Методические указания по выполнению практических занятий для профессии 43.01.09 Повар, кондитер

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

«АНАПСКИЙ КОЛЛЕДЖ СФЕРЫ УСЛУГ»

(ГБПОУ КК АКСУ)

Методические указания

по выполнению практических занятий

по учебной дисциплине

«Биология»

Для профессии 43.01.09 Повар, кондитер

2020 г.

РАССМОТРЕНЫ на заседании ПЦК общеобразовательных дисциплин Протокол № 1 от 28 августа 2020г Председатель ПЦК ________________/А.В. Паламарчук/

Методические указания разработаны на основе стандарта среднего общего образования (Приказ Минобрнауки России от 17 мая 2012г. №413, зарегистрирован в Минюсте России 07 июня 2012г., регистрационный №24480), федерального государственного образовательного стандарта по профессии 43.01.09 Повар, кондитер (Приказ Минобрнауки РФ от 09.12.2016 г. N 1569, зарегистрирован в Минюсте РФ 22.12.2016г., регистрационный N 44898), естественнонаучного профиля профессионального образования, Примерной основной образовательной программой среднего общего образования. // Одобренной решением федерального учебно-методического объединения по общему образованию (протокол от 28 июня 2016г. № 2/16-з), рабочей программы учебной дисциплины «Биология», утвержденной директором ГБПОУ КК АКСУ

Организация – разработчик: Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Краснодарского края «Анапский колледж сферы услуг».

Разработчик: Банина Юлия Валерьевна, преподаватель ГБПОУ КК АКСУ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Учебная дисциплина «Биология» изучается в общеобразовательном цикле учебного плана ОПОП СПО на базе основного общего образования с получением среднего общего образования (ППКРС) и является учебным предметом по выбору из обязательных предметных областей.

В результате освоения дисциплины студент должен уметь:

1. Обосновывать место и роль биологических знаний в практической деятельности людей

2. Определять живые объекты в природе.

3. Характеризовать основные биологические системы, выделяя их

существенные признаки, закономерности развития. (Клетка, Организм, Популяция, Экосистема).

4. Характеризовать основные биологические процессы и их типы (Питание, Дыхание, Размножение).

5. Анализировать информацию о биологических объектах, выявляя их общие черты и различия; устанавливать соответствия между существенными чертами (признаками) биологических объектов (явлений) и биологическими терминами и определениями.

6. Обосновать современные научные взгляды, идеи, концепции о сущности и происхождении жизни, человека.

7. Формулировать на основе приобретенных знаний собственные суждения и аргументы по определенным проблемам

8. Оценивать последствия деятельности человека в окружающей среде с точки зрения её охраны и рационального природопользования.

9. Осуществлять поиск информации, представленной в различных знаковых системах (текст, схема, таблица, диаграмма, аудиовизуальный ряд); извлекать знания по заданным темам; систематизировать, анализировать и обобщать неупорядоченную биологическую информацию; различать в ней факты и мнения, аргументы и выводы;

10. Устанавливать причинно-следственные связи изученных биологических процессов и явлений (включая взаимодействия различных биологических объектов друг с другом и окружающей средой).

11. Подготавливать устное выступление, творческую работу по биологической проблематике.

В результате освоения учебной дисциплины студент должен знать:

1. Историю развития современных представлений о живой природе.

2. Методы научного познания и его критерии.

3. Отличительные признаки живой природы, ее уровневую организацию.

4. Строение и принципы функционирования биологических систем (Клетка, Организм, Популяция, Экосистема).

5. Основные биологические процессы (Питание, Дыхание, Размножение)

6. Основные этапы и факторы эволюции человека.

Правила выполнения практических занятий:

1. Прежде чем приступить к выполнению задания, необходимо прочитать рекомендации по выполнению работы; ознакомиться с перечнем рекомендуемой литературы; повторить теоретический материал, относящийся к теме практического занятия..

2. Обучающийся должен выполнять практические занятия самостоятельно.

3. Каждый обучающийся после выполнения работы должен представить отчет о проделанной работе с анализом полученных результатов и выводом.

4. Если возникают затруднения в процессе работы или при оформлении отчета, необходимо обратиться к преподавателю.

5. Отчет о проделанной работе следует выполнять в тетради для практических занятий.

6. Если обучающийся не выполнил практическую работу или часть работы, то он может выполнить работу или оставшуюся часть во внеурочное время, согласованное с

преподавателем.

7. Оценку по практическим занятиям обучающийся получает с учетом срока выполнения работы, если:

• работа выполнена правильно и в полном объеме;

• сделан анализ проделанной работы и вывод по результатам работы;

• обучающийся может пояснить выполнение любого этапа работы;

• отчет выполнен в соответствии с требованиями к выполнению работы.

Критерии оценки:

Оценка «5» (отлично) выставляется, если:

• работа выполнена в соответствии с методическими рекомендациями;

• работа выполнена в урочное время самостоятельно, правильно и в полном объеме; сделан анализ и вывод;

• обучающийся может пояснить выполнение любого этапа работы.

Оценка «4» (хорошо) выставляется, если:

• работа выполнена в соответствии с требованиями и методическими рекомендациями.

• работа выполнена в урочное время самостоятельно, но не в полном объеме выполнено одно из заданий; сделан анализ проделанной работы и вывод по результатам работы;

• обучающийся может пояснить выполнение любого, выполненного им, этапа работы;

Оценка «3» (удовлетворительно) выставляется, если:

• работа выполнена в соответствии с методическими рекомендациями;

• работа выполнена самостоятельно; правильно выполнено не менее 2/3 работы; допущены неточности в анализе проделанной работы и выводе по результатам работы; или при полностью выполненной работе отсутствует анализ и вывод;

• при пояснении выполнения этапов работы даёт неполный ответ, требующий наводящих вопросов преподавателя;

Оценка «2» (неудовлетворительно) выставляется, если:

• работа выполнена не самостоятельно; полученные результаты не позволяют сделать правильных выводов и полностью расходятся с поставленной целью.

• обучающийся испытывает затруднения при пояснении выполнения любого этапа работы;

Практическое занятие №1: Решение элементарных задач по молекулярной биологии.

Цель. Научиться применять полученные знания для построения комплиментарных последовательностей нуклеотидов в нуклеиновых кислотах и определения качественного и количественного состава молекул нуклеиновых кислот.

Оборудование и материалы: методические рекомендации по выполнению практических занятий; пространственная модель ДНК; электронный плакат "Нуклеиновые кислоты".

Ход работы

1. Решите предложенные задачи:

Задача 1.

Фрагмент кодирующей цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов:

ЦАА-ТГЦ-АЦА-ГЦТ-ТАТ. Какую последовательность нуклеотидов будет иметь комплиментарная этому фрагменту цепь?

Задача 2.

Фрагмент одной из цепей ДНК имеет такой нуклеотидный состав: ТАГ-ГТЦ-ЦЦА-АТЦ.

Сколько водородных связей связывают этот фрагмент со второй цепью ДНК?

Задача 3.

Кодирующий фрагмент ДНК имеет такой нуклеотидный состав: ГГА-ТЦТ-ЦАТ-ГЦА-ЦГТ.

Какой фрагмент иРНК будет транскрибирован с данного фрагмента ДНК?

Задача 4.

Во фрагменте двойной цепочки ДНК 36 гуаниловых нуклеотидов, что составляет 24% от всех нуклеотидов фрагмента ДНК. Вычислите процентный состав и количество других нуклеотидов в этом фрагменте ДНК.

2. Вывод: при решении данных задач мы пользовались правилом .…. и правилом ….. .

Правило комплиментарности гласит: ………… .

Правило Чаргаффа выражается следующими соотношениями: ………… .

Практическое занятие №2: Строение и функции клетки.

Цель: ознакомиться с клетками растений и животных на готовых микропрепаратах; сформировать представление о строении клетки растительного и животного организмов, об основных органоидах клетки и выполняемых ими функциях.

Оборудование и материалы: методические рекомендации по выполнению практических занятий; микроскоп; микропрепараты растительная клетка и многослойный покровный эпителий, электронный плакат "Строение растительной и животной клетки"; учебник

Ход работы

.

1. Используя параграф 1.2. Строение и функции клетки, учебник Константинов В.М., Рязанов А.Г., Фадеева Е.О. "Общая биология", заполните таблицу1.

Таблица 1

Строение и функции органоидов клетки

Органоид	Функция	Наличие в растительной клетке	Наличие в животной клетке
Плазматическая (клеточная) мембрана.
Клеточная стенка.
Цитоплазма.
Ядро.
Рибосомы (немембранные органоиды).
Клеточный центр (немембранный органоид)
Эндоплазматическая сеть ЭПС (одномембранный органоид) А) ЭПС шероховатая Б) ЭПС гладкая
Комплекс (аппарат) Гольджи (одномембранный органоид).
Лизосомы (одномембранные органоиды)
Митохондрии (двумембранные органоиды)
Пластиды (двумембранные органоиды). А) Лейкопласты лейкопласты →хлоропласты (на свету) хлоропласты→хромопласты. Б) Хромопласты В) Хлоропласты (окраска зеленая)
Вакуоли. Характерны только для растительных клеток.

1. Рассмотрите микропрепараты растительная клетка и многослойный покровный эпителий под микроскопом. Найдите отдельные клетки. Сделайте вывод о строении увиденных вами клеток. Какие органоиды вы в них увидели, а какие нет, с чем это связано?

Практическое занятие №3: Сравнение строения клеток растений и животных.

Цель: научиться распознавать органоиды клеток растений и животных; находить черты сходства и отличия в строении растительных и животных клеток.

Оборудование и материалы: методические рекомендации по выполнению практических занятий, рисунки органоидов растительной и животной клетки; клей; ножницы.

Ход работы

1.Рассмотрите рисунки органоидов.

2.Определите, какие органоиды характерны для растительной клетки, а какие для животной клетки.

3.Используя ножницы, клей и простой карандаш, сформируйте растительную и животную клетки на листе тетради для практических работ. Обозначьте все органоиды.

4. Запишите черты сходства и отличия в строении растительной и животной клетки.

5. В выводе ответьте на вопросы: О чем свидетельствует сходство в строении клеток растений и животных? О чем свидетельствуют различия между клетками?

Практическое занятие №4: Сходство зародышей человека и других позвоночных.

Цель: Рассмотреть и выявить черты сходства и отличия зародышей позвоночных на разных стадиях развития

Оборудование и материалы: методические рекомендации по выполнению практических занятий; учебник

Ход работы

1.Прочитайте статью «Данные эмбриологии»

2.Рассмотрите рисунок 3.21. Сравнение зародышей позвоночных на разных стадиях развития в учебнике Константинов В.М., Рязанов А.Г., Фадеева Е.О. "Общая биология". Результаты анализа черт сходства и отличия занесите в таблицу1

3.Сделайте вывод о чертах сходства и отличия зародышей человека и других позвоночных.на разных стадиях развития.

Таблица1

Черты сходства и отличия зародышей позвоночных на разных стадиях развития

Кому принадлежит зародыш	Признаки
	Наличие хвоста	Носовой вырост	Передние конечности	Воздушный пузырь
Первая стадия
рыба
ящерица
кролик
человек
Вторая стадия
рыба
ящерица
кролик
человек
Третья стадия
рыба
ящерица
кролик
человек
Четвертая стадия
рыба
ящерица
кролик
человек

.

Данные эмбриологии

Легко установить родство между организмами при сравнении их эмбриональных стадий развития. Оказывается. Любой организм в своём индивидуальном развитии повторяет стадии развития предковых форм.

В эмбриогенезе у всех позвоночных закладывается хорда, которая у ланцетника остаётся на всю жизнь, а у всех позвоночных в дальнейшем замещается позвоночником.

В возрасте нескольких недель зародыши человека и других млекопитающих обнаруживают многие черты сходства с рыбами. По бокам шейного и головного отделов развиваются жаберные борозды. Кровеносная система сходна с характерной для рыб: двухкамерное сердце, хвостовая артерия, кровеносные сосуды в составе шести дуг аорты, подходящие к жаберным дужкам. А также общая форма тела зародыша, хвост, жаберные борозды, нитевидное продолжение заднего отдела спинного мозга.

На следующей стадии наблюдается сходство с земноводными: сюда относятся плавательные перепонки, развивающиеся между пальцами у человеческого зародыша. В нижней части стенки живота человека унаследованы от земноводных сухожильные перетяжки прямых мышц, седалищную артерию (ветвь нижней ягодичной артерии, унаследованную от древних амфибий).

У некоторых взрослых людей можно обнаружить в скелете запястья свободную центральную косточку, характерный признак строения земноводных предков.

В обонятельном отделе человек унаследовал от земноводных часть, называемую якобсоновым органом: он развивается к пятому месяцу утробной жизни в виде канала, идущего из носовой полости в ротовую. Хотя в конце утробного развития этот орган и редуцируется, но его все же можно найти у взрослого человека в виде короткого, слепо оканчивающегося канальца, к которому подходят окончания специальных нервов.

И наконец, остаток мигательной перепонки в виде так называемой полулунной складки, во внутреннем углу глаза. Этой складке соответствует хорошо развитая у современных земноводных, пресмыкающихся и птиц мигательная перепонка. Среди млекопитающих мигательная перепонка подверглась сильной редукции, особенно у китообразных и большинства приматов, но значительно развита, например, у кроликов, кошек и некоторых обезьян.

От пресмыкающихся человек унаследовал ряд признаков, которые обнаруживаются преимущественно в утробный период, например, в развитии головного мозга, в строении и характере причленения конечностей у плода нескольких месяцев.

О родстве человека с низшими млекопитающими свидетельствуют и другие примитивные черты, обнаруживающиеся в его онтогении. Например, у человеческого шестинедельного зародыша формируются зачатки нескольких пар молочных желез вдоль млечных линий. По всему телу (кроме ладоней и подошв) развивается довольно густой, хотя и мелкий волосяной пушок (лануго). В ротовой полости на мягком нёбе образуются валики, характерные для обезьян, хищных и других млекопитающих.
В возрасте 1,5-3 месяцев заметно выражен хвостовой отдел, в котором можно обнаружить и конечный отдел зачаточного позвоночного столба с 8-9 закладками позвонков. К концу этого срока наружный отдел хвоста редуцируется. Во внутреннем участке хвостового отдела сохраняется 4 (от 6 до 2) позвонка, сросшись, образуют копчик.

Из внутреннего зародышевого листка развиваются органы пищеварения и легкие. В матке зародыш покрывается несколькими оболочками. На одной из них, с брюшной стороны зародыша, образуются пальцеобразные выросты — ворсинки. Они врастают в ткань матки. Так образуется плацента. На этой стадии длина зародыша около 2 мм. И он почти неотличим от зародыша лягушки. У него вместо легких - жабры. Позднее жабры исчезают, а жаберные щели зарастают. Сердце тоже претерпевает изменения. Из двухкамерного оно становится трехкамерным, так как предсердие делится перегородкой на две части. А еще позднее сердце приобретает четырехкамерное строение. Все эти особенности, сходные со строением тела позвоночных животных, имеются у зародыша человека до 4—5 недель.  И если сперва он имеет сходство с зародышами рыб, то позже появляются особенности, свойственные амфибиям и рептилиям. 
Позднее всего проявляются черты строения млекопитающего и в последнюю очередь приматов.  На шестом-седьмом месяце развития человеческий зародыш больше всего похож на зародыш человекообразных обезьян — гориллы и шимпанзе. Его тело почти сплошь покрыто волосами, которые к рождению исчезают. Пропорции тела зародыша в это время ближе к таковым у обезьян, чем у людей и мозг сходен с мозгом обезьяны.

Сходство с зародышами антропоидов сохраняется наибольшее время. В процессе развития зародыша общие признаки, присущие типам и классам животных, проявляются раньше, чем особенности рода и вида. Эта закономерность является общей в развитии зародышей позвоночных животных и получила название биогенетического  закона. Сходство на ранних стадиях развития зародыша человека и животных объясняется тем, что человек прошел сложный путь исторического развития, продолжавшийся миллионы лет. Этот путь в основных чертах отражается  в  развитии человеческого  зародыша.  

Таким образом, в процессе индивидуального развития каждый вид повторяет своё историческое развитие.

Практическое занятие № 5: Составление схем скрещивания.

Цель: Закрепить знания генетической символики и терминологии; научиться составлять схемы скрещивания на основе предложенных данных..

Оборудование и материалы: методические рекомендации по выполнению практических занятий;

Ход работы

1. Внимательно изучите правила, которые следует помнить при решении задач по генетике.

2. Дайте подробное описание каждой задачи по плану:

• Определите тип задачи (моногибридное или дигибридное скрещивание).

• Определите доминантные и рецессивные признаки.

• Сделайте краткую запись условия задачи.

• Запишите генотипы и фенотипы скрещиваемых особей.

• Запишите генотипы и фенотипы всех упомянутых особей.

• Определите и запишите типы гамет, которые образуют скрещиваемые особи.

• Запишите схему скрещивания в соответствии с требованиями по оформлению.

Задача 1. У лука репчатого золотистая окраска доминирует над коричневой. Скрещивали гомозиготное растений золотистой окраской с гомозиготным растением коричневой окраской.

Задача 2. У человека кареглазость – доминантный признак. В семье оба родителя кареглазые гетерозиготные, а у их дочери голубые глаза.

Задача 3. Голубоглазый мужчина, оба родителя которого имели карие глаза (доминантный признак), женился на кареглазой женщине(гетерозигота), у отца которой глаза карие (гомозигота), а у её матери – голубые. От этого брака родился один голубоглазый сын. Определите генотипы каждого из упомянутых лиц.

Задача 4. При скрещивании гуппи серой окраски (гомозигота) с гуппи золотистой окраски получены 10 серой окраски.

Задача 5. Дигетерозиготная кареглазая правша вышла замуж за голубоглазого левшу. У них родился голубоглазый левша. Карие глаза и праворукость доминируют.

Задача 6. Скрестили гомозиготного петуха, имеющего гребень (А) и оперенные ноги (В) с гетерозиготной курицей имеющей гребень и голые ноги (гены не сцеплены)

Задача 7. Синяя окраска колокольчика рецессивна по отношению к фиолетовой. Скрещены две гетерозиготные особи

Правила, которые следует помнить при решении задач по генетике

1. Каждая гамета получает гаплоидный набор хромосом (генов). Все хромосомы (гены) имеются в гаметах.

2. В каждую гамету попадает только одна гомологичная хромосома из каждой пары (только один ген из каждой аллели).

3.Число возможных вариантов гамет равно 2n, где n – число хромосом, содержащих гены в гетерозиготном состоянии.

4.Одну гомологичную хромосому (один аллельный ген) из каждой пары ребенок получает от отца, а другую (другой аллельный ген) – от матери.

5.Гетерозиготные организмы при полном доминировании всегда проявляют доминантный признак. Организмы с рецессивным признаком всегда гомозиготны.

6.Решение задачи на дигибридное скрещивание при независимом наследовании обычно сводится к последовательному решению двух задач на моногибридное (это следует из закона независимого наследования)

Практическое занятие № 6: Решение генетических задач

Цель: Совершенствование знаний по основным понятиям генетики; закрепление умения решать генетические задачи на разные типы доминирования.

Оборудование и материалы: методические рекомендации по выполнению практических занятий;

Ход работы:

1. Запишите условия генетической задачи

2. Решите задачи:

- составьте цитологическую схему скрещивания родительских форм;

- не забывайте, что пол, содержащий в своих клетках две Х-хромосомы, называется гомогаметным, так как он дает все гаметы одинаковые, а содержащий и Х - и Y-хромосомы, образующий два типа гамет – гетерогаметным;

- у различных животных сочетания хромосом, определяющих тот или иной пол, могут быть различными:

- у млекопитающих и человека, у мухи дрозофилы женские особи ♀- гомогаметны (ХХ), а мужские особи ♂- гетерогаметны (ХУ);

-у птиц, бабочек, пресмыкающихся животных женские особи ♀- гетерогаметны (ХУ), а мужские особи ♂- гомогаметны (ХХ);

-Женщины (XХ) имеют одну Х-хромосому от отца и одну Х-хромосому от матери.

- Мужчина (XY) получает Х-хромосому только от матери.

Этим обусловлена особенность наследования генов, расположенных в половых хромосомах.

4. Объясните решения задачи: укажите по каким законам и принципам происходит наследование признаков.

5. В ответе необходимо ответить на все вопросы, поставленные в задаче.

Вариант №1

Задача 1. Классическая гемофилия наследуется как рецессивный признак. Ген гемофилии располагается в Х- хромосоме. Женщина, носительница гена гемофилии (Xh), вышла замуж за здорового мужчину(XН). Определите генотипы родителей и потомства, характер наследования признаков.

Задача 2. Ген окраски кошек сцеплен с Х-хромосомой. Черная окраска определяется геном (XА), рыжая - геном(XВ), а гетерозиготы имеют черепаховую окраску. От черепаховой кошки и рыжего кота родились два рыжих котенка. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства, характер наследования признаков.

3адача 3. Кареглазая женщина с нормальным зрением (XD) выходит замуж за кареглазого мужчину. У них родилась голубоглазая дочь – дальтоник(Xd). Карий цвет глаз доминирует над голубым, а дальтонизм определяется рецессивным геном, находящимся в х-хромосоме. Определите генотипы родителей и потомства, характер наследования признаков. Какова вероятность того, что следующий ребенок в этой семье будет иметь такой же фенотип?

Вариант №2

Задача 1. Классическая гемофилия наследуется как рецессивный признак. Ген гемофилии располагается в Х- хромосоме. В семье, где оба родителя здоровы, родился сын- гемофилик (Xh). Определите генотипы родителей, составьте схему решения задачи, определите вероятность рождения больной дочери.

Задача 2. Ген окраски кошек сцеплен с Х-хромосомой. Черная окраска определяется геном (XА), рыжая - геном(XВ), а гетерозиготы имеют черепаховую окраску. Какие котята могут родиться от черепаховой кошки и черного кота. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства, характер наследования признаков.

Задача 3. Девушка, имеющая нормальное зрение, отец которой страдал цветовой слепотой (дальтонизм), выходит замуж за здорового мужчину, отец которого также был дальтоником. Дальтонизм наследуется рецессивно сцепленно с X половой хромосомой (Xd). Какое зрение можно ожидать у детей в данном браке? Определите генотипы родителей и потомства, характер наследования признаков.

Практическое занятие №7: Выявление мутагенов в окружающей среде.

Цель: познакомиться с возможными источниками мутагенов в окружающей среде, оценить их влиянии на организм. Измерить содержание нитратов в овощах и фруктах, употребляемых человеком.

Оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий; нитратомер, биологические объекты: овощи и фрукты.

Ход работы.

1. Изучите теоретический материал.

2. Заполните таблицу1.

Таблица 1

Характеристика мутагенов

№	Тип мутагена	Определение	Классификация	Влияние на организм человека
1.	Химические мутагены
2.	Физические мутагены
3.	Биологические мутагены

3. С помощью нитратомера выявите содержание нитратов в овощах и фруктах, употребляемых человеком. Заполните таблицу 2.

Таблица 2

Содержание нитратов в овощах и фруктах

№	Объект исследования	Допустимая норма	Реальное содержание
1.
2.
3.

4. Сделайте вывод о количестве нитратов в исследуемых овощах и фруктах в сравнении с нормой и возможном влиянии на здоровье человека.

Теоретический материал

Химические мутагены – это вещества химической природы, способные провоцировать мутации:

• алкилирующие соединения (диметил- и диэтилсульфат, фотрин),

• аналоги азотистых оснований и нуклеиновых кислот (кофеин),

• красители (акридин желтый и оранжевый),

• азотистая кислота, пероксиды, пестициды,

• минеральные удобрения (нитраты).

Химические мутагены провоцируют генные и хромосомные мутации. Мишенью действия мутагенов в клетке являются ДНК и некоторые белки. В этом случае матричный синтез на ДНК протекает с ошибками. В синтезируемой нити ДНК оказывается на один нуклеотид больше или меньше обычного и возникают мутации. Существуют химические мутагены, ингибирующие синтез предшественников ДНК. В результате происходит замедление или даже остановка синтеза ДНК. Мутагенные и канцерогенные свойства химических веществ тесно связаны между собой. Поэтому выявление возможных мутагенов в окружающей среде, испытание на мутагенность продуктов промышленного синтеза (нитраты, красители, лекарственные средства, пестициды и др.) - важная задача современной генетики. Установлено, что мутагенной активностью обладает несколько тысяч химических соединений. Однако в отличие от ионизирующего и ультрафиолетового излучений для химических мутагенов характерна специфичность действия, зависящая от природы объекта и стадии развития клетки. При взаимодействии химических мутагенов с компонентами наследственных структур (ДНК и белками) возникают первичные повреждения последних. В дальнейшем эти первичные повреждения ведут к возникновению мутаций. Мутации, как правило, вредны для организма. Поэтому новые химические вещества, с которыми может соприкасаться человек (лекарства, пищевые консерванты, красители для волос и др. косметика, средства бытовой химии, пестициды и др.), проверяют (тестируют) на мутагенную активность. Для этого разработаны стандартные методы и тест-объекты (микроорганизмы, культуры клеток животных и человека, некоторые растения и животные), позволяющие быстро определять чувствительность генетического аппарата к тем или иным агентам. Установлено, что многие мутагены являются одновременно и канцерогенами, т. е. веществами, вызывающими развитие злокачественных опухолей. В связи с этим одна из важнейших задач охраны природы и обеспечения генетической безопасности человека – мониторинг окружающей среды и выявление загрязнителей, обладающих мутагенной и канцерогенной активностью. Вредное действие мутагенов на организм в ряде случаев может быть предотвращено или уменьшено применением химических факторов – антимутагенов. Мутагены используют при искусственном (индуцированном) получении мутаций – мутагенезе, широко применяемом в генетических исследованиях и для создания исходного материала (набора перспективных мутантов) в селекции микроорганизмов, растений и животных.

Физическими мутагенами называются любые физические воздействия на живые организмы, которые оказывают либо прямое влияние на ДНК или вирусную РНК, либо опосредованное влияние через системы репликации, репарации, рекомбинации.

К этой группе мутагенов относятся различные типы излучений, температура. К ионизирующим излучениям относят электромагнитные, рентгеновские и гамма-лучи, а также элементарные частицы (альфа, бета, нейтроны и др.). В процессе воздействия ионизирующих излучений на организм компоненты клетки, в том числе молекулы ДНК, поглощают определённое количество (дозу) энергии. При этом одна и та же доза может быть достигнута при слабой интенсивности облучения в течение длительного времени либо путём кратковременного облучения с высокой интенсивностью. Последствием облучения могут быть разрыв водородных связей в двойной спирали молекулы ДНК, разрывы одной или двух цепей ДНК, образование новых устойчивых связей (сшивок) между двумя цепями одной молекулы ДНК, между различными молекулами ДНК или между ДНК и молекулами белков. Экспериментально был получен следующий вывод.

Частота возникновения (индукции) мутаций пропорциональна дозе облучения. С увеличением дозы возрастает вероятность поражения.

В отличие от рентгеновских, ультрафиолетовые лучи не обладают достаточной энергией ионизации. Однако она поглощается входящими в состав ДНК азотистыми основаниями (пуринами и пиримидинами), переводя их в энергетически неустойчивое, возбуждённое состояние. Это приводит к ошибкам при репликации ДНК.

Мутагенным фактором также является повышенная температура. Например, при выращивании мушек-дрозофил при температуре на 10 °С выше обычной число мутаций увеличивается втрое. Радиационное повреждение генетического материала не является прямым источником возникновения изменений в клетках организма, повреждённых облучением. Дело в том, что у любых организмов в клетках присутствует вода. Поэтому излучение не только непосредственно “ударяет” по чувствительным генетическим структурам, но и действует на них косвенно за счёт разложения воды. Этот процесс приводит к образованию короткоживущих, так называемых свободных радикалов (водорода Н⁺ и гидроксила ОН^-), объединяющихся с образованием либо воды, либо химически активных, а следовательно, биологически очень опасных молекул — перекиси водорода и атомарного кислорода. В свою очередь, они способны вызвать несколько новых актов ионизации. Таким образом, происходит лавинообразное увеличение частоты попаданий в “мишени”. Поэтому соединения, способные взаимодействовать со свободными радикалами (антиоксиданты), защищают молекулы-мишени от непрямого действия радиации. К числу таких антиоксидантов, например, относятся токоферол (витамин Е), микроэлемент селен и др.

Линии электропередач сильные радиопередающие устройства создают электромагнитное поле, которое в разы превышает допустимый уровень. Электрические и магнитные поля сильно влияют на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. Например, в районе действия электрического поля ЛЭП у насекомых проявляются изменения в поведении: так, у пчел фиксируется повышенная агрессивность, беспокойство, снижение работоспособности и продуктивности, склонность к потере маток; у жуков, комаров, бабочек и других летающих насекомых наблюдается изменение поведенческих реакций, в том числе изменение направления движения в сторону с меньшим уровнем излучения. У растений распространены аномалии развития - часто меняются формы и размеры цветков, листьев, стеблей, появляются лишние лепестки. Здоровый человек страдает от относительно длительного пребывания в поле ЛЭП. Кратковременное облучение (минуты) способно привести к негативной реакции только у гиперчувствительных людей или у больных некоторыми видами аллергии. Работы английских ученых в начале 90-х годов показали, что у ряда аллергиков под действием поля ЛЭП развивается реакция по типу эпилептической. При продолжительном пребывании (месяцы - годы) людей в электромагнитном поле ЛЭП могут развиваться заболевания преимущественно сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека. В последние годы в числе отдаленных последствий часто называются онкологические заболевания.

Зачастую более опасными являются источники слабого электромагнитного излучения, которое действует в течение длительного промежутка времени. К таким источникам относится в основном аудио-видео техника, бытовая техника. Наиболее существенное влияние на человека оказывают мобильные телефоны, СВЧ печи, компьютеры и телевизоры. Проблема электромагнитного излучения, исходящего от персональных компьютеров, встает достаточно остро ввиду нескольких причин: компьютер имеет сразу два источника излучения (монитор и системный блок); пользователь ПК практически лишен возможности работать на расстоянии; очень длительное время воздействия.

Генетические последствия воздействия ЭМИ изучены пока недостаточно. В одной из лабораторий США исследуется вопрос о зависимости между рождением монголоидных детей (болезнь Дауна) с облучением их отцов СВЧ энергией. Найдено, что большинство таких детей имеют отцов, облученных во время второй мировой войны радиополем локаторов.

Для защиты человека были разработаны специальные санитарные нормы (ГОСТ 12.1.006-84 регламентирует воздействие электромагнитных излучений на человека), в том числе и те, которые запрещают строительство жилых и прочих объектов вблизи сильных источников излучения.

Ясно для всех, что электромагнитное излучение представляет реальную угрозу для здоровья человека. Оказывается, что электромагнитные и радиационные поля близки по некоторым своим параметрам. Это было доказано как российскими, так и зарубежными учеными.

 К биологическим мутагенам относят некоторые растения, например безвременник осенний , многие вирусы и генно-модифицированные объекты. Извлекаемый из безвременника алкалоид колхицин часто используется для искусственного получения полиплоидов, так как блокирует расхождение удвоившихся хромосом. Вирусы могут вызывать различные хромосомные мутации (аберрации), обусловливающие наследственную изменчивость.

В настоящее время трансгенные сорта сельскохозяйственных культур, устойчивые к гербицидам, вирусам, насекомым-вредителям, с улучшенными качественными характеристиками (улучшенный состав растительного масла) занимают посевные площади, превышающие 85 млн. гектаров. Продукты питания, полученные из таких сортов, теперь уже не редкость на прилавках магазинов многих стран мира.

Но у генной инженерии есть и другая, заставляющая насторожиться, сторона, которая связана с возможным изменением структуры генома конкретного трансгенного растения, с утечкой трансгенов и их передачей диким сородичам, с воздействием на "дикие" виды в природной экосистеме. Часто в ГМ-организм внедряется ген, отвечающий за устойчивость к антибиотикам в качестве гена-маркера. Гипотетически если такой ген резистентности к антибиотикам передастся болезнетворным бактериям, то они получат иммунитет против действия антибиотиков и тогда лечение обычными антибиотическими средствами становится менее эффективным.

Невзирая на длительное невосприятие европейским сообществом генно-инженерных продуктов, в настоящее время в Европейском союзе разрешение на использование в пищевых продуктах получили продуктовые компоненты из сортов генетически модифицированной сои, кукурузы и масличных культур.

Среди используемых продуктов - масла и сиропы, которые содержат "ГМ-производный материал", а также мука и крахмал. Эти компоненты могут использоваться во многих продуктах переработки, начиная с вегетарианских гамбургеров и заканчивая сухим печеньем и соусами, аналогично использованию компонентов, которые происходят из не ГМ-культур. Например, трансгенная соя входит в состав почти 60% продуктов, среди которых: колбасные изделия, пельмени, хлеб, шоколад, маргарин, мороженное, детское питание и др. На основе ГМ - компонентов производят раздичные пищевые добавки (индекс Е). Как показали исследования "Гринпис", многочисленные компании с мировым именем используют ГМ-продукцию для производства своей.

До сих пор однозначного ответа на вопрос о том, как влияет потребление трансгенных продуктов на здоровье людей, нет. По мнению специалистов, ответить на этот вопрос можно лишь после того как на свет появятся внуки тех, кто сегодня питается ГМО. Анализ состояния здоровья одного поколения людей не даст достоверной картины. Результаты экспериментов над лабораторными животными показывают, что частота мутаций у них возрастает в сотни и тысячи раз и развивается бесплодие.

Практическое занятие №8: Анализ фенотипической изменчивости

Цель: углубить знания о норме реакции как пределе приспособительных реакций организмов; сформировать знания о статистическом ряде изменчивости признака; выработать умение экспериментально получать вариационный ряд и строить кривую нормы реакции.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий, линейка, биологические объекты: семена фасоли, бобов, клубни картофеля, листья яблони  или другие объекты.

Ход работы.

Практическая часть

1. Расположите семена (листья или другие объекты) одного растения в порядке нарастания их длины.

2. Полученные данные запишите в тетради. Подсчитайте число объектов, имеющих одинаковый размер, внесите данные в таблицу

Размер объектов V, см
p–частота встречаемости

3. Постройте вариационную кривую, которая представляет собой графическое выражение изменчивости признака; частота встречаемости признака p – по вертикали; степень выраженности признака V – по горизонтали. Соединив точки пересечения оси абсцисс и оси ординат получите вариационную кривую.

4. Определите среднюю величину выраженности признака по формуле

                                                               ∑ (V ∙ p)

                                                       М= ¯¯¯¯ n ¯¯¯¯

Где М – средняя величина, см. 

∑ - знак суммирования;

V- варианта, см (размер семян), 

p – частота встречаемости

n – общее число измерений

5. Определите норму реакции для данного признака: max ‒ min

6. По окончании работы сделайте вывод о том, какая закономерность модификационной изменчивости вами обнаружена.

Теоретическая часть

Норма реакции – это диапазон фенотипических проявлений одного и того же генотипа в разных условиях среды. Норма реакции может быть широкой и узкой. Чем шире норма реакции, тем больше влияние среды и тем меньше влияние генотипа в онтогенезе. Таким образом, каждый ген определяет не столько конкретное состояние признака, сколько пределы, в которых он может колебаться в зависимости от силы и продолжительности действия факторов среды. Исследовав конкретный признак у многих особей, можно составить вариационный ряд – последовательность количественных показателей состояния признака, расположенных в порядке их возрастания или убывания. Длина данной последовательности будет зависеть как от пластичности генотипа, так и от изменчивости условий среды. Распределение отдельных вариантов в популяции носит статистический характер, поскольку наиболее часто встречается среднее значение признака, тогда как его крайние проявления достаточно редки, что обусловлено воздействием экстремальных значений факторов среды.

Практическое занятие № 9:

Анализ и оценка гипотез происхождения жизни на Земле.

Цель: знакомство с различными гипотезами происхождения жизни на Земле.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий.

Ход работы.

1. Прочитать текст «Многообразие гипотез возникновения жизни на Земле».

2. Заполнить таблицу:

   Теории и гипотезы	Сущность теории или гипотезы	Доказательства

3. Ответьте на вопросы: Какой теории придерживаетесь вы лично? Почему?

Или: Какая теория Вам более понятна и почему?

Многообразие гипотез возникновения жизни на Земле.

Гипотеза креационизма. Креационизм (от лат. сгеatio — сотворение). Согласно этой гипотезы основные формы органического мира (жизнь, человечество, планета Земля, а также мир в целом), рассматриваются как непосредственно созданные Творцом, или Богом.

По библейскому сказанию о сотворении мира, Бог создал Землю за 6 дней. Этой теории придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений. Процесс божественного сотворения мира мыслится как имевший место лишь однажды и потому недоступный для наблюдения. Этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию божественного сотворения за рамки научного исследования. Наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, а потому она никогда не будет в состоянии экспериментально проверить или опровергнуть эту концепцию. Научный креационизм ― ищет доказательство этой гипотезы в ряде различных эпизодов библейской истории, описанных в Книге Бытия Ветхого завета.

Научный креационизм это одно из наиболее активных движений христианских фундаменталистов, возникшее и активно развивающееся в США, а также получающее некоторое распространение в других странах. Оно стремится доказать абсолютную библейскую безошибочность в вопросах естествознания и опровергнуть научные свидетельства эволюции. Однако многие священники выступают против научного креационизма. Так как полагают, что верующие постигают истину через Божественное откровение и веру, а поэтому им не нужны доказательства Божественного возникновения жизни.

Таким образом, гипотезу божественного возникновения живого можно принять только на веру и нельзя рассматривать с научной точки зрения.

Гипотеза самопроизвольного зарождения жизни. Ее приверженцы убеждены, что жизнь зарождается самопроизвольно из неживой материи. Так, великий Аристотель, изучая угрей, установил, что среди них не встречаются особи с икрой или молоками. На основании этого он предположил, что угри рождаются из «колбасок» ила, образующихся от трения взрослой рыбы о дно. А голландский учёный Ян ван Гельмонт в 17 веке описал свой опыт, утверждая, что живые мыши якобы зарождались у него из грязного белья и горсти пшеницы, запертых в шкафу.

Другой натуралист, Гриндель фон Ах, писал о якобы наблюдавшемся им самозарождении живой лягушки. Натуралист взял каплю майской росы и, тщательно наблюдая за ней под микроскопом, заметил какое-то существо. Наблюдая за ним через некоторое время, заметил, что появилось уже туловище, но голова ещё казалась не ясно сформированной. Продолжая свои наблюдения убедился, что наблюдаемое существо не что иное, как лягушка с головой и ногами.

Предполагалось также, что одни формы могут порождать другие, например, из плодов могут образовываться птицы и животные.

Первым кто попытался проверить идею о самопроизвольном зарождении был итальянский учёный, врач и натуралист ― Франческо Реди в 1668 году. Он взял четыре сосуда. В один из них он поместил мёртвую змею, в другой ― немного рыбы, в третий ― дохлых угрей, в четвёртый ― кусок телятины. Затем плотно закрыл их и запечатал. После он поместил то же самое в четыре других сосуда, оставив их открытыми. Вскоре мясо и рыба зачервивели. Можно было видеть, как мухи свободно залетают в сосуды и вылетают из них. Но в запечатанных сосудах такого не наблюдалось. На основании данного эксперимента был сделан вывод, что личинки появились не самопроизвольно, а из отложенных мухами яиц. Таким образом, Франческо Реди породил сомнения о самопроизвольном зарождении жизни. Но многие все же оставались приверженцами этой идеи. Так как факты, открытые Реди, не были до конца обоснованными.

Следующим, кто попытался опровергнуть эту идею, стал итальянский учёный Ладзаро Спалланцани в 1675 году. Он прокипятил в сосуде крепкий мясной бульон. Оставил его на несколько дней и заметил, что в бульоне стали развиваться микроорганизмы…. Затем он проделал тот же опыт, но уже с запаянным сосудом. Прошло несколько дней, но никаких признаков жизни в бульоне не обнаружилось. Но и здесь сторонники идеи о самопроизвольном зарождении жизни не стали в это верить так как считали, что «жизненная сила» разрушилась от высокой температуры.

В 1862 году французский микробиолог Луи Пастер совместно с физиологом Клодом Бернаром доказали, что жизнь не может зарождаться самопроизвольно. Луи Пастер взял сосуд, в котором содержался настой из органического вещества, прозрачный, как дистиллированная вода. Сначала он прокипятил этот сосуд, для того что бы уничтожить зародыши организмов, которые, возможно, находились в жидкости или на поверхности стенок сосуда. Но через какое-то время в сосуде все же появились маленькие организмы и хлопья плесени. Затем он повторил опыт, но уже с другим сосудом, горлышко которого было вытянуто и имело s-образную форму. Настой из органического вещества в сосуде он довёл до кипения, затем охладил. Жидкость осталась неизменной в течение длительного времени. Секрет долгого хранения жидкости кроется в горлышке сосуда s-образной формы. В сосуде с обычным горлышком пыль, взвешенная в воздухе, и зародыши организмов свободно проходят через горлышко сосуда и приходят в соприкосновение с жидкостью, в которой они находят пищу, обеспечивающую их развитие. Отсюда и появление микроскопических существ. А в сосуде с вытянутым sобразным горлышком попадание внутрь пыли затрудняется. S-образная трубка изолировала содержимое колбы от внешнего воздуха, благодаря оседавшему на её внутренних стенках водяному пару. Образовавшаяся в результате его конденсации влага играла роль фильтра, не пропускавшего бактерии из окружающего колбу воздуха. Пыль и все плотные частицы соединялись с каплями воды, попадали в шейку сосуда и задерживались в месте изгиба. Однако стоило отломить горлышко, как вскоре в колбе начинали развиваться бактерии. Это убедительно доказывало, что микроорганизмы распространяются по воздуху, а не зарождаются самопроизвольно. Пастер показал, что бактерии могут возникнуть только от других бактерий. Так окончательно была опровергнута гипотеза самозарождении жизни. На основании этого был сформулирован закон «Всё живое происходит из живого». Однако учёные задумались над вопросом. Если для возникновения живого организма необходим другой живой организм, то откуда взялся первый живой организм? Это дало толчок к возникновению гипотезы панспермии.

Гипотеза панспермии. Эта концепция не предлагает никакого механизма для объяснения первичного возникновения жизни, а выдвигает идею о ее внеземном происхождении. Поэтому ее нельзя считать теорией возникновения жизни как таковой; она просто переносит проблему в какое-то другое место во Вселенной. Гипотеза была выдвинута Ю. Либихом и Г. Рихтером в середине XIX века. Согласно гипотезы панспермии жизнь существует вечно и переносится с планеты на планету метеоритами. Простейшие организмы или их споры («семена жизни»), попадая на новую планету и найдя здесь благоприятные условия, размножаются, давая начало эволюции от простейших форм к сложным. Возможно, что жизнь на Земле возникла из одной – единственной колонии микроорганизмов, заброшенных из космоса. Для обоснования этой теории используются многократные появления НЛО, древние наскальные изображения предметов, похожих на ракеты и «космонавтов», а также сообщения якобы о встречах с инопланетянами. При изучении материалов метеоритов и комет в них были обнаружены многие «предшественники живого» — такие вещества, как цианогены, синильная кислота и органические соединения, которые, возможно, сыграли роль «семян», падавших на голую Землю. Сторонниками этой гипотезы были лауреаты Нобелевской премии Френсис Крик и Лесли Оргел. Крик основывался на двух косвенных доказательствах:

• универсальности генетического кода;

• необходимости для нормального метаболизма всех живых существ молибдена, который встречается сейчас на планете крайне редко.

Таким образом, гипотеза панспермии пытается лишь объяснить появление жизни на Земле, но не отвечает на вопрос, как возникла жизнь вне Земли.

Гипотеза стационарного состояния. Гипотезу стационарного состояния иногда называют гипотезой этернизма (от лат. еternus – вечный), которая была выдвинута немецким учёным В. Прейером в 1880 г. Согласно этой гипотезы, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно. Согласно этой версии, виды также никогда не возникали, они существовали всегда, и у каждого вида есть лишь две возможности — либо изменение численности, либо вымирание. Взгляды Прейера поддерживал академик Владимир Иванович Вернадский, автор учения о биосфере. Вернадский считал, что жизнь — такая же вечная основа космоса, которыми являются материя и энергия. Исходя из представления о биосфере как о земном, но одновременно и космическом механизме, Вернадский связывал ее образование и эволюцию с организованностью Космоса. «Для нас становится понятным, — писал он, — что жизнь есть явление космическое, а не сугубо земное». Эту мысль Вернадский повторял многократно: «...Жизнь вечна, поскольку вечный Космос». По современным оценкам, основанным на учете скоростей радиоактивного распада, возраст Земли исчисляется 4,6 млрд. лет. Более совершенные методы датирования дают все более высокие оценки возраста Земли, что позволяет сторонникам теории стационарного состояния полагать, что Земля существовала всегда.

Сторонники этой теории не признают, что наличие или отсутствие определенных ископаемых остатков может указывать на время появления или вымирания того или иного вида, и приводят в качестве примера представителя кистеперых рыб — латимерию (целаканта). Считалось, что кистепёрая рыба (целакант) представляет собой переходную форму от рыб к земноводным и вымерла 60-90 млн. лет назад (в конце мелового периода).

Однако это заключение пришлось пересмотреть, когда в 1939 году у побережья о. Мадагаскар был выловлен живой целакант. Таким образом, целакант не является переходной формой. Были найдены и многие другие, считавшиеся вымершими, животные, например, лингула – маленькое морское животное, якобы вымершее 500 миллионов лет назад, живы солендон – землеройка, туатара – ящерица. За миллионы лет они не претерпели никаких эволюционных изменений.

Сторонники теории стационарного состояния утверждают, что, только изучая ныне живущие виды и сравнивая их с ископаемыми остатками, можно делать вывод о вымирании, да и то он может оказаться неверным. Внезапное появление какого-либо ископаемого вида в определенном пласте объясняется увеличением численности его популяции или перемещением в места, благоприятные для сохранения остатков.

Гипотеза биохимической эволюции Гипотеза Опарина ― Холдейна, которую высказали в 20-е годы 20-го века русский учёный Александр Иванович Опарин и англичанин Джон Холдейн.

В 1924 г. Опарин опубликовал основные положения своей гипотезы происхождения жизни на Земле. Он исходил из того, что в современных условиях возникновение живых существ из неживой природы невозможно. Абиогенное (т. е. без участия живых организмов) возникновение живой материи возможно было только в условиях древней атмосферы и отсутствия живых организмов.

По мнению Опарина, в первичной атмосфере планеты, насыщенной различными газами, при мощных электрических разрядах, а также под действием ультрафиолетового излучения и высокой радиации могли образовываться органические соединения, которые накапливались в океане, образуя «первичный бульон».

Известно, что в концентрированных растворах органических веществ (белков, нуклеиновых кислот, липидов) при определённых условиях могут образовываться сгустки, называемые коацерватными каплями или коацерватами.

Коацерваты в условиях восстановительной атмосферы не разрушались. Из раствора в них поступали химические вещества. В результате чего они росли и усложнялись.

Коацерваты, которые были способны к примитивному обмену и росту в ходе дальнейшей эволюции, превратились в пробионты, которые Опарин рассматривал как ― предшественников живых организмов.

На границе между пробионтами и окружающей средой появлялись молекулы липидов, что приводило к образованию примитивной клеточной мембраны.

Под действием каких-либо внешних сил пробионты дробились. А благодаря наличию белков, и возможно, нуклеиновых кислот они были способны передавать наследственную информацию.

Такие пробионты с маточной наследственностью, может быть, множились. И именно возникновение наследственности представляло собой переход от химической эволюции к биологической. Пробионты, в которых обмен веществ сочетался со способностью к самовоспроизведению, можно уже рассматривать как примитивные проклетки.

Таким образом, по мнению Опарина, главную роль в зарождении жизни играют белки, именно они дали начало обмену веществ, обеспечив обособление коацерватных капель друг от друга и от окружающей среды.

Но эта гипотеза не давала объяснения способности к самовоспроизведению.

Для решения этого вопроса английский биохимик и генетик Джон Холдейн в 1929 г. выдвигает «генетическую гипотезу о происхождении живого», которая гласит, что в основе создания простейших живых систем (протобионтов) лежат не белки, а нуклеиновые кислоты (РНК и ДНК), поскольку они служат матричной основой синтеза белков.

Так, Александр Иванович Опарин отдавал первенство белкам, а Джон Холдейн ― нуклеиновым кислотам. Гипотеза Опарина – Холдеина завоевала много сторонников, так как получила экспериментальное подтверждение, проведённое в 1953 году американским учёным Стенли Миллером.

Стенли Миллер провёл эксперимент, в котором моделировались гипотетические условия раннего периода развития Земли для проверки возможности химической эволюции.

В один из резервуаров установки помещается смесь газов (водорода, аммиака, метана и водяных паров), которые входили в состав первичной атмосферы. Через эту смесь при помощи электродов пропускаются электрические разряды (которые имитируют разряды молнии) и ультрафиолетовое облучение.

В другой камере налита вода, и эта камера подогревается (для насыщения газовой смеси парами воды).

Ещё одна камера подвергается охлаждению, и здесь вода конденсируется, она имитирует «дождевые осадки».

В колбу – «ловушку», которая располагается ниже резервуара, стекает охлаждённая вода, содержащая органические соединения ― аминокислоты, которые входят в состав современных белков.

Ещё один эксперимент позволяет, понять какие соединения возникали под действием радиации в первичной атмосфере планеты: если облучить электронами смесь метана, водорода и аммиака, то получатся азотистые основания – предшественники нуклеиновых кислот, а также АТФ ― основной аккумулятор энергии живых систем.

Используя различные виды энергии, учёные доказали возможность синтеза в условиях первичной земли всего алфавита жизни трёх десятков типов мономеров.

Но гипотеза Опарина — Холдейна имеет и слабую сторону. Не удаётся объяснить главную проблему: как произошёл качественный скачок от неживого к живому. Ведь для саморепродукции нуклеиновых кислот необходимы ферментные белки, а для синтеза белков — нуклеиновые кислоты.

Практическое занятие№10. Описание особей одного вида по морфологическому критерию.

Цель: научиться выявлять морфологические признаки животных, растений; определить, можно ли по морфологическим признакам судить о принадлежности организма к определенному виду.

Оборудование и материалы: методические рекомендации по выполнению практических занятий; иллюстрации " Клевер луговой", "Клевер ползучий", "Заяц беляк","Заяц русак".

Ход работы:

Часть 1. Изучение растений.

1. Рассмотрите предложенные образцы растений, сравните их.

2. На основании сравнения, составьте морфологическую характеристику двух растений одного рода, заполните таблицу.

   Признак для сравнения	Образец № 1 Видовое название: ____	Образец № 2 Видовое название: _____
   Род растения
   Тип корневой системы
   Стебель (древесный, травянистый, прямостоячий, ползучий, стелющийся и т.п.)
   Листья (простые, сложные)
   Жилкование листьев
   Листорасположение
   Цветок или соцветие
   Плод, его название (сочный или сухой, одно- или многосемянный)

3. Черты сходства двух видов растений одного рода_____________________________________________

4. Черты различия двух видов растений одного рода_____________________________________________

5. Можно ли на основании морфологического критерия судить о видовой принадлежности растений?

Часть 2. Изучение животных

1. Рассмотрите рисунки двух животных разных видов одного рода. Сравните их.

2. На основании сравнения, составьте морфологическую характеристику двух животных одного рода, заполните таблицу.

Признак для сравнения	Видовое название:____	Видовое название:_____
Распространение животного
Окрас меха
Длина животного
Масса животного
Строение конечностей
Уши
Тип питания

1. Черты сходства двух видов животных одного рода_____________________________________________

2. Черты различия двух видов животных одного рода_____________________________________________

3. Можно ли на основании морфологического критерия судить о видовой принадлежности животных?

Сделайте общий вывод, на основе анализа своей работы.

Дополнительная информация.

Клевер ползучий – многолетнее травянистое растение. Корневая система стержневая. Стебель ползучий, укореняющийся в узлах, ветвистый, голый, часто полый. Листья длинночерешчатые, трёхраздельные, их листочки широкояйцевидные, на верхушке выемчатые. Черешки восходящие, до 30 см длиной. Соцветия головки пазушные, почти шаровидные, рыхлые, до 2 см в поперечнике. Венчик белый или розоватый, по отцветании буреют. В цветке 10 тычинок, девять из них сросшиеся нитями в трубочку, одна – свободная. Плод – боб (продолговатый, плоский, содержит от трёх до четырёх почковидных или сердцевидных семян серо-жёлтого или оранжевого цвета). Начало созревания семян – июнь-июль. Размножается как семенами, так и вегетативно.

Клевер луговой – двулетнее, но чаще многолетнее травянистое растение, достигает в высоту 15-55 см. Ветвистые стебли приподнимающиеся. Листья тройчатые, с широкояйцевидными мелкозубчатыми долями, листочки по краям цельные, с нежными ресничками по краям. Соцветия головки рыхлые, шаровидные, сидят часто попарно и нередко прикрыты двумя верхними листьями. Венчик красный, изредка белый или неодноцветный; чашечка с десятью жилками. Плод – односемянный боб (яйцевидной формы); семена то округлые, то угловатые, то желтовато-красные, то фиолетовые. Цветёт в июне-сентябре. Плоды созревают в августе-октябре. Размножается как семенами, так и вегетативно.

Наиболее известны в России зайцы – беляк и русак. Заяц-беляк: обитает в тундровой, лесной и частично лесостепной зоне Северной Европы, Рос России, Сибири, Казахстана, Забайкалья, Дальнего Востока. Заяц – русак: в пределах России водится по всей Европейской части страны до северных побережий Ладожского и Онежского озер.

Заяц-беляк. Длина тела 44 – 74 см. Масса 7 кг. Хвост в виде пушистого белого шарика, кончики ушей черные. Остальная окраска буроватая или серая летом и чисто-белая зимой. У беляка лапы широкие, с густым опушением, чтобы меньше проваливаться в сугробы (на лапах зимой отрастают меховые «лыжи»). Следы широкие, округлые, отпечатки задних лап лишь ненамного больше передних. Задние ноги намного длиннее передних и при движении выносятся далеко вперед. Длина следа задней лапы 12-17 см, ширина 7-12 см. У беляка уши короче, чем у русака, хвост снизу белый, шерсть мягкая.

Беляк – растительноядное животное с чётко выраженной сезонностью питания. Весной и летом он кормится зелёными частями растений. Местами поедает хвощи и грибы, в частности, олений трюфель, который выкапывает из земли. Беляк очень плодовит. За лето зайчиха приносит 2-3 помета из 3-5, иногда даже 11 потомков. Весной и осенью беляк линяет. Весенняя линька начинается в марте и кончается в мае. Живут беляки 8-9 лет, иногда доживают до 10, обычно же гибнут значительно раньше. Беляк – важный объект промысловой охоты, особенно на севере.

Заяц-русак. Длина тела 55–74 см. Масса 7 кг. Хвост сверху и кончики ушей черные. Остальная окраска рыжевато-серая с черноватой рябью, зимой светлее, особенно на брюхе и боках. Лапы уже, чем у беляка. У русаков длина следа задней лапы 14-18 см, ширина 3-7 см. Задние ноги намного длиннее передних и при движении выносятся далеко вперед.

В летнее время русак питается растениями и молодыми побегами деревьев и кустарников. Чаще всего съедает листья и стебли, но может выкапывать и корни. Охотно поедает овощные и бахчевые культуры. Заяц-русак: пометов бывает 2-3 и даже 4. Весенний помет из 1-2 зайчат, более поздний из 3-4 (до 8). Русак является ценным промысловым животным, объектом любительской и спортивной охоты.

Практическое занятие №11. Приспособленность организмов к среде обитания.

Цель: выявить черты приспособленности организмов к среде обитания и установить их относительный характер.

Оборудование и материалы: методические рекомендации по выполнению практических занятий; электронные иллюстрации объектов исследования, плакат "Адаптация организмов"

Ход работы:

1. Определите среду обитания растения и животного, предложенного вам для исследования.

2. Выявите черты приспособленности к среде обитания.

3. Полученные данные занесите в таблицу 1 «Приспособленность организмов»

таблица1

Приспособленность организмов

Объект	Среда обитания (водная, почвенная, наземно-воздушная)	Черты приспособленности к среде обитания
Камбала полярная
Заяц тундровый
Выпь большая
Крот обыкновенный
Божья коровка
Верблюжья колючка
Мухомор красный
Калан (морская выдра)
Тюлень

4. Запишите вывод, в котором ответьте на вопрос, можно ли считать, что выявленные вами приспособления носят относительный характер? Докажите свою позицию по этому вопросу

Практическое занятие № 12. Выявление ароморфозов у растений.

Цель: Сформировать умение выявлять ароморфозы у растений объяснять их значение;

Оборудование и материалы: методические рекомендации по выполнению практических занятий; учебник

Ход работы:

1. Охарактеризуйте ароморфозы, выбрав правильное суждение в скобках.

А) Ароморфозы (повышают, понижают) структурно-функциональную организацию организмов.

Б)Ароморфозы (являются, не являются) приспособлениями к конкретным условиям среды.

В) Ароморфозы (позволяют, не позволяют) полнее использовать условия внешней среды.

Г) Ароморфозы (повышают, понижают) интенсивность жизнедеятельности организмов.

Д) Ароморфозы (уменьшают, увеличивают) зависимость организмов от условий существования.

Е) Ароморфозы (сохраняются, не сохраняются) в ходе дальнейшей эволюции.

Ж) Ароморфозы приводят к возникновению новых (мелких, крупных) систематических групп.

1. В Архейскую эру произошли крупные ароморфозы в органическом мире, какое они имели биологическое значение для эволюции? Заполните таблицу1, используя учебник Константинов В.М., Рязанов А.Г., Фадеева Е.О. "Общая биология" 3.5.2. Основные направления эволюционного процесса 3.5.3. Развитие органического мира

Таблица1

Значение ароморфозов в органическом мире

Ароморфоз	Значение
Возникновение: Клеточного ядра Фотосинтеза Полового процесса Многоклеточного организма

1. Эволюция шла по пути постепенного повышения уровня их организма. Выпишите в таблицу 2 название таксонов растений, которые появились в результате ароморфоза. Раскройте значение каждого ароморфоза

Таблица 2

Ароморфозы органического мира

Ароморфоз	Таксон	Значение
Появление покровной, механической и проводящей тканей Появление стебля и листьев Появление корня и листа Возникновение семян Возникновение цветка и плода

Практическое занятие № 13. Выявление ароморфозов у животных

Цель: Сформировать умение выявлять ароморфозы у животных объяснять их значение;

Оборудование и материалы: методические рекомендации по выполнению практических занятий; учебник

1. Впишите в таблицу 1 название таксонов (типов, классов), раскройте значение ароморфозов

Таблица 1

Значение ароморфозов в органическом мире

Ароморфоз	Таксоны	Значение
Появление костяной челюсти Появление хорды Возникновение лёгочного дыхания Появление пятипалой конечности Появление в яйце защитной оболочки Появление роговых покровов Внутреннее оплодотворение Возникновение четырехкамерного сердца (теплокровность) Появление перьев Появление волосяного покрова, выкармливание детёнышей молоком

2. Впишите ароморфозы, обуславливающие появление групп животных в таблицу 2:

• возникновение хорды

• появление двухсторонней симметрии

• возникновение расчленённых конечностей

• появление трахеи

• появление хитинового покрова

• расчленение тела на сегменты

Таблица 2

Ароморфозы животных

Организмы	Ароморфоз
1.Плоские черви 2.Кольчатые черви 3. Насекомые 4. Хордовые

1. Сделайте вывод об эволюционной значимости ароморфозов в органическом мире.

Практическая занятие №14. Анализ гипотез происхождения человека.

Цель. На примере основных гипотез о происхождении человека выработать навыки критического анализа научных фактов, свидетельствующих за или против определенных гипотез.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий.

Ход работы:

1. Оцените предлагаемые факты с точки зрения аргументации основных гипотез о происхождении человека: эволюционный путь и креационизм. Поместите факты в соответствующие ячейки таблицы.

Факты, подтверждающие гипотезу происхождения человека от животных.

Факты, подтверждающие гипотезу о создании человека Богом

Нейтральные факты

Факты:

№1 – Наличие у человека рудиментарных органов, например, копчика.

№2 – Невозможность на данный момент составить полную картину возникновения человека от диких предков.

№3 – Наличие у человека волосяного покрова на голове.

№4 - Наличие у человека атавизмов.

№5 – Наличие четырёх разных рас Человека разумного.

№6 – Наличие в разных геологических слоях ископаемых останков животных, не существующих в настоящее время.

№7 – Сложная структура головного мозга человека по сравнению с животными.

№8 – Способность человека использовать орудия труда.

№9 - Наличие только у человека членораздельной речи.

№10 – Наличие у человека племён, ведущих примитивный образ жизни.

№11 – Относительно большие размеры головного мозга человека в сравнении с животными.

№12 – Очень сложная социальная структура большей части человеческого общества.

№13 – Наличие ископаемых останков человекообразных обезьян, которые могли быть предками современного человека.

№14 – Сложность поведения и проявления психической деятельности человека.

№15 – Общность строения основных систем органов у человека и животных.

2. Какие ещё гипотезы происхождения вам известны? Опишите их.

3. Сформулируйте вывод: какие факторы на Ваш взгляд являются наиболее убедительными для каждой теории, а какие нет.

Практическое занятие№15.

Анализ гипотез формирования человеческих рас

Цель. На примере основных гипотез о формировании рас человека выработать навыки критического анализа научных фактов, свидетельствующих за или против определенных гипотез. Доказать существование одного вида Человек разумный, представленного всеми расами.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий.

Ход работы:

1. Оцените предлагаемые гипотезы формирования человеческих рас. Прочитайте текст о гипотезах формирования рас человека. Заполните таблицу 1

Таблица 1

Гипотезы формирования человеческих рас.

	Расоведение	Социал-дарвинизм	Расизм
1. Что есть раса?
2. Объяснение происхождения рас.
3. Влияние расовой принадлежности на физические и интеллектуальные способности.
4. Социология рас.
5. Последствия теории для человеческого общества.

1. Ответьте на вопросы:

• На Земле существуют различные расы людей. Что лежит в основе деления человечества на расы? Почему людей разных рас нельзя отнести к разным видам? Почему всех людей земного шара относят к одному виду – Человек разумный?

• Существуют ли различия в строении внутренних органов людей разных рас, в умственном развитии, в генотипах? Почему между людьми разных рас нет биологической изоляции?

Теоретический материал

Понятие о расе

В антропологии разные исследователи в разные периоды под «расой» имели в виду достаточно отличные понятия. Приведем несколько определений для примера.

Раса есть совокупность людей, обладающих общностью физического типа, происхождение которого связано с определенным ареалом.

Раса – это комбинация наследственных характеристик с определенной наследственностью, с помощью которой члены одной расы отличают себя от другой.

Расы отличаются друг от друга физическими признаками – цветом кожи, волос, глаз, формой волос, чертами лица, ростом, формой черепа и др. Эти признаки не имеют сколько-нибудь существенного значения для жизнедеятельности человека.

Расоведение или этническая антропология знакомят с проблемами происхождения рас, классификации расовых типов, распространением их по территории Земли, основными факторами и этапами расообразования, а также современными взглядами на популяционную структуру человечества и его рас. Исследование найденных останков показало, что кроманьонцы имели ряд черт, характерных для разных современных рас. В течение десятков тысяч лет их потомки занимали самые разнообразные места обитания. Длительное воздействие внешних факторов, характерных для конкретной местности, в условиях изоляции постепенно приводило к закреплению определенного комплекса морфологических признаков, свойственных локальной расе.
Различия между расами человека — результат географической изменчивости, имевшей адаптивное значение в далеком прошлом. Например, пигментация кожи более интенсивна у жителей влажных тропиков. Темная кожа менее повреждается лучами солнца, так как большое количество меланина препятствует проникновению ультрафиолетовых лучей вглубь кожи и предохраняет ее от ожогов. Курчавые волосы на голове негра создают своеобразную шапку, защищающую голову от палящих лучей солнца. Широкий нос и толстые вздутые губы с большой поверхностью слизистых оболочек способствуют испарению с высокой теплоотдачей. Узкая глазная щель и эпикантус у монголоидов — адаптация к частым пылевым бурям. Узкий выступающий нос европеоидов способствует согреванию вдыхаемого воздуха и т.д.

Никаких существенных различий в умственных способностях, мышлении, речи между представителями разных рас нет, все расы биологически равноценны. Народы разных рас стоят на различных уровнях развития культуры в силу ряда общественно-экономических факторов.

Социал-дарвинизм.

Практически сразу после распространения идей дарвинизма стали делаться попытки перенести закономерности, вскрытые Ч. Дарвином в живой природе, на человеческое общество. Некоторые ученые стали допускать, что и в человеческом обществе борьба за существование является движущей силой развития, причем социальные конфликты объясняются действием естественных законов природы. Эти взгляды получили название социал-дарвинизма.

Социал-дарвинисты считают, что идет отбор биологически более ценных людей, а социальное неравенство в обществе — следствие биологического неравенства людей, которое контролируется естественным отбором. Таким образом, социал-дарвинизм применяет термины эволюционной теории для истолкования общественных явлений и по своей сущности является антинаучным учением, так как нельзя переносить закономерности, действующие на одном уровне организации материи, на другие уровни, характеризующиеся иными законами.

Расизм.

Прямым порождением самой реакционной разновидности социал-дарвинизма является расизм. Расисты расценивают расовые различия как видовые, не признают единства происхождения рас. Сторонники расовых теорий утверждают, что между расами существует различие по способности овладевать языком и культурой. Делением рас на «высшие» и «низшие» основоположники учения оправдывали социальную несправедливость, например, жестокую колонизацию народов Африка и Азии, уничтожение «высшей» нордийской расой фашистской Германии представителей других рас. Кузен Дарвина Ф. Гальтон основал новую науку – евгенику, как науку о селекции человеческого рода путём искусственного отбора. Чтобы вывести высокоодарённую человеческую расу, нужно создать материальные стимулы для поощрения вступления в брак и обзаведения детьми тех, кто успешно пройдёт процедуру интеллектуального тестирования. Эти идеи нашли применение в фашистской Германии, где «расовая гигиена» нашла воплощение в экспертизе на чистокровность, насильственной стерилизации и уничтожении «неполноценных» в концлагерях и газовых камерах.

Расисты расценивают расовые различия как видовые и даже родовые. Они не признают единства происхождения рас и утверждают, что каждая раса происходит от своего предка и не связана родством с другими: негроиды – от древнейших людей, монголоиды – от неандертальцев, европейцы – от кроманьонцев.
Расисты считают, что причина экономической и культурной отсталости некоторых народов заключается в их «расовой биологической неполноценности. Теория о делении рас на «высшие» и «низшие» направлена к оправданию империалистических войн, колониальной политики и расовой дискриминации.

Практическое занятие№16.

Выявление экологических факторов на организм

Цель. Изучить приспособление у организмов к влиянию различных экологических факторов.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий, иллюстрации

Ход работы:

1. Прочитайте описание экологических групп растений.

2. Определите, к какой экологической группе относится растения 1, 2 и 3 (рис.1,2,3)

3. Назовите признаки приспособленности к среде обитания у данных растений .Заполните таблицу 1

Таблица 1

Признаки приспособленности к среде обитания у растений

Растение	Экологическая группа	Признак приспособленности

4.Рассмотрите предложенные вам иллюстрации животных определите их приспособленность к различным абиотическим и биотическим факторам среды (рис.4, 5).

Приспособленность животных к различным абиотическим и биотическим факторам среды. .Заполните таблицу 2

Таблица 2

Приспособленность животных к различным факторам

Животное	Биотический фактор	Абиотический фактор

5. Сделайте вывод о значении приспособленностей организмов к влиянию различных экологических факторов. и об относительности этих приспособлений.

Экологические группы растений по отношению к воде.

Гидатофиты – это водные растения, целиком или почти целиком погруженные в воду. Среди них – цветковые, которые вторично перешли к водному образу жизни (элодея, рдесты, водяные лютики, валлиснерия, уруть и др.). Вынутые из воды, эти растения быстро высыхают и погибают. У них редуцированы устьица и нет кутикулы. Транспирация у таких растений отсутствует, а вода выделяется через особые клетки – гидатоды. Листовые пластинки у гидатофитов, как правило, тонкие, без дифференцировки мезофилла, часто рассеченные, что способствует более полному использованию ослабленного в воде солнечного света и усвоению СО2. Нередко выражена разнолистность – гетерофиллия; у многих видов есть плавающие листья, имеющие световую структуру. Поддерживаемые водой побеги часто не имеют механических тканей, в них хорошо развита аэренхима. Корневая система цветковых гидатофитов сильно редуцирована, иногда отсутствует совсем или утратила свои основные функции (у рясок). Поглощение воды и минеральных солей происходит всей поверхностью тела. Цветоносные побеги, как правило, выносят цветки над водой (реже опыление совершается в воде), а после опыления побеги снова могут погружаться, и созревание плодов происходит под водой (валлиснерия, элодея, рдесты и др.).

Гидрофиты – это растения наземно-водные, частично погруженные в воду, растущие по берегам водоемов, на мелководьях, на болотах. Встречаются в районах с самыми разными климатическими условиями. К ним можно отнести тростник обыкновенный, частуху подорожниковую, вахту трехлистную, калужницу болотную и другие виды. У них лучше, чем у гидатофитов, развиты проводящие и механические ткани. Хорошо выражена аэренхима. В аридных районах при сильной инсоляции их листья имеют световую структуру. У гидрофитов есть эпидерма с устьицами, интенсивность транспирации очень высока, и они могут расти только при постоянном интенсивном поглощении воды.

Гигрофиты – наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и часто на влажных почвах. Среди них различают теневые и световые. Теневые гигрофиты – это растения нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах (недотрога, цирцея альпийская, бодяк огородный, многие тропические травы и т. п.). Из-за высокой влажности воздуха у них может быть затруднена транспирация, поэтому для улучшения водного обмена на листьях развиваются гидатоды, или водяные устьица, выделяющие капельно-жидкую воду. Листья часто тонкие, с теневой структурой, со слабо развитой кутикулой, содержат много свободной и малосвязанной воды. Обводненность тканей достигает 80 % и более. При наступлении даже непродолжительной и несильной засухи в тканях создается отрицательный водный баланс, растения завядают и могут погибнуть. К световым гигрофитам относятся виды открытых местообитаний, растущие на постоянно влажных почвах и во влажном воздухе (папирус, рис, сердечники, подмаренник болотный, росянка и др.).

Мезофиты могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Это растения, произрастающие при среднем увлажнении, умеренно теплом режиме и достаточно хорошей обеспеченности минеральным питанием. К мезофитам можно отнести вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, листопадные деревья саванн, древесные породы влажных вечнозеленых субтропических лесов, летнезеленые лиственные породы лесов умеренного пояса, кустарники подлеска, травянистые растения дубравного широкотравья, растения заливных и не слишком сухих суходольных лугов, пустынные эфемеры и эфемероиды, многие сорные и большинство культурных растений. Из приведенного перечня видно, что группа мезофитов очень обширна и неоднородна. По способности регулировать свой водный обмен одни приближаются к гигрофитам (мезогигрофиты), другие – к засухоустойчивым формам (мезоксерофиты).

Ксерофиты растут в местах с недостаточным увлажнением и имеют приспособления, позволяющие добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Растения экологической группы ксерофитов в большинстве случаев имеют разнообразные приспособления к поддержанию водного баланса при недостатке почвенной и атмосферной влаги. В зависимости от основных путей приспособления к сухости местообитаний группа ксерофитов подразделяется на два типа: настоящие ксерофиты и ложные ксерофиты. К настоящим ксерофитам относят такие растения, которые, произрастая на сухих местообитаниях, действительно испытывают недостаток влаги. Они обладают анатомо-морфологическими и физиологическими адаптациями. Совокупность всех анатомо-морфологических приспособлений настоящих ксерофитов придает им особую, так называемую ксероморфную структуру, которая отражает приспособление к уменьшению транспирации. Ксероморфные признаки отчетливо проявляются в особенностях строения эпидермы. Основные клетки эпидермы у ксерофитов обладают утолщенными наружными стенками. Мощная кутикула покрывает эпидерму и заходит глубоко в устьичные щели. На поверхности эпидермы образуются восковые выделения в виде различных зерен, чешуек и палочек. На побегах восковой пальмы (Ceroxylon) толщина восковых выделений достигает 5 мм. К этим особенностям прибавляются различные виды трихомов. Густой покров из кроющих волосков снижает транспирацию непосредственно (замедляя движение воздуха на поверхности органов) и косвенно (отражая солнечные лучи и, тем самым, снижая нагревание побегов). Для ксерофитов характерно погружение устьиц в ямки, так называемые крипты, в которых создается затишное пространство. Кроме того, стенки крипт могут иметь сложную конфигурацию. Например, у алоэ выросты стенок клеток, почти смыкаясь между собой, создают дополнительное препятствие для выхода водяного пара из листа в атмосферу. У олеандра (Nerium oleander) в каждую большую крипту погружена целая группа устьиц, а полость крипты заполнена волосками, как бы заткнута ватной пробкой.

Рис. 1. Внешний вид и поперечный срез стебля растения 1.

Рис. 2 Внешний вид и поперечный срез листа растения 2.

Рис. 3 Внешний вид и поперечный срез листьев растения 3.

Рис. 4. Еж обыкновенный Рис. 5. Ушан бурый

Практическое занятие №17:

Жизненные формы растений и животных

Цель. Изучить принципы распределения растений по жизненным формам.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий, электронная иллюстрация "Жизненные формы покрытосеменных растений по И. Г. Серебрякову", карандаш, ластик.

Ход работы:

1.Проанализируйте теоретический материал.

2. Сделайте рисунок параллельных рядов жизненных форм. Запишите принципы классификации.

3. В таблице 1 представлен биологический спектр двух экосистем, контрастных по климатическим факторам, - тундровой и пустынной. Посмотрите внимательно, какие жизненные формы преобладают в каждом спектре, и напишите, какие климатические факторы обусловили именно такое соотношение жизненных форм в данных экосистемах. Назовите, по крайней мере, два таких фактора и объясните влияние каждого.

Таблица 1

Биологический спектр экосистем

Жизненная форма	Тундра , %	Пустыня, %
Кустарники	6	0
Кустарнички	8	0
Стланики	3	0
Растения-подушки	10	13
Многолетние травы	70	17
Луковичные	3	10
Однолетники	0	60

Теоретический материал

Классификация И.Г. Серебрякова. В классификационных построениях советской геоботаники наиболее популярно экологическое направление. Оно базируется на учете жизненных форм (биоморф) растений, доминирующих в тех или иных структурных частях растительных сообществ. Наиболее удачной для описания растительных сообществ признана классификация жизненных форм покрытосемянных растений Серебрякова И.Г. (1964). Она была разработана в середине 20-ого века на основе эколого-морфологического принципа. По И.Г. Серебрякову, жизненная форма – это своеобразная внешняя форма организмов, обусловленная биологией развития и внутренней структурой их органов, формируется в определенных почвенно-климатических условиях, как приспособление жизни к этим условиям, т.е. это форма организмов, приспособившихся к своей среде обитания под длительным влиянием комплекса факторов.

Все многообразие растений сведено в 4 отдела и 8 типов жизненных форм (таблица 2), а каждый тип, в свою очередь подразделяется на формы

Таблица 2

Отделы	Типы
А. Древесные растения	I – деревья, II – кустарники, III – кустарнички
Б. Полудревесные растения	IV – полукустарники и полукустарнички
В. Наземные травы	V – поликарпические травы, VI – монокарпические травы
Г. Водные травы	VII – земноводные травы (болотные, или гелофиты – почки возобновления под водой, побеги – над водой), VIII – плавающие и подводные травы (гедатофиты и гидрофиты)

Так, в типе "Деревья" (надземные кронообразующие деревья) выделены 4 формы: 1) – с прямостоячими стволами, 2) – кустовидные, 6 3) – одноствольные с низкими стволами, 4) – стланцы – с лежачими стволами

Деревья с прямостоячими стволами – это жизненная форма является показателем оптимальных условий местообитания и распространена очень широко. С ухудшением условий сменяется другими формами.

Стланцы (кедровый стланик, ольховый стланик, сосна горная) растут в районах, мало благоприятных для произрастания деревьев – на Крайнем Севере, в предгольцовом горном поясе, на побережье Охотского моря, т.е. в районах с прохладным сырым летом, длинной зимой, обильными снегопадами, сильными ветрами.

Деревья бывают первой (выше 25 м), второй (высота 10-25 м), и третьей (до 10 м) величины. Принимать во внимание высоту деревьев особенно актульно в сложных широколиственных лесах Приморья, состоящих из нескольких древесно-кустарниковых ярусов.

Кустарники – имеют множество одревесневших побегов, по высоте делятся на высокие (выше 2,5 м), средние (1-1,25 м), низкие (до 1,0 м).

Кустарнички – это те же кустарники, но никогда не превышающие 0,5 м. Обычно высота их составляет 10-30 см. Кустарнички доминируют в тундровых экосистемах, в напочвенном покрове северотаежных лесов, в горно-альпийском поясе (брусника, черника, голубика, подбел, низкие рододендроны, багульники и др.).

Полукус тарники и полукус тарнички – промежутоная форма между древесными растениями и травами. По облику сходны с травами, но в особо благоприятные годы стебли у них не отмирают, а продолжают на следующий год расти. Для них характерно сильное обмерзание побегов. Типичный полукустарник – полынь Гмелина.

Травы – самый распространенный в южной половине Дальнего Востока тип жизненной формы. Поликарпические травы - их большинство, плодоносят многократно. Они сильно различаются по строению корневых систем, отражающих их приспособленность к разным почвенным условиям. По этому признаку выделяют стержнекорневые (мятлики), длинностержневые (люцерна, шалфей), короткостержневые (сонтрава, крестовник), кистекорневые (калужница болотная, лютики), короткокорневищные (купена, ветровочник), длиннокорневищные (аспарагус), дерновинные (плотнокустовые, рыхлокустовые), столонообразующие (майник двулистный, земляника, сердечник белоцветковый, пырей), ползучие (вероника лекарственная, клевер белый, василисники), клубнеобразующие (стрелолист, аризема амурская, василисник клубненосный, звездчаточка лесная), луковичные (луки, хохлатки расставленная, сомнительная, Буша). Монокарпические травы плодоносят всего один раз в жизни. Широко распространены в засушливых районах северного полушария. Все однолетники и двулетники (капуста, редисы, свекла, укроп, тмин, из дикой флоры: хохлатка бледная, пастушья сумка, чистотел, череда, борщевик, дудники даурский и амурский, донтестемон зубчатый и др.), есть и многолетники. Однолетники делятся на длительно вегетирующие (марьянник розовый, мак альпийский, офелия (Ophelia tscherskyi), пастушья сумка, кошачья лапка, патриния скабиозолистная) и эфемеры (вероника весенняя, горечавка Цолингера), лиановидные (горец вьюнковый), полупаразитные (очанка) и паразитные (вертляница одноцветковая, повилика, пучкоцвет трубкоцветковый).

Среди трав принято выделять группы, которые различаются физиономически, поскольку они играют разную экологическую роль.

Крупнотравье и папоротники – растут в наиболее влажных, но с плодородными, хорошо дренированными почвами, в большинстве своем теневыносливы. Высота от 1,0 до 2,0 м и более. Для растений типичны крупные, сложные листья, у цветковых видов развиты мощные стебли. Наиболее теплолюбивы в сравнении с другими видами. Характерны для широколиственных и хвойношироколиственных, особенно пойменных, лесов. Особенно обильны виды этой группы в приокеанической полосе: В Южном Приморье, на юге Камчатке, на островах Японского моря.

Разнотравье экологически сходно с первой группой, но более холодоустойчиво с продвижением на север сменяет первую группу. По строению растений не отличается от крупнотравьем, только уступает в размерах – не превышает 0,5 м, обычно 30-40 см.

Низкотравье – самые мелкие растения – до 20 см высотой, чаще 10-15 см. Самые теневыносливые, характеризуются высокой вегетативной подвижностью. Даже в глубокой тени могут образовывать группировки (тригонотис корейский, кислица обыкновенная, звездчаточка лесная, майники, седмичник, хохлатки, ветреницы, шлемник уссурийский). Многие виды разнотравья сугубо борельные виды и растут в северных лесах, но и на севере предпочитают более теплые экотопы с влажными плодородными почвами: седмичник европейский, майник двулистный, ветреница худосочная, грушанки мясокрасная и малая. Злаки и осоки резко отличаются от типичных трав простыми линейными, преимущественно узкими листьями. В условиях достаточной освещенности сильно задерняют почвы. Некоторые виды выступают доминантами напочвенного покрова в разреженных лесах 9 близкородственных организмов внешние, или морфологические, признаки могут сильно различаться.

Практическое занятие №18. Составление пищевых цепей.

Цель: получение навыков составления и анализа пищевых (трофических) цепей.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий, плакат "Цепи питания".

Ход работы:

1. Изучите описание природной экосистемы и распределите обитателей тайги на 3 группы (продуценты, консументы, редуценты). Составьте 5 пастбищных цепей питания характерных для данной экосистемы.

Для экосистем тайги характерна холодная зима, хотя лето довольно теплое и продолжительное. Сумма активных температур в тайге составляет 1200-2200. Зимние морозы достигают -30 ° -40С. Осадков выпадает от 300 до 1600 мм в год. Почвенные процессы, в результате длительной зимы, идут малоактивных, гумификация замедлена. Почвы в основном подзолистые.

Древостой в тайге представлен елью сибирской или европейской, пихты, сосны и лиственницы. Все эти виды в целом мало требовательны по плодородию почвы. Лиственница преобладает на востоке Евразии.

Корневые системы деревьев, как правило, поверхностные (кроме сосны). Сомкнутость крон деревьев высокая и на землю проникает мало света. Поэтому в тайге слабо развитые подлесок и травяной покров. Грунт покрытый зелеными мхами, а в более влажных местах - сфагнумом. На моховом покрове часто растут мелкие кустарнички - брусника, черника, голубика и толокнянка.

Фауна экосистем тайги богаче, чем тундры. Важным видом кормов являются семена хвойных пород деревьев. Ими питается большое количество видов грызунов и птиц. На деревьях поселяется большое количество видов паразитических и сапрофитных грибов. Есть здесь также животные ризофагы, питающиеся корнями. Наиболее характерны в этой группе проволочника - личинки жуков-щелкунов. Фауна хищников представлена рысью, соболем, росомахой, волком, бурым медведем, лисой. Немало здесь насекомоядных видов птиц - дятлы, поползни, дрозды, синицы и другие. Есть здесь также земноводные и пресмыкающиеся. В тайге случается много кровососущих насекомых (клещи, комары, мошки и другие). В тайге обитают многочисленные виды других групп организмов: в почве — бактерии, грибы.

В целом трофическая сеть тайги богаче и сложнее, чем в тундре. Трофические цепи более длинные и имеют параллельные участки.

1. Изучите агроценоз пшеничного поля и составьте 5 цепей питания, характерных для данной агроэкосистемы.

Его растительность составляют, кроме самой пшеницы, еще и различные сорняки: марь белая, бодяк полевой, донник желтый, вьюнок полевой, пырей ползучий. Кроме полевок и других грызунов, здесь встречаются зерноядные и хищные птицы, лисы, трясогузка, дождевые черви, жужелицы, клоп вредная черепашка, тля, личинки насекомых, божья коровка, наездник. Почву населяют дождевые черви, жуки, бактерии и грибы, разлагающие и минерализующие солому и корни пшеницы, оставшиеся после сбора урожая.

1. Объясните, почему количество звеньев пищевых цепей в природе ограничено.

Практическое занятие № 19.Описание одной из естественных природных систем.

Цель. Научиться применять знания о структуре сообществ и взаимосвязях организмов в них при изучении естественных природных систем.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий, плакат "Цепи питания".

1. Составить трофическую сеть одной экосистемы (из таблицы 1). Пищевые предпочтения консументов приведены в табл.

1. Описать процессы, происходящие внутри трофической сети.

2. Сделайте вывод о том какое звено в трофической цепи наиболее значимое для природной экосистемы и почему.

Таблица 1

№ задания	Название биоценоза	Видовой состав биоценоза
1	Кедровник	Кедр корейский, береза желтая, лещина разнолистная, осока, заяц-беляк, белка летяга, белка обыкновенная, волк, бурый медведь, гималайский медведь, соболь, мышь, кедровка, дятел, папоротник.
2	Заболоченный осоково-вейниковый луг	Осоки, ирис, тростник обыкновенный. Заходят волк, лиса, бурый медведь, косуля, мышь. Амфибии – углозуб сибирский, квакша дальневосточная, лягушка сибирская. Улитка, земляной червь. Птицы – дальневосточный белый аист, пегий лунь, фазан, японский журавль, даурский журавль. Бабочки махаоны.
3	Бело-березовый лес	Осина, береза плосколистная (белая) осина, ольха, диоскорея ниппонская (травянистая лиана), злаки, осоки, разнотравье (клевер, чина). Кустарники – леспедеца, рябинник, таволга. Грибы – подберезовики, подосиновики. Животные - енотовидная собака, волк, лиса, медведь бурый, колонок, изюбрь, косуля, углозуб сибирский, лягушка сибирская, мышь. Птицы – подорлик большой, синица, воробей.
4	Ельник травянисто-кустарниковый	Растения – пихта, лиственница, кедр корейский, клен, рябинник рябинолистный, жимолость, ель, осоки, злаки. Животные – заяц-беляк, белка обыкновенная, белка летяга, волк, медведь бурый, медведь гималайский, соболь, харза, рысь, изюбрь, лось, рябчик, сова, мышь, бабочка махаон
5	Дубняк	Растения - дуб монгольский, осина, береза плосколистная, липа, ильм, маакия (единственное на Дальнем Востоке дерево, относящееся к семейству бобовых), кустарники – леспедеца, калина, рябинник рябинолистный, шиповник, травы – ландыш, осоки, чемерица, черемша, бубенчики, колокольчики. Животные – бурундук, енотовидная собака, волк, лиса, медведь бурый, барсук, колонок, рысь, кабан, изюбрь, косуля, заяц, углозуб сибирский, квакша дальневосточная, лягушка сибирская, мышь, ящерица живородящая, сойка, дятел, поползень, жук-дровосек, кузнечик.
6	Осинник	Растения - осина, береза плосколистная, боярышник, шиповник, спирея, пион, злаки. Животные – енотовидная собака, волк, лиса, медведь бурый, колонок, изюбрь, косуля, углозуб сибирский, лягушка сибирская, мышь, ящерица живородящая, сойка, дятел, поползень, подорлик, жук-дровосек, кузнечик,

Таблица 2

Спектр питания некоторых видов

Живые организмы	Пищевые пристрастия - «меню»
Заяц	Трава (злаки, осоки); кора осины, липы, лещины; ягоды (земляника).
Суслик	Семена злаков, насекомые, черви.
Белка летяга	Кедровые орехи, орехи лещины, желуди, семена злаков. Семена кустарников (элеутерококк), ягоды (брусника), насекомые и их личинки.
Растения	Потребляют солнечную энергию и минеральные вещества, воду, кислород, углекислый газ.
Коршун	Грызуны, зайцы, лягушки, ящерицы, мелкие птицы.
Белка обыкновенная	Кедровые орехи, орехи лещины, желуди, семена злаков. Семена кустарников (элеутерококк), ягоды (брусника), насекомые и их личинки.
Личинки насекомых комаров, стрекоз	Личинки комаров – водоросли, бактерии. Личинки стрекоз – насекомые, мальки рыб. Сок трав
Сокол	Грызуны, зайцы, лягушки, ящерицы.
Орлан белоплечий	Рыба, мелкие птицы.
Медведь бурый	Эврифаг, предпочтение отдает животной пище: кабаны (подсвинки), рыба (лосось). Ягоды (малина, черемуха, жимолость, голубика), коренья.
Медведь гималайский	Дудник (медвежья дудка), лесные ягоды (брусника, малина, черемуха, голубика), мед (осы, пчелы), лилейные (луковицы), грибы, орехи, желуди, личинки муравьев.
Насекомые	Травянистые растения, листья деревьев.
Соболь	Мышь, белка, зайчата, рябчик.
Рысь	Хищник. Зайцы, белка, подсвинки.
Кабан	Желуди, трава (хвощ зимующий), бобовые (вика, чина), орехи, мыши, кора лещины, ив, подрост берез, корни кустарников (лещина, малина).
Рябчик	Почки берез, ольхи, липы; злаки; ягоды рябины, калины; хвоя пихты, ели, лиственницы.
Сова	Мышь, бурундук, зайчата, лисята, змеи (уж, полоз), ящерица, белка, летучая мышь.
Волк	Мыши, зайцы, косуля, стаей могут убить оленя, лося, кабана.
Уховертка	Хищник. Блохи, жуки ( мелкие), слизни, дождевые черви.
Жук -дровосек	Кора березы, кедра, липы, кленов, лиственницы.
Бабочка павлиноглазка	Пыльца растений.
Лиса	Мышь, зайчата, бурундук, углозуб сибирский, птенцы журавлей, аиста, уток; квакша дальневосточная, фазанята, черви, змеи, крупные насекомые.
Косуля	Кора лещины, березы, ив, дуба, осока, вейник, тростник; листья березы, ивы, дуба, лещины.
Углозуб сибирский	Хищник. Рачки, личинки комара.
Квакша дальневосточная	Водные беспозвоночные.
Улитка	Травы (вейник), осока, грибы, растительные остатки и почва.
Утка	Растения, рыба и ее икра во время нереста, насекомые и их личинки.
Земляной червяк	Отмершие растительные остатки.
Дальневосточный белый аист	Улитка, квакша, сибирская лягушка, рыба (вьюн, ротан), змеи, мыши, саранча, птенцы воробьиных птиц.
Журавль японский	Корневища осок, рыба, лягушки, мелкие грызуны, птенцы.
Лунь пегий	Мышь, мелкие птицы (овсянки, камышевки, воробья), лягушки, ящерицы, крупные насекомые.
Фазан	Почки березы, ольхи, вейник.
Бабочки махаоны	Пыльца растений (фиалки, хохлатки).
Тигр	Плотояден предпочтение отдает животной пище – зайцы, молодые лосята, косули, олени, кабаны.
Енотовидная собака	Рыба тухлая, птицы (жаворонки, овсяницы, камышевки).
Изюбрь	Веточный корм (береза, осина, ива, лещина; листья дуба, липы), желуди, кора дуба, водоросли на мелководьях, вахта трехлистная.
Лягушка сибирская	Комар, пауки, муравьи, кузнечики.
Ящерица живородящая	Насекомые и их личинки, черви дождевые.
Подорлик большой	Хищник. Мелкие млекопитающие, фазан, мыши, зайцы, лисята, птицы, рыба, грызуны.
Харза	Белки, бурундуки, птицы.
Бурундук	Семена яблони, шиповника, калины, рябинника, рябины; грибы; орехи; желуди.
Барсук	Корни, черви дождевые, мыши, насекомые (муравьи и их личинки).
Колонок	Хищник. Мыши.
Мышь	Семена злаков, орехи.
Сойка	Орехи кедровые, желуди, ягода (рябина), яблоня.
Дятел	Жуки дровосеки, насекомые древоточцы.
Тигр	Кабан, заяц, косуля, лосята, оленята, лось, олень (подранки).
Поползень	Насекомые; семена древесных, ягоды, орехи.
Лемминги	Зерноядные. Осоки, шикша, злаки.
Воробьи	Зерноядные.
Песец	Хищник. Лемминги, птенцы куропаток, чаек.
Полярная сова	Лемминги, мыши полевки, зайцы, утки, фазаны, тетерева.
Белая куропатка	Растительноядные. Семена злаков; почки берез, ив, ольхи.
Лось	Травоядные, листья и кора деревьев, мох – ягель.
Заяц-беляк	Зимой – кора; летом – ягоды, грибы.
Гусь	Травоядные. Осоки, злаки, водоросли, побеги водных растений.
Северный олень	Ягель, злаки, ягоды (морошка, клюква), мыши.
Волк	Косуля, изюбр, пятнистый олень, кабан.
Дафнии, циклопы	Одноклеточные водоросли.

Практическое занятие №20.Антропогенные изменения в естественных ландшафтах.

Цель: научиться описывать антропогенные изменения в естественных природных ландшафтах и определять влияние человека на ландшафт.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий

Ход работы:

Задание 1. Письменно ответьте на вопросы:

• Что такое агроландшафт?

• Напишите главное назначение агроландшафта.

Задание 2.Опишите антропогенные изменения ландшафта пшеничное поле. Для этого необходимо выбрать из данного вам текста виды воздействия и проанализировать изменения, которые они оказывают на ландшафты. Заполните таблицу 1

Таблица 1

Антропогенные изменения природного ландшафта

Тип агроландшафта	Пшеничное поле
Вид антропогенного воздействия	Изменения, происходящие в природном ландшафте
Распашка
Внесение удобрений
Полив, орошение
Осушение.

Задание 3. Сделайте вывод об изменениях первичного ландшафта при воздействии на него человека.

Краткие теоретические сведения.

Ландшафт — сложный природно-территориальный комплекс и вместе с тем целостная территориальная единица, характеризующаяся закономерным и типическим повторением одних и тех же взаимосвязанных и взаимообусловленных сочетаний: геологического строения, форм рельефа, поверхностных и подземных вод, микроклимата, почв и т.д. Для эколога ландшафт – это природная целостная система, все элементы которой находятся в сложном взаимодействии. Для архитектора ландшафт — это эстетическая система, обладающая пространственной структурой, скульптурностью рельефа и зеленых насаждений, цветом, текстурой и т.д.

Природный ландшафт — территориальный комплекс, пространственная среда, в пределах которой основные ландшафтные компоненты — земная кора, воздух, вода, растительность, фауна — образуют взаимосвязанное единство. Природные ландшафты не тронутые человеком, отсутствуют на Земле, однако к ним можно отнести дно океанов и морей.

Антропогенный ландшафт в той или иной степени преобразован человеком; в нем изменены природные компоненты, в первую очередь растительность, почвы, фауна, водный режим; в него входят антропогенные компоненты — различные сооружения, культурные растения, измененная почва, дороги и др.

Агроландшафт – природно-территориальный комплекс, естественная растительность которого на подавляющей его части заменена агроценозами. Главное назначение агроландшафта – производство максимально возможной для данных климатических условий сельскохозяйственной продукции. Но увеличение продуктивности агроландшафтов за счет химизации ведет к загрязнению среды, нередко превышающему допустимые экологические нормы. Увеличение площади распаханных территорий за счет склонов приводит к усилению процессов почвенной эрозии.

Типы агроландшафтов: полевой, садовый, смешанный садово-полевой, лугово-пастбищный, ландшафты с измененной литогенной основой, орошаемые и осушенные ландшафты.

Полевой тип. При создании и функционировании этого типа антропогенного ландшафта основные виды антропогенного воздействия включают:

 распашку почвенного слоя и уничтожение естественной растительности,

 внесение удобрений,

 дополнительный полив, постоянное орошение или осушение,

 выращивание агрофитоценозов, состоящих из ограниченного числа видов с ежегодным изъятием из них большой части биомассы.

Воздействие человека приводит к изменению многих компонентов первичного ландшафта. Почти полностью уничтожается естественный растительный покров. Изменяются почвы, и создаются специфические пахотные почвы с не дифференцированным профилем. Так, при распахивании, почвы разрыхляются, улучшается их водный режим, что приводит к усилению биологической активности – резко увеличивается численность микроорганизмов, усиливаются процессы нитрификации, минерализации органического вещества и гумуса. Вместе с тем использование тяжелой техники вызывает уплотнение почв, снижение ее водопроницаемости и усиление почвенной эрозии, водной эрозии – при воздействии талых и дождевых вод и ветровой эрозии – при воздействии ветра. В агроландшафтах скорость эрозии в сотни и тысячи раз больше, чем в естественных ландшафтах. В настоящее время она привела к существенному ухудшению земельного фонда почти половины мировой пашни. В лесной, лесостепной зонах, а также во влажных саваннах преобладает водная эрозия, в сухих саваннах, степях и полупустынях – ветровая. Ландшафтно-геохимическим следствием антропогенной эрозии почв является интенсификация механической и физико-химической миграции элементов. Из ландшафтов выносятся минеральные соединения (до десятков тонн с гектара в год), гумус, содержащие элементы питания растений, микроэлементы. Часть этих веществ накапливается за пределами пашни, часть выносится в подчиненные ландшафты и местные водоемы, вызывая их обмеление и загрязнение.

С пахотой связано также загрязнение почв железом и другими металлами, органическими соединениями (нефть, мазут). Изъятие части биомассы приводит к обеднению почвы минеральными соединениями, что требует постоянной их компенсации за счет внесения удобрений. Для борьбы с сорняками, вредными насекомыми и микроорганизмами применяются разнообразные пестициды и другие агрохимические средства. Как показывают исследования, химизация наряду с полезными результатами сопровождается нежелательной трансформацией круговорота и баланса химических элементов и загрязнением почв, растений, вод животных и человека азотом, фосфором тяжелыми металлами и пестицидами. Уровень загрязнения и состав элементов-загрязнителей неодинаков в различных регионах. Минеральные удобрения делятся на две группы: стандартизованные (азотные, фосфорные, калийные, комплексные, микроудобрения), в которых содержание элементов питания регламентировано, и нестандартизованные (осадки сточных вод, коммунальные твердые бытовые отходы, загрязненные речные воды), состав которых не регламентирован. Во всех видах удобрений не нормировано содержание большинства микроэлементов, в том числе приоритетных загрязнителей. С азотными удобрениями вносится примерно15-20% общего поступления азота в наземные агроландшафты . В районах, удаленных от индустриальных центров, эти удобрения являются основным источником загрязнения окружающей среды соединениями азота. В районах интенсивного земледелия приход азота в системы превышает его расход, что ведет к аккумуляции соединений азота в почвах, сельскохозяйственной продукции, грунтовых и поверхностных водах. Часто содержание азота превышает предельно допустимые нормы и это создает критические экологические ситуации.

Особенно опасно образование в пищевых продуктах нитрозоаминов, обладающих канцерогенными и мутагенными свойствами. Загрязнение ландшафтов могут вызывать и фосфорные удобрения. Среди стандартизованных удобрений они содержат наиболее широкий спектр микроэлементов, концентрирующихся в почвах. Так, в суперфосфате содержатся Р, F, Cd, As, Y, Sr, Cu, Pb, редкоземельные элементы. С удобрениями вносится менее 5% природного запаса Р в почвах, но он легко усвояем и обеспечивает необходимый прирост урожая.

Тем не менее, применение фосфорных удобрений ведет к росту загрязнения, так как доля микроэлементов в них выше потребляемого растениями количества в тысячи раз. Одним из основных отрицательных последствий применения азотных и фосфорных удобрений является накопление соединений азота (главным образом нитратов) и фосфора в грунтовых и поверхностных водах, в результате чего происходит эвтрофикация водоемов.

Применение нестандартизованных удобрений приводит к поступлению в агроландшафты тяжелых металлов. Эти удобрения используются, как правило, на локальных участках вокруг крупных индустриальных центров. Особенно широк спектр тяжелых металлов в осадках сточных вод. В бытовых отходах концентрация микроэлементов ниже, среди них преобладают Hg,Ag, Sb, Zn, Bi, Cd ,Pb. При поливе загрязненными речными водами в почвы и растения поступают большие количества Ag Pb Cd Zn . Наибольшие значения показателя суммарного загрязнения бывают у тепличных почв, так как аккумуляция тяжелых металлов в открытых почвах меньше. Растения обладают видовой биохимической специализацией, которая определяет приоритетное накопление определенных элементов. Кофе концентрирует Cu (в несколько раз больше, чем другие культуры на тех же почвах), грибы – As, V, Ag, томаты –Co, капуста – Co, B, свекла –Li, фасоль –Mo, B люцерна и клевер –Sr, Ba, B, салат-латук – Co, BeF, Cd, Hg, Fe, Zn, Cu. В районах интенсивного животноводства, кроме промышленных отходов и стоков существенное влияние на ландшафты оказывают органические отходы ферм и комплексов, содержащие азот, сероводород, метан, тяжелые металлы, высокие концентрации которых токсичны.

Существенные геохимические изменения вносит применение пестицидов. К ним относятся синтетические органические соединения, используемые для борьбы с вредными насекомыми (инсектициды), сорняками (гербициды), болезнями растений (фунгициды, бактерициды), для регулирования роста растений (дефолианты). Сейчас известно более ста тысяч пестицидов. Выделяют хлорорганические и фосфорорганические пестициды, многие из которых разлагаются очень медленно и накапливаются в почвах, водах и донных осадках, попадают в пищевые цепи. Пестициды уменьшают потери урожая и повышают продуктивность сельскохозяйственных культур, но с их применением связана и существенная экологическая опасность – загрязнение почв, вод и растений. Наиболее опасны для млекопитающих и человека инсектициды, менее токсичны гербициды и фунгициды. Синтетические органические соединения, которые образуют пестициды, поступают в ландшафты только в результате хозяйственной деятельности, чужеродны естественным ландшафтам и разлагаются очень медленно. Поэтому даже низкие дозы их поступления в воздух, почвы и растения могут привести к глобальному загрязнению биосферы.

Формирование агроландшафтов приводит к значительным изменениям в круговороте воды. Это особенно проявляется при дополнительном увлажнении или осушении территории. Орошение как один из мощных видов антропогенного воздействия приводит не только к дополнительному увлажнению, но и к геохимической трансформации ландшафта. При оптимальных природных предпосылках и нормах орошения в аридных районах создаются высокопродуктивные агроландшафты – оазисы с новыми почвами, климатом и биологическим круговоротом элементов. При этом существенно улучшается водный и тепловой режим почв, усиливается микробиологическая активность, выщелачиваются легкорастворимые соли. В староорошаемых ландшафтах формируется особый грунт – антропогенный ил мощностью до 3,5 м. Это плодороднейшая почва, наложенная в аридных районах на бесплодные такыры. При осушении и правильной мелиорации (глубокой вспашке, внесении калийных, фосфорных, медных удобрений) на осушенных болотах возникают плодороднейшие почвы, не имеющие природных аналогов. Существование полевых ландшафтов возможно лишь при постоянном вмешательстве человека (ежегодном воссоздании полевого ландшафта) ибо через год - три после прекращения распашки начинается восстановление естественных фитоценозов. Через несколько десятков лет проявится дифференциация почвенного профиля, типичная для данной зоны и будет происходить постепенная смена геохимических характеристик почв в сторону зональных.

Практическое занятие №21: Изучение экологических адаптаций человека.

Цель: изучить пути приспособления организмов к изменяющимся условиям окружающей среды; изучить значение биоадаптации человека к биогеографическим и климатическим условиям среды.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий, секундомер.

Ход работы:

1. Внимательно изучите теоретический материал

2. По приведенной формуле рассчитайте величину адаптационного потенциала мужчины, имеющего следующие данные:

число сердечных сокращений - 96 в минуту

систолическое давление- 132 мм рт. ст.;

диастолическое давление- 87 мм рт. ст.;

возраст- 37 лет

масса-85 кг;

рост- 182 см.

3. Оцените полученную величину, учитывая, что величина АП меньше 2 свидетельствует о хорошем уровне адаптации, величина АП, не превышающая 2,1, соответствует удовлетворительной адаптации, величина АП в диапазоне от 2,1 до 3,0 указывает на напряжение адаптации, величина АП, превышающая 4,1, является показателем срыва адаптации. Неудовлетворительная адаптация выражается показателями от 3,0 до 4,1.

Сделайте вывод и составьте рекомендации для улучшения резервных возможностей организма.

4. Для выявления признаков наличия или отсутствия утомления проведите тест «индивидуальная минута».

Как выполнять тест:

• Сядьте спокойно, расслабьтесь.

• Почувствуйте как идет время.

• С определенного момента (или с сигнала от помощника) начинайте ощущать, как идет минута. Можете считать, можете не считать, это не повлияет особо на результат.

• Когда вы почувствуете, что минута прошла - нажмите на секундомер или дайте сигнал своему помощнику, что ваша минута прошла. Задача помощника - быстро зафиксировать время.

РЕЗУЛЬТАТЫ 55 сек.-1 мин. 5 сек. - норма, отмечается у лиц с хорошей адаптацией к различным нагрузкам (физические и психическим), у спортсменов - о хорошей сосредоточенности, оптимальном состоянии для соревнования.

40-55 сек - легкая тревожность, сложность саморегуляции в напряженной ситуации

30-40 сек - высокая тревога, плохая переносимость физической нагрузки 30 сек и меньше - психическая неуравновешенность, опасное состояние для человека

5. Сделайте вывод о значении изучения экологических адаптаций человека.

Теоретический материал.

Адаптационный потенциал человека—это показатель приспособления, устойчивости человека к условиям жизни, постоянно меняющимся под воздействием климатоэкологических ,социально-экономических и других факторов среды обитания.

В зависимости от способности адаптироваться различает два типа людей: «спринтеров», которые легко и быстро приспосабливаются к резким, но кратковременным изменениям внешней среды, и «стайеров», которые хорошо адаптируются к длительно действующим факторам. Процесс адаптации у стайеров развивается медленно, но установившийся новый уровень функционирования характеризуется прочностью и стабильностью.

предложил выделять два вида адаптации: активную (компенсаторную) и пассивную. Одной из главных разновидностей пассивной адаптации является состояние организма при гиподинамии, когда организм вынужден приспосабливаться к мало - или бездействию регуляторных механизмов. Дефицит раздражителей приводит к дезорганизации функционального состояния организма. Сохранение жизнедеятельности при этом виде адаптации требует специально разработанных мероприятий, целью которых является сознательная активная двигательная деятельность человека, включая рациональную организацию режима работы и отдыха.

Особенности адаптации человека.

При чрезмерной функциональной активности организма из-за нарастания интенсивности воздействия средовых факторов, вызывающих адаптацию до экстремальных величин, может возник­нуть состояние дизадаптации. Деятельность организма при дизадаптации отличается функциональной дискоординацией его систем, сдвигами гомеостатических показателей, неэкономичнос­тью энергозатрат. Системы кровообращения, дыхания и др., как и общее функционирование организма, вновь приходят в состояние повышенной активности.

Исходя из положения о том, что переход от здоровья к болезни осуществляется через ряд последовательных стадий процесса и питании и возникновение заболевания является следствием нарушения адаптационных механизмов, была предложена методика прогностической оценки состояния здоровья человека. Возможны четыре варианта диагноза:

1. Удовлетворительная адаптация. Лица данной группы характеризуются малой вероятностью заболеваний, они могут вести обычный образ жизни;

2.  Напряжение механизмов адаптации. Улиц данной группы вероятность заболевания выше, механизмы адаптации напряжены, по отношению к ним требуется применение соответствующих оздоровительных мероприятий;

3.  Неудовлетворительная адаптация. Эта группа объединяет людей с высокой вероятностью возникновения заболеваний в достаточно близком будущем, если не будут приняты профилактические меры;

4.  Срыв адаптации. К этой группе относятся люди со скрытыми, нераспознанными формами заболеваний, явлениями «предболезни», хроническими или патологическими отклонениями, требующими более детального врачебного обследования.

На практике требуется определить степень адаптации организма человека к условиям среды обитания, включающим особенности профессии, отдыха, питания, климатические и экологические факторы. предложил следующую формулу для определения адаптационного потенциала организма у космонавтов:

АП = 0,011ЧСС + 0,014СД + 0,008ДД + 0,014В + 0,009М - 0,009Р - 0,27,

где АП — адаптационный потенциал,

ЧСС — число сердечных сокращений (частота пульса) в минуту;

СД — систолическое давление, мм рт. ст.;

ДД — диастолическое давление, мм рт. ст.;

В — возраст, годы;

М — масса, кг;

Р — рост, см.

Практическое занятие №22: Описание жилища человека как искусственной экосистемы

Цель: Определить, что отличает жилище человека от природной экосистемы; выяснить, является ли жилище человека экосистемой; Определить, что входит в понятие «экологически чистое» жилище.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий.

Ход работы:

1. Дайте экологическую характеристику своего места жительства (название населенного пункта, характеристика почвы, наличие вблизи автомобильных дорог, предприятий, зеленой зоны, характеристика двора, наличие водоемов).

2. Определите следующие параметры своего места жительства:

а.) какие продуценты, консументы и редуценты участвуют в образовании экосистемы жилища, привести примеры и указать роль представителей каждой группы, какие связи между ними существуют;

б.) определить виды отходов в своем жилище.

1. Составить таблицу1 «Источники загрязнения среды в жилище», указать на ней 5 загрязняющих веществ, установить, как эти вещества воздействуют на человека, как снизить их влияние в квартире (доме, комнате).

Таблица 1

Источники загрязнения среды в жилище

Объект

Загрязняющие вещества

Воздействие загрязняющих веществ на человека

Мероприятие по снижению негативного влияния

1. С помощью представленных критериев в Таблице 2, проанализируйте свое жилище.

Если среди оценок преобладает «5», то экологическое состояние жилья соответствует нормам.

Если преобладают «4» и «3», то жильё не совсем соответствует нормам и необходимо принять посильные меры: чаще делать влажную уборку, проветривать, пылесосить, завести цветы.

Если большинство оценок «2», то жильё не соответствует нормам и необходимо принять меры по кардинальному изменению условий жилья.

Таблица 2

Критерии экологического влияния

Обои:	Бумажные (4 б.)	Побелка (5б.)	Виниловые (2б.)	Моющиеся (2б.)
Пол:	Деревянный (5)	Ламинат (4)	Линолеум (2)	теплый пол (1)
Ковры, шторы:	Нет (5)	Немного (3)	Много (2)
Окна:	деревянные (5)	пластиковые (3)
Вентиляция:	Кухня (5)	Ванная (5)	Туалет (5)	Форточки (5)
Проветривание:	Часто (5)	Редко (3)	Никогда (2)
Потолок:	Побелка (5)	Обои (4)	Натяжной (3)	Плитка (2)
Цветы:	Больше 10 растений(5)	5-9 растений (3)	Меньше 5 растений (2)
Влажная уборка:	1р. в неделю (3)	2р.в неделю (4)	3р.в неделю (5)
Естественное освещение	Отличное Большие открытые окна, солнечная сторона (5)	Хорошее. Открытые окна не солнечная сторона (4)	Плохое. Окна закрыты шторами всегда (2)
Мебель:	натуральное дерево (5)	из ДСП и ДВП (3)	мебели мало (4)
Вода:	колодец, скважина (5)	водопровод без фильтра (2)	водопровод с фильтром (4)
Домашние животные:	Много (2)	Один (3)	Нет (5)

Вывод:

Практическое занятие №23: Описание природных систем и агроэкосистемы

Цель: закрепить знания о структуре экосистем, научиться составлять описание природных и искусственных экосистем, объяснять сходства и различия между ними.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий, плакат "Цепи питания"

Ход работы:

Задание 1.

• Изучить описание природной экосистемы.

• Распределить обитателей леса на 3 группы (продуценты, консументы, редуценты).

• Оформите в виде таблицы 1 .

Таблица 1

Лиственный лес

Продуценты	Консументы	Редуценты

• Составить 3 цепи питания характерные для данной экосистемы.

Биоценоз лиственного леса.

Биоценоз лиственного леса характеризуется не только видовым разнообразием, но и сложной структурой. Растения, обитающие в лесу, различаются но высоте их наземных частей. В связи с этим в растительых сообществах выделяют несколько «этажей», или ярусов.

Первый ярус — древесный — составляют самые светолюбивые виды — дуб, липа.

Второй ярус включает менее светолюбивые и более низкорослые деревья — грушу, клен, яблоню.

Третий ярус состоит из кустарников лещины, бересклета, калины и др.

Четвертый ярус — травянистый.

Такими же этажами распределены и корни растений.

Ярусность наземных растений и их корней позволяет лучше использовать солнечный свет и минеральные запасы почвы. В травяном ярусе в течение сезона происходит смена растительного покрова. Одна группа трав, называемая эфемерами, — светолюбивые. Это медуница, хохлатка, ветреница; они начинают рост ранней весной, когда нет листвы на деревьях и поверхность почвы ярко освещена. Эти травы за короткий срок успевают образовать цветки, дать плоды и накопить запасные питательные вещества. Летом па этих местах под покровом распустившихся деревьев развиваются теневыносливые растения.

Кроме растений в лесу обитают: в почве — бактерии, грибы, водоросли, простейшие, круглые и кольчатые черви, личинки насекомых и взрослые насекомые.

В травяном и кустарниковом ярусах сплетают свои сети пауки.

Выше в кронах лиственных пород обильны гусеницы пядениц, шелкопрядов, листоверток, взрослые формы жуков листоедов, хрущей.

В наземных ярусах обитают многочисленные позвоночные — амфибии, рептилии, разнообразные птицы, из млекопитающих — грызуны (полевки, мыши), зайцеобразные, копытные (лоси, олени), хищные — лисица, волк.

В верхних слоях почвы встречаются кроты.

Задание 2. 

• Изучить агроценоз пшеничного поля.

• Распределите обитателей пшеничного поля на 3 группы (продуценты, консументы, редуценты). Оформите в виде таблицы 2.

Таблица 2

Пшеничное поле

Продуценты	Консументы	Редуценты

• Составить 3 цепи питания характерные для данной агроэкосистемы.

Биоценоз пшеничного поля.

Его растительность составляют, кроме самой пшеницы, еще и различные сорняки: марь белая, бодяк полевой, донник желтый, вьюнок полевой, пырей ползучий.

Кроме полевок и других грызунов, здесь встречаются зерноядные и хищные птицы, лисы, трясогузка, дождевые черви, жужелицы, клоп вредная черепашка, тля, личинки насекомых, божья коровка, наездник.

Почву населяют дождевые черви, жуки, бактерии и грибы, разлагающие и минерализующие солому и корни пшеницы, оставшиеся после сбора урожая.

Задание 3.

• Дайть оценку движущим силам, формирующим природные и агроэкосистемы

• Внесите следующие утверждения в таблицу 3: действует на экосистему минимально, не действует на экосистему, действие направлено на достижение максимальной продуктивности.

Таблица 3

Действие на экосистему движущих факторов

	Природная экосистема	Агроэкосистема
Естественный отбор
Искусственный отбор

Задание 4.

• Оценить некоторые количественные характеристики экосистем. (больше, меньше). Запишите в таблицу 4.

Таблица 4

Количественные характеристики экосистем

	Природная экосистема	Агроэкосистема
Видовой состав
Продуктивность

Сделать выводы: отметьте сходство и различия рассматриваемых экосистем.

Практическое занятие №24: Решение экологических задач на устойчивость и развитие

Цель: закрепить знания об устойчивости и устойчивом развитии, научиться их использовать при решении экологических задач.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий.

Ход работы:

1. Используя следующие экологические ситуации, оцените возможные последствия и предложите и примерные пути их решения в рамках устойчивого развития.

2. Результаты запишите в таблицу

3. Сделайте выводы о решении экологических проблем в рамках устойчивого развития.

Факторы влияния (описание ситуации)	Последствия	Пути решения
Комиссия городского планирования подготовила проект строительства автомагистрали, которая пройдет через центр города и пригород с плодородными угодьями и лесопарками.
Загрязнение малых рек поверхностными водами с частных огородов. Многие участки расположены чуть ли не вплотную к урезу воды. Перенос огородов на другое место просто невозможен.
Вблизи микрорайона с жилыми домами спланирована автостоянка, которая будет вплотную граничить с подъездами к домам, с тротуарами и детскими площадками для игр и прогулок
Свалка бытового мусора в районе жилых домов. Отходы пищи привлекают ворон и голубей, грызунов и других разносчиков инфекции, бродячих собак и кошек
В период активных весенних работ по благоустройству территории населенных пунктов и прилегающих к ним территорий населенных пунктов и прилегающих к ним территорий наблюдается массовое сжигание мусора как способа утилизации.
В городском парке вырубили старые деревья. Распиленные на части стволы так и остались лежать на земле: вывезти их с территории парка очень дорого.
Овраг перед селом зарос крапивой, лопухом, чертополохом. Весной сухие стебли придают не эстетичный вид на въезде в село. Принято решение сжечь старые, сухие стебли «на корню».

Практическое занятие № 25:

Многообразие сортов культурных растений

Цель: рассмотреть многообразие сортов и творческую роль человека в выведении сортов.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий; наглядные пособия разных сортов капусты и яблок; плакат "Центры происхождения культурных растений".

Ход работы:

1. Рассмотрите 2 сорта одного вида яблок и капусты. Рассматривая растения конкретных сортов, обращайте внимание на различия яблок и кочанов капусты (по размеру, форме, цвету и др.), что свидетельствует об изменчивости признаков у организмов. Заполните таблицу 1

Таблицца 1

Характеристика сортов разых культурных растений

Название сорта	Признаки сорта ( форма, цвет, масса, урожайность сроки созревания и др.)	Хозяйственное значение признаков

2. Проанализируйте признаки и отметьте их влияние на хозяйственное проявление культурных растений.

Сорта капусты белокочанной.

Белокочанная капуста. Для получения раннего урожая. Урожайность - 6,4 кг/кв.м. Сорт дружно созревает. Для открытого грунта. Сроки созревания: раннеспелый сорт для летней культуры. От всходов до наступления технической спелости проходит 92-100 дней. Плод: кочаны круглые или округло-плоские, некрупные, массой 1,1-2,4 кг, средней плотности, внутренняя кочерыга средней длины. Они выравнены по размеру, хорошего вкуса. Среднеустойчив к растрескиванию кочанов. Холодостойкий, переносит заморозки до - 2-5 градусов. Для употребления в свежем виде. Сорт Июньская удобен для быстрой уборки - основная масса урожая созревает одновременно. Возможна очень ранняя посадка - растения выдерживают весенние заморозки до -5 градусов. Лист у сорта нежный, с достаточным количеством витамина С, отлично подходит для приготовления полезных и вкусных салатов, сока, а также для всех видов домашней кулинарии.

Белокочанная капуста. Урожайность - до 5-6 кг/кв.м. Для открытого грунта. Сроки созревания: позднеспелый, техническая спелость наступает через 132 дня с момента появления всходов. Плод: кочаны средние, массой 3-4 кг, округло-плоские и круглые. Наружная кочерыга средняя или длинная. Кочаны отличной плотности, транспортабельные, вкус после лежки хороший. Сорт морозостойкий. Кочаны устойчивы к растрескиванию. Использование: для длительного хранения: кочаны хранятся до 5-6 месяцев. Для квашения кочаны не используются. Повышенная холодостойкость сорта Амагер 611 позволяет высаживать его в ранние сроки. Популярный сорт Амагер 611 позволит продлить потребление свежей капусты до весны. Кочаны транспортабельные, плотные, пригодны для перевозки на длительные расстояния. Высокая урожайность и хороший товарный вид кочанов, сохраняющийся в течение всего срока хранения, позволяют реализовать продукцию на рынке в зимний период.

Белокочанная капуста. Для длительного хранения и переработки. Урожайность - 10-12 кг/кв.м. Для открытого грунта. Сорт влаголюбивый. Схема посадки - 60-70 см х 60-70 см. Сроки созревания: позднеспелый, от всходов до созревания 128 дней. Плод: кочаны округлые или плоско-округлые, массой 6-8 кг, иногда достигают до 15 кг, отличного вкуса и хорошей плотности, отличаются высоким содержанием сахаров, аскорбиновой кислоты. Кочан серо-зеленой окраски, на разрезе - бело-желтый. Относительно устойчив к киле. Для потребления в свежем виде и квашения. Кочаны могут храниться до 6 месяцев. Особая ценность сорта Московская поздняя 15 - крупные кочаны отличных вкусовых качеств. Благодаря этим свойствам сорта, он является одним из лучших сортов для квашения. Высокая урожайность и хороший товарный вид кочанов, сохраняющийся в течение всего срока хранения, позволяют реализовать продукцию на рынке в зимний период. Повышенное содержание витамина С в листьях сорта Московская поздняя 15 делает их незаменимыми для приготовления соков, салатов, детского питания. Устойчивость сорта к киле позволит избежать дополнительных обработок химическими препаратами и получить высокий урожай.

Белокочанная капуста. Для получения раннего урожая. Розетка листьев компактная. Высотой 24-29 см, диаметром 48-59 см, полуприподнятая. Урожайность - 6,5 - 9,7 кг с кв.м. Гибрид отличается пластичностью, дружной отдачей урожая. Для открытого грунта. Для раннелетней культуры. Пригоден для выращивания в безрассадной культуре. Сроки созревания: раннеспелый, техническая спелость наступает на 92-110 день после появления полных всходов. Плод: кочаны круглые, некрупные, наружная кочерыга 6-7 см, диаметром 3,5-4,5 см, внутренняя кочерыга - 8 см. Кочаны хорошей плотности, массой 1,3-1,5 кг, транспортабельные, выравненные по размеру. Кочан отличных вкусовых качеств, с высоким содержанием витамина С. Слабо поражается сосудистым бактериозом и черной ножкой, устойчив к растрескиванию кочанов. Для потребления в свежем виде. Гибрид Малахит F1 высокоурожайный, товарный, дружно отдает урожай, поэтому пригоден не только для собственного потребления, но и для продажи ранней продукции по высоким рыночным ценам. Дружная отдача урожая позволяет в короткие сроки собрать основную массу кочанов. Лист гибрида Малахит F1 с повышенным содержанием витамина С особенно ценится для приготовления детского и диетического питания.

Сорт Айдаред был получен в 1935 году. За счёт хорошей продуктивности и товарных качеств разновидность стала популярной не только в США, но и на территории России. Айдаред – сильнорослый, осенний сорт, которому характерно смешанное плодоношение. Во взрослом возрасте высота яблони достигает 3-5 м. Растение обладает широкой, овальной или шаровидной кроной. Кора серовато-коричневого оттенка, гладкая. Листья средние, вытянутые, с заострёнными краями, тёмно-зелёного оттенка. Плоды округлые, средние по размеру, их вес достигает 140-190 г. Кожура бледно-зелёного оттенка, тонкая, гладкая. Есть немного крупных подкожных точек. Кремовая мякоть упругая, плотная, сочная. Аромат слабый, вкус кисловато-сладкий.

Плодоношение наступает через 5-6 лет после посадки. Сбор плодов приходится на конец сентября до первых заморозков. С молодого дерева собирают около 30 кг плодов, с растения возрастом 15 лет удаётся снять до 90 кг яблок. Хранятся плоды около 6 месяцев.

Никто точно не знает, как появился сорт Антоновка. Некоторые утверждают, что это случайный гибрид культурного сорта с дикорастущей лесной яблоней. Принято считать, что яблоня родом из Тульской или Курской областей. Впервые сорт был описан Красноглазовым Н. И. в 1848 году. Растение сильнорослое, имеет овальную крону, которая по мере взросления растения становится шаровидной и раскидистой. Кора молодых ветвей и побегов приобретает коричневый оттенок. Листья продолговатые, ярко-зелёного цвета. Плоды небольшие, их вес не превышает 160 г. В период созревания кожура приобретает зелёный цвет с жёлтым оттенком. Во время хранения плоды полностью желтеют. Мякоть светлая, сладкая, привкус кислоты сильно выражен.Плодоношение начинается через 7-8 месяцев после посадки. Полное созревание плодов приходится на конец сентября-начало октября. Количество плодов увеличивается по мере роста дерева. С растения возрастом 20 лет за год удается собрать до 200 кг яблок. Плоды хранятся долго, около трех месяцев. При правильном уходе срок хранения может увеличиться до 4 месяцев.

Практическое занятие № 26: Сезонные изменения в природе

Цель: выявить особенности живых организмов в природе, определить влияние метеорологических условий на особенности сезонных явлений, научиться  вести дневник наблюдений.

Материалы и оборудование: методические рекомендации по выполнению практических занятий, тетради, ручки, линейка, карандаш, подготовленные данные и фотографии сезонных изменений растений в природе.

Ранее выданное задание

Проследить за процессами наступления различных сезонных изменений растений, происходящих в природе по плану:

1.Напишите вид растения и приведите характеристики: примерная высота, диаметр ствола на уровне груди, высота прикрепления кроны, примерный диаметр кроны (определить по проекции кроны на земле), наличие повреждений, присутствие на дереве мхов, лишайников и др.Сделайте фотографии ваших участков.

Растение считают вступившим в ту или иную фазу развития, если признаки этой фазы будут обнаружены, хотя бы на отдельных ветках. Началом каждой фазы следует считать день, когда в нее вступит 10% растений того или иного вида на выбранном вами участке. Массовое наступление фазы отмечают, когда в нее вступает не менее 50% растений.

2.Наблюдение за началом раскраски листьев.

Начало осеннего расцвечивания отмечается тем днем, когда в кронах нескольких деревьев или кустарников данной породы появятся листья, изменившие свою летнюю окраску; в это время в кроне заметны отдельные окрашенные пятна.

3. Отметьте дату – начало “Золотой осени”.

Пожелтевших и зеленых листьев будет на деревьях поровну.

4. Отметьте явление листопада.

За начало листопада принимается тот день, когда листья довольно заметно начинают опадать; при этом характерно, что они осыпаются даже в тихое время, независимо от ветра. Убедиться в том, начался листопад или нет, можно, тряхнув слегка ветку. Если при этом осыпается 3-5 листьев, то можно считать листопад начавшимся. Конец листопада отмечается в то время, когда данное растение окончило осыпать листья и стоит или совсем голым, или на его ветвях имеется всего несколько случайно задержавшихся листьев.

Полное оголение отмечается в тот момент, когда абсолютно все деревья и кустарники всех листопадных видов и форм на описываемой местности сбросили всю листву и стоят совершенно голыми.

5. Провести наблюдение за плодоношением деревьев и кустарников.

Наблюдая за плодоношением деревьев и кустарников, полезно вести количественную оценку урожая. Ее определяют в баллах по следующей шкале:

0 - неурожай; шишек, плодов и семян нет;

1 - урожай слабый; незначительное количество шишек, плодов и семян встречается на многих растениях;

2 - урожай средний; довольно значительное плодоношение на свободно растущих экземплярах и в насаждениях;

3 - хороший урожай; обильно плодоносит большинство растений;

4 - очень хороший урожай; обильное плодоношение в насаждениях.

Оценивать урожай древесных пород лучше всего в пору, когда плоды достигли нормальных размеров, но еще не созрели.

6. Отмечайте метеорологические условия в день наблюдений: температуру, осадки – дождь, град, первый снег, первые заморозки.

Ход работы:

1. Приведите характеристики наблюдаемых растений: примерная высота, диаметр

ствола на уровне груди, примерный диаметр кроны, наличие повреждений, присутствие на дереве мхов, лишайников и др. Приложите имеющиеся у Вас фотографии.

2. Заполните таблицы 1 и 2

Таблица 1

Наблюдения за природой осенью

Название растений	Осень
	Изменение цвета листьев	Начало листопада	Активный листопад	Окончание листопада	Опадение шишек

Таблица 2

Наблюдения за природой весной и летом

Название растений	Весна. Лето
	Набухание почек	Начало распускания почек	Появление листочков	Начало цветения	Окончание цветения	Начало плодоношения	Массовое плодоношение	Сбор плодов

3. Проанализируйте изменения метеорологических условий и влияние их на сезонные изменения растений в природе.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

• Константинов В.М., Рязанов А.Г., Фадеева Е.О. Общая биология. – М., 2019

• Константинов В.М. и др. Биология для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей: учебник для студентов профессиональных образовательных организаций, осваивающих профессии и специальности СПО. –М., 2017

Дополнительная

• Беляев Д.К., Дымшиц Г.М., Кузнецова Л.Н. и др. Биология (базовый уровень). 10 класс. – М., 2014

• Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Козлова Т.А. Биология: для студ. учреждений высш. образования (бакалвриат). – М., 2014.

• Чебышев Н. В., Гринева Г. Г. Биология: учебник для студентов профессиональных образовательных организаций, осваивающих профессии и специальности СПО. – М., 2017

Интернет-ресурсы

• www. sbio. info (Вся биология. Современная биология, статьи, новости, библиотека).

• www. window. edu. ru (Единое окно доступа к образовательным ресурсам Интернета по биологии).

• www.5ballov. ru/test (Тест для абитуриентов по всему школьному курсу биологии).

• www. vspu. ac. ru/deold/bio/bio. htm (Телекоммуникационные викторины по биологии — экологии на сервере Воронежского университета).

• www. biology. ru (Биология в Открытом колледже. Сайт содержит электронный учебник по биологии, On-line тесты).

• www. informika. ru (Электронный учебник, большой список интернет-ресурсов).

• www. nrc. edu. ru (Биологическая картина мира. Раздел компьютерного учебника, разработанного в Московском государственном открытом университете).

• www. nature. ok. ru (Редкие и исчезающие животные России — проект Экологического центра МГУ им. М. В. Ломоносова).

• www. schoolcity. by (Биология в вопросах и ответах).