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:
Творчество педагога заключается в поиске новых подходов и новых смыслов в обучении и воспитании. Интеллект-карты – это удобный инструмент для отображения процесса мышления и структурирования информации в визуальной форме, который позволяет преобразовать большие объемы учебной информации в краткую, доступную форму....
06 12 2025 0:33:55
Формирование здорового образа жизни учащихся одна из главных задач учителя. Данный урок является одним из способов помочь учащимся в укреплении их здоровья....
05 12 2025 16:34:31
Элективный курс "Экологический калейдоскоп" помогает учащимся овладеть элементарными навыками исследовательской деятельности в природе, сформировать новый стиль мышления, как средство преодоления экологического кризиса. Курс рассчитан на учащихся 13–15 лет, содержит 3 раздела: введение, мониторинг окружающей среды, итоги работы. Занятия курса носят в основном пpaктическую направленность. ...
04 12 2025 9:13:40
Развитие личности – сложный, перманентный и многогранный процесс, который не должен прерываться ни на одном из этапов развития, а преемственно дополнять каждый последующий. Главная цель современного образования – создание условий для развития творческих способностей личности обучаемых, воспитание у них умений анализировать и принимать самостоятельные решения, формирование навыков самообразования....
03 12 2025 7:38:20
Основная цель данных уроков развить умения учащихся работать с источниками информации, выполнять эксперименты и наблюдения, повторить основные приёмы работы с биологическими объектами, а также мотивация их на изучение предмета. Сам раздел "Введение" не достаточно интересен учащимся, кроме того после летних каникул они ещё не втянулись в работу, большой компонент, связанный с лабораторными и пpaктическими действиями, способствует обычно продуктивной деятельности уже в самом начале учебного года....
02 12 2025 2:48:29
Витамины оказывают сильное действие на рост, обмен веществ и физиологическое состояние организма в целом. Поступают витамины в организм с пищей, преимущественно растительной. В тканях человека они усваиваются, образуя более сложные вещества, как правило входят в состав ферментов....
01 12 2025 15:56:45
Цель урока – рассмотреть основные положения клеточной теории строения организмов....
30 11 2025 5:35:41
На уроке показана интеграция таких наук , как биология и экономика. Цель урока: показать взаимосвязь биологии и экономики, изучить круги кровообращения, повторить строение крови, из экономики – денежное обращение, свойства и функции денег.
...
29 11 2025 1:24:43
Урок призван расширить кругозор знаний учащихся о разнообразии форм жизни на планете Земля, рассмотреть особенности строения и жизнедеятельности вирусов, бактериофагов, значение в природе и для человека, познакомить с путями исследования на примере открытия вирусов....
28 11 2025 21:23:25
Урок входит в состав раздела "Взаимоотношения организма и среды" как часть темы "Жизнь в сообществах. Основы экологии". С содержанием данного учебного материала учащиеся в определенной степени знакомились при изучении разных курсов биологии в 6-,7-,9-х классах. Опираясь на багаж предшествующих знаний, расширить и углубить изучение основных типов экологических взаимодействий интересными примерами проявления в природе разнообразных биотических отношений. Отходя от русла традиционной методики, используя возможности АРМ, полезно привлечь учащихся к самостоятельному анализу фактов, описанных в научно-популярной и учебной литературе....
27 11 2025 5:53:53
В статье представлена разработка урока, предусмотренной учебной программой 6-го класса. На уроке учащиеся знакомятся с сущностью процесса фотосинтеза, с понятиями автотрофы и гетеротрофы. Новые знания учащиеся добывают сами, используя текст учебника....
26 11 2025 0:11:55
Разработка данного урока явилась результатом обучения на курсах повышения квалификации по программе "Режиссура урока в современной школе" Педагогического университета "Первое сентября". Основная задача урока состоит скорее не в усвоении знаний по теме, а в пробуждении активного интереса к изучению материала, вовлечению в работу всех учеников. Интерес к уроку поддерживается неожиданностью создаваемых ситуаций.
...
25 11 2025 16:45:48
Интеграция предметов гуманитарного и естественнонаучных циклов таит в себе огромные возможности для развития личности ребенка. Использование музыки и живописных произведений на уроке биологии затрагивает эмоциональную сферу ребенка, служит стимулом к творческой деятельности, расширяет сферу актуального знания. Дидактические особенности урока связаны с формированием опыта поисковой деятельности, включением опыта группового творческого поиска в широкий контекст личного опыта учащихся....
24 11 2025 3:28:48
Предложенная игра "Звездный час" проводится для учеников 5–7-х классов. Игру можно провести в предметных неделях по географии и биологии, во время праздника "День птиц" . Задачи игры: закрепить и углубить знания полученные на уроках географии, биологии. Развить логическое мышление, память, интеллектуальные способности; расширять кругозор знаний; воспитывать любовь к природе....
23 11 2025 20:59:50
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.
...
22 11 2025 23:44:39
Урок закладывает представления о почве как верхнем плодородном слое земли, основных свойствах почвы; в процессе опытов ученики устанавливают состав почвы, узнают о преобладающих почвах родного края....
21 11 2025 19:58:42
Урок "38 недель в своем мире" ‒ рассказ о тех сложных и необычайно важных процессах, которые предшествуют рождению ребенка. По ходу урока ребята самостоятельно составляют "кодекс" здорового образа жизни будущих родителей и приходят к пониманию того, что каждый делает свою жизнь сам и каждый в ответе за собственное счастье....
20 11 2025 16:30:30
В данной работе рассмотрена роль межпредметных связей в обучении биологии.
...
19 11 2025 7:47:37
Многие современные мыслители и политики считают нашу эпоху постиндустриальной, а нашу цивилизацию – информационной. В этих условиях возникает необходимость формирования информационно культурной личности. Поэтому учитель обязан использовать средства информатизации и информационные технологии в обучении, воспитании и развитии учащихся. С этой целью я активно применяю ИКТ в своей работе. Я представляю урок по теме "Биосинтез белка" в 9-м классе как пример моего опыта по использованию ИКТ на уроках биологии....
18 11 2025 5:13:34
С помощью контекстных задач можно наглядно показать, где и как применяются знания предмета, обратить внимание на моменты нашей жизни, которые часто остаются незамеченными. Такие задачи учат сосредотачиваться на необходимом, принимать к сведению побочные и поучительные факты....
17 11 2025 0:10:19
Цель урока: формировать у учащихся знания о цветке как органе семенного размножения покрытосеменных растений; изучить особенность строения и многообразие цветков; сформировать понятия «обое- и однополые цветки», «одно- и двудомные растения»; развить пpaктические навыки по распознаванию цветков различных растений; воспитывать любовь и бережное отношение к природе, цветущим растениям....
16 11 2025 6:57:21
В настоящее время осознана необходимость охраны биосферы в интересах существования человечества. Цель программы «Человек и биосфера» — прогнозирование последствий сегодняшних методов хозяйственной деятельности человека для будущего, охрана биосферы и разработка рекомендаций по ее рациональному использованию....
15 11 2025 1:13:42
Урок-модуль, на котором изучаются взаимоотношения между живыми организмами, выясняется, каким образом обеспечивается биологическое разнообразие и равновесие в экологической системе. На уроке создаются условия для повторения ранее изученной информации, а также продолжается подготовка обучающихся к ЕГЭ по биологии....
14 11 2025 11:40:49
Информация урока расширяет представление учащихся о многообразии живых организмов. Знакомит с особенностями строения и жизнедеятельности лишайников в доступной форме. На уроке продолжается совершенствование навыков работы с информацией учебника, природными объектами. Большое внимание уделяется изучению природы Псковского края....
13 11 2025 19:43:11
На уроке в 5-м классе пойдет речь о большой тайне природы, которую человек все же сумел увидеть своими глазами. Пятиклассники – народ очень любопытный, поэтому даже сложные биологические термины могут воспринимать легко, особенно если это преподнести как игру, театр....
12 11 2025 21:16:32
Влияние на организм окружающей среды чрезвычайно многообразно. На него прежде всего действуют материальные факторы природной среды, которые условно делят на химические, физические (абиогенные) и биологические (биогенные)....
11 11 2025 4:22:42
Урок с ЭОР, размещенных на сайте единой коллекции цифровых образовательных ресурсов http://school-collection.edu.ru. Приводится примерная схема составления технологической карты урока на основе электронно-образовательных ресурсов....
10 11 2025 9:52:54
Представлен урок биологии, на котором основная роль отводится использованию ИКТ в форме презентаций при изучении темы и в ходе закрепления знаний учащихся. Раскрывается значение зрения, строение и функция глаза. Дается понятие зрительного анализатора. Учащиеся выполняют тестовое задание....
09 11 2025 3:28:32
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....
08 11 2025 19:10:37
Урок биологии с учетом требований компетентностного подхода развивает познавательные, регулятивные, коммуникативные универсальные учебные действия. Учащиеся самостоятельно работают с источниками информации, выполняют лабораторную работу. Используются проблемный метод, рефлексивный, создается ситуация успеха....
07 11 2025 9:37:12
А.С. Макаренко писал: "Игры - важнейшие и главнейшие педагогические дела, в очень значительной степени определяющие успех педагогической работы". Я голосую за это двумя руками. Я очень люблю придумывать игры для ребят и играть с ними. А дети разве не любят? Их не приходится подталкивать, им хочется проявлять себя. Игры я обычно провожу в конце изучения темы, как обобщение и закрепление изученного материала.
...
06 11 2025 20:43:58
Важным аспектом данного урока является выход за рамки узкопредметного восприятия изучаемого материала. Организация и проведение игры "Предприимчивость" направлена на развитие функции самореализации личности, на рост мотивации и познавательного интереса, а также на включение учащихся в самостоятельную деятельность. Созданные в игре реальные жизненные ситуации требуют разрешения с учетом экономических интересов и потребностей общества и экологической этики учащихся....
05 11 2025 19:52:10
Инстинкты — это сложная совокупность безусловных рефлексов, являющихся одной из форм приспособления животных к условиям жизни. Инстинкты хаpaктеризуются стереотипностью действий, для которых толчком служат внешние раздражения....
04 11 2025 7:15:39
Урок знакомит учащихся с обменом и значением белков, жиров и углеводов. Сопровождается презентацией....
03 11 2025 1:52:14
Обобщение знаний по теме «Класс Птицы» проводится всегда интересно, ярко, красочно. Урок проводится в форме путешествия по материкам. Использование при проведении этого урока метода информационных листов сделает его еще и результативным, т.к. поможет систематизировать уже имеющиеся знания....
02 11 2025 3:41:11
Урок систематизирует знания, полученные при изучении темы, повторяет термины, значение сердца, данные кардиологии, влияние вредных веществ на сердечно-сосудистую систему; закрепляет: умение и навыки работы с микроскопом, умение подсчитывать пульс, оказать первую медицинскую помощь при различных видах кровотечения.
...
01 11 2025 13:24:17
На уроке учащиеся проводят эксперименты, доказывающие, какие условия необходимы для фотосинтеза, из каких веществ образуются органические вещества и какие вещества выделяются и поглощаются.
...
31 10 2025 0:37:55
Представители класса Коралловые полипы – это беспозвоночные организмы, населяющие глубины морей. В основном, колониальные организмы, иногда одиночные, полиповидной формы....
30 10 2025 3:55:10
С помощью контекстных задач можно наглядно показать, где и как применяются знания предмета, обратить внимание на моменты нашей жизни, которые часто остаются незамеченными. Такие задачи учат сосредотачиваться на необходимом, принимать к сведению побочные и поучительные факты....
29 10 2025 14:12:49
Викторина направлена на воспитание патриотизма и любви к своему краю....
28 10 2025 13:18:38
Внеклассное мероприятие "Путешествие по экологической тропе" проводится между классами одной параллели (6-х классов). Комaнды придумывают название, эмблему, девиз. Каждый класс выбирает комaнду из 5 человек. Комaнда, ответив на загадки и шуточные вопросы, получает маршрутный лист и начинает своё путешествие по экологической тропе. Ребята проходят этапы, на которых выполняют определённые задания. Консультанты (старшеклассники) проверяют задания и выставляют баллы в маршрутный лист. Затем члeны жюри подводят общий итог. В это время с болельщиками проводится викторина, и ребята, отвечая на вопросы, заpaбатывают дополнительные баллы своей комaнде.
...
27 10 2025 22:59:44
Цель урока - напомнить учащимся сущность гомеостаза как необходимого условия существования биологических систем; формировать знания о взаимосвязи пластического и энергетического обменов, которые обеспечивают единство метаболизма; углубить знания о роли ферментов в метаболизме....
26 10 2025 3:29:56
Учащиеся знакомятся с классификацией мхов, изучают особенности строения кукушкиного льна; закрепляют знания проведением лабораторной работы....
25 10 2025 8:56:11
Методическая разработка урока предназначена для использования при изучении курса «Биология-8. Человек» в рамках любого УМК. Урок проводится в форме научно-пpaктической конференции. Учащиеся в ходе пpaктической работы закрепляют и расширяют знания о зрительном анализаторе и его гигиене. На уроке используются инструктивно-информационные карты, мультимедийная презентация....
24 10 2025 4:31:50
Урок представлен групповым проектом. Каждая группа работает над определённой проблемой, выдвигает гипотезу и в ходе работы подтверждает или опровергает её. Группа «Историки» освещает историю переливания крови; группа «Медики» рассказывает о групповых факторах крови; группа «Генетики» решает пpaктические задачи; группа «Социологи» рассказывает о результатах анкетирования; группа «Служба крови» освещает проблемы донорства....
23 10 2025 21:12:15
В современных условиях, когда происходит разностороннее воздействие общества на природную среду, все большее значение приобретает экологическое воспитание подрастающего поколения. Бережное отношение человека к природе складывается постепенно, под влиянием окружающей действительности, и особое влияние на это оказывает школа. Именно в школе закладываются основы экологической культуры....
22 10 2025 10:35:57
На уроке изучаются химические элементы, органические и неорганические вещества в единстве их функций и физико-химических свойств и таким образом учащиеся получают доказательства единства живой и неживой природы, родства живых организмов друг с другом и взаимосвязи организмов с окружающей средой на молекулярном уровне жизни....
21 10 2025 6:39:38
Одновременно повторяются знания о строении ЦНС человека и функциях отделов головного мозга, изученные в курсе «Биология–8. Человек». Применяется мозговой штурм. В ходе критического анализа идей формулируется вывод: эволюция человека шла в направлении цефализации, в результате действия биологических, социальных факторов и отбора сформировалась уникальная структура головного мозга....
20 10 2025 15:14:32
Приспособления растений и животных, связанные с изменением внешних условий, имеют разную форму и проявления: у млекопитающих отрастает густой подшерсток, перелетные птицы меняют среду обитания, другие птицы покрываются пухом, являющийся плохим проводником тепла и пpeдoxpaняющий зимой от переохлаждения....
19 10 2025 20:59:57
Урок разработан с применением технологии развития критического мышления. Когда ребенок появляется на свет, все первым делом интересуются, сколько он весит. Но в первые минуты для врача важны другие параметры, позволяющие судить, здоров ли ребенок. Вот для такой быстрой оценки и применяют шкалу Апгар, названную так по имени её автора Виржинии Апгар. В чём причина наследственных заболеваний человека? Почему в некоторых семьях рождаются больные дети? Как помочь ребёнку родиться здоровым?
...
18 10 2025 4:49:50
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 ::
