Урок-лекция по теме "Биотехнология". 11-й класс
Цели: рассмотреть особенности селекции микроорганизмов и их использования в хозяйственной деятельности человека; сформировать у учащихся знания о биотехнологии, ее основных направлениях – генной, хромосомной и клеточной инженерии; рассмотреть этические аспекты исследований в биотехнологии.
Оборудование: таблица “Бактерии”, “Плесневые грибы”, портрет А. Левенгука.
Ход урока
Микроб, этот гадкий утенок первых лет эпидемиологии,
благодаря успехам науки и техники, достижениям человеческого гения,
превратился в прекрасного лебедя генетической инженерии современной
биотехнологии и индустрии живых клеток.
Б.Я. Нейман
План.
1. Хаpaктеристика микроорганизмов.
2. Использование микроорганизмов с древних до наших времен.
3. Методы биотехнологии.
4. Этические аспекты некоторых исследований в биотехнологии.
1. Хаpaктеристика микроорганизмов.
Открыты в XVII веке А. Левенгуком.
1. Микроорганизмы хаpaктеризуются большой скоростью размножения, часто путем простого деления пополам.
Например: бактериальная клетка в благоприятных условиях делится пополам через каждые 20-25 минут.
2. Разнообразны по физиологическим и биохимическим свойствам, некоторые живут в условиях, не пригодных для жизни других.
Например: выдерживают высокий уровень радиации, высокие (75–105°С) и низкие (-80°С) температуры, концентрацию хлорида натрия до 30%, отсутствие кислорода (анаэробы).
3. Очень продуктивны.
Например: 1 корова массой 500 кг выpaбатывает в сутки 0,5 кг белка.
500 кг растений – 5 кг белка.
500 кг дрожжей – 50 т белка (а это масса 10 слонов!)
! При определенных условиях микробная клетка способна за равное время продуцировать в 100 000 раз больше белка, чем животная клетка. При этом использует дешевые вещества (крахмальные растворы, сточные воды).
4. Чрезвычайная приспособляемость, т.е. их можно быстро и легко селекционировать.
Например: чтобы получить новый сорт хлебного злака, необходимы десятилетия или даже столетия, а у кистевидной плесени всего за 30 лет удалось в 1000 раз повысить продуктивность.
5. Микроорганизмы повсеместно распространены в природе, играют важную роль в круговороте веществ (благодаря большому разнообразию микроорганизмы бывают автотрофами, хемоавтотрофами и гетеротрофами, в трофических цепях часто являются редуцентами).
II. Использование микроорганизмов.
Некоторые биотехнологические процессы с древних времен использовались в хлебопечении, в приготовлении вина и пива, уксуса, сыра, при различных способах переработки кожи, растительных волокон. Современная биотехнология основана главным образом на культивировании микроорганизмов (бактерий и микроскопических грибов), животных и растительных клеток.
|
Использование микроорганизмов. |
||||
| Пищевая промышленность. | Химическая промышленность. | Металлургия. | Сельское хозяйство. | Охрана природы |
| Хлебопечение, Виноделие, Сыроварение, получение молочно-кислых продуктов, уксуса, кормовых белков. |
Производство антибиотиков, витаминов, гормонов, аминокислот, синтетических вакцин, получение метана как топлива. | Выщелачивание некоторых металлов из бедных руд (медь, уран, золото, серебро). | Производство силоса и азотфиксаторов, биологическая защита растений. | Очистка сточных вод. Ликвидация разлива нефти. |
III. Биотехнология – производство необходимых человеку продуктов и материалов с помощью биологических объектов и процессов. (Появление термина “биотехнология” в 1970-х гг. связано с успехами молекулярной генетики.)
Методы биотехнологии:
1) Клеточная инженерия – метод получения новых клеток и тканей на искусственной питательной среде. В основе метода лежит высокая способность живых культур к регенерации.
1-ый метод – Культивирование. Метод основан на способности клеток растений и животных делиться при помещении их в питательную среду, где содержатся все необходимые для жизнедеятельности вещества. Клетки растений обладают свойством, которое позволяет им при определенных условиях сформировать полноценное растение.
Например: Культура клеток женьшеня наpaбатывает ценные для человека вещества, выращенные клетки кожи используют для лечения ожогов.
2-ой метод – Реконструкция (метод “in vitro”– в пробирке). Помещая клетки растений в определенные питательные среды, размножают редкие и ценные виды. Это позволяет создавать безвирусные культуры редких растений.
3-ий метод – Клонирование. Метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки позволяет получать генетической копии одного организма.
Например: лимфоцит (антитела)+ paковая клетка (быстрый рост и потенциальное бесcмepтие)→гибридомы (гибридные клетки, синтезирующие высокоспецифичные антитела и неограниченно размножающиеся в культуре).
2) Хромосомная инженерия
1-ый метод– Метод гаплоидов. Метод основан на выращивании гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом. Всего за 2–3 года получают полностью гомозиготные растения вместо 6–8 лет инбридинга.
2-ой метод-Метод полиплоидов. Получение полиплоидных растений в результате кратного увеличения хромосом
3-ий метод-замена некоторых хромосом в геноме одного организма на сестринские из генома другого организма этого же или близкого вида.
3) Генная инженерия – основана на выделении (или на искусственном синтезе) нужного вида из генома одного организма и введении его в геном другого организма, зачастую далекому по происхождению (впервые процесс был проведен в 1969 году).
| ДНК1 ДНК2 ДНК3 |
→ДНК-рестриктазы (разрезают) |
→ДНК-лигазы → (сшивают) |
гибридная ДНК |
| клоны многих генов рРНК, тРНК, многие белки, гормоны, интерфероны, трaнcгенные растения и животные. |
– “Вырезание” ферменты-рестриктазы (генетические ножницы),
– затем “вшивание” – ферменты-лигазы в плазмиду+ маркерные гены,
– введение плазмиды в клетку реципиента,
– отбор тех бактерий, в которых успешно работают внедренные гены.
Например: Излюбленный объект генных инженеров – кишечная палочка. С помощью нее получают соматотропин (гормон роста), интерферон (белок, который культивирование помогает справиться со многими вирусными инфекциями), инсулин (гормон поджелудочной железы)
Растения и животные, геном которых изменен с помощью подобных операций, называют трaнcгенными.
В 1983 в США, Бельгии и Германии впервые получены трaнcгенные растения.
Сейчас – 17 стран выращивают трaнcгенные растения, которые имеют необходимые для человека сроки созревания, их плоды обладают способностью к длительному хранению и не теряют товарный вид при трaнcпортировке. Уже получены трaнcгенные свиньи, овцы и кролики в геном которых были введены гены различного происхождения – вирусов, микроорганизмов, грибов, человека; получены трaнcгенные растения с генами животных, микроорганизмов, вирусов и искусственно созданными генами. Большая часть трaнcгенных культур выращивается в США.
Например: Китай – табак, рис, соя, томаты, быстрорастущие сорта, которые могут расти на засоленных почвах.
США – хлопчатник, кукуруза, картофель – устойчивы к вредителям, так как эти растения выpaбатывают энтомоксин
Генетики работают над получением растений-вакцин, т.е. растений содержащих готовые антитела на различные заболевания или вещества, препятствующие развитию болезни.
Например: картофель выpaбатывает антитела холеры (Россия). Красный помидор содержит в 3,5 раза больше ликонина (красный пигмент). Ликонин, обладая окислительными свойствами, снижает вероятность paковых заболеваний (США).
IV. Этические аспекты развития некоторых исследований в биотехнологии.
– Клонирование человека.
– Создание генетически модифицированных штаммов вирусов и бактерий.
Закрепление.
Беседа по вопросам:
1. Почему селекция микроорганизмов приобретает очень большое значение в
настоящее время?
2. Что такое биотехнология и каковы ее задачи?
3. Каким образом используются микроорганизмы в биотехнологии?
4. Почему некоторые биотехнологические исследования представляют опасность для
человечества?
Домашнее задание. Подготовиться к зачету.
Литература:
- Биология 10 класс: поурочные планы по учебнику Д.К. Беляева, П.М. Бородина, Н.Н. Воронцова. IIч./ авт.-сост. А.Ю Гаврилова – Волгоград: Учитель, 2006.
- Биология 10 класс: поурочные планы по учебникам В.К. Шумного, Г.М. Дымшица, А.О Рувинского, В.Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н.И. Сонина. Профильный уровень /авт.– сост. О.А. Ващенко – Волгоград: Учитель, 2009.
- Пепеляева О.А., Сунцова И.В. Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс. –М., ВАКО, 2006.
Комментарии:
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
В ходе урока проверяется усвоение основных понятий темы, закрепляются знания об основных процессах жизнедеятельности растений. Предлагаются задания разного уровня сложности. К уроку разработана презентация....
10 10 2026 3:52:54
Урок биологии в 5-м классе по программе Понаморевой И.П. является 2-м в теме «Растения». Тип урока: урок комплексного применения знаний с целью продолжить формирование представления об органах растений: вегетативных и генеративных; значении их для растения; развитие понятий “орган”, «голосеменные», «покрытосеменные» «вегетативные органы» «генеративные органы» формирование представлений о двух группах органов, вегетативных (побег и корень) и генеративных (цветок, плод с семенами)....
09 10 2026 19:15:24
Жизнь любого организма начинается от образования зиготы и продолжается до cмepти. В это время живой организм растет, развивается, стареет. Начало...
08 10 2026 9:21:37
На уроке необходимо сравнить строение растительной и животной клетки и доказать, что клетка является основной элементарной единицей живого. ...
07 10 2026 4:12:43
Обобщающий урок в 7-м классе (УМК В.В. Пасечник) проводится в форме игры, в ходе которой учащиеся применяют знания, полученные при изучении данной темы. В работе представлен иллюстративный материал - презентация....
06 10 2026 23:54:15
Внеклассное мероприятие можно использовать при проведении предметной недели на заключительном этапе в виде предметного вечера.
...
05 10 2026 0:53:37
Урок проводится в 11-м классе с использованием компьютерных технологий. Класс заранее получает задания, разбивается на творческие группы. Каждая группа готовит свою компьютерную презентацию и затем защищает её. В конце урока проходит обсуждение с классом проблемных ситуаций, и предлагаются их решения. В завершение, проводится письменное тестирование по 2-м вариантам....
04 10 2026 4:30:44
Задачи по биологии. Код ДНК В продолжение предыдущего поста. Есть еще один тип задач включенных в задание С5, это задачи по молекулярной биологии. Для их решения необходимы знания о структуре нукле…...
03 10 2026 11:12:37
Усики и колючки — надземные видоизменения стeбля. Они располагаются в пазухах листьев либо на листовом узле супротивно листу....
02 10 2026 21:11:16
Цели урока: закрепить знания о строении прокариот, раскрыть картину эволюционного развития организмов, изучить строение ядра эукариот....
01 10 2026 2:12:19
Данный урок является одним из уроков по теме "Семя". В ходе урока показано, как на примере опытов объяснить химический состав семян.
...
30 09 2026 19:15:37
Успешность каждого человека в жизни во многом зависит от того, насколько у него сформирована культура построения и реализация личной образовательной программы, от умения сознательно работать со своим будущим. С этой проблемой школьник может не справиться. Ему нужен наставник, опекун (тьютор). Это учитель-предметник, который сопровождает ученика в его образовательной деятельности и способствует успешности дальнейшего образования....
29 09 2026 7:43:36
На современном этапе уже можно говорить о том, что преподавание биологии немыслимо без широкого использования различных информационных методов и средств обучения. Мною разработана и применяется творческая игра для учащихся 11-х классов с углубленным изучением предмета. Целью данной игры является обобщение и систематизация знаний учащихся; подготовка к централизованному тестированию. Урок-игра построен по принципу известной телеигры «Своя игра» и состоит из блиц-турнира, четырех раундов; разработка содержит перечень заданий, необходимых для выполнения учащимися....
28 09 2026 4:51:13
Наркотик заставляет нервные клетки постоянно выбрасывать в кровь эндорфины, при этом они истощаются и погибают. Человек утрачивает способность объективной самооценки. Наркотики по химическому строению схожи с ферментами и витаминами и вместо них включаются в обмен веществ. Когда всеми реакциями организма управляют наркотики, человек становится наркоманом....
27 09 2026 1:43:39
«Ткани растений» — одна из сложных, но и одна из основополагающих тем Ботаники. ЕГЭ часто встречаются вопросы именно на эту тему. Во многих учебниках и пособиях она дается поверхно…...
26 09 2026 21:36:12
Урок изучения нового материала с элементами модульного обучения и использованием компьютерной презентации. В основе лежит самостоятельная поисковая деятельность учеников. Урок развивает познавательный интерес учащихся к предмету, формируют осознанное расширение кругозора, любознательности. Основная цель: учащиеся должны усвоить меры профилактики заражения паразитическими червями.
...
25 09 2026 5:20:28
Автор статьи организует деятельность учащихся по восприятию, осмыслению и запоминанию об основных представлений о строении и функциях желез внутренней секреции. Развивает умения работать с тестовой информацией, аналитическими материалами, таблицами, оценивает результаты своей работы и товарищей....
24 09 2026 21:33:46
Ферменты выполняют роль биокатализаторов. Пищеварительные ферменты осуществляют расщепление компонентов пищи в пищеварительном канале....
23 09 2026 15:47:44
Цель урока - возможность выполнения функций скелета при сохранении прочности и уменьшения массы. В связи с этим рассматривается строение костей как инженерно-техническое сооружение. С помощью опытов, рисунков, декальцинированной и прокаленной костей демонстрируется преимущество полостей, кость как композиционный материал, указывается принцип внутреннего строения костей, используемого в архитектуре....
22 09 2026 5:40:55
В течение года занятия проводились по образовательной программе автора "Уникальная природа Шри-Ланки для младших школьников", опубликованной ранее. Олимпиада показывает степень усвоенности материала школьниками, уровень знаний специфики страны, климата, растительного и животного мира....
21 09 2026 11:44:31
Цель урока - выявить причины высокой работоспособности сердца на основе связи строения сердца с его функциями....
20 09 2026 6:47:39
Данная разработка урока может использоваться в 6-м классе при изучении темы «Грибы». При исключении из урока лабораторного опыта его с успехом можно использовать в качестве внеклассного мероприятия по патриотическому воспитанию учащихся; мероприятия, посвящённого 65-летию Победы. Урок сопровождается показом слайдов (презентация)....
18 09 2026 16:24:29
Живые растения и выделенные из них эфирные масла занимают важное место в улучшении воздушной среды мест, где работает, учится и отдыхает человек. Их применение как по отдельности, так и совместно позволяет не только подавить вредную микрофлору воздуха: патогенные бактерии, грибы, вирусы; улучшить химический состав воздуха, увеличивая количество О2 и уменьшая СО2, и физическое состояние его молекул, ионизируя их, повышая содержание легких отрицательных ионов со снижением тяжелых, что необходимо для здоровья человека....
17 09 2026 16:38:14
Урок проводится в 9-м классе после изучения темы «Пищеварительная система». В русской народной сказке «Царевна-лягушка» Василиса Премудрая сбрасывает кожу, а царевич Иван сжигает ее. Что же произойдет в реальной жизни с человеком в таком случае? Какова роль кожи в жизни человека и ее строение? Учащиеся поразмышляют о новых направлениях моды: пирсинге, тату, эпиляции....
16 09 2026 9:40:50
Задачи урока - развивать умение логически мыслить, выделять главное в изучаемом материале; развивать силовые качества, укреплять опopно-двигательный аппарат; совершенствовать передачу мяча в движении, взаимодействие в двойке; приобщать к здоровому образу жизни. В течение урока учащиеся определяют уровень тренированности человека в состоянии покоя и в момент нагрузки. В итоге они приходят к выводу, что чем больше тренирован человек, тем интенсивнее идут обменные процессы в организме человека....
15 09 2026 2:16:23
Предлагается разработка урока-игры. Проводится на последнем уроке по теме "Царство растений". Игра комaндная, познавательно-обобщающая. Способствует развитию
познавательной активности, коллективизма. На уроке используются мультимедийные технологии.
...
14 09 2026 16:28:13
Урок изучения нового материала с использованием презентации и лабораторной работы. Формирует у учащихся понятие о приспособленности организмов к среде обитания, а в ходе лабораторной работы они выявляют механизмы приспособления в результате действия естественного отбора. Урок способствует развитию интереса, как к самой биологии, так и к информационным технологиям, применяемым в течение урока....
13 09 2026 20:21:56
Класс включает 8 тыс. видов. Передвигаются они благодаря наличию жгутиков (чаще имеется один жгутик, нередко два, иногда восемь). Есть животные, имеющие десятки и сотни жгутиков. У колониальных форм число особей достигает 10-20 тыс....
12 09 2026 18:29:27
Целью урока является здоровьесбережение, привитие навыков здорового образа жизни....
11 09 2026 2:59:30
Игра – активный метод обучения и воспитания, который помогает учащимся глубже усвоить изучаемый материал, расширить кругозор, развить познавательный интерес. За основу занятия в творческом объединении "Природа и человек" взята популярная телевизионная игра "Поле чудес"....
10 09 2026 15:33:26
Чтобы ребенок мог почувствовать, понять, принять идею неразрывной связи человека и природы, важно затронуть его душу, обогатить его ум. Используя эмоциональную отзывчивость, любознательность, единство знаний и переживаний, склонность детей к воображению, фантазии, можно получить отклик детей на понимание ими экологических проблем - это их творческие работы: экологические сказки. Экологические сказки служат источником формирования элементарных экологических понятий....
09 09 2026 6:11:22
В статье раскрывается специфика организации педагогического процесса, направленного на формирование исследовательской компетентности. Автор, на основе собственного опыта, выделил основные проблемы сопровождения учебного исследования и позицию учителя в решении возникающих вопросов....
08 09 2026 14:12:10
Данная разработка поможет воспитывать чувство любви к своей Родине, культурным традициям, уважения к разным народам. Даёт возможность раскрыть творческие способности учеников, развивает любознательность, чувство прекрасного....
07 09 2026 14:28:11
Цель занятия-экскурсии – показать, что состояние живой природы зависит от погодных условий, времени дня, состава и структуры почвы; подчеркнуть необходимость знания географических закономерностей; закрепить знания о назначении географических приборов и живых барометров для определения погодных условий....
06 09 2026 8:49:56
Концепция этого педагогического проекта – четкая формулировка проблем, целей, задач, форм и методов работы, диагностируемость компетентностей – позволяет решать основную задачу школы: создание условий для достижения учениками определенного уровня компетентности, то есть формирование качеств личности, обеспечивающих решение познавательных, коммуникативных, развивающих, творческих задач.
...
05 09 2026 14:33:50
Цели урока: расширять и углубллять знания учащихся о грибах; ввести понятия: микориза, грибы-двойники, грибы-паразиты; закрепить признаки съедобных и ядовитых грибов, способы гетеротрофного питания (сапрофиты, паразиты); продолжить работу над воспитанием любви к природе, бережного отношения к ней; совершенствовать навык самостоятельной работы с дополнительной литературой; развивать творческие способности учащихся, умение применять имеющиеся знания в новых условиях (играх-драматизациях); профилактика отравлений грибами....
04 09 2026 19:55:28
Одним из методов обучения, который используется для успешной реализации задач объединения дополнительного образования, является метод проектов. Он помогает органично интегрировать знания учащихся из различных областей при решении одной проблемы, дает возможность применять полученные знания на пpaктике. Проектный метод способствует повышению мотивации, развитию творческой активности и самостоятельности, навыков исследовательской работы и вместе с тем повышает качество образования....
03 09 2026 17:56:22
Урок является расширением темы "Природные зоны Африки". При его подготовке используется большое количество дополнительного материала: музыка, слайды, сообщения учащихся. Подобное изложение материала повысит интерес учащихся к изучаемым темам и улучшит усвоение предмета. Данный материал может быть использован и во внеурочное время, и для подготовки предметной недели по естественным наукам....
02 09 2026 1:20:44
Кружок «Мир растений» предназначен для учащихся начальных классов. Программа составлена как дополнение к предмету «Природоведение» и рассчитана на 2 часа в неделю. Она даёт возможность обобщить, систематизировать, расширить имеющиеся у детей представления о многообразии, строении и значении растений, служит введением в курс биологии....
01 09 2026 8:48:58
Урок проводится за счет резервного времени с учетом повторения, обобщения, систематизации и контроля знаний учащихся. Учащиеся должны хорошо усвоить особенности жизненных процессов основных отделов низших и высших растений. Урок способствует развитию речи, логического мышления, коммуникативных способностей учащихся и воспитывает экологическую культуру.
...
31 08 2026 22:41:26
Урок способствует формированию знаний об изменении температуры воздуха с высотой; знакомит с процессами образования облаков, видами осадков. Расширяются знания учащихся о воздухе, полученные в начальной школе....
30 08 2026 15:38:23
Представлена программа тематического планирования курса биологии. Содержание программы систематического курса биологии сформировано на основе принципов: соответствия образования потребностям общества; учета единства содержательной и процессуальной сторон обучения. Представлены календарно-тематические планы для 5–11-х классов....
29 08 2026 20:33:10
Данное мероприятие может быть использовано как обобщающий урок по теме "Наследственность и изменчивость" или внеклассное мероприятие для предметной недели. Мероприятие построено в форме соревнования. Участники идут по трем дорожкам, которые отличаются по уровню сложности....
28 08 2026 14:39:19
Устный журнал посвящен факторам укрепляющим и ослабляющим здоровье, а также влиянию на организм человека вредных привычек: употрeблению алкогольных напитков, наркотических и токсических веществ и курения.
...
27 08 2026 10:59:22
Разработка представляет собой один из вариантов урока по теме "Приспособленность организмов и её относительность". Изучение адаптаций организмов необходимо проводить на объектах, которые приспособлены к местным условиям. На уроке в большем объеме представлена информация об обитателях Кольского полуострова.
...
26 08 2026 20:18:18
Урок формирует новый уровень знаний учащихся об обмене веществ, углубляет и конкретизирует понятия "типы питания", "фотосинтез", роль АТФ и ферментов, знакомит с хемосинтезом и бактериальным фотосинтезом....
25 08 2026 23:58:16
Занятие с целью познакомить учащихся с жизнью деревьев и кустарников зимой, с особенностями их формы, окраски, ветвления, расположения почек, с приспособленностью растений к зимним условиям....
24 08 2026 8:11:58
Данный урок стоит в разделе «Основы учения об эволюции» по учебнику «Общая биология» для 10–11-х классов, авторы А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Учитель использует ИКТ, применяет такие формы организации познавательной деятельности учащихся, как групповую и индивидуальную. На уроке организуется поиск информации в учебной и дополнительной литературе. Урок сопровождается УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» «Общая биология. 11 класс» и медиопрезентацией....
23 08 2026 3:16:28
Митохондрии - это микроскопические мембранные органоиды, которые обеспечивают клетку энергией. Поэтому их называют энергетическими станциями клеток....
22 08 2026 2:13:48
Еще:
Биология, химия -1 :: Биология, химия -2 :: Биология, химия -3 :: Биология, химия -4 :: Биология, химия -5 :: Биология, химия -6 :: Биология, химия -7 :: Биология, химия -8 :: Биология, химия -9 :: Биология, химия -10 :: Биология, химия -11 :: Биология, химия -12 :: Биология, химия -13 :: Биология, химия -14 :: Биология, химия -15 :: Биология, химия -16 :: Биология, химия -17 ::
