Совокупность генов клетки или организма, обусловливающих его развитие, называют генотипом. Комплекс признаков и свойств организма, формирующихся в процессе взаимодействия генотипа с внешней средой, называются фенотипом.
Изменчивость — свойство живых организмов изменяться под влиянием факторов среды в результате приобретения новых или утраты имеющихся признаков.
Перед генетикой как наукой стоят следующие задачи:
1) изучение проблем хранения генетической информации, то есть определение структур клетки, являющихся материальной субстанцией генетической информации и способов ее кодирования;
2) выяснение механизмов и закономерностей передачи генетической информации от клетки к клетке, от поколения к поколению;
3)анализ способов реализации генетической информации в конкретные признаки организма при его взаимодействии со средой;
4) изучение типов изменения генетической информации и механизмов ее возникновения.
Материальные основы наследственности (хромосомы) изучают с помощью цитологического метода. Анализ закономерностей наследования отдельных свойств и признаков организма при половом размножении, а также изменчивости генов и их комбинаторики проводят гибридологическим методом, разработанным Г. Менделем.
Закономерности наследственности. Основные закономерности наследования признаков были открыты Г. Менделем. Скрещивание, в котором родительские особи анализируются по одной паре альтернативных признаков, называется моногибридными, по двум — дигибридным, по многим альтернативным признакам – полигибридным.
Первый закон закон доминирования, или закон единообразия гибридов первого поколения (Г. Мендель): при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных признаков, все гибриды первого поколения однообразны как по генотипу, так и по фенотипу. По генотипу они гетерозиготны, а по фенотипу несут доминантный признак. Опыты также показали, что каждая гибридная особь может образовать два типа гамет, которые вследствие скрещивания друг с другом могут дать особи как с доминантными (75 %), так и с рецессивными (25 %) признаками. Таким образом, по фенотипу получается расщепление 3:1, а по генотипу — 1АА:2Аа:1аа (Приложение 4, рис. 1).
Исходя из результатов второго скрещивания, Мендель открыл второй закон – закон расщепления: при скрещивании двух гетерозиготных особей, т. е. гибридов, анализируемых по одной альтернативной паре признаков, в потомстве происходит расщепление по фенотипу в соотношении 3:1 и по генотипу 1:2:1.
Проанализировав наследование признаков у гибридов второго поколения, Мендель установил, что форма горошин не зависит от их окраски, т. е. расщепление по каждому признаку (по каждой аллельной паре) происходит независимо от другого признака (других аллельных генов) в соотношении 3:1. Это третий закон Менделя, или закон независимого наследования признаков: при скрещивании гомозиготных особей, отличающихся двумя (или более) парами признаков, во втором поколении наблюдается независимое наследование и комбинирование признаков в сочетаниях, не свойственных родительским и прародительским особям. Цитологическими основами третьего закона Менделя являются свободное расхождение и независимое комбинирование отцовских и материнских хромосом в мейозе при образовании гамет гибридами. Поэтому гибриды первого поколения (АаВb) могут образовывать с одинаковой вероятностью четыре типа гамет (АВ, АБ, аВ, аВ) (Приложение 4, рис. 2).
Хромосомная теория наследственности. Хромосомная теория наследственности была разработана Т. Морганом с сотрудниками в начале 20 в. и нашла подтверждение при изучении генетических механизмов определения пола у животных.
Пол — это совокупность морфологических и физиологических признаков организма, обеспечивающих его половое размножение и передачу наследственной информации за счет образования гамет. Особи мужского и женского пола различаются хромосомным набором в гаметах. Например, у самок некоторых видов (дрозофила, человек) все хромосомы парные, а у
самцов — две непарные, причем одна из них такая же, как и у самки. Хромосомы, по которым различаются особи мужского и женского пола, получили название половых хромосом: парная хромосома обозначается буквой X, непарная — буквой У. Хромосомы, по которым мужской и
женский пол не различаются, называются аутосомами (А). Например, у человека из 23 пар хромосом 22 пары являются аутосомами и лишь 1 пара — половыми хромосомами. Хромосомный набор женщины можно записать так: 44А+ХХ, мужчины — 44А+ХУ. У дрозофилы хромосомный набор самки составляет 6А+ХХ, у самца — 6А+ХУ.
На основании полученных результатов Морган сформулировал следующее правило: гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются сцеплено, причем сила сцепления зависит от расстояния между ними.
В целом в хромосомной теории наследственности можно выделить следующие положения:
− гены находятся в хромосомах, каждая из которых представляет группу их сцепления; число групп сцепления у каждого вида организмов равно гаплоидному числу хромосом;
− в хромосоме каждый ген занимает определенное место (локус), и все гены в хромосомах расположены линейно;
− между гомологичными хромосомами происходит перекрест (кроссинговер) и обмен аллельными генами;
− расстояние между генами в хромосоме пропорционально частоте перекреста и выражается в процентах кроссинговера между ними.
Закономерности изменчивости. Различают два типа изменчивости: фенотипическую (ненаследственную) и генотипическую (наследственную).
Фенотипическая, или модификационная, изменчивость представляет собой изменения признаков организма (его фенотипа), не связанные с изменением генотипа. Яркий пример – пшеничное поле, которое, с одной стороны, поражает однотипностью, а с другой — отсутствием одинаковых особей.
Генотипическая изменчивость подразделяется на мутационную и комбинативную. Мутационная изменчивость — это такая изменчивость, при которой происходят скачкообразные, прерывистые изменения наследственного признака (мутации). Иными словами, мутации — это внезапно возникающие стойкие изменения генетического аппарата, включающие переход генов из одного аллельного состояния в другое, изменение их структуры, различные изменения структуры хромосом, их числа в кариотипе, а также генетических структур цитоплазмы.
Генеративные мутации возникают в половых клетках. Если генеративная мутация доминантна, то у организмов новый признак (свойство) проявляется в первом поколении даже в гетерозиготном состоянии. Рецессивная мутация проявляется через несколько поколений при переходе ее в гомозиготное состояние. Примером рецессивной генеративной мутации может служить наличие гемофилии в отдельных семьях.
Соматические мутации возникают в генотипе клеток тела (соматических клеток) и обнаруживаются в той его части, которая развилась из измененных клеток. Для видов, размножающихся половым путем, данные мутации не имеют принципиального значения, но важны для видов, размножающихся бесполым путем.
Спонтанные мутации встречаются в природе в естественных условиях без направленного вмешательства человека. У одних видов они происходят чаще, у других — реже.
(1887—1943) в результате изучения спонтанных мутаций у растений различных систематических групп сформулировал закон гомологических рядов в наследственной изменчивости, который гласит: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов». В качестве примеров, подтверждающих этот закон, можно назвать случаи альбинизма в ряду позвоночных; группы крови, резус-фактор у приматов и человека и т. д.
Индуцированные мутации происходят в генотипе особи под влиянием специальных направленных факторов среды, получивших название мутагенных факторов или мутагенов.
Генные мутации обусловлены изменением структуры самого гена — выпадением, добавлением или перестановкой пары нуклеотидов в молекуле ДНК.
Хромосомные мутации обусловлены изменением структуры или числа хромосом в кариотипе особи. Структура хромосомы может измениться вследствие нарушения кроссинговера в мейозе, что выражается утерей части (фрагмента) хромосомы, удвоением или умножением того или иного ее фрагмента либо изменением линейного расположения фрагментов хромосомы в результате их поворота на 180°.
Комбинативная изменчивость обусловливается разнообразием генотипов и обеспечивает появление новых комбинаций признаков в результате скрещивания. Она наследуется в соответствии с законами Г. Менделя и правилом Т. Моргана. Играет большую роль в эволюции, так как дает новые сочетания приспособительных признаков, возникающих при скрещивании. Комбинативная изменчивость используется в селекции для улучшения пород животных, сортов растений путем скрещивания.
Тема 7. Основы селекции
Селекция — наука о методах создания новых и улучшения существующих сортов культурных растений, пород домашних животных и штаммов микроорганизмов, используемых человеком.
Породой, сортом, штаммом называют популяцию организмов, искусственно созданную человеком и имеющую определенные наследственные особенности. Все особи внутри породы, сорта или штамма имеют сходные, наследственно закрепленные свойства, а также однотипную реакцию на факторы внешней среды. Например, куры породы Леггорн имеют небольшую массу, но высокую яйценоскость. Штаммы микроорганизмов способны обеспечить определенный уровень синтеза витаминов, аминокислот. Для их культивирования необходимы конкретные требования к составу питательной среды и температуре.
Задачи современной селекции — повышение продуктивности сортов растений, пород домашних животных, штаммов микроорганизмов.
и его последователи в результате изучения мировых растительных ресурсов выделили семь центров происхождения важнейших культурных растений:
− южно-азиатский — родина риса, сахарного тростника, банана, кокосовой пальмы, цитрусовых;
− восточно-азиатский — родина проса, гречихи, груши, яблони, сливы, ряда цитрусовых, корнеплодов;
− юго-западно-азиатский — родина мягкой и карликовой пшеницы, гороха, чечевицы, конских бобов, хлопчатника, винограда, тыквенных;
− средиземноморский — родина маслин, свеклы, капусты и др.;
− абиссинский — родина пшеницы, ячменя, кофейного дерева, сорго, арбуза;
− центральноамериканский — родина кукурузы, фасоли, тыквы, перца, какао, американского хлопчатника;
− южноамериканский (андийский) — родина картофеля, табака, ананаса, арахиса.
Подобные центры происхождения выявлены и для домашних животных.
Основными методами селекции считают гибридизацию, отбор и гетерозис.
Гибридизация — это скрещивание генетически разнородных организмов.
Если при скрещивании в качестве исходных форм используются братья и сестры или родители и их потомство, то такая гибридизация называется близкородственной (инбридинг).
Если же скрещиваются особи одной породы или разных пород (сортов), то гибридизация называется не родственной (аутбридинг).
Отбор заключается в сохранении человеком для разведения растений или животных с желаемым признаком Он бывает массовым и индивидуальным.
Массовый отбор направлен на выделение группы особей с одинаковым фенотипом, но дающих расщепление при размножении, в связи с чем его повторяют в ряду поколений. Массовый отбор трудно осуществить, если признак проявляется; только у представителей одного пола.
Индивидуальный отбор проводят для выделения форм с нужными признаками и для раздельного выращивания каждой особи. В данном случае желаемый результат достигается быстрее, чем при массовом отборе. Путем индивидуального отбора создают сорта (породы), представляющие одну или несколько чистых линий (у растений — потомство одной самоопыляемой особи; у животных — потомство одной пары, полученное за счет
инбридинга).
Гетерозис наблюдается при гибридизации неродственных форм некоторых видов или сортов в виде повышения у гибридов первого поколения жизнеспособности, роста и других качеств.
Потомство, полученное от одной самоопыляемой особи, называется чистой линией.
При скрещивании чистых линий между собой (межлинейная гибридизация) наблюдается в первом поколении эффект гетерозиса. Межлинейная гибридизация позволяет повысить на 20—30 % урожай семян кукурузы, сахарной свеклы, ряда овощных культур (лук, огурцы, помидоры, баклажаны, сорго).
Селекция животных. Селекцией домашних животных люди занимаются с глубокой древности. Для этой цели использовались дикие по интересующим признакам. Первоначально этот отбор носил стихийный характер, но затем его стали проводить методически. Так со временем были сформированы местные породы животных.
При помощи близкородственного скрещивания закрепляют рецессивные хозяйственно ценные признаки, поскольку при нем рецессивные мутации, находящиеся в скрытом гетерозиготном состоянии, переводятся в гомозиготное. Однако это часто приводит к снижению жизнеспособности, появлению уродств и т. д.
Неродственное скрещивание применяют для объединения в одном гибридном организме ценных признаков разных пород с целью создать новую породу. Так, чтобы повысить живую массу кур породы Леггорн, их скрещивают с породой Плимутрок, преимуществом которой является большая живая масса.
Путем межпородного скрещивания (1871—1935) создал высокопродуктивные породы (степная белая украинская порода свиней, асканийская тонкорунная порода овец).
Отдаленная гибридизация животных применялась в основном на раннем этапе их одомашнивания. В настоящее время к ней прибегают редко, поскольку среди отдельных получаемых таким образом гибридов часто один пол бывает стерильным.
Гетерозис в селекции животных широко используется для получения скороспелых свиней, повышения продуктивности крупного рогатого скота и для других хозяйственных целей. Так, при скрещивании самки лошади с самцом ослом получается высокогетерозиготный гибрид мул — выносливое и сильное животное. Закрепить гетерозис у животных невозможно, поэтому практикуют постоянное скрещивание гибридов попеременно с одной и с другой исходной формой.
Тема 8. Общий обзор организма человека. Концепции физиологии
человека
Структурной единицей организма человека как любого живого существа является клетка. В основе жизнедеятельности человеческого организма лежат такие важные функции клеток, как обмен веществ, рост, развитие, движение, раздражимость, размножение.
Клетки, сходные по строению, имеющие общее происхождение и выполняющие одинаковые функции, объединяются в ткани. По выполняемой функции ткани подразделяют на 4 группы: эпителиальные, соединительные, мышечные и нервные.
Эпителиальные ткани образуют наружные покровы тела и выстилают многие полости внутренних органов. В них клетки плотно прилегают друг к другу, поэтому межклеточного вещества очень мало. Часто клетки эпителиальной ткани располагаются многочисленными слоями, надежно защищая расположенные под ними органы.
Соединительные ткани образованы рыхло расположенными клетками, между которыми находится межклеточное вещество различного строения. Так, в костной ткани оно имеет вид пластинок, состоящих из аморфного вещества, образованного белком оссеином, и волокон из белка коллагена. Между волокнами располагаются кристаллы минеральных солей (преимущественно соли кальция). Они придают костной ткани особую прочность.
Клетки хрящевой ткани заключены в овальные капсулы и лежат среди плотного однородного межклеточного вещества, включающего коллагеновые волокна. Волокнистая соединительная ткань состоит из рыхло или плотно расположенных клеток и межклеточного вещества, которое образовано волокнами из белка эластина.
Клетки жировой ткани содержат запасы жира. Особым видом соединительной ткани является кровь, межклеточным веществом которой служит плазма, а клеточными компонентами – эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.
Мышечные ткани составляют основную массу мышц и обеспечивают их сократительную функцию. Различают поперечно-полосатые скелетные, поперечно-полосатые сердечные и гладкие мышцы. Поперечно-полосатые скелетные мышцы представляют собой скелетную мускулатуру. Гладкие мышцы являются мускулатурой внутренних органов (стенки сосудов, кишечника, бронхов, мочевого пузыря, мочеточников и т. д.). Они представлены веретенообразными клетками, в цитоплазме которых имеются палочковидное ядро и миофибрилы, состоящие из нитей сократительных белков – актина и миозина. Гладкие мышцы сокращаются произвольно, однако скорость и сила их сокращения меньше, чем у скелетных мышц.
Нервная ткань образована особыми клеткам – нейронами и расположенными между ними клетками соединительной ткани (нейроглия), выполняющими питательную, опорную и защитную функцию. Нейрон состоит из тела и цитоплазматических отростков. В цитоплазме тела нейрона находится ядро с ядрышком. Отростки бывают двух видов: дендриты (короткие, древовидно ветвящиеся, обеспечивающие восприятие раздражения и передачу возбуждения в тело нейрона) и аксоны (длинные, мало ветвящиеся, проводящие возбуждение от тела нейрона). Тела нейронов расположены главным образом в спинном и головном мозге, т. е. в центральной нервной системе, и образуют серое вещество. Длинные отростки нейронов остаются в центральной нервной системе и образуют белое вещество. Аксоны, покрытые особыми оболочками, образуют нервные волокна. Одни из них с помощью периферических окончаний — рецепторов — воспринимают раздражение и называются чувствительными (центростремительными) волокнами; другие при помощи окончаний передают возбуждение на рабочие органы и называются двигательными (центробежными) волокнами. Места, где происходит передача нервного импульса с одного нейрона на другой или на соответствующий орган, называются синапсами.
Нервные волокна, выходящие за пределы спинного и головного мозга, при помощи соединительной ткани собираются в пучки — нервы, дающие многочисленные ответвления ко всем органам.
Основные свойства нервной ткани: возбудимость (способность воспринимать раздражения) и проводимость (способность проводить возбуждение).
Все ткани тесно взаимосвязаны и образуют органы — обособленные части организма, имеющие определенное строение и функции.
Каждый орган состоит из нескольких видов тканей, одна из которых преобладает. Например, печень образована в основном эпителиальной тканью, хотя в ней имеются соединительная, мышечная и нервная ткани. Органы, обеспечивающие выполнение определенных функций, объединяются в системы органов. Так, пищеварительная система образована ротовой полостью с языком и зубами, глоткой, пищеводом, желудком, кишечником, а также пищеварительными железами (слюнными, поджелудочной и др.).
Кроме пищеварительной, в организме человека имеются опорно-двигательная, дыхательная, кровеносная, нервная, выделительная, половая системы.
Опорно-двигательный аппарат объединяет скелет и поперечно-полосатые скелетные мышцы и представляет одну из важнейших систем человеческого организма. Он выполняет опорную и защитную функции и играет решающую роль в движении.
Специализированные органы для газообмена между организмом и внешней средой образуют систему органов дыхания, которая у человека представлена легкими, расположенными в грудной полости, и воздухоносными путями: носовой полостью, носоглоткой, гортанью, трахеей, бронхами.
Система органов кровообращения включает сердце и кровеносные сосуды (артерии, капилляры, вены), пронизывающие все органы тела человека; обеспечивает обмен веществ между организмом и внешней средой.
Функцию удаления продуктов распада выполняют почки, а также легкие, кишечник, потовые железы, составляющие систему выделения организма.
Через легкие из организма удаляются углекислый газ, вода, некоторые летучие вещества (алкоголь и др.). Кишечник выделяет не усвоенные остатки принятой пищи, соли кальция, желчные пигменты, частично воду и некоторые другие вещества. Потовые железы удаляют 5-10% всех конечных продуктов обмена (вода, соль, некоторые аминокислоты, мочевина, мочевая
кислота и др.).
Человеку, как и всем живым организмам, присуща способность самовоспроизведения, т. е. сохранения и продолжения своего вида, что обеспечивается функционированием половой системы – мужской и женской. Мужская половая система представлена двумя семенниками, придаточными половыми железами, семенными пузырьками, предстательной железой, семявыносящими протоками и половым членом. Женская половая система образована двумя яичниками, маточными трубами, маткой и влагалищем, которые располагаются в полости таза.
Следует отметить, что целостность организма обеспечивается двумя механизмами регуляции — нервным и гуморальным.
Нервная регуляция осуществляется центральной и периферической нервной системой.
Гуморальная регуляция обеспечивается кровью, тканевой жидкостью и лимфой, в которой содержатся различные биологически активные вещества — гормоны и витамины. Биологически активные вещества (гормоны) вырабатываются железами внутренней секреции и поступают в кровь, с помощью которой и доставляются к органам-мишеням.
Совокупность желез внутренней секреции (гипофиз, эпифиз, щитовидная железа, вилочковая железа, надпочечники) составляют эндокринную систему человека.
Поджелудочная железа и половые являются железами смешанной секреции. Выделяя в кровь гормоны, они также участвуют в гуморальной регуляции деятельности органов.
Высшая нервная деятельность. Термин «высшая нервная деятельность» введен в науку , считавшим его равнозначным понятию «психическая деятельность». По , в основе высшей нервной деятельности лежат безусловные и условные рефлексы.
учитывал, что все явления высшей нервной деятельности нельзя объяснить образованием условных рефлексов. Животным с развитой нервной системой свойственно улавливание связей между предметами и явлениями окружающей среды и использование установленных закономерностей в новых условиях. Такая способность животных была названа рассудочной деятельностью.
Высшего развития рассудочная деятельность достигает у человека и проявляется в виде мышления. С мышлением связана речь. Словом человек обозначает все, что воспринимает с помощью органов чувств. Словом он обобщает предметы и явления, имеющие общие признаки (словом «дерево» обобщает такие предметы, как «береза», «сосна», липа». Слова «береза», «липа», «сосна» тоже являются обобщающими).
Человек мыслит понятиями. Устная и письменная речь является аппаратом абстрактного
(отвлеченного от конкретных единичных предметов и явлений) мышления. С помощью устной и письменной речи человек передает свой накопленный жизненный опыт, знакомится с опытом других и не только ныне живущих людей, но и людей многих живших поколений.
Речь, ее функции связаны с корой головного мозга: формирование и развитие устной речи связаны с лобной долей левого полушария, письменной — с височными и теменными долями. Нарушение функций соответствующих долей коры головного мозга (вследствие заболевания, ранения) ведет к потере рассудка, мышления. Кора головного мозга — материальная основа мышления.
Тема 9. Здоровье
Современное естествознание рассматривает человека как целостный природный и социокультурный феномен. Здоровье человека во многом связано с эволюционно-экологическими основаниями его психофизической деятельности. Исследования показали, что в современной популяции людей формируются и новые варианты гено - и фенотипов человека, которые наиболее адекватно отвечают современным психо-физиологическим, социальным потребностям жизни, что обусловлено изменениями ритма жизни, урбанизацией, современными биосферно-ноосферно экологическими изменениями.
Важнейшие функции популяционного здоровья:
− Функция 1 — конкретный живой труд, или совокупность психофизических затрат в ходе производственной деятельности, которые совершаются работающими индивидами внутри данной популяции.
− Функция 2 — социально-биологическое воспроизводство последующих поколений, с которыми связано существование института семьи.
− Функция 3 — воспитание и обучение последующих поколений, усвоение ими совокупности умений, навыков и знаний, необходимых для успешной социально-производственной, творческой деятельности, для полноценного воспроизводства следующих поколений людей.
В 1947 г. Всемирная Организация Здравоохранения, основанная по инициативе ООН, предложила краткую формулировку термина «здоровье».
Здоровье — это состояние полного физического, умственного и социального благосостояния.
Правильный образ жизни назвал ортобиозом («орто» – прямой, правильный, «био» – связанный с жизнью) и предложил восемь важных условий его:
− Труд – являющийся важнейшим условием физиологического благополучия. Органы-тунеядцы быстро чахнут.
− Нормальный сон – сон в ночное время суток продолжительностью 8-10 часов (режим сна) при отсутствии раздражителей.
− «Служба доброго настроения», или положительные эмоции, – их обеспечивают доброжелательное отношение к другим людям, юмор, оптимизм.
− Рациональное питание – рациональным оно должно быть по качеству, по количеству и по режиму.
− Избегать алкоголя и никотина.
Соблюдение режима – выполнение определенной деятельности организма в определенное время, что приводит к образованию в мозгу условных рефлексов на время.
Закаливание организма – под закаливанием понимают процесс приспособления организма к неблагоприятным внешним воздействиям, главным образом к холодовому фактору, причем приспособление это достигается путем использования естественных сил природы – солнечных лучей, воздуха, воды.
Физические упражнения – достаточный объем двигательной активности.
Работоспособность. С физиологической точки зрения, работоспособность определяет возможности организма при выполнении работы к поддержанию структуры и энергозапасов на заданном уровне. В соответствии с двумя основными типами работ выделяют физическую и умственную работоспособность. Работоспособность обусловлена возрастным состоянием человека. Установлено, что в 18-20 лет у человека наблюдается самая высокая интенсивность интеллектуальных и логических процессов. К 30 годам она снижается на 4%, к 40 – на 13%, к 50 – на 20, а в возрасте 60 лет – на 25%.
Одно из наиболее емких определений состояния утомления дали советские ученые и :
«Утомление – возникающее вследствие работы временное ухудшение функционального состояния организма человека, выражающееся в снижении работоспособности, в неспецифических изменениях физиологических функций и в ряде субъективных ощущений, объединяемых чувством усталости».
Различают физиологическое и психическое утомление. Первое из них выражает, прежде всего, воздействие на нервную систему продуктов разложения, освобождающихся в результате двигательно-мускульной деятельности, а второе – состояние перегруженности самой центральной нервной системы. Как показывают исследования, явления утомления в утренней смене интенсивнее всего наблюдаются на четвертом – пятом часу работы.
ЛАБОРАТОРНо-практические ЗАНЯТИЯ ПО БИОЛОГИИ
Лабораторная работа №1
Тема: Уровни организации живой природы
Оборудование:
− микроскоп, микропрепараты: «Растительная клетка», «Животная клетка»;
− таблицы: «Генетический код», «ДНК», «Строение растительной клетки», «Строение животной клетки».
− учебники: , , Колесников с основами экологии: Учебник для вузов. – М., 2007. – 515 с.; Пехов с основами экологии: Учебник для вузов. – СПб.: Лань, 2007. – 688 с.; , , Добротина с основами экологии: Учебник для студентов естественнонаучных, технических и гуманитарных направлений и специальностей ВУЗов. – М.: Высшая школа, 2009. – 655 с.
Выполнение работы:
1. Ознакомиться с уровнями организации живой природы: молекулярно-генетическим, клеточным, организменным, популяционно-видовым, биоценотическим, биогеоценотическим (экосистемным), биосферным, используя материал лекций и учебников.
2. Зарисовать макромолекулы ДНК и РНК, отметив особенности их строения; заполнить таблицу 1.
Таблица 1. Особенности строения и состава нуклеиновых кислот.
Название
нуклеиновой
кислоты
Количество
полинуклеотидных
цепей
Состав нуклеотидов
Азотистые
основания
Углевод
Фосфат
3. Рассмотреть под микроскопом растительную и животные клетки; зарисовать; заполнить таблицу №2.
Таблица 2. Морфофункциональные особенности структурных компонентов клетки
Название
структурных
компонентов
клетки
Данные
электронной
микроскопии
(рисунок)
Функции
Наличие
в
растительной
клетке
в
животной
клетке
Лабораторная работа №2
Тема: Биоразнообразие. Основы систематики
Оборудование:
− таблицы: «Вирусы и бактериофаги», «Схема строения клетки (бактериальной, сине-зеленой водоросли)», «Строение растительной и животной клетки», «Шляпочные грибы«», «Плесневые грибы, дрожжи».
− учебники: , , Колесников с основами экологии: Учебник для вузов. – М., 2007. – 515 с.; Пехов с основами экологии: Учебник для вузов. – СПб.: Лань, 2007. – 688 с.; , , Добротина с основами экологии: Учебник для студентов естественнонаучных, технических и гуманитарных направлений и специальностей ВУЗов. – М.: Высшая школа, 2009. – 655 с.
Выполнение работы:
1. Изучить по материалу лекций и учебника биоразнообразие, используя основные положения современной систематики. Заполнить таблицу. Сделать вывод об особенностях их организации.
Доклеточные формы жизни
Клеточные формы жизни
Прокариоты
Эукариоты
Группа организмов
Особенности
строения (рисунок)
Лабораторная работа №3
Тема: Размножение и индивидуальное развитие организмов.
Жизненный цикл клетки
Оборудование:
− таблицы: «Митоз», «Мейоз», «Эмбриональное развитие хордовых
на примере ланцетника».
− учебники: , , Колесников с основами экологии: Учебник для вузов. – М., 2007. – 515 с.; Пехов с основами экологии: Учебник для вузов. – СПб.: Лань, 2007. – 688 с.; , , Добротина с основами экологии: Учебник для студентов естественнонаучных, технических и гуманитарных направлений и специальностей ВУЗов. – М.: Высшая школа, 2009. – 655 с.
Выполнение работы:
1. Используя материал лекций изучить способы размножения организмов (бесполое, вегетативное, половое), отметить их особенности.
2. Изучить способы деления клеток: митоз, амитоз, мейоз. Зарисовать в таблицу схемы митоза, мейоза. Отметить отличия.
Фазы
Схема митоза (рисунки)
Схема мейоза (рисунки)
Профаза
I деление (редукционное)
Метафаза
Анафаза
Телофаза
Профаза
II деление (эквационное)
Метафаза
Анафаза
Телофаза
3. Ответить на вопросы:
1. Какие существуют типы деления клеток?
2. Чем отличается амитоз от других типов деления клеток и для каких организмов он характерен?
3. Что такое митоз? В чем его биологический смысл?
4. Какие процессы происходят в ядре в интерфазе?
5. Почему к началу митоза хромосомы состоят из двух хроматид?
6. Какие изменения происходят в профазе митоза в ядре?
7. К какому участку хромосомы присоединяется нить веретена деления?
8. Что характерно для метафазы митоза?
9. Какие хромосомы расходятся к полюсам клетки в анафазе?
10. Почему телофазу называют «профазой наоборот»?
11. Сколько клеток образуется в результате митоза и с каким набором хромосом?
12. Для каких клеток характерен мейоз?
13. Какие хромосомы называют гомологичными?
14. Сколько клеток получается в результате мейоза I и с каким набором хромосом в каждой?
15. Происходит ли синтез ДНК и удвоение хроматид после мейоза I?
16. Что характерно для профазы I?
17. Что такое конъюгация хромосом, когда она происходит и
каково её значение?
18. Сколько хроматид участвуют в перекресте?
19. Какие хромосомы расходятся к полюсам в анафазе II?
20. Сколько клеток получается в результате мейоза?
21. Каким становится набор хромосом в каждой клетке, образовавшейся при мейозе, и сколько хроматид в каждой хромосоме?
22. Какова сущность мейоза I и мейоза II?
23. В чем отличие митоза от мейоза?
4. Изучить и зарисовать этапы онтогенеза лацентника.
5. Выполнить контрольную работу.
Контрольная работа
1. Какой набор хромосом характерен для зиготы (n, 2n, 3n)?
2. Какой набор хромосом свойственен бластомерам (n, 2n, 3n)?
3. Какой вид деления клеток происходит при дроблении (митоз, мейоз, амитоз)?
4. На какой фазе развития зародыша начинается митоз с последующим ростом клеток (зигота, бластула, гаструла)?
5. Почему стадия двухслойного зародыша называется гаструлой (похожа на желудок, имеет кишечную полость, имеет желудок)?
6. С развитием какого зародышевого листка связано появление вторичной полости рта (эктодерма, мезодерма, энтодерма)?
7. С появлением, какого зародышевого листка начинается развитие тканей и систем органов (эктодерма, энтодерма, мезодерма)?
8. За счет какого зародышевого листка образуется хорда (эктодерма, мезодерма, энтодерма)?
9. За счет, какого зародышевого листка формируется спинной мозг (эктодерма, мезодерма, энтодерма)?
Лабораторная работа №4
Тема: Обмен веществ и энергии клетки
Оборудование:
− таблицы: «Фотосинтез», «Биосинтез белка», «Энергетический обмен углеводов».
− учебники: , , Колесников с основами экологии: Учебник для вузов. – М., 2007. – 515 с.; Пехов с основами экологии: Учебник для вузов. – СПб.: Лань, 2007. – 688 с.; , , Добротина с основами экологии: Учебник для студентов естественнонаучных, технических и гуманитарных направлений и специальностей ВУЗов. – М.: Высшая школа, 2009. – 655 с.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
