Сборник лабораторных работ. Лабораторные работы по общей биологии

Строение растительной и животной клетки

Цель: находить особенности строения клеток различных организмов, сравнивать их между собой

Ход работы:

1. Под микроскопом рассмотрите микропрепараты кожицы лука, дрожжевых грибов, клеток многоклеточных организмов

2. Сопоставить увиденное с изображениями объектов на таблицах. Зарисуйте клетки в тетрадях и обозначьте видимые в световой микроскоп органоиды.

3. Сравните между собой эти клетки. Ответьте на вопросы. В чем сходство и различие клеток? Какова

причина сходства и различия организмов?

Вывод : Растительная и животная клетки в основном похожи друг на друга, различны они только теми частями, которые отвечают за питание клетки.

Лабораторная работа №3

Каталитическая активность ферментов в живых тканях

Цель: Сформировать знания о роли ферментов в живых тканях, закрепить умение делать выводы по наблюдениям.

Ход работы:

1) Приготовить 5 пробирок и поместить:

В 1-ую немного песка,

во 2-ую пробирку сырой картофель,

в 3-ю варёный картофель,

в 4-ую пробирку сырое мясо,

в 5-ую варёное мясо.

В каждую пробирку капните несколько капель пероксида водорода. Пронаблюдайте, что будет происходить в каждой из пробирок. Результаты наблюдений занесите в таблицу.

2) Измельчите в ступе кусочек сырого картофеля с небольшим количеством песка. Перенесите измельченный картофель вместе с песком в пробирку и капните туда немного пероксида водорода. Сравните активность измельченной ткани. Результаты наблюдений занесите в таблицу.

Активность ткани при различной обработке.

3) Объясните полученные результаты.

Ответьте на вопросы:

1)В каких пробирках проявилась активность ферментов?

Активность проявилась во 2,4,6 пробирках, потому что в этих пробирках были сырые продукты, а в сырых продуктах содержится белок, в остальных пробирках были варёные продукты, а, как известно в неживых - варёных продуктах белок при варении разрушался, и реакции не проявил. Поэтому организмом лучше усваивается продукты, содержащие белок.

2)Как проявляется активность ферментов в живых тканях?

В живых тканях при взаимодействии с перекисью водорода из ткани выделялся кислород, белок расщеплялся до первичной структуры и превращался в пену.

3)Как влияет измельчение ткани на активность фермента?

При измельчении живой ткани активность происходит в два раза быстрее, чем у не измельченной, т. к. растёт площадь соприкосновения белка и Н2О2.

4)Различается ли активность фермента в живых тканях растений и животных?

В растительных клетках реакция происходит медленнее, чем в животных, т. к. в них меньше белка, а в животных белка больше и реакция в них протекает быстрее.

Вывод: Белок содержится только в живых продуктах, а в варёных продуктах белок разрушен, поэтому никакой реакции с варёными продуктами и песком не происходит. Если же ещё и размельчить продукты, то реакция будет проходить быстрее.

Лабораторная работа № 4

Тема: выявление и описание признаков и сходства зародышей человека и других позвоночных.

Цель: Выявление сходства зародышей представителей разных групп позвоночных как свидетельство их эволюционного родства.

Ход работы:

· Зарисовать все 3 стадии эмбрионального развития разных групп позвоночных.

· Составить таблицу, где указать все сходства и отличия зародышей на всех стадиях развитиях.

· Сделать вывод об эволюционном родстве зародышей, представителей разных группы позвоночных.

Вывод: выявили сходства и различия зародышей представителей разных групп как свидетельство их революционного родства. Высшие формы более совершенны.

Лабораторная работа № 5

Тема: решение генетических задач и построение родословной семьи

Цель: на контрольных примерах рассмотреть наследование признаков, условия и проявления

Ход работы:

· Составление родословной семьи, начинать с дедушки и бабушки, если есть данные, то с прадедов.

· В брак вступили светлокожая женщина и темнокожий мужчина. Сколько детей со светлой кожей будет в третьем поколении. Темная кожа доминирует над светлой.

АА – темная кожа – мужчина

аа – светлая кожа – женщина

F 1 Аа Аа Аа Аа 100% - темная кожа

F 2 АА Аа Аа аа 75% - темная кожа

25% - светлая кожа

АА х аа АА х Аа Аа х аа Аа х Аа

F 3 Аа Аа Аа Аа АА Аа АА Аа Аа Аа аа аа АА Аа Аа аа 81, 25% - темная кожа

18, 75% - светлая кожа

Ответ: 18, 75% - светлая кожа

Вывод: Признаки изменяются в соответствии с 1-м и 2-м законами Мендаля.

· У человека кучерявые волосы доминируют над прямыми. Карие глаза доминируют над голубыми. Веснушки тоже доминантный признак. Если в бак вступил мужчина с кучерявыми волосами, голубыми глазами и без веснушек. И женщина с прямыми волосами, карими глазами и с веснушками. Какие возможные сочетания могут быть у детей?

Сделать вывод о изменчивости признаков.

А- кучерявые волосы

а- прямые волосы

В- карие глаза

в- голубые глаза

С- веснушки

с- без веснушек

75%-кучерявые волосы

25% - прямые волосы

75% - карие глаза

25% - голубые глаза

75% - с веснушками

25% - без веснушек

Вывод: признаки изменяются в соответствии с 3-м законом Мендаля.

Лабораторная работа №6
Морфологические особенности растений разных видов.
Цель работы: Обеспечить усвоение учащимся понятия морфологического критерия вида, закрепить умение составлять отличительную характеристику растений.
Ход работы:
1.Рассмотрите растения двух видов, запишите названия, составьте морфологическую характеристику растений каждого вида. Опишите особенности их строения (особенности листьев, стеблей, корней, цветков, плодов).

2.Сравните растения двух видов, выведите черты сходства и различия. Сделать рисунки представительных растений.

Сеткреазия Сингониум

Лабораторная работа № 7

Тема: Построение вариационного ряда и вариационной кривой

Цель: Ознакомится с закономерностями модификационной изменчивости, методикой построения вариационного ряда

Ход работы:

Подсчитываем число вариант признака. Определяем по формуле среднюю величину признака. Средняя величина - М. Вариант – V. Частота встречаемости варианта – Р. Сумма – Е. Общее число вариационного ряда – n.

Строим вариационную прямую. Строим вариационный ряд изменчивости. Делаем вывод об изменчивости признака.

М длина ==1,4

М ширина = =0.6

Вывод: Среднее значение по длине 1,4. Среднее значение по ширине 0.6

Лабораторная работа № 8

Тема: Приспособленность организмов к среде обитания.

Цель: сформировать понятие приспособленности организмов к среде обитания, закрепить умение выявлять общие черты приспособленности организмов к среде обитания.

Ход работы:

1. Сделать рисунки данных вам 2-х организмов.

Агама кавказская Агама степная

2. Определить среду обитания организмов, предложенных вам исследования.

Агама кавказская: Горы, скалы, каменистые склоны, крупные каменные глыбы.

Агама степная: Песчаные, глинистые, каменистые пустыни, полупустыни. Часто селятся вблизи воды.

3. Выявите черты приспособленности этих организмов к среде обитания.

4. Выявите относительные характер приспособленности.

5. На основании знаний о движущихся силах эволюции, объясните механизм возникновения приспособлений

6. Построить таблицу.

Вывод: организмы приспосабливаются к конкретным условиям среды обитания. В этом можно убедиться на конкретном примере агам. Средства защиты организмов- маскировка, покровительственная окраска, мимикрия, поведенческие адаптации и другие типы адаптаций, позволяют организмам обезопасить себя и потомство.

Лабораторная работа № 9

Тема: Изменчивость организмов

Цель: сформировать понятие изменчивости организмов, продолжить работу по умению наблюдать натуральные объекты находить признаки изменчивости.

Ход работы:

· Сделайте рисунок данных вам организмов.

2. Сравните 2-3 организма одного вида, найдите признаки сходства в их строении. Объясните причины сходства особей одного вида.

Признаки сходства: форма листа, корневая система, длинный стебель, параллельное жилкование листьев. Сходство этих растений говорит о том, что у них одинаковые наследственные признаки.

3. Выявите у исследуемых организмов признаки различия. Ответьте на вопрос: какие свойства организмов обуславливают различия между особями одного и того же вида.

Признаки различия: ширина и длина листовой пластинки, длина стебля. Растения одного вида имеют различия, так как обладают индивидуальной изменчивостью.

4. Раскройте значение этих свойств организмов для эволюции. Какие, на ваш взгляд, различия обусловлены наследственной изменчивостью, какие – ненаследственной изменчивостью? Объясните, как могли возникнуть различия между особями одного вида?

Благодаря наследственности организмы передают свои признаки из поколения в поколение. Изменчивость делится на наследственную, которая дает материал для естественного отбора и не наследственную, которая возникает из-за изменений факторов окружающей среды и помогает растению приспособиться к этим условиям.
Различия, которые обусловлены наследственной изменчивостью: форма цветка, форма листа. Различия, которые обусловлены не наследственной изменчивостью: ширина и длина листа, высота стебля.
Различия между особями одного вида могли произойти из-за разных условий окружающей их среды, а также из-за разного ухода за растениями.

5. Дайте определение изменчивости.

Изменчивость – это универсальное свойство живых организмов приобретать новые признаки под действием среды (как внешней, так и внутренней).

Вывод: сформировали понятие изменчивости организмов, продолжили работу по умению наблюдать натуральные объекты находить признаки изменчивости.

Лабораторная работа №10

Цель: Научиться понимать гигиенические требования в аудитории

Выполнение работы:

· Налить в колбочку строго 10 мл приготовленного раствора.

· Шприцем набрать 20 мл наружного воздуха

· Через иглу вводим воздух в колбочку

· Отсоединяем шприц и быстро закрываем иглы пальцем

· Раствор взбивают до поглощения углекислого газа (происходит постепенное обесцвечивание раствора)

· Воздух вводят до тех пор (постепенно регулируя его количество), пока раствор полностью не обесцветится

· После обесцвечивания раствора его выливают из колбочки, промывают её дистиллированной водой и вновь заполняют 10 мл указанного раствора

· Опыт повторяют, но используют воздух аудитории

· Процентное содержание углекислого газа определяют по формуле:

А - общий объем атмосферного воздуха, пропущенный через колбочку.

В – объем воздуха аудитории, пропущенный через колбочку

0.03% - примерный уровень содержания углекислого газа в атмосфере (постоянный уровень)

· Рассчитайте, во сколько раз углекислого газа в аудитории больше, чем в воздухе на улице

· Сформулируете гигиенические правила на основе полученных результатов.

· Необходимо осуществлять длительное проветривание всех помещений. Кратковременное проветривание слабоэффективно и практически не уменьшает содержание углекислого газа в воздухе.

· Необходимо озеленять аудитории. Но поглощение комнатными растлениями избыточной углекислоты из воздуха происходит только на свету.

· У детей, обучающихся в классах с высокой концентрацией углекислого газа, часто наблюдается тяжелое дыхание, одышка, сухой кашель и ринит, эти дети имеют ослабленную носоглотку.

Рост концентрации углекислого газа в помещении приводит к возникновению приступов астмы у детей-астматиков.

Из-за повышения концентрации углекислого газа в школах и высших учебных заведениях увеличивается число пропусков уроков учащимися по болезни. Респираторные инфекции и астма являются основными заболеваниями в таких школах.

Повышение концентрации углекислого газа в классе негативно влияет на результаты учебы детей, снижает их работоспособность.

· Без проветривания помещений в воздухе повышается концентрация вредных примесей: метана, аммиака, альдегидов, кетонов, поступающих из лёгких при дыхании. Всего с выдыхаемым воздухом и с поверхности кожи в окружающую среду выделяется около 400 вредных веществ.

· Опасность отравления углекислым газом возникает при горении, брожении в винодельских подвалах, в колодцах; отравление углекислым газом проявляется сердцебиением, шумом в ушах, чувством давления на грудную клетку. Пострадавшего следует вынести на свежий воздух и немедленно начать проводить меры по оживлению

Учебная цель:

Знать механизмы наследственной изменчивости, уметь прогнозировать степень риска проявления наследственной патологии;

Обучающие: познакомить учащихся с формами наследственной изменчивости, их причинами и влиянием на организм. Развить у школьников умение классифицировать формы изменчивости, сравнивать их друг с другом; приводить примеры, иллюстрирующие проявление каждой из них; сформировать знания о видах мутаций;

Развивающие: продолжить развитие логического мышления, экспериментально-наблюдательских навыков, умения обобщать делать выводы, систематизировать материал, работать с учебником, микроскопом.

Воспитательные: продолжить воспитание коммуникативности, правильной взаимооценки, формирование грамотного отношения к окружающей среде.

Оснащение: таблицы; схемы; микропрепараты: по изменчивости хромосом, мутации у мушек дрозофил; микроскопы, цифровой микроскоп, компьютер, мультимедийный проектор.

I. Задание для самоподготовки дома

А. Необходимо повторить:

1. Структурные уровни организации наследственного материала.
2. Строение ДНК и РНК.

Б. Вопросы, подлежащие разбору:

1. Формы изменчивости: фенотипическая и генотипическая. Их значение в онтогенезе.
2. Медико-генетические аспекты брака.
3. Мутационная изменчивость. Классификация мутаций: генные; хромосомные; геномные; мутации в половых и соматических клетках.
4. Мутагенные факторы. Мутагенез и канцерогенез. Антимутагены.
5. Понятие о генных и хромосомных болезнях.

II. Вопросы для фронтальной беседы:

1. Назовите формы изменчивости, при которых изменяется генотип?
2. На какие группы делят мутации в зависимости от уровня изменений и локализации?
3. Перечислите виды хромосомных аберраций.
4. С чем связана геномная изменчивость?
5. Какие изменения генетического материала отмечаются при полиплоидии?
6. Каковы изменения в хромосомном наборе при моносомии?
7. Каковы изменения в хромосомном наборе при трисомии?
8. Каковы изменения в хромосомном наборе при нулесомии?
9. Каковы изменения в хромосомном наборе при тетрасомии?
10. С чем связаны генные мутации?
11. Чем отличаются соматические и генеративные мутации?
12. Что такое индуцированный мутагенез?
13. Как количество мутаций связано с возрастом человека?
14. Назовите физические, химические и биологические факторы мутагенеза.
15. Каковы основные источники мутагенного загрязнения среды?
16. Какие болезни называются наследственными?
17. В чем выражаются нарушения хромосомного набора при синдроме Шерешевского-Тернера?
18. В чем выражаются нарушения хромосомного набора при синдроме Клайнфельтера?
19. В чем выражаются нарушения хромосомного набора при болезни Дауна?
20. Приведите примеры генных болезней.
21. Каковы пути устранения опасности мутагенного загрязнения окружающей среды?

III. Тестовый контроль:

1.Какая изменчивость связана с изменение числа хромосом?

а). Генные мутации;
б). Комбинативная изменчивость;
в). Модификационная изменчивость;
г). Геномные мутации.

2.Какие изменения генетического характера отмечаются при полиплоидии?

а). Увеличение количества хромосомных наборов;
б). Увеличение количества хромосом в наборе;
в). Изменения строения отдельных хромосом;
г). Изменение структуры гена.

3.Назовите физические факторы мутагенеза:

а). Температура;
б). Барометрическое давление;
в). Ионизирующая радиация;
г). Ультрафиолетовое излучение;
д). Вибрация;
е). Ультра- и инфразвук.

4.В чем проявляется изменение хромосомного набора при гетероплоидии?

а). Изменение числа хромосомных наборов;
б). Изменение числа хромосом;
в). Нарушение строения хромосом;
г). Изменение структуры генов.

5.При каком виде изменчивости число хромосом уменьшается на одну, две или три хромосомы?

а). Гетероплоидия;
б). Полиплоидия;
в). Хромосомные аберрации;
г). Генные мутации.

6.При каком виде изменчивости изменяется структура ДНК?

а). Хромосомные перестройки;
б). Генные мутации;
в). Геномные мутации;
г). Полиплоидия.

7.Как называется явление, при котором открывается часть хромосомы и присоединяется к гомологической хромосоме?

а). Инверсия;
б). Транслокация;
в). Дупликация;
г). Делеция.

8.Какой вид изменчивости связан только с воздействием внешней среды?

а). Комбинативная;
б). Модификационная;
в). Генная;
г). Генотипическая.

9.Назовите факторы, под воздействием которых происходит биологический мутагенез?

10.Какие изменения в хромосомном наборе соответствуют синдрому (болезни) Дауна?

а). Моносомия по 10 паре;
б). Трисомия по 23 паре;
в). Трисомия по 21 паре;
г). Моносомия по 21 паре хромосом.

11.При какой хромосомной аберрации теряется часть хромосомы?

а). Инверсия;
б). Дупликация;
в). Транслокация;
г). Делеция.

Если оно наблюдается:

а). У членов одного поколения одной семьи;
б). В ряду поколений одной семьи;
в). В одном поколении разных семей;
г). В ряду поколений разных семей.

IV. Практическая часть работы – исследование мутаций .

1.Изучить нормальные формы мухи дрозофилы.

Рассмотрите на микропрепарате внешнее строение мухи дрозофилы и определите пол. Нормальные мухи имеют тело серого цвета, покрытое прямыми щетинками; глаза красного цвета, расположенные по бокам головы. Грудной отдел состоит из трех члеников, несет 3 пары конечностей и пару прозрачных крыльев. Крылья вытянутой формы, гладкие по краям, длина их превышает длину тела. На брюшке имеются полоски, тергиды четко видны. У самца хитиновые пластинки на конце брюшка сливаются и имеют сплошную темную окраску.

В лабораторной тетради сделать заголовок: Рисунок № 1 “Самка и самец мухи дрозофилы”. Зарисовать нормальные формы мушек дрозофил; на рисунке обозначить: самец, самка. Сравнить рисунки с фотографиями, полученными с электронного микроскопа.

2.На микропрепаратах изучить внешнее строение мух с различными видами мутаций: желтое тело, зачаточные крылья, изогнутые щетинки, отсутствие крыльев, вырезка на крыльях. Сравнить изображения с фотографиями, полученными с цифрового микроскопа. В тетради выполнить: Рисунок №2 “Мутации у мухи дрозофилы”. Зарисовать различные виды мутаций.

3.Изучить хромосомные мутации (аберрации) на политенных (гигантских) хромосомах слюнных желез мухи дрозофилы на стадии пахинемы процесса мейоза. Клетки слюнной железы имеют крупные размеры, хромосомы представляют собой толстую нить, по длине которой видны хромомеры (поперечная исчерченность в виде темных и светлых полос). Хромомеры обеих хромосом образуют единую линию. Деление может произойти на конце хромосомы или в середине ее. Бивалент, гомологичный утраченному, образует петлю. В тетради выполнить: Рисунок №3 “Хромосомные аберрации”. Зарисовать и обозначить: делеция, район деления хромосом с нехваткой, границы участка нормальной хромосомы, гомологичного утраченному фрагменту, хромомеры, инверсия, дупликация.

4.Решить ситуационные задачи, определив типы мутации и причины их возникновения. Оформите свои ответы в форме таблицы.

5.Заполнить таблицу: “Сравнительная характеристика форм изменчивости

6.Темы для рефератов и проектных работ:

а). Влияние радиации на живые организмы.
б). Мутагенные факторы антропогенного происхождения.
в). Индуцированный мутагенез.
г). Соматические и генеративные мутации.
д). Наследственные болезни.

Лабораторная работа № 1

«Описание особей вида по морфологическому критерию».

Цель: обеспечить усвоение учащимися понятия морфологического критерия вида, закрепить умение составлять описательную характеристику растений.

Оборудование: живые растения или гербарные материалы растений разных видов.

Ход работы

1. Рассмотрите растения двух видов, запишите их названия, составьте морфологическую характеристику растений каждого вида, т. е. опишите особенности их внешнего строения (особенности листьев, стеблей, корней, цветков, плодов).

2. Сравните растения двух видов, выявите черты сходства и различия. Чем объясняются сходства (различия) растений?

Лабораторная работа № 2

«Выявление изменчивости у особей одного вида»

Цель: сформировать понятие изменчивости организмов, продолжить выработку умений наблюдать натуральные объекты, находить признаки изменчивости.

Оборудование: раздаточный материал, иллюстрирующий изменчивость организмов (растения 5-6 видов по 2-3 экземпляра каждого вида, наборы семян, плодов, листьев и др.).

Ход работы

1. Сравните 2-3 растения одного вида (или их отдельные органы: листья, семена, плоды и др.), найдите признаки сходства в их строении. Объясните причины сходства особей одного вида.

2. Выявите у исследуемых растений признаки различия. Ответьте на вопрос: какие свойства организмов обусловливают различия между особями одного и того же вида?

3. Раскройте значение этих свойств организмов для эволюции. Какие, на ваш взгляд, различия обусловлены наследственной изменчивостью, какие - ненаследственной изменчивостью? Объясните, как могли возникнуть различия между особями одного вида.

Лабораторная работа № 3

«Выявление приспособлений у организмов к среде обитания»

Цель: научиться выявлять черты приспособленности организмов к среде обитания и устанавливать ее относительный характер.

Оборудование: гербарные образцы растений, комнатные растения, чучела или рисунки животных различных мест обитания.

Ход работы

1. Определите среду обитания растения или животного, предложенного вам для исследования. Выявите черты его приспособленности к среде обитания. Выявите относительный характер приспособленности. Полученные данные занесите в таблицу «Приспособленность организмов и её относительность».

Приспособленность организмов и её относительность

Таблица 1 *

Название

вида

Среда обитания

Черты приспособленности к среде обитания

В чём выражается относительность

приспособленности

2. Изучив все предложенные организмы и заполнив таблицу, на основании знаний о движущих силах эволюции объясните механизм возникновения приспособлений и запишите общий вывод.

Лабораторная работа № 4

«Выявление признаков сходства зародышей человека и других млекопитающих как доказательства их родства».

Цель: познакомиться с эмбриональными доказательствами эволюции органического мира.

Ход работы.

2. Выявить черты сходства зародышей человека и других позвоночных.

3. Ответить на вопрос: о чем свидетельствуют сходства зародышей?

Лабораторная работа № 5

«Анализ и оценка различных гипотез происхождения жизни»

Цель: знакомство с различными гипотезами происхождения жизни на Земле.

Ход работы.

Теории и гипотезы

Сущность теории или гипотезы

Доказательства

3. Ответить на вопрос: Какой теории придерживаетесь вы лично? Почему?

«Многообразие теорий возникновения жизни на Земле».

1. Креационизм.

Согласно этой теории жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом. Ее придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений. Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Хотя все христиане признают, что Библия - это завет Господа людям, по вопросу о длине «дня», упоминавшегося в Книге Бытия, существуют разногласия. Некоторые считают, что мир и все населяющие его организмы были созданы за 6 дней по 24 часа. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что в Книге Бытия изложено в понятной для людей форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим Творцом. Процесс божественного сотворения мира мыслится как имевший место лишь однажды и потому недоступный для наблюдения. Этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию божественного сотворения за рамки научного исследования. Наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, а потому она никогда не будет в состоянии ни доказать, ни опровергнуть эту концепцию.

2. Теория стационарного состояния.

Согласно этой теории, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень мало; виды тоже существовали всегда. Современные методы датирования дают все более высокие оценки возраста Земли, что позволяет сторонникам теории стационарного состояния полагать, что Земля и виды существовали всегда. У каждого вида есть две возможности - либо изменение численности, либо вымирание. Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб - латимерию. По палеонтологическим данным, кистеперые вымерли около 70 млн. лет назад. Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в районе Мадагаскара были найдены живые представители кистеперых. Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что, только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать вывод о вымирании, да и то он может оказаться неверным. Внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте объясняется увеличением численности его популяции или перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков.

3. Теория панспермии.

Эта теория не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему в какое-то другое место во Вселенной. Гипотеза была выдвинута Ю. Либихом и Г. Рихтером в середине XIX века. Согласно гипотезе панспермии жизнь существует вечно и переносится с планеты на планету метеоритами. Простейшие организмы или их споры («семена жизни»), попадая на новую планету и найдя здесь благоприятные условия, размножаются, давая начало эволюции от простейших форм к сложным. Возможно, что жизнь на Земле возникла из одной-единственной колонии микроорганизмов, заброшенных из космоса. Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения якобы о встречах с инопланетянами. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» - такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю. Сторонниками этой гипотезы были лауреаты Нобелевской премии Ф. Крик, Л. Оргел. Ф. Крик основывался на двух косвенных доказательствах:

универсальности генетического кода;

необходимости для нормального метаболизма всех живых существ молибдена, который встречается сейчас на планете крайне редко.

Но если жизнь возникла не на Земле, то как она возникла вне ее?

4. Физические гипотезы.

В основе физических гипотез лежит признание коренных отличий живого вещества от неживого. Рассмотрим гипотезу происхождения жизни, выдвинутую в 30-е годы XX века В. И. Вернадским. Взгляды на сущность жизни привели Вернадского к выводу, что она появилась на Земле в форме биосферы. Коренные, фундаментальные особенности живого вещества требуют для его возникновения не химических, а физических процессов. Это должна быть своеобразная катастрофа, потрясение самих основ мироздания. В соответствии с распространенными в 30-х годах XX века гипотезами образования Луны в результате отрыва от Земли вещества, заполнявшего ранее Тихоокеанскую впадину, Вернадский предположил, что этот процесс мог вызвать то спиральное, вихревое движение земного вещества, которое больше не повторилось. Вернадский происхождение жизни осмысливал в тех же масштабах и интервалах времени, что и возникновение самой Вселенной. При катастрофе условия внезапно меняются, и из протоматерии возникают живая и неживая материя.

5. Химические гипотезы.

Эта группа гипотез основывается на химической специфике жизни и связывает ее происхождение с историей Земли. Рассмотрим некоторые гипотезы этой группы.

У истоков истории химических гипотез стояли воззрения Э. Геккеля. Геккель считал, что сначала под действием химических и физических причин появились соединения углерода. Эти вещества представляли собой не растворы, а взвеси маленьких комочков. Первичные комочки были способны к накоплению разных веществ и росту, за которым следовало деление. Затем появилась безъядерная клетка - исходная форма для всех живых существ на Земле.

Определенным этапом в развитии химических гипотез абиогенеза стала концепция А. И. Опарина, выдвинутая им в 1922-1924 гг. XX века. Гипотеза Опарина представляет собой синтез дарвинизма с биохимией. По Опарину, наследственность стала следствием отбора. В гипотезе Опарина желаемое выдастся за действительное. Сначала нее особенности жизни сводятся к обмену веществ, а затем его моделирование объявляется решенном загадки возникновения жизни.

Гипотеза Дж. Бернала предполагает, что абиогенно возникшие небольшие молекулы нуклеиновых кислот из нескольких нуклеотидов могли сразу же соединяться с теми аминокислотами, которые они кодируют. В этой гипотезе первичная живая система видится как биохимическая жизнь без организмов, осуществляющая самовоспроизведение и обмен веществ. Организмы же, по Дж. Берналу, появляются вторично, в ходе обособления отдельных участков такой биохимической жизни с помощью мембран.

В качестве последней химической гипотезы возникновения жизни на нашей планете рассмотрим гипотезу Г. В. Войткевича, выдвинутую в 1988 году. Согласно этой гипотезе, возникновение органических веществ переносится в космическое пространство. В специфических условиях космоса идет синтез органических веществ (многочисленные органические вещества найдены в метеоритах - углеводы, углеводороды, азотистые основания, аминокислоты, жирные кислоты и др.). Не исключено, что в космических просторах могли образоваться нуклеотиды и даже молекулы ДНК. Однако, по мнению Войткевича, химическая эволюция на большинстве планет Солнечной системы оказалась замороженной и продолжилась лишь на Земле, найдя там подходящие условия. При охлаждении и конденсации газовой туманности на первичной Земле оказался весь набор органических соединений. В этих условиях живое вещество появилось и конденсировалось вокруг возникших абиогенно молекул ДНК. Итак, по гипотезе Войткевича первоначально появилась жизнь биохимическая, а в ходе ее эволюции появились отдельные организмы.

Лабораторная работа № 6

«Анализ и оценка различных гипотез происхождения человека»

Цель: познакомиться с различными гипотезами происхождения человека.

Ход работы.

2.Заполнить таблицу:

Ф. И.О. ученого или философа

Годы жизни

Представления о происхождении человека

Анаксимандр

Аристотель

К. Линней

И. Кант

А. Н.Радищев

А. Каверзнев

Ж. Б.Робине

Ж. Б.Ламарк.

Ч. Дарвин.

3. Ответить на вопрос: Какие взгляды на происхождение человека вам ближе всего? Почему?

Лабораторная работа № 7

«Составление схем передачи веществ и энергии (цепей питания)»

Цель:

Ход работы.

1.Назовите организмы, которые должны быть на пропущенном месте следующих пищевых цепей:

Из предложенного списка живых организмов составить трофическую сеть: трава, ягодный кустарник, муха, синица, лягушка, уж, заяц, волк, бактерии гниения, комар, кузнечик. Укажите количество энергии, которое переходит с одного уровня на другой. Зная правило перехода энергии с одного трофического уровня на другой (около10%), постройте пирамиду биомассы третьей пищевой цепи (задание 1). Биомасса растений составляет 40 тонн. Вывод: что отражают правила экологических пирамид?

Лабораторная работа № 8

«Исследование изменений в экосистемах на биологических моделях (аквариум)»

Цель: на примере искусственной экосистемы проследить изменения, происходящие под воздействием условий окружающей среды.

Ход работы.

Какие условия необходимо соблюдать при создании экосистемы аквариума. Опишите аквариум как экосистему, с указанием абиотических, биотических факторов среды, компонентов экосистемы (продуценты, консументы, редуценты). Составьте пищевые цепи в аквариуме. Какие изменения могут произойти в аквариуме, если: падают прямые солнечные лучи; в аквариуме обитает большое количество рыб.

5. Сделайте вывод о последствиях изменений в экосистемах.

Лабораторная работа № 9

«Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем своей местности»

Цель: выявит черты сходства и различия естественных и искусственных экосистем.

Ход работы.

2. Заполнить таблицу «Сравнение природных и искусственных экосистем»

Признаки сравнения

Способы регуляции

Видовое разнообразие

Плотность видовых популяций

Источники энергии и их использование

Продуктивность

Круговорот веществ и энергии

Способность выдерживать изменения среды

3. Сделать вывод о мерах, необходимых для создания устойчивых искусственных экосистем.

Лабораторная работа № 10

«Решение экологических задач»

Цель: создать условия для формирования умений решать простейшие экологические задачи.

Ход работы.

Решение задач.

Задача №1.

Зная правило десяти процентов, рассчитайте, сколько нужно травы, чтобы вырос один орел весом 5 кг (пищевая цепь: трава – заяц – орел). Условно принимайте, что на каждом трофическом уровне всегда поедаются только представители предыдущего уровня.

Задача №2.

На территории площадью 100 км2 ежегодно производили частичную рубку леса. На момент организации на этой территории заповедника было отмечено 50 лосей. Через 5 лет численность лосей увеличилась до 650 голов. Еще через 10 лет количество лосей уменьшилось до 90 голов и стабилизировалось в последующие годы на уровне 80-110 голов.

Определите численность и плотность поголовья лосей:

а) на момент создания заповедника;

б) через 5 лет после создания заповедника;

в) через 15 лет после создания заповедника.

Задача №3

Общее содержание углекислого газа в атмосфере Земли составляет 1100 млрд т. Установлено, что за один год растительность ассимилирует почти 1 млрд т углерода. Примерно столько же его выделяется в атмосферу. Определите, за сколько лет весь углерод атмосферы пройдет через организмы (атомный вес углерода –12, кислорода – 16).

Решение:

Подсчитаем, сколько тонн углерода содержится в атмосфере Земли. Составляем пропорцию: (молярная масса оксида углерода М СО2) = 12 т + 16*2т = 44 т)

В 44 тоннах углекислого газа содержится 12 тонн углерода

В 1 100 000 000 000 тонн углекислого газа – Х тонн углерода.

44/1 100 000 000 000 = 12/Х;

Х = 1 100 000 000 000*12/44;

Х = 300 000 000 000 тонн

В современной атмосфере Земли находится 300 000 000 000 тонн углерода.

Теперь необходимо выяснить, за какое время количество углерода "пройдет" через живые растения. Для этого необходимо полученный результат разделить на годовое потребление углерода растениями Земли.

Х = 300 000 000 000 т/1 000 000 000т в год

Х = 300 лет.

Таким образом, весь углерод атмосферы за 300 лет будет полностью ассимилирован растениями, побывает их составной частью и вновь попадет в атмосферу Земли.

Лабораторная работа № 11

«Выявление антропогенных изменений в экосистемах своей местности»

Цель: выявить антропогенные изменения в экосистемах местности и оценить их последствия.

Ход работы.

Рассмотреть карты-схемы территории п. Епифань в разные годы. Выявить антропогенные изменения в экосистемах местности. Оценить последствия хозяйственной деятельности человека.

Лабораторная работа № 12

«Анализ и оценка последствий собственной деятельности в окружающей среде,

глобальных экологических проблем и путей их решения»

Цель: познакомить учащихся с последствиями хозяйственной деятельности человека в окружающей среде.

Ход работы.

Экологические проблемы

Причины

Пути решения экологических проблем

3. Ответить на вопрос: Какие экологические проблемы, по вашему мнению наиболее серьезные и требуют немедленного решения? Почему?

Выявление ароморфозов и идиоадаптаций у растений и животных
 Образовательные: сформировать умение выявлять ароморфозы и идиоадаптации у растений и
животных, объяснять их значение;
Цели:
 Развивающие: продолжить развитие умений логически мыслить, обобщать, делать выводы,
проводить аналогии; содействовать развитию самостоятельности, способствовать
интенсификации учебного процесса, повышать мотивацию учения, пробуждать их творческие
способности.
 Воспитательные: способствовать в ходе урока экологическому воспитанию учаащихся

1. Дайте сравнительную характеристику биологического прогресса и биологического регресса.
Заполните таблицу:
Биологический
прогресс
Биологический
регресс
Признаки (свойства)
Изменение интенсивности
размножения
Изменение численности
группы
Изменение размера ареала
Изменение интенсивности
конкуренции с родственными
организмами
Изменение интенсивности
давления отбора
Изменение числа подчиненных
систематических групп
2. Подчеркните основные свойства ароморфозов.
А) Ароморфозы (повышают, понижают) структурно­функциональную организацию организмов.
Б)Ароморфозы (являются, не являются) приспособлениями к конкретным условиям среды.
В) Ароморфозы (позволяют, не позволяют) полнее использовать условия внешней среды.
Г) Ароморфозы (повышают, понижают) интенсивность жизнедеятельности организмов.
Д) Ароморфозы (уменьшают, увеличивают) зависимость организмов от условий существования.
Е) Ароморфозы (сохраняются, не сохраняются) в ходе дальнейшей эволюции.
Ж) Ароморфозы приводят к возникновению новых (мелких, крупных) систематических групп.
3. В Архейскую эру произошли крупные ароморфозы в органическом мире, какое они имели
биологическое значение для эволюции? Заполните таблицу»
Ароморфоз
Значение
1) Возникновение:
2) Клеточного ядра
3) Фотосинтеза
4) Полового процесса
5) Многоклеточного организма

4. Эволюция шла по пути постепенного повышения уровня их организма. Выпишите в таблицу
название таксонов растений, которые появились в результате ароморфоза. Раскройте
значение каждого ароморфоза
Ароморфоз
Таксон
Значение
1. Появление покровной,
механической и проводящей
тканей
2. Появление стебля и листьев
3. Появление корня и листа
4. Возникновение семян
5. Возникновение цветка и
плода
5. Впишите в таблицу название таксонов (типов, классов), раскройте значение ароморфозов
Ароморфоз
Таксоны
Значение
1. Появление костяной
челюсти
2. Появление хорды
3. Возникновение лёгочного
дыхания
4. Появление пятипалой
конечности
5. Появление в яйце
защитной оболочки
6. Появление роговых
покровов
7. Внутреннее
оплодотворение
8. Возникновение
четырехкамерного
сердца, теплокровность
9. Появление перьев
10. Появление волосяного
покрова, выкармливание
детёнышей молоком
6. Впишите ароморфозы, обуславливающие появление групп животных в таблицу:
А – возникновение хорды
В – появление двухсторонней симметрии
Г – возникновение расчленённых конечностей
Д – появление трахеи
Е – появление хитинового покрова
Ж – расчленение тела на сегменты
Организмы
1.Плоские черви
2.Кольчатые черви
Ароморфоз

3. Насекомые
4. Хордовые
7. Рассмотрите картинки насекомых. Определите идиоадаптации каждого насекомого к
среде обитания и заполните таблицу:
Отряд и представитель Отделы и форма
тела, крылья
Тип ротового
аппарат
Окраска
Конечности
Отряд Чешуекрылые
(капустная белянка)
Отряд Двукрылые
(комар пискун)
Отряд Жесткокрылые
(божья коровка)
Отряд
Перепончатокрылые
(пчела медоносная)
Раскройте эволюционное значение этих идиоадаптаций.
8. Рассмотрите картинки плодов и семян растений. Определите идиоадаптации каждого
растения к распространению семян.
Название растения
Черты приспособленности
Значение
Приложение
К заданию 7

Инструктивная карточка к лабораторной работе
«Выявление приспособлений у растений и животных к среде обитания».

Цель: - выявить на конкретных примерах приспособления к среде обитания у растений и животных;
- доказать, что приспособления имеют относительный характер.

Задание:

Определите среду обитания растения и животного, предложенного вам для исследования.

Выявите черты приспособленности к среде обитания.

Выявить относительный характер приспособленности (подумайте, всегда ли обеспечивают выживаемость организма отмеченные вами приспособления).

На основании знаний о движущих силах эволюции объясните механизм возникновения приспособлений (сделайте запись после таблицы).

Заполнить таблицу по результатам работы. Выбрать для описания 2-3 вида животных и найти у них черты приспособления к данной среде обитания. (Можно взять для описания виды предложенные в приложении, можно выбрать свои виды растений и животных)

«Приспособления у живых организмов к среде обитания. Относительный характер приспособлений»

По результатам проделанной работы сформулируйте вывод.

Обрати внимание на цель работы.

Ответь на вопросы:
- Что такое приспособленность?

В чем выражается относительность приспособленности?

Приложение №1. Медведка.

Медведка - насекомое, относящееся к семейству сверчковых. Тело толстое, 5-6 см длиною, сверху серовато-бурое, снизу темно-желтое, густо покрыто очень короткими волосками, так, что кажется бархатистым. Передние ноги укороченные, толстые, предназначены для копания земли. Надкрылья укороченные, с помощью них самцы могут стрекотать (петь); крылья большие, очень тонкие, в покое веерообразно сложены. Медведка распространена по всей Европе за исключением крайнего Севера; В естественных условиях медведка селится на увлажненных, рыхлых, богатых органикой почвах. Особенно любит унавоженную землю. Часто встречается на огородах и в садах, где приносит большой вред, повреждая корневую систему многих культурных растений. Роют многочисленные, довольно поверхностные ходы. Днем медведки держатся под землей, а вечером с наступлением темноты выходят на поверхность земли, причем иногда летят на свет. Особенно нравится медведкам селиться на высоких и теплых компостных грядах, где они зимуют и где весной делают в земле свои гнезда и откладывает яйца. А чтобы обеспечить тепло для своего потомства, они уничтожают растения, затеняющие почву от солнечных лучей вблизи их гнезд. Они подгрызают корни и стебли растений, опустошают грядку так, что приходится дополнительно подсеивать семена или подсаживать рассаду.

При заполнении таблицы обратите внимание на окраску и строение передних конечностей (см. фото)

Приложение №2. Кактус

Известно, что дикие кактусы более предпочтительные к засушливым полупустынным регионам, а также к пустыням Африки, Азии, Южной и Северной Америки. К тому же встретить их можно на побережье Средиземного моря и в Крыму.

Кактусы живут в следующих природных условиях:

1. При резких колебаниях дневных и ночных температур. Не секрет, что в пустынях днем бывает очень жарко, а ночью слишком прохладно, бывают резкие перепады температуры до 50 градусов.

2. Небольшой уровень влажности. В регионах, где обитают кактусы, выпадает до 300 мм осадков в год. Однако, есть некоторые виды кактусов, которые живут в тропических лесах, где уровень влажности высокий, около 3500 мм в год.

3. Рыхлые почвы . Также кактусы можно встретить на рыхлых почвах, которые содержат большое количество песка. Причем такие почвы обычно имеют кислую реакцию.

Из-за малого количество осадков, семейство кактусов обладает очень мясистым стеблем, а также толстым эпидермисом. В нем запасается вся влага на время засухи. Кроме того, кактусы имеют колючки, восковый налет на стебле, ребристость стебля, все это предотвращает испарение влаги кактуса. Помимо этого, у большинства видов кактуса очень развит корень, он уходит глубоко в почву, или просто распространяется на поверхности земли для сбора влаги.