Критерии вида лабораторная работа по биологии 11 класс – Методическая разработка по биологии на тему: Лабораторная работа в 11 классе » Изучение критериев вида»

Урок биологии в 11 классе «Вид. Критерии вида»

ВИД. КРИТЕРИИ ВИДА.

Урок биологии в 11 классе

Учитель биологии высшей категории Коврова Т.В.

МБОУ СОШ № 2 г. Большой Камень Приморский край

Цель: сформировать понятие о виде и его критериях; научить описывать особей видов по морфологическим признакам.

Задачи: Образовательные: обеспечить усвоение нового материала о виде и его критериях; продолжить формирование умений работать с живыми образцами растений и описывать их по плану;

Развивающие: развивать познавательную активность учащихся, умения наблюдать, сравнивать, анализировать, обобщать, делать выводы.

Воспитательные: способствовать формированию коммуникативных навыков, воспитывать аккуратность и самостоятельность при выполнении лабораторной работы;

воспитание коллективизма при работе в группах.

Оборудование: компьютерная презентация; горшки с комнатными растениями, используемыми дл выполнения лабораторной работы; лист приложения1 и инструктивные карточки для выполнения лабораторной работы (приложение2).

Тип урока: изучение и закрепление новых знаний.

Методы урока: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, системно-деятельностный подход.

ХОД УРОКА

1 ЭТАП: ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ УРОКА

Учитель: В природе существует огромное количество видов растений и животных. Так, например, ученые определили, что в Мировом океане обитает около 2,2 млн. видов организмов, на суше — около 6,5 млн. видов. Животных на планете всего около 7,8 млн. видов, грибов — 611 тыс., а растений около 300 тыс. видов. При этом растениям повезло больше всего, они описаны лучше, из них описано 72% видов, тогда как животных — 12%, а грибов  только 7%.

Приблизительное число видов животных (около 1,5 млн. видов)

Группа организмов

Число видов

Группа организмов

Число видов

Одноклеточные

Более 263000

Членистоногие:

1066000

Кишечнополостные

Более 9000

Паукообразные

35000

Губки

5000

Насекомые

Более 1 00000

Плоские и круглые черви

23333

Ракообразные

20000

Кольчатые черви

9000

Хордовые:

42400

Моллюски

110000

Ланцетники и круглоротые

Около 68

Иглокожие

600

Рыбы

20000

Оболочники

1100

Земноводные

2100

Пресмыкающиеся

6000

Птицы

8600

Млекопитающие

4500

Основной, элементарной и реально существующей единицей органического мира, или иначе — универсальной формой существования жизни, является вид (от лат. species — взгляд, образ).

Сегодня на уроке мы дадим определение вида, назовем его критерии и охарактеризуем их. Работая в группах, применим один из критериев, морфологический, для определения принадлежности растения к тому или другому виду и сделаем вывод.

2 ЭТАП: ОСНОВНОЙ МАТЕРИАЛ

Учитель: Вид — основная категория биологической классификации. Понятие «вид» впервые было введено в конце 17 в. английским ботаником натуралистом Джоном Реем (1627—1709г.г.), отметившим, что разные виды отличаются по внешнему и внутреннему строению и не скрещиваются между собой. Все индивидуумы, принадлежащие к одному виду, считал Рей, могут свободно скрещиваться в природе и продуцировать потомство, относящееся к тому же самому виду.

Большой вклад в дальнейшую разработку понятия «вид» внес шведский ученый Карл Линней (1707—1778г.г.). Согласно его представлениям, виды — объективно существующие в природе образования, и между видами имеются различия. Так, например, явно различаются между собой по внешним признакам медведь и волк. Но волк, шакал, гиена, лисица внешне более сходны, так как принадлежат к одному семейству — волчьих. Еще в большей степени сходна внешность у видов одного рода, например волк и собака.

Вид — исторически сложившаяся совокупность популяций, особи которых обладают наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, могут свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство, приспособлены к определенным условиям жизни и занимают определенную область — ареал. (записать определение в тетрадь)

Особи, принадлежащие к одному виду, не скрещиваются с особями другого вида, характеризуются генетической общностью, единством происхождения. Вид существует во времени: он возникает, распространяется, может сохраняться неопределенно долгое время в устойчивом, почти неизменном состоянии (реликтовые виды) или непрерывно изменяться. Одни виды со временем исчезают, не оставляя новых ветвей. Другие дают начало новым видам.

Учитель: Признаки, по которым один вид можно отличить от другого, называют критериями вида. (Ученики записывают в тетрадь названия критериев вида)

Критерии вида:

1. Это был первый и долгое время единственный критерий, используемый для описания видов. Морфологический критерий самый удобный и заметный, поэтому и сейчас широко используется в систематике растений и животных.

В основе морфологического критерия лежит сходство внешнего и внутреннего строения особей одного вида. Морфологический критерий предполагает описание внешних признаков особей, входящих в состав определенного вида. По внешнему виду, размерам и окраске оперения можно, например, легко отличить большого пестрого дятла от зеленого, малого пестрого дятла от желны, большую синицу от хохлатой, длиннохвостой голубой и от гаички. По внешнему виду побегов и соцветий, размерам и расположению листьев легко различают виды клевера: луговой, ползучий, люпиновый, горный.

Однако особи в пределах вида иногда так сильно различаются, что только по морфологическому критерию не всегда удается определить, к какому виду они относятся. Вместе с тем существуют виды морфологически сходные, но особи этих видов не скрещиваются между собой. Это — виды-двойники, которые исследователи открывают во многих систематических группах.

Так, под названием «крыса черная» различают два вида-двойника, имеющих в кариотипах по 38 хромосом и живущих на всей территории Европы, Африки, Америки, Австралии, Новой Зеландии, Азии к западу от Индии, и крыс, имеющих 42 хромосомы, распространение которых связано с монголоидными оседлыми цивилизациями, населяющими Азию к востоку от Бирмы. Установлено также, что под названием «малярийный комар» существует до 15 внешне неразличимых видов, ранее считавшихся одним видом. Около 5% всех видов насекомых, птиц, рыб, земноводных, червей составляют виды-двойники.

2. В основу физиологического критерия положено сходство всех процессов жизнедеятельности у особей одного вида, прежде всего сходство размножения. Особи разных видов, как правило, не скрещиваются, или потомство их бесплодно. Например, у многих видов мухи дрозофилы сперма особей чужого вида вызывает иммунную реакцию, что приводит к гибели сперматозоидов в половых путях самки. В то же время в природе есть виды, особи которых скрещиваются и дают плодовитое потомство (некоторые виды канареек, зябликов, тополей, ив).

3. Географический критерий основан на том, что каждый вид занимает определенную территорию или акваторию, называемую ареалом. Он может быть большим или меньшим, прерывистым или сплошным. Однако огромное число видов имеет накладывающиеся или перекрывающиеся ареалы.

Кроме того, существуют виды, не имеющие четких границ распространения, а также существуют виды-космополиты. Космополитами являются некоторые обитатели внутренних водоемов — рек и пресноводных озер (виды рдестов, ряски, тростник). Обширный набор космополитов имеется среди сорных и мусорных растений, синантропных животных (виды, обитающие рядом с человеком или его жилищем) — постельный клоп, рыжий таракан, комнатная муха, а также одуванчик лекарственный, ярутка полевая, пастушья сумка и др.

Существуют также виды, которые имеют разорванный ареал. Так, например, липа растет в Европе, встречается в Кузнецком Алатау и Красноярском крае. Голубая сорока имеет две части ареала — западноевропейскую и восточносибирскую. Поэтому географический критерий, как и другие, не является абсолютным.

4. Экологический критерий основан на том, что каждый вид может существовать только в определенных условиях, выполняя свойственные ему функции в определенном биогеоценозе. Так, например, лютик едкий произрастает на пойменных лугах, лютик ползучий — по берегам рек и канав, лютик жгучий — на заболоченных местах. Существуют, однако, виды, которые не имеют строгой экологической приуроченности. К ним относятся многие сорные растения, а также виды, находящиеся под опекой человека: комнатные и культурные растения, домашние животные.

Особенности поведения подчас тесно связаны со спецификой вида, например, с особенностями устройства гнезда. Три вида наших обычных синиц гнездятся в дуплах лиственных деревьев, преимущественно берез. Большая синица на Урале выбирает обычно глубокое дупло в нижней части ствола березы или ольхи, образовавшееся в результате выгнивания древесины. Это дупло недоступно ни дятлам, ни воронам, ни хищным млекопитающим. Синица московка заселяет морозобойные трещины в стволах березы и ольхи. Гаичка же предпочитает строить дупло сама, выщипывая полости в трухлявых или старых стволах березы и ольхи, и без этой трудоемкой процедуры она не отложит яиц.

Так, виды дятлов различаются по характеру питания. Большой пестрый дятел зимой питается семенами лиственницы и сосны, раздалбливая шишки в своих «кузницах». Черный дятел желна добывает личинок усачей и златок из-под коры и из древесины елей, а малый пестрый дятел долбит мягкую древесину ольхи либо добывает насекомых из стеблей травянистых растений.

5. Генетический критерий основан на наборе хромосом, свойственный конкретному виду организма. Виды различаются по числу, форме и размерам хромосом. Для подавляющего большинства видов характерен строго определенный кариотип. Однако и этот критерий не является абсолютным.

Во-первых, у многих видов число хромосом одинаково и форма их сходна. Например, у видов растений семейства бобовых имеют 22 хромосомы. Во-вторых, в пределах одного и того же вида могут встречаться особи с разным числом хромосом, что является результатом геномных мутаций. Например, ива козья может иметь диплоидное (38) или тетраплоидное (76) число хромосом. У серебристого карася встречаются популяции с набором хромосом 100, 150, 200, тогда как нормальное число их равно 50. У диких горных баранов, разными исследователями выделялось от 1 до 17 видов. Анализ показал наличие трех кариотипов: 54-хромосомный — у муфлонов, 56-хромосомный — у архаров и аргали и 58-хромосомный — у обитателей гор Средней Азии — уриалов. У радужной форели число хромосом варьирует от 58 до 64, у беломорской сельди встречаются особи с 52 и 54 хромосомами. В Таджикистане на участке протяженностью всего 150 км, зоологами была обнаружена популяция слепушонки обыкновенной с набором хромосом от 31 до 54.

Таким образом, на основе генетического критерия нельзя достоверно определить принадлежность особей к конкретному виду.

6. Биохимический критерий позволяет различать виды по составу и структуре определенных белков, нуклеиновых кислот и др. Особи одного вида имеют сходную структуру ДНК, что обусловливает синтез одинаковых белков, отличающихся от белков другого вида. Вместе с тем у некоторых бактерий, грибов, высших растений состав ДНК оказался очень близким. Следовательно, есть виды-двойники и по биохимическим признакам.

Интерес к этому критерию появился в последние десятилетия в связи с развитием биохимических исследований. Он не находит широкого применения, так как не существует каких-либо специфических веществ, характерных только для одного вида и, кроме того, он весьма трудоемкий и далеко не универсальный. Однако им можно воспользоваться в тех случаях, когда другие критерии «не работают». Разработанные методы дают возможность сравнивать состав ДНК у законсервированных в толщах земли бактерий и ныне живущих форм. Было проведено, например, сравнение состава ДНК у пролежавшей около 200 млн. лет в толще солей палеозойской бактерии псевдомонады солелюбивой и у ныне живущих псевдомонад. Состав их ДНК оказался идентичным, а биохимические свойства — сходными.

7. Исторический критерий определяется общностью предков организмов, у них общая единая история возникновения и развития вида.

Таким образом, только учет всех или большинства критериев позволяет отличить особей одного вида от другого. Основной формой существования жизни и единицей классификации живых организмов является вид. Для выделения вида используется совокупность критериев: морфологический, физиологический, географический, экологический, генетический, биохимический. Вид является результатом длительной эволюции органического мира. Будучи генетически закрытой системой, он, тем не менее, исторически развивается и изменяется.

3 ЭТАП: ВЫВОД ПО ТЕМЕ УРОКА

Учитель: 1. Что представляет собой вид? 2. Что такое критерии вида? 3. Применение, каких критериев достаточно для выделения вида? 4. Какие критерии наиболее объективны для разделения близкородственных видов?

Сделаем вывод: Вид — это совокупность особей, которые обладают наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, могут свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство, приспособлены к определенным условиям и занимают определенный ареал. Порой самые опытные биологи становятся в тупик, определяя, принадлежат ли данные особи к одному виду или нет, для этого требуется учитывать все критерии вида.

4 ЭТАП: ЗАКРЕПЛЕНИЕ

Учитель: Используем один из критериев – морфологический, для характеристики вида, выполним лабораторную работу. Делим класс на 5 групп. Каждая группа получает лист с изображением типов соцветий (приложения 1) и инструктивную карточку с заданием для выполнения лабораторной работы на тему: «Морфологические особенности растений различных видов» (приложение 2). Для выполнения лабораторной работы представлены комнатные растения.

После выполнения лабораторной работ собрать тетради для оценивания работы учеников.

Домашнее задание & 53.

Спасибо за урок.

Источники информации

1. Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В.В. Биология. Общая биология. 10 – 11 кл. М., Дрофа, 2007.

2. Чередникова Г.В. Биология. 11 кл. Поурочные планы по учебнику Каменского А.А., Криксунова Е.А., Пасечника В.В. – Волгоград, Учитель, 2011.

3. сайты Интернет

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Типы соцветий растений

Признаки однодольных и двудольных растений

Признаки растений кл. однодольные

Признаки растений кл. двудольные

1. в семени одна семядоля

1. в семени две семядоли

2. мочковатый тип корневой системы

2. стержневой тип корневой системы

3. параллельное или дуговое жилкование листьев

3. сетчатое жилкование листьев

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Группа №1 Лабораторная работа «Морфологические особенности растений различных видов»

1. Рассмотрите растения двух видов, запишите их названия, составьте морфологическую характеристику растений каждого вида, заполняя таблицу. (перечертите ее в тетрадь)

2.Сравните растения двух видов, выявите черты сходства и различия. Сделайте вывод : Чем объяснить сходства и различия растений?

Особенности внешнего строения растений

Видовое название растения

Видовое название растения

1. строения листьев (простые, сложные)

2.жилкование листьев (дуговое, параллельное, сетчатое)

3. строение стебля (прямостоячий, ползучий, цепляющийся, вьющийся, длинный, укороченный)

4.тип корневой системы (мочковатая, стержневая)

5.строение цветка (одиночные или соцветия

(вид соцветия)

6. принадлежность к классу растений (однодольные или двудольные)

Вывод (черты сходства и различия растений, чем объяснить)

Материал для справок

Бегония вечноцветущая или изящная

многолетнее растение. Стебель прямой, высотой 15-20 см, с ярко-зелеными, розовыми, красными, красно-бурыми блестящими листьями, сидящими на сочных стеблях с сетчатым жилкованием.

Цветки одиночные, простые, некрупные, палевой, белой, розовой, карминно-розовой, темно-красной окраски. Плод вечноцветущей бегонии — коробочка, семена мелкие. Цветет очень обильно с июня до заморозков. Растение светолюбивое, но переносит затенение, теплолюбивое, малотребовательное к поливам.

Размножают семенами, но возможно и вегетативное размножение.

Бегония клубневая

многолетнее клубневое растение, не зимующее в грунте. Высотой 15-25 см, с прямостоячим стеблем, декоративными листьями с сетчатым жилкованием. Цветы у бегоний обычно махровые, компактные, розоцветные и бахромчатые. По форме побегов — прямостебельные и ампельные. Цветение обильное с июня до заморозков. Плод — коробочка, семена мелкие, почти пылевидные. Клубневая бегония свето- и теплолюбивая, не переносит перегрева, подходит для полузатененных или тенистых участков, защищенных от ветра. Хорошо растет на рыхлых и влажных почвах.

Группа №2 Лабораторная работа «Морфологические особенности растений различных видов»

1.Рассмотрите растения двух видов, запишите их названия, составьте морфологическую характеристику растений каждого вида, заполняя таблицу. (перечертите ее в тетрадь)

2.Сравните растения двух видов, выявите черты сходства и различия. Сделайте вывод : Чем объяснить сходства и различия растений?

Особенности внешнего строения растений

Видовое название растения

Видовое название растения

1. строения листьев (простые, сложные)

2.жилкование листьев (дуговое, параллельное, сетчатое)

3. строение стебля (прямостоячий, ползучий, цепляющийся, вьющийся, длинный, укороченный)

4.тип корневой системы (мочковатая, стержневая)

5.строение цветка (одиночные или соцветия (вид соцветия)

6. принадлежность к классу растений (однодольные или двудольные)

Вывод (черты сходства и различия растений, чем объяснить)

Материал для справок

Пеларгония (герань) клобучковая

Обычное название — пеларгония закрытого листа (спрятанного в клобуке (Клобук от тюрк. колпак — шапка). Стебель прямостоячий, образует разветвленный куст.Цветы: большие, розово-фиолетовые с более темными фиолетовыми маркировками на всех лепестках собраны в соцветия.Растет в Южной Африке на прибрежных равнинах, низких горах и предгорьях.Листья зеленые, опушенные волосками, чашеобразные или имеющие форму капюшона, могут иметь красную кайму с сетчатым жилкованием. Листья могут быть душистыми, так как выделяют ароматическое вещество – гераниол. Использование: лекарственное, декоративное. Высота куста около 2 м.

Пеларгония (герань) зональная

Распространенный, многочисленный вид. Растение представляет собой прямостоячий, густооблиственный куст. Листья слегка волнистые, с красно-коричневым ободком по окружности, опушены мелкими волосками, имеют своеобразный запах.Цветы бывают простые, полумахровые и махровые. По окраске цветы могут быть двухцветные, либо с каймой по краю лепестка, либо с переходом одного цвета в другой. Кусты высотой 30 – 60 см.Различна окраска листьев, они бывают двухцветные, трехцветные, с сетчатым жилкованием.

При хорошем уходе зональные герани могут цвести все лето, а в теплых помещениях круглый год.

Группа №3 Лабораторная работа «Морфологические особенности растений различных видов»

1.Рассмотрите растения двух видов, запишите их названия, составьте морфологическую характеристику растений каждого вида, заполняя таблицу. (перечертите ее в тетрадь)

2.Сравните растения двух видов, выявите черты сходства и различия. Сделайте вывод : Чем объяснить сходства и различия растений?

Особенности внешнего строения растений

Видовое название растения

Видовое название растения

1. строения листьев (простые, сложные)

2.жилкование листьев (дуговое, параллельное, сетчатое)

3. строение стебля (прямостоячий, ползучий, цепляющийся, вьющийся, длинный, укороченный)

4.тип корневой системы (мочковатая, стержневая)

5.строение цветка (одиночные или соцветия (вид соцветия)

6. принадлежность к классу растений (однодольные или двудольные)

Вывод (черты сходства и различия растений, чем объяснить)

Материал для справок

Хлорофитум хохлатый

Травянистое растение с укороченным стеблем, от которого пучком отходят дугообразно изогнутые мягкие светло-зеленые листья. Из середины пучка вырастают длинные, свисающие побеги с редуцированными листьями и мелкими белыми цветками в виде звездочек. На этих побегах после отцветания вырастают многочисленные растеньица, каждое из которых имеет розетку листьев и несколько толстых корней (пригодны для вегетативного размножения). Корни хлорофитума сочные, мочковатые, белые утолщенные. Плод — трёхгранная коробочка.

Название рода означает: «chloros» — «зеленый» и «phyton» — «растение». В быту хлорофитум называют — «паучок», «зеленая лилия». Хлорофитум используется для любых интерьеров, как одиночное растение, так и в группе.

Хлорофитум капский.

Растет в лесах, тенистых местах, по берегам ручьев Южной Африки.

Многолетнее розеточное растение с мочковатыми утолщенными корнями. Листья длиной до 60 см, шириной 3 см, узколанцетные или линейные, постепенно суженные к основанию и верхушке, светло-зеленые, голые.

Цветки белые, мелкие, собраны в рыхлые кисти. Плод — трёхгранная коробочка.

Этот вид отличается от хлорофитума хохлатого тем, что не образует свисающих побегов.

Хлорофитум используется для любых интерьеров, как одиночное растение, так и в группе.

Группа №4 Лабораторная работа «Морфологические особенности растений различных видов»

1.Рассмотрите растения двух видов, запишите их названия, составьте морфологическую характеристику растений каждого вида, заполняя таблицу. (перечертите ее в тетрадь)

2.Сравните растения двух видов, выявите черты сходства и различия. Сделайте вывод : Чем объяснить сходства и различия растений?

Особенности внешнего строения растений

Видовое название растения

Видовое название растения

1. строения листьев (простые, сложные)

2.жилкование листьев (дуговое, параллельное, сетчатое)

3. строение стебля (прямостоячий, ползучий, цепляющийся, вьющийся, длинный, укороченный)

4.тип корневой системы (мочковатая, стержневая)

5.строение цветка (одиночные или соцветия (вид соцветия)

6. принадлежность к классу растений (однодольные или двудольные)

Вывод (черты сходства и различия растений, чем объяснить)

Материал для справок

Мята перечная

Этот вид выращивается во многих странах. Растения прямостоячее, достигают высоты 80 см и легко узнаются по простым зазубренным листьям с фиолетовым краем сетчатого жилкования. Листочки имеют приятный запах и освежающий холодящий вкус. Мята перечная растение с горизонтальным ветвистым корневищем и тонкими мочковатыми корнями.

Цветы собраны в соцветия колос.

Различают две формы мяты перечной – черную и белую. Наиболее интенсивно культивируют черную (еще называемую английской) мяту, дающую значительно больший выход эфирного масла, чем белая мята. Этот вид мяты размножается вегетативным способом.

Мята яблочная (душистая)

Это пряно-ароматическое растение, родиной которого считают Египет и Малую Азию. Растение прямостоячее, растет кустом высотой до 60 см. Листочки простые округлые, довольно крупные, морщинистые по краям. Надземная часть темно-зеленого цвета, употребляется в качестве пряности. Мята душистая имеет горизонтальные ветвистые корневища и тонкие мочковатые корни.

Цветы собраны в соцветия колос.

Мята яблочная обладает нежным ароматом. Может быть добавлена в салаты, супы, мясные блюда, но и в различные напитки, сладкие блюда и домашнюю выпечку.

Размножается семенами и вегетативным способом.

Группа №5 Лабораторная работа «Морфологические особенности растений различных видов»

1.Рассмотрите растения двух видов, запишите их названия, составьте морфологическую характеристику растений каждого вида, заполняя таблицу. (перечертите ее в тетрадь)

2.Сравните растения двух видов, выявите черты сходства и различия. Сделайте вывод : Чем объяснить сходства и различия растений?

Особенности внешнего строения растений

Видовое название растения

Видовое название растения

1. строения листьев (простые, сложные)

2.жилкование листьев (дуговое, параллельное, сетчатое)

3. строение стебля (прямостоячий, ползучий, цепляющийся, вьющийся, длинный, укороченный)

4.тип корневой системы (мочковатая, стержневая)

5.строение цветка (одиночные или соцветия (вид соцветия)

6. принадлежность к классу растений (однодольные или двудольные)

Вывод (черты сходства и различия растений, чем объяснить)

Материал для справок

Диффенбахия раскрашенная

Распространенный вид. Родиной диффенбахии является Южная Америка.

Стебель растения мясистый, прямостоячий. Листья крупные, цельные, с волнистыми краями. Их длина достигает 40 см, а ширина 12 -14 см. Окраска листовой пластинки светло-зеленая (желтоватая) с темно-зелеными краями и сетчатым жилкованием, обычно испещрена многочисленными светлыми штрихами и прожилками. Диффенбахия цветет очень редко. Цветки растения собраны в невзрачное соцветие — початок. Сок у диффенбахии ядовит и вызывает раздражение кожи, поэтому разрезать ее нужно осторожно.

Диффенбахия прелестная

Декоративно-лиственное многолетнее растение происходит из влажных тропиков Центральной и Южной Америки. 

Растение украшают крупные продолговатые листья, часто до 60 см длиной, на толстом прямостоячем стебле, около 1,5 м высотой. Темно-зеленые крупные, кожистые листья с кремовым или белым мраморным рисунком вдоль боковых жилок. Листья имеют сетчатое жилкование. Корень длинный, стержневой и мощный. Диффенбахия цветет очень редко. Цветки растения собраны в невзрачное соцветие — початок. Сок у диффенбахии ядовит и вызывает раздражение кожи, поэтому разрезать ее нужно осторожно, лучше в резиновых перчатках.

infourok.ru

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО БИОЛОГИИ 11 КЛАСС

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 *

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: познакомить с эмбриональными доказательствами эволюции органического мира.

Ход работы.

1. Прочитать текст «Эмбриология» на стр.258-261, рассмотреть рис. 133 на стр.260.

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.

1. Прочитать текст «Многообразие теорий возникновения жизни на Земле».

2. Заполнить таблицу:

«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-едидственной 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 спе-дифике 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. Берпапа 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 орпанические 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: познакомить с различными гипотезами происхождения человека.

Ход работы.

1. Прочитать текст «Гипотезы происхождения человека» на стр.282-284.

2.Заполнить таблицу:

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:

2. 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.

3. Зная правило перехода энергии с одного трофического уровня на другой (около10%), постройте пирамиду биомассы третьей пищевой цепи (задание 1). Биомасса растений составляет 40 тонн.

4. 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.

2. 1. Какие условия необходимо соблюдать при создании экосистемы аквариума.

   2. Опишите аквариум как экосистему, с указанием абиотических, биотических факторов среды, компонентов экосистемы (продуценты, консументы, редуценты).

   3. Составьте пищевые цепи в аквариуме.

   4. Какие изменения могут произойти в аквариуме, если:

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.

1. Прочитать текст «Агроценозы» на стр. 334-335.

2. Заполнить таблицу «Сравнение природных и искусственных экосистем»

Лабораторная работа № 10

«Решение экологических задач»

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

Ход работы.

2. 5. 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.

1. Рассмотреть карты-схемы территории с.Великомихайловка в разные годы.

2. Выявить антропогенные изменения в экосистемах местности.

3. Оценить последствия хозяйственной деятельности человека.

Рис.1 Карта-схема территории рек Плотва и

Холок после 1977 года.

Рис.2 Карта-схема территории рек Плотва и

Холок до 1977 года.

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.

1. Прочитать текст «Основные экологические проблемы современности» на стр.352-357.

2. Заполнить таблицу:

infourok.ru

Лабораторная работа по теме «Вид.Критерии вида»

Лабораторная работа №4

Изучение морфологического критерия вида Цель:

1. Научиться выявлять морфологические признаки растения;
2. Научиться сравнивать морфологические признаки растений разных видов;
3. Обосновать значение признаков растений для изучения понятия морфологического критерия вида.

Оборудование: гербарий растений разных видов – клевер белый, клевер розовый, клевер красный, клевер пашенный, лапчатка серебристая, лапчатка прямостоячая, зверобой продырявленный, зверобой, полынь горькая, полынь обыкновенная, боярышник колючий, боярышник кроваво-красный и др.

Ход работы.

Практическая часть.

1. Рассмотрите растения двух видов одного рода, охарактеризуйте особенности внешнего строения основных органов растения (корень, стебель, листья, цветки, плоды, семена).

2. Дайте морфологическую характеристику изучаемых видов.

3. Результаты исследований занесите в таблицу:

4. На основе анализа своей работы ответьте на вопросы:

– Почему возможны ошибки при установлении видовой принадлежности только по одному из критериев, например морфологическому?
– Существуют ли трудности в определении вида растения, найденного в природе?
– Для всех ли видов организмов характерен морфологический критерий? Ответ обоснуйте.

5. Сделайте вывод

ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Задание № 1. В указанном списке животных подсчитайте количество особей, видов и родов.

1. Еж обыкновенный.

2. Лисица обыкновенная.

3. Медведь гималайский или белогрудый.

4. Хомячок джунгарский.

5. Заяц-беляк.

6. Медведь бурый.

7. Хомячок сирийский или золотистый.

8. Заяц-русак.

9. Еж ушастый.

10. Лисица обыкновенная.

(Ответ: количество особей — 10; видов — 9; родов — 5 (Еж, Лисица, Медведь, Хомячок, Заяц).)

Паук крестовик относится к типу Членистоногие классу Паукообразные. Тело паука состоит из двух отделов – головогруди и брюшка.

Поскольку паук относится к холоднокровным животным, его активность зависит от температуры окружающей среды.

Пауки — раздельнополые животные. Самки обычно значительно крупнее самцов. После спаривания самец погибает, а самка плетёт из паутины кокон для яиц.

Крестовик может поджидать добычу, сидя как в центре паутины, так и рядом с ней, на сигнальной нити. Основной добычей для него являются мухи и комары. Если в сеть попадётся что-либо не очень съедобное (например, ядовитая оса), то паук может помочь ей освободиться, обрывая паутинку.

Существует более 1000 видов крестовиков, но в России и СНГ их несколько десятков видов. Особенно в таких местах как, Астраханская, Ростовская, Смоленская обл.

В соматических клетках паука крестовика содержится 32 хромосомы

Задание 3. О каких критериях идет речь в описаниях

1. Обитающая в нескольких районах обыкновенная лисица образует несколько географических форм, постепенно сменяющих друг друга. Самые северные лисицы, обитающие в лесной зоне, самые крупные. Лисы степей и полупустынь мельче. Еще мельче лисы, живущие в среднеазиатских пустынях, и самые мелкие лисы обитают в Афганистане, Пакистане и Индии. Чем южнее обитают лисы, тем длиннее у них хвост и уши.

2. Малярийный комар встречается и в тех районах Европы, где малярии никогда не было. Кроме того, в одних частях он предпочитает кормиться на человеке, а в других – исключительно на домашних животных; в одних районах он размножается в солоноватой воде, а в других – только в пресной. Внешне эти формы почти неразличимы, известные пока различия касаются особенностей структуры яйца, числа и ветвистости щетинок у личинок.

3. Лебедь-шипун часто изгибает шею в виде буквы S, а клюв и голову держит наклонно к воде. При раздражении издает характерный шипящий звук, по которому и получил свое название. Распространен лебедь-шипун на изолированных участках в средней и южной полосе Европы и Азии от южной Швеции, до Монголии, Приморского края и Китая. Часто пара от пары гнездится на громадном расстоянии, а во многих районах вовсе отсутствует. Населяет заросшие водной растительностью лиманы, озера, иногда даже болота, предпочитая глухие, мало посещаемые человеком.

4. Малый, или тундровый, лебедь распространен по тундре Азии от Кольского полуострова на западе до дельты Колымы на Востоке. Для гнездования выбирает заболоченные и низкие травянистые участки разбросанными по ним озерами, а также речные долины, изобилующие старицами и протоками.

Брачные игры своеобразны и проходят на суше. При этом самец ходит перед самкой, вытягивает шею, временами приподнимает крылья, издавая ими особый хлопающий звук и звонко кричит.

5. Городская ласточка. Верх головы, спина, крылья и хвост сине-черные, надхвостье и весь низ тела белые. Хвост с резкой треугольной вырезкой на конце. Обитатель горных и культурного ландшафтов. Гнездится на стенах скал и зданий. Перелетная птица. Держится стаями в воздухе или сидя на проводах, чаще других ласточек садится на землю. Гнездится колониями. Гнездо лепит из комочков глины в форме полушара с боковым входом. Кладка из 4-6 белых яиц в мае – июне. Голос – звонкое «тиррч-тиррч»

6. Береговая ласточка. Верх головы, шеи, спина, крылья, хвост и полоса поперёк груди серовато—бурые, горло, грудь и брюшко белые. Хвост с неглубокой вырезкой.

Населяет долины рек, где гнездится по обрывистым глиняным или песчаным берегам. Обычная или многочисленная перелетная птица. Держится стаями, гнездится колониями. Гнезда устраивает в норах по обрывистым берегам рек. Кладка из 4—6 белых яиц в мае-июле. Голос — негромкое «чирр-чирр»

7. Род собственно зайцев, к которому относятся русак и беляк, а также еще 28 видов, довольно многочислен. Наиболее известные в России зайцы — беляк и русак. Беляка можно встретить на территории от побережья Северного Ледовитого океана до южной границы лесной зоны. Беляк получил свое название благодаря белоснежному зимнему меху. Только кончики ушей остаются у него черными весь год. Размножаются зайцы обычно два, а на юге три или даже четыре раза в год. У зайцев-беляков в выводе может быть по два, три пять, семь зайчат.

8. Ворон — это не «муж» вороны, а самостоятельный вид.

Ворон — один из наиболее крупных представителей семейства вороновые, весит от 0,8 до 1,5 кг. Окраска оперения, клюва и ног у него однотонного черного цвета.

Распространен ворон почти по всему северному полушарию. Повсеместно он ведет оседлый образ жизни. Населяет леса, пустыни и горы. В безлесных местностях держится у скал, береговых обрывов речных долин. Спаривание и брачные игры на юге страны отмечаются в первой половине февраля, на севере — в марте. Пары постоянны. Гнезда обычно помещаются на вершинах высоких деревьев. В кладке от 3 до 7, чаще 4—6, яиц голубовато-зеленой окраски с темными отметинами.

 Итак, видовые критерии, по которым мы отличаем один вид другого, в совокупности обусловливают генетическую изоляцию видов, обеспечивая самостоятельность каждого вида и разнообразие в природе. По сути, в выработке этих изолирующих видовых признаков и заключается процесс формирования видов. Именно поэтому изучение видовых критериев имеет определяющее значение для понимания механизмов процесса эволюции, происходящего на нашей планете.

xn--j1ahfl.xn--p1ai

«Вид, его критерии». 11-й класс

Цель урока: сформировать представление о
виде и его критериях.

Основные формы работы – групповая,
индивидуальная.

Оборудование: Лабораторное: гербарий
цветковых растений, карточки с планом
морфологического описания растения (для каждой
группы).

Учебно-методическая литература: учебник
“Общая биология, 10-11 классы. А.А. Каменский,
Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник. – М.: Дрофа, 2010”;
учебники по ботанике (для каждой группы),
учебно-методическое пособие “Биологические
экскурсии”, Травникова В.В.– СПб: Паритет , 2002.

Планируемые результаты:

Предметные:

– знать определение вида, критерии вида,

– овладеть методом описания растений по
морфологическому критерию.

Метапредметные. Регулятивные: –
самостоятельно адекватно оценивать
правильность выполнения действия и вносить
необходимые коррективы; – проявлять
познавательную инициативу в учебном
сотрудничестве.

Познавательные: – извлекать необходимую
информацию из разных источников, анализировать
полученные сведения; – преобразовывать
информацию из одной формы в другую; – давать
определение понятиям, делать выводы.

Коммуникативные: – аргументировать свою
позицию и координировать ее с позициями
партнеров в сотрудничестве при выработке общего
решения в совместной деятельности; – задавать
вопросы, необходимые для организации
собственной деятельности и сотрудничества с
партнером; – осуществлять взаимоконтроль и
оказывать в сотрудничестве необходимую помощь.

Личностные:

– формирование познавательных интересов и
мотивов, направленных на изучение живой природы;
– развития внимания, наблюдательности,
логического мышления.

Основные этапы урока:

1. Вводный. Интеллектуальная разминка

Самостоятельная работа учащихся по заданию:

– Выпишите из предложенного списка названия
видов:

• медведь
• медведь бурый
• млекопитающие
• медведь белый
• хищные

– Как вы определили?

– Кто из ученых ввел бинарную номенклатуру?

2. Целеполагание.

3. Изучение нового материала.

Введение понятия “вид”.

Самостоятельная работа учащихся с термином:

– Сформулируйте определение “Вид”, продолжив
фразу: “Вид – это совокупность особей…”

Обсуждение результатов.

Самостоятельная проверка по учебнику (стр. 195),
внесение дополнений.

Критерии вида.

Самостоятельная работа с текстом учебника
(стр.196-197):

– Выписать критерии вида, дать их краткую
характеристику.

Обсуждение результатов, устные ответы
учащихся.

Устное задание на понимание материала.

– Прослушать текст и определить, какой
критерий вида охарактеризован в тексте.

– Попробовать установить видовое название
растения по данной характеристике.

Текст (зачитывает учитель):

“Растение 15-30 см в высоту, с прямостоячим
безлистным цветоносным стеблем и розеткой
широкояйцевидных, обычно голых черешковых
листьев. Листья собраны в густую розетку, имеют
дуговое жилкование. Цветки мелкие, невзрачные, с
беловатыми тычинками, без запаха. Соцветие –
длинный, линейный цилиндрический колос. Плод –
коробочка, в котором обычно развивается до 15
семян”. (Травникова В.В., “Биологические
экскурсии”)

Обсуждение ответов учащихся.

Демонстрация фотографии подорожника
большого, или обыкновенного.

Вопрос классу: Какие научные методы можно
использовать для изучения морфологического
критерия?

Лабораторная работа “Описание особей вида по
морфологическому критерию”.

Цель работы. (Учащиеся формулируют
самостоятельно).

Оборудование: гербарий цветковых растений,
учебники по ботанике.

Ход работы (работа в группах, заполнение
таблицы по плану морфологического описания
растения):

План морфологического описания
растения

(выдается на карточках для каждой
группы).

Жизненная форма: дерево, кустарник,
травянистое растение.

Тип корневой системы: мочковатый, стержневой.

Побег: прямостоячий, цепляющийся, ползучий,
вьющийся.

Листорасположение: очередное, супротивное,
мутовчатое.

Листья:

а) черешковые или сидячие;

в) простые или сложные.

Жилкование: сетчатое, дуговое, параллельное.

Соцветие: простой колос, зонтик, кисть,
головка, корзинка, метелка, сложный колос,
сложный зонтик.

Вывод: роль морфологического критерия для
определения вида.

4. Домашнее задание.

Параграф 53, вопросы.

urok.1sept.ru

Практикум по биологии для 11 класса

Практическая работа 3.

«Анализ и оценка этических аспектов развития некоторых исследований в биотехнологии»

Цель: провести анализ аспектов развития некоторых исследований в биотехнологии.

Оборудование: теоретический материал по теме, карточки-задания.

Ход работы.

Задание 1.

Изучите теоретический материал по теме «Биотехнологии – это…» и заполните таблицу:

Задание 2. Изучите теоретический материал по теме «Клонирование» и заполните таблицу:

Сделайте выводы об этических проблемах биотехнологии.

Приложение для ПР 3 (теоретический материал)

Технологии с приставкой «био»

Генная и клеточная инженерия
Генная и клеточная инженерия – являются важнейшими методами (инструментами), лежащими в основе современной биотехнологии.
Методы клеточной инженерии  направлены на конструирование клеток нового типа. Они могут быть использованы для воссоздания жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, для объединения целых клеток, принадлежавших различным видам с образованием клетки, несущей генетический материал обеих исходных клеток, и других операций.

Генно-инженерные методы направлены на конструирование новых, не существующих в природе сочетаний генов. В результате применения генно-инженерных методов можно получать рекомбинантные (модифицированные) молекулы РНК и ДНК, для чего производится выделение отдельных генов (кодирующих нужный продукт), из клеток какого-либо организма. После проведения определенных манипуляций с этими генами осуществляется их введение в другие организмы (бактерии, дрожжи и млекопитающие),  которые, получив новый ген (гены), будут способны синтезировать конечные продукты с измененными, в нужном человеку направлении, свойствами. Иными словами, генная инженерия позволяет получать заданные (желаемые) качества изменяемых или генетически модифицированных организмов или так называемых «трансгенных»  растений и животных.

Наибольшее применение генная инженерия нашла в сельском хозяйстве и в медицине.

Люди всегда задумывались над тем, как можно научиться управлять природой, и искали способы получения, например, растений с улучшенными качествами: с высокой урожайностью, более крупными и вкусными плодами или с повышенной холодостойкостью. С давних времен основным методом, который использовался в этих целях, была селекция. Она широко применяется до настоящего времени и направлена на создание новых и улучшение уже существующих сортов культурных растений, пород домашних животных и штаммов микроорганизмов с ценными для человека признаками и свойствами.

Селекция строится на отборе растений (животных) с выраженными благоприятными признаками и дальнейшем скрещивании таких организмов, в то время как генная инженерия позволяет непосредственно вмешиваться в генетический аппарат клетки. Важно  отметить, что в ходе традиционной селекции получить гибриды с искомой комбинацией полезных признаков весьма сложно, поскольку к потомству передаются очень большие фрагменты геномов каждого из родителей, в то время как генно-инженерные методы позволяют работать чаще всего с одним или несколькими генами, причем их модификации не затрагивают работу других генов. В результате, не теряя других полезных свойств растения, удается добавить еще один или несколько полезных признаков, что весьма ценно для создания новых сортов и новых форм растений. Стало возможным  изменять у растений, например, устойчивость к климату и стрессам, или их чувствительность к насекомым или болезням, распространённым в определённых регионах, к засухе и т.д. Учёные надеются даже получить такие породы деревьев, которые были бы устойчивы к пожарам. Ведутся широкие исследования по улучшению пищевой ценности различных сельскохозяйственных культур, таких как  кукуруза, соя, картофель, томаты, горох и др.

Исторически, выделяют «три волны» в создании генно-модифицированных  растений:

Первая волна – конец 1980-х годов – создание растений с новыми свойствами устойчивости к вирусам, паразитам или гербицидам. В растениях «первой волны» дополнительно вводили всего один ген  и заставляли его «работать», то есть синтезировать один дополнительный белок. «Полезные» гены «брали» либо у вирусов растений (для формирования устойчивости к данному вирусу), либо у почвенных бактерий (для формирования устойчивости к насекомым, гербицидам).

Вторая волна – начало 2000-х годов – создание растений с новыми потребительскими свойствами: масличные культуры с повышенным содержанием и измененным составом масел, фрукты и овощи с большим содержанием витаминов, более питательные зерновые и т.д. 

В наши дни ученые создают растения «третьей волны», которые в ближайшие 10 лет появятся на рынке: растения-вакцины, растения-биореакторы для производства промышленных продуктов (компонентов для различных видов пластика, красителей, технических масел и т.д.), растения — фабрики лекарств и т.д. 

Генно-инженерные работы в животноводстве имеют другую задачу. Вполне достижимой целью при современном уровне технологии является  создание трансгенных животных  с определённым целевым геном. Например, ген какого-нибудь ценного гормона животного (например, гормона роста) искусственно внедряется в бактерию, которая начинает продуцировать его в больших количествах.  Еще один пример: трансгенные козы, в результате введения соответствующего гена, могут вырабатывать специфический белок, фактор VIII, который препятствует кровотечению у больных, страдающих гемофилией, или фермент, тромбокиназу, способствующий рассасыванию тромба в кровеносных сосудах, что актуально для профилактики и терапии тромбофлебита у людей. Трансгенные животные вырабатывают эти белки намного быстрее, а сам способ значительно дешевле традиционного.

В конце 90-х годов XX в. учёные США вплотную подошли к получению сельскохозяйственных животных методом клонирования клеток эмбрионов, хотя это направление нуждается еще в дальнейших серьезных исследованиях. А вот в ксенотрансплантации – пересадке органов от одного вида живых организмов другому, — достигнуты несомненные результаты. Наибольшие успехи получены при использовании свиней, имеющих в генотипе перенесенные гены человека, в качестве доноров различных органов. В этом случае наблюдается минимальный риск отторжения органа.

Учёные также предполагают, что перенос генов поможет снизить аллергию человека к коровьему молоку. Целенаправленные изменения в ДНК коров должны привести также к уменьшению содержания в молоке насыщенных жирных кислот и холестерина, что сделает его еще более полезным для здоровья.
Потенциальная опасность применения генетически модифицированных организмов выражается в двух аспектах: безопасность продовольствия для здоровья людей и экологические последствия. Поэтому важнейшим этапом при создании генно-модифицированного продукта должна быть его всесторонняя экспертиза во избежание опасности того, что продукт содержит протеины, вызывающие аллергию, токсичные  вещества или какие-то новые опасные компоненты.

Значение биотехнологий для медицины.
Помимо широкого применения в сельском хозяйстве, на основе генной инженерии возникла целая отрасль фармацевтической промышленности, называемая “индустрией ДНК” и представляющая собой одну из современных ветвей биотехнологии. Более четверти всех лекарств, используемых сейчас в мире, содержат ингредиенты из растений. Генно-модифицированные растения являются дешевым и безопасным источником для получения полностью функциональных лекарственных белков (антител, вакцин, ферментов и др.) как для человека, так и для животных. Примерами применения генной инженерии в медицине являются также производство человеческого инсулина путем использования генно-модифицированных бактерий, производство эритропоэтина (гормона, стимулирующего образование эритроцитов в костном мозге.  Физиологическая роль данного гормона состоит в регуляции продукции эритроцитов в зависимости от потребности организма в кислороде) в культуре клеток (т.е. вне организма человека) или новых пород экспериментальных мышей для научных исследований.

Разработка методов генной инженерии, основанных на создании рекомбинантных ДНК, привела к тому «биотехнологическому буму», свидетелями которого мы являемся. Благодаря достижениям науки в этой области стало возможным не только создание  «биологических реакторов», трансгенных животных, генно-модифицированных растений, но и проведение генетической паспортизации (полного исследования и анализа генотипа человека, проводимого, как правило, сразу после рождения, для определения предрасположенности к различным заболеваниям, возможную неадекватную (аллергическую) реакцию на те или иные лекарства, а также склонность к определенным видам деятельности). Генетическая паспортизация позволяет прогнозировать и уменьшать риски сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, исследовать и предотвращать нейродегенеративные заболевания и процессы старения, анализировать нейро-физиологические особенности личности на молекулярном уровне),  диагностирование генетических заболеваний,  создание  ДНК-вакцин,  генотерапия различных заболеваний и т.д.

В XX веке в большинстве стран мира основные усилия медицины были направлены на борьбу с инфекционными заболеваниями, снижение младенческой смертности и увеличение средней продолжительности жизни. Страны с более развитой системой здравоохранения настолько преуспели на этом пути, что сочли возможным сместить акцент на лечение хронических заболеваний, болезней сердечно-сосудистой системы и онкологических заболеваний, поскольку именно эти группы болезней давали наибольший процент прироста смертности.

Одновременно шли поиски новых методов и подходов. Существенным явилось то, что  наукой была доказана значительная  роль наследственной предрасположенности в возникновении таких широко распространённых болезней, как ишемическая болезнь сердца, гипертония, язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки, псориаз,  бронхиальная астма и др. Стало очевидным, что для эффективного лечения и профилактики этих болезней, встречающихся в практике врачей всех специальностей, необходимо знать механизмы взаимодействия средовых и наследственных факторов в их возникновении и  развитии, а, следовательно,  дальнейший прогресс в здравоохранении невозможен без развития биотехнологических методов в медицине. В последние годы именно эти направления считаются приоритетными и бурно развиваются. 

Актуальность проведения достоверных генетических исследований, основанных на биотехнологических подходах, очевидна еще и потому, что к настоящему времени известно уже более 4000 наследственных болезней. Около 5-5,5% детей рождаются с наследственными или врождёнными заболеваниями. Не менее 30% детской смертности во время беременности и в послеродовом периоде обусловлено врождёнными пороками развития и наследственными болезнями. После 20-30 лет начинают проявляться многие заболевания, к которым у человека была только наследственная предрасположенность. Это происходит под воздействием различных средовых факторов: условия жизни, вредные привычки, осложнения после перенесенных болезней и т.д.

В настоящее время уже появились практические возможности значительно снизить или скорректировать негативное воздействие наследственных факторов. Медицинская генетика объяснила, что причиной многих генных мутаций  является взаимодействие с неблагоприятными условиями среды, а, следовательно, решая экологические проблемы  можно добиться снижения заболеваемости раком, аллергией, сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, психическими болезнями и даже некоторыми инфекционными заболеваниями. Вместе с тем, ученым удалось выявить гены, ответственные за проявление различных патологий и способствующие увеличению продолжительности жизни. При использовании методов медицинской генетики хорошие результаты получены при лечении 15% болезней, в отношении почти 50% заболеваний наблюдается существенное улучшение.

Таким образом, значительные достижения генетики позволили не только выйти на молекулярный уровень изучения генетических структур организма, но и  вскрыть сущность многих серьезных болезней человека, вплотную подойти к генной терапии.

Кроме того, на основе медико-генетических знаний появились возможности для ранней диагностики наследственных болезней и своевременной  профилактики наследственной патологии. 

Важнейшим направлением медицинской генетики в  настоящее время является разработка новых методов диагностики наследственных заболеваний, в том числе и болезней с наследственной предрасположенностью. Сегодня уже никого не удивляет предимплантационная диагностика – метод диагностики эмбриона на ранней стадии внутриутробного развития, когда врач-генетик, извлекая лишь одну клетку будущего ребенка с минимальной угрозой для его жизни, ставит точный диагноз или предупреждает о наследственной предрасположенности к той или иной болезни. 

Как теоретическая и клиническая дисциплина медицинская генетика продолжает интенсивно развиваться в разных направлениях: изучение генома человека, цитогенетика, молекулярная и биохимическая генетика, иммуногенетика, генетика развития, популяционная генетика, клиническая генетика.
Благодаря все более широкому применению биотехнологических методов в фармацевтике и медицине появилось новое понятие «персонализированной медицины», когда лечение пациента осуществляется на основе его индивидуальных, в том числе генетических особенностей, и даже препараты, используемые в процессе лечения, изготавливаются индивидуально для каждого конкретного пациента с учетом его состояния. Появление таких препаратов стало возможным, в частности, благодаря применению такого  биотехнологического метода, как гибридизация (искусственное  слияние) клеток. Процессы гибридизации клеток и получения гибридов  еще до конца не изучены и не отработаны, но важно, что с их помощью стало возможным нарабатывать моноклональные антитела. Моноклональные антитела – это специальные «защитные» белки,  которые   продуцируются клетками иммунной системы человека в ответ на  появление в крови любых чужеродных агентов (называемых антигенами): бактерий, вирусов, ядов и т.д.  Моноклональные антитела обладают необыкновенной, уникальной специфичностью, и каждое антитело узнает только свой антиген, связывается с ним и делает его безопасным для человека. В современной медицине моноклональные антитела широко  используются в диагностических целях. В настоящее время они применяются также  в качестве высокоэффективных препаратов для индивидуального лечения пациентов, страдающих такими тяжелыми заболеваниями, как рак,  СПИД и др.

Клонирование

Клонирование –  это один из методов, применяемых в биотехнологии для получения идентичных потомков при помощи бесполого размножения. Иначе клонирование можно определить как процесс изготовления генетически идентичных копий отдельной клетки или организма. То есть полученные в результате клонирования организмы похожи не только внешне, но и генетическая информация, заложенная в них, абсолютно одинакова.

Термин «клонирование» происходит от английского слова  clone, cloning (веточка, побег, отпрыск), которое обозначает группу растений (например, фруктовых деревьев), полученных от одного растения-производителя вегетативным (не семенным) способом. Позже название «клонирование» было перенесено на разработанную технологию получения идентичных организмов, именуемую также «замещение клеточного ядра». Организмы, полученные по такой технологии, стали называться клонами. В конце 1990-х годов XX века стала очевидна возможность применения этой технологии для получения генетически идентичных человеческих индивидов, то есть стало реальным клонирование человека.

В природе клонирование широко распространено у различных организмов. У растений естественное клонирование происходит при различных способах вегетативного размножения, у животных — при  партеногенезе и различных формах полиэмбрионии (полиэмбриония: от «поли-» и греч. embrion – «зародыш» – образование у животных нескольких зародышей (близнецов)  из одной зиготы в результате ее неправильного деления вследствие воздействия случайных факторов).  У людей примером полиэмбрионии может служить рождение однояйцевых близнецов, которые являются естественными клонами.  Широко распространено клональное размножение среди ракообразных и насекомых.

Первым искусственно клонированным многоклеточным организмом стала в 1997 г. овца Долли. В 2007 году одного из создателей клонированной овцы Елизавета II наградила за это научное достижение  рыцарским званием.

Сутью техники «ядерного переноса»,  используемой при клонировании, является замена собственного клеточного ядра оплодотворенной яйцеклетки на ядро, извлеченное из клетки организма, точную генетическую копию которого планируется получить. К настоящему времени разработаны не только методы воспроизведения того организма, из которого клетка была взята, но и того, от которого был взят генетический материал. Появилась потенциальная  возможность воспроизведения умершего организма,  даже в том случае, когда от него остались минимальные части — необходимо только, чтобы из них можно было выделить генетический материал (ДНК).

Клонирование организмов может быть полным или частичным. При  полном клонировании  воссоздаётся весь организм целиком, а при частичном — воссоздаются лишь те или иные ткани организма.

Технология воссоздания целого организма крайне перспективна в случае необходимости сохранения редких видов животных или для восстановления исчезнувших видов. 

Частичное клонирование  — может стать  важнейшим  направлением в медицине, поскольку клонированные ткани могут компенсировать недостаток и дефекты собственных тканей организма человека и, что особенно существенно, они  не отторгаются при трансплантации. Такое терапевтическое клонирование изначально не предполагает получение целого организма. Его развитие сознательно останавливают на ранних стадиях, а получившиеся клетки, которые называются  эмбриональные  стволовые клетки (эмбриональные или зародышевые стволовые клетки — самые примитивные клетки, возникающие на ранних стадиях развития эмбриона, способные развиться во все клетки взрослого организма), используют для выработки нужных тканей или других биологических продуктов. Экспериментально доказано, что терапевтическое клонирование может быть также с успехом применено для лечения некоторых заболеваний человека, до сих пор считающихся неизлечимыми (болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, инфаркт, инсульт, диабет, рак, лейкемия и др.), позволит избегать рождения детей с синдромом Дауна и другими генетическими заболеваниями. Ученые видят возможность успешного  использования методов клонирования в  борьбе  со старением и для увеличения продолжительности жизни. Важнейшим приложением этой технологии является и область репродукции — при бесплодии, как женском, так и мужском.

Новые перспективы открываются также для применения клонирования в сельском хозяйстве и животноводстве. Путём клонирования можно получать животных с высокой продуктивностью яиц, молока, шерсти или таких животных, которые выделяют нужные человеку ферменты (инсулин, интерферон и др.). Комбинируя методы генной инженерии с клонированием, можно вывести трансгенные сельскохозяйственные растения, которые смогут сами себя защищать от вредителей или будут устойчивы к определённым болезням.

Здесь были перечислены только некоторые из возможностей, которые открываются, благодаря  применению этой новейшей технологии. Однако, при всех своих достоинствах и перспективах, столь важных для решения многих проблем человечества, клонирование является одной из самых обсуждаемых областей науки и медицинской практики. Это связано с нерешенностью целого комплекса морально-этических и правовых аспектов, связанных с манипуляциями с половыми и стволовыми клетками, судьбой  эмбриона и клонированием человека.

Некоторые этические и правовые аспекты применения биотехнологических методов

Этика – учение о нравственности, согласно которому главной добродетелью считается умение найти середину между двух крайностей. Данная наука основана Аристотелем.

Биоэтика – часть этики, изучающая нравственную сторону деятельности человека в медицине, биологии. Термин предложен В.Р. Поттером в 1969 г.
В узком смысле биоэтика обозначает круг этических проблем в сфере медицины. В широком смысле биоэтика относится к исследованию социальных, экологических, медицинских и социально-правовых проблем, касающихся не только человека, но и любых живых организмов, включенных в экосистемы. То есть она имеет философскую направленность, оценивает результаты развития новых технологий и идей в медицине, биотехнологии  и биологии в целом.

Современные  биотехнологические методы обладают настолько мощным и не до конца изученным потенциалом, что их широкое применение  возможно только при строгом соблюдении этических норм. Существующие в обществе моральные принципы обязывают искать компромисс между интересами общества и индивида. Более того, интересы личности ставятся в настоящее время выше интересов общества. Поэтому соблюдение и дальнейшее развитие этических норм в этой сфере должно быть направлено, прежде всего, на всемерную защиту интересов человека.

Массовое внедрение в медицинскую практику и коммерциализация принципиально новых технологий в области генной инженерии и клонирования, привело также к необходимости создания соответствующей правовой базы, регулирующей все юридические аспекты деятельности в этих направлениях.

Новейшие биотехнологии создают огромные  возможности вмешательства в жизнедеятельность живых организмов и неизбежно ставят человека перед нравственным вопросом: до какого предела допустимо вторжение в  природные процессы? Любая дискуссия по биотехнологической проблематике не ограничивается научной стороной дела. В ходе этих дискуссий нередко высказываются диаметрально противоположные точки зрения  по поводу применения и  дальнейшего развития конкретных биотехнологических методов, прежде всего таких, как:
— генная инженерия,
— пересадка органов и клеток в терапевтических целях;
— клонирование — искусственное создание живого организма;
— использование препаратов, влияющих на физиологию нервной системы, для модификации поведения, эмоционального восприятия мира и т.д.

Практика, существующая в современных демократических обществах, показывает, что эти дискуссии абсолютно необходимы не только для более полного понимания всех «плюсов» и «минусов» применения методов, вторгающихся в личную жизнь человека уже на уровне генетики.  Они позволяют также обсудить морально-этические аспекты и определить отдаленные последствия  применения биотехнологий, что в свою очередь, помогает законодателям создавать адекватную правовую базу, регулирующую данную сферу деятельности в интересах защиты прав личности.

Остановимся на тех направлениях в биотехнологических исследованиях, которые напрямую связаны с высоким риском нарушения прав личности и вызывают наиболее острую дискуссию по поводу их широкого применения: пересадка органов и клеток в терапевтических целях и  клонирование.
В последние годы резко возрос интерес к изучению и применению в биомедицине эмбриональных стволовых клеток человека и техники клонирования с целью их получения. Как известно, эмбриональные стволовые клетки способны трансформироваться в разные типы клеток и тканей (кроветворные, половые, мышечные, нервные и др.). Они оказались перспективными для применения в генной терапии, трансплантологии, гематологии, ветеринарии, фармакотоксикологии, при тестировании лекарств и пр.

Выделение этих клеток производят из эмбрионов и плодов человека 5-8 недель развития, полученных при медицинском прерывании беременности  (в результате аборта), что порождает  многочисленные вопросы относительно этической и юридической правомерности проведения исследований на эмбрионах человека, в том числе такие:
  — насколько необходимы и оправданы  научные исследования на эмбриональных стволовых клетках человека?
— допустимо ли ради прогресса медицины разрушать человеческую жизнь и насколько это морально?
— достаточно ли проработана правовая база для применения этих технологий?

Все эти вопросы решались бы гораздо проще, если бы существовало универсальное понимание, что такое «начало жизни»,  с какого момента можно говорить  о «личности, нуждающейся в защите прав» и что подлежит защите: половые клетки человека, эмбрион с момента  оплодотворения, плод с какого-то определенного этапа внутриутробного развития или человек с момента его появления на свет? У каждого из вариантов есть свои сторонники и противники, и вопрос о статусе половых клеток и эмбриона не нашел своего окончательного решения еще ни в одной стране мира.

В ряде стран запрещены любые исследования на эмбрионах (например, в Австрии, Германии). Во Франции права  эмбриона защищаются с момента его зачатия. В Великобритании, Канаде и Австралии, хотя создание эмбрионов для исследовательских целей не запрещено, но разработана система законодательных актов, регулирующая и контролирующая подобные исследования. В России ситуация в этой области более чем неопределенная: деятельность по изучению и использованию стволовых клеток недостаточно отрегулирована, остаются существенные пробелы в законодательстве, мешающие развитию этого направления. В отношении же клонирования в 2002 г. федеральным законом был введен временный (на 5 лет) запрет на клонирование человека, но срок его действия истек в 2007 г., и вопрос остается открытым.

Ученые стараются четко разграничивать «репродуктивное» клонирование, цель которого — создание клона, то есть целого живого организма, идентичного другому организму по генотипу, и «терапевтическое» клонирование, применяемое для выращивания колонии стволовых клеток.

В случае стволовых клеток проблемы статуса эмбриона и клонирования приобретают новое измерение. Это связано с мотивацией данного рода научных исследований, а именно применение их для поиска новых, более эффективных способов лечения тяжелых и даже неизлечимых заболеваний. Поэтому в некоторых странах (таких как США, Канада, Англия), где  до последнего времени считалось недопустимым использовать эмбрионы  и технологии клонирования в терапевтических целях, происходит изменение позиции общества и государства в сторону допустимости их применения  в целях  лечения таких заболеваний, как рассеянного склероза, болезней Альцгеймера и Паркинсона, постмиокардиального инфаркта, недостаточности регенерации костной или хрящевой ткани, при черепно-лицевых травмах, диабете, миодистрофии и др.

В то же время терапевтическое клонирование многими рассматривается  как первый шаг к репродуктивному клонированию, которое встречает крайне негативное отношение во всем мире, и  на него повсеместно наложен запрет.

Клонирование человека в настоящее время официально  нигде не осуществляется. Опасность в его применении в репродуктивных целях видят в том, что техника клонирования исключает естественное и свободное слияние генетического материала отца и матери, что воспринимается как вызов достоинству человека. Нередко говорится о проблемах самоидентификации клона: кого он должен считать родителями, почему он является генетической копией кого-то другого? Кроме того, клонирование сталкивается с некоторыми техническими препятствиями, которые подвергают опасности здоровье и благополучие клона. Есть факты, свидетельствующие о быстром старении клонов,  возникновении у них многочисленных мутаций. В соответствии с техникой клонирования,  клон вырастает из взрослой — не половой, а соматической  клетки, в генетической структуре которой на протяжении многих лет происходили так называемые соматические мутации. Если при естественном оплодотворении мутировавшие гены одного родителя компенсируются нормальными аналогами другого родителя, то при клонировании такой компенсации не происходит, что значительно увеличивает для клона риск заболеваний, вызываемых соматическими мутациями,  и многих тяжелых заболеваний (рака, артрита, иммунодефицитов). Помимо прочего, у некоторых людей возникает страх  перед клонированным человеком, перед его возможным превосходством в физическом, моральном и духовном развитии (российский врач-психиатр В. Яровой считает, что этот страх носит характер психического расстройства (фобии) и даже присвоил ему в 2008 г. название «бионализм» ).

 Здесь были обсуждены только некоторые из многочисленных проблем, которые возникают в связи с бурным развитием биотехнологий и вторжением их в жизнь человека. Безусловно, прогресс науки остановить нельзя и вопросы, которые она ставит, возникают быстрее, чем общество может на них найти ответы. Справиться с этим положением дел можно лишь понимая, насколько важно широко обсуждать в  обществе этические и правовые проблемы, которые появляются по мере развития и внедрения в практику биотехнологий. Наличие колоссальных идеологических расхождений по этим вопросам   вызывает осознанную необходимость серьезного государственного регулирования в этой сфере.

От «биотехнологии» к «биоэкономике»

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что передовые биотехнологии способны играть существенную роль в улучшении качества жизни и здоровья человека, обеспечении экономического и социального роста государств (особенно в развивающихся странах).

С помощью биотехнологии могут быть получены новые диагностические средства, вакцины и лекарственные препараты. Биотехнология может помочь в увеличении урожайности основных злаковых культур, что особенно актуально в связи с ростом численности населения Земли. Во многих странах, где большие объёмы биомассы не используются или используются не полностью, биотехнология могла бы предложить способы их превращения в ценные продукты, а также переработки с использованием биотехнологических методов для производства различных видов биотоплива. Кроме того, при правильном планировании и управлении биотехнология может найти применение в небольших регионах как инструмент индустриализации сельской местности для создания небольших производств, что обеспечит более активное освоение пустующих территорий и будет решать проблему занятости населения.

Особенностью развития биотехнологии в  XXI веке является не только ее бурный рост как прикладной науки, она все более широко входит в повседневную жизнь человека, и что еще более существенно –  обеспечивая исключительные возможности для эффективного (интенсивного, а не экстенсивного) развития практически всех отраслей экономики, становится необходимым условием устойчивого развития общества, и тем самым оказывает трансформирующее влияние на парадигму развития социума в целом.

Широкое проникновение биотехнологий в экономику мирового хозяйства нашло свое отражение и в том, что сформировались даже новые термины для обозначения глобальности данного процесса. Так,  применение биотехнологических методов в промышленном производстве, стали называть «белая биотехнология», в фармацевтическом производстве и медицине —  «красная биотехнология», в сельскохозяйственном производстве и животноводстве – «зеленая биотехнология»,  а для искусственного выращивания и дальнейшей переработки водных организмов (аквакультура или марикультура) – «синяя биотехнология». А экономика, интегрирующая  все эти инновационные области, получила название «биоэкономика». Задача перехода от традиционной  экономики  к экономике нового типа — биоэкономике, основанной на инновациях и широко использующей возможности биотехнологии в различных отраслях производства, а также  в повседневной жизни  человека, уже объявлена стратегической целью во многих странах мира.

multiurok.ru

Материал по биологии (11 класс) на тему: Лабораторные и практические работы по биологии 11 класс

Лабораторная работа № 4

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

Цель: познакомить с эмбриональными доказательствами эволюции органического мира.

Ход работы.

Прочитать текст «Эмбриология» и рассмотреть рисунки  на стр. учебника.

Выявить черты сходства зародышей человека и других позвоночных.

Ответить на вопрос: о чем свидетельствуют сходства зародышей?

Лабораторная работа № 5-6

                                                     «Решение элементарных генетических задач»

Цель: на конкретных примерах показать, как наследуются признаки, каковы условия их проявления, что необходимо знать и каких правил придерживаться при получении новых сортов культурных растений и пород домашних животных.

Оборудование: учебник, тетрадь, условия задач, ручка.

Ход работы:

1. Вспомнить основные законы наследования признаков.

2. Коллективный разбор задач на моногибридное и дигибридное скрещивание.

3. Самостоятельное решение задач на моногибридное и дигибридное скрещивание, подробно описывая ход решения и сформулировать полный ответ.

Задачи на моногибридное скрещивание

Задача № 1. У крупного рогатого скота ген, обусловливающий черную окраску шерсти, доминирует над геном, определяющим красную окраску. Какое потомство можно ожидать от скрещивания гомозиготного черного быка и красной коровы?

Разберем решение этой задачи. Вначале введем обозначения. В генетике для генов приняты буквенные символы: доминантные гены обозначают прописными буквами, рецессивные — строчными. Ген черной окраски доминирует, поэтому его обозначим А. Ген красной окраски шерсти рецессивен — а. Следовательно, генотип черного гомозиготного быка будет АА. Каков же генотип у красной коровы? Она обладает рецессивным признаком, который может проявиться фенотипически только в гомозиготном состоянии (организме). Таким образом, ее генотип аа. Если бы в генотипе коровы был хотя бы один доминантный ген А, то окраска шерсти у нее не была бы красной.                                                                                                                                                    Теперь, когда генотипы родительских особей определены, необходимо составить схему теоретического скрещивания

Черный бык образует один тип гамет по исследуемому гену — все половые клетки будут содержать только ген А. Для удобства подсчета выписываем только типы гамет, а не все половые клетки данного животного. У гомозиготной коровы также один тип гамет — а. При слиянии таких гамет между собой образуется один, единственно возможный генотип — Аа, т.е. все потомство будет единообразно и будет нести признак родителя, имеющего доминантный фенотип — черного быка..

РАА      *    аа

GА                а

FАа

Таким образом, можно записать следующий ответ: при скрещивании гомозиготного черного быка и красной коровы в потомстве следует ожидать только черных гетерозиготных телят

Следующие задачи следует решить самостоятельно, подробно описав ход решения и сформулировав полный ответ.

Задача № 2. Какое потомство можно ожидать от скрещивания коровы и быка, гетерозиготных по окраске шерсти?

Задача № 3. У морских свинок вихрастая шерсть определяется доминантным геном, а гладкая — рецессивным.

Скрещивание двух вихрастых свинок между собой дало 39 особей с вихрастой шерстью и 11 гладкошерстных животных. Сколько среди особей, имеющих доминантный фенотип, должно оказаться гомозиготных по этому признаку?

Морская свинка с вихрастой шерстью при скрещивании с особью, обладающей гладкой шерстью, дала в потомстве 28 вихрастых и 26 гладкошерстных потомков. Определите генотипы родителей и потомков.

Задачи на ди- и полигибридное скрещивание

Задача № 7. Выпишите гаметы организмов со следующими генотипами: ААВВ; aabb; ААЬЬ; ааВВ; АаВВ; Aabb; АаВЬ; ААВВСС; ААЬЬСС; АаВЬСС; АаВЬСс.

 Разберем один из примеров. При решении подобных задач необходимо руководствоваться законом чистоты гамет: гамета генетически чиста, так как в нее попадает только один ген из каждой аллельной пары. Возьмем, к примеру, особь с генотипом АаВbСс. Из первой пары генов — пары А — в каждую половую клетку попадает в процессе мейоза либо ген А, либо ген а. В ту же гамету из пары генов В, расположенных в другой хромосоме, поступает ген В или b. Третья пара также в каждую половую клетку поставляет доминантный ген С или его рецессивный аллель — с. Таким образом, гамета может содержать или все доминантные гены — ABC, или же рецессивные — abc, а также их сочетания: АВс, AbC, Abe, аВС, аВс, а bС.

 Чтобы не ошибиться в количестве сортов гамет, образуемых организмом с исследуемым генотипом, можно воспользоваться формулой N = 2n, где N — число типов гамет, а n — количество гетерозиготных пар генов. В правильности этой формулы легко убедиться на примерах: гетерозигота Аа имеет одну гетерозиготную пару; следовательно, N = 21 = 2. Она образует два сорта гамет: А и а. ДигетерозиготаАаВЬ содержит две гетерозиготные пары: N = 22 = 4, формируются четыре типа гамет: АВ, Ab, aB, ab. Тригетерозигота АаВЬСс в соответствии с этим должна образовывать 8 сортов половых клеток N = 23 = 8), они уже выписаны выше.

Задача № 8. У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над геном рогатости, а ген черного цвета шерсти — над геном красной окраски. Обе пары генов находятся в разных парах хромосом.

1. Какими окажутся телята, если скрестить гетерозиготных по обеим парам

признаков быка и корову?

2. Какое потомство следует ожидать от скрещивания черного комолого быка, гетерозиготного по обеим парам признаков, с красной рогатой коровой?

Дополнительные задачи к лабораторной работе

На звероферме получен приплод в 225 норок. Из них 167 животных имеют коричневый мех и 58 норок голубовато-серой окраски. Определите генотипы исходных форм, если известно, что ген коричневой окраски доминирует над геном, определяющим голубовато-серый цвет шерсти.

У человека ген карих глаз доминирует над геном, обусловливающим голубые глаза. Голубоглазый мужчина, один из родителей которого имел карие глаза, женился на кареглазой женщине, у которой отец имел карие глаза, а мать — голубые. Какое потомство можно ожидать от этого брака?

Альбинизм наследуется у человека как рецессивный признак. В семье, где один из супругов альбинос, а другой имеет пигментированные волосы, есть двое детей. Один ребенок альбинос, другой — с окрашенными волосами. Какова вероятность рождения следующего ребенка-альбиноса?

У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть — над длинной. Обе пары генов находятся в разных хромосомах.

Какой процент черных короткошерстных щенков можно ожидать от скрещивания двух особей, гетерозиготных по обоим признакам?

Охотник купил черную собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет генов длинной шерсти кофейного цвета. Какого партнера по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки?

У человека ген карих глаз доминирует над геном, определяющим развитие голубой окраски глаз, а ген, обусловливающий умение лучше владеть правой рукой, преобладает над геном, определяющим развитие леворукости. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если родители их гетерозиготны?

У человека рецессивный ген а детерминирует врождённую глухонемоту. Наследственно глухонемой мужчина женился на женщине, имеющей нормальный слух. Можно ли определить генотип матери ребёнка?

Из желтого семени гороха получено растение, которое дало 215 семян, из них 165 желтых и 50 зелёных. Каковы генотипы всех форм?

Отец и мать ощущают горький вкус фенилтиомочевины. Двое из четверых детей не чувствуют вкуса этого препарата. Принимая, что различия по чувствительности к фенилтиомочевине моногенны, определите доминантна или рецессивна нечувствительность к фенилтиомочевине.

                                                                         Лабораторная работа № 9

«Описание особей вида по морфологическому критерию».

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

Оборудование: живые растения или гербарные материалы растений разных видов.

Ход работы

1.   Пользуясь карточкой-определителем, определите названия видов растений, предложенных для работы.

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

3.Заполните таблицу:

Рисунок1

Рисунок 2

Определительная карточка для голосеменных

Деревья с игловидными листьями (хвоинками), содержащие в коре и листьях смолу …………………………….— сем. Сосновые 

1. Хвоинки расположены пучками на укороченных побегах ……2

0. Хвоинки расположены поодиночке …….…...4

2. Листопадные деревья с узколинейными мягкими листьями, собранными на укороченных побегах по 15-40 …………………………………………

 — Лиственница сибирская 

0. Вечнозеленые деревья. Хвоинки собраны в пучки по 2-5 3

3. Хвоинок в пучках по 2                               — Сосна обыкновенная 

0. Хвоинки в пучках по 5                                      — Сосна сибирская 

4. Хвоинки плоские, тупые, снизу с 2-мя светлыми полосками

 — Пихта сибирская 

0. Хвоинки четырехгранные, жесткие, колючие….— Ель сибирская

4.Сделайте вывод о достоинстве и недостатках морфологического критерия в определении вида.

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. Заполни таблицу «Сравнительная характеристика растений»:

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 №  11

«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 *

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

3. Соотнесите приведённые примеры приспособлений с их характером.

Лабораторная работа № 4

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

Цель: познакомить с эмбриональными доказательствами эволюции органического мира.

Ход работы.

Прочитать текст «Эмбриология» и рассмотреть рисунки  на стр. учебника.

Выявить черты сходства зародышей человека и других позвоночных.

Ответить на вопрос: о чем свидетельствуют сходства зародышей?

Лабораторная работа №  12

«Анализ и оценка различных гипотез происхождения жизни»

Цель: знакомство с различными гипотезами происхождения жизни на Земле.

Ход работы.

Прочитать текст «Многообразие теорий возникновения жизни на Земле».

Заполнить таблицу:

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-едидственной 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 спе-дифике 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. Берпапа 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 орпанические 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 № 13

«Анализ и оценка различных гипотез происхождения человека»

Цель: познакомиться с различными гипотезами происхождения человека.

Ход работы.

1. Прочитать текст «Гипотезы происхождения человека» на стр.учебника.

2.Заполнить таблицу:

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

Лабораторная работа № 14

«Выявление антропогенных изменений в экосистемах своей местности»

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

Ход работы.

Рассмотреть карты-схемы территории               в разные годы.

Выявить антропогенные изменения в экосистемах местности.

Оценить последствия хозяйственной деятельности человека.

Лабораторная работа № 15

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

Цель: Закрепить умения правильно определять последовательность организмов в пищевой цепи,  составлять трофическую сеть, строить пирамиду биомасс.

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 №16

«Сравнительная характеристика природных экосистем и агроэкосистем Купинского района»

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

Ход работы.

1. Прочитать текст «Агроценозы» на стр..

2. Заполнить таблицу «Сравнение природных и искусственных экосистем»

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

Лабораторная работа № 17

«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 № 18

«Решение экологических задач»

Цель: Изучить способы  решения  простейшие экологические задачи.

Ход работы.

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 № 19

«Анализ и оценка последствий собственной деятельности в окружающей среде,

 глобальных экологических проблем и путей их решения»

Цель: познакомиться с последствиями хозяйственной деятельности человека в окружающей среде.

Ход работы.

Прочитать текст «Основные экологические проблемы современности» на стр.учебника.

Заполнить таблицу:

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

nsportal.ru

Урок биологии в 11 классе по теме «Вид, его критерии»

Урок биологии 11 класс

Модуль. Тема: «Вид, его критерии»

Номер учебного элемента (УЭ)

Учебный материал с указанием заданий.

Руководство по усвоению учебного материала.

УЭ-0

Интегрирующая цель: в результате работы над учебными элементами вы должны:

1.сформировать понятие вида;

2. определить критерии вида и дать им характеристику;

3. научиться описывать особи видов по морфологическому критерию

УЭ-1

Цель: сформировать понятие вид.

Задания

1. Прочитайте материал учебника на стр. 195-196 и запишите «Биологический вид – это……………………»

2. Какими характерными особенностями характеризуется вид? Запишите.

3. Что такое целостность вида? Запишите

4. Что называется обособленностью вида? Запишите

Контроль

Оцените себя по (3х бальной системе)

Индивидуаль

ная работа

УЭ-2

Цель: определить критерии вида и дать им характеристику

Задания:

1. Дополни предложение « Критерии вида – это……………»

2. С помощью материала учебника (на стр.196-198) составь самостоятельно схему «Критерии вида»

2. Заполните таблицу

Критерии вида и их характеристика

Критерий вида

Характеристика критерия

Контроль:

Оцените себя по (5 бальной системе)

Индивидуаль

ная и парная работа

УЭ-3

Цель: описать особей разных видов по морфологическому критерию:

Задания:

1. Выполните лабораторную работу

Лабораторная работа

Тема: Описание особей видов по морфологическому критерию

Цель:

Оборудование:

Ход работы

(Инструктивная карточка)

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

2. Сравните растения двух видов, выявите черты сходства и различия.

3. Сделайте вывод. Чем объясняются сходства (различия) растений?

Достаточно ли одного морфологического критерия для определения вида?

Парная и индивидуаль

ная работа

(работа выполняется в тетрадях для лабораторных работ)

УЭ-4

Цель: проверить знания по теме «Вид, его критерии»

Данная тема прослеживается в ЕГЭ (А20)

1. Какой критерий вида определяется внешним и внутренним сходством организмов?

А) морфологический Б) генетический

В) физиологический Г) географический

2. Совокупность факторов внешней среды – это основа:

А) генетического критерия Б) географического критерия

В) экологического критерия Г) исторического критерия

3. Сходство процессов питания и дыхания изучает критерий:

А) экологический Б) физиологический

В) морфологический Г) географический

4. Общность предков доказывает критерий:

А) исторический Б) морфологический

В) генетический Г) географический

5. Способность организмов давать плодовитое потомство служит основой:

А) для морфологического критерия Б) физиологического критерия

В) генетического критерия Г) экологического критерия

6. Влияние биотических факторов среды на организмы рассматривает критерий

А) географический Б) экологический

В) физиологический Г) исторический

Контроль: Оцените себя по (6 бальной системе)

Выполните работу в тетради.

УЭ-5

Цель: подведение итогов своей работы

1. Достигли ли вы цели?

2. Как вы оцените свою работу на уроке:

«Отлично»

« Хорошо»

«Удовлетворительно»

«Плохо»

2.Дифференцированное домашнее задание

Сумма баллов за урок

Задание

14 баллов

Составить списки растений или животных относящихся к разным видам, но к одному роду

11 баллов

§53 повторить. Составить списки растений или животных относящихся к разным видам, но к одному роду

Менее 11 баллов

§53 повторить весь модуль дома. Составить списки растений или животных относящихся к разным видам, но к одному роду

infourok.ru