Элективный курс для 10 класса
элективный курс по биологии (10 класс)

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №7»

г. Когалыма Тюменской области ХМАО-Югры

Программа элективного курса

«Молекулярные основы жизнедеятельности клетки»

(10 класс)

учебный предмет

БИОЛОГИЯ

                                                                   Учитель: Узбекова Асия Кябировна

г. Когалым

2017-2018 год

Пояснительная записка

Программа курса составлена на основе Федерального Государственного стандарта, Примерной программы основного общего образования по биологии и Программы основного общего образования по биологии для 10 – 11 классов «Общая биология», Программы элективного курса «Молекулярные основы жизнедеятельности клетки» автора В.В. Аcеева //Программы элективных курсов. Биология. Профильное обучение. 10 – 11 классы авторы- составители: В.И. Сивоглазов, В.В. Пасечник. М.; «Дрофа», 2005//. Авторские материалы которых переработаны  мною и  являются  основанием данной учебной программы.

 Программа содержит знания, вызывающие познавательный интерес учащихся. В предлагаемой программе рассматриваются вопросы строения и функций биополимеров и молекулярные механизмы таких основополагающих процессов, как хранение и удвоение генетической информации, биосинтез белка, регуляция работы генов, избирательная локализация синтезированных белков в клеточных органеллах. Особые акценты делаются на приспособительном характере этих процессов и их роли в эволюции, а также на использовании методов и результатов молекулярной биологии в других биологических дисциплинах, прежде всего в систематике, экологии и медицине – в этом новизна этого курса.

В курсе особое внимание уделяется физико-химическим механизмам взаимодействия макромолекул, лежащим в основе процессов формирования клеточных структур и функционирования клетки. Рассматривается действие различных факторов, влияющих на эти взаимодействия, на процессы жизнедеятельности клетки и целого организма, в частности на развитие некоторых заболеваний.

Межпредметные связи и преемственность. Курс опирается на знание учащимися обязательных учебных предметов и затрагивает многие вопросы, находящиеся на стыке биологии с другими науками, прежде всего с химией и физикой. Предполагается, что школьники, изучающие курс, уже знакомы с основами общей и органической химии, генетики и клеточной теории.

Отдельные разделы курса содержат задачи, решение которых позволит учащимся лучше усвоить  материал, а также контролировать степень его усвоения.

Содержание программы способствует интеллектуальному, творческому, эмоциональному развитию обучающихся.

            Содержание программы позволяет более полно сформировать представления о единой научной картине мира.

На занятиях используется способ диалектического обучения,                 преимущественно активные и интерактивные методы.

Форма отчетности об учебных достижениях - презентации или сообщения.

Предполагается, что этот элективный курс будет способствовать формированию у учащихся интегративности знаний, пониманию их практического применения, сформировать практическую деятельность школьников в изучаемой области знаний.

Элективный курс «Молекулярные основы жизнедеятельности клетки» рассчитан на 17 часов учебных занятий в 10  классе.

Цель курса:

Формирование у учащихся понимания физико-химических основ важнейших процессов жизнедеятельности организмов, в первую очередь явлений наследственности реализации генетической информации.

Задачи курса

Систематизировать знания учащихся о строении и функциях важнейших биополимеров, механизмах их биосинтеза, роли слабых межмолекулярных и внутримолекулярных взаимодействий в определении структуры живых организмов и протекания важнейших биологических процессов.

Ознакомить учащихся с возможностями применения методов молекулярной биологии в практической деятельности человека, прежде всего в медицине.

В результате изучения элективного курса по биологии учащиеся должны

понимать:

строение биологических объектов: клетки; генов и хромосом;

сущность биологических процессов биосинтеза

вклад выдающихся ученых в развитие биологической науки;

знать: биологическую терминологию и символику, основные структуры и функции клетки, роль основных органических и неорганических соединений, сущность обмена веществ

уметь:

в процессе работы над содержанием курса, учащиеся должны научиться делать конспекты и рефераты, готовить и делать сообщения, а также критически оценивать бытующие среди населения и в средствах массовой информации спекулятивные и некомпетентные взгляды на некоторые результаты и возможности современной биологии.

Инструментарий для оценивания результатов.

Проверка образовательных продуктов, полученных на занятиях элективных курсов, производится в следующих формах:

• первичная диагностика возможностей ребенка в изучении курса, мотивации выбора данного направления;
• текущий рефлексивный самоанализ, контроль и самооценка учащимися выполняемых заданий;
• взаимооценка учащимися работ друг друга, или работ, выполненных в группах;
• публичная защита выполненных учащимися творческих работ (индивидуальных и групповых);
• текущая диагностика и оценка учителем деятельности школьников;
• для промежуточного контроля используются сформулированные проблемные вопросы, противоречия,  проблемы, гипотезы  по темам курса биологии.

Такая система контроля даёт возможность установить степень достижения промежуточных и итоговых результатов и выявить сбой в прохождении программы в любой момент процесса обучения.

Итоговая оценка деятельности и образовательных продуктов ученика.

Критерии  успешности  ученика: ученик получает зачет при условии:
- активного участия при проведении занятий;

- выполнения не менее одной обязательной работы, представленных в установленный срок, в предложенной учителем форме с соблюдением стандартных требований к их оформлению.

Форма  итоговой отчетности:   конференция с сопутствующей выставкой работ учащихся.
Доля  самостоятельности ученика:  учащиеся могут выбрать

- подготовку сообщения по любому объекту изучения (начиная со сбора информации кончая видом отчетной презентации);

- любое из учебных, научно-популярных и электронных изданий, по которому они будут готовить собственные работы.

Критерии оценки ученических работ (и начисляемые баллы):

• Проблемный вопрос   – 1балл;
• Проблемный вопрос на сравнение   – 2 балла;
• Гипотеза  –  от 2 баллов;
• Возражение – от 2 баллов;
• Противоречие – от 3 баллов;
• Тестовый блок   3 балла.

Для  итогового контроля - выполнение зачетной работы (комплект творческих заданий по темам курса биологии)

Критерии оценки ученических работ (и начисляемые баллы):

1.Элемент исследования:

• исследования с привлечением первичных наблюдений, собственная обработка, анализ — 4;
• исследование на основе литературных источников — 3;
• реферативная работа с обобщением и собственными выводами — 2;
• компилятивная работа — 1.

2.Достижения автора:

• собственная постановка проблемы, участие в эксперименте, использование аналитических методов — 3;
• собственная разработка отдельных вопросов — 2;
• усвоение знаний сверх учебной программы — 1.

3.Эрудиция:

• знание основных положений в избранной области знаний (сверх программы) — 2.

4. Изложение:

• выразительное,  логичное,  компактное — 3;
• более или менее связное, с паузами — 2;
• доклад читается — 1.

5.Иллюстрация

6.Композиция доклада:

• имеется введение, обозначена цель, выдержана логика — 2;
• отсутствует стройность и последовательность изложения — 1.

7.      Библиография:

• представлена достаточно полно, используются ссылки — 2;
• число источников ограничено, изучены поверхностно — 1.

Учебно – тематическое планирование

Методические рекомендации

Содержание курса

Общее количество часов — 17

Введение (1ч)

Живая клетка как сложный комплекс химических веществ. Низкомолекулярные вещества — источник энергии и мономеры для построения полимеров. Высокомолекулярные вещества (макромолекулы), их многообразие. Гомополимеры и гетерополимеры. Многообразие полимеров (теоретические аспекты). Взаимодействие молекул как основа образования и функционирования компонентов живых клеток.

Демонстрация схем строения биологической мембраны, гомополимеров и гетерополимеров.

Физико-химические основы взаимодействия молекул (1 ч)

Вода как среда обитания молекул живого, ее структура и свойства: (Осмотические явления. Слабые нековалентные связи — основа формирования структуры биополимеров и их взаимодействий. Водородные связи: принципы образования, энергия связи, группы, образующие водородные связи. Кооперативность водородных связей. Ионные взаимодействия: физические основы, ионогенные группы биополимеров. Нековалентные взаимодействия веществ с водой, гидрофильные и гидрофобные молекулы и функциональные группы. Гидрофобные взаимодействия веществ в водной среде).

Демонстрация схем образования водородных связей в воде: осмотического давления раствора, помещенного в коллодиевый мешочек; таблиц групп, участвующих в образовании ионных и водородных связей.

Углеводы и липиды (2 ч)

Углеводы: (химические формулы углеводов. Моносахариды и полисахариды. Гомополисахариды и гетеролисахариды. Разветвленные полисахариды. Регулярные и нерегулярные полисахариды. Полимеризация как способ запасания веществ без повышения осмотического давления. Важнейшие запасные полисахариды: крахмал, гликоген, инулин. Жесткие линейные цепи полисахаридов — основа механических структур живых организмов. Целлюлоза, хитин, муреин, полисахариды соединительной ткани животных).

Демонстрация таблиц с формулами важнейших моно- и полисахаридов.

Липиды — гидрофобные вещества живых организмов. Основные классы липидов. Роль липидов в построении биомембран.

Демонстрация таблиц с формулами триглицеридов, фосфолипидов и холестерина, схемы строения биомембран.

Аминокислоты и белки (3 ч)

Строение и свойства аминокислот, их многообразие. Аминокислоты, входящие в состав белков, их классификация. Пептидная связь. Число вариантов полипептидов. Направление полипептидной цепи. Белки — биологические полипептиды.

Демонстрация таблиц с формулами аминокислот и дипептида.

Глобулярные и фибриллярные белки. Уровни структурной организации молекул глобулярных белков. Роль различных взаимодействий в образовании пространственной структуры белка. Фибриллярные белки как компоненты механических структур живых организмов. Примеры фибриллярных белков: коллаген, фиброин, кератин.

Демонстрация таблиц с первичной, вторичной, третичной и четвертичной структурой белка, с тройной спиралью коллагена и с перекрученными спиралями кератина.

Многообразие функций белков. Каталитическая функция белков. Ферменты, их отличия от химических катализаторов. Структурные белки. Механохимическая (двигательная) функция белков. Участие белков в транспорте: пассивный перенос и активный транспорт веществ через мембраны. Роль белков в системах защиты и нападения: антитела, токсины. Белки — регуляторы процессов (гормоны и их рецепторы; репрессоры и активаторы генов; модификация ферментов). Белки как источник энергии. Запасные белки.

Лабораторная работа      Качественные реакции на белки

Каталитическая активность ферментов

Нуклеотиды и нуклеиновые кислоты (3 ч)

История открытия нуклеиновых кислот. Строение нуклеотидов: (рибоза и дезоксирибоза, азотистые основания, фосфатные группы, их число и место их присоединения. Моно-, ди- и трифосфаты. Макроэргическая связь. Роль нуклеотидов в запасании энергии и восстановительных эквивалентов).

Демонстрация таблиц с формулами пентоз, азотистых оснований, АТФ, НАДФ.

Соединение нуклеотидов в полимеры. Направление полинуклеотидной цепи. Два типа нуклеиновых кислот — ДНК и РНК. Длины цепей природных нуклеиновых кислот. Доказательства генетической функции ДНК. ДНК — двойная спираль: история открытия. Принцип комплементарности оснований — основа структурной стабильности ДНК и механизмов матричного синтеза НК. Антипараллельность цепей в двойной спирали.

Демонстрация схемы межнуклеотидных связей и комплементарных пар оснований и рисунка модели двойной спирали ДНК.

РНК — однонитевой полимер. Образование коротких внутримолекулярных спиралей — основа пространственной структуры РНК. Основные виды РНК. Матричная (информационная) РНК — переносчик информации от ДНК к месту синтеза белка. Транспортная РНК — активатор и переносчик аминокислот. Рибосомные РНК — организатор места синтеза белка. Другие виды РНК, их функции.

Демонстрация рисунка двух уровней структуры тРНК: плоскостной (клеверный лист) и пространственной (L-форма).

Практическая работа   Решение задач по молекулярной генетике (задания С5)

Биосинтез нуклеиновых кислот (2 ч)

Проблема синтеза нерегулярных полимеров. Матричный синтез. Комплементарность оснований — основа матричного синтеза нуклеиновых кислот. Биосинтез ДНК (репликация) — основа процессов роста и размножения живых организмов. Демонстрация таблицы со схемой репликативной вилки.

Биосинтез РНК (транскрипция). ДНК — матрица для синтеза всех клеточных РНК. Основные отличия биосинтеза РНК от биосинтеза ДНК: копирование отдельных участков, а не всей молекулы, считывание лишь одной из двух цепей, замена тимина на урацил. РНК-полимеразы, их свойства. Промоторы, их строение у прокариот и эукариот. Терминаторы транскрипции.

Демонстрация схемы структуры гена и биосинтеза РНК.

Регуляция транскрипции.

Практическая работа   Решение задач по молекулярной генетике (задания С5)

Биосинтез белка (2 ч)

Трансляция — перевод информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот. Проблема кодирования двадцати аминокислот четырьмя основаниями. Генетический код, его свойства. Кодоны. Расшифровка генетического кода. Кодовая таблица. Универсальность генетического кода — доказательство единого происхождения всех живых организмов и основа для пересадки генов.

Демонстрация таблицы генетического кода, выработка навыков перевода нуклеотидных последовательностей в белковые.

Структура тРНК, антикодоны. Акцепторный конец тРНК. Реакция активации аминокислот, роль АТФ, ферментов.

Строение рибосом, различия в рибосомах прокариот и эукариот. Две субъединицы рибосом. Функциональные центры рибосом.

Демонстрация схемы строения рибосомы и ее функциональных центров.

Демонстрация схемы работы рибосомы.

Сворачивание полипептида в глобулу, адресная доставка и созревание синтезированного белки

Практическая работа   Решение задач по молекулярной генетике (задания С5)

Нарушения структуры ДНК и их исправление (1 ч)

Факторы, приводящие к нарушениям структуры ДНК: ошибки репликации, действие химических веществ и радиации. Различные виды нарушений структуры ДНК. Последствия этих нарушений.

Демонстрация таблицы действия различных физических факторов на ДНК и схемы реакций оснований с азотистой кислотой.

Восстановление структуры ДНК — репарация.

Практическая работа   Решение задач по молекулярной генетике (задания С5)

Методы определения последовательности ДНК, их использование в науке и практике (1 ч)

Предсказание аминокислотных последовательностей белков по их генам. Сравнение последовательностей ДНК как метод определения родства, идентификации личности, обнаружения генетических заболеваний, наличия возбудителей заболеваний в окружающей среде. Использование последовательностей ДНК в систематике организмов и исследованиях популяций.

Демонстрация схем методов определения последовательностей ДНК

Информационное обеспечение программы

Основная литература

Рабочая программа ориентирована на использование учебника: «Общая биология», учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений. Под редакцией. Д. К. Беляева Д. М. Дымшица,  М.; изд. «Просвещение» 2006г,

Дополнительная литература

 Методические пособия для учителя:

1. Аcеев В.В., Курс лекций «Молекулярные основы жизнедеятельности клетки»,

Педуниверситет «Первое сентября»

2. Белич Г.Г., Крыжановский В.А. Биология. Полный курс. Том 1. Анатомия. Москва, «Оникс 21 век», 2002 г.

3. Пехов А.К. Биология с основами экологии. С.-Петербург, «Лань», 2002 г.

4. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. Т.1-3, М.: Мир, 1993

Дополнительная литература

для учащихся:

1.Аcеев В.В., Курс лекций «Молекулярные основы жизнедеятельности клетки», Педуниверситет «Первое сентября»

MULTIMEDIA -поддержка курса «Общая биология»

1. Лабораторный практикум. Биология 6-11 класс (учебное электронное издание), Республиканский мультимедиа центр, 2004
2. Репетитор 2009. Электронное учебное издание, ООО «Кирилл и Мефодий», 2009г
3. Виртуальная школа Кирилла и Мефодия. Уроки биологии  Кирилла и Мефодия. Общая биология,10 класс, ООО «Кирилл и Мефодий», 2006 г
4. Видеоиллюстрации. Общая биология. Телекомпания «Современная гуманитарная академия»

Интернет-ресурсы на усмотрение учителя                

Адреса сайтов в ИНТЕРНЕТЕ

www.bio.1september.ru - газета «Биология» - приложение к «1 сентября»

www.bio.nature.ru - научные новости биологии

www.edios.ru - Эйдос - центр дистанционного образования

www.km.ru/education - Учебные материалы и словари на сайте «Кирилл и Мефодий»

http://school-collection.edu.ru Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов.

http://window.edu.ru/   Единое окно доступа к образовательным ресурсам

http://obi.img.ras.ru – База знаний по биологии человека. Учебник по молекулярной биологии человека, биохимии, физиологии, генной и белковой инженерии.

http://www.fipi.ru – Федеральный институт педагогических измерений.

Данная программа не исключает возможности использования другой литературы в рамках требований Государственного стандарта по биологии.