Урок биологии в 9 классе

Тема урока: Селекция микроорганизмов. Биотехнология – наука будущего.

Цели урока. Образовательная: рассмотреть основные методы селекции

микроорганизмов, выявить значение селекции микроорганизмов

в хозяйственной деятельности человека; сформировать знания о

биотехнологии ;

Развивающая: продолжить развитие познавательного интереса к изучению

проблем современной селекции; формирование умений сравнивать, делать

выводы, решать проблемные вопросы.

Воспитательная: профориентация – знакомство с профессией микробиолога;

экологическое воспитание – защита окружающей среды от загрязнения.

Тип урока: урок изучения нового материала

Методы урока: словесный, проблемный, наглядный

Оборудование: видеофильм «Будущее. Микробы»; Видеофильм «Антибиотики»; микроскопы; культура дрожжей; предметные стекла; презентации «Лаборатории кафедры микробиологии» и «Учебные заведения с кафедрой микробиологии и биотехнологии».

Ход урока

1.Орг. м.

2.Актуализация знаний.

Вспомните! Прокариоты. Витамины. Незаменимые аминокислоты. Интерферон. Инсулин.

3.Изучение нового материала

- постановка проблемы

«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. А. Нейман

Решение проблемы:

1. Видеоэкскурсия в лаборатории кафедры микробиологии (презентация)

2.Сообщение о микроорганизмах, о особенностях их строения.

Микробиолог: микробы- мельчайшие организмы, различаемые только под микроскопом. Открыты в 17 веке А.Левенгуком. Среди микроорганизмов – представители разных царств живой природы, относящихся к прокариотам (бактерии и сине-зеленые водоросли), к эукариотам (микроскопические грибы, микроскопические формы водорослей и простейших). Большинство микроорганизмов – одноклеточные организмы. Иногда к микробам относят вирусы.

3.Демострация микроорганизмов. Микроскоп, культуры дрожжей, бактерии сенной палочки, простейших

Вывод: микроорганизмы – это группа организмов, имеющая микроскопические размеры и состоящие в основном из одной клетки.

4.Значение микроорганизмов. Микробиолог. Только несведущий в микробиологии видит в микроорганизмах один вред, но их роль как полезных организмов существенно преобладает. Именно они помогут человечеству решить глобальные проблемы- обеспечение населения продуктами питания, охрана окружающей среды от загрязнения. Возможно микробы наша последняя надежда на выживание. На данный момент микроорганизмы используют не только в хлебопечении, пивоварении, виноделии, приготовлении молочных продуктов, но и в получении гормона инсулина, интерферона, аминокислот, ферментов, кормового белка, антибиотиков.

Фрагмент видеофильма «Антибиотики». Получение антибиотиков и их значение.

Учитель: какими преимуществами обладают микроорганизмами перед другими организмами.

Самостоятельная работа с текстом.

Текст № 1 Проанализируйте следующие данные. Сделайте вывод, о том какие организмы более выгодно использовать для получения белка. Почему?

-Одна корова с живой массой в 500 кг за сутки образует около 0,5 кг белка;

-Соя массой 500 кг за сутки образует 5 кг белка;

-Дрожжи массой кг за сутки вырабатывают в биореакторе 50 тонн белка.

Микробная клетка потребляет дешевые вещества – крахмальные растворы, сточные воды, нефтепродукты и др. вещества. Корове требуются хорошие и, следовательно, дорогие корма.

Задание: 1)прочитать текст;

2)найти в тексте свойства микроорганизмов, обеспечивающие их преимущество перед животными, растениями.

Вывод: 1)микроорганизмы обладают высокой продуктивностью;

2)микроорганизмы выращивают на дешевых субстратах.

3)высокая скорость получения нужной продукции.

Учитель: в чем секрет высокой продуктивности микроорганизмов?

Самостоятельная работа с текстом

Текст № 2 Прочитав текст выясните, секрет высокой продуктивности микроорганизмов.

Диаметр большинства бактерий не превышает тысячной доли миллиметра. Эта величина – 1 микрометр (микрон), или 10-3 мм.

Размеры цианобактерий, дрожжей находятся в пределах 10 мкм.

У этих столь малых организмов соотношение между поверхностью и объемом очень велико. Если куб с длинной граней 1 см (объемом 1 см3) разбить на кубики с длинной граней 1 мкм, получим 1012 кубиков объемом по 1 мкм3 каждый. Суммарная поверхность этих кубиков в 10000 раз больше, чем площадь поверхности исходного куба.

Вывод: малые размеры микроорганизмов приводит их к интенсивнейшему

взаимодействию с внешней средой и обеспечивает очень быстрый обмен

веществами между средой и клетками микроорганизмов- в этом секрет

высокой продуктивности.

Учитель: задача микробиологов создать высокопродуктивные штаммы микроорганизмов. Какие методы они для этого используют? Почему?

4.Методы селекции микроорганизмов.

Отбор

Мутагенез.

(Мутагенез обеспечивает получение многообразия генетического материала.)

Новейший метод селекции микроорганизмов: генная инженерия.

Сообщение уч-ся о генной инженерии.

Генный инженер: генная инженерия основана на выделении нужного гена из генома одного организма и введении его в геном другого организма. «Вырезание» генов проводят с помощью специальных «генетических ножниц», ферментов –рестриктаз, затем ген «вшивают» в вектор (носитель) – плазмиду, с помощью которой ген вводится в бактерию. «Вшивание» осуществляется с помощью других ферментов – лигаз. Кроме того, вектор должен содержать маркерные гены, которые позволяют отличить эту клетку от исходных клеток.

Достижения генной инженерии.

С помощью генной инженерии получают соматотропил – гормон роста, гормон инсулин человеческий, которые раньше получали из поджелудочных желез убитых коров, свиней, белок интерферон, который помогает справиться со многими вирусными инфекциями.

В природе существует бактерия бацилиус турингинсис, которая нарабатывает белок, называемый эндотоксином. Свое название он получил, что при попадании этой бактерии в желудок насекомых- вредителей сельскохозяйственных растений этот белок вызывает лизис (растворение) стенки желудка и гибель насекомого – вредителя. Это свойство белка генные инженеры решили использовать для создания форм полезных сельскохозяйственных растений, устойчивых к насекомым- вредителям . Для этого ген эндотоксина ввели в геном растения. Гусеницы, съев листья растения, погибают. Белок токсин оказался губительным только для насекомых и совершенно безвреден для человека и животных.

Учитель: повышение продуктивности микроорганизмов и создание новых штаммов проводится с целью использования их или веществ созданных ими в производстве продуктов в промышленных масштабах.

Технология получения необходимых человеку продуктов из живых клеток или с их помощью называют биотехнологией.

Биотехнология является и наукой.

5. Биотехнология – наука будущего.

Видеофильм «Микробы»- показ фрагмента о генной инженерии и перспективах развития генной инженерии, её значении в решении глобальных проблем человечества – загрязнении окружающей среды

Учитель: Почему биотехнологию считают наукой будущего?

Раскройте смысл высказывания Б.А. Неймана о микробах.

4. Закрепление

1.Вопросы стр.

2.Люди, какой профессии, занимаются созданием штаммов микроорганизмов, повышением их продуктивности, внедрением в биотехнологические процессы генной инженерии?

Слайды с указанием учебных заведений, где можно получить профессию микробиолога.

Д/з п.45.

Микроорганизмы

Микробиолог:

Микроорганизмы, микробы – мельчайшие организмы, различаемые только под микроскопом. Открыты в 17 веке А. Левенгуком. Среди микроорганизмов представители разных царств органического мира, относящихся к прокариотам – это бактерии и сине-зеленые водоросли и эукариоты (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.

Генная инженерия

Генная инженерия основана на выделении нужного гена из генома одного организма и введении его в геном другого организма. «Вырезание» генов проводят с помощью специальных «генетических ножниц», ферментов – рестриктаз, затем ген «вшивают» в вектор (носитель) – плазмиду, с помощью которой ген вводится в бактерию. «Вшивание» осуществляется с помощью других ферментов – лигаз. Кроме того, вектор должен содержать маркерные гены, которые придают клетке – реципиенту такие свойства, которые позволяют отличить эту клетку от исходных клеток. Затем вектор вводится в бактерию, и на последнем этапе отбираются те бактерии, в которых введенные гены успешно работают.

Достижения генной инженерии.

С помощью генной инженерии получают соматотропил – гормон роста, гормон инсулин человеческий, которые раньше получали из поджелудочных желез убитых коров, свиней, белок интерферон, который помогает справиться со многими вирусными инфекциями.

В природе существует бактерия бацилиус турингинсис, которая нарабатывает белок, называемый эндотоксином. Свое название он получил, что при попадании этой бактерии в желудок насекомых- вредителей сельскохозяйственных растений этот белок вызывает лизис (растворение) стенки желудка и гибель насекомого – вредителя. Это свойство белка генные инженеры решили использовать для создания форм полезных сельскохозяйственных растений, устойчивых к насекомым- вредителям . Для этого ген эндотоксина ввели в геном растения. Гусеницы, съев листья растения, погибают. Белок токсин оказался губительным только для насекомых и совершенно безвреден для человека и животных.