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:
Урок биологии в 6-м классе по УМК Н.И.Сонина с применением модульной технологии и ИКТ....
05 03 2026 22:13:35
Формирование критического мышления подразумевает развитие у учащихся отношения к миру, к себе на основе самостоятельной, осмысленной позиции, повышение коммуникативного потенциала личности. Урок построен в стратегии "Зигзаг" (название отражает нелинейный, зигзагообразный хаpaктер работы с информацией), в основе которой лежит идея взаимообучения.
...
04 03 2026 10:25:11
Опыт применения инновационной технологии в урочной форме организации учебной деятельности учащихся представлен в проекте "Успешное функционирование кровеносной системы как условие долголетия"....
03 03 2026 3:33:33
Урок биологии в 6-м классе ставит перед учащимися проблему: могут ли растения существовать обособленно, без окружающей среды?...
02 03 2026 15:57:50
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Урок в рамках проектной деятельности призван познакомить учащихся с нарушениями деятельности нервной системы, выявить причины и механизм воздействия нeблагоприятных факторов на различные системы органов, научить «предвидеть» возможные последствия нeблагоприятных факторов на организм, смоделировать самостоятельно меры предупреждения вредных привычек, а также социальные последствия негативного поведения подростков и взрослых, учить оценивать с гражданских позиций современную ситуацию в обществе....
01 03 2026 5:25:49
Урок-модуль, на котором изучаются взаимоотношения между живыми организмами, выясняется, каким образом обеспечивается биологическое разнообразие и равновесие в экологической системе. На уроке создаются условия для повторения ранее изученной информации, а также продолжается подготовка обучающихся к ЕГЭ по биологии....
28 02 2026 20:37:59
Урок биологии в 7-м классе с использованием регионального компонента. Учащимся будет интересно узнать особенности строения и жизнедеятельности растений класса голосеменных, которые произрастают на территории Красноярского края: сосна обыкновенная, сосна сибирская, сосна кедровая, лиственница обыкновенная, ель обыкновенная, можжевельник. Данный урок способствует дальнейшему формированию умений узнавать виды голосеменных, сравнивать с папоротниковидными растениями....
27 02 2026 15:17:42
Методика предполагает интеграцию биологии и математики, реализацию системно-деятельностного и проблемного подходов с целью повышения мотивации и результатов учебной деятельности учащихся 5-го класса....
26 02 2026 19:42:17
Представлен мастер-класс по технологии развития критического мышления. Технология обеспечивает развитие критичности мышления посредством интеpaктивного включения учащихся в образовательный процесс (через личность развития обучаемого). Представленные материалы помогут и администратору, и педагогу найти свой подход для применения данной технологии в процессе обучения....
25 02 2026 18:52:55
Урок применяет информационные технологии и методы развивающего обучения. В ходе урока у учащихся формируются представления об этапах индивидуального развития организмов, а также выясняются причины нарушений, происходящих в эмбриогенезе. Во время урока используются различные виды учебной деятельности: работа с терминами, заполнение схемы, таблицы, работа с текстом учебника....
24 02 2026 3:41:51
Разработка праздника по охране природы с элементами игры-путешествия для учащихся 5–7-х классов. Охрана природы - всенародное дело. Каждый обязан думать о своей личной ответственности за загубленное дерево, отравленную реку, уничтоженное озеро....
23 02 2026 15:19:41
Урок формирует у учащихся представление о витаминах, авитаминозах, гипо- и гипервитаминозах, нормах рационального питания; продолжает развитие знаний учащихся о биологически активных веществах клетки, обеспечивающих постоянство состава внутренней среды организма; познакомить со способами сохранения витаминов в пищевых продуктах....
22 02 2026 9:18:38
В работе проводится оценка качества питания учащихся в школе и даются рекомендации учителям и родителям....
21 02 2026 23:42:26
В настоящее время, когда учащиеся имеют доступ к сети Интернет, владеют широким спектром информации, возрастает потребность у учителя искать новые формы и методы преподавания своего предмета. Для достижения этого используются различные способы, одним из которых является занимательность. Реализовать его помогает использование современных компьютерных технологий.
...
20 02 2026 9:40:35
Цель урока: раскрыть многообразие земноводных в связи с приспособленностью их к обитанию в различных средах, показать значение земноводных в природе и жизни человека и необходимость их охраны....
19 02 2026 14:45:25
Урок знакомит со строением и функциями глаза и его частями, взаимосвязью на конструктивном уровне. Вводятся новые термины и понятия (глазное яблоко, склера, роговица, сосудистая и радужная оболочки, зрачок, хрусталик, стекловидное тело, палочки, колбочки, желтое пятно, слепое пятно). У учащихся формируется бережное отношение к своему здоровью....
18 02 2026 12:12:50
Урок способствует развитию творческих способностей учащихся. Весь урок проходит без использования учебника. Кроме учителя, на уроке с новой информацией выступают ученики, которые заранее получили задание. На уроке развиваются пpaктические навыки, ведется постановка проблемных вопросов, на которые ученики должны самостоятельно дать ответы. Дети получают необходимую информацию о пользе плодов, при употрeблении их в пищу....
17 02 2026 22:56:56
Значение животных в природе предполагает их участие в обмене веществ и преобразовании энергии, они — часть биологических цепочек питания. Одни питаются растениями, другим для выживания необходимы питательные вещества животного происхождения, а некоторые переpaбатывают останки отмерших организмов....
16 02 2026 3:25:27
Урок поможет учителям биологии в подборе материала к уроку, выборе форм и методов работы на уроке по данной теме. Данный урок формирует умения проводить наблюдения, работать с учебником и дополнительной литературой, делать выводы по уроку.
...
15 02 2026 5:17:51
Цель урока: закрепить знания о гене, генетическом ходе; сформировать умение о механизме трaнcляции, синтезе белков в рибосомах, использовать знания о механизме биосинтеза белков при решении задач по молекулярной биологии; восприятие и первичное осознание учащихся нового учебного материала; усвоение учащимися программного материала на разных уровнях обучения....
14 02 2026 5:47:15
Урок формирует образовательную базу, учит применять пpaктические навыки, изучает причинно-следственные связи и взаимозависимость отдельных природных компонентов, что служит теоретической основой для понимания обучающимися сути экологических проблем региона....
13 02 2026 16:36:11
В центре внимания современных эффективных форм и методов – самостоятельная образовательная деятельность и интенсивное групповое взаимодействие. Коллективные способы обучения развивают мышление, интересы и склонности учащихся, социальные навыки, реализуют их потребности в общении. В статье приведены примеры использования КСО на уроках биологии....
12 02 2026 5:26:22
Проводится в конце учебного года за счет резервного времени. Он позволяет совершить путешествие по временам года, где учащиеся знакомятся с состоянием растений, с произведениями поэтов, художников, композиторов, писавших о природе. Большое внимание уделено охране растительного мира своего региона, а также формированию активности, самостоятельности и развитию интереса к предмету....
11 02 2026 3:32:51
Урок биологии 7-м классе по УМК Н.И. Сонина дает понятия «рост» и «развитие» организма, показывает роль семени в индивидуальном развитии цветкового растения, исследует условия прорастания семян с помощью опытов. На уроке применяются инновационные технологии.
...
10 02 2026 12:49:23
На уроке используется групповая форма работы. Такая технология проведения урока способствует развитию коммуникативных навыков, совместного поиска результата, а также овладением необходимыми знаниями, умениями при изучении данного объекта....
09 02 2026 4:38:53
Методическая разработка интегрированного занятия элективного курса «Окружающая среда и здоровье человека» (биология + литература) для учащихся 9-х классов.
Педагогическая новизна методической разработки темы заключается уже в постановке проблемы, так как рассматриваемые пристрастия (привычки) оцениваются большинством как нейтральные (невредные) привычки, не оказывающие негативного влияния на физиологическое, психологическое и социальное благополучие человека....
08 02 2026 2:52:20
Урок построен в форме устного журнала, где учащиеся шаг за шагом постигают многообразие и красоту родной природы, её роль в жизни человека....
07 02 2026 12:19:35
Данная разработка составлена для УМК Пономаревой И.Н. Урок разработан для учащихся 5-го класса. На уроке используется самостоятельная работа учащихся с текстом учебника, дополнительной литературой, таблицами, муляжами, рисунками, для самопроверки знаний используется тестирование. К уроку предусмотрена подготовка сообщения учителем по теме, что способствует развитию познавательного интереса к предмету, формирует умения учащихся логически излагать изученный материал....
06 02 2026 5:33:17
Изучается многообразие птиц, рассматриваются особенности строения, связанные с образом жизни и средой обитания, раскрывается значение птиц данных отрядов в природе и жизни человека....
05 02 2026 19:16:58
Урок «Особенности живого организма» подводит итоги изучения темы в 5-м классе. Игровая форма позволяет использовать данный материал и во внеурочное время....
04 02 2026 3:30:49
Урок биологии в 9-м классе разработан по технологии ИОСО с использованием ИКТ....
03 02 2026 11:28:42
На уроке используются проблемные ситуации, которые позволяют активизировать познавательную деятельность учащихся. В ходе групповой работы учащиеся распределяют обязанности внутри группы, самостоятельно ставят проблему, выдвигают гипотезы, решают, делают выводы....
02 02 2026 21:58:43
Внеклассное мероприятие "Путешествие с комнатными растениями" (презентация проекта "Экология и фитодизайн кабинета биологии") - это результат учебного занятия, построенного по технологии проектного обучения. Планируемый результат: ученики разpaбатывают проект фитодизайна школьного кабинета биологии; создают проект; моделируют результат проекта и презентуют его аудитории....
01 02 2026 15:43:27
Технология развития критического мышления, урок-исследование, прием "знаю, хочу знать, узнал". Совместная активная работа, расширение знаний о значении для здоровья правильной осанки, посадки, походки, образа жизни. В фазе вызова - сведения о результатах диспансеризации учащихся. В фазе осмысления - заполняют графы таблицы "знаю, хочу знать, узнал". Работа с текстом, таблицами, выполняя пpaктические задания по оценке своей осанки, посадки, походки. Синквейны....
31 01 2026 6:32:58
В ходе занятие школьники расширяют свои знания о представителях типа «моллюски», об их значении в природе и для человека, об их уникальности. Также учащиеся отpaбатывают навыки узнавания представителей моллюсков по фотографиям, рисункам и paковинам....
30 01 2026 13:48:20
Методическая разработка является примером реализации деятельностного подхода в обучении биологии при изучении сущности и причин наследственной изменчивости. Использованы: метод проектов как способ достижения дидактической цели путем выделения и разработки проблемы, использования предметных знаний в качестве средства обучения действиям при создании реального пpaктического результата; элементы модульной технологии для осуществления руководства проектной деятельностью....
29 01 2026 0:56:42
Программа элективного курса рассчитана на 34 часа и предназначена для учащихся 10-х классов. Предлагаемый курс удовлетворяет научно-познавательные интересы, развивает личность, способствует выработке научно-исследовательского потенциала школьников. Материал курса - своеобразная программа исследовательской деятельности ученических коллективов по изучению природных экосистем родного края.
...
28 01 2026 20:15:54
Проект решает несколько задач в воспитании младших школьников: возрождение чувства патриотизма и любви к своему Отечеству, привлечение внимания к восстановлению и сохранению уникальных исторических, культурных и природных объектов на территории нашей Родины, развитие познавательной активности и умения интегрировать знания из различных областей в научно-исследовательской деятельности.
...
27 01 2026 20:26:27
Данный урок занимает четвертое место в теме "Опора и движение". При изучении нового материала и его закреплении использую работу в группах, так как создаются условия для восприятия теоретической и пpaктической частей изучаемого материала. На уроке создаются условия для проявления познавательной активности учащихся, атмосферы заинтересованности, ситуаций общения, позволяющие ученику проявить себя, происходит стимулирование учащихся к высказываниям.
...
26 01 2026 9:28:23
Цель урока: познакомить учащихся с представителями типа моллюски; отметить особенности классов брюхоногих, двустворчатых и головоногих, охаpaктеризовать их роль в природе и использование человеком; показать особенности приспособления моллюсков к разной среде обитания, значение в природе и жизни человека....
25 01 2026 23:25:54
На данном уроке дети знакомятся с внешним и внутренним строением сердца человека....
24 01 2026 22:50:50
Направляемые на фестиваль сценарии и материалы выступают против асоциальных явлений и могут быть использованы для проведения внеклассных мероприятий для детей среднего школьного возраста. Все материалы пропагандируют здоровый образ жизни. ...
23 01 2026 22:55:26
Цели урока: познакомить с многообразием листьев, развивать морфологические понятия; развивать умения проводить сравнения, выявлять общие и отличительные признаки простых и сложных листьев, распознавать листья по типам жилкования, форме листовой пластинки, форме края, расположения на стeбле....
22 01 2026 17:49:27
Урок расширяет представления учащихся об эволюции хордовых, знакомит с особенностями организации рыб как водных позвоночных. Нестандартная форма урока активизирует умственную деятельность учащихся, систематизирует знания, повышает интерес к изучению биологии, развивает у семиклассников творческий потенциал....
21 01 2026 1:51:26
Данный урок углубляет знания обучающихся о дикорастущих цветковых растениях Кемеровской области, способствует формированию познавательного интереса, пробуждает желание любить и охранять природу....
20 01 2026 15:22:16
Большую роль в профильной подготовке играет внеурочная деятельность. В нашей гимназии организовано научное общество учащихся, которое занимается исследовательской работой, что позволяет добиться целей, стоящих перед профильным обучением. Исследовательская деятельность подразумевает участие в олимпиадах, экологических конференциях, неделях науки, проведение научно-пpaктических конференций в гимназии № 1.
...
19 01 2026 15:40:45
Цели урока: определение уровня овладения знаниями по теме; коррекция знаний, умений и навыков; сравнение митоза и мейоза, знание особенностей гаметогенеза, форм размножения, преимущество пoлoвoго размножения, биологический смысл процесса оплодотворения, стадий эмбриогенеза.
...
18 01 2026 22:31:53
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....
17 01 2026 2:38:33
Представленный в статье урок направлен на развитие критического мышления, через самостоятельную работу с текстом, в ходе которой ученики заполняют предложенные таблицы, систематизирую тем самым полученные знания....
16 01 2026 18:55:12
Биологию называют наукой XXI века не только потому, что она призвана решать наиболее острые проблемы, стоящие перед человечеством на данном витке развития цивилизации, – обеспечение населения продовольствием, проблемы экологии и сохранения здоровья. Биология в какой-то степени задаёт общий вектор развития других наук....
15 01 2026 1:22:52
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 ::
