Дополнительные материалы по лабораторным и практическим

О.Н. Рогожников,
методист высшей категории отдела методического обеспечения естественноматематического образования Национального института образования
Дополнительные материалы по лабораторным и практическим
работам, лабораторным и демонстрационным опытам, введенными в
учебную программу для 10 класса с изучением учебного предмета
“Биология” на повышенном уровне
Демонстрационные опыты
Демонстрационный опыт № 1
«Клетки сенной палочки»
Цель: познакомиться с внешним строение бактерии сенной палочки.
Материалы и оборудование: культура сенной палочки, микроскопы, тушь,
иглы.
Ход опыта
1. Приготовить (предварительно) культуру сенной палочки.
В колбу с водой положить немного сена (трухи), отверстие колбы
закрыть ватой и прокипятить содержимое в течение 30 минут (при кипячении
были уничтожены другие бактерии, попавшие в колбу). Отвар приобретет
темно-коричневый цвет. Полученный настой сена отфильтровать и поставить
в теплый шкаф. Через некоторое время отвар помутнеет, а через четыре дня
на его поверхности появятся светловатые образования, образующие пленку.
Это и будет культура сенной палочки.
2. Приготовить микропрепарат бактерии сенной палочки.
На предметное стекло нанести каплю туши. В каплю перенести
крошечный кусочек бактериальной пленки. Каплю перемешать кончиком
иглы и накрыть покровным стеклом.
3. Рассмотреть препараты под микроскопом при увеличении в 500 раз. В
окрашенном микропрепарате хорошо видны не окрасившиеся светлые
бактериальные клетки сенной палочки.
4. Сопоставить увиденное под микроскопом с представленным выше
рисунком.
1
Демонстрационный опыт №2
«Флуоресценция хлорофилла при облучении ярким светом»
Флуоресценция – один из путей рассеяния энергии, которая поглощается
пигментом хлорофиллом при облучении светом. Хлоропласты с
флуоресцирующим хлорофиллом имеют вид ярких красных телец на зеленом
фоне клеток. Наблюдать флуоресценцию можно двумя способами.
Цель: показать процесс флуоресценции хлорофилла при облучении ярким
светом.
1-й способ
Материалы и оборудование: спиртовая концентрированная вытяжка
пигментов, цилиндр на 10 см3, черная бумага, настольная лампа.
Ход опыта
Вытяжку пигментов темно-зеленого цвета налить в цилиндр и поместить
на черный фон, осветить сильной лампой и рассмотреть в отраженном свете.
Наблюдать смену зеленой окраски на красную.
2-й способ
Материалы и оборудование: лист элодеи канадской, микроскоп, настольная
лампа с синей лампочкой.
Ход опыта
Предварительно адаптированный темнотой лист элодеи канадской
положить на предметный столик микроскопа и осветить его синефиолетовыми лучами. Наблюдать, как под действием лучей синефиолетового цвета зеленые пластиды начинают светиться красным цветом.
Демонстрационный опыт №3
«Условия образования крахмала в листьях на свету»
Цель: показать, что образование органического вещества крахмала возможно
только на свету и наличии углекислого газа.
Материалы и оборудование: комнатные растения (бегония, пеларгония),
плотная бумага, вода, спирт, раствор йода, раствор щелочи, раствор соды.
Ход опыта
1. Доказательство образования крахмала на свету.
Комнатные растения (бегония, пеларгония) поместить: одно на 2-3
суток в темное место (шкаф), а другое выставить на солнечный свет с
закреплением на одном из листьев полоски из плотной бумаги.
1.1.
Срезать один лист с растения, находящегося в темном месте и
опустить его на 2-3 минуты в кипяток, а затем горячий спирт. Хлорофилл
растворяется в спирте, и лист теряет зеленую окраску.
2
1.2.
Промыть лист в воде, затем поместить его в чашку Петри и
залить его слабым раствором йода. Отметить, что лист практически не
меняет окраску, что говорит об отсутствии образования крахмала при
отсутствии света.
1.3.
Срезать лист с наложенной пластинкой бумаги с растения,
выставленного на солнечный свет и обработать его так, как это делалось в
выше отмеченных операциях (пунктах 1.1. и 1.2.). Отметить, что большая
часть листа окрасится в синий цвет, что говорит о наличии крахмала, кроме
участка, на который не попадал свет.
2. Доказательство поглощения растением углекислого газа.
2.1.
Два комнатных растения (бегония, пеларгония) поместить в
темное мест на 2-3 суток, а затем выставить на свет под стеклянными
колпаками: одно со стаканом раствора щелочи (поглощает СО2), другое с
раствором соды (создает избыток СО2).
2.2.
Срезать по листу с каждого растения и обработать их так же, как
в предыдущих опытах. Отметить, что образование крахмала в растении
происходит под тем колпаком, где находился углекислый газ.
3
Лабораторные опыты
Лабораторный опыт №1
«Наблюдение денатурации белков и их растворимости»
Цель: познакомиться с процессами, происходящими при денатурации белка
и их растворимости.
Материалы и оборудование: раствор яичного белка, этиловый спирт
(формальдегид, ацетон), пробирки.
Ход опыта
1.
Наблюдение денатурации.
Налить в пробирку 1 мл раствора яичного белка, а затем добавить в нее
такое же количество этилового спирта (формальдегида, ацетона). Наблюдать
выполнение осадка. Отметить причину денатурации.
2.
Наблюдение растворимости.
К образовавшемуся осадку добавить 1 мл воды. Наблюдать
растворение белкового осадка.
Лабораторный опыт № 2
«Определение полисахаридов и липидов в биоматериале и
изучение их свойств»
Цель: выявление молекул полисахаридов и липидов в различных субстратах;
изучение их свойств.
Материалы и оборудование: срезы сырого картофеля, сахар, крахмал,
подсолнечное масло, спирт (бензин, ацетон), раствор йода, вода, пробирки,
лист белой бумаги, пипетки.
Ход опыта
1.
Выявление полисахаридов.
Нанести на срез сырого картофеля каплю раствора йода. Пронаблюдать
что происходит? Изменение раствора йода является качественной реакцией
на крахмал.
2.
Исследование растворимости полисахаридов.
Положить в одну пробирку 1 г сахара, а в другую - столько же крахмала.
В обе пробирки налить по 10 мл воды и хорошо размешать в течение 1
минуты. Пронаблюдать что происходит? Сформулировать вывод.
3.
Выявление липидов
Взять лист белой бумаги и расплющить на нем семя подсолнечника.
Пронаблюдать что происходит?
4. Изучение свойств липидов.
4.1. В пробирку с водой добавить 0,2-0,3 мл подсолнечного масла.
Содержимое пробирки необходимо встряхнуть. Пронаблюдать что
4
происходит? (Подсолнечное масло не растворяется в воде, а плавает в виде
пятна его поверхности)
4.2. В пробирку со спиртом добавить 0,3 мл подсолнечного масла.
Пронаблюдать что происходит?
(Подсолнечное масло растворяется в
органическом растворителе)
5. Сформулировать и записать вывод.
Лабораторный опыт №3
«Наблюдение осмотических явлений в растительных тканях»
Цель: познакомиться с осмотическими явлениями в растительных тканях.
Материалы и оборудование: клубень картофеля, поваренная соль, вода,
пробирки, скальпель или нож.
Ход опыта
1. Вырезать из сырого клубня картофеля три одинаковых кубика и
каждый из них опустить в пробирки с водой без соли. Со слабосоленой
водой, с сильно соленой водой. Пронаблюдать что происходит? (в 1-й
пробирке кубик разбухает, во второй остается прежнего размера, в третьей
съеживается и уменьшается в размерах)
2.
Сформулировать и записать вывод.
5
Лабораторные работы
Лабораторная работа №2
«Изучение плазмолиза и деплазмолиза в клетках эпидермиса
луковицы репчатого лука»
Цель: изучение явлений плазмолиза и деплазмолиза в живых клетках
растений и скорости прохождения физиологических процессов.
Материалы и оборудование: микроскопы, предметные и покровные стекла,
стеклянные палочки, стаканы с водой, фильтровальная бумага, раствор
поваренной соли, репчатый лук.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Ход работы
Снять нижнюю кожицу чешуи лука (4мм2).
Приготовить микропрепарат, рассмотреть его под микроскопом и
зарисовать 4-5 клеток.
С одной стороны покровного стекла нанести несколько капель раствора
поваренной соли, а с другой стороны полоской фильтровальной бумаги
оттянуть воду.
Рассмотреть микропрепарат в течение нескольких секунд. Обратить
внимание на изменения, произошедшие с мембранами клеток и время за
которое эти изменения произошли. Зарисовать изменившийся объект.
Нанесите несколько капель дистиллированной воды у края покровного
стекла и оттяните ее с другой стороны фильтровальной бумагой.
В течение нескольких минут рассматривать микропрепарат под
микроскопом. Отметить изменения положения мембран клеток и время, за
которое эти изменения произошли.
Сопоставить увиденное с изображением объекта на ниже представленном
рисунке.
8. Зарисовать изучаемый объект.
9. Сформулировать вывод в соответствии с целью работы, отметив скорость
плазмолиза и деплазмолиза. Объяснить разницу в скорости этих двух
процессов.
6
10. Ответить на вопросы:
– Куда двигалась вода (в клетки или из них) при помещении ткани в
раствор соли?
– Чем можно объяснить такое направление движения воды?
– Куда двигалась вода при помещении ткани в воду? Чем это объясняется?
– Как вы думаете, что бы могло произойти в клетках, если бы их
оставили в растворе соли на длительное время?
– Можно ли использовать раствор соли для уничтожения сорняков?
– Объясните, почему в варенье яблоки становятся менее сочными?
Лабораторная работа №4
«Митоз в клетках корешка лука»
Цель: рассмотреть фазы митоза и происходящие в них процессы.
Материалы и оборудование: готовые микропрепараты кончика корешка
лука, микроскопы, схема митоза.
Ход работы
1.
Рассмотреть под микроскопом готовые микропрепараты корешка лука
и определить фазы митоза.
2.
Заполнить таблицу.
№
Фазы митоза
Происходящие процессы
1 Профаза
2 Метафаза
3 Анафаза
4 Телофаза
3.
Сформулировать вывод.
4.
Ответить на следующие вопросы:
– Благодаря чему дочерние клетки во время митоза получают
идентичную наследственную информацию?
– Высокие дозы радиации вызывают разрыв хромосом. Какие
последствия в организме могут возникнуть после этих нарушений?
– Некоторые химические вещества (спирты, фенолы) вызывают
нарушения темпа движения хромосом к полюсам клетки (одни движутся
быстрее, другие медленнее). Некоторые из них вообще могут не включаться
в дочерние ядра. Какими последствиями для клетки чревато это нарушение?
5. Составить (по выбору учителя или учащегося):
– кроссворд из 10-20 слов по теме «Митоз»;
– синквейн по теме «Митоз».
6. Решить задачу (по выбору учителя):
– Хромосомный набор соматических клеток речного рака равен 116.
Определить хромосомный набор и число молекул ДНК водной из клеток в
7
профазе и анафазе митоза. Поясните, какие процессы происходят в эти
периоды и как они влияют на число ДНК и хромосом.
– Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28.
Определить хромосомный набор и число молекул ДНК водной из клеток в
метафазе и профазе митоза. Поясните, какие процессы происходят в эти
периоды и как они влияют на число ДНК и хромосом.
Лабораторная работа №5
«Строение половых клеток животных»
Цель: познакомиться с особенностями строения половых клеток животных.
Материалы и оборудование: готовые микропрепараты строения половых
клеток животных, микроскоп.
Ход работы
1. Рассмотреть микропрепарат яйцеклетки животного под микроскопом.
Обратить внимание на форму, размеры клеток.
2. Сравнить увиденное с рисунком 80 на стр. 144 учебника.
3. Зарисовать в таблице строение яйцеклетки и подписать ее структурные
компоненты.
4. Записать выполняемые функции.
5. Рассмотреть
микропрепарат
сперматозоида
животного
под
микроскопом. Обратить внимание на форму, размеры клеток.
6. Сравнить увиденное с рисунком 79 на стр. 144 учебника.
7. Зарисовать в таблице строение сперматозоида и подписать его
структурные компоненты.
8. Записать выполняемые функции.
Таблица «Строение половых клеток»
Структурные
компоненты
половых
клеток
Выполняемые функции
Рисунки половых клеток
(структурные
компоненты половых
клеток указать цифрами)
Яйцеклетка
Сперматозоид
8. Сформулировать и записать вывод.
9. Ответить на вопросы:
8
– Чем объяснить разное соотношение объема цитоплазмы и ядра в
яйцеклетках и сперматозоидах?
– Почему по сравнению с соматическими клетками половые клетки
имеют высокую степень дифференциации?
– В настоящее время экспериментально доказана взаимосвязь развития
полноценного организма на основе наследственной информации ядра
дифференцированной соматической клетки, например эпителия кишечника.
Из этого вытекает техническая возможность клонирования людей. Однако
общественность считает недопустимым. С чем это связано?
9
Практические работы
Практическая работа №3
«Сравнение процессов мейоза и митоза»
Цель: закрепить знания о способах деления клетки; формирование навыков
решения задач по молекулярной биологии.
Материалы и оборудование: учебный материал учебника, таблицы:
«Митоз», «Мейоз», видеоролик «Мейоз».
Ход работы
1. Повторить материал учебника на стр. 91-93 и 94-97.
2. Посмотреть видеоролик «Мейоз».
3. Заполнить таблицу по одному из вариантов:
Вариант №1
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Признаки
Мейоз
1-е деление 2-е деление
Определение
(сущность процесса)
Количество делений
Названия фаз
Особенности
протекания профазы
Особенности
протекания метафазы
Особенности
протекания анафазы
Особенности
протекания телофазы
Кариотип
клеток
после
первого
деления
Результат
всего
процесса
№
Признаки
1
Процессы
интерфазе
Число делений
2
Митоз
Вариант №2
Митоз
Мейоз
1-е деление
2-е деление
в
10
3
4
5
6
7
8
9
Фазы деления
Кроссинговер
Число дочерних
клеток
Хромосомный
набор
дочерних
клеток
Количество ДНК в
дочерних клетках
Для каких клеток
организма
характерно
деление
Распространенность
среди
организмов
4. Сформулировать и записать вывод.
Практическая работа №5
«Сравнение процессов брожения и дыхания»
Цель: выявить черты сходства и различия в протекании процессов брожения
и дыхания.
Оборудование: учебник, дополнительная литература.
Ход работы
1.
Сравнить процессы брожения и дыхания, результаты занести в
таблицу
Таблица «Сравнительная характеристика процессов
брожения и дыхания»
№
Признаки
Брожение
Дыхание
1 Для
каких
организмов
характерно?
2 Для чего служит?
3
4
5
6
7
Где происходит?
Наличие бескислородного этапа
(гликолиза)
Наличие кислородного этапа
Форма запасания энергии
Количество высвобождающейся
11
8
энергии
Конечные продукты
2. К каким выводам относительно круговорота веществ в живой
природе приводит сравнение процессов брожения и дыхания?
Практическая работа №9
«Сравнение полового и бесполого размножения»
Цель: выявить черты сходства и различия полового и бесполого
размножения.
Оборудование: учебник, дополнительная литература.
Ход работы
1. Сравнить процессы полового и бесполого размножения у животных,
результаты занести в таблицу:
Таблица «Сравнительная характеристика
полового и бесполого размножения»
№
Признаки
Размножение
бесполое
половое
1 Число особей, участвующих в
размножении
2 Формы размножения
Примеры
организмов,
обладающих
разными
формами размножения
4 Клеточные
источники
наследственной информации
5 Главный клеточный механизм
размножения
6 Идентичность потомков
7 Частота
образующихся
потомков
8 Численность
образующихся
потомков
9 Временные рамки увеличения
численности потомков
10 Соотношение
энергозатрат
при
разных
типах
размножения
11 Степень приспособленности к
неблагоприятным
условиям
3
12
среды
12 Степень
потомков
выживаемости
2. Сформулировать и записать вывод.
13