Пояснительная записка. Предлагаемый курс «Биотехнология наука будущего»



страница1/8
Дата23.04.2016
Размер1.2 Mb.
ТипПояснительная записка
  1   2   3   4   5   6   7   8
Программа элективного курса по биологии

для предпрофильной подготовки учащихся 9 классов.


«Биотехнология – наука будущего».
Клещевская В.И., учитель биологии МОУ «СОШ № 3 г. Ртищево Саратовской области».
Пояснительная записка.

Предлагаемый курс « Биотехнология – наука будущего» включает 12 часов. Курс рассчитан на учащихся 9 классов и имеет цель вызвать интерес к биологии (и смежным предметам естественнонаучного цикла), желание продолжить изучение предмета в старших классах на профильном уровне. Кроме этого данная программа поможет определиться в выборе профессии, связанной с какой-либо отраслью биологической науки (биотехнолог, микробиолог, фармацевт, эколог, биоэнергетик, биохимик, генетик и т.д.).

Отбор содержания осуществлялся на основе ряда факторов, стимулирующих развитие познавательных интересов у школьников.

Практически все занятия построены на определении и нахождении путей решения актуальных проблем, значимых для каждого жителя планеты: новые источники сырья для разных отраслей промышленности, новые источники энергии, изменение генома организма, вопросы охраны окружающей среды, профилактика наследственных заболеваний и т.д. Все эти и множество других проблем решает современная биотехнология. Ибо биотехнология двояка в своем проявлении, она соединяет в себе воедино сферу научной и промышленной деятельности. Причем каждая стимулирует развитие друг друга, во многом предопределяя направленность развития не только на современном этапе, но и на ближайшую и даже отдаленную перспективу.

Другая важная особенность курса – его интегративность. Современная биотехнология – это интеграция естественных и инженерных наук, позволяющая наиболее полно реализовать возможности живых организмов для решения проблем человечества. Биотехнология основана на ряде наук: цитологии, генетике, экологии, молекулярной биологии, биохимии, биофизике, иммунологии и др.

Следующий фактор, вызывающий интерес у школьников к данному курсу – разнообразие форм и методов проведения занятий: исследовательская и экспериментальная деятельность учащихся, работа с источниками информации, устные сообщения с последующей дискуссией, сотрудничество при работе в группах, экскурсии на производства, использование учителем современных образовательных технологий (компьютерных программ, презентаций, ИНТЕРНЕТ-технологий и др.). Такие формы проведения занятий способствуют более тесной взаимосвязи между всеми участниками образовательного процесса. Курс предполагает привлечение учащихся к проектной деятельности. В качестве образовательного продукта предлагается выполнить творческую работу в виде реферата, доклада, презентации или отчета по выполнению практической работы. Курс заканчивается проведением зачета, на котором будет проходить защита творческих и проектных работ.

Данный элективный курс способствует развитию логического мышления, умения анализировать, обобщать, сравнивать, делать выводы, применять знания на практике.

Цели и задачи курса:

1. Формирование у школьников интеллектуальных знаний и практических умений в области биотехнологии.

2. Выявление областей практического применения полученных знаний .

3. Развитие творческих способностей, умения работать в группе, вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения, составлять отчет о работе.

4. Создание положительной мотивации в выборе профиля на старшей ступени школы и будущей профессии.
Содержание программы.
1занятие.

Предмет и задачи биотехнологии. История развития науки и области применения знаний по биотехнологии. Основные разделы, методы работы и связь с другими науками (цитологией, биохимией, биофизикой, молекулярной биологией, генетикой, экологией, иммунологией, микробиологией).

2 занятие.

Объекты биотехнологии.

Использование бактерий, грибков, растительных и животных тканей в биотехнологии.



3 занятие.

Методы биотехнологии: генная и клеточная инженерия, технологии in vitro.

Использование этих технологий в сельском хозяйстве, фармакологии, пищевой промышленности, в медицине (диагностика и лечение наследственных заболеваний, поиск путей лечения СПИДом, онкологических болезней и др.).



4занятие.

Биотехнология в сельском хозяйстве. Применение клонального размножения в растениеводстве. Использование технологии in vitro в декоративном цветоводстве, сохранении редких и исчезающих видов, в оздоровлении растений.

Клонирование животных. Химерные и трансгенные организмы.



5 занятие.

Пищевая биотехнология. Исторические сведения о способах приготовления хлеба, кваса, молочно-кислых продуктов. Современное состояние пищевой индустрии и роль микроорганизмов в производстве продуктов питания.

6 занятие.

Биотехнология в энергетике. Развитие нового направления в разработке новых и эффективных способов производства энергетических носителей, экологически безопасных. Биоэнергетика. Промышленное получение биогаза. Биологическое получение водорода, как основного источника энергии в будущем.

7 занятие.

Экологическая биотехнология. Использование микроорганизмов в очистке сточных вод, промышленных жидких стоков. Переработка твердых отходов, биодеградация нефтяных загрязнений. Восстановление плодородия почв после использования удобрений, пестицидов и других химических соединений.

8 занятие.

Инженерная энзимология. Биогеотехнология. Биогидрометаллургия – получение металлов с помощью микроорганизмов из руд, морской воды. Биосорбция металлов из растворов. Промышленное получение биологически активных веществ: ферментов, гормонов, витаминов, их применение.

9 занятие.

Криосохранение. История и технологии криобиологии в сохранении генофонда редких и исчезающих видов растений и животных. Использование технологии in vitro в условиях низких температур. Криосохранение в медицине.

10 занятие.

Применение биотехнологии на предприятиях города. Экскурсия на хлебозавод, молочный комбинат и др.

11- 12 занятие.

Что дали мне знания по биотехнологии? Итоговые занятия. Зачет, защита проектных работ, организация выставки.

Темы проектных работ:

  1. Генетически модифицированные продукты: польза или вред.

  2. Генная инженерия растений: проблемы и перспективы.

  3. Гидробиологическая оценка водоемов.

  4. Оценка состояния воздуха, почв в районе.

  5. Биотехнология: вклад в решение глобальных проблем.

  6. Биология клетки и биотехнология.

  7. Клонирование, современное состояние и проблемы. (другие по выбору учителя или учащихся.).

Учебно-тематический план курса.

№п\п

Тема занятия

Форма проведения и виды деятельности на занятиях.

Образовательный продукт

1.

Что такое биотехнология?

Рассказ учителя, беседа,

демонстрация презентации



Конспект

2.

Объекты биотехнологии

Рассказ учителя, сообщение ученика, исследовательская деятельность

Отчет о работе, реферат

3.

Методы биотехнологии: клеточная и

генная инженерия.



Демонстрация презентации, просмотр видеофильма

Сообщения учащихся, отчет о практической работе

4.

Биотехнология в сельском хозяйстве.

Клонирование.



Моделирование,

ИНТЕРНЕТ-технология



Отчет о работе

Сообщения учащихся



5.

Пищевая биотехнология.

Ярмарка и реклама продуктов питания, исследовательская

деятельность, групповая работа.


Отчет о лабораторной работе



6.

Биотехнология в энергетике.

Проектирование, работа в группе, эксперимент,

компьютерные технологии



Проекты,

сообщения учащихся



7.

Экологическая биотехнология

Самостоятельная работа, лабораторная работа, демонстрация

презентации, просмотр видеофильма



Отчет о лабораторной работе

8.

Инженерная энзимология.

Биогеотехнология.



Презентация, видео,

исследовательская деятельность.



Конспект, сообщения учащихся,

9.

Криосохранение.

Демонстрация

видеофильма, компьютерная технология.



Сообщения учащихся,

Выполнение проектов.



10.

Применение биотехнологии на предприятиях города.

Экскурсия на предприятие.

Отчет по экскурсии

11-12.

Что дали мне знания по биотехнологии?

Отчеты, проекты, организация выставки, выступления на научно-практической конференции,



Защита проектов,

конференция. Анкетирование.

Зачеты по курсу.


Зачетная работа.

Об успешности реализации данной программы можно судить по выраженному интересу учащихся к самостоятельной и исследовательской деятельности и осознанному выбору естественнонаучного профиля обучения в старшей школе.


Литература:
1. Белов Д. В. Потенциально опасные вещества.// Химия в школе. -2002,№2.

2. Бутенко Р. Г. Культура тканей и клеток растений. – М.: Знание, 1971.

3.. Бутенко Р. Г. Биология клетки и биотехнология//Биология в школе.-1995,№1.

4. Вакула В.Л. Биотехнология: то это такое? М.: «Молодая гвардия», 1989.

5. Вельков В.В. Генетическое модифицирование – новая версия сельского

хозяйства.// Биология в школе. – 2004, №1.

6. Груздева Л.П. Биоиндикация качества природных вод.// Биология в школе-

2002, №6.

7. Дебабов В.Г. Биотехнология: вклад в решение глобальных проблем.//Биология

в школе. – 1997, № 1.

8. Заварзин Г.А. Микробиология двадцать первому веку. – М.: Знание, 1981.

9. Злотин А.З. Техническая энтомология: задачи и перспективы развития.//

Биология в школе. – 1996, №1.

10. Коновалов С.А. Достижения технической микробиологии. – М.: Знание, 1976.

11.Кнорре Е. Живое в прожекторах науки – М.: Детская литература,1986.

12. Нейман Б.Я. Индустрия микробов. – М.: Знание, 1983.

13. Никишова Е.А. Основы билтехнологии: 10-11 классы: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений/ Е.А. Никишова. – М. : Вентана – Граф,2008 – 160с. – (Библиотека Элективных курсов).

14. Ковалевская Н.И. Экологическая биохимия: живые организмы и антропогенное загрязнение биосферы.// Биология в школе. – 1993,№3.

15. Миркин Б.М. Экология земледелия.// Биология в школе. – 1993,№3.

16. Лысенко Н. Л. Биоиндикация и биотестирование водных экосистем.

17. Новикова Т.А. Генная инженерия растений.// Биология в школе. – 2004, №3.

18. .Новикова Т.А. Генная инженерия бактерий.

19. Новикова Т.А. Продукты питания, модифицированные методами генной

инженерии.// Биология в школе. – 2004,№4.

20. Носов А.М. Культура клеток высших растений: от теории к практике.//

Биология в школе. – 2004,№5, №6.

21. Скулачев В. Рассказы о биоэнергетике. М.: Молодая гвардия, 1985.

22. Рыжов И.Н. Оценка состояния водных объектов.// Биология в школе-1996№5.

23. Тамбиев А. Х. Биология наших дней. – М.: Знание, 1987.

24..Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987.

25. Шуляковский Г.М. Диоксины и окружающая среда./ Химия в школе.2001,№3.

26. ЯблоковаА.В. Биология и современность. – М.: Просвещение, 1990.



Электронные образовательные ресурсы:

Диск «Биотехнология», издательство «Просвещение»



Интернет сайты: http://www.biotechnolog.ru/ (учебник биотехнология)

http://www.genetika.ru/journal/about/o-zhurnale/ (журнал Биотехнология) http://www.mosbiotechworld.ru/rus/ (Итоги IV Московского международного конгресса "Биотехнология: состояние и перспективы развития" и V Международной специализированной выставки "Мир биотехнологии-2007-20 11.")

http://www.biorosinfo.ru/ (общество биотехнологов России)

http://www.nauka.kz/biol_med/razd4/ (научный портал)

http://www.combiotech.ru/ (интересные новости из области биотехнологии)
Учащимся предложен буклет (см. приложение в программе Publisher).

Материалы к проведению занятий.



1занятие.

Предмет и задачи биотехнологии.

Цель: изучить историю развития науки и области применения знаний по биотехнологии; основные разделы, методы работы и связь с другими науками (цитологией, биохимией, биофизикой, молекулярной биологией, генетикой, экологией, иммунологией, микробиологией).
Ход занятия:

  1. Вводное слово учителя.

Любая наука имеет свою историю, зарождается, развивается, может прекратить свое существование или наоборот, пополняться новыми знаниями из других наук интегрируется с ними.

Зарождение науки биотехнологии уходит в глубину веков, когда человек научился печь хлеб, изготавливать кисломолочные продукты питания и т.д. Это было стихийным процессом. Развитие науки должно строится на научных методах, экспериментах, использовании определенных методик и технологий. Появление микроскопической техники и ее совершенствование привело к развитию микробиологии. С середины 20 века происходит стремительное развитие молекулярной биологии, важными открытиями которой являются – выяснение структуры белков, нуклеиновых кислот, расшифровка генетического кода.

Термин «биотехнология» был предложен в 1917 году венгерским инженером Карлом Эреки в опубликованной работе, посвященной описанию крупномасштабного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы. По его определению биотехнология – это «все виды работ, при которых из сырьевых материалов (сахарная свекла) с помощью живых организмов производятся те или иные продукты (свинина).

В современной терминологии понятие биотехнология определяется как совокупность промышленных методов, использующих живые организмы и биологические процессы для производства ценных для народного хозяйства продуктов; или – как использование живых организмов и биологических процессов в производстве.




  1. Беседа с учащимися.

  • Какие глобальные проблемы стоят перед человечеством в настоящее время?

  • Может ли биотехнология помочь в решении этих проблем?

  • Исходя из определения, где, по вашему мнению, могут быть использованы знания по биотехнологии?

  • В нашем городе имеются какие-либо биотехнологические предприятия?

  • Как вы думаете, с какими науками интегрируется биотехнология?

(см. диск «Биотехнология», издательство Просвещение.)
Вывод: биотехнология связана с использованием живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве с целью удовлетворения потребности людей в продуктах питания, новых источников энергии, сырья для производства кормов; в фармакологии и медицине, текстильной и кожевенной промышленности, экологии и охране природных ресурсов и многое другое.

Учитель:


В научной литературе 70-х годов прошлого века биотехнологию связывают с микробиологическим синтезом многих важных для человека веществ – промышленным получением ферментов, витаминов, аминокислот, гормонов, антибиотиков и пр. Методы, используемые в микробиологической промышленности , стали называть биотехнологическими.

Развитие молекулярной биологии также внесло свою корректировку в понятие биотехнология. Академик, директор НИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов В.Г. Дебабов отмечает, что термин «биотехнология» необходимо дополнить словами «на базе достижений молекулярной биологии».

Клетки микроорганизмов, а также растительные и животные клетки в процессе своей жизнедеятельности вырабатывают вещества, владеющие различными свойствами, называются эти вещества – метаболиты. Как правило, выделяют четыре группы продуктов жизнедеятельности одноклеточных микроорганизмов:

• Непосредственно сами клетки, как то: выращивание бактерий для выделения вакцины, дрожжи в качестве основы гидролизатов, либо просто в качестве кормового белка.

• Продукты синтеза клеток в процессе развития – крупные молекулы: токсины, антитела, ферменты и пр.

• Первичные метаболиты – крайне важны в процессе роста клеток: витамины, органические кислоты и т.д.

• Вторичные метаболиты – соединения, по природе своей низкомолекулярные, не играют роли в процессе развития клеток: токсины, алкалоиды, гормоны.

Биотехнология является механизмом, который, используя вышеназванные продукты жизнедеятельности в качестве сырья, помогает получать огромное количество очень важных веществ, а именно:

• В области медицины: витамины, аминокислоты, ферменты, вакцины, антибиотики, антитела, иммуномодуляторы, и другие не менее важные вещества.

• В области ветеринарии и сельского хозяйства: инсектициды, вакцины, гормоны, липиды, спирты и пр.

• В химической промышленности: бутанол, ацетон.

• В энергетической промышленности: этанол, биогаз.

Из этого можно сделать заключение, что главной целью биотехнологии является разработка и производство лечебный, профилактических и диагностических препаратов. Кроме того, важными задачами выступают такие, как: обеспечение всевозможных технологических механизмов в разных отраслях промышленности; возрастающее участие в экологических мероприятиях; решение различных вопросов продовольствия.

Исходя из множества выполняемых биотехнологией функций, её подразделяют на несколько направлений: медицинское (фармацевтическая, иммунобиологическая), сельскохозяйственное (ветеринарная, растительная) и промышленное (легкая промышленность, энергетическая, пищевая и т.п.)


Понимание биотехнологии в формальном, широком и узком смысле.

Одни ученые до сих пор под биотехнологией понимают любое производство, связанное с использованием организмов, применение инженерных и научных принципов к переработке материалов живыми организмами. Такое понимание относят к формальному, или традиционному.

Другие ученые определяют биотехнологию как микробиологический синтез. По их мнению, биотехнология занимается производством продуктов (кормовых белков, лекарств, витаминов и др.) образуемых микроорганизмами в результате их жизнедеятельности. Такое понимание термина «биотехнология» относят к широкому, или современному.

Использование сильнейших мутагенов, расширение границ изменчивости генотипа организмов, возможности внедрения в геном с помощью новейших методов генной и клеточной инженерии привел к более узкому пониманию биотехнологии, определив ее самостоятельность. Организмы и клетки в биотехнологии многими учеными стали рассматриваться как инженерные объекты, которые можно конструировать в целях получения необходимой продукции в промышленном производстве, а клеточная и генная инженерия – как основные методы работы. Такое понимание называют новейшим.

В настоящее время с развитием технологий получения рекомбинантных ДНК сущность биотехнологии изменилась окончательно. Появилась возможность не просто отбирать, а целенаправленно создавать новые, с заданными свойствами высокопродуктивные штаммы микроорганизмов и эукариотические клетки как «биологические фабрики», менять их генетическую программу и использовать их в широких масштабах для получения многих важных веществ.

Роль промышленного производства в биотехнологии включает в себя следующие принципы: брожение, биоконверсия, культивирование клеток, вирусов и бактерий, а также различные генетические процессы. Так как подобные вещи требуют особого оборудования, на данный момент на благо биотехнологической промышленности служат различные специализированные учреждения, заводы, исследовательские институты.

Несмотря на то, что благодаря биотехнологии ежегодно вырабатывается огромное количество антибиотиков, ферментов, кормового белка, аминокислот и многого другого, потребности в биотехнологической продукции постоянно растут. Поэтому биотехнология заслуженно получает огромное внимание к себе и хорошие ресурсы для дальнейшего развития.


  1. Знакомство с программой курса « Биотехнология – наука будущего», ее целями, задачами, темами занятий по буклетам, которые раздаются ученикам в начале занятия (Приложение).




  1. Учащимся предложен список проектных и творческих работ на выбор к занятиям и зачету.


2 занятие.

Объекты биотехнологии.
Цель: рассмотреть особенности строения бактериальных клеток и дрожжей, выявить сходство и отличие их, как объектов биотехнологии; развивать умения работать с лабораторным оборудованием при выполнении исследовательских работ.

Форма проведения: практикум.


Ход занятия.


  1. Беседа по вопросам:

  • Когда появилась биотехнология?

  • Что понимают под термином «биотехнология»?

  • Каковы цели биотехнологии?

  • С какими отраслями знаний связана биотехнология? Можно ли ее назвать интегрированной наукой?



  1. Новая тема.

  1. Учитель: объектами биотехнологии служат различные организмы, как прокариоты, так и эукариоты: бактерии, растения, животные, грибы, использование которых дает возможность получать тот или иной продукт.

Давайте вспомним, какой объект использовал родоначальник биотехнологии Карл Эрике? Для чего?

Для получения биогумуса в сельском хозяйстве используют дождевых червей, в селекции создаются новые сорта растений, породы животных, штаммы микроорганизмов, которые используются где?

Основными и наиболее значимыми объектами молекулярной биотехнологии, так называемыми рабочими лошадками , стали бактерии кишечной палочки и одноклеточные дрожжи. Выбор этих объектов прежде всего связан с менее сложной организацией их клеток и геномов, которые к настоящему времени хорошо изучены. В ДНК данных объектов можно встраивать самые разные гены и получать самые разнообразные белки.


  1. Сообщение учеников по строению и жизнедеятельности бактерии кишечной палочки и дрожжей.

  2. Сравнение этих биологических объектов.


Вывод. Неприхотливость в культивировании, простота строения и способность к размножению на простых средах сделало кишечную палочку и дрожжи излюбленным объектом биотехнологии.

В биотехнологии также используют и другие бактерии. Одни из них служат источниками получения специфических генов, другие – генноинженерными системами, продуцирующими определенно заданные вещества. Используемые в биотехнологии бактерии обитают при различных температурах. По этому признаку их объединяют в три группы: термофилы (от 45 до 90 градусов С), мезофилы (от 10 до 47), психрофилы (от 5 до - 30). Бактерии культивируют на жидких питательных средах содержащих аминокислоты, углеводы, витамины, гормоны, микроэлементы и другие вещества. Их выращивают в аэробных или анаэробных условиях. В каждых конкретных случаях подбирают индивидуальные параметры выращивания бактерий, способствующие не только их быстрому размножению, но и продуцированию того или иного вида белка.

Дрожжи представляют большой интерес для промышленного производства кормового белка, белково-витаминных концентратов, ферментов и ряда других продуктов. Человек издавна использует дрожжи для приготовления хлеба, алкогольных напитков, так как они способны превращать сахара в этиловый спирт и углекислый газ. Ежегодно в мире расходуется в год около 1 млн. тонн дрожжей S.cerevisiae.

Для молекулярной биотехнологии дрожжи представляют большой научный интерес кА наиболее удобная модель изучения эукариотических организмов, в том числе и человека. Ученые выяснили, что многие гены S.cerevisiae, отвечающие за регуляцию клеточного дыхания, сходны с таковыми генами человека.

В 1996 году была определена нуклеотидная последовательность в хромосомном наборе дрожжей. Ценность расшифровки генома дрожжей связано с тем, что они являются эукариотическими клетками, впервые изученными в генетическом плане. Это был первый прорыв , определивший подходы к изучению геномов более сложных организмов, в том числе и человека. В 2000 – 2002 годах успешно реализовалась программа по изучению генома человека.

Клеточные культуры также являются объектами биотехнологии, их получают из тканей высших растений и животных.


Отчет группы учеников по опережающему заданию учителя.
Дрожжиодноклеточные плесневые грибки, которые в благоприятных условиях очень быстро размножаются. Применяют в хлебопекарной промышленности для получения пышных, пористых мучных изделий, в молочной промышленности и как источник кормового и пищевого белка.

Хлебопекарные дрожжи – неподвижные клетки, размером 10 -15 мкм. Они живут и размножаются в сахарных сиропах, поэтому их называют сахаромицеты. Оптимальная температура для жизнедеятельности 30 градусов, при 60 они погибают.

Химический состав: воды 74%, белка 12,7%, жира 2,7%, углеводов 2,4%, минеральных солей 2,1% (Са, К, Р, Мg, Аl, Fe, Zn, Со и др.), витамины В1,В2, РР.

На микробиологических заводах дрожжи выращивают в огромных количествах. «Сердце» такого завода – ферментер – цилиндрический сосуд из нержавеющей стали, объем достигает несколько сотен куб. метров.

В ферментер подается питательная стерильная среда, в которую вносится культура микроорганизма. Содержимое ферментера интенсивно перемешивается: в него подается кислород, поддерживается температура, оптимальная для роста клеток. Датчики следят за всеми показателями среды. Происходит ферментация, после чего через специальные сепараторы отделяют культуру полученных клеток и используют по назначению.

Практическая работа.

1. Качественный анализ дрожжей, подтверждающий содержание белка и углеводов. (Приложение 1).


2.Демонстрирация выращенных в лабораторных условиях пекарских дрожжей и методика выращивания (Приложение 2).
3. Изучение дрожжей под микроскопом.

Приложение 1.



Демонстрационная практическая работа: «Качественный анализ дрожжей».
Ученик проводит анализ дрожжей на содержание органических веществ.

  1. Биуретовая реакция на белки.

В суспензию дрожжей прилить 1мл NaОН и по каплям CuSO4 (встряхивать!). Появляется фиолетовое окрашивание, доказывающее присутствие белков в дрожжах. Интенсивность окрашивания указывает на количество белка.

2. Денатурация белка.

Нагреть суспензию дрожжей до кипения. Появится осадок, произошла денатурация белков.

3. Ксантопротеиновая реакция.

В суспензию дрожжей прилить концентрированной НNО3 и подогреть, появится желтое окрашивание, доказывающее содержание в белках дрожжей ароматических аминокислот

4. На стекло капнуть каплю суспензии дрожжей и сделать мазок покровным стеклом, подсушить над спиртовкой и окрасить раствором йода. Буро-фиолетовое окрашивание доказывает наличие углевода (гликогена).


Приложение 2.

Демонстрационная практическая работа:



«Выращивание дрожжей в культуре на питательной среде в стерильных условиях».
Для получения физиологически полноценных дрожжевых клеток необходима хорошо растущая культура. Колонии дрожжей удобно выращивать на агаре (получают из водорослей) или желатине.

Предложен простой рецепт картофельно-глюкозного агара:

10 грамм вымытого и очищенного картофеля трут на терке, добавляют 30 мл воды и оставляют на ночь в холодильнике. Утром фильтруют через втрое сложенную марлю. К фильтрату прибавляют 70мл воды и 2 грамма глюкозы или сахара, добавить 25 грамм желатина.

Через час доводят до кипения и кипятят 5-10 минут, после чего разливают в стерильные чашки Петри. Стерилизуют чашки Петри так: налить в них немного спирта и поджечь, после горения сразу закрыть.

Когда агар застынет, произвести посев. Взять небольшой кусочек прессованных дрожжей (1гр) и развести в ложке теплой воды, затем 10 – 15 капель взвеси перенести в чашку Петри с питательной средой.

Через неделю проверить содержимое чашки. Она вся покроется растущими дрожжами!

Полученную колонию можно изучать под микроскопом, окрасив ее раствором фиолетовых чернил.


3 занятие.

Биотехнология в сельском хозяйстве.

Цель: определить направления использования биотехнологии в сельском хозяйстве. Применение клонального размножения в растениеводстве. Использование технологии in vitro в декоративном цветоводстве, сохранении редких и исчезающих видов, в оздоровлении растений. Клонирование животных. Химерные и трансгенные организмы.
Сельское хозяйство - одна из главных отраслей материального производства. Основными направлениями сельского хозяйства являются: возделывание сельскохозяйственных культур и разведение сельскохозяйственных животных для получения продукции растениеводства и животноводства. Сельское хозяйство обеспечивает также различные виды переработки растительных и животных продуктов. В этой отрасли народного хозяйства нашей страны имеются большие сложности и трудности.

Давайте, попробуем определить их (дискуссия). Учащиеся обычно называют проблемы климатические, материально-технические, недостаток удобрений, средств защиты от вредителей и т.д.

Значительную часть из них может с успехом решить биотехнология.

Приоритетным направлением растениеводства стало выращивание высокопродуктивных растений, которое дает возможность получать не только углеводы и растительные жиры, но и аминокислоты, белки и другие полезные вещества.

Использование химикатов в сельском хозяйстве приводит к загрязнению и изменению окружающей среды: водоемов, почв, атмосферы. Все эти процессы отрицательно сказываются на здоровье человека.

Традиционные методы селекции (гибридизация, отбор, мутагенез) не удовлетворяют в полном объеме возрастающие потребности и становятся малоэффективными. Поиск новых решений обусловливает и тот факт, который имеет планетарный масштаб. Предполагается, что к 2020 году население земного шара увеличится до 8 млрд человек, в то время как наблюдается катастрофическое разрушение почвенного слоя и уменьшение пахотных площадей. Поэтому нужны новые методы селекции.

Ведущее место занимают методы, позволяющие конструировать живое, целенаправленно изменять генетические признаки организмов, привнося полезные для человека свойства, которые в естественных условиях для них не характерны. Биотехнология становится реальной силой, коренным образом меняющей производство сельскохозяйственной продукции. Клеточная и генная инженерия широко используются в селекции растений.

История генетической инженерии в растениеводстве начинается с 1982 года, когда были получены первые генетически трансформированные , или трансгенные , растения. Для их создания использовали почвенные бактерии, которые использовались в качестве вектора. Для конструирования растительного генома используются не только бактерии, но и вирусы растений. Генетический материал вируса встраивается в хромосому хозяина, снабдив его не только собственными генами, но и заданной генной конструкцией, созданной генными инженерами. Культивирование таких клеток дело не простое. Необходим определенный световой, температурный режим, питательная среда с определенным набором веществ, центральное место принадлежит фитогормонам, их правильному подбору и соответствию среде. Все эти мероприятия обеспечивают образование каллуса и формирование из него целых растений (сопровождение лекции учителя - диск «Биотехнология»).

Проблемный вопрос: Как вы думаете, может ли геном растения содержать гены животного? Смоделируйте, пожалуйста, ситуации, когда это было бы выгодно для использования в сельском хозяйстве? Какие бы гены вы, как генный инженер, перенесли из генома животных в растение? (работа в парах или малыми группами)

Фантастика становится реальностью. В настоящее время созданы растения, которые синтезируют животные белки. Например, в генномодифицируемом растении табака синтезируются защитные белки, подобие тех, которые у человека выделяются в ротовую полость и желудок, они служат барьером на пути кишечной инфекции. Биотехнологи работают над изменением свойств сельскохозяйственных растений в различных направлениях: пищевых, кормовых, технических и др. Это может быть повышение их продуктивности, устойчивости к насекомым-вредителям, абиотическим факторам среды, устойчивости к гербицидам, вирусам, приобретение новых качеств – способности к азотфиксации, вакцин или фармакологических белков и антител.


Короткие сообщения учащихся :

  1. Создание растений, устойчивых к насекомым вредителям.

  2. Создание растений устойчивых к гербицидам.

  3. Попытка создания азотфиксирующих растений.


  1   2   3   4   5   6   7   8


База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал