Тема: «Эти удивительные грибы - дрожжи» Исследовательская работа на уроках биологии и химии

Учитель биологии и химии МОУ «Верхневолжская СОШ» Морозова Людмила Георгиевна д. Рязаново Калининский район Тверская область 2015 г. Разработку предлагает:

Пояснительная записка В разделе «Общая биология» тема «Грибы» отдельно не рассматривается. Особенности организации клетки грибов, обменные процессы, размножение изучаются главным образом на примере клеток животных и растений. В то же время грибы – очень своеобразное царство живой природы, характерные особенности которого практически на школьных уроках не изучаются.

Актуальность представленной темы В связи с подготовкой к ЕГЭ, в ходе исследования, расширяются знания о некоторых особенностях данной темы. В ходе проведения опытов появляется интерес к предмету через самостоятельную исследовательскую работу и желание больше узнать об удивительном мире грибов, это имеет огромное значение в более углублённом изучение отдельных вопросов биологии и химии..

Для подготовки исследования используются доступные методики изучения химического состава с применением основных навыков работы с химическими реактивами и растворами при соблюдении техники безопасности. Следовательно, реализуются межпредметные связи с курсом биологии, химии, что тоже имеет неоценимое значение для формирования личности.. Применение несложного оборудования позволяет добиться надежной результативности, что тоже повышает интерес исследования и эмоционального удовлетворения

Цель Исследовать биохимические и цитологические особенности дрожжей

Форма Исследовательская работа * Желательно, до проведения опытов, провести всё химическое исследование самим учителем

Рис 1. Учитель Морозова Л.Г. Рис 2. Обучающаяся 9 класса Морозова Ольга в 2010 году

Задачи: Изучить органический состав, анаэробные процессы, морфологические особенности, питание, размножение дрожжей Выявить сходство и различие в признаках любого живого организма Познакомиться с частной группой организмов – дрожжами (грибами); с их качественным химическим составом, а также особенностями строения и жизнедеятельности в отличие от животных и растений

Штаммы дрожжей Рис 3. Рисунок дрожжей

План исследования 1. Морфологическое описание дрожжей (опережающее задание) 2. Химический состав дрожжей: Определение содержание белков в дрожжах (опыты 1, 2, 3) Содержание сложных углеводов в дрожжах (опыт 4) Исследование дрожжей на содержание жиров (опыт 5)

3. Организация дрожжей и их размножение (опыт 6) 4. Обмен веществ и энергии (опыт 7) 5. Практическое применение дрожжей (опережающее задание) Рис 4. Каравай из дрожжевого теста

Морфологическое описание дрожжей Дрожжи – это микроскопические мелкие грибы, с давних пор применяемые человеком. Дрожжевые клетки имеют форму шариков. Они живут в питательной жидкости богатой сахаром. Размножаются дрожжи почкованием. Сначала на взрослой клетке появляется небольшая выпуклость. Она увеличивается и превращается в самостоятельную клетку, которая вскоре отделяется от материнской. Почкующиеся клетки дрожжей похожи на ветвящиеся цепочки. В тесте дрожжи разлагают сахар на спирт и углекислый газ. Освобождающаяся при этом энергия используется дрожжами для обеспечения их жизнедеятельности. Пузырьки углекислого газа, образующиеся в тесте, делают его легким и пористым.

Химический состав дрожжей Определение содержания белков в дрожжах. Для обнаружения белков в суспензии дрожжей проводим биуретова реакцию. Сущность которой в том, что пептидные связи молекул белка в щелочном растворе в присутствии сульфата меди (II) образуют комплексы с атомами меди. Эти комплексы окрашены в фиолетовый цвет

Опыт 1 Ход работы. В пробирку с 2 мл. суспензии дрожжей, добавить 2 мл. щёлочи и по каплям медного купороса. После каждой капли пробирку встряхивать (рис 5.). Наблюдение. Возникает фиолетовое окрашивание. Его интенсивность увеличивается с увеличением капель медного купороса (рис 6.). Рис 5. Рис 6.

Вывод. В дрожжах есть белки Рис 7. Завершение опыта. Использованные материалы

Опыт 2 Определение содержание белка в суспензии дрожжей в следствии денатурации белков Наблюдение. Наблюдается осаждение белка (рис 8) Ход работы. Нагреть суспензию дрожжей в пробирке и довести до кипения (рис 8) Рис 8. Проведение опыта 2

Вывод. В дрожжах много белка, так как наблюдается денатурация белка (потеря белком его природных свойств) сопровождающаяся осаждением

Опыт 3 Ксантопротеиновая реакция позволяет определить, есть ли в белках ароматические аминокислоты. Интересно проверить, есть ли незаменимые аминокислоты (тирозин, триптофан, фенилаланин) в грибах? В основном они встречаются в животных тканях Сущность реакции в том, что под действием азотной кислоты происходит нитрование бензольного кольца с образованием окрашенного в желтый цвет нитросоединения

Ход работы. К 3-4 мл. суспензии дрожжей прилить 1 мл. конц. азотной кислоты, раствор осторожно нагреть (соблюдая Т.Б. при работе с кислотами). После охлаждения пробирки добавить в раствор гидроксид натрия Рис 9. Ксантопротеиновая реакция

Наблюдение. В процессе нагревания появляется желтый осадок. При добавлении в охлажденную пробирку гидроксида натрия появляется оранжевое окрашивание оранжевое окрашивание Рис 10. Проведение опыта 3Рис 11. Появление осадка

Выв од. Так как обе цветовые реакции прошли, следовательно белки данной суспензии дрожжей содержат ароматические аминокислоты Рис 12. Наблюдение результатов

Информационная справка к опыту 3 Известно, что в растительных клетках запасается сложный углевод крахмал, а в животных – гликоген Определим запасной углевод в дрожжах (грибах) Содержание сложных углеводов в дрожжах

Опыт 4 Ход работы. Нанесенную каплю суспензии дрожжей на предметное стекло подсушиваем на воздухе и окрашиваем раствором йода (рис 13.). Наблюдение. Мазок окрашивается в красно- бурый цвет Рис 13. Нанесение капли суспензии дрожжей на предметное стекло

Вывод. Наличие крахмала определяется по темно-фиолетовому окрашиванию, гликоген – по красно-бурому. Следовательно в исследованной суспензии дрожжей обнаружился углевод- гликоген (Образец 1) (рис 14.). Рис 14. Рассматриваем образец 1

Исследование дрожжей на содержание жиров Жиры как органические вещества находятся главным образом в запасающих тканях и органах растений и животных. Можно ли обнаружить жиры в клетках дрожжей? Проверим на опыте…. Информационная справка к опыту 4

Опыт 5 Ход работы. Мазок из суспензии дрожжей нанесенный на предметное стекло подсушить и капнуть краситель – Судан III. Этот краситель – качественный реактив на жиры. Снова подсушить препарат и рассмотреть его на малом увеличении микроскопа Наблюдение. Найти участки, где клетки расположены не густо, и обратить внимание на оранжево-красный цвет препарата (рис 15.). Рис 15. Наблюдение за участками

Вывод. В клетках есть капли жира, так как они окрасились, под действием реактива на жиры (протоплазма клетки остается бесцветной) (Образец 2) (рис 14.). Рис 14. Рассматриваем образец 2

Организация дрожжей и их размножение Ход работы. На предметное стекло нанести пипеткой каплю суспензии«поднимающихся дрожжей». Рассмотреть под микроскопом Опыт 6 Наблюдение. Обнаруживаются разные штаммы дрожжей, отличающиеся видом клеток: округло-эллипсовидные и удлиненно-цилиндрические Вывод. Штаммы дрожжей отличаются видом клеток. Почкующиеся клетки дрожжей имеют бугорок – почку. Рисунок дрожжей (рис 3.) (слайд 10)

Обмен веществ и энергии Ход работы. В приготовленную заранее колбу с дрожжами, помещенными в сахаристую жидкость, опускают горящую лучину Определяют природу выделяющегося газа Опыт 7 Наблюдение. При внесение горящей лучины в колбу над сахаристым раствором дрожжей, она гаснет Рис 15. Внесение горящей лучины в колбу

Вывод. Углекислый газ не поддерживает горение. Поэтому лучина гаснет C6H12O6 =2CO2 + C2H5OH Рис 16. Обнаружение газа Рис 17. Лучина погасла

Практическое применение дрожжей Спиртовое брожение (изучено Луи Пастером) для приготовления различного по качеству вина (рис 18.) В искусстве кулинарии дрожжи являются биологическим разрыхлителем, улучшая пористость теста (рис 19.)

Рис 18. Спиртовое брожение для приготовления вина Рис 19. Пористость теста

Вывод Данная работа была апробирована в качестве экзаменационного реферата (расширенный вариант) и представлена в виде данной презентации Используется как демонстрационный материал на уроках химии, биологии Литературный обзор информации и наглядность опытов расширяет кругозор обучающихся

Используемая литература 1.С.Е.Мансурова. Журнал «Биология в школе» 6,М. «Школа – Пресс», 2004 г 2.В.А.Корчагина «Биология- 6 кл.» 3.Т.И.Ильичёва «Искусство кулинарии»,СПб, «Динамит» 1998 г 4.П.Каппуччинелли «Подвижность живых клеток»,М. «Мир» 5. Интерактивный мир.1С:Репетитор «Биология»