Угинова Людмила Анатольевна – учитель биологии, МБОУ «Хорновар – Шигалинская СОШ имени Героя Советского Союза Юхвитова П.С.», с. Хорновар – Шигали Дрожжановский район Республика Татарстан. 
Урок – презентацию «Селекция микроорганизмов. Биотехнология» для учащихся 9 класса считаю наиболее удачным. В данном уроке я совместила элементы трёх технологий - КСО, информационной и проектной. Традиционно урок делится на несколько этапов, и на разных этапах я использовала элементы разных технологий. В подготовительном этапе учащихся разбиваю на группы, каждая группа получает индивидуальные задания - подготовить сообщения и презентацию по теме «Селекция микроорганизмов», подготовить интересные данные о селекции животных и растений. Организуя самостоятельную работу в группах, я решаю следующие задачи: актуализация самостоятельной деятельности учащихся; формирование коммуникативно-конструктивных форм обучения; мотивация индивидуального обучения с само- и взаимопроверкой.

Дата публикации: 24.05.2018

Урок биологии в 9 классе.

Тема: Селекция микроорганизмов. Биотехнология.

Задачи урока:

1. актуализация самостоятельной деятельности учащихся;

2. формирование коммуникативно-конструктивных форм обучения;

3. мотивация индивидуального обучения с само- и взаимопроверкой.

Цели урока:

1.рассмотреть особенности селекции микроорганизмов и их

   использования в хозяйственной деятельности человека;

2.сформировать у учащихся знания о биотехнологии и её основных

направлениях - генной, хромосомной и клеточной инженерии;

продолжить развитие познавательного интереса к изучению проблем

современной селекции;

3.воспитывать чувство патриотизма на примере работ З.В. Ермольевой

по получению антибиотиков в годы Великой Отечественной войны.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Вид урока: урок – презентация.

Оборудование: компьютер, компьютерная презентация, мультипроектор,

кусочки сыра разных сортов,   антибиотики.

Подготовительный этап: учащихся разбиваю на группы, каждая группа получает индивидуальные задания - подготовить сообщения и презентацию по теме «Селекция микроорганизмов».

                                                     Ход урока:

1.Организационный момент.

2.Проверка знаний по теме «Методы селекции растений и    

      и животных.

А) Выполнение проверочных заданий.

1 группа - выполняет компьютерное тестирование (приложение №1).

2 группа -   работает по карточкам (приложение №2).

3 группа - пишет терминологический диктант (1 ученик из группы диктует 10 терминов по пройденной теме, остальные пишут определения терминов).

Б) Взаимопроверка и выставление оценок.

3. Актуализация знаний

Конкурс «Знаете ли вы, что…» (Проверка выполнения домашнего задания «Найти из дополнительной литературы интересные сведения, результаты, исторические факты по селекции растений и животных»).

Учащиеся по цепочке продолжают фразу «Знаете ли вы, что..» используя приготовленные дома сведения.

4. Изучение нового материала.

Сколько увлекательного, интересного, полезного вы узнали, о селекции растений и животных, поработав с разными источниками.

Не менее увлекательно и следующее направление селекции – селекция микроорганизмов. Запишите тему сегодняшнего урока «Селекция микроорганизмов. Биотехнология».

Работаем на уроке по следующему плану (слайд № 2)

План изучения темы:

1. Микробиология и биотехнология:

         А). Селекция микроорганизмов в пищевой промышленности.

         Б) Селекция микроорганизмов в сельском хозяйстве.

         В) Селекция микроорганизмов в медицине.

     2.Методы селекции микроорганизмов.

I.   По первому вопросу изучения новой темы учащиеся слушают сообщение, делают записи в тетрадях об особенностях микроорганизмов.

( Приложение №3)

Сообщение сопровождается показом слайда №3

- Какие особенности микроорганизмов вы выделили? ( Ответы учащихся и их анализ, составление общего вывода.)

Вывод об особенностях микроорганизмов. (Слайд № 4)

II. Рассказ учителя:

Микробиология не стоит на месте, она развивается, делаются новые открытия, объясняются многие интересные явления. И сейчас с микроорганизмами не только борются, но и используют их. Появилась новая отрасль- биотехнология.

Биотехнология - использование живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве.

     Биотехнология (от греч. bios — жизнь, techne — искусство, мастерство и logos — слово, учение), использование живых организмов и биологических процессов в производстве. Биотехнология — междисциплинарная область, возникшая на стыке биологических, химических и технических наук.

       В биотехнологических процессах широко применяются микроорганизмы

(бактерии, нитчатые грибы, актиномицеты, дрожжи) для получения

лекарственных препаратов, белка, ферментов и других веществ, используя методы клеточной инженерии. С помощью клеточной   инженерии получают культуры клеток (или культуры тканей), которые   служат источниками для получения продукции ценных веществ. С помощью клеточной инженерии можно соединить геномы весьма далеких видов, принадлежащих даже к разным царствам (возможно слияние клеток животных с клетками растений). Получают гибридные клетки и у животных: в культуре получены гибриды между раковыми клетками, обладающими способностью к неограниченному росту, и некоторым клетками крови - лимфоцитами. Лимфоциты вырабатывают вещества, обусловливающие иммунитет к инфекционным (в том числе вирусным) заболеваниям. На основе таких гибридных клеток можно получать ценные лекарственные вещества, повышающие устойчивость организма к инфекциям.

       Успехи молекулярной биологии и генетики открывают широкие

возможности управления основными жизненными процессами путем

перестройки генотипа. Для этого используют метод генной (генетической) инженерии. (Слайд №5,6) Генная инженерия - направленное изменение наследственных свойств животных и растений путем создания действующих генов искусственным путем или извлечения генов из одних организмов и введения их в клетки других. Такие эксперименты проводятся преимущественно на прокариотных (бактериях) организмах и вирусах, но возможно и на эукариотных организмах. При генной инженерии перенос осуществляется с помощью специальных искусственно создаваемых генетических элементов - векторов (векторных молекул). Вектор представляет собой сконструированную плазмиду (плазмида - внехромосомная ДНК, способная к автономной репликации, передающаяся в дочерние клетки при делении бактерии) или вирус, в геном которых можно внедрить чужеродную генетическую информацию. В качестве векторов используют чаще всего плазмиды, выделенные из кишечной палочки. Например, удалось в генотип кишечной палочки встроить ген из генотипа человека, контролирующий синтез инсулина (гормон углеводного обмена). Из такой кишечной палочки можно получить инсулин и наладить его промышленное получение.      

     С развитием биотехнологии связывают решение глобальных проблем человечества — ликвидацию нехватки продовольствия, энергии, минеральных ресурсов, улучшение состояния здравоохранения и качества окружающей среды.

III.  Какова же роль биотехнологии в производстве пищевых продуктов и напитков. Внимательно послушайте сообщение 2 группы, и фиксируйте в тетрадях основные применяемые методы селекции микроорганизмов. Демонстрация слайдов № 7-11   ( Приложение №4)

IV. Достижения биотехнологии применяются и в сельском хозяйстве.

Послушав сообщения учащихся 3 группы, составьте вопросы по данной теме. (Сообщения учащихся 3 группы. Слайды 12,13. Приложение № 5.)

V.   Я хочу рассказать вам историю получения антибиотиков в годы Великой Отечественной войны.

(В ходе рассказа демонстрируем слайды №14-23   о Сталинграде, звучит музыка военных лет.)

             1942 год. Сталинград. Просочились слухи, что на территории, захваченной противником, вспыхнула эпидемия холеры. Было принято решение: дать холерный бактериофаг всему населению города и находящимся в нём войскам. Эшелон с препаратом фашисты разбомбили. Выход был один – организовать его производство на месте. Руководила работой Зинаида Виссарионовна Ермольева. Ежедневно холерный бактериофаг принимали 50 тыс. человек. Такого в истории войн ещё не было.

         Наблюдая за ранеными, Зинаида Виссарионовна видела, что многие из них умирают не от ран, а от заражения крови. Она понимала, что нужно найти средство для спасения раненых. К тому времени исследования её лаборатории показали, что некоторые плесни задерживают рост бактерий. Ермольева знала, что ещё в 1929 году Флеминг получил первый пенициллин из плесневых грибов, но он оказался очень неустойчивым.   В 1941 г. профессор Оксфордского университета Говард Флори со своими помощниками сумел получить первую порцию лекарства. Но промышленное производство ещё было не налажено.

А в 1942 г. Зинаида Виссарионовна первая получила в нашей стране пенициллин из культуры пеницилла и активно участвовала в организации и налаживании промышленного производства этого первого отечественного антибиотика.

И сделала она это в годы Великой Отечественной войны – труднейший период для нашей истории.

           1944 год. Ермольева и бригада учёных- исследователей на фронте испытывают свой препарат. Пенициллин выдержал экзамен и там.   С «рождения» пенициллина началась эра биотехнологии в медицине.

Селекция микроорганизмов в медицине используется не только для создания антибиотиков, в результате микробиологического синтеза получают биологические активные биодобавки, гормональные препараты, интерфероны.

3. Итог урока:

- Прослушав сообщения групп, какие вопросы у вас возникли?

( Группы задают друг другу вопросы, получают ответы).

- Какие методы, применяемые в селекции, применяются и в селекции микроорганизмов? ( Ответы учащихся, слайд №24-26)

4.Домашнее задание.

1.Изучить текст «Селекция микроорганизмов. Биотехнология» по учебнику стр.211.

2. Используя Интернет, СМИ найти сообщения о последних достижениях биотехнологии в России и за рубежом подготовить сообщения.

Используемая литература:

1.Иванова Г.И. Откуда сыр пришёл. – Биология.- 2007. -№6,7 Первое сентября.

2.Рыбина Л.И. Время спасать лекарства. – Биология.-2007. - №18. Первое сентября.

3.Беляев Д.К. «Общая биология». – М.-П.1973.

Приложения №1.

Тестовые задания:

1) Английский биолог и генетик. Основные научные работы посвящены изучению генетических основ наследования приобретённых признаков; сторонник учения о чистоте гамет:

а) М. Лайон

б) Ж-Б. Ламарк

в) А.Уоллес

г) У. Бэтсон

2) Глыбки хроматина в ядрах соматических клеток получили название:

а) гетерохроматин

б) тельце Бара

в) эухроматин

3) Животные, несущие в своём геноме чужеродные гены:

а) химерные животные

б) трансгенные животные

в) мутагенные организмы.

4) Известный отечественный генетик. Основные научные работы посвящены генетике, теории эволюции, селекции животных; вскрыл генетико-селекционные механизмы одомашнивания животных. Сформулировал представление о дестабилизирующем отборе:

а) Д.К.Беляев

б) Н.В. Тимофеев-Ресовский

в) В.В.Сахаров.

5) Длина шерсти овец в большой степени зависит:

а) от условий среды.

б) от генотипа.

в) от формы отбора.

6) Тритикале – это гибрид:

а) ржи и ячменя;

б) пшеницы и овса;

в) ржи и пшеницы.

7) Какой метод лежал в основе работ И.В.Мичурина?

а) гибридизация.

б) инбридинг.

в) мутагенез.

8) К искусственным мутагенам относятся:

а) рентгеновские лучи.

б) антибиотики.

в) антитела.

9) Особенностью селекции животных является:

А) неприменимость методов гибридизации.

Б) неспособность к бесполому размножению.

В) отсутствие мутации.

10. Озимую пшеницу Мироновская -808 вывел:

А) П.Лукьяненко.

Б) В.Ремесло.

В) А.Шехурдин.

Приложения №2.

Задания для 2 группы.

Вместо многоточий допишите необходимое по смыслу слово

1. … – свойство живых организмов существовать в различных формах (вариантах).

2.   … изменчивость – важнейший источник бесконечного разнообразия, которые наблюдаются у живых организмов. В основе лежит половое размножение живых организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов.

3. … мутации – это мутации, приводящие к изменению числа хромосом.

4. … – кратное изменение гаплоидного числа хромосом.

5. … (точечные) мутации – наиболее часто встречающийся класс мутационных изменений.

6.   … признак – это признак, устанавливаемый описательным путём.

7.   … признак – это признак, определяемый путём измерения.

8.   … – это пределы, в которых возможно изменение признака.

9. Скрещивание особей одного вида, не состоящих в непосредственном родстве, - …….

10. Естественное или искусственное скрещивание особей, относящихся к различным линиям, сортам, породам, видам, родам растений или животных, - ………

Приложение №3

Микроорганизмы, микробы - мельчащие организмы, различаемые только под микроскоп, открыты в 17 веке А. Левенгуком. Среди микроорганизмов представители разных царств органического мира, относящихся к прокариотам (бактерии, сине-зелёные водоросли) и эукариотам (микроскопические грибы, микроскопические формы водорослей и простейшие). Иногда к микроорганизмам относят и вирусы. Микроскопические размеры обусловливают использование особых методов культивирования и исследования. Это позволяет изучать их в рамках единой науки – микробиологии. Большинство микроорганизмов - одноклеточные организмы. Характеризуются высокой скоростью роста и размножения, которое часто происходит путём простого деления клетки.

Поскольку микробов отличает чрезвычайная приспособляемость, их можно быстро и легко селекционировать. Если над тем, чтобы вывести новые породы животных или сорта растений, нужны   десятилетия, даже столетия, а продуктивность микроорганизмов увеличивается месяцами.

               Микроорганизмам свойственна наследственная изменчивость

(мутации). Путем отбора получают наиболее активные расы. Часто

образуются новые расы микроорганизмов с использованием

лучей Рентгена, ультрафиолетовых лучей и некоторых химических

соединений. Эти воздействия нарушают строение молекул ДНК и

служат причиной резкого возрастания частоты мутаций. Таким образом

получают, например, микроорганизмы, обладающие более высоким

выходом антибиотиков, чем исходные культуры. Селекционным путем

выделяют наиболее продуктивные формы дрожжевых грибков,    

улучшающих качество хлеба (они вызывают брожение теста).

Приложение №4

Микроорганизмы в пищевой промышленности.

Микробы выполняют важную функцию в производстве пищи. Ибо без них мы лишились бы многих традиционных продуктов и напитков. На экране вы видите знакомые с раннего детства молочно – кислые продукты. Для их производства в промышленности применяют ферментацию. В сквашивании молока принимают участие стрептококки и молочнокислые бактерии. Свойства конечного продукта, будь это сыр, творог, кефир, йогурт, сметана, зависят от характера и интенсивности реакций ферментации.

В течение многих прошедших тысячелетий эти процессы осуществлялись при участии бактерий, исходно присутствующих в молоке. В наше время для этого используют разнообразные закваски, позволяющие получать молочные продукты нужного качества и типа. Применяемые при этом культуры живых бактерий могут представлять либо один штамм определённого вида, либо смешенные культуры. ( Демонстрация слайда № )

Очень интересна и своеобразна история сыроварения - древнейшего процесса основанного на ферментации. Считается, что сыроварение зародилось в Юго- Западной Азии около 8 тысяч лет назад.

Сыры бывают свежие и созревающие. ( Домашний сыр – свежий).

Созревание сыра является результатом жизнедеятельности большого количества микроорганизмов, концентрация которых в сыре много выше, чем в других основных пищевых продуктах. Жизнедеятельность бактерий и грибов, введённых внутрь сырной массы или посеянных на её поверхность, придаёт продукту те аромат и структуру, которые определяют его сорт ( рокфор, камамбер и др.) На слайде мы видим какие типы сыра получаются с применением разных микроорганизмов.

Будущее биотехнологии в пищевой промышленности принадлежит генетическим исследованиям по созданию более продуктивных штаммов для конкретных нужд, внедрению новых методов в технологию производства.

Приложение №5

Микробиологическая промышленность участвует в решении многих программ. Одна из них - создание средств интенсификации сельского хозяйства

• Генная инженерия открывает новые возможности получения различных микроорганизмов в промышленном масштабе. К примеру, если ввести гены азотфиксирующих бактерий в генотип почвенных бактерий, не имеющих этих генов, то в растениеводстве наступит перелом, связанный с использованием удобрений для повышения урожайности почвы.
• Ведутся исследования по улучшению аминокислотного

состава растительных белков.

• Разрабатываются новые регуляторы роста растений, микробиологические средства защиты растений от болезней и вредителей, бактериальные удобрения
• Генно-инженерные вакцины, сыворотки, моноклинальные антитела используют для профилактики, диагностики и терапии основных болезней сельскохозяйственных животных.
• В создании более эффективных технологий племенного дела применяют генно-инженерный гормон роста, а также технику трансплантации и микроманипуляций на эмбрионах домашних животных
• Для повышения продуктивности животных используют кормовой белок, полученный микробиологическим синтезом.