Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
Методический электронный образовательный центр Министерства образования Оренбургской области и Оренбургского государственного университета
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УРОКА 15 Предмет: биология Класс: 11 УМК (название учебника, автор, год издания): Биология И.Н. Пономарева, О.А.Корнилова, Т.Е.Лощилина, П.В.Ижевский М.: «Вентана-Граф», 2014 Уровень обучения: базовый Тема: «Достижения биотехнологии и этические аспекты её исследований». Общее количество часов, отведенное на изучение темы: 1 Место урока в системе уроков по теме: «Основы генетики» Цель урока: познакомить учащихся с особенностями науки биотехнологии и её роль в народном хозяйстве. Задачи: - образовательная: рассмотреть современные аспекты биотехнологических исследований, генную и клеточную инженерию ,представления о стволовых клетках, этических аспектах клонирования; - развивающая: продолжить формирование умений и навыков использования понятий генетики и молекулярной биологии для объяснения задач биотехнологии, анализировать, делать выводы; - воспитательная: воспитывать экологическую культуру по отношению к человеку, развивать познавательные интересы и формировать научное мировоззрение Планируемые результаты: Предметные: Умение формулировать и комментировать основные термины, понятия и закономерности Личностные: Осознание важности приобретения знаний в области биологии. Познавательные: Умение ориентироваться в системе имеющихся знаний, работать с различными источниками информации, выделять главное в тексте, структурировать учебный материал, составлять план параграфа и оформлять конспект урока в тетради, делать выводы на основе полученной информации. Регулятивные: Умение действовать по предложенному плану, анализировать результаты своей деятельности. Коммуникативные: Умение воспринимать информацию на слух, строить высказывания в устной и письменной форме. Техническое обеспечение урока: компьютер Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока (возможны ссылки на интернет-ресурсы): презентация, таблица «Бактерии», портрет А. Левенгука Содержание урока Тип урока. Лекция 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. Характеристика микроорганизмов. 2. Использование микроорганизмов с древних до наших времен. 3. Методы биотехнологии. 4. Этические аспекты некоторых исследований в биотехнологии. 1. Характеристика микроорганизмов. Открыты в XVII веке А. Левенгуком. 1. Микроорганизмы характеризуются 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 вырабатывает 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, хемотрофами 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 нарабатывает 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)+ раковая клетка (быстрый рост и потенциальное бессмертие)→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, трансгенные 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 трансгенными. В 1983 в США, Бельгии и Германии впервые получены трансгенные растения. Сейчас – 17 стран выращивают трансгенные растения, которые имеют необходимые для человека сроки созревания, их плоды обладают способностью к длительному хранению и не теряют товарный вид при транспортировке. Уже получены трансгенные свиньи, овцы и кролики в геном которых были введены гены различного происхождения – вирусов, микроорганизмов, грибов, человека; получены трансгенные растения с генами животных, микроорганизмов, вирусов и искусственно созданными генами. Большая часть трансгенных 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 вырабатывают энтомоксин Генетики работают над получением растений-вакцин, т.е. растений содержащих готовые антитела на различные заболевания или вещества, препятствующие развитию болезни. Например: картофель вырабатывает антитела холеры (Россия). Красный помидор содержит в 3,5 раза больше ликонина (красный пигмент). Ликонин, обладая окислительными свойствами, снижает вероятность раковых 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 13,с.77 вопросы.
Автор(ы): Кудакова И. И.
Скачать: Биология 11кл - Конспект.doc
