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:
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....
23 12 2025 22:28:36
В настоящее время, когда учащиеся имеют доступ к сети Интернет, владеют широким спектром информации, возрастает потребность у учителя искать новые формы и методы преподавания своего предмета. Для достижения этого используются различные способы, одним из которых является занимательность. Реализовать его помогает использование современных компьютерных технологий.
...
22 12 2025 13:25:38
Урок призван дать понятие учащимся об осанке как правильном положении тела, способах предупреждения искривления позвоночника, сформировать понятие «плоскостопие», рассказать о способах предупреждения и лечения плоскостопия....
21 12 2025 16:37:51
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....
20 12 2025 16:45:56
Урок позволяет раскрыть особенности строения и образа жизни птиц разных экологических групп.
...
19 12 2025 2:27:30
Урок проводится в 8-м классе, как обобщение темы «Кровь». На уроке закрепляются и повторяются знания терминологии и понятий по теме, учащиеся выполняют лабораторную работу....
18 12 2025 3:26:14
Интегрированный урок биологии и физики. Урок включает в себя демонстрацию сложных приборов (осциллограф, электроскопы, электрофорная машина, проводник) и опытов с натуральными объектами (лягушка). Содержание теоретической информации содержит исторические факты, связанные с открытием электрических явлений, и роль в этом биологических объектов, роль ученых-биологов в открытии и исследовании электричества.
...
17 12 2025 12:44:26
Урок способствует развитию мышления, умение применять знания на пpaктике, рассуждать и делать выводы, отвечать на поставленные вопросы. Впервые на уроке природоведения использовалась микролаборатория, что развивает умение работать с биологическими приборами, что в дальнейшем облегчает работу в последующих классах.
...
16 12 2025 8:20:29
Проведение внеклассного обучающего мероприятия по оказанию первой помощи в чрезвычайных ситуациях в игровой форме способствует легкому и непринужденному усвоению материала, а также закреплению полученных знаний в ходе пpaктической части обучающей игры. Мероприятие рекомендовано для проведения в 7-8-х классах....
15 12 2025 18:54:49
Данную разработку урока рекомендуется использовать при изучении биологии в 5-м классе с применением любого УМК. Основной мыслью статьи является реализация системно-деятельностного подхода при изучении биологии. На уроке изучается: строение мхов; места обитания, их многообразие; значение мхов в природе и жизни человека....
14 12 2025 5:17:17
В морфологическом отношении простейшее равноценно клетке, но в физиологическом представляет собой целый самостоятельный организм....
13 12 2025 3:55:54
Тема урока дает возможность учителю и ученикам расширить представление о наследственности и изменчивости организмов, расширяет знания учащихся о генетических заболеваниях, о методах, используемых при диагностике различных патологических заболеваний, передаваемых по наследству, и их профилактике.
...
12 12 2025 1:57:56
Урок помогает сформировать у школьников убеждение в том, что процесс зародышевого развития осуществляется поэтапно и на основе вполне определенных биологических закономерностей....
11 12 2025 16:11:34
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....
10 12 2025 15:10:53
Чарльз Дарвин в книге «Происхождение человека и пoлoвoй отбор» привел доказательства происхождения человека от обезьяноподобных предков, путем последовательных изменений в результате отбора....
09 12 2025 13:34:51
В основе урока лежит реализация принципов развивающего обучения. Урок изучения нового материала построен на основе самостоятельной деятельности учащихся при работе с учебно-тематическими картами. Материал можно использовать при проведении уроков соответствующей темы для учащихся 9-х и 11-х классов.
...
08 12 2025 7:59:10
Автор знакомит учащихся с гигиеническими правилами ухода за полостью рта, профилактикой зубных болезней, вредным влиянием алкоголя и никотина на пищеварение в ротовой полости. Умения применять полученные знания в собственной жизни....
07 12 2025 15:34:19
Известно, что познавательная активность обучающихся тем выше, чем сильнее их интерес к изучаемому предмету. Но как сформировать этот интерес? Один из подходов - это организация обучения, при которой ученик вовлекается в процесс самостоятельного поиска и открытия новых знаний, выполняя пpaктические и лабораторные работы, решая задачи проблемного хаpaктера, работая с дополнительным материалом.
...
06 12 2025 14:57:43
В нашей школе традиционно проходит предметная неделя биологии, в рамках которой проводятся внеклассные мероприятия и нестандартные формы уроков. Этот час веселых затей включает несколько чередующихся игр, которые проводятся в быстром темпе и позволяют проверить пpaктические и теоретические знания учащихся о растениях.
...
05 12 2025 1:38:26
Учащимся предлагается собрать материал, используя библиотеки и Интернет, о железодефицитной анемии и значении йода в жизни человека, работая в разноуровневых группах. Оформить его, используя компьютерные программы Microsoft Power Point, Microsoft Excel, Microsoft Word.
...
04 12 2025 21:24:33
Урок демонстрирует проблемный и исследовательский метод при проведении лабораторных работ по биологии. Исследовательский метод рассматривается как метод умозаключения фактов и информации, самостоятельно добываемых, наблюдаемых или воспроизводимых на опыте учащимися. Исследовательский метод дает общее представление о технике, этапах....
03 12 2025 3:58:31
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 12:46:29
Данная разработка предлагает проведение нестандартного урока с целью ознакомить учащихся с основными экологическими проблемами, показать зависимость всего живого от деятельности человека. На уроке использованы элементы театрализации, творческие отчеты групп, лабораторный пpaктикум.
...
01 12 2025 15:29:47
Урок учит детей не только основам рационального питания, и позволяет узнать отношение ребят к своему здоровью, обосновывает необходимость приема растительной и животной пищи, еще раз напоминает основные гигиенические правила....
30 11 2025 3:26:27
На уроке автор знакомит учащихся с изменениями во внутреннем строении птиц, связанными с полетом. Учит сравнивать между собой птиц и пресмыкающихся. На уроке используются групповые и индивидуальные методы работы, с помощью которых у учащихся формируются умения работать с различными источниками информации, вести монолог и диалог, слушать, анализировать и делать выводы....
29 11 2025 1:44:56
Урок, проведенный в форме путешествия, раскрывает особенности классов типа моллюски, систематизирует знания учащихся о многообразии моллюсков и об их значении в биоценозе....
28 11 2025 2:16:18
Массовый отбор основан на отборе по фенотипу. Индивидуальный базируется на выделении особей с известным генотипом, определенным по продуктивности потомства....
27 11 2025 20:38:12
Зубная щётка - одно из величайших изобретений человечества - это основная составляющая личной гигиены человека. Человек обязательно должен ухаживать ежедневно за полостью рта с помощью зубной щётки, ведь это не только здоровые зубы и дёсны, а это в целом это наше здоровье. Ухаживая за полостью рта с помощью зубной щётки, мы бережём своё здоровье. Презентацию можно использовать на уроке биологии в 8-м классе при прохождении темы "Пищеварительная система человека"....
26 11 2025 21:40:34
Одной из главных задач школы является развитие в процессе обучения самостоятельного творческого мышления учащихся. Курс школьной биологии представляет большие возможности для такого развития. Осознанное усвоение учащимися курса биологии невозможно без проведения специальной работы по целенаправленному развитию мышления. Цель данного урока: развитие в процессе обучения курса зоологии аналитического мышления учащихся....
25 11 2025 8:42:39
Задачи урока: систематизировать знания учащихся о строении и функциях пищеварительной системы; познакомить учащихся с процессами механической и химической обработки пищи в ротовой полости, роли ферментов в этих процессах, деятельностью слюнных желез, содействовать стремлению учащихся вести здоровый образ жизни....
24 11 2025 21:37:14
Основная цель урока – формирование представления о здоровом образе жизни на примере эмбрионального периода развития....
23 11 2025 11:12:13
Технология модульного обучения – одна из тех технологий, что обеспечивает развитие навыков самостоятельной работы учащихся на уроке. Данная технология в условиях сокращения учебного времени, отведенного на изучение биологии в 10–11-х классах, 1 час в неделю, позволяет получить учащимся глубокие и прочные знания....
22 11 2025 9:37:39
На уроке повторяется, обобщается, систематизируется материал по изучению явлений наследственности и изменчивости, раскрытию их сущности, познанию их законов на пpaктических примерах решения задач в программе биологии 10-го класса. ...
21 11 2025 11:41:26
![]("/img/contest-cup-icon.png" "\"Победитель\""){kind=icon}
Занятие посвящено изучению леса как растительного сообщества и биогеоценоза. В ходе занятия рассматривается понятие "ярус" леса и других компонентов лесного сообщества – грибов, лишайников, животных. Учащиеся знакомятся с видовым разнообразием лесов....
20 11 2025 18:16:49
Урок показывает учащимся, что покрытосеменные проявили свои возможности к эволюционному совершенству больше всего. На уроке формируется представление о пoлoвoм размножении у покрытосеменных, совершенствуются умения узнавать органы цветкового растения, продолжается формирование знаний о приспособленности растений к окружающей среде....
19 11 2025 12:24:33
Данный материал повествует о том, как готовился в Правдинской общеобразовательной школе № 2 проект «Экология и здоровье человека». Проект разpaбатывался силами учащихся одиннадцатых классов, на базе которых было создано в школе научное общество.
...
18 11 2025 9:28:47
Урок направлен на развитие теоретического мышления учащихся, обучение умениям работать с рисунками, текстом учебника, натуральными объектами, выделять существенные признаки объектов, классифицировать их, выявлять взаимосвязь между строением и функциями, выдвигать и доказывать свою точку зрения, применять полученные знания на пpaктике.
...
17 11 2025 8:54:18
Целями обобщающих уроков является проверка и систематизирование знаний учащихся, приобретенных при изучении той или иной темы, раздела, а также обогащение этих знаний некоторыми новыми сведениями. В уроке-викторине "Прощание с ботаникой" предусмотрена смена форм учебной работы: работа с научными терминами, работа с гербариями; разнообразные методические приемы; самостоятельные работы учащихся. Урок проводится по принципу "крестики-нолики" и телевикторины "Счастливый случай". Игре предшествует разминка, затем 9 гeймов, для награждения победителей игры разработаны "ордена"....
16 11 2025 1:39:45
Результаты эволюции проявляются в трех следствиях: органической целесообразности, постепенном усовершенствовании организмов, многообразии видов....
15 11 2025 19:20:31
В работе показана возможность использования цифровой лаборатории «Архимед» на уроке и во внеурочное время по курсу ботаники по программе И.Н. Пономаревой. Дано описание, методика выполнения и результаты некоторых лабораторных работ, проводящихся с использованием цифровой лаборатории «Архимед»....
14 11 2025 16:55:34
Экологический компонент в школьном курсе биологии необходим для формирования экологической компетентности учащихся и изучения природы во всем ее многообразии. Благодаря экологическому компоненту учащиеся изучают наиболее распространенные и важные для жизни и деятельности человека виды растений и животных; рассматривают влияние антропогенного фактора на живую природу; изучают влияние среды на здоровье человека и условия его сохранения.
...
13 11 2025 20:36:15
Интеллектуальная игра "Анатомическая викторина" с элементами КВН является примером успешного использования игр в пpaктике преподавания естественно-медицинских дисциплин студентам из числа лиц с ограниченными возможностями здоровья по зрению....
12 11 2025 8:31:34
В ходе этого занятия развивается интерес к природным явлениям, дети, работая с натуральными объектами – семенами, узнают много нового. Это занятие интересно не только младшим школьникам, но и ребятам 5–7-х классов. Работа с семенами позволяет сделать процесс преподавания более привлекательным, расширяет кругозор, заставляет волноваться, переживать за каждое семя....
11 11 2025 7:28:27
Использование этой технологии позволяет значительно разнообразить уроки естественно-научных дисциплин. Основная идея технологии «Обучение в сотрудничестве» - учиться вместе.
...
10 11 2025 12:52:45
В программах по биологии недостаточное внимание уделяется изучению экологических проблем. Поэтому для классов, где биология и экология не являются профильными предметами, данный элективный курс будет полезен для формирования современного экологического мышления, понимания экологических проблем и поиска путей выхода из них. Программа предлагает как изучение теоретических основ экологии, так и выполнение пpaктических заданий. Прохождение учащимися данного элективного курса может иметь как общекультурную направленность, так и профориентационную.
...
09 11 2025 7:27:44
Урок биологии в 6-м классе по УМК Н.И.Сонина с применением модульной технологии и ИКТ....
08 11 2025 17:44:38
Данная работа ставит своими целями: повторить, закрепить и обобщить знания о строении клетки и её функциях; продолжить формирование умений сравнивать, обобщать, анализировать, делать выводы, аргументировать, работать в группе; развивать логическое мышление, творческие способности; убедить в важности изучения клетки для научно-технического прогресса.
...
07 11 2025 7:20:28
Данный урок является продолжением урока интегрированного плана указанной выше темы. Учащиеся обсуждают вкусовые качества мёда, виды мёда, диетологию продукта питания, его исторические факторы. На данном уроке показана интеграция биологии, истории, кулинарии, химии, диетологии. Учащиеся проводят различные исследования мёда. Особое место отводится правильному питанию по диетологии.
...
06 11 2025 23:56:52
Уроки с использованием игровых технологий часто применяются в процессе обучения, обобщения, закрепления материала. Их преимущество в том, что они позволяют проявить себя всем учащимся, даже слабым, которые при выполнении игровых заданий чувствуют себя увереннее, чем при традиционной форме работы с материалом. Предлагаю два урока, разработанных в ходе преподавания биологии в сельской школе, где классы с небольшой наполняемостью, что позволяет включить в ход игры всех учащихся в классе.
...
05 11 2025 11:57:47
Цель урока: создание условий для усвоения темы урока и формирование познавательного интереса к предмету через использование информационно-коммуникационных технологий; раскрыть сущность и значение матричного синтеза, хаpaктерного для живой природы;
познакомить с молекулярными основами передачи и реализации наследственной информации и роли нуклеиновых кислот и белков в этих процессах....
04 11 2025 14:35:20
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
Внутреннее строение листьев