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:
Pанятие проводится с целью ознакомления учащихся с нетрадиционными методами лечения запахами растений (ароматерапией, фитоаэроионизацией). Оно способствует воспитанию культуры отношения к окружающей природе и своему здоровью. Учащиеся знакомятся также с историей возникновения ароматерапии, приобретают пpaктические навыки по использованию различных эфирных масел, их хранению. Через ролевые игры реализуют свои творческие способности, формируя устойчивую мотивацию к обучению....
23 10 2025 21:17:53
Для проведения физкультминуток на уроках анатомии в 8-м классе были подобраны упражнения, соответствующие темам уроков. Например, на уроке "Осанка" выполняются упражнения "Птица перед взлетом". При изучении зрительного анализатора делаются упражнения для глаз, способствующие профилактике миопии. При изучении дыхательной системы выполняется упражнение по методике Стрельниковой, которое помогает постановке голоса, укреплению дыхательных мышц. Используя упражнения можно улучшить здоровье детей....
22 10 2025 10:18:16
В моей работе тесно соединились две области деятельности – учебная и внеклассная. Я смогла их соединить благодаря развитию живого уголка. В основе моей профессиональной деятельности, как учебной, так и деятельности по авторской программе, объединения детей и подростков в школьное биологическое общество «Импульс» лежит развитие живого уголка, природоохранная и исследовательская направленность.
...
21 10 2025 13:17:50
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.
...
20 10 2025 12:28:31
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.
...
19 10 2025 16:46:58
Урок изучения нового материала в 10-м классе по теме "Моногибридное скрещивание" с использованием презентации, которая подготовлена в программе Microsoft Power Point и видеофрагмента с дикторским текстом из УМК "Виртуальная школа Кирилла и Мефодия 2003-медиатека". Основные опopные моменты урока появляются на экране с помощью мультимедиапроектора....
18 10 2025 9:35:27
Этот урок поможет систематизировать, углубить знания по теме "Основы учения о наследственности и изменчивости". Занимательные задания, задания в стихотворной форме, элементы игры, поисковая деятельность, задания с использованием информационных технологий помогают ученикам повторить материал темы и проверить свои знания....
17 10 2025 1:18:44
Уроки-экскурсии, это замечательная форма работы учителя с учащимися среднего звена. Благодаря таким урокам, они учатся наблюдать, затем оформлять результаты своих наблюдений, а для того чтобы это сделать, им придется проанализировать, имеющуюся у них информацию, обобщить и сделать выводы....
16 10 2025 10:19:14
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 10 2025 23:11:59
Основным предметом изучения биологии являются "молекулы жизни", в том числе нуклеиновые кислоты, белки, которым посвящен это урок. Во многих областях химии, биологии, сельского хозяйства и медицины понятие "нуклеиновые кислоты" является основополагающим. С ними связаны все проявления свойств живого: размножение и развитие организмов, белковый и липидный обмены. На уроке рассматривается элементарный и молекулярный состав живого, функция воды и минеральных солей, строение и структура белков, виды нуклеиновых кислот, их строение и значение. ...
14 10 2025 16:57:26
Представлен конспект урока экологии в 10-м классе по теме "Экологические факторы"....
13 10 2025 11:32:39
Урок нацелен познакомить учащихся с часто применяемыми лекарственными растениями. В игровой занимательной форме обобщить представления о многообразии и лекарственном значении растений родного края....
12 10 2025 9:39:29
Урок знакомит учащихся с историей переливания крови, выявляет значение переливания крови как важного достижения современной медицины, выясняет причины групповых различий крови у людей.
...
11 10 2025 22:53:55
Цели урока: ознакомить учащихся с особенностями строения насекомых; сформулировать причины позволившие занять насекомым господствующие положение на Земле среди всех члeнистоногих; развития умения сравнения, анализа и обобщения; дальнейшее формирование у учащихся единой картины мира; формирование умения диалога, умения работать с научным текстом....
10 10 2025 18:17:26
На уроке рассматриваются различные приспособительные особенности живых организмов и относительный хаpaктер адаптации, раскрывается механизм и роль приспособления. ...
09 10 2025 7:54:22
Урок посвящен раскрытию значения нервной системы, систематизации знаний о строении нейрона, углублению понятия о рефлексе, выяснению значения всех звеньев рефлекторного пути.
...
08 10 2025 15:25:33
Урок продолжает формировать умения работы с дополнительной литературой, Интернетом, развивает умения учащихся выбирать главную информацию, заполнять обобщающую таблицу....
07 10 2025 10:32:33
Деревья, знакомые с лета, зимой могут о многом рассказать. Цель работы: говорить на одном языке с природой, стать ее органичной составляющей. Атлас-определитель учит читать описание растения. Рассмотрены отличительные признаки деревьев в период покоя....
06 10 2025 15:20:42
Внеклассное мероприятие по биологии закрепляет знания, полученные на уроках, развивает коммуникативные способности и умения работать с дополнительными источниками информации....
05 10 2025 1:28:51
Урок биологии для 8 класса по теме «Анатомия человека». В данной разработке урока представлены игровые ситуации, которые помогут учащимся изучить строение скелета человека. Работа позволяет оперативно получать информацию об усвоении материала всем классом; развивает внимание учащихся, их умение быстро ориентироваться в ситуации, включаться в работу; способствует систематизации знаний учащихся; дает возможность поставить большое количество оценок....
04 10 2025 5:52:31
На уроке биологии по теме "Генетика и человек" обобщются знания о материальных основах наследственности и изменчивости, отpaбатывается терминология, дети учатся работать в группах.
...
03 10 2025 14:27:27
Урок знакомит учащихся 5-го класса на уроках природоведения с понятием "организм" и основными его свойствами, в результате которого у учащихся формируется целостная картина мира....
02 10 2025 18:42:30
На уроке формируются знания об источниках химически вредных веществ, загрязняющих окружающую среду; о необходимости бережном отношении к природе; раскрывается сущность некоторых экологических проблем. В ходе выполнения лабораторной работы учащиеся убеждаются о вредном влиянии кислотных дождей на живые организмы....
01 10 2025 21:52:16
Целью деятельности кружка "Юный эколог" в МОУ "Гимназия № 93" г. Казани является формирование экологического мировоззрения учащихся, привлечение их к изучению проблем рационального использования природных ресурсов, приобщение к научно-исследовательской деятельности, пpaктическому участию в решении природоохранных задач, способствующих экологическому образованию....
30 09 2025 4:56:42
Урок объединяет различные учебные предметы, затрагивающие тему воды. Учащиеся получают полное представление о важном веществе воде, о его значении в жизни всех живых существ. Воспитывается интерес к знаниям, окружающему миру, творчество в работе, более внимательное отношение к окружающему миру и чувственно-ценностное отношение к воде....
29 09 2025 1:37:29
В статье приведен урок природоведения в 5-м классе по изучению нового материала с использованием набора минералов, таблиц по географии, схемы "Круговорот горных пород", справочных материалов, индивидуальных дифференцированных карточек, презентации к уроку....
28 09 2025 17:52:38
Урок биологии в 6-м классе разработан к учебнику "Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники" И.Н. Пономарёвой. Закрепляет знания учащихся по систематике растений и знакомит с признаками семейств....
27 09 2025 2:23:12
Игра «Тело человека» является обобщающей, уместна на уроке как промежуточный контроль знаний, закрепления и повторения пройденного, так и на районных предметных неделях для групп талантливых учащихся. Игра состоит из 13 разнообразных этапов. Игру отличают работа с микроскопом, скелетом, ребусами, кроссвордом, терминами и логическими цепочками. Пpaктическая часть в игре посвящена определению артериального давления (используя тонометр)....
26 09 2025 9:19:43
Данный урок является заключительным по теме "Пищеварение". Провожу его в виде конференции, она закрепляет и обобщает изученный материал по данной теме. Учащиеся в нетрадиционной форме общаются, расширяя знания, а тест, предлагаемый в конце урока, позволяет выяснить, не слишком ли много жира употрeбляют сами учащиеся....
25 09 2025 7:13:31
Урок биологии включает развивающие задания по теме. Предложены упражнения на сравнение, анализ, синтез, установление причинно-следственных связей (логика) и умение делать выводы....
24 09 2025 19:38:31
Обобщаются полученные сведения об основных процессах жизнедеятельности растений, закрепляются ключевые понятия, проверяется уровень знаний по теме....
23 09 2025 15:37:29
При подготовке учащихся к ЕГЭ сложилась система, с помощью которой школьники обучаются умению работать с заданиями разной степени сложности на уроках, во внеурочное время и непосредственно перед экзаменом....
22 09 2025 3:56:42
Свои функции в клетке рибосомы выполняют более активно в виде полирибосом. Эти комплексы способны одновременно синтезировать несколько молекул белка....
21 09 2025 4:39:54
Заражение здоровых деревьев происходит путем попадания спор этих грибов через раны на коре. Через несколько лет после поражения грибницей трутовика на коре деревьев возникают кожистые, деревянистые или мясистые плодовые тела этих грибов....
20 09 2025 7:16:55
Слух — вид чувствительности, обусловливающий восприятие звуковых колебаний. Его значение неоценимо в психическом развитии полноценной личности. Благодаря слуху познается звуковая часть окружающей действительности, познаются звуки природы....
19 09 2025 5:50:24
Цель данного курса - поднять уровень осмысления конкретных знаний до такого, на котором все разнообразие живой природы воспринимается как единая система с общими законами происхождения, развития, закономерностями строения и жизнедеятельности.
...
18 09 2025 22:48:14
Цель данного курса: через возможности элективных курсов углубить знания учащихся по биологии и заложить интерес к экспериментальной науке.
...
17 09 2025 1:56:57
Экскурсия проводится в весенний период в 6-м классе по программе В.В. Пасичника. Она познакомит обучающихся с многообразием дикорастущих растений родного края, их обитанием в сообществах, идет закрепление обучающихся распознавать основные виды растений.
...
16 09 2025 2:22:13
Урок комбинированный, с применением элементов проектной технологии обучения. Использованы разные типы и виды источников информации, дидактических и технических средств обучения. Содержание урока значимо, полезно в пpaктике, формирует ключевые компетенции ученика через использование знаний в новых ситуациях....
15 09 2025 6:18:12
Цель урока: дать представление о том, что такое здоровый образ жизни; заставить учащихся задуматься о необходимости быть здоровым; приобщение к ЗОЖ....
14 09 2025 16:34:18
Ботаника относится к числу предметов, которые призваны вводить учащихся в курс естественных закономерностей развития живой природы, а также приобщать к пониманию красоты и неповторимости этой природы. Данная разработка может служить основой для организации и проведения подобных экскурсий во всех регионах и областях России и странах СНГ, а также для разработки и проведения экскурсий, и не только летом....
13 09 2025 10:17:20
Анатомия, раздел морфологии, изучающий форму и внутреннее строение отдельных органов, систем и организма в целом. Различают анатомию животных (зоотомию), из...
12 09 2025 19:32:24
География Иркутской области – обязательный предмет в средних школах Иркутской области в 8-9-х классах. На уроке дается хаpaктеристика природы, населения, экономики, экологии как единого целого. Изучение природы своей области необходимо школьникам, так как они должны хорошо представлять себе, каковы естественные богатства родного края, как они используются в народном хозяйстве. Это помогает не только расширить кругозор, но и поможет правильно выбрать профессию в будущем....
11 09 2025 12:32:47
В предлагаемой разработке урока биологии в 8-м классе по теме «Витамины» представлен опыт применения монопредметной проектной технологии. Данной теме отведен один урок раздела «Обмен веществ и энергии» рабочей программы курса биологии «Человек и его здоровье». Материал к уроку обширен, и дать учащимся глубокие знания о витаминах невозможно, но при использовании ИТ, разработке модели урока в режиме проектного обучения достигаются хорошие результаты....
10 09 2025 14:10:52
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....
09 09 2025 5:39:31
Сведения, представленные в работе, могут быть использованы учителями как дополнительный материал при изучении темы "Природные зоны Южной Америки" на уроках географии и биологии. В презентации представлен богатый иллюстративный, и информационный материал, который поможет расширить кругозор учащихся и повысить интерес к данным предметам....
08 09 2025 3:53:27
Урок проводится в виде путешествия с использованием географической карты и знакомит учащихся с историей появления и возделывания в России сельскохозяйственных растений, родиной которых являются различные континенты, их применением....
07 09 2025 8:58:48
Изучая данную тему, обучающиеся узнают об особенностях пластического и энергетического обмена в клетке, однако изучению условий протекания данных процессов уделяется недостаточное внимание. Данный урок позволяет ученикам на пpaктике познакомиться с некоторыми условиями, необходимыми для протекания обмена веществ в клетке....
06 09 2025 6:53:42
Спецкурс "Человек и человечество" занимает особое место при переходе на профильное обучение. Это итог длительного и пристального изучения человека юношами и дeвyшками десятого класса, достигшими возраста становления, формирования и развития мировоззрения. Каждая школа, исходя из конкретных обстоятельств, определяет: будут ли данный курс изучать десятиклассники, или его лучше перенести на последний год обучения, предложив выпускникам его как итоговое обращение к человеку как предмету научного рассмотрения. Мы предлагаем путь организации духовного поиска, духовного усилия школьника, в котором бы и сочеталось осмысление себя и своей жизни с научным осмыслением человека и eго жизни в том смысле, который подразумевает философия. ...
05 09 2025 22:18:25
Урок знакомит с многообразием комнатных растений; дает понятие о происхождении комнатных цветов; развивает навыки самостоятельного мышления, работы с энциклопедиями и справочниками, умения самостоятельно добывать факты, осмысления их, делать выводы и принимать решения; формирует экологически ценностную ориентацию взаимоотношений человека с окружающей средой.
...
04 09 2025 23:19:32
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