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:
Учащиеся знакомятся с процессами обмена веществ, выделяются ключевые реакции брожения (гликолиза), фотосинтеза, хемосинтеза, аэробного энергетического процесса. Прослеживается возможность происхождения и эволюция обменных процессов прокариот. Определяется значение этих процессов в природе, в жизни человека....
13 03 2026 18:28:35
Урок посвящен многообразию земноводных, способствует систематизации и обобщению знаний по теме. В целях повышения мотивации применяются здоровьесберегающие, ИКТ-технологии, технологии сотрудничества и проектной деятельности....
12 03 2026 5:50:16
Урок помогает познакомиться с генеалогическим методом изучения родословных; научиться составлять и анализировать родословные....
11 03 2026 17:37:32
Задачи урока: сформировать у учащихся понятия о значении витаминов в жизни человека; систематизировать знания о группах витаминов, продуктах питания в которых содержатся витамины, знания о симптомах, вызванных недостатком витамина....
10 03 2026 22:13:35
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. ...
09 03 2026 17:37:52
Цель урока: сформировать у школьников понятие о высших споровых растениях, проследить усложнение их организации....
08 03 2026 14:11:35
Технология "разноуровневого обучения" относится к тем педагогическим инновациям, которые позволяют приспособить учебный процесс к индивидуальным особенностям школьников. Разноуровневое обучение является также одной из форм развивающего обучения, оно является средством умственного развития личности. Разноуровневые задания направлены не столько на улучшение запоминания и усвоения, сколько на то, чтобы учащиеся использовали их для создания собственного творческого продукта....
07 03 2026 10:19:52
Приводится пример работы с тестами по биологии, составленных для учащихся 9-го класса.
...
06 03 2026 17:10:31
Данный урок призван обобщить, повторить и проконтролировать знания учащихся по теме "Слуховой анализатор" и проведен с применением технических средств обучения. Целью урока является закрепление знаний и изучение санитарно-гигиенических правил по профилактике нарушения слуха, на разнообразных примерах. Урок проводится с использованием здоровьесберегающих технологий, что является очень актуальным в настоящее временя.
...
05 03 2026 14:11:13
Данный урок проводится с целью обобщения и закрепления знаний учащихся по метаболизму клетки....
04 03 2026 21:47:28
Цель урока: познакомить учащихся с насекомыми-переносчиками возбудителей болезней человека и паразитами сельскохозяйственных животных, показать необходимость изучения их жизни и строения для борьбы с ними....
03 03 2026 16:12:10
Цель урока: сформировать у учащихся представление о паразитических плоских червях, особенностях их строения, мерах борьбы с ними....
02 03 2026 3:42:34
Тема комнатного цветоводства в настоящее время необычайно актуальна, особенно в северном городе, где большую часть года занимает долгая и суровая зима. Занятие проходит в виде знакомства с отдельными представителями зелёного мира кабинета экологии. Ребята учатся отыскивать растения по словесному описанию, сравнивают их с изображением, а также определяют названия растений, используя занимательные задания....
01 03 2026 8:27:42
Коллективный способ обучения (авторы А.Г. Ривин, В.К. Дьяченко) основан на педагогике сотрудничества: сотрудничества по линии учитель–ученик и ученик–ученик. Коллективным способом обучения является такая его организация, при которой обучение осуществляется путем общения в динамических парах, когда каждый ученик учит каждого. Внедрение данной технологии позволяет использовать множество преимуществ. Учебный процесс организуется так, что каждый ученик активно действует в процессе всего занятия. У учащихся выpaбатываются навыки совместной работы. ...
28 02 2026 15:40:39
Клетка — это структурная единица живых организмов, представляющая собой определенным образом дифференцированный участок цитоплазмы, окруженный клеточной мембраной....
27 02 2026 2:31:37
В своей работе я часто использую межмпредметные информационные проекты (биология + информатика). Учащиеся, получив задание на уроке биологии, могут его выполнять и оформлять на уроках информатики, а затем представлять свой проект на уроке биологии в соответствии с программой изучения предмета....
26 02 2026 12:54:55
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....
25 02 2026 4:26:18
Данная работа предлагает проведение нестандартного урока по теме "Вода" (учебник для 5-го кл. "Природа. Неживая и живая": В.М.Пакулова, Н.В.Иванова) с целью активизации познавательной деятельности учащихся. Основа урока – групповая игра. В ходе урока дети узнают много нового материала, преподнесенного в занимательной форме, учатся бережному отношению к воде. Информация, полученная на этом уроке, легко воспринимается учащимися и надолго остается в их памяти....
24 02 2026 2:45:57
Внеклассное мероприятие ко Дню птиц в 5–6-х классах. Цель данного мероприятия — углубление и закрепление знаний о птицах, развитие интереса к природе и ее изучению, экологическое образование и воспитание....
23 02 2026 2:38:43
Урок позволяет сформировать у учащихся знания о строении цветка, о его функциях как о органе пoлoвoго размножения. Цель урока – раскрыть биологическое значение частей цветка, познакомить учащихся с классификацией растений по признаку расположения цветов, с классификацией цветов по составу главных частей цветка; научить выявлять приспособленность цветов к опылению. ...
22 02 2026 15:32:45
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....
21 02 2026 11:35:53
Урок для 6-го класса, способствующий развитию умения работать с дополнительной литературой, компьютерами; формирующий умения делать выводы, сравнивать и использовать уже имеющиеся знания, а также формирующий бережное отношение к здоровью....
20 02 2026 6:12:30
Урок призван сформировать у учащихся представление о бактериях как живых организмах; особенностях строения и процессах жизнедеятельности; роли и значении бактерий в природе и в жизни человека; сформировать умения находить в тексте учебника и других дополнительных источников информации отличительные признаки бактерий, описывать их; расширять кругозор обучающихся; развивать гигиеническое воспитание учащихся....
19 02 2026 13:53:28
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....
18 02 2026 10:52:22
Ланцетники большую часть жизни проводит, зарывшись в песок и выставив наружу передний конец головного отдела. Используют в пищу лишь те морские организмы (бактерии, икринки рыб и др.), которые попадают вместе с водой в ротовое отверстие....
17 02 2026 16:19:12
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....
16 02 2026 18:55:15
В работе представлен инсценированный КВН по мотивам русских народных сказок для учащихся 7-х классов....
15 02 2026 9:23:53
Предлагается четыре варианта задач по генетике. В каждом варианте три задачи по моногибридному скрещиванию, дигибридному скрещиванию и скрещиванию, сцепленному с полом.
...
14 02 2026 13:44:39
Телевизионная игра на программе НТВ « Своя игра» быстро завоевала огромную аудиторию и стала любимой передачей многих детей и взрослых. Элементы данной игры можно с успехом использовать на уроках биологии в классах среднего и старшего звена. Игровые формы повышают познавательный интерес учащихся к предмету, способствуют более продуктивному усвоению знаний по теме.
...
13 02 2026 20:21:29
Проектная деятельность даст возможность выйти за рамки урока и представить изучаемую проблему с разных точек зрения. Ребята учатся основам научного эксперимента, определению задач работы, выбору методов изучения данной темы, обобщению полученных результатов, способам презентации исследования.
О результативности проектной деятельности свидетельствует и успех в научной работе учеников, поступивших в высшие учебные заведения.
Здоровье человека закладывается в детстве, что определяет важное значение исследования детской популяции. При этом здоровье рассматривается как способность детского организма в процессе роста и развития адаптироваться к условиям жизни.
...
12 02 2026 12:43:36
В ходе урока учащиеся определяют понятия «зародыш», «двудольные», «однодольные», «вегетативные органы», «репродуктивные органы». Анализируют типы семян. Узнают и запоминают строение семян двудольных и однодольных растений....
11 02 2026 20:23:45
В настоящее время актуальны исследования, выясняющие роль лишайников как компонентов биоценозов и степень их участия в регулировании отношений между компонентами и в энергетических процессах биогеоценоза. Лишайники широко распространены по земному шару – от полярных холодных скал до раскаленных камней пустынь. Они являются существенными компонентами растительного покрова равнинных и горных тундр и отчасти таежных лесов. Проведена исследовательская работа по изучению лишайников Тугулымского района. Собранный материал может использоваться на уроках биологии и краеведения....
10 02 2026 21:57:33
На уроке рассматривается яйцо как биологический объект и как символ Пасхи. Учащиеся приобщаются к традициям русских православных праздников. Прослеживается связь между духовным и физическим возрождением человека через праздник Святой Пасхи и его символ - яйцо....
09 02 2026 10:54:22
Интегрированный урок по географии и биологии знакомит учащихся 8-го класса с природой озера Байкал. В нестандартной форме учащиеся получают представление об уникальной природе озера, взаимосвязях компонентов природы. Предусматривается самостоятельная подготовка к уроку: ребята могут выбрать представителей эндемичных животных и составить свой рассказ или презентацию по этой теме....
08 02 2026 5:38:21
Мышечные ткани — это ткани, отличающиеся по структуре и происхождению, но имеют общую способность к сокращению. Состоят из миоцитов — клеток, которые могут воспринимать нервные импульсы и отвечать на них сокращением. Чем мышечное волокно скелетной мышцы отличается от гладкой мышечной ткани?...
07 02 2026 18:26:37
Урок обобщает и систематизирует знания учащихся о строении и функционировании клетки, взаимосвязях частей и органоидов клетки как основе её целостности, обмене веществ, лежащих в основе жизнедеятельности клетки; закрепляет знания о гене, генетическом коде, систематизирует знания о механизме трaнcляции, синтезе белков в рибосоме....
06 02 2026 20:42:50
Задачи урока направлены на то, чтобы познакомить и сформировать у учащихся представление о внутриклеточных паразитах, механизмах проникновения и воздействия вирусов на клетку хозяина, а также профилактику и меры борьбы с вирусами, вызывающими болезни растений, животных и человека....
05 02 2026 4:34:30
Этот курс является продолжением элективного курса "Как мозг учился думать", вошедшего в сборник Фестиваля педагогических идей 2005/2006 г.
Он служит для пpaктического подтверждения теории Павлова И.П. о рефлекторном механизме приспособительного поведения и теории функциональных систем Анохина П.К., а также для компенсации недостаточности знаний об индивидуальных особенностях видовых зрительных сенсоров животных.
...
04 02 2026 11:15:49
В статье рассказывается об опыте применения разнообразных форм и методов урочной и внеурочной деятельности: проведении нетрадиционных уроков, проблемном обучении и проектной деятельности....
03 02 2026 11:30:57
Право на жизнь в экологически чистой, здоровой и безопасной среде – одно из важнейших прав человека. Поэтому во всем мире в последнее время так обострилась проблема окружающей среды. Она приобрела экономическое, социальное и политическое звучание. Вопросами экологии начали заниматься и экономисты, и юристы, и социологи, и философы. Однако до сих пор многие вопросы остаются неизученными и нерешенными....
02 02 2026 21:55:12
На уроке обобщаются знания основ генетики через загадки, игры, театрализацию. В генетическую консультацию обращаются посетители: мать красавца Прошеньки для выбора невесты; работник таможни, через которую контpaбандист везет лис, цветовод, выписавший семена цветов по почте. Консультанты дают объяснения посетителям после решения генетических задач.
...
01 02 2026 17:17:18
Урок составлен на основе технологии развития критического мышления. На уроке реализуется схема: вызов - осмысление - рефлексия. На стадии вызова используется прием мозговой штурм. Прием - бортовой журнал - является стратегией урока, так как работает на всех стадиях урока. Форма работы - индивидуальная и групповая. Основной принцип урока - принцип взаимодоверия и взаимопомощи. Урок составлен с поддержкой презентации, подготовленной автором....
31 01 2026 14:56:10
![]("/img/contest-cup-icon.png" "\"Победитель\""){kind=icon}
На уроке закрепляются знания учащихся о стадиях эволюции человека, факторах антропогенеза; актуализируются понятия «вид», «критерии вида» и на этой основе происходит доказательство существования одного вида «Человек разумный», представленного расами; рассматриваются механизмы, которые лежат в основе формирования человеческих рас....
30 01 2026 14:20:15
В данном уроке отражены вопросы возникновения жизни на Земле. С древних времён и до наших дней существовали различные концепции по этому поводу. В настоящее время живое происходит только от живого, но вопрос возникновения жизни на Земле остаётся открытым.
...
29 01 2026 16:15:15
Данная тема изучается в четвертой четверти в 8-м классе. Тема чрезвычайно познавательна и интересна для учащихся, т.к. многие из них, выйдя из стен школы, напрямую сталкиваются с проблемами, изложенными в уроке. Урок учит человеколюбию, уважительному отношению к женщине, детям....
28 01 2026 4:45:31
В современных условиях понимание образования не сводится только к формированию систематических знаний, умений и навыков, школа нацелена на интеллектуальное и нравственное развитие ребенка, формирование у него творческого мышления, умение работать с информацией.
Исследовательская компетентность – способности, связанные с анализом и оценкой ситуаций. На уроках у учащихся формируются навыки самостоятельной работы с источниками; умения сравнивать факты, оценки; обсуждаются проблемные вопросы, развивается критическое мышление.
...
27 01 2026 2:48:23
Программа помогает овладеть основными навыками ведения здорового образа жизни – залога долголетия. Она включает два раздела: здоровье человека и его компоненты, человек и окружающая среда. ...
26 01 2026 1:20:26
Вода всегда присутствует в клетке. Она обеспечивает сложные процессы жизнедеятельности. Без воды клетка погибает. Испарение воды листьями Вода поступает в...
25 01 2026 16:14:42
Дыхание — это совокупность процессов, в результате которых происходит потрeбление организмом кислорода, его использование и выделение углекислого газа....
24 01 2026 17:28:18
В этой работе под проблемным обучением мною понимается система научно обоснованных методов и средств, применяемая в процессе развивающего обучения, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся с целью, в первую очередь, интеллектуального и творческого развития учащихся, а также овладения ими знаниями, навыками, умениями и способами познания....
23 01 2026 20:57:11
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 ::
