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 обобщяет и систематизирует знания учащихся о пресмыкающихся. Повторяет изученный материал с целью закрепления базовых знаний о внутреннем строении пресмыкающихся....
22 11 2025 4:54:54
Cтатья знакомит учащихся с понятием «биосфера» как гигантской экологической системой земного шара. Рассматривается структура биосферы, выявляются ее функции, выделяются границы биосферы, роль живого вещества в биосфере....
21 11 2025 3:19:55
Урок биологии по УМК Н.И. Сонина, М.Р. Сапина расширяет знания о газообмене в легких и тканях, физиологической связи кровеносной и дыхательных систем; доказывает значение легких в постоянстве внутренней среды организма. На уроке используются элементы проблемного обучения, системно-деятельностного подхода. Презентация сопровождает все этапы урока. Видеоролики и флеш-анимация позволяют школьникам понять сущность газообмена в легких и тканях....
20 11 2025 6:23:36
Урок обобщения и систематизации знаний в 10-м классе из раздела «Клетка – структурная и функциональная единица живого». Учащиеся под руководством учителя работают с конспектом урока, выполняя задания, разной сложности. Урок помогает в подготовке к зачету по теме и выполнению заданий ЕГЭ. В конце урока проводится рефлексия, цель которой выяснить, какие задания вызвали у учащихся наибольшее затруднение и отработка данных заданий на следующих уроках....
19 11 2025 8:51:53
В обществе во многом не сформированы ценностные оценки здоровья, что является одной из причин массового распространения саморазрушающих форм поведения, начиная от гиподинамии до алкоголизма и наркотизации. В наш информационный век, как ни странно, школьники обладают скудными знаниями о возможностях поддержания здоровья, а под ЗОЖ они понимают только отсутствие вредных привычек. ...
18 11 2025 15:32:18
Проводящая система являет собой совокупность клеток с межклеточными порами, а также паренхиматозных и передаточных клетки, которые вместе обеспечивают внутренний трaнcпорт жидкости....
17 11 2025 5:10:37
Моделирование является методом познания. Именно поэтому, интересное и оригинальное решение было найдено на данном интегрированном уроке. Детей озадачили построением модели и "вооружили" компьютерами, но чтобы справиться с поставленной целью, необходимы знания по теме "Клетка" из курса биологии и навыки работы за компьютером....
16 11 2025 16:40:39
Рефлексия учебных достижений и способов деятельности учащихся проводится в виде урока-игры «Компьютерный вирус», который способствует формированию навыков самооценки и самоконтроля. А использование интеpaктивной доски и ИКТ способствует повышению мотивации и создает условия для более эффективного погружения в языковую среду.
...
15 11 2025 15:30:27
Основная задача урока – усиление здоровьесберегающей направленности знаний. На уроке создаются условия для развития познавательных, творческих, коммуникативных, рефлексивных способностей школьников. Проверка ранее изученного материала осуществляется с использованием компьютерных презентаций....
14 11 2025 18:36:55
Урок направлен на знакомство учащихся с представителями класса земноводных в связи с образом их жизни. Урок построен в технологии системно-деятельностного подхода, учащиеся формируют цель урока, работая в группах, создают свои презентации на основе «избыточной» презентации по заданиям. В ходе урока у учащихся развивается умение работать в группах, распределять роли, представлять продукт своей деятельности, делать выводы....
13 11 2025 14:53:22
Данная разработка позволяет познакомить учащихся с особенностями строения и биологического значения цветка, развивает умения учащихся устанавливать причинно-следственные связи. С целью создания условий для творческого восприятия учебного материала используются электронные образовательные ресурсы. Урок направлен на развитие у учащихся познавательной активности, навыков самостоятельности, саморазвития и самоопределения....
12 11 2025 18:56:32
Цель урока: изучить процесс энергетического обмена....
11 11 2025 12:20:40
Третий урок по теме. Конспект составлен к учебнику «Биология. Человек. 8-й класс. Сонин Н.И., Сапин М.Р. На этапе проверки домашнего задания учащиеся письменно отвечают на вопросы, проверяют друг друга. Новый материал изучается в словесно-наглядной форме. Учащиеся готовят сообщения к уроку....
10 11 2025 0:16:57
Это один из уроков раздела "Основные отделы царства растений". На уроке проводится проверка знаний учащихся по предыдущей теме "Водоросли" в виде графического диктанта, изучение нового материала и его закрепление с опорой на учебник, презентацию, видеофильмы и флеш-анимации с диска. Закрепление знаний осуществляется в форме лабораторной работы с использованием гербарных материалов....
09 11 2025 11:50:21
Актуальность курса связана с всё более обостряющимися противоречиями между хозяйственной деятельностью человека и состоянием окружающей среды. Возрастающее влияние человека на природные системы требует перестройки биологического образования. Данная программа имеет цель: формирование экологического мышления у школьников....
08 11 2025 7:26:54
Представлены различные дидактические материалы, позволяющие повысить наглядность урока. В ходе урока идет овладение наиболее важными понятиями и терминами. В заключение урока проводится первичная проверка знаний по дидактическим карточкам и в форме устного опроса....
07 11 2025 18:44:18
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Внеклассное мероприятие из цикла "Живая природа". Расширяет представления о морских обитателях ‒ дельфинах....
06 11 2025 16:34:34
На уроке ребята повторяют и закрепляют понятия и термины, научные открытия, основные вопросы изученного раздела биологии. При выполнении устных заданий учащиеся исправляют и дополняют ответы одноклассников.
...
05 11 2025 19:16:57
На семинаре доказывается, что вид, человек разумный принадлежит к царству животных и прошел несколько этапов развития: древнейшие, древние и современные люди. Изучаются эмбриологические, сравнительно-анатомические, палеонтологические доказательства происхождения человека....
04 11 2025 8:37:32
Урок биологии для 6-го класса знакомит учащихся с особенностями строения голосеменных растений, отличием их от споровых, на уроке рассматривается строение хвои и голосеменных. Определяется роль голосеменных в природе, в жизни человека.
...
03 11 2025 7:15:25
Автор работы поставил цель: изучить видовой состав и структуру зоопланктонного сообщества в пруду "Старая плотина" во времени и в прострaнcтве и оценить качество воды по индикаторным организмам....
02 11 2025 7:31:20
На данном уроке моделирование служит средством открытия новых закономерностей, являясь при этом
источником информации. По полученным в процессе моделирования результатам учащиеся строят графики
колебания численности «хищников» и «жертв» в четырех поколениях. Для ускорения этого этапа работы
применяется программа, созданная на языке программирования Delphi (автор Сыромолотова Д.В.)....
01 11 2025 16:48:47
Решая образовательные и развивающие задачи урока, автор использует информационные технологии (мультимедийную презентацию), что обеспечивает также существенную экономию учебного времени.
...
31 10 2025 6:29:53
Цель урока: провести обобщение и систематизацию изученного материала по теме "Кровь и кровообращение"; воспитывать бережное отношение к своему здоровью и здоровью окружающих....
30 10 2025 10:20:24
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....
29 10 2025 10:54:57
Цель урока: показать, что строение листа соответствует его функциям. Урок проводится с ИКТ-, игровыми, здоровьесберегающими технологиями и взаимоконтролем....
28 10 2025 2:55:27
Одна из задач учителя биологии - сформировать экологическое сознание учащихся. Интеpaктивное внеклассное мероприятие на основе компьютерных технологий позволяет показать связь предметов биологии, экологии и литературы в 6-м классе....
27 10 2025 0:57:28
Представлены различные дидактические материалы, позволяющие повысить наглядность урока. В ходе урока идет овладение наиболее важными понятиями и терминами. В заключение урока проводится первичная проверка знаний по дидактическим карточкам и в форме устного фронтального опроса.
...
26 10 2025 20:57:59
Конспект разработан в помощь учителю для проведения проблемно-исследовательского урока здоровья и мотивации учащихся по познанию своего организма. Содержание урока помогает ученикам осознать значимость здорового образа жизни, выявить причины нарушения осанки и влияние ее на красоту и гармоничность тела человека....
25 10 2025 6:29:49
Материал выполнен в виде устного журнала, состоящего из нескольких страниц, рассчитан на учащихся 6-7-х классов. Каждая страница содержит данные, связанные с растениями, их значением для окружающей среды и человека. Большой упор сделан на растения данной местности, "Растения под охраной", опасные растения.
...
24 10 2025 9:16:38
Использование ИКТ на уроках способно преобразить формат преподавания и обучения, сделав учебный процесс более эффективным и привлекательным. Безусловно интересная, но очень объёмная тема «Возникновение жизни на Земле» может быть раскрыта при помощи правильно подобранного материала с использованием мультимедийной техники. Что и предлагается вашему вниманию....
23 10 2025 7:14:27
Интегрированный урок-обобщение по природоведению в объединяет в себе биологию, географию, музыку и изобразительное искусство. За основу взят отрывок "Доисторическая жизнь" на музыку И.Стравинского "Весна Священная" из мультфильма У.Диснея "Фантазия". Урок представляет собой творческое задание с обсуждение результатов и научную критику....
22 10 2025 9:56:17
Урок помогает узнать отличительные черты живых организмов, их клеточное строение, о средах обитания организмов, их приспособленности к жизни в них, о распространении растений и животных на материках, в океанах, в важнейших зонах Земли....
21 10 2025 21:23:51
Игра способствует закреплению и углублению знаний учащихся, развитию их логического мышления, сплачивает ребят, учит действовать сообща, помогает показать знания в соревновании друг с другом, вызывает оживление и интерес к предмету....
20 10 2025 1:45:17
На уроке рассматривается поступление воды в клетку и из клетки через цитоплазматическую мембрану по законам осмоса. Выполняя пpaктическую работу, обучающиеся наблюдают данную функцию плазматической мембраны на примере растительной клетки. Полученные знания примеряют для решения пpaктических вопросов в групповой работе....
19 10 2025 0:45:43
В современной фауне насчитывается 4-4,5 тыс. видов млекопитающих, или зверей. Они представляют собой высший класс позвоночных, органы которых, особенно кора большого мозга, достигли на современном этапе их развития наивысшей дифференцировки....
18 10 2025 3:43:46
На уроке рассматривается материал, который лишь частично приоткрывает одну из великих тайн жизни. Что определяет передачу наследственной информации из поколения в поколение? Конечно же - это нуклеиновые кислоты. В ходе урока учащиеся познакомятся с видами нуклеиновых кислот, их структурой и биологической ролью, узнают об истории открытия и изучения этих важных органических веществ....
17 10 2025 11:41:14
Он поедает не только растения и находящихся на них мелких животных, но и трупы...
16 10 2025 19:48:44
Данный урок разработан в соответствии с тематическим планированием и прохождением программы по биологии в 7-м классе. Изучение нового материала – это не просто знакомство с новой темой, но и создание элемента новизны, интереса, загадки. Основной ход урока включает элементы игры-расследования суперагентов.
...
15 10 2025 2:21:10
В современных условиях очень важно, чтобы учащиеся получали не только сумму знаний, но умели применять их на пpaктике, интеграция химических умений в биологические темы способствует формированию общеучебных компетенций, формированию более целостной картины мира в сознании учащихся. Учащиеся лучше воспринимают и усваивают материал, если им довелось при этом провести, хотя бы небольшое исследование....
14 10 2025 12:11:51
Введение технологии кейс-стади связано с реализацией компетентностного подхода в образовании и требует смены парадигмы мышления в сторону системно-деятельностного подхода. Урок интересен тем, что переpaбатывается огромный массив информации, и в уроке появляются два кейса (кейс документов и кейс решения проблемной ситуации)....
13 10 2025 14:28:56
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»....
12 10 2025 2:28:21
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.
...
11 10 2025 0:14:58
Работа выполнена в формате ЕГЭ, состоит из 3 частей, включающих 33 задания. Цели работы: установление фактического уровня теоретических знаний обучающихся по биологии за курс «Общей биологии» 10-го класса, их пpaктических умений и навыков, учебных компетентностей; соотнесение этого уровня с требованиями образовательного государственного стандарта....
10 10 2025 20:53:55
Урок проводится среди учащихся 8-х классов в форме обучающей игры. Целью данного мероприятия является развитие интереса к предмету и расширения кругозора учащихся. Игра направлена на использование пpaктических навыков и умений при оказании первой помощи пострадавшему....
09 10 2025 17:26:26
С болью В.П. Астафьев пишет, как гибнет природа, как разрушается душа человека. Ведь уничтожая природу, человек уничтожает и себя. Чем закончилась борьба человека с рыбой? После чего рыба отпустила человека? Что хотел сказать писатель, назвав свое произведение "Царь-рыба"? На все эти вопросы учащиеся находят на уроке ответы....
08 10 2025 0:14:44
Цель урока: создание условий для усвоения темы урока и формирование познавательного интереса к предмету через использование информационно-коммуникационных технологий; раскрыть сущность и значение матричного синтеза, хаpaктерного для живой природы;
познакомить с молекулярными основами передачи и реализации наследственной информации и роли нуклеиновых кислот и белков в этих процессах....
07 10 2025 10:32:28
Для повышения эффективности преподавания курса «Биология. Животные» мною было создано мультимедийное учебное пособие «Animals8. Эволюция животных. Мультимедийный конспект» в среде «Масromedia Director» (ныне «Adobe Director»). Имеются версии как для MacOS X, так и для Windows. В статье содержится описание интерфейса программы, освещены некоторые особенности и приемы работы с ней, а также приведены примеры «опopных конспектов», методика проведенных тестов, их результаты и интерпретация....
06 10 2025 17:30:25
Представленная презентация может быть использована при изучении тем «Генетика человека», «Селекция животных»....
05 10 2025 15:40:42
Урок проводится по теме «Дыхание», по программе под редакцией И.Н. Понамаревой. Урок первичного изучения знаний. Используются методы обучения: репродуктивный, частично-поисковый, проблемный, самостоятельная, индивидуальная работа. Формы и приемы контроля: индивидуальная, групповая. Урок интересен видеофрагментами и фотографиями анатомических органов, фактами и случаями....
04 10 2025 15:49:36
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 ::
Функции желез внутренней секреции. Гормоны