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:
Целью и задачами проекта является формирование экологической культуры в процессе изучения, сохранения природных комплексов, истории и эколого-просветительской деятельности с учащимися. Проект идет параллельно с экологическим образованием, подготовкой к трудовой деятельности и изучением родного края. ...
02 04 2025 21:33:29
На проблемном уроке при введении материала школьники думают, анализируют, рассуждают, а на этапе воспроизведения, например, пишут стихи. Проблемный урок обеспечивает творческое усвоение знаний. Ученик проходит четыре звена научного творчества: постановку проблемы и поиск решения – на этапе введения знаний; выражение решения и реализацию продукта – на этапе воспроизведения знаний. Ученик формулирует учебную проблему, изучает проблему....
01 04 2025 10:37:15
Программа рассчитана не только на обучающихся, проявляющих интерес к биологии, но предполагает формирование такого уровня знаний, который позволил бы в будущем правильно ориентироваться в этой области науки. Программа предусматривает выравнивание стартовых возможностей личности; предметно ориентирует воспитанников в базисных видах деятельности; компенсирует отсутствие в основном образовании некоторых тем; содействует выбору индивидуального образовательного пути ребенка....
31 03 2025 12:48:17
Формы применения игр очень разнообразны – от включения в урок небольших игровых элементов (в качестве разминки в начале урока, для «разрядки напряженности» на очень «серьезном» уроке, для создания проблемной ситуации, в качестве выводов по материалу урока и др.) до уроков с фрагментами игр (например, театрализованных) или уроков-игр, пример одного из которых предлагается вашему вниманию....
30 03 2025 22:33:18
Урок-игра в 7-м классе с элементами интеpaктивного обучения раскрывает многообразие кишечнополостных, особенности их строения и образа жизни, связь со средой обитания, значение в природе и жизни человека. Особенностью урока является внедрение регионального компонента – знакомство учащихся с местными видами кишечнополостных....
29 03 2025 21:12:34
Урок проводится в форме игры «Крестики – нолики». На уроке осуществляется закрепление и проверка знаний по данной теме, развивается мыслительная деятельность учащихся, сообразительность, смекалка....
28 03 2025 1:40:52
Цели урока: сформировать новые анатомо-физиологические понятия о железах внутренней секреции и внешней секреции, гормонах, их свойствах и значении в жизнедеятельности организма; определить роль гормонов щитовидной, пoлoвых, поджелудочной желез, гипофиза и надпочечников в гумopaльной регуляции; показать значение знаний о гормонах для медицины....
27 03 2025 14:31:34
2010 год является годом Тигра, и это внеклассное мероприятие посвящается амурскому тигру. Главное назначение мероприятия – привлечение внимания школьников к проблемам сохранения амурского тигра и мест его обитания, формирование толерантного отношения к амурскому тигру, повышение экологической грамотности учащихся....
26 03 2025 13:45:24
Разработка урока, цели которого — сформировать понятия о формах пoлoвoго размножения, участии пoлoвых желез в пoлoвoм размножении животных; познакомить с процессом оплодотворения и его видами....
25 03 2025 23:15:10
Урок знакомит учащихся со строением органов мочевыделительной системы и ее функциями....
24 03 2025 3:53:37
Учитель использует информационно-коммуникативную технологию, применяет формы организации познавательной деятельности: индивидуальную и групповую. Создает проблемную ситуацию, организует поиск информации в учебной литературе, использует УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия». Общая биология 10-й класс....
23 03 2025 7:33:33
Данный материал помогает обеспечить учащихся знаниями об особенностях строения, жизнедеятельности кишечнополостных как низших многоклеточных животных, их приспособленности к среде обитания, значении кишечнополостных в природе и жизни человека. Формирует научное мировоззрение на основе знаний о взаимосвязи кишечнополостных со средой....
22 03 2025 16:44:20
Представлен сценарий викторины для 6-го класса в стихотворной форме. Включает теоретические вопросы и пpaктические задания по темам: "Семя", "Строение клетки", а так же общие вопросы о животных, растениях, грибах. Проводится с целью активизации познавательной активности школьников и развития интереса к предмету.
...
21 03 2025 14:37:53
Данный урок является универсальным в том плане, что подходит к любому учебнику по анатомии, физиологии и гигиене для средней школы. Урок сочетает в себе теоретический и пpaктический материал, опыты, которые показывают функции отделов головного мозга. Новый материал повторяется несколько раз, что помогает лучше усвоить и запомнить тему....
20 03 2025 7:49:55
Материал урока содержит информацию о делении клетки при бесполом размножении. На уроке формируются знания о важнейших этапах непрямого деления клеток. Для наглядности данного процесса авторы предлагают анимационный фильм, созданный в программе Flash 8 (для просмотра необходим проигрыватель Flash или Flash-плагин для веб-браузера).
...
19 03 2025 9:46:58
Данный урок входит в систему уроков изучения темы «Строение эукариотической клетки». На уроке раскрываются особенности строения и функции клеточного ядра. На уроке используется мультимедийная презентация, которая позволяет наглядно представить изучаемые структуры ядра. Урок предполагает использование индивидуальной, фронтальной работ, а также элементов проблемного обучения....
18 03 2025 20:33:17
В ходе урока раскрываются особенности воздушного питания растений как основы их жизнедеятельности; показывается космическая роль растений в формировании атмосферы Земли; формируется понятие «фотосинтез».
...
17 03 2025 1:25:46
Осязание возникает при раздражении рецепторов кожи, слизистых оболочек. В качестве раздражителей выступают прикосновения, давление, тепло или холод и другие воздействия. Болевые ощущения можно рассматривать как одну из форм осязания....
16 03 2025 16:39:35
Обобщить и закрепить знания по теме «Жизнь на Земле», продолжить формирование у учащихся умения принимать самостоятельно решения, воспитывать у ребят бережное отношение и любовь к природе....
15 03 2025 22:36:26
Представлен обобщающий урок биологии в 6-м классе, на котором учащиеся не только систематизируют и обобщают знания по теме «Размножение, рост и развитие организмов», но и задумываются о месте человека в системе живой природы и его роли для всего живого....
14 03 2025 17:44:42
Урок представлен как групповой урок, целью которого является доказательство космической роли растений. После повторения процесса фотосинтеза учащиеся разбиваются на группы. Каждой группе дается карточка с вопросами о роли растений, на которые ученики должны самостоятельно найти ответ в учебнике, каждая группа объясняет свои ответы классу и делает вывод. В заключение работы ученики отвечают на вопросы теста....
13 03 2025 9:55:30
Представлен урок изучения биологии в игровой форме. Урок состоит из гeймов. В каждом гeйме предлагаются вопросы и даются ответы на них. ...
12 03 2025 18:41:43
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
На уроке, учитывая возрастные особенности пятиклассников, формируются представления о дубильных веществах, фитонцидах и витаминах, понятие о здоровом образе жизни и рациональном питании, умение использовать текст и рисунки при решении поисковых задач, навыки самостоятельной работы с текстом учебника и ИКТ....
11 03 2025 3:32:42
Валеологическая тетрадь разработана в помощь учителю для проведения проблемно-исследовательского урока здоровья и для мотивации учащегося по познанию себя. В разработке представлены разные задания (творческие, познавательные, экспериментальные, рефлексивные), валеологический самоанализ, паспорт здоровья, рекомендации ЗОЖ.
...
10 03 2025 15:28:19
В работе показано строение и значение коры больших полушарий головного мозга; даны биологические понятия по строению и значению коры больших полушарий; усвоение знаний об особенностях строения головного мозга.
...
09 03 2025 8:32:28
Ролевые технологии активизируют познавательную деятельность учащихся, усиливают мотивацию к изучению предмета, помогают определиться с выбором будущей профессии....
08 03 2025 21:21:36
Мастерская - нетрадиционная форма организации личностно-ориентированного образовательного процесса, которая предполагает самостоятельную поисковую, исследовательскую, творческую деятельность учащихся по построению собственных знаний и личностных смыслов, собственной картины мира и ценностного отношения к нему. Предложенная мастерская соответствует учебной теме "Строение животной клетки". Используется прием метафорических аналогий, которые будят воображение, вызывают необходимость в приобретении научных знаний, обеспечивают успешное усвоение сложных теоретических сведений. ...
07 03 2025 0:13:36
Цель представленного в статье урока – закрепить умение решать генетические задачи на разные типы доминирования, убедить учащихся в пpaктической значимости законов наследственности....
06 03 2025 5:42:22
Открытый урок по теме «Клетка – структурная единица всего живого» разработан для учащихся 9-го класса медицинского профиля с использованием компьютерных технологий и с выполнением тестовых работ на компьютерах. У учащихся формируется целостное представление о клетке как сложнейшей системе, которая является началом всего живого....
05 03 2025 18:33:37
Цели урока: сформировать знания о реакциях пластического и энергетического обменов и их взаимосвязи; вспомнить особенности строения хлоропластов; развивать логическое мышление, память, устную и письменную речь....
04 03 2025 13:31:31
Урок учит детей не только основам рационального питания, и позволяет узнать отношение ребят к своему здоровью, обосновывает необходимость приема растительной и животной пищи, еще раз напоминает основные гигиенические правила....
03 03 2025 5:59:33
На уроке повторяется, обобщается, систематизируется материал по изучению явлений наследственности и изменчивости, раскрытию их сущности, познанию их законов на пpaктических примерах решения задач в программе биологии 10-го класса. ...
02 03 2025 11:55:54
Эпителиальная ткань, или эпителий, покрывает тело снаружи, выстилает полости тела и внутренних органов, а также образует большинство желез. Разновидности эпителия имеют значительные варианты строения, что зависит от происхождения (эпителиальная ткань развивается из всех трех зародышевых листков) эпителия и его функций....
01 03 2025 18:30:44
Данный урок (пpaктическая работа в 5-м классе) разработан в соответствии с УМК под редакцией А.А. Плешакова и Н.И. Сонина. Концептуальная цель урока – создание условий для развития потребности в познании природы. Стратегическая цель урока – развитие познавательной активности учащихся, способности анализировать и сравнивать....
28 02 2025 10:51:27
Представленный материал содержит конспект и технологическую карту урока, презентацию, которая позволяет увеличить прочность усвоения нового материала. Возможность использования презентации для самостоятельной работы учащихся вне урока....
27 02 2025 3:54:12
Цель урока: ознакомление учащихся с пагубным воздействием курения на организм человека, формирование негативного отношения к табакокурению, показать , что курение вредит не только курящему человеку, но и всему обществу, что курение – это не только проблема отдельного человека, это проблема всего общества.
...
26 02 2025 11:28:53
Урок для 7-го класса специальной (коррекционной) школы VIII вида. Использован учебник «Естествознание». Цель урока: дать первоначальное представление о мхе, его строении; коррегировать устойчивое внимание и его переключение с одного вида деятельности на другой; прививать бережное отношение к флоре, зеленому миру....
25 02 2025 3:36:37
Медуза имеет форму зонтика или продольно вытянутого купола. Встречаются довольно крупные виды. Отдельные представители класса сцифоидные в диаметре достигают 2м (Cyanea arctica)....
24 02 2025 7:15:18
На уроке учащиеся расширяют знания о многообразии объектов, связи мира живой и неживой природы. Развивается интерес к изучению природы, кругозор, любознательность и память учащихся....
23 02 2025 14:30:45
Предлагаемый урок по общей биологии разработан для учащихся 10-го профильного класса и направлен на активацию познавательной деятельности. К каждому этапу урока подобран интересный материал и демонстрируются кинофрагменты из диска "Биотехнология".
...
22 02 2025 3:46:39
В работе показана возможность использования цифровой лаборатории «Архимед» на уроке и во внеурочное время по курсу ботаники по программе И.Н. Пономаревой. Дано описание, методика выполнения и результаты некоторых лабораторных работ, проводящихся с использованием цифровой лаборатории «Архимед»....
21 02 2025 11:10:35
Данное пособие призвано помочь школьному врачу, учителю физической культуры организовать и выделить ключевые моменты прогнозирования, предупреждения и ранней диагностики отклонений в развитии стопы. В проекте подобраны материалы по организации и проведению занятий с детьми, имеющими патологические отклонения в развития стопы, в условиях сельской школы....
20 02 2025 4:41:50
Цель урока: сформировать знания у учащихся о приспособленности организмов к окружающей среде. У учащихся формируются знания о различных способах приспособленности организмов к окружающей среде....
19 02 2025 6:18:35
На уроке используется групповой метод работы учащихся. Повторение и закрепление материала осуществляется за счет многократной и вариативной переработки. Тема интересная и имеет большую пpaктическую значимость. ...
18 02 2025 21:16:31
В работе проводится оценка качества питания учащихся в школе и даются рекомендации учителям и родителям....
17 02 2025 7:27:24
Углубленное изучение биологии не может ограничиваться лишь традиционными занятиями или чтением спецлитературы. Оно предполагает применение разнообразных форм индивидуальных и групповых занятий, в числе которых "биологический бой" является одной из самых эффективных для контроля и актуализации знаний учеников. Данная форма разработана автором и применяется на уроках и в процессе подготовки к биологическим олимпиадам, ее эффективность многократно подтверждена результатами учащихся....
16 02 2025 10:38:26
Для протекания процессов жизнедеятельности всем клеткам необходима энергия. Они получают энергию в процессе дыхания. Дыхание и его значение Дыхание — процесс,...
15 02 2025 7:41:46
Урок призван, используя технологию развития критического мышления через чтение и письмо (методические стадии: вызов, осмысление, рефлексия), сформировать у учащихся знания о среде обитания, особенностях строения водорослей как представителей древних растений....
14 02 2025 23:41:13
Разработка урока природоведения в 5-м классе (учебник А.А. Плешакова, Н.И. Сонина). Занятие проводится с целью познакомить учащихся со строением и многообразием клеток; раскрыть значение органоидов клетки; сформировать понятия об оболочке, цитоплазме, ядре и пластидах; познакомить с историей увеличительных приборов.
...
13 02 2025 19:36:15
В статье предлагаются возможные варианты проведения уроков по теме "Кожа".
Приводятся факты по развитию познавательного интереса и научные достижения в области тканевой инженерии.
Программированные и проблемные задания побуждают учащихся самостоятельно мыслить, развивая при этом их интеллектуальные способности.
Применение компьютерных технологий (например, при решении поисковых задач) способствует интенсификации учебного процесса и обеспечивает прочное усвоение знаний.
...
12 02 2025 20:28:10
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 ::
Урок изучения нового материала в 11-м классе по общей биологии по теме "Основные этапы (стадии) эволюции человека — антропогенеза"
Эры и периоды в развитии жизни на Земле