6. Прежде чем приступить к изучению строения клеток низших растений и прокариот, необходимо ознакомиться со способами приготовления временных микропрепаратов, используя приложение.
7. Практические задания выполняются каждым студентом. Результаты в виде рисунков, схем размножения, таблиц оформляются в альбоме
и служат показателем проделанной работы.
8. На занятиях формируются навыки работы с натуральными объектами, изготовления временных микропрепаратов и выполнения биологического рисунка, который играет важную роль, поскольку представляет одно из средств познания.
9. При зарисовке необходимо выделять главное, наиболее существенное в объекте, а также освоить общие принципы и приемы рисования, что понадобится будущему учителю биологии и экологии.
Прокариоты — организмы, лишенные морфологически оформленного ядра, хромосом. Кольцевая ДНК свободно лежит в цитоплазме. Отсутствуют такие мембранные органоиды, как митохондрии, хлоропласты, аппарат Гольджи. Окислительные процессы у многих представлены разнообразными типами брожения. К прокариотам относят бактерии и цианеи.
Царство Дробянки — Mychota
Основной способ размножения бактерий — бесполый. Клетки при этом увеличиваются в размерах и делятся надвое. Отсюда известный термин «дробянки». У бактерий отсутствует внутриклеточное движение цитоплазмы — циклоз, им не характерен фагоцитоз и пиноцитоз. Подвижные формы передвигаются с помощью жгутиков. Многие бактерии способны образовывать внутри клетки эндоспоры и с их помощью переживают неблагоприятные условия внешней среды. Бактерии являются возбудителями многих опасных заболеваний (холера, дифтерия и др.), а также широко используются человеком в промышленности, сельском хозяйстве, медицине.
Занятие 1. Прокариоты: бактерии
Класс Эубактерии — Eubacteriae
Порядок Эубактерии — Eubacteriales
Род Палочка — Bacillus
Цели:
1. Изучить особенности строения и размножения прокариот.
2. Познакомиться с морфологическим разнообразием и практическим значением бактерий.
3. Формировать навыки изготовления временных микропрепаратов
и выполнения биологического рисунка.
Оснащение: культуры бактерий сенной палочки (Bacillus subtilis), навозного настоя и загнивающих семян гороха, предметные и покровные стекла, пипетки, стеклянные палочки, фильтровальная бумага, раствор Люголя, микроскоп.
Пояснение к заданию: для получения культуры сенной палочки необходимо взять немного сена, положить его в колбу с водой, отверстие колбы закрыть ватным тампоном и прокипятить в течение 30 минут. Полученный раствор отфильтровать и поставить в теплое место (оптимальной является температура в 25—26 °С). Через 3—4 дня на поверхности жидкости появится бактериальная пленка. Это культура сенной палочки.
Для получения культуры бактерий-сапрофитов надо за 5 суток до проведения работы в литровую банку положить небольшое количество свежего конского навоза (около 1 столовой ложки), залить теплой водой
и поставить в теплое место. Через несколько дней в растворе появится большое число различных бактерий. В микроскопе при большом увеличении можно увидеть крупные одиночные и соединенные в цепочки бациллы, спириллы и кокки.
На примере культуры бактерий, взятых с загнивающих семян гороха, можно ознакомиться с бактериями, способными к передвижению. Для этого нужно в колбу насыпать небольшое количество семян гороха так, чтобы они лежали в 2—3 слоя. Залить семена теплой, хорошо прокипяченной водой так, чтобы она полностью закрывала набухшие семена. Сосуд закрыть пробкой или крышкой. Через 4—5 суток на поверхности жидкости появляется пленка, а вся жидкость начинает мутнеть и пениться.
Ход работы:
1. Поместите на предметное стекло каплю пленки с раствора сенной палочки. Накройте покровным стеклом, окрасьте раствором Люголя, при большом увеличении пронаблюдайте, как осуществляется ее активное движение с помощью перетрихальных жгутиков.
2. Зарисуйте короткие клетки сенной палочки. Обратите внимание на слизистый защитный чехол (капсула), плотную клеточную стенку, густую неподвижную слоистую цитоплазму и отметьте на рисунке.
3. Найдите клетки без жгутиков, на стадии деления они образуют длинные цепочки, располагающиеся параллельно одна над другой, соединенные слизью. Зарисуйте и обозначьте.
4. Рассмотрите отдельные клетки одной из делящихся цепочек, внутри этих клеток начинают формироваться эндоспоры овальной формы, их особенность — сильное преломление света.
5. Проследите и отразите в рисунках этапы формирования покоящихся спор, образующихся из вегетативных клеток.
6. Приготовьте микропрепарат из навозного настоя. При большом увеличении изучите морфологическое разнообразие бактерий, зарисуйте и подпишите.
7. Изготовьте микропрепарат из жидкости с загнивающими семенами гороха, окрасьте его раствором Люголя и рассмотрите при большом увеличении. Найдите в растворе бактерии, их органы движения, зарисуйте
и обозначьте.
8. Сделайте вывод о разнообразии морфологических форм бактерий,
о способности некоторых из них к передвижению и приспособлениях выживать в неблагоприятных условиях (кипячение в течение 30 минут).
Вопросы для самоконтроля
1. Почему бактерии относятся к прокариотам?
2. Как представлена наследственная информация в бактериальной клетке и где она расположена?
3. Как происходит размножение бактерий?
4. Какие приспособления существуют у бактерий для переживания неблагоприятных условий?
5. Каково принципиальное отличие в строении растительной и бактериальной клеток?
6. Чем обусловлено широкое распространение бактерий в природе?
Творческое задание
Чтобы убедиться в необходимости мыть руки перед едой, проведите следующий опыт. Приготовьте питательную смесь для бактерий. Возьмите клубень картофеля, помойте его и почистите. Разрежьте пополам и вымочите в течение нескольких часов в 1%-м растворе соды. Затем сварите его и разрежьте на ломтики. Ломтики положите на фильтровальную бумагу
в 3 чашки Петри. Это питательная среда для выращивания бактерий. Чашки Петри необходимо предварительно тщательно простерилизовать
и высушить. Прикоснитесь пальцами немытой руки к питательному раствору в одной из чашек. К питательному субстрату во второй чашке прикоснитесь пальцами руки, вымытой без мыла, а в третьей — тщательно вымыв руки с мылом. Накройте чашки Петри крышками и поставьте
в слабо освещенное теплое место. Сравните результаты опыта через 2—3 дня.
На простерилизованные кусочки картофеля, лежащие в стерильных чашках Петри, посадите живую комнатную муху. Постарайтесь, чтобы она некоторое время ползала по картофелю. Закройте чашки крышками
и оставьте на несколько дней. Через 2—3 дня скальпелем снимите с поверхности картофеля небольшое количество вещества и рассмотрите его при большом увеличении микроскопа. Сделайте выводы.
Попробуйте проделать тот же опыт, используя монеты, дверные ручки аудитории.
Список рекомендуемой литературы [1, 10, 18, 19, 20, 31, 32, 33, 34, 35].
Занятие 2. Прокариоты: цианеи (сине-зеленые водоросли)
Отдел Цианеи (Сине-зеленые водоросли) — Cyanophyta
Цианобактерии, или цианеи — это аэробные фотосинтезирующие бактерии, широко распространенные в водоемах и на суше, одноклеточные, нитчатые или колониальные организмы. Фотосинтезирующие пигменты — хлорофилл, фикоцианин, каротин. Ядерные оболочка, ядрышки и хлоропласты отсутствуют. На определенной стадии образуются газовые вакуоли. Продукт ассимиляции — полисахарид гликоген. Клеточные оболочки состоят из пектиновых веществ и часто ослизняются. Размножение вегетативное или посредством гормогониев. Цианеи образуют споры или клетки с плотной оболочкой — акинеты, которые устойчивы к неблагоприятным условиям среды. Обитают в почве, пресных и соленых водоемах. Цианеи стали широко известны благодаря их использованию в медицине в качестве биопротекторов и иммуномодуляторов.
Класс Гормогониевые — Hormogoniophyceae
Порядок Осциллаториевые — Oscillatoriales
Род Осциллатория — Oscillatoria
Род Спирулина — Spirulina
Порядок Ностоковые — Nostocales
Род Анабена — Anabaena
Род Носток — Nostoс
Цели:
1. Изучить особенности строения и размножения цианей.
2. Познакомиться с морфологическим разнообразием и значением.
3. Формировать навыки изготовления временных препаратов и выполнения биологического рисунка.
Оснащение: природные и лабораторные культуры цианей, готовые микропрепараты, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, пипетки, стеклянные палочки, фильтровальная бумага, микроскоп.
Пояснение к заданию: материал для изучения цианей можно иметь
в течение всего года, выращивая их в аквариумах или на поверхности влажной почвы. Цианеи нетрудно найти в природных местообитаниях:
в водоемах, на влажных камнях, стенах.
Осциллатория представляет собой длинные нити (трихомы) яркого сине-зеленого цвета диаметром от 1 до 100 мкм, произрастает на подводных предметах, образует пленки или затягивает поверхность сильно
загрязненных водоемов.
Спирулина встречается с осциллаторией в пресных водоемах и отличается от нее тем, что ее трихомы обычно скручены в правильную спираль.
Анабена имеет нитчатый таллом, вызывает обильное цветение воды
в стоячих водоемах.
Носток образует сложные слизистые колонии сферической или неправильной формы, размеры которых варьируются от микроскопических до крупных, достигая 5—10 см. Обитает в пресных водоемах, на влажной почве и камнях, является симбионтом грибов, образующих лишайники.