Тема. Вивчення структурно-функціональної різноманітності клітин

Мета: ознайомитися зі структурно-функціональною різноманітністю клі

тин на прикладі клітин різних тканин тварин та рослин.

Обладнання й матеріали: мікропрепарати, електронні мікрофотографії та малюнки клітин м'язової, епітеліальної й нервової тканин тварин, покривної, провідної, основної тканин рослин.

Хід роботи

1. Розгляньте на малюнках і мікропрепаратах клітини м’язової тканини тварин. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

2. Розгляньте на малюнках і мікропрепаратах клітини нервової тканини тварин. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

3. Розгляньте на малюнках і мікропрепаратах клітини епітеліальної тканини тварин. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

4. Розгляньте за збільшення мікроскопа 64х препарат корінця цибулі. Знайдіть зону поділу клітин. Розгляньте за збільшення мікроскопа 160х меристематичні (твірні) клітини. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

5. Розгляньте за збільшення мікроскопа 64х препарат стебла липи. Замалюйте побачені провідні тканини. Позначте на малюнку ксилему і флоему. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

6. Розгляньте за збільшення мікроскопа 64х препарат епідерми листка соняшника. Зверніть увагу на продихи. Розгляньте за збільшення мікроскопа 160х клітини продиху та клітини, що його оточують. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

7. Розгляньте за збільшення мікроскопа 64х зріз листка. Знайдіть основну тканину й розгляньте її клітини за збільшення мікроскопа 160х. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які функції виконують ці клітини.

8. На підставі розглянутих мікропрепаратів та електронних мікрофото-графій зробіть висновки щодо зв’язку особливостей будови тканин тварин і рослин з функціями, що вони виконують.

Тема. Розв'язування елементарних вправ зі структури білків та нуклеїно

вих кислот

Мета: удосконалити навички розв'язування елементарних вправ зі струк

тури білків та нуклеїнових кислот.

Обладнання й матеріали: підручник, зошит.

Теоретичний мінімум

Визначення маси й довжини амінокислот

• Маси нуклеотидів, амінокислот, білків і нуклеїнових кислот вимірюють у дальтонах (Да). Середня молекулярна маса однієї амінокислоти дорівнює 110 Да. Середня молекулярна маса одного нуклеотиду ДНК дорівнює 330 Да, а одного нуклеотиду РНК — 345 Да.

• Лінійний розмір нуклеотидів, амінокислот, білків і нуклеїнових кислот вимірюють у нанометрах (нм). Середня довжина однієї амінокислоти — 0,35 нм. Середня довжина одного нуклеотиду — 0,34 нм.

Приклади розв’язання задач

Елементарна вправа зі структури білків

Задача

Маса білка — 22 000 Да. Яка довжина цієї молекули в нанометрах?

Розв’язання:

1. Спочатку визначаємо кількість амінокислот у молекулі:

22 000 Да (загальна маса молекули) /110 Да (середня маса амінокислоти) = 200 амінокислот

2. Далі визначаємо довжину молекули:

200 амінокислот х 0,35 нм = 70 нм

Відповідь: довжина молекули білка становить 70 нм.

Елементарна вправа зі структури ДНК

Задача

До складу фрагмента ДНК входить 300 нуклеотидів (ця кількість включає нуклеотиди з обох ланцюгів подвійної спіралі). Визначте довжину й масу цього фрагмента ДНК. Враховуючи те, що з цих 300 нуклеотидів 50 є гуаніловими, визначте кількість аденілових, тимідилових і цитиділових нуклеотидів у цьому фрагменті.

Розв’язання:

1. Спочатку визначаємо довжину молекули ДНК. Молекула складається з двох ланцюгів, що з’єднані один з одним. Відповідно, довжина кожного з ланцюгів (і всієї молекули в цілому) становить 150 пар нуклеотидів.

Тоді довжина молекули в нанометрах буде дорівнювати:

150 (кількість нуклеотидів в одному ланцюгу) х 0,34 нм (середня довжина одного нуклеотиду) = 51 нм

2. Далі визначаємо масу молекули.

300 нуклеотидів х 330 Да (середня маса одного нуклеотиду) = 99 000 Да

3. Потім визначаємо кількість нуклеотидів.

У молекулі ДНК кількість аденілових нуклеотидів дорівнює кількості тимідилових, а кількість гуанілових — кількості цитиділових, адже ці ну-клеотиди утворюють лише такі сполучення. Якщо в молекулі 50 гуанілових нуклеотидів, то цитиділових також 50.

Розраховуємо кількість тимідилових і аденілових нуклеотидів.

300 (загальна кількість нуклеотидів) - 50 (кількість гуанілових) -- 50 (кількість цитиділових) = 200 (загальна кількість аденілових і тимі-дилових нуклеотидів)

Кількість аденілових і тимідилових нуклеотидів однакова, тому кількість кожного з них буде дорівнювати:

200 / 2 = 100

Відповідь: довжина молекули ДНК становить 51 нм, маса — 99 000 Да, вона містить по 50 гуанілових і цитиділових нуклеотидів і по 100 аденіло-вих і тимідилових.

Хід роботи

1. Ознайомтеся з інформацією рубрики «Теоретичний мінімум».

2. Використовуючи цю інформацію, розв’яжіть задачі:

1. Маса білка — 71 500 Да. Яка довжина цієї молекули в нанометрах?

2. До складу фрагмента ДНК входить 200 нуклеотидів (ця кількість включає нуклеотиди з обох ланцюгів подвійної спіралі). Визначте довжину й масу цього фрагмента ДНК. Враховуючи те, що з цих 200 ну-клеотидів 40 є гуаніловими, визначте кількість аденілових, тимідило-вих і цитиділових нуклеотидів у цьому фрагменті.

3. Зробіть висновок, указавши в ньому основні особливості ДНК і білків.

Тема. Розв'язування елементарних вправ з реплікації, транскрипції та

трансляції

Мета: удосконалити навички розв'язування елементарних вправ з реплі

кації, транскрипції та трансляції.

Обладнання й матеріали: таблиця генетичного коду, підручник, зошит. Алгоритм розв'язання вправ

За правилом комплементарності, в подвійному ланцюгу ДНК кожному гуаніловому нуклеотиду (Г) відповідає цитиділовий (Ц), а тимідиловому (Т) — аденіловий (А). Тому під час встановлення послідовності нуклеотидів у другому ланцюгу за зразком першого ланцюга в процесі реплікації слід дотримуватися правила:

Наприклад:

ДНК (1-й ланцюг): АТГЦГАГТ ДНК (2-й ланцюг): ТАЦГЦТЦА

У процесі транскрипції за зразком ланцюга ДНК утворюється ланцюг РНК. У цьому випадку, за правилом комплементарності, нуклеотидам у ланцюгу ДНК будуть відповідати такі нуклеотиди РНК: гуаніловому (Г) відповідає цитиділовий (Ц), цитиділовому (Ц) — гуаніловий (Г), тимідило-вому (Т) — аденіловий (А), а аденіловому (А) — уридиловий (У). Наприклад:

ДНК: АТГЦГАГТ РНК: УАЦГЦУЦА

Хід роботи

1. Розгляньте послідовність нуклеотидів в одному ланцюгу фрагмента ДНК:

а) АТГТАЦТЦГГЦГАТААЦА

б) ГЦААЦЦГАТТГТЦТТАЦТ

в) ААЦАГТГТТТЦТГТЦАТТ

г) ТАЦТАГЦАГЦГТЦГГАЦТ

Виконайте вправу з реплікації, добудувавши до неї комплементарний ланцюг ДНК.

2. Розгляньте послідовність нуклеотидів в одному ланцюгу фрагмента ДНК:

а) ТАЦТЦАЦТАЦЦАТЦГЦТГ

б) ТАЦЦЦГТЦТЦТТЦЦТАЦТ

в) ТАЦТААЦААЦГАТЦААТТ

г) ТАЦАТГТЦГАЦЦГЦГАТЦ

Використовуючи таблицю генетичного коду, визначте продукти, що утворюються внаслідок транскрипції та подальшої трансляції ділянки ДНК.

3. Зробіть висновок, у якому вкажіть основні властивості генетичного коду, і запишіть його в зошит.

Тема. Мінливість у рослин і тварин

Мета: ознайомитися з модифікаційною й мутаційною мінливістю у рос

лин і тварин, навчитися будувати варіаційний ряд, ознайомитися із нормальними та мутантними формами дрозофіл та зробити їх порівняння.

Обладнання і матеріали: колекції листків або хвоїнок, колекція комах, лінійка,

лупи, фотографії або малюнки нормальних і мутантних (три-чотири лінії) форм дрозофіл, підручник, робочий зошит.

Хід дослідження

1. Розгляньте колекцію листків або хвоїнок, відберіть 15 листків або хвоїнок.

2. Виміряйте довжину всіх листків (хвоїнок) і запишіть її в зошиті.

3. Побудуйте варіаційну криву, розташувавши по горизонталі виміряні листки в послідовності від найменшого до найбільшого значення, а по вертикалі відклавши їхню довжину.

4. Розгляньте колекцію комах, відберіть комах одного виду.

5. Виміряйте довжину тіла всіх комах і запишіть її в зошиті.

6. Побудуйте варіаційну криву, розташувавши по горизонталі результати вимірювань комах у послідовності від найменшого до найбільшого значення, а по вертикалі відклавши їхню довжину тіла.

7. Розгляньте зображення нормальних екземплярів дрозофіл (дика форма). Визначте й запишіть характерні ознаки: колір тіла, форму крил, колір очей.

8. Розгляньте зображення мутантних екземплярів дрозофіл (усіх наявних форм). Визначте й запишіть характерні ознаки: колір тіла, форму крил, колір очей.

9. Запишіть особливості кожної з мутантних форм, за якими вона відрізняється від нормальних особин.

10. Зробіть висновок, у якому вкажіть, з якими характерними особливостями модифікаційної та мутаційної мінливості ви ознайомилися.

Тема. Складання схем схрещування

Мета: удосконалити навички складання схем схрещування й розв'язування

елементарних генетичних задач.

Обладнання й матеріали: таблиці із зображенням схем законів Г. Менделя, роздавальні картки із задачами, підручник, зошит.

Алгоритм складання схеми схрещування

1. Визначення й запис генотипів батьків, виходячи з умов задачі.

2. Визначення гамет, що утворюють генотипи батьків. При цьому слід ураховувати, що кількість типів гамет, що утворює особина, визначають за формулою X = 2", де X — кількість типів гамет, що утворює особина, а n — кількість гетерозиготних генів у генотипі цієї особини.

3. Побудова решітки Пеннета. При цьому слід ураховувати, що кількість стовпців і рядків у цій таблиці дорівнює кількості типів гамет, що утворюють материнська й батьківська особини.

4. Визначення генотипів і фенотипів нащадків, які утворяться в результаті схрещування, шляхом аналізу генотипів, що утворилися внаслідок сполучення гамет у відповідних комірках решітки Пеннета.

Хід роботи

1. Задача на моногібриде схрещування.

Складіть схему схрещування і запишіть розв’язання задачі.

У квасолі алель чорного забарвлення насінин (А) домінує над алелем білого забарвлення (а). Визначте генотипи і фенотипи нащадків у схрещуванні Аа х Аа.

2. Задача на дигібридне схрещування.

Складіть схему схрещування і запишіть розв’язання задачі.

У рослини один ген визначає висоту рослини (домінантний алель А — висока рослина, рецесивний алель а — карликова рослина), а другий ген — забарвлення плодів (домінантний алель B — червоні плоди, рецесивний алель b — жовті плоди). В обох випадках домінування повне. Схрестили рослини з генотипами AaBb і aaBb. Визначте генотипи і фенотипи нащадків першого покоління.

3. Задача на схрещування, зчеплене зі статтю.

Складіть схему схрещування і запишіть розв'язання задачі.

У дрозофіл ген B, який визначає колір тіла, розташований у X-хромосомі. Його домінантний алель (B) зумовлює сіре забарвлення тіла, а рецесивний алель (b) — жовте забарвлення тіла. Схрестили самку, яка має жовтий колір тіла, із самцем, тіло якого має сіре забарвлення. Які генотипи й фенотипи матимуть нащадки від цього схрещування?

4. Зробіть висновок, указавши особливості складання схем схрещування для кожного з типів задач.

Лабораторна робота

Тема. Вивчення будови клітин.

Мета: ознайомитися з особливостями будови клітин прокаріотичних та еукаріотичних організмів.

Обладнання й матеріали: мікропрепарати, електронні мікрофотографії та малюнки клітин прокаріотів та еукаріотів.

Хід роботи

1. Розгляньте на малюнках і мікропрепаратах клітини бактерій. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які основні структури присутні у цих клітинах.

2. Запишіть особливості будови і функцій цих структур.

3. Розгляньте на малюнках і мікропрепаратах клітини одноклітинних зелених водоростей. Замалюйте їх у зошиті й запишіть, які основні структури присутні в цих клітинах.

4. Запишіть особливості будови і функцій цих структур.

5. На підставі розглянутих мікропрепаратів та електронних мікрофотографій зробіть висновки щодо схожих та відмінних особливостей будови прокаріотичних та еукаріотичних клітин.

Практична робота

Тема. Методи фенотипної ідентифікації видів за допомогою діагностичних ключів та таблиць.

Мета: ознайомитися з методами фенотипної ідентифікації видів за допомогою діагностичних ключів та таблиць.

Обладнання й матеріали: фотографії, малюнки, колекційні екземпляри видів рослин і тварин, визначники або визначні таблиці.

Хід роботи

1. Розгляньте екземпляр рослини або її зображення на малюнку чи фотографії.

2. Зверніться до першої пари теза/антитеза у визначнику чи визначній таблиці і встановіть, якій із них відповідає ознака рослини, що визначається.

3. Перейдіть за відповідним посиланням до наступної пари теза/антитеза. Повторюйте процедуру до визначення рослини до виду.

4. Розгляньте екземпляр тварини або її зображення на малюнку чи фотографії.

5. Зверніться до першої пари теза/антитеза у визначнику чи визначній таблиці і встановіть, якій із них відповідає ознака тварини, що визначається.

6. Перейдіть за відповідним посиланням до наступної пари теза/антитеза. Повторюйте процедуру до визначення тварини до виду.

7. Сформулюйте і запишіть у зошит висновок роботи.

Практична робота

Тема. Порівняння природного, штучного добору та генетичної модифікації Мета: ознайомитися з особливостями природного, штучного добору та генетичної модифікації та порівняти ці процеси між собою.

Обладнання й матеріали: зошит, підручник, зображення живих організмів, сортів рослин, порід тварин і генетично модифікованих організмів.

Хід роботи

1. Використовуючи матеріали підручника, визначте характерні особливості природного добору і запишіть їх у порівняльну таблицю. Наведіть приклади організмів, які утворилися в результаті природного добору.

2. Використовуючи матеріали підручника, визначте характерні особливості штучного добору і запишіть їх у порівняльну таблицю. Наведіть приклади організмів, які утворилися в результаті штучного добору.

3. Використовуючи матеріали підручника, визначте характерні особливості технології отримання генетично модифікованих організмів і запишіть їх у порівняльну таблицю. Наведіть приклади організмів, які утворилися в результаті технології отримання генетично модифікованих організмів.

4. Сформулюйте висновки, у яких укажіть спільні та відмінні риси цих трьох процесів.

Практична робота

Тема. Порівняння будови та процесу розмноження клітинних і неклітинних форм життя

Мета: порівняти особливості будови та процеси розмноження клітинних і неклітинних форм життя на прикладі вірусів і бактерій.

Обладнання й матеріали: схеми будови клітини бактерій та вірусів, схема поділу бактеріальної клітини, схема розмноження вірусів, мікрофотографії клітини бактерій і віріонів вірусів, підручник, зошит.

Хід роботи

1. Розгляньте схему будови бактеріальної клітини на малюнку або фотографії.

2. Замалюйте схему будови клітини в зошиті. Укажіть на ній цитоплазму, бактеріальну хромосому і клітинну стінку.

3. Розгляньте схему будови віріона на малюнку або фотографії.

4. Замалюйте схему будови віріона в зошиті. Укажіть на ній білкову оболонку й нуклеїнову кислоту.

5. Розгляньте схему поділу бактеріальної клітини та схему розмноження вірусу.

6. Укажіть риси подібності й відмінності між поділом бактеріальної клітини та схемою розмноження вірусу.

7. Зробіть висновок, у якому вкажіть, які особливості будови й розмноження притаманні клітинним і неклітинним формам життя

Практична робота

Тема. Молекулярно-генетична ідентифікація видів за допомогою маркерних послідовностей ДНК

Мета: ознайомлення з технологією молекулярно-генетичної ідентифікації видів за допомогою маркерних послідовностей ДНК (BLAST-ідентифікація). Обладнання і матеріали: комп'ютер із виходом в Інтернет, послідовності ДНК видів, які слід ідентифікувати.

Хід роботи

1. Зайдіть на сайт міжнародного консорціуму банків даних (INSDC)

(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/collab)

2. Відкрийте ресурс BLAST.

3. Виконайте пошук послідовностей, схожих із наданими.

4. Проаналізуйте результати пошуку.

5. Зробіть висновок, у якому вкажіть значення молекулярно-генетичних методів досліджень для ідентифікації видової належності організму.

Практична робота

Тема. Розв'язування задач з екології.

Мета: навчитися складати блок-схеми енергетичних потоків в екосистемах різних типів, розраховувати ефективність переходу енергії на різних трофічних рівнях.

Обладнання і матеріали: підручник, калькулятор.

Пригадайте перед початком роботи

Правило екологічної піраміди: на кожному трофічному рівні харчового ланцюга втрачається в середньому близько 90 % енергії і тільки 10 % переходить на наступний рівень. Енергія спожитої їжі спрямовується на створення нових клітин, витрачається на енергетичний обмін (дихання), незасвоєна їжа (наприклад, клітковина) видаляється з організму.

Хід роботи

Розв'яжіть запропоновані задачі.

1. Користуючись правилом екологічної піраміди, розрахуйте частку енергії, яка доходить до останнього рівня трофічного ланцюга: троянда ^ попелиця ^ сонечко ^ павук ^ мухоловка ^ сорокопуд. Візьміть до уваги, що енергія, яка поглинається продуцентами, становить 100 %

2. Для трофічного ланцюга злаки ^ коники ^ жаби ^ змії ^ орли побудуйте екологічну піраміду енергії за правилом екологічної піраміди, якщо відомо, що продуценти використовують 1500 кДж енергії.

3. На одному дубі мешкає 1000 рослиноїдних комах. Складіть піраміду чисел, куди входять дуб, рослиноїдні комахи, комахоїдні і хижі птахи. Чи не

суперечить вид побудованої піраміди правилу екологічної піраміди? Відповідь обґрунтуйте.

4. Сформулюйте висновок, у якому вкажіть, які параметри слід враховувати під час розв'язання екологічних задач

Проєкти

Збереження раритетних видів біоти та природних комплексів (на прикладі певної природної зони або гірської країни)

План виконання проєкту

1. Обґрунтування актуальності вибраної теми. Формулювання мети та завдань проєкту.

2. Робота з джерелами інформації (як друкованими, так і електронними). Ознайомлення з основними термінами і поняттями, які будуть використовуватися у процесі виконання проєкту: природна зона, гірська країна, біота, природний комплекс, екологічні фактори, антропогенні фактори, антропогенне навантаження, природоохоронні заходи тощо.

3. Ознайомлення з методами і технологіями, які будуть використовуватися у процесі виконання проєкту: способи виявлення негативного впливу екологічних факторів на екосистеми, визначення рівні антропогенного впливу на довкілля, прогнозування можливих наслідків упливу факторів на довкілля тощо.

4. Вибір способів, які будуть найбільш ефективними для збереження раритетних видів біоти та природних комплексів.

5. Визначення послідовності дій та необхідних ресурсів для збереження екосистеми.

6. Аналіз можливого власного внеску у збереження біоти та природних комплексів і формулювання висновків та результатів проєкту.

7. Оформлення матеріалів проєкту та їх презентація.

Природа місцевості, де я живу. Чим пишаюсь я та мої земляки

План виконання проєкту

1. Обґрунтування актуальності вибраної теми. Формулювання мети та завдань проєкту.

2. Робота з джерелами інформації (як друкованими, так і електронними). Ознайомлення з основними термінами і поняттями, які будуть використовуватися у процесі виконання проєкту: екосистема, місцевість, біоценоз, населення, антропогенне навантаження, охорона природи, пам'ятки природи тощо.

3. Ознайомлення з методами і технологіями, які будуть використовуватися у процесі виконання проєкту: способи виявлення негативного впливу на екосистеми, визначення рівні антропогенного впливу на довкілля, прогнозування можливих наслідків упливу факторів на довкілля тощо.

4. Вибір найбільш видатних природних об'єктів місцевості проживання.

5. Визначення потенційних ризиків для природних об'єктів місцевості проживання та можливих заходів для їх збереження.

6. Аналіз можливого власного внеску у збереження природних об'єктів своєї місцевості і формулювання висновків та результатів проєкту.

7. Оформлення матеріалів проєкту та їх презентація.

Заповідний куточок, який я мрію відвідати План виконання проєкту

1. Обґрунтування актуальності вибраної теми. Формулювання мети та завдань проєкту.

2. Робота з джерелами інформації (як друкованими, так і електронними). Ознайомлення з основними термінами і поняттями, які будуть використовуватися у процесі виконання проєкту: природоохоронні об'єкти, заповідники, національні парки, заказники, природоохоронні заходи тощо.

3. Ознайомлення з методами і технологіями, які будуть використовуватися у процесі виконання проєкту: способи виявлення негативного впливу на екосистеми, визначення рівні антропогенного впливу на природоохоронні об'єкти, прогнозування можливих наслідків упливу факторів на природоохоронні об'єкти тощо.

4. Вибір природоохоронного об'єкта для відвідання та обґрунтування вибору.

5. Визначення найбільш цікавих компонентів вибраного

природоохоронного об'єкта.

6. Створення інформаційних матеріалів про вибраний

природоохоронний об'єкт та його основні компоненти і формулювання висновків та результатів проєкту.

7. Оформлення матеріалів проєкту та їх презентація.

 

 

Це матеріал з підручника "Біологія 9 клас Задорожний" (поглиблений рівень)