лабораторные и практические. Лабораторная работа 1 Наблюдение клеток растений и животных под микроскопом на готовых микропрепаратах и их описание
 Скачать 262 Kb.
|
|
Перечень лабораторных и практических работ. Лабораторная работа 1 «Наблюдение клеток растений и животных под микроскопом на готовых микропрепаратах и их описание» 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. Оборудование: микроскопы, готовые микропрепараты растительной (кожица чешуи лука), животной (эпителиальная ткань – клетки слизистой ротовой полости), грибной (дрожжевые или плесневые грибы) клеток, таблицы о строении растительной, животной и грибной клеток. Ход работы:
Лабораторная работа 2. «Сравнение строения клеток растений и животных» Цель: сравнить строение растительной и животной клеток. Оборудование: микроскоп, готовые микропрепараты клеток растений и животных. Ход работы. Задание: сравните клетки и ответьте на вопросы: - в чём заключается сходство и различие клеток? - каковы причины сходства и различия клеток различных организмов? - попытайтесь объяснить, как шла эволюция бактерий, грибов, растений и животных? Сделайте выводы. Лабораторная работа 3. «Выявление признаков сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательство их родства» Цель: выявить признаки сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательство их родства. Оборудование: таблица «Доказательство родства зародышей человека и других млекопитающих животных» Ход работы. Задание: 1. Сравните стадии развития зародышей. Есть ли сходства? В чём они проявляются? Опишите их. 2. Сравните стадии развития зародышей. Есть ли различия? В чём они проявляются? Опишите их. 3. Сделайте выводы о признаках сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательство их родства Лабораторная работа 3. «Выявление признаков сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательство их родства» Цель: выявить признаки сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательство их родства. Оборудование: таблица «Доказательство родства зародышей человека и других млекопитающих животных» Ход работы. Задание: 1. Сравните стадии развития зародышей. Есть ли сходства? В чём они проявляются? Опишите их. 2. Сравните стадии развития зародышей. Есть ли различия? В чём они проявляются? Опишите их. 3. Сделайте выводы о признаках сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательство их родства Практическая работа1. «Приготовление и описание микропрепаратов клеток растений» 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. Оборудование: микроскопы, чашка Петри, пинцет, предметное стекло, р-р йода, луковица, лист бегонии. Ход работы:
Практическая работа 2. «Составление схем скрещивания» Упражнение 1. Одна из пород кур отличается укороченными ногами (такие куры не разрывают огородов). Этот признак – доминирующий. Управляющий им ген вызывает одновременно и укорочение клюва. При этом у гомозиготных цыплят клюв так мал, что они не в состоянии пробить яичную скорлупу и гибнут, не вылупившись из яйца. В инкубаторе хозяйства, разводящего только коротконогих кур, получено 3000 цыплят. Сколько среди них коротконогих? Упражнение 2.  1. Какая окраска шерсти у кроликов доминирует? 2. Каковы генотипы родителей и гибридов первого поколения по признаку окраски шерсти? 3. Какие генетические закономерности проявляются при такой гибридизации? Ответы. 1. Доминирует темная окраска шерсти. 2. Р: АА х аа; F1 : Aa. 3. Мы наблюдаем проявления правил доминирования признаков и единообразия первого поколения. Упражнение 3. В медицине имеет большое значение различие между четырьмя группами человеческой крови. Группа крови является наследственным признаком, зависящим от одного гена. Ген этот имеет не две, а три аллели, обозначаемые символами А, В, 0. Лица с генотипом 00 имеют первую группу крови, с генотипами АА или А0 – вторую, BB или В0 – третью, АВ – четвертую (мы можем сказать, что аллели А и В доминируют над аллелью 0, тогда как друг друга они не подавляют). Какие группы крови возможны у детей, если у их матери – вторая группа крови, а у отца – первая? Все генетические задачи, какой бы темы они ни касались (моно- или полигибридное скрещивание, аутосомное или сцепленное с полом наследование, наследование моно- или полигенных признаков), сводятся к трем типам: 1) расчетные; 2) на определение генотипа; 3) на определение характера наследования признака. В условии расчетной задачи должны содержаться сведения: – о характере наследования признака (доминантный или рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом и др.); – прямо или косвенно (через фенотип) должны быть указаны генотипы родительского поколения. Вопрос расчетной задачи касается прогноза генетической и фенотипической характеристик потомства. Приведем пример задачи расчетного типа. Задача 1. У человека ген полидактилии (многопалости) доминирует над нормальным строением кисти. У жены кисть нормальная, муж гетерозиготен по гену полидактилии. Определите вероятность рождения в этой семье многопалого ребенка. Решение этой задачи начинается с записи ее условия и обозначения генов. Затем определяются (предположительно) генотипы родителей. Генотип мужа известен, генотип жены легко установить по фенотипу – она носительница рецессивного признака, значит, гомозиготна по соответствующему гену. Следующий этап – написание значений гамет. Следует обратить внимание на то, что гомозиготный организм образует один тип гамет, поэтому нередко встречающееся написание в этом случае двух одинаковых гамет не имеет смысла. Гетерозиготный организм формирует два типа гамет. Соединение гамет случайно, поэтому появление двух типов зигот равновероятно: 1:1. Решение. Р:  аа х  Аагаметы: (а) (А) (а) F1: Аа, аа, где: А – ген полидактилии, а – нормальный ген. Ответ: вероятность рождения многопалого ребенка составляет примерно 50%. Обратите ваше внимание на недопустимость давать ответ в такой форме: «Один ребенок в семье родится нормальным и один многопалым» или еще хуже: «Первый ребенок будет многопалым, а второй нормальным». Сколько и каких детей будет у супругов, точно сказать нельзя, поэтому необходимо оперировать понятием вероятности. В условии задачи на определение генотипа должна содержаться информация: – о характере наследования признака; – о фенотипах родителей; – о генотипах потомства (прямо или косвенно). Вопрос такой задачи требует характеристики генотипа одного или обоих родителей. Задача 2. У норок коричневая окраска меха доминирует над голубой. Скрестили коричневую самку с самцом голубой окраски. Среди потомства два щенка коричневых и один голубой. Чистопородна ли самка? Записываем условие задачи, вводя обозначения генов. Решение начинаем с составления схемы скрещивания. Самка обладает доминантным признаком. Она может быть как гомо- (АА), так и гетерозиготной (Аа). Неопределенность генотипа обозначаем А_. Самец с рецессивным признаком гомозиготен по соответствующему гену – аа. Потомки с коричневой окраской меха наследовали этот ген от матери, а от отца – ген голубой окраски, следовательно, их генотипы гетерозиготны. По генотипу коричневых щенков установить генотип матери невозможно. Голубой щенок от каждого из родителей получил ген голубой окраски. Следовательно, мать гетерозиготна (нечистопородна). Решение. Р: Aa х aaгаметы: (А) (а) (а) F1: 1 Aa : 1 aa , Где: А – ген коричневой окраски меха, а – ген голубой окраски меха. Ответ: генотип самки – Аа, то есть она нечистопородна. В условиях задач на установление характера наследования признака: – предлагаются только фенотипы следующих друг за другом поколений (то есть фенотипы родителей и фенотипы потомства); – содержится количественная характеристика потомства. В вопросе такой задачи требуется установить характер наследования признака. Задача 3. Скрестили пестрых петуха и курицу. Получили 26 пестрых, 12 черных и 13 белых цыплят. Как наследуется окраска оперения у кур? При решении этой задачи логика рассуждения может быть следующей. Расщепление в потомстве свидетельствует о гетерозиготности родителей. Соотношение близкое к 1 : 2 : 1 говорит о гетерозиготности по одной паре генов. Согласно полученным долям (1/4 белые, 1/2 пестрые, 1/4 черные), черные и белые цыплята гомозиготны, а пестрые гетерозиготны. Обозначение генов и генотипов с последующим составлением схемы скрещивания показывает, что сделанный вывод соответствует результату скрещивания. Решение. Р: A+A х A+Aпестрые пестрые гаметы: (А+) (А) (А+) (А) F1: 1А+А+ : 2А+A : 1AA черные пестрые белые Ответ: окраска оперения у кур определяется парой полудоминантных генов, каждый из которых обуславливает белый или черный цвет, а вместе они контролируют развитие пестрого оперения. Задача 4. 1. Какая окраска шерсти у кроликов доминирует? 2. Каковы генотипы родителей и гибридов первого поколения по признаку окраски шерсти? 3. Какие генетические закономерности проявляются при такой гибридизации? Ответы. 1. Доминирует темная окраска шерсти. 2. Р: АА х аа; F1 : Aa. 3. Мы наблюдаем проявления правил доминирования признаков и единообразия первого поколения. Рисунки могут быть схематичными. Задача 5.  1. Какая форма плода томата (шаровидная или грушевидная) доминирует? 2. Каковы генотипы родителей и гибридов 1 и 2 поколения? 3. Какие генетические закономерности, открытые Менделем, проявляются при такой гибридизации? Ответы. 1. Доминирует шаровидная форма плода. 2. Р: аа х АА; F1 : Аа; F2 : 25% АА, 50% Аа, 25% аа. 3. Законы единообразия гибридов первого поколения (I закон Менделя) и закон расщепления (II закон Менделя). Задача 6.  1. Каковы генотипы родителей и гибридов F1, если красная окраска и круглая форма плодов томата – доминантные признаки, а желтая окраска и грушевидная форма – рецессивные признаки? 2. Докажите, что при таком скрещивании проявляется закон независимого распределения генов. Ответы. 1. Р: АаВb х ааВb; F1: АаBB, 2AaBb, Aabb, aaBB, 2aaBb, aabb. 2. Наследование признака окраски плодов томата идет независимо от их формы, а именно отношение числа красных плодов к желтым равняется: (37% + 14%) : (37% + 12%) = 1 : 1, а круглой формы к грушевидным: (37% + 37%) : (14% + 12%) = 3 : 1. Практическая работа 3. «Решение элементарных генетических задач» Моногибридное скрещивание Задача 1. Растения красноплодной земляники при скрещивании между собой всегда дают потомство с красными ягодами, а растения белоплодной земляники – с белыми ягодами. В результате скрещивания обоих сортов друг с другом получаются розовые ягоды. Какое потомство возникает при скрещивании между собой гибридных растений земляники с розовыми ягодами? Какое потомство получится, если опылить красноплодную землянику пыльцой гибридной земляники с розовыми ягодами? Решение. При скрещивании между собой растений с розовыми ягодами получается 25% красноплодных, 50% с розовыми ягодами и 25% белоплодных. Растения с розовыми ягодами (КБ) – гибриды F1. При скрещивании КБ х КБ образуются гаметы двух сортов: К несут признак красноплодности и Б признак белоплодности. Пользуясь решеткой Пеннета, внося обозначения гамет, определяем генотип и фенотип получившихся растений.
Скрещивание КК х КБ дает расщепление: 50% КК (красноплодных) и 50% КБ (с розовыми ягодами). Вышеизложенное решение (см. учебное пособие «Биология для поступающих в вуз. Способы решения задач по генетике». Составитель Галушкова Н.И. – Волгоград. : Изд. Братья Гринины, 1999, с. 7) на мой взгляд, создает определенные трудности для учащихся, т.к. для обозначения одного признака используются два буквенных символа, что характерно для решения задач на дигибридное скрещивание. При решении данной задачи можно использовать и другие варианты буквенной символики. Например: А – ген ... а – ген ... Но в условии задачи не сказано, какой признак доминирующий, и учащиеся испытывают определенные трудности при записи условия задачи. В своей практике при решении задач на наследование отдельного признака при неполном доминировании я использую символы: А+ – ген ... А – ген ... В Киевском зоопарке была выведена порода умных и красивых обезьян. При скрещивании обезьян этой породы с обычными в первом поколении гибридов все обезьянки были самыми обычными. Когда они выросли, их скрестили между собой. Анализ большого количества гибридов второго поколения дал возможность установить соотношение фенотипов : 45 обычных : 15 красивых : 3 умных : 1 красивая и умная. Проведите генетический анализ полученных результатов. Какое соотношение фенотипов стоит ожидать при скрещивании особи дикого типа - гибрида первого поколения с красивой и умной обезьяной? 2. Подробное решение. Анализ гибридов F1 указывает, что оба признаки наследуют как аутосомно-рецессивные. Наличие 64 генотипов (45+15+3+1=64) свидетельствует о том, что скрещивание было тригибридним, гены не сцеплены между собой, то есть наследуют независимо друг от друга, в соответствии с ІІІ законом Г.Менделя. Соотношение фенотипов отличается от теоретически ожидаемого (27:9:9:9:3:3:3:1), что свидетельствует о взаимодействии генов. Перепишем соотношения фенотипов в F2 как пар признаков 45 не-красивых, не-умных : 15 красивых, не-умных : 3 не-красивые, умные : 1 красивая, умная. Рассмотрим это соотношение по отдельными признаками (в соответствии с ІІІ законом Менделя): 1) По красоте. 48 не-красивых (45+3) : 16 красивых (15+1), то есть 3:1. Делаем вывод, что красота наследует моногенно: А - не-красивые (обычные по красоте), а - красивые. Записать соответствующую схему скрещивания совсем легко. 2) По уму.60 не-умных (45+15) : 4 умных (3+1), то есть 15:1. На признак влияют два не сцепленных между собой аутосомных гена, фенотип "умная" присущий гомозиготам по обоими рецесивным аллелям: В - не-умные, в - потенциально умные, D - не-умные, d - потенциально умные.
Такой тип взаимодействия называется "однозначные гены". На этом генетический анализ можно считать законченным. Остается объединить две схемы наследования (для учеников это не обязательно), используя также алгебраический метод решения
Если применить решетку Пеннета, расщепление среди гибридов F2 имеет такой вид:
Условные обозначения: Синие - не-красивые, не-умные (обычные) - 45; Зеленые - красивые (но не умные) - 15; Красные - умные, не красивые - 3; Фиолетовые - красивые и умные - 1. При скрещивании гибрида первого поколения (дикий тип) с чистопородной умной и красивой обезьяной надлежит ожидать:
F2
Таким образом, имеем соотношения фенотипов: 3 обычных : 3 красивых : 1 умная : 1 красивая и умная. Практическая работа 4 «Выявление источников мутагенов в окружающей среде(косвенно) и оценка возможных последствий их влияния на организм». Цель: научиться определять источники мутагенов в быту. Оборудование: карта вводной теории, упаковки (пакет из-под молока, сухариков, сока), упаковки косметической продукции (крем для рук, шампунь, дезодорант), таблица кодов пищевых добавок. Ход работы. 1. Вводная теория. В 60-е и 70-е годы в нашей стране были созданы методические руководства по оценке потенциальной мутагенной опасности промышленных загрязнителей, пестицидов, правда, большая часть их получила правовую основу позже. Однако при определении этой опасности помимо установления предельно допустимых концентраций химических веществ в питьевой воде, атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны, в пищевых продуктах необходимо помнить и о так называемых отдаленных последствиях, т.е. изучать мутагенную, канцерогенную, тератогенную активности этих соединений. Помимо тригалометанов, которые были обнаружены еще в 1974 г., к настоящему времени в питьевой воде выявили немало других соединений, которые обладают мутагенной и канцерогенной активностью. Есть мутагены в воде плавательных бассейнов, в сточных водах (промышленных и бытовых), а также в тканях рыб и гидробионтов, населяющих загрязненные водоемы. Ясно, что в организм человека мутагены могут поступать не только с питьевой водой, но и с пищевыми продуктами. Тестирование продуктов питания на мутагенность привело к выявлению многих мутагенов: природных ингредиентов (флавоноиды, фураны, гидразины), пищевых контаминантов (пестициды, микотоксины) и мутагенных соединений, образующихся в процессе приготовления пищи. Этот список можно продолжить. Стало очевидным, что нельзя ограничиваться изучением мутагенных свойств отдельных веществ. Необходимо оценивать суммарное загрязнение всех компонентов окружающей среды. Была создана и в значительной степени стандартизирована методическая база исследований, разработана методология мониторинга загрязнения окружающей среды генотоксикантами, причем такого рода работы ведутся не только за рубежом, но и в нашей стране. Задание 1. Рассмотрите внимательно этикетку предложенного вам продовольственного товара. Какие вещества входят в состав продукта? Есть ли в составе вещества, занесённые в список пищевых добавок? Сделайте вывод о качестве продукта и степени опасности для человека. Задание 2. Рассмотрите внимательно этикетку предложенного вам непродовольственного товара. Какие вещества входят в состав продукции? Есть ли в составе вещества, занесённые в список канцерогенов? Сделайте вывод о качестве продукта и степени опасности для человека. Практическая работа 5. «Анализ и оценка этических аспектов развития некоторых исследований в биотехнологии» Цель: провести анализ аспектов развития некоторых исследований в биотехнологии. Оборудование: теоретический материал по теме, карточки-задания. Ход работы. Задание 1. Вариант 1. Изучите теоретический материал по теме «Биотехнологии – это…» и заполните таблицу:
Вариант 2. Изучите теоретический материал по теме «Клонирование» и заполните таблицу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||