Правила роботи з мікроскопом

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

12. Для тонкого фокусування використовуйте мікрорметричний гвинт.

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

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

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

Дослід 2. Будова клітин про- та еукаріот

Хід досліду:

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

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

Електронна мікрофотографія рослинної клітини

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

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

Електронна мікрофотографія бактеріальної клітини (кишкової палички)

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

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

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

№	Ознаки	Клітини
		рослин	тварин	грибів	бактерій
	Плазмалема
	Клітинна стінка
	Цитоплазма
	Рибосоми
	Клітинний центр
	Ядро
	Нуклеоїд
	Ендоплазматична сітка
	Комплекс Гольджі
	Лізосоми
	Мітохондрії
	Вакуолі
	Пластиди
	Різноманітність

Завдання 6. Зробіть висновок.

Лабораторна робота №4

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

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

Техніка безпеки:

1. Кожен працюючий до початку досліджень повинен добре ознайомитися з методикою проведення дослідження, властивостями речовин, що використовуються у роботі.

2. Ознайомтеся з правилами роботи з мікроскопом

3. Працюючи з мікроскопом, звільніть стіл від усього зайвого.

4.При виготовленні мікропрепаратів обережно користуватися склом.

Теоретичні відомості.

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

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

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

Хід роботи

1. Підготуй те мікроскоп до роботи.

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

3. Розгляньте препарат при малому збільшенні мікроскопа.

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

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

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

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

8. Заповніть таблицю «Структура ядра».

Компонент ядра

Особливості будови

Функції

9. Зробіть висновок про значення структур ядра.

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

Лабораторна робота №5

Тема. Будова хромосом. Мітотичний поділ клітин.

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

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

Техніка безпеки:

2. Ознайомтеся з правилами роботи з мікроскопом

3. Працюючи з мікроскопом, звільніть стіл від усього зайвого.

4.При виготовленні мікропрепаратів обережно користуватися склом.

Теоретичні відомості

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

Хід роботи

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

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

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

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

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

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

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

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

Замалюйте їх.

4. Зробіть висновок.

Контрольні запитання.

1. Що таке каріотип?

2. Охарактеризуйте інтерфазу, назвіть її періоди.

3. Як називають періоди клітинного циклу?

4. Дайте визначення мітозу.

5. Що відбувається у профазі мітозу?

6. Які процеси відбуваються у телофазі мітозу?

7. Як називають періоди клітинного циклу?

Лабораторна робота № 6.

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

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

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

Техніка безпеки:

2. Ознайомтеся з правилами роботи з мікроскопом.

3. Працюючи з мікроскопом, звільніть стіл від усього зайвого.

4.При виготовленні мікропрепаратів обережно користуватися склом.

Теоретичні відомості

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Мал. 2. Епідерма листка

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

Мал. 3. Будова продиху:

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

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

Мал. 4. Кора деревної рослини:

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

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

Мал. 5. Тканини листка:

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

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

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

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

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

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

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

В організмі тварин та людини розрізняють 4 типи тканин:

сполучна тканина

м'язова тканина

нервова тканина

епітеліальна тканина.

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

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

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

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

Нервова тканина

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

Мал. 6. Різні типи нервових клітин

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

Хід роботи.

1. Підготуємо мікроскоп до роботи.

2. Розглянемо мікропрепарат епітеліальної тканини, звернемо увагу на особливості будови клітин, їх розміщення, з’ясуємо їх функції. Намалюйте побачене.

3. Розглянемо мікропрепарати різних типів сполучної тканини, звернемо увагу на особливості будови клітин, їх розміщення, з’ясуємо їх функції. Намалюйте побачене.

4. Розглянемо мікропрепарати різних типів м’язової тканини, звернемо увагу на особливості будови клітин, їх розміщення, з’ясуємо їх функції. Намалюйте побачене.

5. Розглянемо мікропрепарат нервової тканини, звернемо увагу на особливості будови клітин, їх розміщення, з’ясуємо їх функції. Намалюйте побачене.

6. Результати запишемо у таблицю.

Назва тканини	Розміщення	Будова клітин	Функції

7. Розглянемо під мікроскопом мікропрепарат поздовжнього розрізу кореня.

Знайдемо зони кореня, звернемо увагу на особливості будови клітин кожної зони, з’ясуємо їх функції.

8. Розглянемо мікропрепарат епідермісу листка, звернемо увагу на будову клітин, з’ясуємо їх функції.

9. Розглянемо мікропрепарат поперечного розрізу стебла, звернемо увагу на особливості будови клітин різних тканин, з’ясуємо їх функції.

10. Результати запишемо у таблицю.

Назва тканини	Розміщення	Будова клітин	Функції

11. Порівняйте всі розглянуті препарати з малюнками.

12. Зробимо висновок про взаємозв’язок будови і функцій тканин тваринного, рослинного організму.

Контрольні запитання:

1. Які існують типи рослинних тканин?

2. Які типи тканин є у тварин?

3. Що спільного та відмінного між тканинами тварин і рослин?

Лабораторна робота №7.

Тема. Будова і утворення статевих клітин.Форми розмноження організмів та їх цитологічні основи.

Мета: закріпити знання про різні способи і форми розмноження організмів, навчитися розрізняти різні форми розмноження, розвивати навички дослідницької роботи.

Обладнання: мікроскоп, препарувальний набір, предметні і накривні скельця, піпетка, постійні мікропрепарати сперматозоїдів морської свинки, яєчника кішки, міцелій мукора, дріжджі, розведені у теплій воді, гербарії пирію, суниць, бульби картоплі, цибулина, мікрофотографії сперматозоїдів і яйцеклітин.

Техніка безпеки:

2. Ознайомтеся з правилами роботи з мікроскопом

3. Працюючи з мікроскопом, звільніть стіл від усього зайвого.

4.При виготовленні мікропрепаратів обережно користуватися склом.

Теоретичні відомості

Розмноження— здатність відтворювати нове покоління особин того самого виду, властиве всім живим організмам. У процесі розмноження відбувається передача генетичного матеріалу від батьків до нащадків. Відомі дві основні форми розмноження рослин і тварин: статеве і безстатеве. Між ними існує принципова різниця, яка полягає в тому, що при безстатевому розмноженні нове покоління бере початок лише від однієї батьківської особини, причому джерелом утворення нового покоління є соматичні (вегетативні) клітини. При статевому розмноженні новий організм, як правило, утворюється із двох батьківських особин (чоловічої і жіночої). Перевага статевого розмноження над нестатевим полягає в тому, що при такому типі розмноження утворюються особини з новими комбінаціями генетичного матеріалу. Нестатеве розмноження може відбуватися багатьма способами.

1) Поділ клітин навпіл. Характерний для бактерій і найпростіших.

2) 2)Утворення спор. Спороутворення — це розмноження шляхом утворення спеціальних клітин, із яких виникає нове покоління.

3) 3)Брунькуванняздійснюється шляхом утворення на материнському організмі особливого виросту — бруньки, з якої розвивається нова особина.

4)Фрагментація— розмноження фрагментами тіла. При цьому організм ділиться на декілька частин, кожна з яких дає початок новому організму. Характерна для нитчастих водоростей, немертин (морських червів), кільчастих червів.

5)Вегетативне розмноженнязабезпечується відділенням від материнського організму багатоклітинних частин — коренів, листків, пагонів та їх видозмін.

Статеві клітини або гамети – це спеціалізовані клітини тіла, функцією яких є передача спадкової інформації від батьків до потомства.
- Яйцеклітини людини були описані в 1827 р. засновником ембріології академіком К.Бером. Параметри яйцеклітини людини: округла форма, чітко помітні цитоплазма та ядро, діаметр 1/7 мм або 130 мкр, вага 0, 015 міліграма.
- Сперматозоїд людини вперше був описаний в 1667 р. винахідником мікроскопа А.Левенгуком. Його параметри: у 85 тис. разів менший за яйцеклітину, голівка довжиною 3-5 мкр, середня частина – 3-6 мкр, хвостик довжиною 30-50 мкр. Цитоплазма практично відсутня.
Сперматозоїди починають утворюватись у чоловіків під час статевого дозрівання. Утворення яйцеклітини починається ще до народження дівчинки, а завершується тільки після її запліднення.

Статеві клітини піддаються впливу пошкоджуючих факторів – радіації, канцерогенів. Мутації, які виникають у статевих клітинах не виправляються і можуть передаватися нащадкам. Поліембріонія – це процес розвитку зародка з однієї заплідненої яйцеклітини.

Хід роботи.

1. Підготуємо мікроскоп до роботи.

2. Розглянемо приклади безстатевого розмноження: розмноження вегетативне, брунькування, розмноження спорами.

3. Розглянемо рослини, що мають видозмінені пагони для вегетативного розмноження – кореневище у пирію, вуса у суниць, бульби картоплі, цибулини цибулі.

4. На предметне скло нанесемо краплю розчину дріжджів, виготовимо мікропрепарат, розглянемо його під мікроскопом. Знайдемо клітини, що брунькуються – з невеликим випинанням на одному з полюсів з помітним ядром. Замалюємо колонію дріжджів, позначимо клітини, що брунькуються.

5. Виготовимо мікропрепарат мукора, розглянемо його під мікроскопом. Знайдемо спорангії – кулясті утворення на довгій ніжці, та спори, що висипалися зі спорангіїв. Замалюємо побачене, зробимо позначення.

Мікропрепарат мукору (Mucor) зі спорангієм та спорами.

6. Розглянемо готовий мікропрепарат сперматозоїдів морської свинки. Звернемо увагу на особливості будови клітин відповідно до їх функцій. Порівняємо побачене з мікрофотографіями.

7. Розглянемо готовий мікропрепарат яєчника кішки. Знайдемо на ньому яйцеклітини. Звернемо увагу на о особливості будови клітин відповідно до їх функцій. Порівняємо побачене з мікрофотографіями.

Схема ультраструктурної організації сперматозоїда: 1 - хвостик; 2 - середня частина; 3 - шийка; 4 - акросома; 5 - ядро; 6 - голівка

Яйцеклітина: 1 - ядро, 2 - цитоплазма; 3 - оболонка; 4 - клітини фолікулярного епітелію

8. Замалюємо схеми будови сперматозоїда та яйцеклітини, зробимо позначення.

9. Зробимо висновок про особливості різних форм і способів розмноження та їх біологічне значення.

Контрольні запитання:

1.Які структурні компоненти яйцеклітини забезпечують функцію передачі спадкової інформації?

2.Які структурні компоненти яйцеклітини забезпечують зародок поживними речовинами?

3.Чим відрізняється набір хромосом в яйцеклітині жінки від набору хромосом в сперматозоїді чоловіка?

4. Які особливості будови сперматозоїда забезпечують його активний рух?

Лабораторна робота №8.

Тема. Спостереження нормальних і мутантних форм дрозофіл, їх порівняння.

Мета: порівняти нормальні і мутантні форми дрозофіл, з’ясувати вплив мутацій на життєдіяльність організму.

Обладнання: мікроскоп, готові мікропрепарати нормальних і мутантних форм дрозофіл.

Техніка безпеки:

2. Ознайомтеся з правилами роботи з мікроскопом

3. Працюючи з мікроскопом, звільніть стіл від усього зайвого.

4.При виготовленні мікропрепаратів обережно користуватися склом.

Теоретичні відомості

Мутації – це стійкі зміни генетичного апарату, що виникають раптово як у нестатевих (соматичні мутації), так і статевих (генеративні мутації) клітинах. Фактори, що спричиняють мутації називають мутагенними. Мутації можуть виникати у будь-яких клітинах організму, спричинювати різноманітні зміни генетичного матеріалу відповідно фенотипу. Залежно від характер змін генетичного апарату розрізняють мутації геномні, хромосомні та генні. Завдяки мутаціям з’являються нові алелі-основне джерело спадкової мінливості. Мутації можуть по-різному впливати на організми: спричинювати їхню загибель (летальні мутації), знижувати життєдіяльність (сублетальні мутації) або є не впливати на неї за певних умов довкілля (нейтральні мутації). Генні мутації –стійкі зміни окремих генів, спричинені порушенням послідовності нуклеотидів у молекулах нуклеїнових кислот (випадання певних нуклеотидів, поява зайвих, зміна порядку їхнього розташування. Геномні мутації пов’язані зі зміною кількості наборів хромосом, зі зміною числа хромосом окремих пар, перебудовою хромосом.

Хід роботи.

1. Підготуємо мікроскоп до роботи.

2. При малому збільшенні розглянемо нормальні форми дрозофіл, опишемо їх форму і розмір тіла, колір очей і тіла, довжину і форму крил, кінцівок, наявність чи відсутність щетинок на тілі, форму очей.

Результати запишемо у таблицю.

3. Розглянемо мутантні форми дрозофіл, опишемо їх за вище наведеними ознаками.

4. Порівняємо мутантні і нормальні форми дрозофіл. Результати порівняння запишемо у таблицю.

5. Зробимо висновок про можливий вплив мутацій на життєдіяльність мутантних форм дрозофіл.

Форми дрозофіл	Форма і колір очей	Форма і розміри крил	Забарвлення	Інші ознаки
Нормальна
Мутантна

Контрольні запитання:

1. Як мутації можуть впливати на фенотип?

2. Що таке мутація?

3. Наведіть види мутацій.

4. Що таке мутагенні фактори?

5. У чому полягає біологічне значення мутацій?

6. Які властивості відрізняють мутаційну мінливість від модифікаційної?

Лабораторна робота №9

Тема. «Вивчення мінливості у рослин і тварин, побудування варіаційного ряду і кривої.»

Мета:ознайомитися із статистичним методом дослідження і закономірностями модифікаційної мінливості.

Обладнання:100 колосів пшениці, 100 бульб картоплі, 100 листків дуба, лінійки.

Техніка безпеки:

2. Під час роботи з натуральними об’єктами й гербарними зразками будьте обережні.

3. Проводьте лише ті дослідження, які зазначені в завданнях інструктивної картки.

Теоретичні відомості

Генотип особин кожного виду є цілісною системою, що склалася в процесі його тривалого історичного розвитку. Існує спадкова і неспадкова мінливість. Неспадкову мінливість називають модифікаційною. Вона має пристосувальний характер. Модифікаційна мінливість – це зміни ознак організму (фенотипу), спричинені факторами умов існування і не пов’язані зі змінами генотипу. Модифікації – це реакції на зміни інтенсивності певних чинників довкілля, однакові для всіх генотипно подібних організмів. Ступінь вираження модифікації прямо залежить від інтенсивності та тривалості дії на організм певного чинника., вони можуть зникати протягом життя особини, якщо припиняється дія фактора, який їх спричинює. Модифікації відіграють важливу роль у житті організмів. Більшість із них спрямована на пристосування організмів до змін тих чи інших факторів довкілля. Межі модифікаційної мінливості ознак визначаються генотипом організму і називаються нормою реакції. Для вивчення мінливості певної ознаки складають варіаційний ряд: послідовність чисельних показників прояв певної ознаки (варіант), розташованих у порядку їхнього зростання чи зменшення. Довжина варіаційного ряду свідчить про розмах модифікаційної мінливості. Вона зумовлена генотипом організмів (нормою реакції), але залежить від умов довкілля: чим сталіші умови розвитку даних особин, тим коротший варіаційний ряд, і навпаки. Якщо простежити розподіл різних варіант у варіаційному ряді, то можна помітити, що найбільше їхнє число знаходиться в середній частині ряду, тобто має середнє кількісне значення певної ознаки. Розподіл варіант у варіаційному ряді зображають графічно у вигляді варіаційної кривої. Варіаційна крива –це графічне вираження кількісних показників мінливості певної ознаки, яке ілюструє розмах цієї мінливості, так і частоту зустрічальності окремих варіант. За допомогою варіаційної кривої можна встановити середні показники та норму реакції тієї чи іншої ознаки. Спадкова мінливість буває комбінативною і мутаційною. Комбінативна мінливість виникає внаслідок нових варіантів поєднань алелей. Мутації – це стійкі зміни генетичного апарату, що виникають раптово як у нестатевих (соматичні мутації). Так і статевих (генеративні мутації) клітинах. Мутації можуть по-різному впливати на організми: спричинювати їхню загибель (летальні мутації), знижувати життєдіяльність (сублетальні мутації) або є не впливати на неї за певних умов довкілля (нейтральні мутації).

Модифікаційна мінливість найчастіше діє на кількісні ознаки, а кількість пов’язана з розмірами, і тут можна застосувати математику і статистику. Ми розглянемо статистичні закономірності, яким підпорядковується модифікаційна мінливість.

Значення закономірності й мінливості мають велике значення. Тому що дозволяють передбачити й заздалегідь планувати ступінь виразності багатьох ознак організмів залежно від умов навколишнього середовища.

З початку життя, протягом усього періоду розвитку і до самої смерті кожний організм зазнає впливу різних факторів середовища.

Більшість рослин зазнає впливів різного характеру. Одні сприяють розвиткові ознаки, інші затримують його. Фенотип рослин розміщується десь між передніми варіантами варіаційного ряду. Чим однорідніші умови розвитку, тим менше виявлена модифікаційна мінливість, тим коротший варіаційний ряд. Чим різноманітніші умови середовища, тим ширша модифікаційна мінливість. Розмах варіацій залежить і від генотипу. Щоб дати об’єктивну характеристику мінливої ознаки, треба вивчити велику кількість особин і побудувати варіаційну криву. На осі х відкладають варіанти ознак від найменшого до найбільшого. По осі у – частоту зустрічальності ознаки. Використовуючи дані варіаційної кривої, визначають середню величину ознаки. Для цього числовий вираз ознаки кожної варіанти множать на число варіант. Усі ці добутки додають і потім ділять на загальне число варіант. Це можна записати такою формулою:

М=( v х р___ )

де М - середня величина, v – варіанта, р – частота зустрічей варіант, - знак суми і n – загальне число варіант варіаційного ряду.

Хід роботи

Варіант1

1.Запишітьтему та мету роботи.

2.Візьміть для всієї групи (учні працюють групами по 2-4 чоловіка, кожна група працює з своїм об’єктом) 100 колосків пшениці, підрахуйте в кожному колоску кількість зерен і складіть загальну таблицю – варіаційний ряд.

Варіаційний ряд кількості зерен в колоссі пшениці.

Кількість зерен в одному колоску
Кількість колосків

3.Побудуйте за цими даними варіаційну криву модифікаційної мінливості кількості зерен у колоссі пшениці.

4.Порівняйте краї і центр варіаційної кривої і зробіть висновок: яка мінливість – яскрава чи неяскрава – кількість зерен в колоссі зустрічається частіше, а яка не так часто.

5.Користуючись формулою, підрахуйте середню величину (М) мінливості числа зерен.

6.Зробіть висновок, яка закономірність модифікаційної мінливості Вами встановлена, в яких випадках вона проявляється більш чітко: при малій або великій кількості даних?

Варіант 2

1. Запишітьтему та мету роботи.

2.Візьміть по25 листків дуба (кожен студент) і підрахуйте кількість лопатей у кожному листку.

3.Складіть варіаційний ряд на 100 листків.

4.Здобуті дані підсумуйте, побудуйте за цими даними варіаційну криву модифікаційної мінливості .

5.Накресліть варіаційну криву.

6.Порівняйте краї і центр варіаційної кривої .

7.Користуючись формулою, підрахуйте середню величину (М) мінливості .

8.Зробіть висновок, яка закономірність модифікаційної мінливості Вами встановлена, в яких випадках вона проявляється більш чітко: при малій або великій кількості даних?

Варіант 3

1.Запишітьтему та мету роботи.

2.Візьміть для всієї групи 100 бульб картоплі і підрахуйте кількість вічок.

3.Складіть варіаційний ряд на 100 картоплин.

4.Накресліть варіаційну криву.

5.Користуючись формулою, підрахуйте середню величину (М) мінливості .

Контрольні запитання:

1. Яке біологічне значення модифікаційної мінливості?

2. Що таке варіаційний ряд і варіаційна крива?

3. Чим зумовлений розподіл варіант у варіаційному ряді?

4. Чому фенотип розміщується між середніми варіантами?

5. Що таке модифікаційна мінливість і чому вона не успадковується?

6. Які властивості модифікацій Ви знаєте?

Практична робота №1 Тема.Розв'язування елементарних вправ із молекулярної біології.

Мета:сформувати практичні уміння і навички розв'язування задач і вправ по темі "Єдність хімічного складу організму".

Обладнання та матеріали:схема будови молекули ДНК, картки з завданнями, методичні вказівки, збірники задач, таблиці "ДНК", "РНК".

Методичні вказівки

Для розв’язування задач з молекулярної біології необхідно знати лінійні розміри амінокислот, нуклеїнових кислот, середню молекулярну масу.

- лінійні розміри амінокислоти.

(амінокислоти) = 0,35 нм, де 1 нм = 10^{-6 мм}

М – молекулярна маса

М (середньої амінокислоти) = 100 умовних одиниць.

Молекулярна маса одного нуклеотиду: М (нуклеотиду) - 345 умовних одиниць.

Лінійні розміри одного нуклеотиду: (нуклеотиду) = 0,34 нм.

Довжина ДНК однієї клітини майже 1м.

Хід роботи

1. Розв’язування вправ на знаходження послідовності нуклеотидів у молекулі ДНК:

Задача1. Фермент ДНК-полімераза синтезує комплементарний ланцюг по ДНК-матриці. Визначте послідовність азотистих основ у синтезованому ланцюгу ДНК та і-РНК, що синтезується на його основі:

а)АТГ-АТЦ-ТТТ-ААА-АТГ-ГЦЦ-АГЦ;

б)ЦЦЦ-ГТЦ-ТГЦ-ТАЦ-ГАТ-АТТ-АЦЦ;

в)АЦГ-ТАЦ-АТТ-ТАТ-ТЦГ-ААА- ГАА. Розв'язання.

Враховуючи принцип комплементарності, визначаємо послідовність азотистих основ у синтезованому ланцюгу ДНК та в і-РНК:

а) ДНК права:АТГ-АТЦ-ТТТ-ААА-АТГ-ГЦЦ-АГЦ