Головне управління освіти і науки Івано-Франківської

обласної державної адміністрації

Прикарпатський лісогосподарський коледж

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ

ЛАБОРАТОРНИХ ТА ПРАКТИЧНИХ РОБІТ

З БІОЛОГІЇ

для студентів І курсу

усіх спеціальностей

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 живих організмах — 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.

Короткі теоретичні відомості

Усі живі організми можна розділити на дві групи залежно від особливостей будови клітин, з яких вони складаються: прокаріоти та еукаріоти.

Прокаріотам властиві інтенсивніший обмін речовин (це обумов­люють невеликі, порівняно з еукаріотами, лінійні розміри — від 0,1 до 3О мкм), швидке розмноження, що пов'язане з особливостя­ми організації спадкових структур, а також із надзвичайною здат­ністю протистояти агресивному впливу довкілля, чому сприяє по­верхневий апарат.

Еукаріотичні клітини різноманітніші, більш спеціалізовані, мають складну будову. Щоб у цьому переконатися, порівняйте бу­дову клітин прокаріотів та еукаріотів.

Прокаріоти не мають чітко оформленого ядра з ядерною оболонкою й типового хромосомного апарата. У них немає звичайних клітинних органел: мітохондрій, пластид, ендо­плазматичної сітки, комплексу Гольджі, лізосом, вакуолей, клітин­ного центру. Під електронним мікроскопом можна виявити лише ти­пову плазматичну мембрану, цитоплазму та дрібні рибосоми.

Клітини еукаріотів мають оформлене ядро, складну систему взаємопов'язаних органоїдів.

Зовні клітина вкрита мембраною. Це щільна плівка із ліпідів і білків. Одна з основних властивостей біологічної мембрани – це її вибіркова проникність – одні речовини проходять через неї важко, інші легко і навіть у бік більшої концентрації. У клітин поглинання речовин відбувається шляхом фагоцитозу і піноцитозу. За допомогою зовнішніх мембран здійснюються різні типи міжклітинних контактів, тобто зв`язок між окремими клітинами. Внутрішній вміст клітини (протоплазма) ділиться на цитоплазму і ядро. Цитоплазма – це основна за об`ємом частина клітини. За фізичними властивостями це напіврідка маса колоїдної структури, в якій знаходяться органоїди клітини мембранної (ендоплазматична сітка, мітохондрії, пластиди, комплекс Гольджі, лізосоми) і не мембранної ( рибосоми, центріолі клітинного центру) будови.

Під електронним мікроскопом було встановлено, що в цитоплазмі всіх клітин тваринного і рослинного походження є складні системи мембран, які часто розташовуються паралельно одна до одної. Ці системи мембран отримали назву ендоплазматичні сітки. Мембрани обмежують дуже розгалужену взаємозв’язану систему канальців, щілин і міхурців, яка з`єднує різі ділянки клітини. Ендоплазматичні мембрани бувають двох типів: гладенькі (агранулярні) і шершаві Сітки останніх несуть на собі багато рибосом, функція яких – синтез білку.

Хід роботи

Дослід 1. Ознайомлення з будовою світлового мікроскопа та правилами роботи з ним.

Хід досліду:

Огляньте основні частини мікроскопа: механічну, оптичну та освітлювальну. До механічної частини мікроскопа відносяться: штатив, предметний столик, тубус, револьвер, макро– і мікрометричні гвинти.

На штативі прикріплений предметний столик. На столик поміщають предмет (звідси і назва “предметний”). На столику є два зажими або клеми, які фіксують препарат. Через отвір в середині столика проходить потік світлових променів, які дозволяють розглядати об’єкт. На боковій стороні штативу розміщується макрометричний гвинт, за допомогою якого можна піднімати та опускати тубус для орієнтовної наводки на фокус.

Оптична частина мікроскопу представлена окулярами і об’єктивами. Окуляр (від лат. оculus – “око”) розміщується у верхній частині тубуса. Окуляри –– це системи лінз, які заключені в металічну гільзу циліндричної форми. Револьвер (від лат. revolvo – “обертаю”) має три гнізда для об’єктивів. Як і окуляр, об’єктив являє собою систему лінз, заключену в металічну оправу. Об’єктив вкручується в гніздо револьвера.

Пам’ятайте, мікроскоп дає збільшене і обернене зображення об’єкта! Освітлювальна частина мікроскопа складається з рухомого дзеркала, яке необхідне для спрямування світлових променів і конденсора ––система лінз, яка збирає промені і спрямовує їх на об’єктив. Дзеркало має дві поверхні –– плоску і ввігнуту. Для того щоб мати інтенсивне освітлення при відсутності конденсора користуються ввігнутою поверхнею дзеркала.

Мікроскоп біологічний робочий: 1  основа; 2  коробка з механізмом мікрометричного фокусування; 3  рукоятка мікрометричного фокусування; 4  рукоятка макрометричного фокусування; 5  стопорний гвинт; 6  центрирувальний гвинт; 7  тубусотримач; 8-головка; 9-монокулярна насадка; 10  гвинт насадки; 11  гвинт револьвера;12  револьвер; 13  предметний столик; 14  гвинт конденсора; 15-16  корпус конденсора; 17  відкидна лінза в оправі; 18  рукоятка конденсора; 19  дзеркало.

Мікроскоп –– точний прилад, який потребує бережного ставлення!

Правила роботи з мікроскопом

1. Встановити мікроскоп штативом до себе, предметним столиком від себе.

2. Поставити в робоче положення об’єктив малого збільшення. Для цього повертайте револьвер до тих пір, доки потрібний об’єктив не займе серединне положення по відношенню до тубуса і предметного столика. Коли об’єктив займе серединне положення, в револьвері відчувається легке клацання і об’єктив фіксується. Запам’ятайте, що вивчення будь–якого об’єкту починається з малого збільшення.

3. Підніміть за допомогою макрометричного гвинта об’єктив над столиком на висоту приблизно 0,5 см.

4. Дивлячись в окуляр (лівим оком!), покрутити дзеркало в різних напрямках до тих пір, поки поле зору не буде освітлене яскраво і рівномірно.

5. Покладіть на предметний столик препарат так, щоб об’єкт знаходився в центрі отвору предметного столика.

6. Далі, під контролем зору, повільно опустіть тубус за допомогою макрометричного гвинта, щоб об’єктив знаходився на відстані 2 мм від препарату.

7. Дивіться в окуляр і, одночасно, повільно піднімайте тубус до тих пір, поки в полі зору не з’явиться зображення об’єкта.

8. Для того, щоб перейти до розглядання об’єкта при великому збільшенню мікроскопу, перш за все необхідно відцентрувати препарат, тобто, розташувати об’єкт в центрі поля зору. Якщо об’єкт не буде центрований, то при великому збільшенні він може залишитися поза полем зору.

9. Рухаючи револьвер, переведіть в робоче положення об’єктив великого збільшення.

10. Опустіть тубус, під контролем ока (дивитися, як опускається тубус не в окуляр, а збоку), майже до зіткнення з препаратом.

11. Потім, дивлячись в окуляр, повільно (!) піднімайте тубус, доки в полі зору не з’явиться зображення.

12. Для тонкого фокусування використовуйте мікрорметричний гвинт.

13. Опустити тубус (дивлячись на нього збоку) так, щоб нижня лінза об’єктиву занурилася в краплю імерсійного масла.

14. Потім, дивлячись в окуляр, за допомогою тільки мікрогвинта, слід обережно (!) опустити, а потім підняти об’єктив, щоб отримати чітке зображення.

Встановіть мікроскоп штативом до себе і поворотом дзеркала для інтенсивного і рівномірного освітлення поля зору. Візьміть предметне скло із чашки Петрі за бокові грані і покладіть на стіл. Розташуйте у центрі скла об’єкт, наприклад шматочок волосу довжиною 1,5 см. Піпеткою нанесіть на об’єкт краплю води і зверху покладіть покривне скельце, розгляньте готовий препарат під мікроскопом.

Дослід 2. Будова клітин про- та еукаріот

Хід досліду:

Завдання 1. Розгляньте при великому збільшенні мікроскопа клітини бактерій, грибів, рослин і тварин. Порівняйте особливості їхньої будови.

Завдання 2. На електронній мікрофотографії розгляньте клітину рослини. Намалюйте й позначте клітинну стінку, цитоплазму, мітохондрії, хло­ропласти, ядро, ядерну оболонку, каріоплазму, ядерце, хроматин.

Електронна мікрофотографія рослинної клітини

Завдання 3. На електронній мікрофотографії розгляньте кліти­ну тварини й позначте плазмалему, цитоплазму, мітохондрії, ендоплазматичну сітку, апарат Гольджі, ядро, ядерце, оболонку ядра, каріоплазму, хроматин.

Завдання 4. На електронній мікрофотографії розгляньте різні форми бактерій, й замалюйте клітину бактерій.

Електронна мікрофотографія бактеріальної клітини (кишкової палички)

Схема ультраструктурної організації бактеріальної клітини: 1 - рибосоми; 2 - мембрана цитоплазматична; 3 - клітинна стінка; 4 - мезосома; 5 ДНК; 6 - запасаючі речовини

Завдання 5. На схемі ультраструктурної організації клітини гриба (рис.7) розгляньте фрагмент міцелію мукора та позначте клітинну стінку, плазмалему, ядро, гіалоплазму, ЕПС, апарат Гольджі, мітохондрії.

Завдання 5. Заповніть таблицю. Порівняльна характеристика клітин прокаріотів та еукаріотів.

№	Ознаки	Клітини
		рослин	тварин	грибів	бактерій
1	Плазмалема
2	Клітинна стінка
3	Цитоплазма
4	Рибосоми
5	Клітинний центр
6	Ядро
7	Нуклеоїд
8	Ендоплаз­матична сітка
9	Комплекс Гольджі
10	Лізосоми
11	Мітохондрії
12	Вакуолі
13	Пластиди
14	Різноманіт­ність

Завдання 6. Зробіть висновок.

Лабораторна робота №4

Тема. Спостереження явища плазмолізу та деплазмолізу в клітинах рослин. Мікроскопічна та ультрамікроскопічна будова ядра. Мета: вивчити явища плазмолізу та деплазмолізу на прикладі рослинних клітин, розглянути мікроскопічну та ультрамікроскопічну будову ядра.

Обладнання: мікроскоп, препарувальний набір, предметні та накривні скельця, склянка з водою, піпетка, 8%-й р-н кухонної солі, фільтрувальний папір, м’ясиста луска цибулі, мікрофотографії ядра клітин.

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.

Теоретичні відомості.

Цитоплазма – це внутрішній вміст клітини за винятком ядра. Вона складається з гіалоплазми, органоїдів та включень та постійно рухається. Цитоплазма — це напіврідке середовище клітини — колоїд. Гіалоплазма — прозорий розчин органічних і неорганічних сполук у воді. Хімічний склад цитоплазми: структурні білки, білки-ферменти, РНК, вуглеводи, жири, вода та неорганічні речовини. Агрегатний стан цитоплазми може бути різним: рідким — золь, в'язким — гель. Плазмоліз – відокремлення пристінкового шару цитоплазми від щільної оболонки за рахунок виходу води назовні. Деплазмоліз – зворотний процес, пов'язаний із надходженням води у клітину. Відбувається за рахунок явища осмосу. Вода надходить до клітини та виходить з неї через плазмалему, завдяки осмосу. Вона дифундує з ділянок із високою її концентрацією в ділянки з меншою концентрацією. Якщо концентрація солей зовнішнього середовища вища, ніж у клітині, то вода виходитиме з клітини у зовнішнє гіпертонічне середовище. Об’єм цитоплазми при цьому зменшується, і вона починає відставати від клітинних стінок. Поступово цитоплазма повністю відійде від стінок клітини й набере форму кулі. Це явище називається плазмолізом. Якщо концентрація солей вища у цитоплазмі клітини, ніж у зовнішньому середовищі, вода із навколишнього гіпотонічного середовища дифундуватиме в клітину, що спричинить відновлення попереднього об’єму. Це явище називається деплазмолізом.

Всі клітини тварин (за невеликим винятком — еритроцити) і рослин мають ядро. В більшості клітин є одне ядро, рідше трапляються дво і багатоядерні клітини. Багатоядерними є клітини деяких видів найпростіших, а також клітини печінки, мозку і м'язів людини. Вони часто виникають внаслідок злиття кількох клітин в одну. Форма ядра здебільшого залежить від форми та розмірів клітини. Зазвичай у кулястих клітинах ядро має округлу форму, у видовжених м'язових клітинах ядро також видовжене. У деяких клітинах ядра можуть мати неправильну форму,

наприклад, у лейкоцитів підковоподібні або лапчасті ядра. Форма ядра може змінюватися з віком клітини й залежить від її функціонального стану. Розміри ядра найчастіше коливаються від 2 до 20 мкм.

Хід роботи

1. Підготуй те мікроскоп до роботи.

2. Виготовте тимчасовий мікропрепарат живих клітин шкірки соковитої луски цибулини, помістіть їх у краплину води на предметне скло і накрийте накривним скельцем.

3. Розгляньте препарат при малому збільшенні мікроскопа.

4. Замініть воду під накривним скельцем розчином хлориду натрію: з одного боку скельця введіть роз чин хлориду натрію, а з іншого (для видалення води з під накривного скель ця) прикладіть фільтрувальний папір. Простежте за явищем плазмолізу – відшаруванням цитоплазми від клітинної стінки. Замалюйте кілька клітин у різній стадії плазмолізу.

5. Після завершення процесу плазмолізу замініть розчин хлориду натрію під накривним скельцем на дистильовану воду. Для цього з одного боку накривного скельця введіть дистильовану воду, а з іншого, щоб видалити розчин хлориду натрію, прикладіть фільтрувальний папір. Простежте за явищем деплазмолізу – відновленням об’єму цитоплазми. Замалюйте кілька клітин у стадії деплазмолізу.

6. Розгляньте на препаратах основні компоненти ядра: оболонку, каріоплазму, ядерце. Замалюйте їх.

7. Розгляньте на мікрофотографії зображення ядерної оболонки з порами. Замалюйте побачене.

8. Заповніть таблицю «Структура ядра».

Компонент ядра

Особливості будови

Функції

9. Зробіть висновок про значення структур ядра.

Зробіть висновок, пояснивши причини плазмолізу й деплазмолізу. Які властивості цитоплазми демонструють ці явища?

Лабораторна робота №5

Тема. Будова хромосом. Мітотичний поділ клітин.

Мета: навчитися розрізняти структурні компоненти хромосом, розпізнавати різні фази мітозу.

Обладнання та матеріали: мікроскоп, мікропрепарат корінця цибулі, мікрофотографії будови хромосом, різних стадій мітотичного поділу клітин, мікропрепарати хромосом.

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.

Теоретичні відомості

Цикл клітинного поділу - це серія подій в еукаріотичній клітині між одним поділом клітини і наступним. Таким чином, це процес, завдяки якому одна клітина (така як запліднена яйцеклітина) розвивається у сформований організм, і процес, завдяки якому відновлюються волосся, шкіра, клітини крові, а також деякі внутрішні органи.  Мітотичний поділ забезпечує точну передачу спадкової інформації від материнських клітин дочірнім протягом будь-якої кількості послідовних клітинних циклів. При цьому зберігається постійність числа хромосом та вмісту молекул ДНК в ядрі в усіх дочірніх клітинах.

Хід роботи

1. Розгляньте мікрофотографію будови хромосом, замалюйте їх. Позначте центромеру, хроматиди, мале та велике плече хромосоми.

2. Розгляньте мікропрепарат корінця цибулі при великому збільшенні мікроскопа, знайдіть у зоні поділу клітини, що знаходяться на різних стадіях мітозу. За якими ознаками їх можна відрізнити?

3. Розгляньте мікрофотографію мітозу у клітинах корінця цибулі, знайдіть клі­тини, що перебувають на стадії профази, метафази, телофази.

Спочатку знайдіть клітини, які не діляться і перебувають на стадії інтерфази. В цей час в них добре помітно округле ядро, яке містить темнозабарвлені глибки хроматину і може мати ядерце.

Тепер знайдіть у зоні поділу клітину, яка перебуває на стадії профази. У цей час в центрі клітини ядра вже не видно, а там, де воно було, розташовані товсті нитки - хромосоми - у вигляді клубка.

Знайдіть клітину на стадії метафази. Відрізнити цю фазу мітозу від інших можна за такою ознакою – хромосоми розташовані по екватору клітини, повернуті своїми кінцевими ділянками до протилежних полюсів клітини.

Наступна фаза мітозу – це анафаза, в якій хромосоми розходяться від екватора до полюсів клітини. В хорошому мікроскопі в цей час чітко видно веретено поділу, до мікротрубочок якого прикріплені хромосоми.

Остання фаза мітозу – телофаза. В цей час можна спостерігати скупчення хромосом на полюсах клітини. На початку телофази їх ще можна бачити як пухке скупчення, пізніше їх не можна розрізнити як окремі тільця, в місці їх розташування формуються ядра. Закінчується ця фаза розділенням цитоплазми навпіл. Замалюйте фази мітозу.

Замалюйте їх.

4. Зробіть висновок.

Контрольні запитання.

1. Що таке каріотип?

2. Охарактеризуйте інтерфазу, назвіть її періоди.

3. Як називають періоди клітинного циклу?

4. Дайте визначення мітозу.

5. Що відбувається у профазі мітозу?

6. Які процеси відбуваються у телофазі мітозу?

7. Як називають періоди клітинного циклу?

Лабораторна робота № 6.

Тема. Вивчення будови тканин тваринного організму. Будова тканин рослинного організму.

Мета: поглибити знання про будову тканин тваринного організму,тканин рослинного організму, вчитися розпізнавати тканини за особливостями будови, встановити взаємозв’язок між будовою тканин та їх функціями.

Обладнання: мікроскоп, мікропрепарати різних типів тканин тваринного організму, таблиця „Тканини тварин”, мікропрепарати поздовжнього розрізу кореня цибулі, епідермісу листка, поперечного розрізу листка, стебла липи, точки росту стебла, таблиця „Тканини рослин”.

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.

Теоретичні відомості

Тканина - це система подібних за будовою клітин, пов'язаних між собою структурно і функціонально. Вищі рослини і більшість багатоклітинних тварин мають розвинені тканини різних типів; у багатоклітинних водоростей і грибів тканин немає або вони слабко диференційовані.

У більшості багатоклітинних тварин різні типи тканин у процесі індивідуального розвитку формуються з певних зародкових листків - екто-, мезо- та ентодерми. Натомість у рослин всі типи тканин виникають з твірної тканини. Крім того, тканини тварин побудовані не лише з клітин, а й з міжклітинної речовини, яку утворюють і виділяють самі клітини. В тканинах рослин міжклітинної речовини майже немає.

Тканини рослин поділяють на твірні, покривні, провідні, основні та механічні. Твірні тканини, або меристема (від грец. меристос - подільний), складаються з клітин, здатних до поділу. Клітини цих тканин дають початок клітинам усіх інших типів. Вони мають велике ядро і тонкі розтяжні стінки з незначним вмістом целюлози.

За розташуванням у рослині розрізняють верхівкову, бічну та вставну твірні тканини.

Верхівкова меристема розташована на верхівці пагона або кореня і забезпечує ріст цих органів у довжину. Бічна меристема міститься всередині багаторічних коренів або пагонів і охоплює їхню центральну частину у вигляді циліндра. Вона забезпечує ріст цих органів у товщину. Вставна меристема розташована в основі міжвузлів стебла деяких рослин (наприклад, у злаків). Як і верхівкова, вона забезпечує ріст пагонів у довжину, але такий ріст називають вставним, оскільки він відбувається внаслідок видовження міжвузлів.

Усередині коренів і стебел є кільце твірної тканини із видовжених клітин. Його називають камбієм. Він забезпечує розростання коренів і стебел у товщину.

Мал. 1. Твірна тканина: верхівкова (а — кореня, б — стебла) і вставна (в)

Покривні тканини розташовані на поверхні органів рослини. Вони відмежовують внутрішні тканини від зовнішнього середовища і захищають їх від несприятливих впливів довкілля та пошкоджень. Покривні тканини можуть складатися з живих або відмерлих клітин. Розрізняють два основні види покривних тканин: шкірку та корок.

Шкірка, або епідерма (від грец. епі - понад та дерма - шкіра), має вигляд тонкої прозорої плівки, що складається з одного чи кількох шарів живих клітин, щільно прилеглих одна до одної. Тому міжклітинників у неї майже немає. Зверху клітини шкірки бувають вкриті шаром воскоподібної речовини - кутикулою (від лат. кутикула -шкірка), що є пристосуванням від надлишкового випаровування води. Крім того, поверхня шкірки часто має різноманітної будови волоски. Одні з них захищають рослину від перегрівання, інші - від рослиноїдних тварин. Наприклад, всім відома здатність жалкої кропиви спричиняти опіки. Її листки та молоді пагони густо вкриті волосками, через які отруйні речовини, що їх виробляє кропива, можуть потрапляти на шкіру людини або тварин та подразнювати її.

Мал. 2. Епідерма листка

У шкірці є особливі утвори - продихи, які забезпечують зв'язок рослини з довкіллям. Продих утворений двома особливими клітинами бобоподібної форми, що містять хлоропласти і тому забарвлені у зелений колір. Завдяки здатності продихових клітин змінювати внутрішньоклітинний тиск, а отже і свій об'єм, забезпечується відкривання та закривання продихової щілини. Так рослина регулює інтенсивність процесів випаровування води та газообміну.

Мал. 3. Будова продиху:

1 - продихова щілина; 2 - продихові клітини; З - хлоропласти

У багаторічних рослин шкірка через певний час може заміщуватись корком. Потовщені стінки клітин корка просочуються жироподібною речовиною і стають непроникними для води та повітря. Вміст цих клітин згодом відмирає. Ви, мабуть, помічали, що поверхня більшості деревних рослин уже в перший рік життя набуває буруватого забарвлення. Це свідчить про те, що замість шкірки утворився корок, який надійно захищає рослину під час несприятливих періодів (наприклад, узимку, під час посухи). На поверхні корка можна побачити горбики різної форми. Це - сочевички, через які рослина здійснює газообмін та випаровує воду.

Мал. 4. Кора деревної рослини:

1 - корок; 2 - мертві клітини кори; З - живі клітини

Основна тканина складається з живих клітин з порівняно тонкими стінками, між якими звичайно є міжклітинники. Вона заповнює проміжки між клітинами інших типів. Залежно від особливостей будови та виконуваних функцій розрізняють кілька видів основної тканини.

Мал. 5. Тканини листка:

1 - кутикула; 2 - епідерма; 3 - стовбчаста і губчаста паренхіми; 4 – міжклітинники

Провідні тканини забезпечують у рослин два потоки речовин: висхідний (від кореня до надземних частин) і низхідний (утворені в зелених частинах пагонів органічні сполуки пересуваються вниз до інших частин рослини). Відповідно розрізняють два типи провідних тканин: ксилему і флоему.

Механічні тканини виконують у рослин опорну функцію. Вони забезпечують пружність і міцність різних їхніх частин. Серед них є тканини, що складаються з живих або мертвих клітин. Живі клітини мають нерівномірно потовщені стінки, а відмерлі — потовщені здерев'янілі. Часто клітини механічної тканини видовжені та мають вигляд волокон.

У стеблі деревних рослин розрізняють кору, камбій, деревину і серцевину. Кора стебла складається зі шкірки або корка, шару зелених клітин і лубу. Корок захищає стебло від надмірного випаровування вологи, проникнення пилу та мікроорганізмів. Під зеленими клітинами кори міститься луб. Його утворюють луб'яні волокна і ситоподібні трубки. Луб'яні волокна надають гнучкості і міцності стеблу. По ситоподібних трубках рухаються органічні речовини від листків до кореня та інших органів.Деревина знаходиться під корою. У ній розміщені судини, по яких відбувається висхідний потік речовин, тобто вода і мінеральні речовини від кореня рухаються до листків. Деревина включає також механічну тканину і живі клітини.

Між корою і деревиною є особливий шар клітин - камбій. Це твірна тканина, клітини якої постійно діляться і щороку назовні відкладають шар лубу, а до середини стебла - шар деревини. Наприкінці осені камбій вступає у період спокою. Навесні, коли починає рухатися сік, клітини камбію знову діляться. Так утворюються річні кільця приросту.

Серцевина міститься в центрі стебла. Вона складається з великих клітин із тонкими оболонками, де відкладаються поживні речовини. Серцевина може відмирати, внаслідок чого утворюється дупло.

Поперечний зріз гілки липи: 1 - корок; 2 - луб; 3 - камбій; 4 - деревина; 5 - серцевина

В організмі тварин та людини розрізняють 4 типи тканин:

сполучна тканина

м'язова тканина

нервова тканина

епітеліальна тканина.

Е пітеліальні тканини (верхній ряд): 1 - одношаровий плоский епітелій, 2 - багатошаровий епітелій, 3 - війковий епітелій, 4 - залозистий епітелій.

Сполучні тканини (нижній ряд): 1 - пухка сполучна, 2 - хрящова, 3 - кісткова, 4 - жирова, 5 – кров.

Сполучні тканини мають волокнисту структуру. Вони складаються з клітин, відокремлених одна від одної позаклітинною матрицею. Сполучна тканина служить для сполучення інших видів тканин, наприклад, для утворення органів, і здатна пасивно розтягуватись і стискатись.

М'язові клітини утворюють активну скоротну тканину тіла, що називається м'язовою тканиною. М'язова тканина служить для створення зусилля та забезпечення рухів, наприклад, переміщення у просторі чи руху внутрішніх органів.

Нервова тканина

Клітини, що утворюють центральну та периферичну нервову систему, класифікуються як нервова тканина. З нервової тканини складається головний і спинний мозок, що утворюють центральну нервову систему, й черепно-мозкові та спинномозкові нерви, що утворюють периферичну нервову систему, а також мотонейрони. Нервова тканина забезпечує обмін сигналами між різними структурами організму, а також зв'язок організму з навколишнім середовищем.

Мал. 6. Різні типи нервових клітин

Епітеліальні тканини утворені шарами клітин, що вистилають поверхні органів (наприклад, поверхню шкіри, дихальних шляхів, репродуктивної системи, внутрішню поверхню травної системи). Клітини епітелію щільно прилягають одна до одної, забезпечуючи таким чином наявність бар'єру між зовнішнім середовищем та органом. Крім захисної функції, епітеліальна тканина може виконувати також видільну та всмоктувальну. Епітеліальна тканина служить для захисту організму від мікроорганізмів, механічних пошкоджень, втрати рідини тощо.