протекания врастительной клетке метаболических процессов (фотосинтез и др.) движение цитоплазмы обычно ускоряется. Движение цитоплазмы является биологическим, а не физико-химическим процессом, оно необратимо нарушается при гибели клетки. Лабораторная работа Рассмотрение под микроскопом разнообразия инфузорий и их движения Цель работы: рассмотреть особенности внешнего строения разных видов инфузорий и пронаблюдать за их движением. Материалы и оборудование: водный раствор кармина или туши, красители метиленовый зеленый или уксуснокислый кармин, косточки вишни или семена айвы, микроскоп, предметные и покровные стекла, фильтровальная бумага, вата, чашка Петри с инфузориями. Ход работы 1. Рассмотрите при малом увеличении микроскопа инфузорию-туфельку. 2. Найдите более узкий передний и расширенный задний конец тела. 3. Рассмотрите углубление, или желобок, на боковой поверхности тела. 4. Зарисуйте инфузорию-туфельку. 5. Проведите наблюдение за движением инфузории-туфельки. 6. Остановите движение туфельки одним из способов (см. дополнительную информацию к работе). 7. Найдите и рассмотрите сократительные вакуоли, расположенные в переднем и заднем концах тела. Понаблюдайте за образованием пищеварительных вакуолей. 8. Внесите на предметное стекло каплю красителя. Обратите внимание на размеры и форму большого ядра, рассмотрите реснички. 9. На вновь приготовленном препарате найдите стилонихию и сувойку. Укажите особенности их строения, зарисуйте их. 10. Проведите наблюдение за движением стилонихии и сувойки. Остановите их движение одним из способов. 11. Сделайте вывод по работе. Дополнительная информация Инфузория-туфелька живет в придонном слое стоячей воды, преимущественно в загрязненных водоемах. Для получения туфельки необходимо на небольшой глубине водоема взять пробу поверхностного слоя ила с водой в сосуд емкостью 0,5—1,0 л, желательно стеклянный. Для большей надежности отбор проб воды желательно производить из различных участков водоема или из разных водоемов, затем стеклянной пипеткой с резиновой грушей взять часть пробы и поместить ее в чашку Петри. В холодное время года пробы воды должны стоять несколько дней в теплом месте. В качестве питательной среды можно использовать заранее приготовленные среды: 1) молочная среда.В чистые пробирки на 3/4 налить сырую воду, в каждую прибавить по 2—3 капли снятого молока и пересадить пипеткой по 10—20 инфузорий. Пробирки закрыть пробками из ваты. Время от времени (не чаще двух раз в месяц) добавлять каплю молока; 2) среда на банановой кожуре.В 0,5 л воды внести высушенную кожуру половины банана и залить смесь кипящей водой. Через 2—3 суток в среду поместить инфузорий. Инфузорий удобно рассматривать при малом увеличении микроскопа. Для замедления движения инфузорий можно оттягивать воду из-под покровного стекла с помощью полосок фильтровальной бумаги, и тогда туфельки, слегка придавленные покровным стеклом, останавливаются. При этом изменяется их форма тела и нарушается нормальный ход питания и выделения. Чтобы провести наблюдение за естественным состоянием инфузорий, следует останавливать их движение иным способом. В частности, можно положить на предметное стекло тонкий слой гигроскопической ваты — туфельки застревают в промежутках между волосками. Для замедления движения используется и клей, полученный при настаивании в воде вишневых косточек или семян айвы. Типичные представители инфузорий пресноводных: инфузория-туфелька, стилонихия и сувойка. Для быстрой окраски инфузорий можно применить метиленовый зеленый с уксусной кислотой или уксусно-кислый кармин. Обычно вместе с инфузорией-туфелькой в пробах есть крупная брюхоресничная инфузория стилонихия (рис. 1, б), на которой удобно рассматривать реснички, цирры (сложные ресничные образования), ротовой аппарат, и прикрепленная на стебельке к субстрату сувойка (рис. 1, в).  Рис. 1. Типичные представители инфузорий пресноводных: а - инфузория-туфелька; б - стилонихия; в - сувойка Лабораторная работа Морфологическое описание одного вида растений Цель работы: научиться составлять морфологическое описание растения. Материалы и оборудование: гербарий растений. Ход работы Рассмотрите предложенный вам гербарий и сделайте описание растения по следующему плану: 1) название растения; 2) жизненная форма растения (дерево, кустарник, кустарничек, трава); 3) однолетние или многолетние; 4) характеристика подземной и надземной частей: а) тип побега (удлиненный или укороченный, вегетативный, генеративный); б) листорасположение (очередное или мутовчатое); в) лист простой или сложный (укажите тип сложного листа), степень выраженности черешка, прилистников, влагалища; г) форма и характер листовых пластинок (цельные, лопастные, раздельные, рассеченные); д) строение цветка (составьте формулу цветка); е) тип плода; 5) распространение вида в регионе и на территории России. Дополнительная информация Главная черта побега, отличающая его от корня — его облиственность, а следовательно, наличие узлов. Вегетативный побег выполняет функцию воздушного питания и способен к разнообразным метаморфозам. Спороносные побеги (в том числе и цветок) — это репродуктивные органы, обеспечивающие размножение растений. Система побегов семенных растений формируется за счет верхушечных и боковых почек. По структуре побеги, вырастающие из почек, могут быть разнообразными: удлиненными и укороченными, вегетативными и генеративными. Лист боковой элемент побега, выполняющий в типичных случаях функции фотосинтеза, газообмена и транспирации. Листья располагаются на стебле в определенном порядке. В пазухах листьев находятся почки. Полный лист состоит из листовой пластинки, черешка, основания и прилистников.Прилистники представляют собой парные боковые выросты, возникающие у основания листа и защищающие его на ранних стадиях развития. Их размеры и форма различны. Они могут быть листовидными, крупными или едва заметными. Прилистники существуют либо в течение всей жизни листа, либо опадают рано. Они могут срастаться в трубку, образуя так называемый раструб (у представителей семейства гречишных). Прилистники могут быть свободные или приросшие к черешку (шиповник и др.). Листья с черешком называют черешковыми,а без черешков — сидячими (неполный лист). У некоторых растений (пшеница, рожь, сныть, дудник и др.) основание листа разрастается и охватывает стебель над узлом. Такое разросшееся основание называют влагалищем. Листорасположение — это порядок размещения листьев на стебле. Оно может быть очередным (спиральным) и мутовчатым.При очередном листорасположении в каждом узле находится один лист. При мутовчатом — каждый узел несет больше одного листа (2, 3 и более). Если в узле находятся два листа, обычно расположенных друг против друга (супротив), то такое листорасположение называют супротивным. В любом случае листья, отходящие от двух соседних узлов, никогда не располагаются друг над другом, а только под углом друг к другу. Таким образом, достигается минимальное затенение одного листа другим. Лист называют простым, если у него имеется одна листовая пластинка и между ней и черешком нет сочленения. Лист называют сложным, если у него одна или несколько листовых пластинок (листочков) и во всех случаях каждая из них сочленена с общим черешком. Сложные листья бывают однолисточковые, трехлисточковые, пальчатые, непарно- и парноперистые. Цветок выполняет функцию семенного размножения цветковых растений. Строгое определение цветка дать невозможно из-за чрезвычайного разнообразия форм, размеров, числа его частей. Основные части цветка: околоцветник (чашечка и венчик), андроцей (совокупность тычинок), гинецей (один или несколько пестиков). Все части цветка располагаются на цветоложе. В случае нижней завязи цветоложе незаметно, поскольку входит в состав последней. Расположение частей цветка может быть циклическим (в один или несколько кругов) или же спиральным. Околоцветник может состоять из чашечки и венчика и тогда его называют двойным. Если все листочки околоцветника одинаковые тогда его называют простым. Венчик цветка обычно более ярко окрашен, чем чашечка. Простой околоцветник и чашечка могут быть сростнолистными или Обобщенная схема форм листьев   Рис. 1. Очертания края пластинки листа: А — цельнокрайние листья; В — зубчатые; В — пильчатые; Г — городчатые; Д — выемчатые |