Загальні правила виконання лабораторних та практичних робіт.

Болехів 2013

Розглянуто і схвалено цикловою комісією природничо-математичних дисциплін

/протокол № __________від ________________

Голова циклової комісії _______________ (________)

(підпис) (прізвище та ініціали)

Розглянуто і схвалено методичною радою Прикарпатського лісогосподарського коледжу

/протокол №_____________ від ______________

Голова методичної ради _______________ (__________________)

(підпис) (прізвище та ініціали)

Укладач Юрів Л. Д. - викладач Прикарпатського лісогосподарського коледжу

Рецензент - Хом’як Л. В. викладач Прикарпатського лісогосподарського коледжу

Відповідальний за випуск Яців О. М.

© Прикарпатський лісогосподарський коледж

Зміст

Передмова............................................................................................................ 4

Загальні правила виконання лабораторних та практичних робіт......................... 5

Правила техніки безпеки.......................................................................................... 6

Лабораторна робота №1. Тема. Виявлення органічних молекул та їхніх

властивостей............................................................................................................. 7

Лабораторна робота №2. Тема. Вивчення властивостей ферментів...................... 9

Лабораторна робота №3. Тема. Будова клітин прокарі­отів та еукаріотів............ 11

Лабораторна робота №4. Тема. Спостереження явища плазмолізу та деплазмолізу в клітинах рослин. Мікроскопічна та мікроскопічна будова ядра........................... 16

Лабораторна робота №5. Тема. Будова хромосом. Мітотичний поділ клітин..... 18

Лабораторна робота № 6. Тема.Вивчення будови тканин тваринного організму. Будова тканин рослинного організму.................................................................................. 20

Лабораторна робота №7. Тема. Будова і утворення статевих клітин.Форми розмноження організмів та їх цитологічні основи................................................. 25

Лабораторна робота №8. Тема. Спостереження нормальних і мутантних форм дрозофіл, їх порівняння............................................................................................................ 27

Лабораторна робота №9. Тема.Вивчення мінливості у рослин і тварин, побудування варіаційного ряду і кривої....................................................................................... 29

Практична робота №1. Тема.Розв'язування елементарних вправ із молекулярної біології................................................................................................................................... 32

Практична робота №2. Тема. Розв'язування задач з молекулярної біології........ 34

Практична робота №3. Тема. Порівняння мітозу та мейозу.................................. 37

Практична робота №4. Тема.Розв’язування генетичних задач. Моногібридне схрещування................................................................................................................... 39

Практична робота №5.Тема.Розв’язування генетичних задач. Дигібридне схрещування...................................................................................................................45

Практична робота №6. Тема.Розв’язання типових задач з генетики. Хромосомна теорія спадковості................................................................................................................... 51

Практична робота №7. Тема.Складання родоводів. Розв’язання типових задач на визначення виду мутацій................................................................................................................... 55

Практична робота № 8. Тема.Розв’язування задач з екології............................. 61
Практична робота № 9.Тема. Складання схем колообігу речовин у екосистемах…..63

Практична робота № 10. Тема. Порівняння поновлюваних та непоновлюваних ресурсів біосфери.................................................................................................................... 65

Практична робота №11.Тема. Порівняльна характеристика природного і штучного добору…………………………………………………………………………………….67

Практична робота № 12. Тема.Аналіз пристосувань організмів до середовища…..69

Додатки

1. Таблиця генетичного коду....................................... ................................................................................... 71

2.Довідкова таблиця диплоїдної кількості хромосом (2 n).................................... 72

Література................................................................................................................. 74

ПЕРЕДМОВА

Курс біології в коледжі продовжує та закінчує біологічну освіту, одержану в школі. Вивчення цього курсу знайомить з будовою, функціонуванням та розвитком, а також використанням живих систем, сприяє розвитку бережного відношення до живої природи, прививає екологічний стиль мислення.

Даний збірник методичних вказівок до лабораторних та практичних робіт має на меті допомогти студентам І курсу у підготовці до лабораторних та практичних робіт.

При виконанні лабораторних та практичних робіт враховується вміння сформулювати мету, користуватися обладнанням, виконувати практичні дії в певній послідовності, робити висновки та знання теоретичного матеріалу з даної теми. Лабораторні та практичні роботи повинні проводитись самостійно під керівництвом викладача.

Перед лабораторною та практичною роботою студенти повинні ознайомитися з методичними вказівками для проведення лабораторних та практичних робіт, а також знати відповідні теоретичні відомості, користуючись підручником чи конспектом лекцій, показати свою готовність до лабораторних та практичних робіт.

Глибокий аналіз та осмислення одержаних результатів сприяють швидкому та ефективному засвоєнню біологічних закономірностей, а також запам’ятовуванню властивостей окремих речовин.

Загальні правила виконання лабораторних та практичних робіт.

Логічно-послідовний перелік загальних правил підготовки та проведення лабораторних робіт:

1. опрацювання конспекту лекцій та відповідного матеріалу підручника, який стосується теми лабораторної чи практичної роботи;

2. ознайомлення зі змістом роботи;

3.перед початком роботи студент повинен організувати своє робоче місце. Перевірити наявність необхідних для роботи реактивів, посуду, приладів.

4. виконання лабораторної роботи чи досліду в повній відповідності з інструкцією, без відхилень від умов, наведених в описі.Умови проведення досліду можна змінювати тільки з дозволу викладача;

5. при виконанні лабораторної роботи необхідно ретельно дотримуватись всіх правил техніки безпеки;

6. в результаті будь-якої неясності під час проведення досліду роботу слід припинити та звернутися до викладача за роз’ясненнями;

7. після закінчення досліду записувати в звіт спостереження і зміни, що відбулися з реагуючими речовинами, рівняння відповідних реакцій, а також надати їм належне пояснення і зробити висновки;

8. після закінчення роботи ретельно прибрати робоче місце, вимити та здати одержаний для індивідуального користування хімічний посуд;

9. оформлений звіт слід подати для контролю викладачеві. Тільки після цього робота вважається завершеною.

ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ

При виконанні лабораторних робіт необхідно дотримуватися загальних правил техніки безпеки, зокрема при використанні хімічних реактивів треба пам’ятати таке:

- реактиви не можна вдихати і пробувати на смак. Не можна використовувати реактиви, на склянках з якими відсутні етикетки;

- у кабінеті, де проводиться лабораторна робота, не можна пити і вживати їжу;

- у разі потрапляння на шкіру хімічних реактивів або барвників вимийте руки великою кількістю води;

- розчинники – гас, бензин – є пожежонебезпечними, тримайте їх подалі від відкритого вогню;

- не проводьте досліди в брудному посуді;

- після закінчення роботи вимийте руки з милом.

Лабораторна робота №1

Тема.Визначення деяких органічних речовин та їхніх властивостей.

Мета: навчитися визначати за допомогою дослідів молекули органічних речовин, дослідити деякі їх властивості.

Обладнання: пробірки, штатив, скляні палички, спиртівка, крохмаль, бульби картоплі, насіння соняшника чи гарбуза, вода, спирт, аркуш паперу, р-н йоду, піпетки, білок курячого яйця, борошно.

Техніка безпеки.

1.Уважно притримуватись правил пожежної безпеки.

2.Кожен працюючий до початку досліду або досліджень повинен добре ознайомитися з методикою проведення дослідження, властивостями речовин, що використовуються в роботі.

3. Беріть для досліду речовини, які передбачені інструкцією, у невеликих кількостях ( рідин – 1-2 мл, твердих речовин – на дні посудини ).

4. Нагріваючи пробірку варто тримати її отвором убік, а не до себе і не до працюючого поруч, тому що рідина внаслідок нагрівання часто випліскується з пробірки.

5. Не виливайте і не висипайте залишки речовин у посудину, з якої вони були взяті. Для цього є спеціальна тара.

6. Наливайте речовини на столі (над лотком чи іншою посудиною), користуючись мірним посудом.

7. Наливайте рідину в пробірку по її стінці, тримаючи пробірку під невеликим кутом.

8. Тримайте пробірку у верхній її частині, щоб бачити все, що в ній відбувається.

9. Не змішуйте самостійно невідомі вам речовини.

Теоретичні відомості

Органічні речовини – сполуки до складу яких входить карбон (за винятком СО, СО₂, Н₂СО₃, карбонатів). В живих клітинах органічні речовини представлені білками (10 – 20%), жирами (1 – 5%), вуглеводами (0,2 – 2%), нуклеїновими та іншими органічними кислотами (0,1 – 0,5%).

Молекули білків мають великі розміри, тому їх називають макромолекулами. Крім С, О, Н, N до складу білків входять S, P, Fe. Безмежна різноманітність білків створюється всього 20 амінокислотами.

Білки – високомолекулярні нітрогеновмісні біополімери, мономерами яких є залишки амінокислот. Білки виконують будівельну, транспортну, енергетичну, захисну і каталітичну функцію. Відомо чотири рівні просторової організації, або конформації, білків: первинний, вторинний, третинний і четвертинний.
Первинну структуру білків визначає певна послідовність амінокислотних залишків, з’єднаних за допомогою пептидних зв’язків. Саме первинна структура і визначає властивості та функції тієї чи іншої білкової молекули. Часто молекула білка у вигляді такого ланцюга не придатна до виконання свого призначення. Для цього вона, наприклад, має повністю або частково закрутитися у спіраль, тобто набути вторинної структури завдяки водневим зв’язкам. Третинна структура зумовлена здатністю поліпептидної спіралі закручуватися певним чином у грудку, або глобулу, завдяки зв’язкам, які виникають між залишками амінокислоти цистеїну (так звані дисульфідні зв’язки). Підтримання третинної структури забезпечують гідрофобні, електростатичні та інші взаємодії, а також водневі зв’язки. Четвертинна структура білків виникає, коли об’єднуються кілька глобул. Наприклад, молекула гемоглобіну складається з чотирьох залишків молекул білка міоглобіну. Структури білка можуть руйнуватися при дії високих температур, випромінювання. різних хімічних речовин та інших факторів. Якщо при цьому первинна структура білка не руйнується, то молекула відновлюється.

Ліпіди – це низькомолекулярні речовини з гідрофобними властивостями. Вони нерозчинні у воді, але добре розчинні в органічних розчинниках: ефірі, бензині, хлороформі.
У різних органах і тканинах вміст ліпідів неоднаковий: дуже багато їх у нервовій тканині, печінці, серці, нирках, насінні, плодах… За хімічною будовою – це складні сполуки трьохатомного спирту гліцерину і високомолекулярних жирних кислот: пальмітинової, стеаринової, олеїнової. На сьогодні всі ліпіди поділяються на нейтральні – жири і жироподібні речовини - ліпоїди (віск, фосфоліпіди, ліпопротеїди, гліколіпіди, терпени, стероїди).
Вуглеводи – органічні речовини, до складу яких входять С, О, Н. Загальна формула Сn (Н2О)n. Всі вуглеводи поділяються на моносахариди і полісахариди. Моносахариди – прості цукри, що складаються з однієї молекули і являють собою тверді, кристалічні речовини, розчинні у воді і солодкі на смак.
Полісахариди – це біополімери, молекулярна маса деяких з них може сягати кількох мільйонів. Полісахариди відрізняються один від одного не тільки складом мономерів, а й довжиною та ступенем розгалуженості ланцюгів. Одні полісахариди складаються із залишків одного й того самого моносахариду, інші – різних.
Приклади полісахаридів: крохмаль, целюлоза, глікоген, пектин, лігнін, хітин та ін. Хід роботи.

Дослід 1. Визначимо наявність крохмалю в бульбах картоплі, борошні. Для цього нанесемо по кілька крапель розчину йоду на зріз бульби, хліба, на зволожене борошно. Спостерігаємо появу фіолетового забарвлення.

Дослід 2. Визначимо наявність жирів у плодах соняшника, гарбуза. Для цього роздавимо по кілька насінин між аркушами паперу. Спостерігаємо появу масних плям.

Дослід 3. Перевіримо розчинність жирів у воді та деяких органічних розчинниках. У три пробірки помістимо по кілька крапель олії, та додамо послідовно у першу пробірку 2-3 мл води, у другу – 2-3 мл спирту, у третю – 2-3 мл бензину. Струснемо вміст пробірок. Зробимо висновок про розчинність олії у воді та органічних розчинниках.

Дослід 4. Поспостерігаємо денатурацію білка. У пробірку помістимо трохи білка курячого яйця, додамо 1-2 мл води і доведемо до кипіння.

5.Зробимо висновок про властивості органічних молекул та їх наявність в живих організмах.

Контрольні запитання:

1. Який хімічний зв'язок виявлено у складі білка?

2. Поясніть механізм утворення первинної природної структури білка.

3. Поясніть суть явища денатурації.

4. У чому полягає відмінність процесів гідролізу та денатурації білка?

5. Назвати причини, які викликають явище денатурації.

6. Перелічіть головні функції білків, ліпідів, вуглеводів.

Лабораторна робота №2

Тема.Вивчення властивостей ферментів.

Мета:дослідити властивості ферментів і вплив на них фізичних факторів.

Обладнання й матеріали:невеликі кубики сирої та вареної картоплі, про­бірки, гідроген пероксид, який має кімнатну температуру, гідроген пероксид з холодильника, підручник.

Техніка безпеки.

1.Уважно притримуватись правил пожежної безпеки.

2.Кожен працюючий до початку досліду або досліджень повинен добре ознайомитися з методикою проведення дослідження, властивостями речовин, що використовуються в роботі.

3. При попаданні кислоти чи лугів на поверхню шкіри слід негайно змити їх сильним струменем води.

4. Нагріваючи пробірку варто тримати її отвором убік, а не до себе і не до працюючого поруч, тому що рідина внаслідок нагрівання часто випліскується з пробірки.

5. Не виливайте і не висипайте залишки речовин у посудину, з якої вони були взяті. Для цього є спеціальна тара.

6. Наливайте речовини на столі (над лотком чи іншою посудиною), користуючись мірним посудом.

7. Наливайте рідину в пробірку по її стінці, тримаючи пробірку під невеликим кутом.

8. Тримайте пробірку у верхній її частині, щоб бачити все, що в ній відбувається.

9. Не змішуйте самостійно невідомі вам речовини.

10. Не нахиляйтеся над посудом, у якому проводиться дослід.

Теоретичні відомості

Біологічні каталізатори називаються ферментами. Ферменти прискорюють протікання хімічних реакцій. Кожен фермент каталізує лише одну специфічну реакцію. В слині людини міститься фермент амілаза, який розщеплює вуглевод крохмаль. Виявляємо наявність крохмалю за допомогою йоду (колір змінюється на синій або темно фіолетовий). При оптимальній температурі амілаза розщеплює крохмаль. При кімнатній температурі в розчині знаходяться проміжні продукти розкладу крохмалю, тому розчин набуває жовтуватого або червонуватого кольору. А високі і низькі температури інактивують фермент слини амілазу і крохмаль залишається нерозщепленим.

Каталаза — це фермент, який каталізує розкладання гідро­ген пероксиду з утворенням молекулярного Оксигену. Гідроген пероксид утворюється в деяких рослинних і тваринних клітинах як побічний продукт окисно-відновних реакцій. Сполука ця ток­сична для клітин, а каталаза забезпечує ефективне її видалення. Каталаза — один з найбільш швидко працюючих ферментів: одна молекула каталази розкладає за 1 секунду до 200 тисяч молекул гідроген пероксиду. Локалізується каталаза в пероксисомах і мікротільцях.

У цій роботі властивості ферментів розглядаються на прикладі ферменту каталази, що міститься в клітинах картоплі. У випадку контакту каталази з гідроген пероксидом відбувається розклад пероксиду на воду й кисень, який виділяється у вигляді невеликих пухирців газу.

Для ферментів характерна термочутливість - оптимальна дія більшості ферментів виявляється при температурі +37-40 С. З підвищенням температури активність ферментів знижується і згодом зовсім припиняється, а за +80°С відбувається їхнє руйнування. За низьких температур (нижче 0°С) ферменти припиняють свою дію, але не руйнуються.

Ферменти забезпечують хімічні перетворення речовин унаслідок зни­ження енергії активації –це енергія, потрібна для того, щоб розпочалася хімічна реакція, тобто в зниженні рівня енергії, необхідної для надання реакційної здатності молекулі (наприклад, для розриву зв'язку між Нітрогеном і Карбоном у лабораторних умовах необхідно близько 210 кДж, тоді як у біосистемах на це витрачається лише 42-50 кДж). Високі температури можуть бути небезпечними для живих організмів. Ферменти наявні у всіх живих клітинах і сприяють перетворенню одних речовин (субстратів) на інші (продукти). Ензими виступають у ролі каталізаторів практично в усіх біохімічних реакціях, що відбуваються в живихорганізмах — ними каталізується близько 4000 хімічно окремих біореакцій. Ферменти відіграють найважливішу роль у всіх процесах життєдіяльності, скеровуючи та регулюючи обмін речовин організму.

Хід роботи

1.Візьміть три пробірки й помістіть у них невеликі кубики картоплі. У перші дві помістіть кубики сирої картоплі, а в третю — вареної.

2.Залийте першу пробірку розчином гідроген пероксиду, який перед цим зна­ходився у холодильнику.

3.Спостерігайте, чи виділяються пухирці газу. Відмітьте інтенсивність їх ви­ділення.

4.Залийте другу і третю пробірки розчином гідроген пероксиду, який має кім­натну температуру.

5.Спостерігайте, чи виділяються пухирці газу. Відмітьте інтенсивність їх ви­ділення.

6.Зробіть висновок, у якому вкажіть результати спостережень та поясніть, чи вплинули низька температура й теплова обробка на роботу ферменту перок­сидази.

Контрольні запитання:

1. До якої групи органічних речовин належать ферменти?

2.Чи змінюється фермент у ході реакції?

3. Яка основна функція ферментів?

4. Яке значення ферментів?

5. Які чинники впливають на швидкість ферментативних реакцій?

Лабораторна робота №3

Тема.Будова клітин прокарі­отів та еукаріотів.

Мета:переконатись у тому, що клітини кожного з типів мають спільний план будови; навчитися розпізнавати еукаріотичні та прокаріотичні клітини на електронних мікрофотографіях, а також знаходити на них компоненти клітини.

Обладнання й матеріали:мікроскоп, скляні палички, мікропрепарати рослинних і тваринних клітин, бактерій, грибів, електронні мікрофотографії клітин, предметні та покривні скельця.

Техніка безпеки:

1. Кожен працюючий до початку досліджень повинен добре ознайомитися з методикою проведення дослідження, властивостями речовин, що використовуються у роботі.

2. Ознайомтеся з правилами роботи з мікроскопом

3. Працюючи з мікроскопом, звільніть стіл від усього зайвого.

4.При виготовленні мікропрепаратів обережно користуватися склом.