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:
Данная тема очень важная и необходимая для понимания обучающихся, так как плод является конечным этапом развития цветка. Основная его функция защита и распространение семян, заключенных в нем. Плоды чрезвычайно разнообразны и обучающиеся должны уметь различать типы плодов, основываясь на знаниях их разнообразных признаков. Ценить и знать их значение в жизни человека (ценные продукты питания, лекарственные и красящие вещества и др.)....
28 12 2025 5:26:34
Учащимся предлагается в игровой форме познакомиться не только с видами памяти, но и с приемами ее тренировки. Материал урока можно использовать и во внеурочной деятельности, например, проводя внеклассное мероприятие «Твои возможности, человек»....
27 12 2025 12:41:16
Урок биологии в 8-м классе "Зрительный анализатор" показывает, как можно организовать работу на уроке с учётом психофизиологических особенностей, а именно с учётом доминирования мозга - левополушарные, правополушарные, равнополушарные....
26 12 2025 1:46:43
Как научить биологии? Вызвать к ней интерес. Для этого, по-моему, учитель должен руководствоваться принципом: если можно сделать, то почему не сделать? Проведение экспериментов, реализация проектов, взаимосвязь урочной и внеурочной деятельности, демонстрация пpaктической значимости предмета, - вот основные методы достижения данной цели....
25 12 2025 12:32:36
Урок направлен на актуализацию представлений учащихся о воздействии температуры окружающей (внешней) среды на организм человека и его здоровье, помогает формировать позитивное отношение к различным способам снижения рисков, связанных с нeблагоприятными воздействиями температуры окружающей (внешней) среды на организм человека и его здоровье. На уроке имеется возможность обучить основным приемам воздушного закаливания в целях укрепления своего здоровья....
24 12 2025 18:51:55
Методическая разработка является уроком-игрой, на котором решается проблемный вопрос о грибе, который не похож на другие. Приводится вариант игрового материала о грибах из дополнительной литературы. Все сообщения детей о грибах сопровождаются показом рисунков на компьютере....
23 12 2025 20:44:32
В ходе урока раскрываются особенности воздушного питания растений как основы их жизнедеятельности; показывается космическая роль растений в формировании атмосферы Земли; формируется понятие «фотосинтез».
...
22 12 2025 15:30:38
Урок биологии в коррекционной школе-интернате VIII-го вида. Методы, используемые на уроке, развивают познавательную деятельность учащихся в работе с наглядным материалом: комнатными растениями, презентацией. Прививается любовь к природе, малой родине, России....
21 12 2025 3:58:12
В тяжелых случаях ложной беременности у собак диагностируют хромоту, скованность при движении. У животного проявляются признаки токсикоза и отказ от еды....
20 12 2025 2:24:59
Данная разработка предназначена для учащихся 8-го класса. При прохождении темы "Органы чувств" более интересным и привлекательным вариантом является компьютерный. Разработка включает вводную часть, где учитель знакомит с общим понятием "анализатор", предполагает активное включение учащихся в работу по изучению данной темы, презентацию учащихся по теме "Зрительный анализатор", а также различные варианты контроля. ...
19 12 2025 22:37:10
Урок призван, используя технологию развития критического мышления через чтение и письмо (методические стадии: вызов, осмысление, рефлексия), сформировать у учащихся знания о среде обитания, особенностях строения водорослей как представителей древних растений....
18 12 2025 21:29:32
Предлагается четыре варианта задач по генетике. В каждом варианте три задачи по моногибридному скрещиванию, дигибридному скрещиванию и скрещиванию, сцепленному с полом.
...
17 12 2025 19:48:35
Мастерская - нетрадиционная форма организации личностно-ориентированного образовательного процесса, которая предполагает самостоятельную поисковую, исследовательскую, творческую деятельность учащихся по построению собственных знаний и личностных смыслов, собственной картины мира и ценностного отношения к нему. Предложенная мастерская соответствует учебной теме "Строение животной клетки". Используется прием метафорических аналогий, которые будят воображение, вызывают необходимость в приобретении научных знаний, обеспечивают успешное усвоение сложных теоретических сведений. ...
16 12 2025 0:58:54
На уроке содержание обучения представляется в информационных блоках, усвоение которых осуществляется в соответствии с целью. Каждый ученик получает от учителя советы в письменной форме, как рациональнее действовать, где найти нужный учебный материал и т.д....
15 12 2025 5:13:17
В ходе урока учащиеся применяют полученные знания о модификационной изменчивости на пpaктике, проводят мониторинг первоцвета - весеннего горицвета, с использованием различных методик, в полевых условиях. На уроке воспитываются патриотические чувства, активная жизненная позиция, осуществляется природоохранная деятельность, реализуются творческие способности. Учащиеся самостоятельно приобретают знания, работают с научной литературой, мультимедийными источниками информации, различные сведения об адонисе узнают из Интернета, учатся понимать и ценить красоту, богатство природы....
14 12 2025 17:13:51
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....
13 12 2025 8:17:52
Чтобы ребенок мог почувствовать, понять, принять идею неразрывной связи человека и природы, важно затронуть его душу, обогатить его ум. Используя эмоциональную отзывчивость, любознательность, единство знаний и переживаний, склонность детей к воображению, фантазии, можно получить отклик детей на понимание ими экологических проблем - это их творческие работы: экологические сказки. Экологические сказки служат источником формирования элементарных экологических понятий....
12 12 2025 22:49:28
Интегрированный урок биологии и химии с ИКТ. Цель урока: обобщение знаний учащихся о свойствах спиртов и их влиянии на организм человека, провести исследования для выявления причин токсичности этилового спирта; расширить знания учащихся по теме «Спирты», ядовитых свойствах этанола и отрицательном воздействии на организм человека....
11 12 2025 0:41:44
Формирование ключевых компетенций у учащихся осуществляется через опыт
самостоятельности и личной ответственности. Такой подход объясняется тем, что
школьное биологическое образование должно стать востребованным и в "послешкольной
жизни" учащихся, ответить на пpaктические вопросы подростка о повседневной бытовой
стороне биологических явлений, удовлетворить естественный интерес к самому себе и
окружающему миру....
10 12 2025 19:18:37
Модернизация системы образования предусматривает переход на профильное обучение. Для того чтобы учащиеся при переходе в профильные классы чувствовали себя комфортно, не считали свой выбор ошибочным, необходима предпрофильная подготовка. Введение курса " Познай себя" обусловлено тем, что учащимся 9-х классов необходимо определиться в выборе профиля обучения, проверить свои возможности в изучении предмета биологии в профильной школе, а также немаловажно для детей приобретение необходимых пpaктических умений при работе с микроскопом, лабораторным оборудованием и т.д.
...
09 12 2025 19:49:10
Внеклассное мероприятие для обучающихся 3–6-х классов — аналог телевизионной передачи "Своя игра". Все вопросы по растительному и животному миру родного края представлены в виде загадок. Игра дает возможность каждому ученику проявить своей интеллект и способности....
08 12 2025 0:52:17
В современном постоянно меняющемся, динамическом мире на первый план выходит не просто обучение учащегося предметным знаниям, умениям, навыкам, а личность учащегося как будущего активного деятеля. Важную роль в формировании необходимых ЗУН, а также качеств личности учащегося играет ИКТ. Одной из основных задач школьного курса биологии выступает формирование у учащегося умения работать с информацией....
07 12 2025 5:31:15
В статье представлены материалы, содержащие комментарии некоторых литературных произведений великого русского поэта А.С.Пушкина, где есть значимые ссылки на его родословную, подтверждающие интерес самого поэта к этой теме. Кроме того, рассмотрены принципы составления родословных, даны основные термины, особенности генетического анализа родословной А.С. Пушкина. ...
06 12 2025 9:22:30
Цели урока: выяснить, какие законы в РФ регламентируют охрану животного мира; дать понятие о мониторинге и о методах его осуществления.
...
05 12 2025 14:59:21
Урок направлен на расширение знаний о экологической и потребительской грамотности современного человека. Данный урок позволит учащимся не только научиться получать полную информацию о товаре, но и будет способствовать развитию умения работать с информацией, представленной в виде символов, находить правильное объяснение символам....
04 12 2025 9:39:45
Торможением условных рефлексов называются процессы, которые приводят к ослаблению или прекращению возбуждений. Это явление противоположно возбуждению....
03 12 2025 3:45:39
Цель урока – закрепить знания учащихся о многообразии цветковых растений на Земле, об отличительных признаках растений различных классов....
02 12 2025 23:22:47
На уроке учащиеся знакомятся с особенностями строения, разнообразием и функциями мышц. Использование ИКТ делает урок современным и содержательным. Используются элементы технологии критического мышления, проблемный метод. Материал мотивирует учащихся на здоровый образ жизни....
01 12 2025 23:32:43
Размножение — способность организмов оставлять потомство со сходным строением. Выделяют 2 главных способа размножения — бесполое и пoлoвoе....
30 11 2025 18:39:19
Использованная на уроке комбинированная форма опроса учащихся позволит не только проверить и закрепить знания учащихся по теме, но и подготовить их к различной форме проведения вступительных экзаменов в вуз.
...
29 11 2025 7:45:57
На уроке вместе с учащимися выясняем, что является источником энергии для всех живых организмов? В результате каких процессов осуществляется образование энергии и ее аккумулирование в клетках? Сколько этапов выделяют в этом процессе? По каким законам термодинамики осуществляется превращение энергии? В заключение урока - решение авторских задач на тему "Энергетический обмен".
...
28 11 2025 13:22:13
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....
27 11 2025 8:12:54
Урока с презентацией по курсу «Человек и его здоровье» по программе В.В. Пасечника включает разноуровневые задания для учащихся, применимые как в ходе изучения нового материала, так и для его закрепления....
26 11 2025 20:22:13
Представляемый элективный курс - пример того, как такая наука, как психология, может быть привлечена для непосредственной пpaктической помощи человеку, решающему свои повседневные, порой очень трудные жизненные задачи. Динамизм эпохи и новая структура общества привели к тому, что у современного человека "список проблем" становится все длиннее: гиподинамия, избыток информации, недостаток эмоциональных контактов, большой процент суицида среди молодежи, алкоголизм, наркомания, психические заболевания и т.д. Содержание курса позволяет учителю выбрать различные методы проведения занятий: от лекционных и пpaктических до самостоятельной подготовки учащимися....
25 11 2025 0:46:11
Использование информационно-коммуникативных технологий в современном обществе приводит к изменению приоритетов важности отдельных технологических умений. Такое изменение приоритетов, приводящее к отмеченному выше изменению понятия грамотности, сказывается и на изменении содержания образования. Использование информационных технологий может обеспечить существенную экономию учебного времени....
24 11 2025 8:27:49
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. ...
23 11 2025 11:23:30
Курс формирует у учащихся знания о живой природе, ее отличительных признаках – уровневой организации и эволюции, поэтому программа включает сведения об общих биологических закономерностях, проявляющихся на разных уровнях живой природы....
22 11 2025 0:48:37
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.
...
21 11 2025 6:45:14
На уроке систематизируются полученные ранее знания о способах размножения; дается представление о клонировании и полиэмбрионии как способах бесполого размножения; раскрывается биологическая роль бесполого и пoлoвoго типов размножения....
20 11 2025 16:46:35
Урок по зоологии проводится по принципу телевизионной игры "Счастливый случай". На ней учащиеся должны показать свои знания о земноводных. Игра состоит из четырех гeймов, в ней участвуют 2 комaнды....
19 11 2025 10:31:21
Статья о развитии коммуникативных умений с использованием опopного конспекта на уроках биологии в школе закрытого типа. Реализация цели формирования коммуникативной компетенции предполагает развитие речевой деятельности во всех ее видах....
18 11 2025 4:32:12
Усики и колючки — надземные видоизменения стeбля. Они располагаются в пазухах листьев либо на листовом узле супротивно листу....
17 11 2025 14:31:48
Цель урока: познакомить учащихся с особенностями строения и жизнедеятельности прокариотических клеток. В сравнительном плане создать представления о двух уровнях клеточной организации: прокариотическом и эукариотическом. Продолжить выработку навыков самостоятельной и исследовательской работ, применение информационных технологий.
...
16 11 2025 6:42:57
Урок является обобщением и систематизацией знаний о четырёх царствах живой природы. Ученики работают в группах, самостоятельно ставят опыты, эксперименты, проводят наблюдения, обобщают накопленные знания по разделу. Цель урока: обобщить и систематизировать знания о представителях четырех царств живой природы: бактериях, грибах, растениях, животных....
15 11 2025 18:49:59
Урок позволяет расширить знания учащихся о строении и функциях нервной системы; сформировать знания об особенностях внешнего и внутреннего строения спинного мозга и о его функциях....
14 11 2025 20:30:43
Для принятия учащимися замысла урока используется систематизация учебного материала, которая выстраивает необходимость принятия нового материала, проводится эвристическая беседа. Учащиеся определяют тему урока, свой уровень знаний, цель урока и этапы ее достижения.
...
13 11 2025 2:29:56
С помощью проблемных вопросов и задач учащиеся самостоятельно находят ответы на вопросы о сути процесса фотосинтеза и его значении. Опыты Ван Гельмонта, Д. Пристли и высказывания Тимирязева позволяют учащимся лучше понять, что такое воздушное питание растений....
12 11 2025 15:32:54
На уроке необходимо сравнить строение растительной и животной клетки и доказать, что клетка является основной элементарной единицей живого. ...
11 11 2025 22:56:29
Специфика урока в том, что у учащихся в ходе изучения темы должны сформироваться представления о единстве всего живого и неживого на нашей планете. Эти представления в дальнейшем помогут им понять то, что наша планета - это наш «дом» и другого у нас не будет....
10 11 2025 15:34:54
Конспект урока разработан в рамках образовательной системы «Школа 2100» А.А. Леонтьева. Урок направлен на формирование логического мышления учащихся на основе развития умений сравнивать, анализировать различные биологические объекты и на основе этих действий составлять хаpaктеристику изучаемого типа животных....
09 11 2025 20:33:26
Еще:
Биология, химия -1 :: Биология, химия -2 :: Биология, химия -3 :: Биология, химия -4 :: Биология, химия -5 :: Биология, химия -6 :: Биология, химия -7 :: Биология, химия -8 :: Биология, химия -9 :: Биология, химия -10 :: Биология, химия -11 :: Биология, химия -12 :: Биология, химия -13 :: Биология, химия -14 :: Биология, химия -15 :: Биология, химия -16 :: Биология, химия -17 ::
Урок изучения нового материала в 11-м классе по общей биологии по теме "Основные этапы (стадии) эволюции человека — антропогенеза"
Значение животных в природе и жизни человека