1

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова Кафедра морфологии

Общая биология

Лабораторный практикум

Рекомендовано Научно-методическим советом университета

для студентов специальностей Биология и Экология

Ярославль 2006

2

УДК 575+615.9 ББК Е 047я73 О 28

Рекомендовано Редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного издания. План 2006 года

Рецензент кафедра морфологии

Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова Составители: И.М. Прохорова, М.И. Ковалева

О 28 Общая биология: лаб. практикум / сост. И.М. Прохорова, М.И. Ковалева ; Яросл. гос. ун-т. – Ярославль : ЯрГУ, 2006. – 56 с.

Практикум подготовлен на основе программы курса общей био-

логии и рассчитан на 36 часов. Цель лабораторных занятий – рас-смотрение наиболее сложных вопросов биологии, овладение важ-нейшими методами биологических исследований, изучение основ-ных закономерностей существования живых систем. В практикуме указаны темы занятий, прилагаются краткое со-

держание каждого занятия и ход выполнения работ, приводятся вопросы для контроля знаний, дается список литературы. Предназначен для студентов, обучающихся по специальностям

011600 Биология и 013100 Экология (дисциплина «Генетическая токсикология», блок ДС), очной и заочной форм обучения. Табл. 8. Ил. 4. Библиогр. 7.

УДК 575+615.9 ББК Е 047я73

© Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова, 2006

© И.М. Прохорова, М.И. Ковалева, 2006

3

Список лабораторных работ

Тема Контроль

1. Клеточный уровень организации живых систем. Строение эукариотической клетки.

Опрос

2. Особенности строения растительной и прокариотической клеток.

Контр. ра-бота по теме «Строение клетки»

3. Тканевой уровень организации живых систем. Ткани животного организма

Опрос

4. Ткани растительного организма Опрос 5. Сущность жизни. Уровни организации живой материи.

Биологические мезосистемы. Организменный уровень организации живого.

6. Коллоквиум 1. Сущность жизни. Уровни организации живых систем

7. Строение нуклеиновых кислот. Функции наследствен-ного материала.

Опрос

8. Организация генетического материала у прокариота и эукариота.

Опрос

9. Размножение на клеточном уровне I. Митоз. Опрос 10. Размножение на клеточном уровне II. Мейоз. Опрос 11. Размножение организмов. Гаметогенез у животных. Опрос 12. Споро- и гаметогенез у растений. Циклы развития рас-

тений. Опрос

13. Коллоквиум 2. Хранение и передача наследственной информации14. Биология индивидуального развития I. Опрос 15. Биология индивидуального развития II. Опрос 16. Биология индивидуального развития III. Генетические

закономерности развития. Семинар

17. Коллоквиум 3. Закономерности онтогенеза18. Закономерности филогенеза. Семинар 19. Модификационная изменчивость. Зачет

4

Занятие 1

Тема. Клеточный уровень организации живых систем Строение эукариотической клетки

Контрольные вопросы 1. Этапы развития клеточной теории. Основные положения

клеточной теории. 2. Значение клеточной теории. 3. Химический состав и физическое состояние цитоплазмы. 4. Строение клетки под электронным микроскопом. 5. Биологические мембраны и микротрубочки как структур-

ные единицы клеточных органоидов. 6. Строение и функции мембран. 7. Ядро. Строение ядра интерфазной и делящейся клетки. 8. Строение и функции мембранных (эндоплазматическая

сеть, аппарат Гольджи, митохондрии, лизосомы, пластиды) и не-мембранных (ядрышко, рибосомы, клеточный центр, микро-трубочки, микрофиламенты) органоидов клетки.

Работа 1. Роль химических соединений в клетке. Заполните таблицу.

Соединение Содержание в клетке, %

Химическая характеристика

Значение

Вода Неорганические соединения: Соли кальция Соли калия Фосфаты…

Органические со-единения: Белки Жиры Углеводы…

….

5

Работа 2. Общая морфология клетки (постоянный препарат, печень аксолотля, окраска – гематоксилин-эозин, увеличение х 40).

Рассмотрите препарат при малом увеличении микроскопа (х10). Найдите зону с крупными многоугольными клетками. Клетки должны быть не повреждены. Рассмотрите этот участок на большем увеличении (х40). Зарисуйте несколько клеток, обо-значьте ядро, ядрышко, цитоплазму, цитоплазматическую мем-брану.

Работа 3. Животная клетка (постоянный препарат, яйце-

клетка кошки, окраска – гематоксилин-эозин, увеличение х 40). Пользуясь малым увеличением микроскопа, рассмотрите весь

препарат. Среди тканей яичника в полостях (фолликулах) нахо-дятся крупные яйцеклетки. Поставьте одну из них в центр поля зрения, переведите микроскоп на большое увеличение (х40). Рас-смотрите округлое прозрачное ядро со сгустками хроматина, яр-кое ядрышко, протоплазму, богатую питательным материалом – желтком, цитоплазматическую мембрану. Зарисуйте клетку. Обо-значьте на рисунке ядро, хроматин, ядерную оболочку и цито-плазму, цитоплазматическую мембрану.

Работа 4. Пигментные включения клеток (постоянный пре-

парат, меланоциты кожи головастика, неокрашенный препарат, увеличение х 40).

При малом увеличении найдите клетки отростчатой (звездча-той) формы, в теле которых видна коричневая зернистость. При большом увеличении рассмотрите одну клетку, обратите внима-ние на коричневые зернышки (включения) пигмента меланина в цитоплазме клеток. Ядро располагается в центре, на этом участке зерен пигмента мало. Ядро светлое (неокрашенное). Зарисуйте одну клетку, обозначьте цитоплазму, зерна пигмента, цитоплаз-матическую мембрану, ядро.

Работа 5. Реснички клеток эпителия (постоянный препарат,

мерцательный эпителий кишечника беззубки, окраска – желез-ный гематоксилин, увеличение х 40).

6

При малом увеличении найдите край препарата, имеющий вид тонкой полосы, состоящей из высоких цилиндрических кле-ток, окрашенных в серый цвет. Рассмотрите его под большим увеличением. Видно, что эпителиальные клетки располагаются на базальной мембране в один ряд. Их апикальные концы покры-ты тесно расположенными тончайшими ресничками. Каждая рес-ничка проникает внутрь клетки, укрепляется в ее цитоплазме. Ближе к базальному концу клеток располагаются овальные ядра с зернистым хроматином и ядрышками. Зарисовать часть эпителия. Обозначить: базальную мембрану, клетки, реснички, ядро, яд-рышко, цитоплазму.

Занятие 2

Тема: Особенности строения растительной и прокариотической клеток

Контрольные вопросы 1. Особенности строения клеток прокариота. 2. Строение растительной клетки. 3. Строение и функции органоидов, характерных для расти-

тельных клеток (пластиды, вакуоли). 4. Клеточная стенка, строение, значение для клетки.

Таблица 1

Характерные признаки растительных и животных клеток

Признак Растения Животные 1. Подвижность клеток - + 2. Питание фототрофное гетеротрофное 3. Фотосинтез + (в хлоропластах) - 4. Запасаемое вещество крахмал гликоген 5. Деление перегородкой перешнуровкой 6. Клеточный центр (цен-

триоли) - +

7. Вакуоли + - 8. Пластиды + - 9. Оболочка + (с целлюлозой) -

7

Таблица 2 Характерные признаки прокариотических

и эукариотических клеток Признак Прокариоты Эукариоты 1. Размер клетки 0,5-5 мкм Обычно до 40 км 2. Плазматическая

мембрана + +

3. Ядерная мембрана - + 4. Митохондрии - + 5. Эндоплазматиче-

ская сеть - +

6. Аппарат Гольджи - + 7. Рибосомы + (мелкие, до 70 S) + (80 S и крупнее) 8. Клеточная стенка Да, состоит из амино-

кислот и полисахаридов

и мурамовой кислоты

+ (основной компонент у растений – целлюлоза,

у грибов – хитин)

9. Капсула Если имеется, то со-стоит из мукополи-

сахаридов

-

10. Вакуоли - + (у растений) 11. Лизосомы - + 12. Генетический ма-

териал Одиночная кольцевая

ДНК, чистая ДНК

Несколько линейных хромосом, состоят из

ДНК и белка. Внутри ядра находится

ядрышко 13. Фотосинтетиче-

ский аппарат Хлоропластов нет. Фо-тосинтез на мембранах, не имеющих специфи-

ческой упаковки

Фотосинтез происходит у растений в хлоропла-стах, содержащих специ-альные мембраны, кото-рые уложены в граны

14. Жгутики Простые, микротру-бочки отсутствуют, Ш 20 нм. Находятся

вне клетки

Сложные, структура мик-ротрубочек 9 пар+2, Ш 200 нм. Окружены

плазматической мембраной

15. Фиксация азота + (у некоторых видов) - 16. Деление клетки Простое Митозом, с образованием

веретена деления

8

Работа 1. Изучить и зарисовать схему строения прокариоти-ческой клетки (с таблицы).

Работа 2. Живая растительная клетка (временный препарат

кожицы лука, окраски – метиленовая синь, увеличение х 40). Выделите тонкую пленочку с внутренней поверхности луко-

вой чешуи, используя препаровальные иглы. Поместите ее на предметное стекло в каплю воды, расправьте ее. Сверху нанесите две капли метиленовой сини, накройте покровным стеклом: для этого возьмите осторожно покровное стекло и прикоснитесь его ребром к краю капли воды так, чтобы вода растеклась по ребру. Затем медленно опустите покровное стекло (следите, чтобы не образовывались пузырьки воздуха). Рассмотрите весь препарат. Обратите внимание на наличие артефактов. Рассмотрите клетки на большом увеличении (х40). Зарисуйте. Обозначьте целлюлоз-ную оболочку, цитоплазматическую мембрану, цитоплазму, ва-куоли, ядро, ядрышки.

Работа 3. Движение хлоропластов (временный препарат

листа элодеи, неокрашенный, увеличение х 40). Приготовьте временный микропрепарат. Для этого поместите

пинцетом лист водного растения элодеи в каплю воды. Накройте покровным стеклом. Следите за тем, чтобы не образовались пу-зырьки воздуха. Излишек воды можно убрать фильтровальной бумагой. Рассмотрите препарат на небольшом увеличении. Най-дите вытянутые клетки, расположенные в средней жилке у осно-вания листа. Рассмотрите клетки на большем увеличении (х40). Во всех клетках видны хлоропласты. При наблюдении можно за-метить их перемещение вдоль стенок клетки, следовательно, в клетке происходит и движение цитоплазмы. В центре клетки на-ходится вакуоль. Зарисуйте несколько клеток, обозначьте кле-точную стенку, цитоплазму, хлоропласты, отметьте стрелкой на-правление их движения.

9

Занятие 3 Тема: Тканевой уровень организации живых систем

Ткани животного организма Контрольные вопросы 1. Ткань. Определение ткани. 2. Типы тканей животного организма. 3. Эпителиальная ткань. Особенности строения. Типы эпите-

лиальных тканей. 4. Соединительная ткань. Принципы строения. Классифика-

ция. 5. Особенности строения мышечной ткани. Типы. 6. Нервная ткань. Нейрон, строение, типы. Работа 1. Однослойный низкий призматический эпителий

почечных канальцев (окраска – гематоксилин-эозин, увеличение х 40).

При малом увеличении рассмотрите препарат, найдите уча-

сток, где хорошо видно просветы почечных канальцев. Рассмот-рите однослойный эпителий канальцев.

При большом увеличении рассмотрите кубические клетки, лежащие в один слой на базальной мембране. Апикальная часть клетки направлена в полость канальца. По центру в клетке распо-ложено большое круглое ядро. Зарисуйте один из срезов почеч-ных канальцев. Обозначьте: мозговое вещество почки, базальную мембрану, клетки эпителия, цитоплазму, ядро, просвет канальца.

Работа 2. Переходный эпителий (стенки мочевого пузыря)

(окраска – гематоксилин-эозин, увеличение х 40). При малом увеличении убедитесь, что эпителий выстилает

внутреннюю поверхность стенки мочевого пузыря. Выберите участок, где эпителий расправлен, лежит ровно.

При большом увеличении рассмотрите базальный слой эпи-телия, обратив внимание на форму, размеры и взаиморасположе-ние составляющих его клеток, и поверхностный слой с крупными покровными клетками грушевидной формы. Зарисуйте и обо-

10

значьте базальный слой клеток, покровные (кроющие) клетки, ба-зальную мембрану.

Работа 3. Многослойный плоский ороговевающий эпителий

кожи пальца (окраска – гематоксилин-эозин, увеличение х 10). При малом увеличении видно, что эпителий граничит с со-

единительной тканью, граница эта неровная. Хорошо видны три слоя эпителия:

1 – ростковый – несколько слоев, различающихся по строе-нию клеток,

2 – блестящий – тонкий, кажущийся гомогенным слой, клет-ки неразличимы.

3 – роговой – поверхностный, наиболее толстый слой, состо-ит из мертвых ороговевших клеток в виде плоских чешуек.

При малом увеличении наметьте план рисунка, соблюдая со-отношение толщины слоев. На большом увеличении рассмотрите клетки и зарисуйте. Обозначьте соединительную ткань, базаль-ную мембрану, слои клеток, цитоплазму и ядро любой клетки.

Работа 4. Гиалиновый хрящ (срез ребра кролика) (окраска –

гематоксилин-эозин, увеличение х 40). При малом увеличении найдите ткань хряща. Рассмотрите

его строение, обратите внимание на изменение формы, положе-ния и количества клеток в направлении от поверхности в глубину хряща, а также на оттенки окраски межклеточного пространства. Найдите надхрящницу, рассмотрите.

При большом увеличении изучите и зарисуйте несколько кле-ток хряща (хондроциты), расположенных группами. Обозначьте ядро, цитоплазму, лакуну (полость, в которой расположена клет-ка), основное вещество хряща (межклеточное вещество).

Работа 5. Кость в поперечном разрезе (берцовая кость чело-

века) (окраска – тионин-пикриновая кислота, увеличение х 10). Рассмотрите препарат: хорошо видны срезы остеонов и рас-

полагающиеся между ними вставочные пластинки. Изучите

11

строение остеона: обратите внимание на канал, в котором прохо-дит сосуд. Вокруг канала концентрически располагаются костные пластинки. Между ними видны костные полости, в которых рас-положены остеоциты (костные клетки). От них перпендикулярно костным пластинкам отходят тонкие ветвящиеся костные каналь-цы, обеспечивающие обмен веществ клеток кости. Зарисуйте участок костной ткани и обозначьте: остеон, канал остеона с со-судом, костные пластинки, костные полости и костные канальцы.

Работа 6. Поперечно-полосатая мышечная ткань (срез языка)

(окраска – железный гематоксилин, увеличение х 40). При малом увеличении найдите продольные и поперечные

срезы мышечных волокон. При большом увеличении изучите строение волокон, обратите внимание на наличие поперечной ис-черченности. Мышечные волокна содержат большое количество ядер, они расположены по периферии волокна. Каждое волокно окружено прослойками рыхлой соединительной ткани с сосуда-ми. Зарисуйте продольный разрез волокна, обозначьте: мышеч-ные волокна, ядра, сарколемму, саркоплазму, поперечную исчер-ченность.

Работа 7. Нейроциты (окраска – серебрение по Кахалю, уве-

личение х 10). На препарате невооруженным глазом видно в центре в форме

бабочки темную зону – серое вещество мозга. В сером веществе при малом увеличении хорошо видны крупные звездчатые или угловатые клетки с отростками, хорошо окрашенные в бурый или темно-серый цвет. Это нейроциты (нейроны). При большом уве-личении рассмотрите светлое ядро, ядрышко, нейрофибриллы (перекрещивающиеся волокна) в цитоплазме. Зарисуйте одну клетку и обозначьте цитоплазматическую мембрану, цитоплазму, ядро, ядрышко, нейрофибриллы, клеточные отростки.

12

Занятие 4 Тема: Ткани растительного организма

Контрольные вопросы 1. Типы тканей растительного организма. 2. Образовательные ткани. Строение. Типы меристем. 3. Основные ткани. Особенности строения. Функции парен-

химы. 4. Покровные ткани. Эпидермис, перидерма, корка. Их зна-

чение для растения. 5. Механические ткани. Колленхима, склеренхима, скрере-

иды. Строение и значение. 6. Проводящие ткани. Ксилема, строение и функции. Флоэма,

строение и функции. Работа 1. Покровные ткани (временный препарат эпидерми-

са листа традесканции, неокрашенный, увеличение х 40). Возьмите лист традесканции. Перегните через указательный

палец левой руки и сделайте тонкий срез эпидермиса нижний по-верхности листовой пластинки. Приготовьте временный препа-рат: поместите кусочек срезанной ткани в каплю воды на пред-метное стекло и закройте покровным.

Рассмотрите препарат на малом увеличении, найдите уча-сток, где клетки эпидермиса лежат в один слой (обычно по краю среза). Найдите устьица. На большом увеличении (х 40) зарисуй-те устьице и несколько клеток эпидермиса. Обозначьте покров-ные клетки, устьице, клеточную стенку, замыкающие клетки устьица, устьичную щель, хлороплаты.

Работа 2. Основные ткани (временный препарат паренхимы

черешка бегонии, неокрашенный, увеличение х 40). Приготовьте временный препарат паренхимы. Для этого не-

обходимо сделать тонкий поперечный срез черешка. Рассмотрите на малом увеличении центральную часть черешка, а затем на большом увеличении зарисуйте несколько клеток, обозначьте клеточную стенку, цитоплазму, включения кристаллов.

13

Работа 3. Механические ткани (временный препарат скле-ренхимы побега хлорофитума, неокрашенный, увеличение х 40).

Приготовьте временный препарат: сделайте тонкий попереч-ный срез побега хлорофитума. Рассмотрите срез на малом увели-чении. Первый слой клеток представлен эпидермисом. Под ним расположено 3 – 4 слоя фотосинтезирующих клеток. Затем идут 3 – 4 слоя клеток без содержимого с выраженной (непрозрачной) клеточной стенкой – это поперечный срез волокон склеренхимы. Рассмотрите на большом увеличении, зарисуйте несколько кле-ток, обозначьте клеточные стенки, полости клеток.

Работа 4. Проводящие ткани. Сосуды побега хлорофитума.

(продольный срез проводящего пучка, временный препарат, не-окрашенный, увеличение х 40).

Сделайте тонкий продольный срез небольшого кусочка побе-га хлорофитума. Рассмотрите срез на малом увеличении. Обрати-те внимание на проводящие пучки в ткани паренхимы. Рассмот-рите один из пучков на большом увеличении. Зарисуйте несколь-ко сосудистых элементов с различными типами вторичных утолщений клеточной стенки. Обозначьте клетки паренхимы и сосудистые элементы, тип утолщения.

Занятие 5 Тема: Сущность жизни. Уровни организации живой материи.

Биологические мезосистемы. Организменный уровень организации живого

Контрольные вопросы 1. Формы существования материи. 2. Определения жизни, их несовершенство. 3. Основные свойства живой материи. 4. Уровни структурной организации живой материи. Целост-

ность и дискретность живой материи на каждом уровне. 5. Элементарная единица и элементарное явление для каждого

уровня. Науки, изучающие уровни. 6. Основные функциональные группы систем органов.

14

Работа 1. Свойства живых систем.

Заполните таблицу.

Признаки и свойства

живых систем Характеристика Примеры

1 Единство хим. состава Биогенные элементы C, N, O, H, P

Клетка растений, ви-русы, клетки живот-ных

2 Дискретность

3 Целостность, иерархичность

4 Открытые системы (энергозависимость)

5 Обмен веществ 6 Гомеостаз 7 Раздражимость 8 Самовоспроизведение 9 Наследственность 10 Изменчивость 11 Рост и развитие

Работа 2. Уровни организации живых систем

Заполните таблицу.

Уровень органи-зации

Элементарная единица, эле-ментарное явле-ние

Биосистемы, их основные типы

Биологические яв-ления (примеры)

1 Молекулярный

Ген Редупликация гена

Генетические системы, гены: структурные, ре-гуляторные

Репликация, транс-крипция, трансля-ция

2 Клеточный

Клетка Реакции клеточ-ного обмена

Клеточные сис-темы: эу-, прокариоты

Сборка и само-сборка структур, митоз, клеточный метаболизм

3 Тканевой

4 Системный (органный)

5 Организменный

6 Популяционно-видовой

7 Биоценотический 8 Биосферный

15

Работа 3. Черты организменного и органного уровня орга-низации (на примере лягушки).

I. Изучите лягушку как целый организм (на организменном

уровне). Возьмите усыпленное животное в руки, тщательно от-мойте проточной водой слизь и рассмотрите внешнее строение лягушки.

Отметьте: 1) влажную и тонкую кожу, ее окраску (как связаны окраска

и особенности кожи с образом жизни животного?); 2) глаза, снабженные неподвижными веками и мигательной

перепонкой; 3) ноздри, прикрытые кожными клапанами (ноздри открыва-

ются в ротовую полость специальными отверстиями – хоанами); 4) барабанную перепонку (она расположена книзу и несколь-

ко сзади от глаз), закрывающую среднее ухо; 5) рот в виде поперечной щели, ограниченной кожными

складками – губами; 6) ротовую полость (для изучения ротовой полости раскройте

лягушке рот), на верхней челюсти прощупайте мелкие зубы, от-метьте гортань (щель, ведущую в пищевод);

7) язык, прикрепленный своим передним концом к нижней челюсти (для чего нужен язык?).

II. Изучив внешнее строение животного, вскройте лягушку и

рассмотрите топографию внутренних органов. Вскрытие: Поместите лягушку в ванночку брюшком кверху

и приколите ко дну булавками (булавки втыкать в растянутые лапки и край челюсти). Приподняв пинцетом кожу в нижней час-ти живота, сделайте поперечный надрез. Затем, вставив лезвие ножниц в этот разрез, проведите его по средней линии до угла нижней челюсти. Сделайте два поперечных разреза на уровне пе-редних и задних конечностей. Отверните кожные лоскуты, под-резая незначительные спайки, связывающие кожу с подлежащи-ми мышцами. Кожа легко отслаивается, так как под ней находят-ся лимфатические полости. Далее вскройте мышечный слой теми же разрезами, что и кожу. Продольный разрез мышц проведите

16

не строго по средней линии, а несколько сбоку: этим предотвра-щается повреждение лежащей по средней линии брюшной вены. Производя разрез, следует вставлять в полость тела тупую ветвь ножниц, чтобы не повредить внутренностей. Мышечные лоскуты отверните, подобно кожным, и прикрепите булавками ко дну ванночки.

Рассмотрите взаиморасположение внутренних органов. Най-дите:

1. Сердце (красный конусовидный орган, расположенный в переднем отделе полости тела); оно заключено в тонкостенную оболочку – перикардиальную (околосердечную) сумку. Сердце лягушки трехкамерное. Желудочек (мускулистая конусообразная часть) поперечной бороздой отделен от более тонкостенных пра-вого и левого предсердий.

2. Печень – наиболее массивный орган бурого цвета, состоит из трех долей, расположен в правой верхней части брюшной по-лости.

3. Легкие – губчатые мешки, расположенные по обе стороны от сердца.

4. Желудок, выходящий с левой стороны из-под лопасти пе-чени.

5. Кишечник, отходящий от желудка и делающий несколько петель. Он прикреплен к стенке брюшной полости при помощи брыжейки.

6. Селезенка – округлый, плотный кровенаполненный орган, расположен в центре брюшной полости в петлях кишечника.

7. Мочевой пузырь – небольшой тонкостенный орган, распо-ложен в заднем конце брюшной полости.

8. Половые железы. Яичники самки – темные, наполненные яйцами. Семенники самца – овальные тела желтоватого цвета.

III. Изучив топографию внутренних органов, рассмотрите

органы, составляющие пищеварительную и мочеполовую систе-мы.

Для этого перережьте пищеварительный тракт перед глоткой

и перед впадением его в клоаку. Подрезая брыжейку, выньте все органы и расправьте их в ванночке. Рассмотрите пищевод, желу-

17

док, двенадцатиперстную кишку, в петле которой лежит поджелу-дочная железа (желтоватая рыхлая дольчатая масса, расположен-ная на брыжейке между желудком и петлей двенадцатиперстной кишки), тонкую и прямую кишку. Между долями печени распо-ложен желчный пузырь – небольшой округлый темный орган.

После удаления органов пищеварительной системы в полости тела остаются органы мочеполовой системы. Мочеполовая сис-тема самца представлена следующими органами:

1. Семенники (величина зависит от времени года). 2. Почки – продольные темно-красные тела, лежащие под се-

менниками по обе стороны позвоночника. 3. Семяпроводы тянутся от семенников к внутренней стороне

почек. 4. Мочеточники идут по наружной стороне почек. 5. Мочевой пузырь – тонкий мышечный орган в нижней час-

ти брюшной полости, открывается в клоаку. 6. Жировые тела – ярко-желтые лопастные образования. Они

являются местом скопления запасных питательных веществ. 7. Надпочечники – продольная желтая полоса на брюшной

стороне почки. Они относятся к железам внутренней секреции. Мочеполовую систему самки составляют следующие органы: 1. Яичники. 2. Яйцеводы – сильно извитые беловатые трубки, отверстия

которых свободно открываются в брюшной полости на уровне легких.

3. Матка – нижний расширенный конец яйцевода. 4. Жировые тела. 5. Мочевые органы – те же, что и у самца. На основании изучения внутреннего и внешнего строения ля-

гушки заполните следующую таблицу:

Система органов Органы, входящие в систему

Функциональная группа, к которой относится система

18

Занятие 6 Коллоквиум 1: Сущность жизни.

Уровни организации живых систем

Занятие 7 Тема: Строение нуклеиновых кислот. Функции наследственного материала

Контрольные вопросы 1. Строение нуклеотидов. 2. Химический состав нуклеиновых кислот. 2. Структура ДНК по Дж. Уотсону и Ф. Крику. 3. Другие структуры ДНК. 4. Строение РНК. 5. Типы РНК. Вторичная структура т-РНК. 6. Отличие ДНК и РНК. 7. Функции ДНК. 8. Хранение генетической информации. Особенности генети-

ческого кода. 9. Воспроизведение наследственной информации. Реплика-

ция ДНК. 10. Этапы реализации наследственной информации. Трансля-

ция и транскрипция. 11. Структура белка. 12. Регуляция работы ДНК. Работа 1. Кариотип человека (постоянный препарат, лейко-

циты периферической крови, окраска по Романовскому-Гимза, увеличение х 100).

Рассмотрите демонстрационный препарат хромосом в лейко-цитах человека. Запишите формулу кариотипа мужчины и жен-щины.

Работа 2. Решите задачи. 1. В одной цепи молекулы ДНК нуклеотиды расположены в

такой последовательности: А Т Т Г Ц Ц Ц Г А Т А А Ц Г Ц Т А А Г Т ...

19

2. Какова последовательность нуклеотидов в другой цепи этой молекулы?

3. Согласно указаниям наследственной информации клетка синтезирует белок, в начале которого соединены аминокислоты в такой последовательности : лейцин – гистидин – аспарагин – ва-лин – лейцин – триптофан – валин – аргинин – аргинин – пролин – треонин- серин – тирозин – лизин – валин ...

Определите и-РНК, управляющую синтезом указанного по-липептида.

4. Вирус ФХ-174, паразитирующий в кишечной палочке,

имеет одноцепочечную ДНК (плюс-цепь). После заражения бак-териальной клетки на плюс-цепи достраивается комплементарная минус-цепь, которая становится матричной, или смысловой, и вирусная ДНК приобретает двуцепочечное строение.

Таблица 3

Генетический код

Первое ос-нование

Второе основание Третье ос-нование

(5´ - конец) У (А) Ц (Г) А (Т) Г (Ц) (3´ - конец)У (А) Фен

Фен Лей Лей

Сер Сер Сер Сер

Тир Тир

- -

Цис Цис

- Три

У (А) Ц (Г) А (Т) Г (Ц)

Ц (Г) Лей Лей Лей Лей

Про Про Про Про

Гис Гис Глн Глн

Арг Арг Арг Арг

У (А) Ц (Г) А (Т) Г (Ц)

А(Т) Иле Иле Иле Мет

Тре Тре Тре Тре

Асн Асн Лиз Лиз

Сер Сер Арг Арг

У (А) Ц (Г) А (Т) Г (Ц)

Г(Ц) Вал Вал Вал Вал

Ала Ала Ала Ала

Асп Асп Глу Глу

Глн Глн Гли Гли

У (А) Ц (Г) А (Т) Г (Ц)

20

Напишите, какой будет последовательность нуклеотидов в минус-цепи, образующейся при заражении бактерии вирусом, в ДНК которого следующая последовательность азотистых основа-ний:

- А А Г Т А Т Ц Ц Г Т Ц Ц Ц Г А Т Т Г ... - Ц Г Г Ц А А А Ц Г Т Т Т Г Ц Г Ц Ц Г ... Составьте модель транскрипции и трансляции информации

данного участка гена. 5. Участок гена содержит следующую последовательность

нуклеотидов: Г Ц Т А Г Ц Ц Т А Ц Г Г А Т Т А А А Г Ц Ц Г А Т Т А Ц ...

Определите: а) каким будет нуклеотидный состав и-РНК, считанной с это-

го участка, и какая полипептидная цепь будет строиться по ее указаниям?

б) как изменится полипептид, если пятый нуклеотид будет утрачен молекулой ДНК, а между 14 и 15-м нуклеотидами про-изойдет вставка аденилового нуклеотида?

в) как изменится последовательность аминокислот в белке, если будут изменены в молекуле ДНК второй, четвертый и пятый нуклеотиды на любой некомплементарный нуклеотид?

г) какие изменения в ДНК опасны с точки зрения влияния на наследственность:

– выпадение одного нуклеотида, – замена одного нуклеотида, – вставка одного нуклеотида? Домашнее задание: решите задачи № 9, 10, 14, 16 из книги:

Хелевин Н.В., Лобанов А.М., Колесова О.Ф. Задачник по общей и медицинской генетике. М., 1984.

21

Занятие 8 Тема: Организация генетического материала

у прокариота и эукариота Контрольные вопросы 1. Организация генетического материала у вирусов. 2. Особенности структуры и функционирования вирусов.

Происхождение вирусов. 3. Механизмы развития вирусной инфекции. ОРВИ, СПИД,

рак. 4. Антивирусная защита клеток. 5. Организация генетического материала у бактерий и сине-

зеленых водорослей. 6. Отличие эу- и прокариотических генов. 7. Уровни компактизации ДНК у эукариота. 8. Морфология хромосом. 9. Кариотип. Правило парности и индивидуальности хромо-

сом. Работа 1. Кариотипы различных организмов Рассмотрите кариотипы при увеличении 12,5х15х100 челове-

ка, лягушки, кролика, дрозофилы, лука, скерды, пшеницы, гороха.

Занятие 9 Тема: Размножение на клеточном уровне I. Митоз

Контрольные вопросы 1. Жизненный цикл клетки. Периоды интерфазы, их характе-

ристика. 2. Митоз. Морфологическая и генетическая характеристика

фаз. 3. Биологическое значение митоза. 4. Процессы, которые обеспечиваются митозом. 5. Отличие митоза в животной и растительной клетках.

22

Жизненный цикл клетки (митотический цикл) – это период существования клетки от момента её образования путем деления материнской до собственного деления или смерти.

G1

Митоз

G2

S

2n2c

2n4c

2n4c

G0

Рис. 1. Клеточный (митотический цикл)

Таким образом, митотический цикл совпадает со всем перио-

дом существования клетки, то есть с её жизненным циклом. В митотическом цикле выделяют 4 периода: собственно митоз, пре-синтетический период, синтетический и постсинтетический. Три последних периода приходятся на интерфазу. Митотической цикл может быть изображен в виде круга, на котором пропорциональ-но продолжительности отмечены его периоды от одного митоза до другого (рис. 1).

Интерфазой называют стадию покоящегося ядра, однако это наиболее активная фаза с точки зрения биохимических процес-сов. В интерфазной клетке хорошо видно ядро. Оно имеет гомо-генную мелкозернистую структуру с нанесенным рисунком хро-матина, хорошо видны ядрышки. В пресинтетический период (G1) в клетке завершается формирование ядрышка, начавшееся ещё в телофазе. В цитоплазме интенсифицируется синтез белка. Это способствует росту массы клетки. Если дочерняя клетка бу-дет вступать в митоз, синтезы в цитоплазме принимают направ-ленный характер: образуются химические предшественники ДНК, ферменты, катализирующие редупликацию ДНК. Таким образом осуществляются процессы подготовки следующего пе-риода интерфазы – синтетического.

Этот период наиболее длительный (от 10 часов до несколь-ких суток). Генетическая характеристика клеток в этот период 2n2c.

В синтетический период (S) проходит редупликация ДНК. Наряду с ДНК интенсивно образуется РНК и белок, а количесво

23

гистонов строго удваивается. Продолжительность его 6 – 10 ча-сов. Генетическая характеристика 2n4c. Хромосомы удваиваются, то есть в каждой хромосоме теперь 2 молекулы ДНК, упакован-ные в две хроматиды (рис. 2).

В постсинтетический период (G2) заканчивается подготовка клетки к делению. Этот период характеризуется интенсивным синтезом РНК и особенно белка. Завершается удвоение массы цитоплазмы по сравнению с началом интерфазы. Часть образуе-мых белков (тубулинов) используется в дальнейшем для по-строения микротрубочек веретена деления. Идет накопление энергии, поскольку митоз требует значительных затрат энергии. Генетическая характеристика клеток в этот период 2n4c.

Интерфаза от G1 и до конца S периода называется ранней ин-терфазой. Её генетическая характеристика 2n2c. Хромосома в этот период содержит одну молекулу ДНК. От конца S периода и до митоза – поздняя интерфаза. Каждая хромосома содержит по две молекулы ДНК, упакованные в две хроматиды. Генетическая характеристика этого периода клеточного цикла 2n4c.

Далее клетка вступает в митоз. Количество митозов, которое может пройти клетка, генетически детерминировано. Использо-вав определенное количество митозов, клетка может перейти в особую фазу митотического цикла – G0, или дифференцирован-ное состояние. В клетке могут идти активные метаболические процессы, но в митоз она не вступает. Разные клетки в разное время вступают в G0. Например, нервные клетки рано перестают делиться, клетки кожного эпителия длительное время сохраняют способность к делению.

G1 S G2 Дочерние клетки

Рис. 2. Морфология хромосом в течение клеточного цикла Митоз. Картины различных фаз митоза в настоящее время

хорошо изучены. Профаза. Начало митоза связано с заметным увеличением

размеров ядра и появлением в нем хромосомных нитей. Это обу-словлено спирализацией и дегидратацией хромосом. За счет мно-

24

гопорядковой спирализации хромосомы и становятся видимыми в световой микроскоп. Для профазы характерно специфическое поведение клеточного центра. Центриоли удваиваются еще в ин-терфазу. В профазу удвоенные центриоли начинают отходить друг от друга к противоположным полюсам клетки. Между ними натягиваются полимеризованные белковые нити – образуется ахроматиновое веретено деления. В конце профазы видно, что хромосомы представляют собой двойные нити. В конце профазы происходит разрушение ядерной оболочки и исчезновение ядры-шек. Генетическая характеристика клетки на стадии профазы 2n4c.

Метафаза. В период метафазы полностью сформировано ве-ретено деления, хромосомы располагаются в экваториальной плоскости, прикрепляясь центромерами к нитям веретена деле-ния. Плечи же хромосом располагаются перпендикулярно к вере-тену деления. Спирализация хромосом достигает в это время максимума, размер их может быть в 25 раз меньше, чем в ранней профазе. Благодаря отчетливой морфологии хромосом именно в метафазу проводят кариотипирование. Генетическая характери-стика клетки на стадии метафазы 2n4c.

Анафаза. Стадия метафазы заканчивается делением центро-мера, который объединял до этого хроматиды. Этот процесс оз-начает начало анафазы. Центромеры расходятся, и хроматиды отделяются друг от друга. Деление происходит одновременно во всех хромосомах. С этого момента сестринские хроматиды назы-ваются сестринскими хромосомами. Сестринские хромосомы на-чинают расходиться к полюсам клетки. Таким образом, количе-ство хромосом в клетке увеличилось в два раза. Генетическая ха-рактеристика клетки 4n4n. К каждому полюсу направляется 2n2c генетического материала.

Телофаза. Хромосомы располагаются у полюсов клетки. На-чинается процесс реконструкции ядра. Хромосомы деспирали-зуюся, в области ядрышковых организаторов образуются новые ядрышки. Идет образование клеточной перегородки и образова-ние двух дочерних клеток. Получившиеся дочерние клетки гене-тически идентичны друг другу и материнской клетке. Генетиче-ская характеристика каждой клетки 2n2c.

25

Работа 1. Митоз в растительной клетке (постоянный препа-рат, срез кончика корешка лука, окраска – железный гематокси-лин, увеличение х 40).

Рассмотрите срез кончика корешка лука при малом увеличе-нии микроскопа. Найдите участок, где расположены мелкие, поч-ти квадратной формы клетки. Это зона деления, рост идет за счет размножения клеток путем митоза. Осторожно перемещая препа-рат на предметном столике, отыщите клетки, находящиеся в ин-терфазе и на разных стадиях деления: профазе, метафазе, анафазе и телофазе.

Зарисуйте клетки в интерфазе и на изученных вами стадиях митоза. Обозначьте хроматин, хромосомы, ядро, ядрышки, ядер-ный сок, цитоплазму, клеточную оболочку. Запишите генетиче-скую характеристику и число хромосом для каждой стадии (для лука 2n = 16).

Работа 2. Митоз в животной клетке (дробление яйцеклетки

лошадиной аскариды, постоянный препарат, окраска – железный гематоксилин, увеличение х 40).

На малом увеличении микроскопа рассмотрите поперечный срез матки аскариды. Яйцеклетки окружены толстой гомогенной оболочкой оплодотворения. Она обычно отделена светлой поло-сой от делящейся зиготы. Первым этапом дробления является об-разование двух бластомеров (стадия двух бластомеров). Поставь-те такую клетку в центр поля зрения и рассмотрите при увеличе-нии объектива х 40.

Митотический аппарат клетки на стадии метафазы образован центриолями и идущими от них ахроматиновыми нитями веретена деления. По экватору клетки расположены хромосомы, состоящие из двух хроматид. От центриолей к периферии отходят короткие тонкие нити, образующие “лучистое сияние” – центросферу.

Зарисуйте яйцеклетку, обозначив хромосомы, центриоли, цен-тросферу, ахроматиновое веретено, оболочку оплодотворения.

Работа 3. Определение митотоксической активности тканей. Показателем уровня митотической активности тканей явля-

ется митотический индекс (МI, %). Митотический индекс пока-

26

зывает соотношение числа клеток, находящихся в митозе, к об-щему числу проанализированных клеток, исследованных на пре-парате изучаемой ткани. Индекс может говорить о нормальном протекании митоза, об угнетении процесса деления клеток или, напротив, усилении митотической активности тканей. Определя-ется МI, % по формуле:

100)(

,% ×+++=N

ТАМПМI ,

где (П+М+А+Т) – сумма клеток, находящихся на стадии профа-зы, метафазы, анафазы и телофазы соответственно.

Для определения относительной длительности отдельных фаз митоза рассчитывают фазные индексы.

Определяют относительные длительности фаз митоза по сле-дующей формуле:

100,% ×+++

=ТАМП

ППИ ,

100,% ×+++

=ТАМП

ММИ ,

где П, М – количество клеток , находящихся на стадии профазы, метафазы и т.д.

Существует прямая связь между количеством клеток на каж-

дой стадии митоза и продолжительностью этих фаз. Время про-хождения митоза клетками меристемы лука известно и составля-ет 720 минут. Таким образом, время прохождения фазы митоза будет равно:

720×=N

FFt ,

где Ft – время прохождения определенной фазы митоза; F – количество клеток, находящихся в данной фазе митоза; N – общее количество проанализированных клеток. В табл. 4 и 5 приведены данные по митотической активности

клеток цыпленка.

27

Таблица 4

Нормальные клетки цыпленка

Стадия митоза

Общее количество клеток

Продолжительность стадии, мин.

Интерфаза 440

Профаза 40

Метафаза 8

Анафаза 2

Телофаза 10

Сумма 500 Продолжительность цикла – 625 мин.

Таблица 5

Раковые клетки цыпленка

Стадия митоза

Общее количество клеток

Продолжительность стадии, мин

Интерфаза 424

Профаза 50

Метафаза 12

Анафаза 3

Телофаза 11

Сумма 500 Продолжительность цикла – 448 мин.

Выявите различия между временем митоза в нормальных и

раковых клетках цыпленка: 1) рассчитайте митотический индекс для нормальных и рако-

вых клеток. Данные занесите в таблицы; 2) рассчитайте фазные индексы; 3) рассчитайте продолжительность каждой стадии митоза при

нормальном и патологическом делении клеток. 4) Сравните ход митоза в нормальных и раковых клетках. 5) Сделайте вывод.

28

Занятие 10 Тема: Размножение на клеточном уровне II. Мейоз

Контрольные вопросы 1. Мейоз. Фазы мейоза и их морфологическая и генетическая

характеристика. 2. Процессы, обеспечивающие разнообразие наследственной

информации при половом размножении. 3. Преимущества, которые дает половое размножение для

популяции. 4. Отличие митоза от мейоза. Работа 1. Сравнительная характеристика митоза и мейоза Заполните таблицу.

Митоз Мейоз

1-е деление 2-е деление Интерфаза необходима только перед этим

делением нет

Профаза Метафаза Анафаза Телофаза Количество клеток Набор хромосом в дочерних клетках

Занятие 11

Тема: Размножение организмов. Гаметогенез у животных Контрольные вопросы 1. Типы размножения организмов, преимущества каждого

типа. 2. Гаметогенез у животных, стадии. Отличие овогенеза от

сперматогенеза. Работа 1. Мейоз в яйцеклетках лошадиной аскариды (посто-

янный препарат, окраска – железный гематоксилин, увеличение х 40).

29

Рассмотрите при малом увеличении микроскопа поперечный срез матки аскариды. Полость матки заполнена яйцеклетками, находящимися на разных стадиях развития в период созревания (ооцитами первого и второго порядка). Между яйцеклетками можно увидеть мелкие темноокрашенные сперматозоиды. Изучи-те несколько яйцеклеток при большом увеличении.

У аскариды оплодотворение происходит на стадии овоцита первого порядка. После проникновения сперматозоида яйцеклет-ка покрывается толстой гомогенной оболочкой (оболочка опло-дотворения), препятствующей проникновению других спермато-зоидов, и вступает в первое деление мейоза. Для этой стадии ха-рактерно наличие в клетке тетрад (бивалентов). Первое и второе деление завершаются выведением избытка хромосом в виде ре-дукционных телец.

Найдите на препарате фазы редукционного деления, зарисуй-те их, обозначив основные структуры (оболочка оплодотворения, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, сперматозоиды, тет-рады хромосом, редукционные тельца).

Работа 2. Сравнение овогенеза и сперматогенеза у живот-

ных

♀ ♂ Орган Временные характеристики Стадии: размножение рост созревание формирование

Занятие 12 Тема: Споро- и гаметогенез у растений.

Циклы развития растений Контрольные вопросы 1. Микроспорогенез и микрогаметогенез у высших растений. 2. Макроспорогенез и макрогаметогенез у высших растений. 3. Двойное оплодотворение.

30

4. Жизненные циклы растений (водоросли, мхи, папоротни-ки, цветковые растения).

Работа 1. Срез через пыльник (постоянный препарат, увели-

чение х 10). Рассмотрите срез пыльника. Пыльник состоит из двух поло-

винок – тек, соединенных связником. Каждая из тек включает два гнезда (пыльцевые мешки). В пыльцевых мешках находятся со-зревающие пыльцевые зерна, имеющие толстую скульптуриро-ванную оболочку. Найдите участок, где пыльца лежит монослоем. Рассмотрите внутреннее строение пыльцы на большом увеличе-нии (х 40). В пыльцевом зерне развивается из микроспоры муж-ской гаметофит. В пыльцевом зерне содержатся две гаплоидные клетки – вегетативная и генеративная (мужской гаметофит). Пер-вая образует при прорастании на пестике пыльцевую трубку. Ге-неративная клетка после митотического деления дает два спермия, оплодотворяющих яйцеклетку и центральное ядро зародыша. Найдите пыльцевое зерно, в котором уже прошло первое деление споры. В нем видны два темных крупных ядра с ядрышками.

Зарисуйте несколько пыльцевых зерен, обозначьте оболочку, вегетативное и генеративное ядра гаметофита, а также их ядрыш-ки.

Работа 2. Поперечный срез через завязь с семяпочками (по-

стоянный препарат, увеличение х 10). Завязь у пролески состоит из трех плодолистиков, сросшихся

боковыми стенками. Внутри каждого плодолистика развивается два семязачатка (мегаспорангия). Снаружи семязачаток покрыт одним-двумя интегументами (покровами), которые на верхушке не смыкаются, образуя отверстие – микропиле, или пыльцевход. Внутри каждого семязачатка из микроспоры в результате трех митотических делений образуется зародышевый мешок (женский гаметофит). Выберите семязачаток, в котором полностью виден зародышевый мешок, и рассмотрите на большом увеличении (х 40). На полюсе, ближайшем к микропиле, расположены три клет-ки: крупная в центре – яйцеклетка, по бокам синергиды. На про-тивоположном полюсе три клетки – антиподы. В центре разме-

31

щается вторичное ядро центральной клетки, которое образова-лось в результате двух полярных ядер.

Зарисуйте семязачаток, обозначьте интегументы, микропиле, зародышевый мешок, яйцеклетку, синергиды, антиподы, цен-тральное ядро.

Занятие 13

Коллоквиум 2: Хранение и передача наследственной информации (по контрольным вопросам к занятиям).

Занятие 14

Тема: Биология индивидуального развития I. Закономерности онтогенеза.

Начальные этапы эмбрионального развития. Контрольные вопросы 1. Понятие “онтогенез”. Гипотезы онтогенеза. 2. Типы индивидуального развития. Прямое и непрямое раз-

витие. 3. Периодизация онтогенеза. 4. Проэмбриональный период, его значение для развития ор-

ганизма. 5. Оплодотворение. 6. Типы яиц. Закономерности деления. 7. Дробление и бластуляция, их типы. Презумптивные зачат-

ки. 8. Гаструляция. Первично- и вторичноротые животные. Работа 1. Дробление зиготы (муляж). На демонстрационных препаратах дробления зиготы и муля-

жах эмбрионального развития лягушки изучите последователь-ные стадии дробления – стадии двух, четырех, восьми бластоме-ров, морулы, бластулы и т.д. Обратите внимание на уменьшение размеров бластомеров и перемещение клеток зародыша.

Работа 2. Яйцеклетка лягушки (постоянный препарат, окра-

ска – гематоксилин-эозин, увеличение х 40).

32

Препарат представляет собой срез яичника. При малом уве-личении заметны клетки разнообразных размеров и окраски на стадии роста. Крупные яйцеклетки окрашены эозином в розовый цвет. По центру расположено светлое ядро. Каждая клетка нахо-дится в тонкой прозрачной оболочке. Тип яйца – мезолециталь-ное. Зарисуйте несколько клеток, обозначьте цитоплазматиче-скую мембрану, ядро, цитоплазму.

Работа 3. Дробление зиготы лягушки (постоянный препарат,

окраска гематоксилин – пикрофуксин, бинокуляр). Рассмотрите препарат под бинокуляром. Зарисуйте, обратите

внимание на неравномерную пигментированность. Определите тип дробления, стадию (по количеству бластомеров). Обозначьте вегетативный и анимальный полюс, макро- и микромеры.

Работа 4. Бластула лягушки (постоянный препарат, окраска

гематоксилин-пикрофуксин, бинокуляр). При малом увеличении рассмотрите препарат, найдите ани-

мальный полюс, состоящий из относительно мелких пигметиро-ванных клеток, и вегетативный полюс, представленный крупны-ми клетками, в цитоплазме которых много желточных гранул; полость бластулы – бластоцель. Обратите внимание на много-слойность бластодермы. Обозначьте: бластоцель, бластодерму, макромеры, микромеры, полюса бластулы.

Работа 5. Гаструла лягушки (постоянный препарат, окраска

гематоксилин – пикрофуксин, бинокуляр). Расположите препарат пигментированной (анимальной) сто-

роной кверху. Рассмотрите, зарисуйте и обозначьте: экто- и эндо-дерму, бластопор и его губы, желточную пробку, гастроцель.

Занятие 15

Тема: Биология индивидуального развития II. Нейруляция и органогенез

Контрольные вопросы 1. Гисто- и органогенез, их фазы. 2. Нейруляция и закладка осевых органов.

33

3. Эмбриональные зачатки и их производные. 4. Закладка мезодермы, ее производные. 5. Особенности развития млекопитающих. Провизорные ор-

ганы, их значение.

Работа 1. Нейрула лягушки (постоянный препарат, окраска – гематоксилин-пикрофуксин, бинокуляр).

При малом увеличении найдите, зарисуйте и обозначьте: эк-тодерму, нервный желобок с валиками, хорду, мезодерму, пер-вичную кишку, эндодерму.

Работа 2. Сомиты, хорда, нервная трубка (развитие цыплен-

ка (постоянный препарат, окраска – гематоксилин-эозин, биноку-ляр).

Ориентируйте препарат нервной трубкой кверху. При малом увеличении различимы:

– многослойная эктодерма, покрывающая зародыш, – нервная трубка и хорда, расположенные под эктодермой, – сомиты – участки мезодермы, расположенные по бокам, – эндодерма – нижний слой клеток. От сомитов в обе стороны расходятся листки спланхотома,

представляющие собой закладку выстилки брюшной полости (целома). Зарисуйте и обозначьте все перечисленные структуры.

Занятие 16 Тема: Биология индивидуального развития III.

Генетические закономерности развития (семинар) Контрольные вопросы 1. Онтогенез. Процессы, которые обеспечивают онтогенез. 2. Передача и реализация наследственной информации в он-

тогенезе (схема). 3. Дифференцировка клеток. 4. Регуляция работы генов у прокаритота. Гипотеза оперона. 5. Регуляция активности генов на уровне репликации. Ам-

плификация генов. 6. Регуляция работы генов у эукариота на разных этапах реа-

лизации наследственной информации.

34

7. Факторы регуляции активности генов в онтогенезе: оо-плазматическая сегрегация, эмбриональная индукция, гормо-нальная регуляция.

8. Миграция клеток в онтогенезе. 9. Критические периоды в онтогенезе, их биологическое зна-

чение. 10. Старение и смерть как этап онтогенеза.

Занятие 17 Колоквиум 3. Закономерности онтогенеза

Занятие 18

Тема: Закономерности филогенеза (семинар) Контрольные вопросы 1. Что такое филогенез? 2. Метафизические гипотезы, объясняющие многообразие

видов. 3. Эволюционные представления Ж.-Б. Ламарка. 4. Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина. 5. Борьба за существование, ее виды и итоги. 6. Синтетическая теория эволюции, ее основные положения. 7. Закон Харди – Вайнберга и условия его соблюдения. По-

пуляция – элементарная единица эволюции. 8. Факторы эволюции. 9. Мутации как материал для эволюции. Типы мутаций. 10. Изменение частот генов в популяции, ее причины. 11. Изоляция, виды изоляции. Роль изоляции в эволюции. 12. Естественный отбор – движущая сила эволюции. 13. Типы естественного отбора. 14. Видообразование.

Занятие 19 Тема: Модификационная изменчивость

Контрольные вопросы 1. Понятие изменчивости. 2. Типы изменчивости.

35

3. Норма реакции и явление модификационной изменчиво-сти. Примеры.

4. Использование методов математической статистики. 5. Оценка размаха варьирования признака и составление ва-

риационного ряда. 6. Нахождение среднего арифметического и среднего квадра-

тического отклонения. Организмы, имеющие совершенно одинаковые генотипы, но

развивающиеся в различных условиях внешней среды, могут иметь разные фенотипы. Фенотипическое разнообразие таких особей и есть модификационная изменчивость. Наличие этого вида изменчивости можно объяснить тем, что организмы насле-дуют не сами признаки или свойства, а гены, которые определя-ют лишь возможность развития определенных признаков и свойств. Но для того чтобы признак развился, т.е. возможность превратилась в действительность, необходимы вполне опреде-ленные условия внешней среды.

Степень выраженности признака может быть разной. По-следнее обстоятельство объясняется тем, что генотип обладает способностью определять так называемую норму реакции орга-низма по каждому признаку. Под нормой реакции следует пони-мать генотипически определяемую способность организма варь-ировать степень выраженности признаков в определенных преде-лах в зависимости oт условий внешней среды. Норма реакции выражается в совокупности фенотипов, которые создаются на основе определенного генотипа под влиянием всех возможных условий среды.

Разные признаки имеют разную по широте норму реакции. Большинство так называемых количественных признаков имеет широкую норму реакции, но не беспредельную, пределы ее обу-словлены генотипом. Есть признаки с очень узкой нормой реак-ции. Крайним случаем являются такие признаки, которые имеют однозначную норму реакции, т.е. определенному генотипу соот-ветствует только один определенный фенотип. К числу таких признаков относятся группы крови у человека и животных. Если человек имеет генотип IAIА, то группа крови будет А, если гено-тип IВIВ – то и фенотип (группа крови) В.

36

Таким образом, заложенная в генотипе наследственная ин-формация представляет собой необходимость, которая всегда проявляется в форме случайности (отсутствие или наличие при-знака и степень его выраженности в зависимости от условий сре-ды). Наличие нормы реакции, обусловливающей модификацион-ную изменчивость, имеет большое значение в эволюции и селек-ции. Именно это свойство организмов позволяет им приспосабливаться к различным и резко изменяющимся услови-ям среды, переживать неблагоприятные моменты и оставлять по-томство.

Требования, которые необходимо соблюдать при изучении модификационной изменчивости:

1. Материал, который подвергается обработке, должен быть однородным.

В частности, при изучении модификационной изменчивости необходимо иметь генотипическую однородность. В противном случае можно сделать неверные выводы об изучаемом материале, а статистические методы дискредитировать.

2. При оценке тех или иных признаков необходимо измерять их с одинаковой точностью, а точность измерительного прибора должна соответствовать заданной точности измерения.

3. Наблюдения должны быть многократными. Одно наблю-дение не может быть обработано статистически. Минимальное число их два. Только в массе случайные явления ведут себя зако-номерно. Общее правило таково: чем больше изменчивость по какому-то признаку, тем больше надо делать наблюдений, чтобы установить закономерность.

4. Для анализа используются не все особи, участвующие в опыте, а только часть. Или, как принято говорить в статистике, не вся генеральная совокупность, а только выборка. К выборке предъявляется обязательное требование: она должна быть пред-ставительной, репрезентативной. Это значит, что она должна от-ражать всю генеральную совокупность, но быть миниатюрной. Достичь этого можно при одном условии: каждая особь гене-ральной совокупности должна иметь одинаковую вероятность попасть в выборку. Получают это путем случайного отбора осо-бей в выборку, т. е. для анализа.

37

При соблюдении этих условий использование методов стати-стики надежно и позволяет устанавливать статистические зако-номерности.

Работа 1. Статистические закономерности модификацион-

ной изменчивости. Для работы потребуется 50 листьев одного вида растения с

изрезанным краем листовой пластинки. Линейки. Выполнение работы 1. Измерение длины и подсчет числа зубчиков средней доли

листа растения. Измерение длины листа производить с точностью до 1 мм,

подсчет зубчиков – с точностью до единицы. 2. Статистическая обработка полученных результатов. Анализ данных по количеству зубчиков средней доли листа

растения. Каждый студент обрабатывает свой материал. С точки зрения

методов обработки материала количественную изменчивость де-лят на две группы: непрерывная и прерывистая, или дискретная, изменчивость. Вариации, т.е. ступени варьирования, при непре-рывной изменчивости отличаются друг от друга на сколь угодно малую величину, определяемую точностью измерения. Характе-ризовать их можно дробными числами. Если эти числа ранжиро-вать, т.е. располагать по порядку от меньшей к большей величи-не, то они составят непрерывный ряд, поэтому этот тип изменчи-вости получил название непрерывного. Сюда относятся все признаки, которые можно измерить. Анализируемый признак – длина листа – относится к этому типу.

Вариации при прерывистой, или дискретной, изменчивости отличаются друг от друга на целое число единиц. Сюда относятся все счетные признаки. Число зубчиков, например, может быть сосчитано и выражено только целым числом, поэтому варьирова-ние по этому признаку относится к дискретному типу.

38

Однако начало обработки в обоих случаях одинаково. Необ-ходимо определить размах изменчивости (лимиты – lim), т.е. са-мую маленькую вариацию (Хmin) и самую большую (Хтах).

Для оценки размаха варьирования (lim) в единицах необхо-димо из Хтах вычесть число, предшествующее Xmin, так как по-следнее уже встретилось:

lim = Хтах – (Xmin – 1).

Именно полученный результат и определяет разные способы

дальнейшей обработки. Но в обоих случаях надо прежде всего составить вариационный ряд, т.е. систематизировать варьи-рующие величины.

Для дискретной изменчивости, где размах варьирования мал, можно ограничиться ранжированием вариаций (X), т. е. записать подряд все варианты от меньшей до большей. В качестве примера рассмотрим следующие результаты, полученные после подсчета количества зубчиков: Х (количество зубчиков) составляет 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23.

В связи с тем, что каждая из вариаций (Х) встречается не по одному разу, определяют их частоты (f), т.е. число вариант (осо-бей), имеющих данное значение вариаций. Вариационный ряд для данного признака можно представить в виде табл. 6 (столби-ки 1 и 2).

Таблица 6

Обработка данных по количеству зубчиков

Х, кол-во зубчиков

f, частота a af a2f

17 1 -3 -3 9 18 6 -2 -12 24 19 9 -1 -9 9 20 15 0 0 0 21 10 1 10 10 22 7 2 14 28 23 2 3 6 18

50 (n) 6 98

39

По виду этого ряда уже можно говорить о некоторых законо-мерностях: не все вариации встречаются одинаково часто; а по разнице между Хтах и Xmin можно судить о размахе изменчивости. Размах варьирования равен: lim = Хтах – (Xmin – 1) = 23 – (17-1) = 7.

Еще нагляднее эта закономерность прослеживается при изо-бражении вариационного ряда на графике (рис. 3).

0

2

4

6

8

10

12

14

16

17 18 19 20 21 22 23

число зубчиков Х

частота

f

Рис. 3. Графическое изображение вариационного ряда

по числу зубчиков на средней доле листа

Для построения графика необходима система координат, в которой по оси абсцисс откладывают значения вариаций (X), а по оси ординат – частоты (f). Выбор масштаба для двух осей произ-волен, обязательно только одно условие – соблюдение масштаба для всей оси. Очень часто Xmin значительно больше отличается от нуля (точка пересечения координат), чем от Хтах. Для удобства можно использовать разрыв на оси абсцисс от 0 до Xmin (рисуют пунктиром). Масштаб на оси ординат определяет максимальная частота. После подготовки осей наносят точки так, чтобы они стояли на пересечении перпендикуляров, восстановленных к оси абсцисс из соответствующего X и к оси ординат из соответст-вующего значения f. Точки соединяют линией. Изображенный таким образом вариационный ряд носит название «полигон рас-пределения». Обращает на себя внимание куполообразность гра-фика, которая говорит о том, что не все вариации (X) встречаются

40

одинаково часто; чаще всего (модальное значение) встречаются вариации, стоящие в середине ряда, а реже – на концах.

Для общей характеристики всего материала необходимо найти такую величину, которая бы минимально отличалась от всех ва-риаций. Такой величиной является средняя арифметическая ( Х ). Она и представляет собой основной параметр и определяется как частное от деления суммы всех вариантов (Χ ) на их число (п):

пΧ

=Χ .

Среднее арифметическое – число именованное и выражается

в тех же единицах, в которых производилось измерение. Для про-стоты расчета пользуются другой формулой:

п

аfА +=Χ ,

где А – условное среднее (любая из вариаций (X), но лучше та, которая чаще встречается),

а = Х - А, т. е. отклонение вариаций от условного среднего, n = f – сумма всех частот, или объем выборки. Для рас-

сматриваемого примера удобно выбрать А = 20 зубч., так как эта вариация встречается чаще всего.

В таблице вариационного ряда (табл. 6) в колонке «а» первой заполняют строчку Х=А, в ней ставят 0. Затем нумеруют строчки вверх и вниз от нее. Строчки, идущие вверх, – это вариации, от-личающиеся от выбранной за условное среднее тем, что они меньше ее, поэтому, кроме числа единиц, на которые они отли-чаются от А (что совпадает с номером строчки!), они получают знак минус. Затем заполняют колонку «af» путем перемножения чисел двух соседних колонок. Не забудьте знак произведения! Алгебраическую сумму произведений записывают в нижней строчке, а затем вносят в формулу. Итак,

Х = 20+50

6 = 20,12 ≈20,1 зуб.

41

Расчеты рекомендуется производить с точностью на один по-рядок больше, чем точность измерения.

Рассчитав среднее арифметическое, находят типичную для всего вариационного ряда величину, которая наилучшим образом характеризует весь варьирующий материал. Интересно посмот-реть, какое положение средняя арифметическая занимает на гра-фике. Оказывается, что Х очень близко к вариации «20 зубч.», которая стоит посередине ряда и встречается с максимальной частотой (см. рис. 3).

Кроме общей характеристики изучаемого признака, необхо-димо объективно оценить его изменчивость. Например, средняя арифметическая для группы цифр 6, 7, 8 равна 7, точно такое же среднее значение будет и для другой группы цифр 1, 7, 13. Из-менчивость же в этих двух группах разная, о чем говорят преде-лы варьирования (от 6 до 8 и от 1 до 13). Однако пределы варьи-рования (lim) не могут объективно оценивать изменчивость. Для характеристики изменчивости используют специальный параметр – стандартное отклонение (или среднее квадратическое отклоне-ние). Обозначают его σ (сигма) и определяют по формуле:

1

)( 2

−−

±= п

ХХσ .

σ – число именованное и выражается в тех же единицах, в

которых производилось измерение. Формула оправдывает назва-ние этой величины и говорит о ее сущности. Стандартное откло-нение показывает, насколько в среднем отличается каждая из ва-риаций от среднего арифметического (оно-то и служит стандартом для сравнения). Возведение отклонений в квадрат необходимо по-тому, что алгебраическая сумма отклонений от среднего арифме-тического всегда равна нулю. Обратная операция – извлечение квадратного корня – нужна для получения линейной величины, что позволяет сравнивать σ со средним арифметическим. Для вы-числения используют более простой метод (условного среднего) и пользуются следующей формулой:

42

1

)( 22

−

−±=

nn

affа

σ .

Для того чтобы воспользоваться этой формулой, необходимо заполнить колонку «а2f» в таблице 12. Ее данные получают от перемножения цифр двух соседних колонок. Произведения все-гда положительны, их суммируют и сумму записывают в нижней строке.

В рассматриваемом примере

41,149

50

698

2

±=−

±=σ зубч.

Расчет может производиться с точностью на один порядок

больше, чем Х . При равенстве средних арифметических, чем больше величи-

на σ, тем больше изменчивость. Однако суждение о степени из-менчивости по величине σ становится невозможным, если сред-ние не равны и тем более, если надо сравнивать изменчивость разных признаков, а σ – величина именованная. Поэтому для ха-рактеристики изменчивости вводят еще одну, относительную или безразмерную величину – коэффициент вариации или изменчи-вости, который определяется по формуле:

%100×=X

Vσ

.

Он показывает, какую долю σ составляет от Х . В рассмат-

риваемом примере V =7,0%. Итак, для модификационной изменчивости закономерно, что

чаще всего встречаются особи, имеющие среднее или близкое к среднему выражение признака. Особи, у которых признак выра-жен очень слабо или, наоборот, очень сильно, встречаются редко. Максимальное отличие признака от среднего уровня не превыша-ет в 95% случаев двух σ. И только в 5% случаев признак может

43

отличаться от среднего уровня больше, чем на 2σ, или в 1 % случаев – больше, чем на 2,6σ.

Знание этой закономерности имеет большое практическое зна-чение. Прежде всего, эта закономерность позволяет анализировать не отдельные выборки, а давать характеристику всей генеральной совокупности. Кроме того, она позволяет отличать случайное от закономерного при сравнении разных групп организмов.

Статистическая обработка полученных данных по длине

листа Размах значений при изучении непрерывной изменчивости (в

данном случае длины листа) может быть значительным. Пусть в нашем случае: Xmin= 3,2 см и Хтах = 6,3 см, размах

будет составлять 32 мм (32 единицы). Следовательно, использо-вание метода ранжирования, как в предыдущем случае, было бы нерационально. В этом случае удобнее прибегнуть при составле-нии вариационного ряда к приему разбивки на классы, т.е. объ-единению в одну группу нескольких вариаций. Задача при этом сводится в основном к определению величины классового интер-вала (λ – лямбда), т.е. к определению числа вариаций, которые будут объединены в одну группу – класс.

Объем выборки (n) определяет число классов (r). Число клас-сов определяют по табл. 7.

Таблица 7

n r 20 5

30-40 6 40-90 7

Величину классового интервала определяют по формуле:

lim

rλ = .

Расчет λ ведется лишь приблизительный, так как для даль-нейшей работы удобно (но не обязательно), чтобы величина ее была числом круглым (5, 10, 20, 100 и т.д. единиц.). Для того чтобы не ошибиться в расчете размаха изменчивости (lim), реко-мендуется производить округление Xmin и Хтах таким образом,

44

чтобы минимальная величина стала круглой, но меньше той, ко-торая встретилась, а максимальная величина – больше той, кото-рая встретилась. Точность расчета должна соответствовать точ-ности измерения.

В рассматриваемом примере Xmln = 3,2 см, округляем – 3,0 см.

Хтах = 6,3 см, округляем - 6,5 см. Рассчитываем λ:

6,5 3,00,5

7

−λ ≈ ≈ см.

После определения λ можно составить вариационный ряд по этому признаку (табл. 8).

Прежде всего, производят запись классов: сначала записыва-ют самую малую из вариаций (3,0 см), затем путем прибавления к ней величины λ определяют нижнюю границу следующего класса и т. д., затем записывают верхние границы всех классов, которые должны быть на единицу измерения меньше, чем нижняя граница следующего класса.

В рассматриваемом примере расчет будет такой: самая малая вариация – 3,0. Нижняя граница класса будет составлять: 3,0 + 0,5 = 3,5, да-

лее: 3,5 + 0,5 = 4,0 и т. д. Расчет верхней границы классов: 3,5-0,1 = 3,4 см, далее: 4,0 –

0,1 = 3,9, 4,5 – 0,1 = 4,4 и т. д. (см. вариационный ряд табл. 8).

Таблица 8 Обработка данных по длине листа

классы f X a af a2f 3,0-3,4 2 -3 -6 18 3,5-3,9 8 -2 -16 32 4,0-4,4 10 -1 -10 10 4,5-4,9 13 4,7 0 0 0 5,0-5,4 11 1 11 11 5,5-5,9 5 2 10 20 6,0-6,4 1 3 3 9

== 50nf -8 100

45

Затем приступают к разноске, т.е. к определению частот (f) тем же способом, как в предыдущем случае. Когда составлен ва-риационный ряд, можно изобразить его графически (способ тот же, что был рассмотрен ранее, только на оси абсцисс нужно от-кладывать границы классов, а перпендикуляры к оси абсцисс восстанавливать из середины класса (см. рис. 4)).

0

2

4

6

8

10

12

14

3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5

длина листа Х

частота

f

Рис. 4. Графическое изображение вариационного ряда

по длине листа Для определения основных параметров в качестве вариации

(Х) берут среднее значение класса. Оно определяется как полу-сумма крайних вариаций, входящих в класс. Таким образом, при разбивке на классы считают, что все варианты, входящие в один класс, одинаковы и в среднем равны рассчитанному.

Эта операция уменьшает точность расчетов, но значительно облегчает сами расчеты, вот почему к такому способу построения вариационного ряда прибегают всегда, когда размах изменчиво-сти велик, в том числе и при дискретной изменчивости. Рассчи-тывают X только для одного класса, который будет условно при-нят как А. После знакомства с закономерностями модификацион-ной изменчивости становится понятной полезность рекомен-дации выбора в качестве условной средней той вариации, которая чаще всех встречается: она близка по величине к среднему ариф-метическому. Для простоты расчетов:

46

Х Аа

−=λ

.

Это практически сводится к следующему. В таблице вариа-ционного ряда в колонке «а» на строчке, соответствующей Х=А, записывают нуль, затем вверх и вниз нумеруют строчки точно так же, как и в предыдущем случае; по тем же причинам цифры, идущие вверх от нуля, получают знак минус. Эта операция, по существу, сводится к тому, что величина λ выносится за скобки при определении af , что и отражается в формуле:

af

An

Χ = + λ .

В рассматриваемом примере:

84,7 0,5 4,62

50Χ = − = см.

Точно так же видоизменена формула для определения стан-

дартного отклонения:

22 ( )

1

afa f

nn

−σ = ±λ

−

.

В рассматриваемом примере:

2( 8)100

500,5 0,71549

−−σ = ± = ± см.

Коэффициент вариации: 100%VX

σ= × ,

47

0,715100% 15,5%

4,62V = × = .

Сравнение двух групп Сравнение двух групп производится главным образом по их

основным характеристикам – по средним арифметическим. Од-нако, делая несколько выборок из одной генеральной совокупно-сти, экспериментатор убеждается в том, что все они характери-зуются разными средними арифметическими, правда очень близ-кими. В этом легко убедиться на занятии, сравнив данные нескольких человек, работавших с одним и тем же видом. Но экспериментаторов никогда не интересуют различия двух кон-кретных выборок, их интересует, отличаются ли генеральные со-вокупности (сорта, породы, виды). Можно ли тогда на основании данных одной выборки составить представление обо всей гене-ральной совокупности? Да, можно, если рассчитать величину, на-зываемую ошибкой средней арифметической (т). Величина m – число именованное.

Определяется она по формуле

mn

σ= .

Свое название эта величина получила не случайно: она по-

казывает, насколько ошибаются, когда считают, что среднее арифметическое выборки соответствует среднему арифметиче-скому генеральной совокупности. С ее помощью на основании данных одной выборки можно определить пределы, в которых лежит среднее арифметическое генеральной совокупности, или, иначе, определить пределы, в которые будут укладываться сред-ние арифметические всех выборок, сколько бы их ни было сдела-но из одной генеральной совокупности. Если учесть, что средние арифметические этих выборок будут различаться между собой случайно, то станет понятно, что они также должны подчиняться закону нормального распределения, т.е. размах их изменчивости должен быть ±2σ (с ошибкой в 5% случаев) или ±2,6σ (с ошиб-

48

кой в 1% случаев). Для рассматриваемых примеров это значит, что по числу зубчиков

1,41

0,2050

mn

σ= = = зубч.,

а среднее арифметическое, характеризующее число зубчиков на листовой пластинке использованного объекта, лежит в пределах

Х ± 2т = 20,1 ± 2×0,20 = 20,1 ± 0,40 зубч.,

т. е. от 19,7 до 20,5 зубч. По длине листа

0,7150,101

50m

n

σ= = = см,

а Х ± 2т = 4,62 ± 0,202 см, т. е. от 4,42 до 4,82 см.

По результатам работы сделайте выводы.

49

ПОНЯТИЯ и ТЕРМИНЫ, которые нужно знать

Автотроф Аденин Аминокислота Амитоз Амнион Амплификация Анафаза Антикодон Антиподы Аппарат Гольджи (пластинча-тый комплекс) Ароморфоз Атавизм АТФ Бактериофаг Бактрия Белок Биваленты Биогеоценоз Биосинтез белка Биосфера Биотехнология Бластомер Бластопор Бластоцель Бластула Борьба за существование Вакуоль Вариационная кривая Веретено деления Вид Видообразование Вирус Включение клеточное

Вырожденность генетического кода Гамета Гаметогенез Гаметофит Гастроцель Гаструла Гаструляция Ген Генетика Генная инженерия Геном Генотип Генофонд Гетеротроф Гетерохроматин Гистогенез Гистология Гистоны Гликокаликс Гликолиз Гомеостаз Граны Гуанин Движущие силы эволюции Дегенерация Деламинация Денатурация белка Диакинез Дивергенция Диктиосома Дифференцировка ДНК Дробление

50

Жгутики Зародышевые листки Зигота Идиоадаптация Изменчивость Изоляция Иммиграция Инвагинация Индукция эмбриональная Интерфаза Интроны Кариолемма Кариоплазма Кариотип Клетка Клеточный цикл Клон Коацерваты Код генетический Кодон Колебания численности Конвергенция Консументы Конъюгация хромосом Кристы Кроссинговер Круговорот веществ Лейкопласт Лизосомы Липиды Макромеры Макроспорогенез Макроэволюция Мезенхима Мезодерма Мейоз Мембрана Метаморфоз

Метафаза Мешок зародышевый Микромеры Микроспорогенез Микротрубочки Микрофибриллы Микроэволюция Мимикрия Миофибриллы Митоз Митохондрии Морула Мутация Направления естественного отбора Наследственность Невроцель Нейруляция Нонсенс-триплеты Ноосфера Норма реакции Нуклеиновые кислоты Нуклеоид Нуклеосома Нуклеосомная нить Нуклеотиды Обмен веществ Оболочка оплодотворения Оболочка ядерная Овогенез Онтогенез Операторы Оперон Оплодотворение двойное Организм Органогенез Органоид

51

Партеногенез Пептиды Перинуклеарное пространство Периоды онтогенеза Пероксисомы Пиноцитоз Плазмалемма Пластиды Плацента Плацентарный барьер Полисома Политения Полиэмбриония Популяционные волны Популяция Праймер Презумптивные зачатки Преформизм Приспособленность организмов Провизорные органы Прогенез Прогресс биологический Продуценты Прокариоты Промотор Пронуклеус Профаза Процессинг Развитие организмов Размножение, типы Реакция матричного синтеза Регресс биологический Редукционное деление, Редукционное тельце Редупликация конвариантная Редуценты Реснички Рибоза

Рибосома РНК Рот первичный Саморегуляция Синергиды Синкарион Систематика Сперматогенез Сперматозоид Спермий Сплайсинг Спорогенез Спорофит Стенка клеточная Структура белка Телофаза Теория клеточная Теория эволюции Тетрада Тимин Ткань Тотипотентность Транскрипция Трансляция Триплет Углевод Урацил Уровень организации Фенотип Филогенез Фотолиз воды Фотосинтез Хемосинтез Хлоропласт Хлорофилл Хроматида Хромопласт

52

Хромосома Целом Центр клеточный Центриоль Центромера Цитозин Цитолемма Цитология Цитоплазма Чередование поколений Эволюция Эквационное деление Экзон Экология

Экосистема Экспрессии генов Эктодерма Эндомитоз Энтодерма Эпиболия Эпигенез Эукариоты Эухроматин Ядро клетки Ядрышко Ядрышковые организаторы Яйцеклетка

53

ПРИЛОЖЕНИЕ

Правила работы с микроскопом

При работе с микроскопом запрещается: 1. Переносить микроскоп, не поддерживая его снизу. 2. Прикасаться пальцами к линзам окуляров и объективов. 3. Погружать объективы в воду и другие вещества. 4. Пользоваться микровинтом на увеличениях объектива

меньше 20. 5. Пользоваться макровинтом для тонкой настройки на уве-

личениях больше 20. 6. Снимать препарат, если установлено большое увеличение. 7. Вытирать фланелью грязь, воду и иммерсионное масло

(фланель предназначена только для удаления пыли).

При настройке микроскопа следует помнить: 1. Подсветка устанавливается так, чтобы свет попадал прямо

в центр поля зрения. 2. Чем выше конденсор, тем больше света. Поэтому, чем

больше увеличение объектива, тем выше конденсор, и наоборот. 3. Плохая видимость может быть из-за загрязнения окуляра

или объектива. Пыль убирается при помощи специальной флане-ли самим студентом. Другие загрязнения убирает лаборант.

4. Начинать настройку следует при малом увеличении. Сна-чала объектив устанавливается несколько ниже фокусного рас-стояния, при контроле глазами сбоку.

5. Затем следует, глядя в окуляры, плавно поднимать объек-тив макровинтом до тех пор, пока не будет сфокусирован объект. Если объект сфокусирован на малом увеличении и устанавлива-ется большее увеличение, то больший объектив уже находится на фокусном расстоянии, и следует произвести лишь тонкую на-стройку: на увеличениях 5, 10 – макровинтом, на увеличениях 20 и больше – микровинтом.

Фокусное расстояние объектива х 5 приблизительно 1 см. х 10 – 0,5 см,

х 40 – 0,1 см.

54

6. Положение микровинта контролируется насечками на шта-тиве микроскопа возле винта конденсора. Одиночная насечка не должна выходить за пределы отрезка, ограниченного двумя на-сечками.

По окончании работы:

1. Устанавливается малое увеличение. 2. Снимается препарат. 3. Макровинт устанавливается в самое нижнее положение. 4. На предметный столик помещается фланель для пыли. 5. Микроскоп закрывается чехлом. 6. Выключается подсветка.

55

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. Биология: в 2-х т. / под ред. В.Н. Ярыгина. – М.: Высшая

школа, 2003. 2. Грин, Н. Биология: в 2-х т. / Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор. –

М.: Мир, 1990.

Дополнительная 1. Кемп, П. Введение в биологию / П. Кемп, К. Армс. – М.:

Мир, 1998. 2. Аллелен, Р.Д. Наука о жизни / Р.Д. Аллелен. – М.: Про-

гресс, 1981. 3. Медников, Б.М. Аксиомы биологии / Б.М. Медников. – М.:

Знание, 1982. 4. Карузина, И.П. Биология / И.П. Карузина. – М.: Медицина,

1977. 5. Хелевин, Н.В. Задачник по общей и медицинской генетике

/ Н.В. Хелевин, А.М. Лобанов, О.Ф. Колесова. – М.: Высшая школа, 1984.

56

Учебное издание

Общая биология Лабораторный практикум

Составители: Прохорова Инна Мечиславовна,

Ковалева Маргарита Игоревна

Редактор, корректор В.Н. Чулкова Компьютерная верстка Е.Л. Шелеховой

Подписано в печать 4.12.2006 г. Формат 60х84/16. Бумага тип. Усл. печ. л. 3,25. Уч.-изд. л. 1,86.

Тираж 100 экз. Заказ

Оригинал-макет подготовлен в редакционно-издательском отделе ЯрГУ.

Отпечатано на ризографе.

Ярославский государственный университет.

150000 Ярославль, ул. Советская, 14.

57

58

Общая биология

Лабораторный практикум