Практическая работа №1 Тема: "Решение элементарных задач по молекулярной биологии"

Тема: Решение генетических задач. Дигибридное скрещивание.
   Цель: применить теоретические знания закономерности наследственной признаки при решении задач по генетике.
Оборудование: инструктивные карточки, таблицы, методические рекомендации

Ход работы:

Задание на ди-и полигибридное скрещивание.
Задание № 1. Выпишите гаметы организмов со следующими генотипами:

Задача № 2. У крупного рогатого скота ген комолости доминирует над геном рогатости, а ген черного цвета шерсти - над геном красной окраски. Обе пары генов находятся в разных парах хромосом

1. Какими окажутся телята, если скрестить гетерозиготных по обеим парам признаков быка и корову.

2. Какое потомство следует ожидать от скрещивания черного комолого быка, гетерозиготного по обоим парам признаков, с красной рогатой коровой?
Задача № 3. У собак черный цвет шерсти доминирует над кофейным, а короткая шерсть - над длинной. Обе пары генов находятся в разных хромосомах.

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

2.Охотник купил черную собаку с короткой шерстью и хочет быть уверен, что она не несет генов длинной шерсти кофейного цвета. Какого партнера по фенотипу и генотипу надо подобрать для скрещивания, чтобы проверить генотип купленной собаки?
Задание № 4.В человека ген карих глаз доминирует над геном определяющим развитие голубой окраски глаз, а ген, обусловливающий умение лучше владеть правой рукой, преобладает над геном, определяющим развитие леворукости. Обе пары генов расположены в разных хромосомах. Какими могут быть дети, если родители их гетерозиготные?



Практическая работа № 3. Решение задач по экологии.
Тема: Решение задач по экологии.

Цель: закрепить умения решения элементарных задач по экологии; научиться составлять сети и цепи питания, решать задачи на составление экологических пирамид.

Оборудование: инструктивные карточки, таблицы, методические рекомендации

Ход работы: Решите задачи:

1.Масса лисы – 15 кг; если считать, что основной рацион лисы составляют грызуны, а продуктивность наземной растительности на 1 м² – 300г, то какова необходимая площадь (в га) соответствующего биоценоза для проживания животного? Из указанной массы лисы 50% составляет вода.

2.Биомасса планктона на 1 м² составляет 600 г. По правилу экологической пирамиды определите площадь (в га) соответствующего биоценоза, которая может прокормить белого медведя массой 500 кг (60% - вода) в цепи питания:

Планктон рыба тюлень белый медведь.

3.Биомасса сухого сена с 1 м² луга составляет 200 г. На основе правила экологической пирамиды определите, сколько га луга необходимо, чтобы прокормить на протяжении года одного ученика массой 58 кг (из них 65% составляет вода ) в цепи питания:

Трава корова человек

4.В сутки взрослому человеку необходимо в среднем 10000 кДж энергии. На протяжении одного года 1 га кукурузного поля поглощает 76 650 00 кДж солнечной энергии, из которых только 2% аккумулируется в виде прироста сухого вещества.

5.Известно, что средняя масса волка достигает 40 кг. Если предположить, что волчонок с месячного возраста, имея массу 1 кг, питался исключительно зайцами (средняя масса 2 кг), то подсчитайте, какое количество зайцев съел волк для достижения массы 40 кг и какое количество растительной пищи съели зайцы?

6.В гнезде стрижа 4 птенца. Во время вылупления из яиц их масса одного составляла 10 г. При переходе к самостоятельному питанию, масса каждого была около 50 г.. Какую массу и сколько насекомых (средняя масса 0,01 г) съели за этот период птенцы?
Методические рекомендации к практической работе № 3

Тема: Решение задач по экологии.

Краткие теоретические сведения:

Организмы, которые входят в состав биогеоценоза, образуют сложную систему, в которой виды объединены пищевыми взаимоотношениями. Благодаря трофическим связям в биогеоценозе осуществляется круговорот веществ, аккумулируется энергия и распределяется между видами.

Функционирующая группа в экосистеме - биоценоза - представлена продуцентами, консументами и редуцентами. Продуцентами в экосистеме являются автотрофные организмы, синтезирующие из неорганических соединений органические вещества с использованием солнечной энергии или энергии, выделяющейся во время химических реакций (хемотрофы). Это высшее растений и микроорганизмы (бактерии). Бактерии (водные, серобактерии, железобактерии, нитрификаторы и др.) вследствие своей жизнедеятельности синтезируют органические вещества из углекислого газа, используя энергию, освобождающуюся при окислении аммиака, сероводорода, серы, азотной кислоты, соединений железа и др. Консументы - гетеротрофные организмы, которые питаются органическими веществами, трансформируя их в другие формы. Это все животные, часть микроорганизмов, паразитических и насекомоядных растений. Редуценты (сапрофиты) — организмы, которые питаются мертвым органическим веществом. К ним относятся в основном бактерии и грибы, которые превращают сложные органические соединения в простые неорганические.

Таким образом, осуществляется постоянный биологический кругооборот, благодаря которому организмы вместе с неорганической средой образуют экологическую систему, где потоки энергии и вещества замыкаются.

Организмы разных групп представляют разные трофические уровни: первый - продуценты, второй — фитофаги, третий — хищники первого порядка, четвертый— хищники второго порядка, питающиеся хищниками первого порядка, и т.д. Последовательность групп организмов, каждая из которых служит пищей для последующей, называется пищевой цепью. Существуют два основных типа пищевых цепей - пастбищные (цепи выедания, или цепи потребления) и детритные (цепи разложения). Пастбищные цепи начинаются с продуцентов: клевер - кролик - волк; фитопланктон (автотрофные протисты) - зоопланктон (гетеротрофные протисты) - плотва - щука - скопа. Детритные цепи начинаются от растительных и животных остатков, экскрементов животных - детрита, идут к микроорганизмам, которые ими питаются, а затем к мелким животным (детритофагам) и к их потребителям(хищникам). Детритные цепи наиболее распространены в лесах, где большая часть (около 90% ежегодного прироста биомассы растений не потребляется непосредственно травоядными животными, а отмирает, подвергаясь затем разложению (сапрофитными организмами) и минерализации. Типичным примером детритной пищевой связи наших лесов является следующий: листовая подстилка – дождевой червь - черный дрозд – ястреб – перепелятник. Кроме дождевых червей, детритофагами являются мокрицы, клещи.

Поэтому в реальной природе складываются не цепи, а пищевые сети. Общие закономерности перехода энергии от одного трофического уровня на другой не меняются.

Ряд взаимосвязанных видов, из которых каждый предыдущий служит пищей последующему, носит название цепи питания. Разные уровни питания в экологической системе называют трофическими уровнями. В основе цепи питания (1-й трофический уровень) находятся зеленые растения – продуценты. Второй трофический уровень - консументы 1-го порядка (растительноядные животные), третий- консументы 2-го порядка (плотоядные животные, поедающие растительноядных). Следующий трофический уровень – Редуценты, которые разрушают отмершие тела.

Пищевые цепи в природе обычно включают не более 3-4 звеньев. Это обусловлено тем, что большая часть получаемой энергии (80-90%) используется организмами на поддержание жизнедеятельности. Именно поэтому каждое последующее звено в цепи питания меньше предыдущего в 10- 12 раз. Эта закономерность носит название экологической пирамиды.

Экологическая пирамида отражает число особей на каждом этапе пищевой цепи, количество биомассы и заключенной в организмах энергии. В реальных условиях цепи питания перекрещиваются, образуя сети питания.

Примеры решения задач.

Задача 1. За год 1 м² площади агроценоза дает примерно 800 г сухой биомассы в год. Сколько гектаров окультуренных посевов необходимо, чтобы прокормить взрослого человека массой 70 кг (из них 63% составляет вода)?

Дано: Решение:

т = 70 кг (из них 63% Н₂0) 1. Определим процентное содержание (в %) сухого

биопродуктивность 1 м² вещества в теле человека:

агроценоза - 800 г в год. 100% - 63% = 37%.

2.0пределим количество органического вещества в

теле человека:

70 кг – 100%

х кг – 37%

тогда х = 37% • 70%/100% = 25,9 кг ~ 26 кг. (сухой

биомассы в теле человека).

3.Определим количество сухой биомассы в первом

звене цепи питания:

зеленые растительноядные

растения ----- животные ---- человек

2600 кг 260 кг 26 кг

4. Определим площадь биогеоценоза, необходимую для того, чтобы прокормить одного человека на протяжении года:

1м - 0,8 кг биомассы,

х м ² – 2600 кг,

S = 2600 кг/ 0,8 кг/ м ² = 3250 м² ~ 0,325 га.

Ответ: ~ 0,325 га посевных площадей необходимо, чтобы прокормить человека массой 70 кг на протяжении года.

Задача 2. Используя правило экологической пирамиды, определить, какая площадь (га) биоценоза может прокормить одну особь последнего звена в цепи питания:

А) планктон синий кит (100 т) ,

Б) планктон рыба тюлень (300 кг).

60% массы данных организмов составляет вода. Биопродуктивность планктона – 600 г на 1м² .

Решение

А) планктон синий кит (100 т) :

1. процентное содержание в теле кита сухого вещества: 100% - 60% = 40%.

2. сухая масса органического вещества в теле кита:

100 т – 100%

х т - 40%,

х = 40% * 300кг / 100% = 120 кг.

Б) планктон рыба тюлень (300 кг):

1.процентное содержание в теле тюленя сухого вещества: 100% - 60% = 40%.

2.Сухая масса органического вещества в теле тюленя:

300 кг – 100%

х кг – 40 %,

х = 40% * 300 кг/100%=120 кг.

3. масса планктона, по правилу экологической пирамиды, составит: 120 кг * 10* 10 = 12 000 кг.

4. площадь биоценоза, необходимая для одного тюленя: S = 12 000 кг / 0,6 кг/м² = 20 000 м² = 2га.

Ответ: площадь биоценоза, необходимая, чтобы прокормился один синий кит ~ 66,6 га, один тюлень – 2 га.