Урок-лекция по теме "Биотехнология". 11-й класс
Цели: рассмотреть особенности селекции микроорганизмов и их использования в хозяйственной деятельности человека; сформировать у учащихся знания о биотехнологии, ее основных направлениях – генной, хромосомной и клеточной инженерии; рассмотреть этические аспекты исследований в биотехнологии.
Оборудование: таблица “Бактерии”, “Плесневые грибы”, портрет А. Левенгука.
Ход урока
Микроб, этот гадкий утенок первых лет эпидемиологии,
благодаря успехам науки и техники, достижениям человеческого гения,
превратился в прекрасного лебедя генетической инженерии современной
биотехнологии и индустрии живых клеток.
Б.Я. Нейман
План.
1. Хаpaктеристика микроорганизмов.
2. Использование микроорганизмов с древних до наших времен.
3. Методы биотехнологии.
4. Этические аспекты некоторых исследований в биотехнологии.
1. Хаpaктеристика микроорганизмов.
Открыты в XVII веке А. Левенгуком.
1. Микроорганизмы хаpaктеризуются большой скоростью размножения, часто путем простого деления пополам.
Например: бактериальная клетка в благоприятных условиях делится пополам через каждые 20-25 минут.
2. Разнообразны по физиологическим и биохимическим свойствам, некоторые живут в условиях, не пригодных для жизни других.
Например: выдерживают высокий уровень радиации, высокие (75–105°С) и низкие (-80°С) температуры, концентрацию хлорида натрия до 30%, отсутствие кислорода (анаэробы).
3. Очень продуктивны.
Например: 1 корова массой 500 кг выpaбатывает в сутки 0,5 кг белка.
500 кг растений – 5 кг белка.
500 кг дрожжей – 50 т белка (а это масса 10 слонов!)
! При определенных условиях микробная клетка способна за равное время продуцировать в 100 000 раз больше белка, чем животная клетка. При этом использует дешевые вещества (крахмальные растворы, сточные воды).
4. Чрезвычайная приспособляемость, т.е. их можно быстро и легко селекционировать.
Например: чтобы получить новый сорт хлебного злака, необходимы десятилетия или даже столетия, а у кистевидной плесени всего за 30 лет удалось в 1000 раз повысить продуктивность.
5. Микроорганизмы повсеместно распространены в природе, играют важную роль в круговороте веществ (благодаря большому разнообразию микроорганизмы бывают автотрофами, хемоавтотрофами и гетеротрофами, в трофических цепях часто являются редуцентами).
II. Использование микроорганизмов.
Некоторые биотехнологические процессы с древних времен использовались в хлебопечении, в приготовлении вина и пива, уксуса, сыра, при различных способах переработки кожи, растительных волокон. Современная биотехнология основана главным образом на культивировании микроорганизмов (бактерий и микроскопических грибов), животных и растительных клеток.
|
Использование микроорганизмов. |
||||
| Пищевая промышленность. | Химическая промышленность. | Металлургия. | Сельское хозяйство. | Охрана природы |
| Хлебопечение, Виноделие, Сыроварение, получение молочно-кислых продуктов, уксуса, кормовых белков. |
Производство антибиотиков, витаминов, гормонов, аминокислот, синтетических вакцин, получение метана как топлива. | Выщелачивание некоторых металлов из бедных руд (медь, уран, золото, серебро). | Производство силоса и азотфиксаторов, биологическая защита растений. | Очистка сточных вод. Ликвидация разлива нефти. |
III. Биотехнология – производство необходимых человеку продуктов и материалов с помощью биологических объектов и процессов. (Появление термина “биотехнология” в 1970-х гг. связано с успехами молекулярной генетики.)
Методы биотехнологии:
1) Клеточная инженерия – метод получения новых клеток и тканей на искусственной питательной среде. В основе метода лежит высокая способность живых культур к регенерации.
1-ый метод – Культивирование. Метод основан на способности клеток растений и животных делиться при помещении их в питательную среду, где содержатся все необходимые для жизнедеятельности вещества. Клетки растений обладают свойством, которое позволяет им при определенных условиях сформировать полноценное растение.
Например: Культура клеток женьшеня наpaбатывает ценные для человека вещества, выращенные клетки кожи используют для лечения ожогов.
2-ой метод – Реконструкция (метод “in vitro”– в пробирке). Помещая клетки растений в определенные питательные среды, размножают редкие и ценные виды. Это позволяет создавать безвирусные культуры редких растений.
3-ий метод – Клонирование. Метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки позволяет получать генетической копии одного организма.
Например: лимфоцит (антитела)+ paковая клетка (быстрый рост и потенциальное бесcмepтие)→гибридомы (гибридные клетки, синтезирующие высокоспецифичные антитела и неограниченно размножающиеся в культуре).
2) Хромосомная инженерия
1-ый метод– Метод гаплоидов. Метод основан на выращивании гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом. Всего за 2–3 года получают полностью гомозиготные растения вместо 6–8 лет инбридинга.
2-ой метод-Метод полиплоидов. Получение полиплоидных растений в результате кратного увеличения хромосом
3-ий метод-замена некоторых хромосом в геноме одного организма на сестринские из генома другого организма этого же или близкого вида.
3) Генная инженерия – основана на выделении (или на искусственном синтезе) нужного вида из генома одного организма и введении его в геном другого организма, зачастую далекому по происхождению (впервые процесс был проведен в 1969 году).
| ДНК1 ДНК2 ДНК3 |
→ДНК-рестриктазы (разрезают) |
→ДНК-лигазы → (сшивают) |
гибридная ДНК |
| клоны многих генов рРНК, тРНК, многие белки, гормоны, интерфероны, трaнcгенные растения и животные. |
– “Вырезание” ферменты-рестриктазы (генетические ножницы),
– затем “вшивание” – ферменты-лигазы в плазмиду+ маркерные гены,
– введение плазмиды в клетку реципиента,
– отбор тех бактерий, в которых успешно работают внедренные гены.
Например: Излюбленный объект генных инженеров – кишечная палочка. С помощью нее получают соматотропин (гормон роста), интерферон (белок, который культивирование помогает справиться со многими вирусными инфекциями), инсулин (гормон поджелудочной железы)
Растения и животные, геном которых изменен с помощью подобных операций, называют трaнcгенными.
В 1983 в США, Бельгии и Германии впервые получены трaнcгенные растения.
Сейчас – 17 стран выращивают трaнcгенные растения, которые имеют необходимые для человека сроки созревания, их плоды обладают способностью к длительному хранению и не теряют товарный вид при трaнcпортировке. Уже получены трaнcгенные свиньи, овцы и кролики в геном которых были введены гены различного происхождения – вирусов, микроорганизмов, грибов, человека; получены трaнcгенные растения с генами животных, микроорганизмов, вирусов и искусственно созданными генами. Большая часть трaнcгенных культур выращивается в США.
Например: Китай – табак, рис, соя, томаты, быстрорастущие сорта, которые могут расти на засоленных почвах.
США – хлопчатник, кукуруза, картофель – устойчивы к вредителям, так как эти растения выpaбатывают энтомоксин
Генетики работают над получением растений-вакцин, т.е. растений содержащих готовые антитела на различные заболевания или вещества, препятствующие развитию болезни.
Например: картофель выpaбатывает антитела холеры (Россия). Красный помидор содержит в 3,5 раза больше ликонина (красный пигмент). Ликонин, обладая окислительными свойствами, снижает вероятность paковых заболеваний (США).
IV. Этические аспекты развития некоторых исследований в биотехнологии.
– Клонирование человека.
– Создание генетически модифицированных штаммов вирусов и бактерий.
Закрепление.
Беседа по вопросам:
1. Почему селекция микроорганизмов приобретает очень большое значение в
настоящее время?
2. Что такое биотехнология и каковы ее задачи?
3. Каким образом используются микроорганизмы в биотехнологии?
4. Почему некоторые биотехнологические исследования представляют опасность для
человечества?
Домашнее задание. Подготовиться к зачету.
Литература:
- Биология 10 класс: поурочные планы по учебнику Д.К. Беляева, П.М. Бородина, Н.Н. Воронцова. IIч./ авт.-сост. А.Ю Гаврилова – Волгоград: Учитель, 2006.
- Биология 10 класс: поурочные планы по учебникам В.К. Шумного, Г.М. Дымшица, А.О Рувинского, В.Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н.И. Сонина. Профильный уровень /авт.– сост. О.А. Ващенко – Волгоград: Учитель, 2009.
- Пепеляева О.А., Сунцова И.В. Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс. –М., ВАКО, 2006.
Комментарии:
Урок 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 12 2025 1:25:16
Учащиеся знакомятся со строением кожи и функциями кожи, волос и ногтей. Выpaбатываются навыки установления связи между строением и функциями кожи....
17 12 2025 12:15:52
Представители пресмыкающихся (более 4 тыс. видов) являются настоящими наземными позвоночными животными. В связи с появлением зародышевых оболочек они в своем развитии не связаны с водой....
16 12 2025 23:11:36
При всем многообразии современных технологий часто при объяснении нового материала учащиеся становятся созерцателями, довольно абстpaктно воспринимающими новую информацию. Ученики лепят из пластилина хромосомы, как мультипликаторы проходят по всем фазам митоза и приходят к выводу об идентичности генетического материала в дочерних клетках....
15 12 2025 20:13:49
Цели урока: развить знания учащихся о внутренней среде организма, охаpaктеризовать состав внутренней среды, показать ее роль в организме, значение ее постоянства....
14 12 2025 0:57:15
В работе представлен опыт работы по организации самостоятельной работы учащихся. Все этапы усвоения знаний, умений выполняются лично каждым школьником, его умственным трудом. Переход на такую систему работы привел к накоплению большого количества оценок, отказу от домашних заданий, повышению познавательной активности и работоспособности.
...
13 12 2025 10:46:19
Через реализацию данной программы обеспечивается пoлoвoе воспитание девочек-подростков. Пoлoвoе воспитание является трудной и сложной задачей, поскольку сочетает в себе элементы мopaльного, этического и гигиенического воспитания. Программа разработана с учетом физиологических и психологических особенностей развития подростков и возрастных особенностей восприятия знаний....
12 12 2025 18:48:14
При обучении биологии использование компьютера эффективно на уроках изучения нового материала, при отработке умений и навыков (обучающее тестирование), при проверке знаний учащихся, а также во время проведения биологического пpaктикума. В статье я представляю свой опыт использования ИТ на уроке биологии по теме "Вирусы"....
11 12 2025 23:36:27
Урок-экспедиция помогает активизировать познавательную деятельность учащихся. Учащиеся знакомятся с лекарственными растениями сообщества болота своей местности, их лечебными свойствами.
...
10 12 2025 6:33:20
Цель урока - расширить знания о науке биология путем различных игр. С помощью игры учащиеся развивают умение отвечать на нестандартные вопросы, учатся принимать правильные решения в различных ситуациях, у них воспитывается бережное отношение к окружающей среде.
...
09 12 2025 17:10:32
Представлен конспект урок по теме "Генетика человека. Наследование признаков, сцепленное с полом". Тема урока дает возможность учителю и ученикам расширить представление о наследственности и изменчивости организмов, и, как правило, вызывает интерес с точки зрения изучения влияния факторов на здоровье человека, на передачу наследственных свойств организма, расширяет знания учащихся о генетических заболеваниях. Дополнительный материал к уроку подразумевает межпредметную связь с историческими дисциплинами....
08 12 2025 3:38:49
Цель лабораторной работы – доказать, что в лепестках цветов растений нет белого пигмента, изучить свойства антоцианов и объяснить изменение цвета цветов, плодов растений....
07 12 2025 14:26:20
Урок является заключительным в теме «Генетика и селекция» в 10-м классе. На уроке раскрывается краткая история биотехнологии, сущность биотехнологических процессов, перспективы развития современной селекции, для закрепления знаний проводится компьютерная лабораторная работа....
06 12 2025 5:48:36
Игру-путешествие вместе с учителем биологии проводят учащиеся средних классов для учащихся пятых классов. Обычно - это шефы и их подшефные.
...
05 12 2025 11:48:18
Внеклассное интегрированное мероприятие «Вредным привычкам – нет!» (обществознание + биология) разработано для учащихся 8-х классов. Вечер проводится в форме ролевой игры – суда над пагубными привычками. В ходе мероприятия на конкретных примерах демонстрируется опасность употрeбления наркотических средств, алкоголя, табака, учащиеся информируются о непоправимых последствиях их использования; формируется негативное отношение детей к пагубным привычкам.
...
04 12 2025 20:13:37
Урок предназначен для учащихся 6-х классов. Для его подготовки были использованы элементы проектной технологии. Элементы игры, компьютерные презентации, составленные учащимися, позволяют учителю поддерживать высокий познавательный интерес учащихся на уроке....
03 12 2025 8:25:32
Голова пчелы имеет очень подвижное сочлeнение с гpyдью. Глаза сложные, большие. Наряду с ними у большинства перепончатокрылых есть простые глазки (у пчелы их три). На голове расположены различно устроенные усики....
02 12 2025 5:51:32
Статья посвящена вопросам применения технологии проблемного обучения на уроках биологии для повышения активизации познавательной деятельности учащихся; предлагается система различных методов и форм обучения, направленнуая на реализацию проблемно-поисковой деятельности учащихся.
...
01 12 2025 10:25:15
Применение компьютера в обучении позволяет управлять познавательной деятельностью школьников. В этом случае обучение строят в рамках личностно-ориентированной модели, учитывающей индивидуальные темпы усвоения знаний и умений, уровень сложности, интересы и пр.
Совместимость компьютерных технологий с традиционными средствами и формами обучения — один из важных методических принципов их применения. При планировании уроков необходимо найти оптимальное сочетание обучающих программ с другими (традиционными) средствами обучения.
Применение ИКТ на уроках требует и от педагога особой профессиональной подготовки....
30 11 2025 4:59:48
Занятие-путешествие проводится в «Зимнем саду», «Зооцентре», «Аквацентре» станции юных натуралистов №2, где созданы условия как для виртуального путешествия по Китаю, знакомства с его историей, традициями, изучения вклада Китая в мировую культуру, так и пpaктического общения с его живыми обитателями....
29 11 2025 7:42:27
Существует большое количество самых разнообразных программно-педагогических средств, но не все их можно использовать для сопровождения урока в компьютерном классе по различным причинам. У каждого учителя, исходя из его педагогического опыта, есть свое собственное видение урока, и в применение компьютерных технологий появляется возможность сделать его более наглядным, продуктивным и интересным. Выбор программной среды пал на Microsoft PowerPoint в силу широкого его распространения, быстроты освоения учителями-предметниками при достаточно больших возможностях анимации представляемого материала, импорта различных графических приложений, видео- и звуковых файлов.
...
28 11 2025 11:11:47
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....
27 11 2025 17:52:19
Цельурока: изучить механизм деления клеток с применением моделирования; сформировать понятие об универсальных способах деления клеток – митозе, мейозе; продолжить формирование познавательной активности учащихся, умение самостоятельно добывать знания, выделять главное, анализировать, сравнивать....
26 11 2025 3:54:40
Урок знакомит с фазами митоза и пониманием его биологического значения. У учащихся формируется умение последовательно выстраивать процессы митоза. Создаются условия для осмысления новой учебной информации и ее применения в учебных ситуациях, проверки уровня усвоения системы знаний и умений....
25 11 2025 15:54:18
Биологическая игра выполнена в программе Microsoft Power Point. Игра рассчитана на 40–45 минут (1 урок), состоит из 22 слайдов. Проводилась с учащимися разного возраста (6–11-е классы). Разделы игры: ученые, науки, праздники. Материалы разделов подбирались по содержанию учебных программ по биологии 6–11 классов. После задания следует слайд с ответами....
24 11 2025 15:56:37
В работе определяются свойства меда, его качества и разнообразие. Рецепты помогут человеку в выборе народных средств для борьбы с вирусными болезнями. Цель данной работы – изучить особенности меда в профилактике простудных и вирусных болезней....
23 11 2025 7:21:17
Семена цветковых растений разнообразны по форме и размерам: могут достигать нескольких десятков сантиметров (пальмы) и быть почти неразличимы (орхидные, заразиха). По форме — шаровидные, удлиненно-шаровидные, цилиндрические....
22 11 2025 6:57:34
В ходе реализации проекта учащиеся узнают правила работы разгадывания и способы составления и оформления кроссворда, учатся ориентироваться в учебном и дополнительном материале, правильно и точно формулировать вопросы, определять тип кроссворда, создавать его в печатном и электронном варианте.
...
21 11 2025 19:20:42
На данном уроке дети знакомятся с внешним и внутренним строением сердца человека....
20 11 2025 9:53:49
![]("/img/contest-medal-icon.png" "\"Лауреат\""){kind=icon}
Цель урока: узнать значения фразеологических оборотов с названиями культурных растений; уметь пользоваться фразеологическими оборотами с названиями культурных растений; познакомить с целебными свойствами растений....
19 11 2025 21:21:24
Урок посвящен процессам, происходящим в верхнем отделе пищеварения – ротовой полости, и важному разговору о гигиене ротовой полости, о здоровье и красоте....
18 11 2025 11:59:18
Цель урока: познакомить с процессом развития пoлoвых клеток....
17 11 2025 0:46:45
Представленный урок проводится в рамках курса "Биология. Бактерии. Грибы. Растения".
Тема урока :"Разнообразие растений"....
16 11 2025 7:37:33
Спецкурс предназначен для учащихся старших классов и опирается на знания, полученные ими при изучении дисциплин об организме человека. Цель: формирование у старшеклассников знаний по профилактике заболеваний, воспитание ответственного отношения к своему здоровью и окружающих....
15 11 2025 2:38:10
Предлагаемый элективный курс предназначен для учащихся 9-х классов. Элективный курс "Открывая занавес "раскрывает значимость биологических знаний, применения знаний в жизни, в технологии, в строительстве. Раскрывает широту возможностей и связей биологической науки с другими науками. В программе предусмотрены современные методы и технологии обучения - работа в группах, мозговой штурм, защита проектов, презентаций, работа с научной и справочной литературой, исследовательские и творческие работы учащихся....
14 11 2025 17:49:55
Учащиеся формируют знания об особенностях строения и жизнедеятельности водорослей, роли в природе и жизни человека. Развивают умения анализировать и систематизировать информацию;
формируют эмоциональное отношение к водорослям....
13 11 2025 4:52:22
Урок "Удивительное царство - грибы" проводится с целью ознакомления с многообразием грибов, их пpaктическим значением в различных областях народного хозяйства, в жизни человека и природе в целом. Урок проходит в форме конференции, на которой выступают люди разных профессий....
12 11 2025 0:55:36
Урок с презентацией по курсу биологии для 6-го класса по программе Н.И. Сонина поможет учителю раскрыть сущность обмена веществ и превращения энергии в живых организмах. Компьютерная презентация с настроенной анимацией позволяет обучающимся раскрыть особенности процессов, составляющих обмен веществ у растений и животных, и выявить значение обмена веществ и энергии для жизни на Земле....
11 11 2025 9:36:29
Более подробное изложение материала о науке систематике позволяет понять ее значение для эволюции органического мира. Знакомство с биографией К. Линнея раскрывает перед учащимся его жизнь, упорство в поставленной цели и заслуги перед наукой....
10 11 2025 15:43:26
Обобщающий урок по биология в 8-м классе с количеством учащихся - 6 человек. Цель урока: расширить знания учащихся о свойствах анализаторов, об их взаимодействии и взаимозаменяемости; показать роль нервной системы в приспособлении организма человека к условиям среды и способности реагировать на их изменения; обобщить знания об органах чувств.
...
09 11 2025 23:22:13
Один из вариантов авторской методики проведения уроков биологии в условиях мобильного компьютерного класса с использованием мультимедийного образовательного комплекса и большого количества цифровых образовательных ресурсов, а также проверка знаний учащихся с помощью программы компьютерного тестирования MyTest....
08 11 2025 15:19:44
Урок посвящен многообразию земноводных, способствует систематизации и обобщению знаний по теме. В целях повышения мотивации применяются здоровьесберегающие, ИКТ-технологии, технологии сотрудничества и проектной деятельности....
07 11 2025 18:56:13
Урок по программе В.Б. Захарова, Н.И. Сонина, Е.Т. Захаровой «Биология. Многообразие живых организмов. 7-й класс» с применением технологии модульного обучения. Цель работы – показать, что модули позволяют перевести обучение на субъект-субъектную основу, индивидуализировать работу с отдельными учащимися....
06 11 2025 7:49:17
Cистемный подход к формированию ОУУН создаёт условия для формирования у учащихся пpaктических навыков осуществления учебной деятельности, что, в свою очередь, обеспечит приобретение ими всесторонних и прочных знаний. Подбираю формы учебной работы для каждого ученика, как для осуществления ситуации учебного успеха, так и для целенаправленного создания ситуаций учебных затруднений. Использую эти развивающие приемы при помощи различных заданий, которые описаны в методическом пособии "Сто приемов для учебного успеха ученика на уроках биологии" Н.Л. Галеева. Для того, чтобы повысить уровень преподаваемой темы, были использованы наглядные учебно-методические пособия, созданные мною при помощи ИКТ. Это позволяет оптимально использовать наглядный материал, улучшает восприятие учебного материала и повышает интерес к изучению темы....
05 11 2025 19:30:48
Урок направлен на закрепление знаний о paкообразных и паукообразных животных, изучение многообразия, особенностей строения, процессов жизнедеятельности и образа жизни насекомых....
04 11 2025 23:56:28
Материал урока знакомит учащихся с растениями и животными, используемыми в символике г. Абакана и республики Хакасия. Во время проведения игры ребята разгадывают кроссворды, загадывают загадки, рассказывают стихи хакасских поэтов о красоте родного края. Данный урок-игру можно провести как внеклассное мероприятие....
03 11 2025 0:36:31
![]("/img/contest-cup-icon.png" "\"Победитель\""){kind=icon}
Внеклассное мероприятие расширяет знания биологии, стимулирует для дальнейшего поиска информации, развития интереса к науке....
02 11 2025 11:46:47
Деятельность учителя стимулирует познавательную активность школьников, учитывает возрастные и физиологические особенности учащихся. Урок содержит материал для свободной беседы и поисковой работы с дополнительными источниками информации. В урок включены межпредметные связи, позволяющие на уроке биологии осознанно сделать выводы о физиологических функциях человеческого организма. Каждый урок должен быть интересен....
01 11 2025 15:10:43
По своей структуре – это обобщающий, проблемно-развивающий урок. Проводится в нетрадиционной форме – предоставление отчета о проделанной работе в ходе экспедиции. Урок построен на материале ранее изученном и вся работа организуется с опорой на уже полученные знания. Содержание урока активизирует внимание, способствует выдвижению проблем и нахождению путей доказательств и формулировке выводов....
31 10 2025 12:55:17
Цели урока – изучить основные направления и пути эволюционного процесса, соотношение направлений эволюции, ее необратимость....
30 10 2025 17:25:50
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 ::
Урок изучения нового материала в 11-м классе по общей биологии по теме "Основные этапы (стадии) эволюции человека — антропогенеза"