Урок биологии «Лабораторная работа. Изучение клубеньков бобовых растений»

Полная версия 46 (час) лабораторных работ с видеоматериалами

Тип урока – комплексное применение ЗУН учащихся

Метод обучения - основаны на самостоятельном проведении учащимися экспериментов, исследований и выдвижение гипотезы. Определение путей ее реализации, подбор необходимых приборов и материалов самими учащимися.

Формы организации деятельности учащихся

ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ В БИОЦЕНОЗАХ

Основу возникновения и существования любого биоценоза со­ставляют отношения организмов, их связи, в которые они всту­пают друг с другом, населяя один и тот же биотоп.

Можно выделить следующие взаимоотношения

Конкуренция — взаимоотношения между организмами одного и того же вида (внутривидовая конкуренция) или разных видов (межвидовая конкуренция), соревнующимися за одни и те же ресурсы внешней среды, при недостатке последних.

Хищничество — способ добывания пищи и питания живот­ных (редко растений), при котором они ловят, умертвляют и по­едают других животных.

Паразитизм — форма взаимоотношений двух различных организмов, принадлежащих к разным видам, носящая антагонистический характер, когда один организм использует другой в качестве среды обитания или источника пищи.

Комменсализм — форма взаимосуществования, при которой один из партнеров системы питается остатками или продуктами выделения другого (хозяина), не при­чиняя последнему вреда.

Синойкия — форма симбиоза, разновидность комменсализ­ма; совместное проживание двух организмов разных видов, по­лезное для одного и безразличное для другого

Мутуализм — форма симбиоза, взаимовыгодное сожительство разных видов.

Зоохория— форма межвидовых взаимоотношений, при которых животные содействуют растениям в распространении семян и плодов.

В.Н. Беклемишев классифицирует все межвидовые отношения живых организмов на следующие типы:

1.Трофические связи, которые возникают при питании одного вида другим (либо живыми организмами, либо мертвыми остат­ками).

2.Топические связи. Тип связи, при котором вид изменяет ус­ловия жизни другого.

3.Форические связи. Это участие одного вида в распростра­нении другого. Перенос семян, спор, пыльцы растений называют зоохорией.

4.Фабрические связи. Это тип взаимоотношений, при котором вид использует для постройки своих сооружений другой вид, продукты его жизнедеятельности или мертвые остатки.

Симбиотические взаимоотношения. В процессе эволюции не­которые микроорганизмы приобрели способность к жизни и раз­множению не только в почве, на поверхности корней, но и в глу­бине их тканей. К таким бактериям относятся так называемые клубеньковые бактерии, включающие виды .

Клубеньковые бактерии проникают в корни растений из почвы через корневые волоски. На месте проникновения бактерий про­исходит усиленное деление клеток корня, благодаря чему форми­руются клубеньки. Форма и размер клубеньков, а также их распо­ложение на корнях зависят как от активности бактерий, так и от растений, на которых они поселяются. Так, у гороха, клевера и вики клубеньки образуются в виде небольших округлых взду­тий у места разветвления корней и на корневых мочках, а у лю­пина, фасоли, нута и других они имеют вид крупных бородавча­тых наростов толщиной в несколько сантиметров.

Взаимоотношения бактерий и бобовых растений настолько тесны, а оба организма в этом симбиозе настолько зависят друг от друга, что процесс усвоения азота из атмосферы осуществляется как бы одним сложным организмом. Бактерии получают от расте­ний углеводы, обеспечивая растение азотистыми соединениями.

Благодаря такой совместной деятельности бобового растения и клубеньковых бактерий азот воздуха становится доступным расте­ниям и накапливается в почве. По подсчетам академика Д. Н. Прянишникова, клевер при хорошем урожае накапливает за вегетаци­онный период около 150 кг азота, люцерна — 300 кг, люпин — около 160 кг на 1 га. Однолетние бобовые растения (горох, вика, фасоль, соя) накапливают в почве от 60 до 100 кг азота на 1 га.

Клубеньковые бактерии — облигатные аэробы, имеют вид не­больших, слегка изогнутых, подвижных палочек с закругленными концами, спор не образуют. В молодых культурах размер их ко­леблется от 0,5х1 до 1х7 мк.

Наряду с палочковидными встречаются очень мелкие подвиж­ные комковидные формы — живчики, а также крупные, сильно раздутые, колбообразные, грушевидные или удлиненные ветви­стые клетки, называемые бактероидами. Считают, что именно в этой бактерийной форме клубеньковые бактерии наиболее энергично усваивают азот из атмосферы. Движение молодых бак­терий осуществляется с помощью жгутиков, расположенных у различных видов неодинаково. У одних клубеньковых бактерий имеется несколько жгутиков, отходящих с обеих сторон клетки, у других — один, отходящий от конца клетки под прямым углом.

Например, клубеньковые бактерии отдельных видов расте­ний имеют некоторое разнообразие морфологических форм.

Клубеньковые бактерии клевера более толстые и короткие (до 2 мк), покрыты слизью; у гороха и вики длина палочек достигает 3,5— 4 мк, а крупные бактерии люпина и фасоли (3,5 мк) сильно изо­гнуты и покрыты слизью. Бактерии люцерны, клевера и фасоли имеют в препаратах характерное звездчатое расположение клеток.

Клубеньковые бактерии обладают избирательной способно­стью вступать в симбиотические взаимоотношения с различными бобовыми растениями. Определенный вид бактерий образует клубеньки и активно фиксирует азот только с определенным ви­дом или группой видов бобовых растений.

Цель работы: изучить клубеньки различных видов бобовых, их морфологию и анатомию.

Задание:

Ознакомиться с формой клубеньков у разных бобовых рас­тений в фиксированных препаратах.

Изучить морфологические особенности клубеньковых бак­терий различных растений в листорезах или в мазках, приготов­ленных из клубеньков.

Оборудование и материалы: свежие или фиксированные корни различных бобовых растений, микроскоп, краски, стекла, спирт 96°, раствор сулемы 1:1000, чашки Петри стерильные, бактерио­логическая петля, ножницы, скальпель, водяная баня.

Ход работы. Для ознакомления с формой клубеньков выдают­ся банки с фиксированными 70%-ным спиртом корнями различ­ных бобовых растений. Необходимо зарисовать форму клубень­ков и их расположение на корнях, подсчитать число клубеньков, замерить их, данные занести в таблицу 33.

Таблицу 33.

Морфологические особенности клубеньков различных бобовых

Для выделения клубеньковых бактерий в чистую культуру произведите посев из свежего клубенька на питательную среду следующего состава:

бобовый бульон (из 100 г гороха) 1000 мл

маннит (или сахароза) 10 г

калий фосфорнокислый 1,0 г

агар 15 г

Среду разлейте по пробиркам (по 15—20 мл) и простерили- зуйте в автоклаве при 1 атм в течение 30 мин.

Для посева выбирают свежий корень бобового растения с хо­рошо развитыми клубеньками. Корень промойте в воде и отрежьте от него наиболее крупные клубеньки. Для уничтожения поверхност­ной микрофлоры клубеньки поместите на 5 мин в 0,1%-ный раствор сулемы, а затем промойте стерильной водой и спиртом. Остатки спирта с клубенька удалите фильтровальной бумагой и обжиганием.

Обработанные клубеньки перенесите стерильным пинцетом в стерильную чашку Петри или на предметное стекло и разрежьте на мелкие части стерильным скальпелем. Бактериологической петлей возьмите кусочек клубенька или его содержимое и внесите в пробирку с расплавленной и охлажденной до 35—40 °С пита­тельной средой. После хорошего перемешивания материала среду вылейте в стерильную чашку Петри. Чашки с посевом поместите в термостат с температурой 25 °С. Через несколько дней на по­верхности питательной среды пойдет рост клубеньковых бакте­рий в виде мелких, беловатых, слизистых колоний. Сделайте описание колоний и рассмотрите под микроско­пом клетки бактерий, опишите и зарисуйте клетки.

Для изучения бактерий, содержащихся в клубеньках, приго­товьте гисторезы или мазки.

При изготовлении гистопрепарата сделайте срез клубенька острой ботанической бритвой или микротомом. Срез поместите в каплю воды на предметное стекло, покройте покровным стеклом и исследуйте под микроскопом — сначала при малом, а затем при большом увеличении. Внутри клеток клубенька видны мелкие палочки или бактероиды клубеньковых бактерий. Для лучшей видимости бактерий препарат можно подкрашивать фуксином или метиленовой синькой.

Для приготовления мазка поступите следующим образом:

разрежьте клубенек на две части. Место разреза многократ­но проткните препаровальной иглой для разрушения клеток клу­бенька;

из разрушенного клубенька отожмите капельку жидкости на предметное стекло, разбавьте ее каплей стерильной воды и приго­товьте мазок. Мазок подсушите, зафиксируйте на пламени, ок­расьте фуксином или метиленовой синькой и исследуйте под микроскопом.

На препарате хорошо видна морфология клубеньковых бакте­рий. На основе проведенных наблюдений сделайте выводы.

Контрольные вопросы

1.Какую функцию выполняют клубеньковые бактерии, поселяясь на корнях бобовых?

2.Каков тип взаимоотношений корневой системы высшего растения и клубеньковых бактерий?

3.В чем проявляется избирательная деятельность клубеньковых бак­терий?

4.Что дают бобовые растения микроорганизмам?

5.Какую функцию выполняют бобовые растения для растений?

Клубеньковые бактерии

Инокулянты для сои: Результат симбиоза бактерий и растения соя

Бобово-ризобіальний симбіоз

Формирование бактериального разнообразия в вермикомпостере для получения Супер удобрения

Ресурсы:

 ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ Н.А. Иванова, Т. В. Сторчак, Э.Р. Юмагулова

(Учебно-методическое пособие)

Сайт YouTube: https://www.youtube.com/

Хостинг презентаций

-http://ppt4web.ru/nachalnaja-shkola/prezentacija-k-uroku-okruzhajushhego-mira-vo-klasse-chto-takoe-ehkonomika.html