СД.ДС.Ф.7 Большой практикум

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Мурманский государственный гуманитарный университет»
(МГГУ)
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
СД.ДС.Ф.7 Большой практикум
Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности
(специальностям)
020201 «Биология»
Утверждено на заседании кафедры
биологии и химии
факультета ЕФКиБЖД
(протокол № 5 от 01.02.2011 г.)
Зав. кафедрой _________________ М.Н. Харламова
РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины.
1.1 Автор программы: к.б.н., ст. преподаватель каф. биологии и химии Икко Н.В.
1.2 Рецензенты:
к.б.н., доцент каф. биологии и химии МГГУ Е.Н. Луппова
к.б.н., зав. лаб. зообентоса ММБИ КНЦ РАН О.С. Любина
1.3 Пояснительная записка:
Большой практикум предназначается для студентов, обучающихся по специальности
020201 «Биология». Прохождение курсов зоологии и ботаники невозможно без соответствующих
практикумов. Параллельно с теоретическим изучением тех или иных групп животных и растений
необходимы практические занятия, на которых происходит конкретное знакомство с объектами
изучения. Однако наряду с такими групповыми практическими занятиями необходим и
расширенный практикум, основанный на индивидуальной работе студентов. Большой практикум
строится на базе уже проработанных общих курсов ботаники и зоологии беспозвоночных. Он
должен способствовать подготовке молодых специалистов-биологов к исследовательской работе,
а также служить студентам подготовительной ступенью к защите дипломной работы. Практикум
в основном строится на самостоятельной работе студентов в лаборатории.
Цель курса – дальнейшее углубление у студентов знаний и навыков, полученных в ходе
изучения курсов ботаники и зоологии.
Задачи курса – формирование у студентов определенных знаний и умений в области
зоологических и ботанических исследований.
В результате изучения курса студенты должны:
 овладеть навыками морфологического исследования;
 овладеть навыками микроскопической техники, уметь применять ее в конкретных
случаях;
 овладеть навыками технического рисунка, научной фотосъемки;
 приобрести навыки вскрытия животных;
 приобрести навыки изготовления простейших препаратов;
 приобрести навыки самостоятельной работы с литературой, в том числе и на
иностранных языках;
 уметь определять виды животных и растений по определительным таблицам.
Практикум представляет собой индивидуальные занятия студентов. Каждый студент
имеет индивидуальное рабочее место и индивидуальный план прохождения практикума в
зависимости от его научных интересов. Разбор и изучение объектов совершается
преимущественно на основе самостоятельного изучения литературы. Объектами исследований
являются представители фауны Баренцева и Белого морей, фауны пресных водоемов
г. Мурманска, флоры Мурманской области.
1.4 Извлечение из ГОС ВПО – нет.
1.5 Объем дисциплины и виды учебной работы:
№
Шифр и
Курс Семестр
Виды учебной работы в часах
ТрудоВсего ЛК ПР/ ЛБ
Сам.
п/п
наименование
емкость
аудит.
работа
специальности
СМ
1.
020201
«Биология»
2
4
100
40
10
10
20
60
Вид
итогового
контроля
(форма
отчетности)
зачет
1.6 Содержание дисциплины.
1.6.1 Разделы дисциплины и виды занятий (в часах). Примерное распределение учебного
времени:
№
п/п
1.
3.
4.
Наименование раздела, темы
Основные
методы
ботанического и зоологического
исследований
Техника
рисования
и
микрофотосъемки
Систематика основных групп
растений и беспозвоночных
животных
Всего ауд.
6
Итого
Количество часов
ЛК
ПР/СМ
ЛБ
8
6
-
Сам.раб.
5
8
2
4
-
35
20
-
-
20
20
40
10
10
20
60
1.6.2 Содержание разделов дисциплины.
Основные методы ботанического и зоологического исследований. Микроскопическая
техника. Изучение живых объектов. Изготовление временных микропрепаратов. Изготовление
постоянных микропрепаратов. Фиксация и хранение материала. Изготовление тотальных
микроскопических препаратов. Декальцинация животных. Изготовление срезов. Окрашивание и
заливка срезов. Вскрытие животных. Методика гербаризации растений. Схема морфологического
описания растения.
Техника рисования зоологических и ботанических объектов. Работа с рисовальным
аппаратом. Рисунок в программах CorelDraw и Corel Photo-Paint. Измерение микроскопических
объектов. Техника микрофотосъемки.
Систематика основных групп растений и беспозвоночных животных. Правила чтения
латинских названий растений и животных. Работа с определителями.
1.6.3 Темы для самостоятельного изучения.
№
п/п
Наименование раздела
дисциплины.
Тема.
Форма
самостоятельной
работы
1.
Основные
методы Подготовка к
ботанического и зоологического практическим занятиям
исследований
2.
Техника
рисования
микрофотосъемки
3.
Кол-во
часов
5
и Изучение
35
теоретических основ и
освоение техники
микрофотосъемки
Систематика основных групп Разбор экспедиционных 20
растений и беспозвоночных проб водных
животных
беспозвоночных;
работа с гербариями,
коллекциями
насекомых; работа с
определителями
Форма контроля
выполнения
самостоятельной
работы
Обсуждение вопросов
на
практических
занятиях
Изготовление
микрофотографий
препаратов, реферат
Индивидуальный
отчет
1.7 Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.
1.7.1 Планы последовательного проведения практических и лабораторных занятий
Практическая работа № 1. Тема «Фиксация и промывка материала»
Задание 1. Ознакомиться с методикой подготовки материала к фиксации.
Задание 2. Ознакомиться с основными фиксаторами и их назначением.
Задание 3. Овладеть техникой приготовления фиксаторов и техникой фиксации.
Задание 4. Зафиксировать соответствующий материал.
Задание 5. Переложить зафиксированный материал из бюксов в марлевые салфеточки, промыть
в проточной воде или спирте.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Перечислите основные правила фиксации.
2. Назовите состав наиболее широко используемых фиксирующих смесей.
3. Какую концентрацию формалина и спирта используют для фиксации и хранения
биологического материала?
Практическая работа № 2. Тема «Обезвоживание и парафинирование материала»
Задание 1. Подготовить серию спиртов нужной концентрации.
Задание 2. Ознакомиться с методикой приготовления абсолютного спирта.
Задание 3. Провести материал через серию спиртов возрастающей концентрации.
Задание 4. Заменить спирт растворителем парафина.
Задание 5. Приготовить чистый парафин для пропитывания материала.
Задание 6. Произвести заливку материала в парафин.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Чем отличается временный препарат от постоянного?
2. Какой препарат называют тотальным?
Практическая работа № 3. Тема «Работа на микротоме»
Задание 1. Ознакомиться с устройством микротома.
Задание 2. Приготовить стекла и белок для наклейки парафиновых срезов.
Задание 3. Получить микротомные срезы и наклеить их на предметные стекла.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Чем определяется толщина срезов объекта?
Практическая работа № 4. Тема «Окраска препаратов»
Задание 1. Ознакомиться с основными красителями и способами их приготовления.
Задание 2. Покрасить препарат гематоксилином по Гейденгайну или другим красителем.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Перечислите наиболее часто используемые основные и кислые красители.
2. Какие красители используют для прижизненного окрашивания объектов?
Практическая работа № 5. Тема «Работа с рисовальным аппаратом»
Задание 1. Ознакомиться с устройством рисовального аппарата и особенностями работы с ним.
Задание 2. Зарисовать исследуемый объект.
Задание 3. Определить кратность увеличения объекта на рисунке.
Вопросы для коллективного обсуждения:
1. Устройство рисовального аппарата.
2. В чем отличие детального рисунка от схематичного?
Практическая работа № 6. «Измерение микроскопических объектов»
Задание 1. Определить цену деления окуляр-микрометра для различного сочетания объективов и
окуляров.
Задание 2. Измерить исследуемый объект.
На лабораторных работах студенты осуществляют разбор экспедиционных проб водных
беспозвоночных, изучают таксономию, морфологию, анатомию и гистологию наиболее важных
групп растений и беспозвоночных животных. Используя гербарные коллекции и коллекции
насекомых, с помощью определителей устанавливают видовую принадлежность объектов.
1.8 Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
1.8.1 Рекомендуемая литература:
 основная
1. Бавтуто Г. А. Атлас по анатомии растений: Учеб. пособие для студ. биол. спец. вузов /
Г. А. Бавтуто, В. М. Еремин, М. П. Жигар. - Минск: Ураджай, 2001. - 146 с.
2. Иллюстрированный определитель растений Средней России : в 3 т. : Т.1 :
Папоротники, хвощи, плауны, голосеменные, покрытосеменные (однодольные) /
Губанов И. А., Киселева К. В., Новиков В. С., Тихомиров В. Н. - М. : Т-во науч. изд.
КМК ; Ин-т технол. исслед., 2002. - 526 с.
3. Иллюстрированный определитель растений Средней России: в 3 т.: Т. 2:
Покрытосеменные (двудольные:раздельнолепестные) / Губанов И. А., Киселева К. В.,
Новиков В. С., Тихомиров В. Н. ; И. А. Губанов и др. - М. : Т-во науч. изд. КМК ; Ин-т
технол. исслед., 2003. - 665 с.
4. Иллюстрированный определитель растений Средней России : в 3 т. : Т.3 :
Покрытосеменные (двудольные:раздельнолепестные) / Губанов И. А., Киселева К. В.,
Новиков В. С., Тихомиров В. Н. ; Губанов И. А. и др. - М. : КМК, 2004 ; Ин-т технол.
исслед. - 520 с.
5. Круглов Н.Д. Моллюски семейства Прудовиков (Lymnaeidae Gastropoda Pulmonata)
Европы и Северной Азии. – Смоленск: Изд-во СГПУ. 2005. – 507 с.
6. Ламперт К. Атлас бабочек и гусениц. Места обитания. Физические характеристики.
Поведение. Размножение. – Мн.: Харвест. 2003. – 736 с.
7. Малый практикум по ботанике. Водоросли и грибы : учеб. пособие для студ. вузов,
обуч. по направл. 020200 "Биология" и биолог. спец. / Т. Н. Барсукова [и др.]. - М. :
Академия, 2005. - 240 с.
8. Практикум по анатомии и морфологии растений: Учеб.пособие для студ.пед.вузов /
В.П.Викторов,М.А.Гуленкова,Л.Н.Дорохина и др.;Под ред.Л.Н.Дорохиной. - М.:
Академия, 2001. - 176 с.
9. Практикум по систематике растений и грибов: Учеб. пособие для студ. пед. вузов /
А.Г.Еленевский, М.П.Соловьева, Н.М.Ключникова и др.; Под ред. А.Г.Еленевского. М.: Академия, 2001. - 160 с.
10. Шалапёнок Е.С. Краткий определитель безпозвоночных животных: учеб. пособие для
студ. биол. фак. спец. 1-31 01 01 "Биология", 1-31 01 01-03 "Биотехнология", 1-33 01 01
"Биоэкология" / Е. С. Шалапёнок, Ж. Е. Мелешко. - Минск: БГУ, 2005. - 243 с.
 дополнительная
1. Андронов Н.М., Богданов П.Л. Определитель древесных растений по листьям. – Л.:
Изд-во Ленинградского университета. 1974. 128 с.
2. Иванов А.В., Полянский Ю.И., Стрелков А.А. Большой практикум по зоологии
беспозвоночных. Учебн. пособие для биолог. спец. ун-тов. – М.: Высшая школа. Ч.1.
1981. 504 с.
3. Иванов А.В., Полянский Ю.И., Стрелков А.А. Большой практикум по зоологии
беспозвоночных. Учебн. пособие для биолог. спец. ун-тов. – М.: Высшая школа. Ч.2.
1983. 543 с.
4. Иванов А.В., Полянский Ю.И., Стрелков А.А. Большой практикум по зоологии
беспозвоночных. Учебн. пособие для биолог. спец. ун-тов. – М.: Высшая школа. Ч.3.
1985. 390 с.
5. Мамаев Б.М., Медведев Л.Н.. Правдин Ф.Н. Определитель насекомых европейской
части СССР. – М., 1976.
6. Наумов А.В. Зоологические экскурсии на Белом море. – М., 1985.
7. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий /
под общ. ред. Цалолихина С.Я. Т. 1. – СПб. 1994.
8. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий /
под общ. ред. Цалолихина С.Я. Т. 2. – СПб. 1995.
9. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий /
под общ. ред. Цалолихина С.Я. Т. 3. – СПб. 1997.
10. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий /
под общ. ред. Цалолихина С.Я. Т. 4. – СПб: Наука. 2000.
11. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий /
под общ. ред. Цалолихина С.Я. Т. 5. – СПб: Наука. 2001.
12. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий /
под общ. ред. Цалолихина С.Я. Т. 6. – СПб: Наука. 2004.
13. Определитель фауны и флоры северных морей СССР / под общ. ред. Гаевской Н.С. –
М.: Советская наука. 1948 г. 740 с.
14. Плавильщиков Н.Н. Определитель насекомых: краткий определитель наиболее
распространенных насекомых европейской части России. – М.: Топикал. 1994. 544 с.
15. Роскин Г.И., Левинсон Л.Б. Микроскопическая техника. – М.: Советская наука. 1957.
467 с.
16. Хржановский В.Г., Пономаренко С.Ф. Практикум по курсу общей ботаники. – М.:
Агропромиздат. 1989. 416 с.
1.9 Материально-техническое обеспечение дисциплины
1.9.1 Перечень используемых технических средств: микроскопы Биолам С, микроскопы
стереоскопические МБС-1, микротом, окуляр-микрометр, объект-микрометр, осветители,
рисовальные аппарат.
1.9.2 Перечень используемых пособий: определители разных групп организмов.
1.9.3 Перечень видео- и аудиоматериалов программного обеспечения: программы CorelDraw и
Corel Photo-Paint.
1.10 Примерные зачетные тестовые задания – не предусмотрены.
1.11 Примерный перечень вопросов к зачету (экзамену):
1. Устройство светового микроскопа.
2. Прижизненные наблюдения с помощью специальной оптической аппаратуры.
3. Методы прижизненного окрашивания.
4. Общие правила фиксации. Основные фиксирующие вещества и смеси.
5. Изготовление тотальных микроскопических препаратов.
6. Заливка в парафин.
7. Заливка в целлоидин и желатину.
8. Резка парафиновых и целлоидиновых блоков на микротоме.
9. Окраска срезов. Общие методы окрашивания.
10. Изготовление временных и постоянных препаратов.
11. Измерение микроскопических объектов.
12. Методика гербаризации растений. Схема морфологического описания растения.
1.12 Комплект экзаменационных билетов (утвержденный зав. кафедрой до начала сессии) –
не предусмотрен.
1.13 Примерная тематика рефератов:
1. Особенности микрофотографирования биологических объектов.
2. Макрофотография.
3. Практика микрофотографии.
4. Современное оборудование для микрофотографирования.
5. Современные материалы для микрофотографирования.
6. Особенности микроскопии живых объектов.
7. Способы наркотизации беспозвоночных животных.
8. Способы фиксации биологического материала.
9. Методы исследования простейших.
1.14 Примерная тематика курсовых работ – не предусмотрены.
1.15 Примерная тематика квалификационных (дипломных) работ – не предусмотрены.
1.16
Методика(и) исследования (если есть) – применяются стандартные методы
морфологического исследования, техники микроскопирования.
1.17 Бально-рейтинговая система, используемая преподавателем для оценивания знаний
студентов по данной дисциплине – не используется.
РАЗДЕЛ 2. Методические указания по изучению дисциплины (или её разделов) и
контрольные задания для студентов заочной формы обучения.
При заочной форме обучения большая часть времени отводится на самостоятельное изучение
дисциплины. Лекционный материал необходимо изучать, используя специальную литературу.
При выполнении практических заданий необходимо использование специальных технических
средств (микроскопов, микротома, рисовального аппарата, химических реактивов, лабораторной
посуды), а это возможно только в лабораториях вуза.
РАЗДЕЛ 3. Содержательный компонент теоретического материала.
Тема 1. Основные методы ботанического и зоологического исследований.
Особенности изучения живых объектов. Способы обездвиживания животных.
Прижизненное окрашивание. Фиксация зоологического материала. Общие правила фиксации.
Основные фиксаторы: формалин, этиловый спирт, сулемовые, осмиевые, пикриновые смеси,
жидкость Карнуа. Изготовление тотальных микроскопических препаратов: заливка в канадский
бальзам, глицерин и глицерин-желатин. Декальцинация. Заливка и приготовление срезов.
Заливка в парафин и целлоидин. Резка после парафиновой и целлоидиновой заливки. Окраска
препаратов. Основные и кислые гистологические красители: квасцовый кармин, борный кармин,
гематоксилин Бёмера, кислый гематоксилин Эрлиха, железный гематоксилин Гейденгайна,
эозин, оранж G, лихтгрюн, кислый фуксин. Комбинированные методы окрашивания препаратов:
окраска по Ван Гизену, окраска по Маллори, окраска эозин-азуром. Цитохимические методы
исследования: нуклеальная реакция Фёльгена, методы выявления полисахаридов, методы
выявления жировых включений. Изготовление временных и постоянных препаратов. Основные
правила вскрытия животных. Методика гербаризации растений. Схема морфологического
описания растения.
Тема 2. Биологический рисунок.
Техника рисования зоологических и ботанических объектов. Работа с рисовальным
аппаратом. Измерение микроскопических объектов. Продольное измерение. Измерение площади.
Определение увеличения рисунка. Рисунок в программах CorelDraw и Corel Photo-Paint. Техника
микрофотосъемки.
РАЗДЕЛ 4. Словарь терминов (Глоссарий).
Аберрация оптических систем – искажение изображения, вызываемое несовершенством
реальных оптических систем. Различают: - сферическую и хроматическую аберрации; астигматизм, дисторсию и кому.
Апертура в оптике — характеристика оптического прибора, описывающая его
способность собирать свет и противостоять дифракционному размытию деталей
изображения.
Глубина резкости изображения — это глубина препарата (в мкм), видимая
одновременно резко.
Микроскоп – это оптический прибор, дающий увеличенное изображение мелких
объектов и их деталей.
Разрешающая способность объектива — наименьшее расстояние между двумя точками
объекта, которые можно раздельно видеть в микроскоп.
Увеличение микроскопа– величина, показывающая, во сколько раз линейные размеры
изображения, формируемого оптической системой микроскопа, больше линейных
размеров объекта.
Числовая апертура — равна произведению показателя преломления среды между
предметом и объективом на синус апертурного угла.
РАЗДЕЛ 5. Практикум по решению задач (практических ситуаций) по
темам
лекций (одна из составляющих частей итоговой государственной аттестации).
Задание 1. Вычислите общее увеличение микроскопа, если объектив имеет увеличение 90x, а
окуляр 15x.
Решение: Общее увеличение микроскопа определяют как произведение увеличения
объектива (Vоб) на увеличение окуляра (Vок):
V = Vоб·Vок
Если объектив имеет увеличение 90x, а окуляр 15x то общее увеличение равно 1350.
Если микроскоп снабжен бинокулярной насадкой, например АУ-12, имеющей свое
собственное увеличение (Vн), равное 1,5x, то увеличение микроскопа определяют по формуле:
V = Vоб·Vок·Vн
Следовательно, общее увеличение стереоскопического микроскопа будет равно 2025.
Задание 2. Вычислите глубину резкости изображения, если объектив имеет увеличение 90x, а
окуляр 15x. Числовая апертура объектива равна 1,3.
Решение: Глубину резкости изображения определяют по формуле:
λ
1000
Т = 7 AV + 2A 2
При увеличении V=1350, апертуре объектива А = 1,3, длине волны света λ = 0,55 мкм
глубина резкости изображения Т составляет 0,24 мкм.
РАЗДЕЛ 6. Изменения в рабочей программе, которые произошли после
утверждения программы.
Характер
изменений в
программе
Номер и дата
протокола заседания
кафедры, на котором
было принято
данное решение
Подпись заведующего
кафедрой,
утверждающего
внесенное изменение
Подпись декана
факультета (проректора
по учебной работе),
утверждающего данное
изменение
РАЗДЕЛ 7. Учебные занятия по дисциплине ведут:
Ф.И.О., ученое звание и степень
Учебный
преподавателя
год
Икко Н.В., к.б.н.
2010-2011
Икко Н.В., к.б.н.
2011-2012
Факультет
ЕФКиБЖД
ЕФКиБЖД
Специальность
020201 «Биология»
020201 «Биология»