Рабочая программа элективного курса "Основы биотехнологии" для 10 -11 класса.

«РАССМОТРЕНО»

На заседании ШМО учителей

Протокол № ___  от

«______»_____________2013г.

«СОГЛАСОВАНО»

Заместитель директора по УВР МКОУ ОСОШ №2

----------------------------------

-----------------------------------

 «______»___________2013г.

«УТВЕРЖДАЮ»

Директор –

Приказ № _____ от «_____»__________2013г.

Раздел программы

Всего часов

Теоретические занятия

Практические

занятия

Формы контроля

1. Биотехнология: прошлое и настоящее

9

9

2

Педагогическое наблюдение, собеседование, анализ опытов, презентация проектов, отчеты практических работ, тестирование.

2. Клеточная инженерия

8

8

2

3. Генная инженерия

11

11

2

4.Биотехнология на службе у людей

7

7

1

Итого

35

35

7

№

Раздел программы

Количество часов

по авторской программе

по рабочей программе

1.

1. Биотехнология: прошлое и настоящее

9

9

2.

2. Клеточная инженерия

8

8

3.

3. Генная инженерия

11

11

4.

4.Биотехнология на службе у людей

7

7

35

35

№ урока

Дата по плану

Раздел программы.

Тема урока.

Кол - во часов

Тип урока

Элементы содержания. Основные понятия.

Требования к уровню знаний учащихся.

Лабораторные и практические работы, демонстрации, опыты.

Вид и  форма контроля, самостоятельной работы

Домашнее задание

Корректировка

1. Биотехнология: прошлое и настоящее (9 часов)

1. Биотехнология, ее задачи

1

КУ

Этапы развития биотехнологии.

Знать современное определение биотехнологии.

Таблицы клетка, строение ядра, строение молекулы белка, модель ДНК, ЦОР, гербарные образцы.

Текущий, фронтальный опрос.

Сделать подборку соответствующей литературы по выбранной теме из проектов, рефератов

2. Вермикультивирование. Разные взгляды на одну и ту же проблему.

1

КУ

Биогумус «Вермик» — это перегной, полученный с помощью вермикулирования — переработки различных органических отходов красным калифорнийским червем.

Знать что такое вермикулирование, его преимущества и недостатки.

Таблица кольчатые черви, живые дождевые черви в ящике с почвой, биогумус,

Текущий, фронтальный опрос.

Проанализировать возможности использования удобрений человеком.

3. Самая главная молекула живой природы.

1

КУ

ДНК, и её строение, значение, возможности.РНК.

Знать об открытиях цитологии, генетики, биохимии, молекулярной биологии, способствующей развитию биотехнологии.

Модель ДНК, таблицы строение ДНК И РНК, уровни организации ДНК, уровни упаковки из пенопласта и шнуров, рисунки.

Текущий, фронтальный опрос.

Нарисовать или сделать модели ДНК и РНК из подручных материалов.

4. Объекты (биологические системы) биотехнологии. Прокариоты.

1

КУ

Объектами биотехнологии являются различные представители живой природы, которые делятся на три надцарства: акариоты (безъядерные), прокариоты (предъядерные) и эукариоты (ядерные) и 5 царств: вирусы, бактерии, в том числе микроскопические водоросли, грибы, а также растения и животные, в том числе простейшие.

Знать объекты (биологические системы) биотехнологии.

Таблица строение бактерий, дрожжей, растительных и животных клеток.

Текущий, фронтальный опрос.

Подготовить сообщения.

5. Строение бактериальной, растительной и животной клеток.

1

Практикум

Строение и органоиды клеток.

Знать строение клеток и уметь называть основные органоиды и функции клеток бактерий и растений; пользоваться микроскопом и наблюдать за клетками.

Пробирки с культурой сенной палочки, микроскопы, предметные и покровные стекла, пипетки, препаровальные иглы, фильтровальная бумага, готовые микропрепараты растительных и животных клеток, тушь.  ЛР № 1 «Строение растительной и бактериальной клеток».

Текущий, фронтальный опрос, отчет о проделанной работе.

Повторить конспект в тетради.

6. Объекты (биологические системы) биотехнологии. Эукариоты.

1

КУ

Строение и органоиды клеток.

Знать строение клеток и уметь называть основные органоиды и функции клеток эукариотов; пользоваться микроскопом и наблюдать за клетками.

Таблица строение бактерий, дрожжей, растительных и животных клеток.

Графический  диктант.

Повторить конспект в тетради.

7. Изучение дрожжевых клеток.

1

Практикум

Строение и органоиды клеток.

Знать о способах размножения клеток, уметь работать с микроскопом.

Пробирки с культурой дрожжей, микроскопы, предметные и покровные стекла, пипетки, препаровальные иглы, фильтровальная бумага.  ЛР № 2

« Изучение дрожжевых клеток».

Текущий, фронтальный опрос.

Подготовить сообщения .

8. Современные методы биотехнологии. Клеточная инженерия.

1

КУ

Генная и клеточная инженерия – являются важнейшими методами (инструментами), лежащими в основе современной биотехнологии. 
Методы клеточной инженерии  направлены на конструирование клеток нового типа. Они могут быть использованы для воссоздания жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток, для объединения целых клеток, принадлежавших различным видам с образованием клетки, несущей генетический материал обеих исходных клеток, и других операций.

Знать о методах биотехнологии.

Таблицы с изображениями растений, двойное оплодотворение у цветковых растений, строение половых клеток животных.

Сообщения учащихся, фронтальный опрос.

Подготовить информацию о методах биотехнологии.

9. Современные методы биотехнологии. Генная инженерия.

1

КУ

Генно-инженерные методы направлены на конструирование новых, не существующих в природе сочетаний генов. В результате применения генно-инженерных методов можно получать рекомбинантные (модифицированные) молекулы РНК и ДНК, для чего производится выделение отдельных генов (кодирующих нужный продукт), из клеток какого-либо организма. После проведения определенных манипуляций с этими генами осуществляется их введение в другие организмы (бактерии, дрожжи и млекопитающие),  которые, получив новый ген (гены), будут способны синтезировать конечные продукты с измененными, в нужном человеку направлении, свойствами. Иными словами, генная инженерия позволяет получать заданные (желаемые) качества изменяемых или генетически модифицированных организмов или так называемых «трансгенных»  растений и животных.

Знать о методах биотехнологии.

Таблицы с изображениями растений, строение бактериальной и животной клеток, модель ДНК, модель-аппликация «Генная инженерия».

Текущий, фронтальный опрос. Тестовое задание.

Проанализировать эффективность генной инженерии.

2. Клеточная инженерия (8 часов)

1. Культура клеток высших растений. Клональное микроразмножение растений.

1

Лекция

Культивируемые клетки высших растений могут рассматриваться как типичные микрообъекты, достаточно простые в культуре, что позволяет применять к ним не только аппаратуру и технологию, но и логику экспериментов, принятых в микробиологии. Клональное микроразмножение растений.

Знать о основные понятия и этапы.

Таблицы внутреннее строении растений, зоны корня, поперечный спил стебля, мироклональное размножение растений, натуральные объекты.

Текущий, фронтальный опрос.

Подготовить информацию по данной теме.

2. Вторичный метаболизм растительных культур.

1

КУ

Культуры растительных клеток могут синтезировать саамы разнообразные по химической природе вещества. среди них эфирные масла, фенольные соединения, алкалоиды, стероиды, терпеноиды и др.

Знать понятие вторичный метаболизм растительных культур.

Гербарий «Основные семейства растений», комнатные растения

Текущий фронтальный опрос, работа с гербариями растений.

Вспомнить информацию о растениях Южного Урала занесенных в красную книгу.

3. Приспособленность растений к условиям внешней среды.  Выделение продуктов вторичного метаболизма.

1

Практикум

Приспособленность растений. Выделительная активность растений является проявлением фундаментальных свойства всех живых организмов в виду необходимости иметь возможность обмена веществами и энергией с окружающей средой.

Знать о процессе.

Микроскопы, лупы, листья герани обыкновенной и душистой, апельсиновая кожура, коробки со спичками, готовые микропрепараты клеток эпидермиса листа крапивы. 

ЛР № 3. «Приспособленность растений к условиям внешней среды».

Написать отчет о проделанной практической работе.

Используя дополнительные источники информации пополнить свои знания о приспособленности растений.

4. Клонирование позвоночных животных. Реконструкция клеток.

1

КУ

Основные понятия клонирование, реконструкция клеток.

Знать  основные понятия, процессы.

Таблицы с изображением животных типов Кишечнополостные, Плоские черви, Кольчатые черви, эмбрионального развития.

Доклады учащихся

Вспомнить информацию о клонировании.

5. История появления на свет овцы Долли.

1

КУ

Долли не была самым первым клоном животного, но стала самой знаменитой. В Рослине свой успех держали в секрете до тех пор, пока не удалось запатентовать саму овечку и весь процесс ее создания. Университет Рослина получил от Всемирной организации по охране интеллектуальной собственности эксклюзивные патентные права на клонирование всех организмов вплоть до 2017 года.

Знать основные принципы клонирования.

Таблица гаметогенез, основные этапы клонирования животных.

Фронтальный опрос.

Вспомнить информацию о других попытках клонирования животных.

6. Антитела и антигены.

1

КУ

В настоящее время довольно часто методами биотехнологии и/или генной инженерии получают иммуноглобулины, продуцируемые одним клоном клеток. Они называются моноклональными антителами. Их продуценты — клетки-гибридомы, являющиеся потомками, полученными при скрещивании В-лимфоцита (плазматической клетки) с опухолевой клеткой. От плазматической клетки-гибридома наследуется способность к синтезу антител, а от опухолевой клетки — способность длительно культивироваться вне организма.

Знать понятие антитела и антигены, их роль в биотехнологии.

Таблица «Клетки крови», «Иммунный ответ», «Строение антигена», торс человека, микроскопы, микропрепараты крови лягушки и человека.  ЛР № 4

«Строение клеток крови».

Текущий, фронтальный опрос.

Вспомнить информацию иммунитет человека..

7. Получение моноклональных антител методами клеточной инженерии.

1

Лекция

Основные методы современной клеточной инженерии - г и б р и д из а ц и я ( или фузия) и р е к о н с т р у к ц и я клеток.

Знать о получении и работе монокланальных антител.

Таблицы «Состав крови», «Строение антигена», «Этапы получения гибридом», раздаточный материал.

Текущий.

Подобрать информацию о направлениях биотехнологии и её значении.

8. Обобщающее занятие по темам: «Биотехнология: прошлое и настоящее», «Клеточная инженерия».

1

Зачетное занятие

Основные понятия и процессы темы.

Объекты биотехнологии;

методы клеточной и генной инженерии;

явления трансформации и трансдукции как пути естественного

изменения генотипов микроорганизмов;

пути и возможности целенаправленного изменения человеком

Индивидуальные материалы

Зачетный тест.

3. Генная инженерия (11 часов)

1. Трансформация у бактерий.

1

КУ

Трансформация –  направленный перенос и встраивание в генетический аппарат клетки небольшого фрагмента чужеродной ДНК. Она происходит без участия вирусов – бактериофагов.

Знать  использование бактерий в биотехнологии и понятие трансформация.

Схема «Трансформация», модель молекулы ДНК.

Текущий, фронтальный опрос.

Подготовить информацию об использовании трансформации бактерий.

2. Вирусы и бактериофаги.

1

КУ

Бактерии – это настоящие клетки. У них имеется все необходимое для выработки энергии, синтеза необходимых для жизнедеятельности веществ, а также для размножения. Вот только ядра у бактерий нет – генетический материал находится прямо в цитоплазме (внутриклеточной жидкости). Вирусы – самая примитивная форма жизни, стоящая на границе между живой и неживой природой. Они состоят лишь из генетического материала (ДНК или РНК), «упакованного» в белковую оболочку.

Знать основные понятия.

Таблицы «Вирусы», «Бактериофаги», портрет Д.И. Ивановского, комнатные пестролистные растения.

Тестовые задания

Подготовить сообщения о вирусах и бактериях.

3. Незваные «гости», которые становятся хозяевами положения.

1

КУ

Заболевания различные, вызванные бактериями и вирусами.

Знать основные понятия.

Таблицы строение ДНК, РНК, биосинтез белка, вирусы, репликационная вилка, ЦОР

Текущий, фронтальный опрос.

Вырастить плесневелые грибы на кусочках хлеба.

4. Трансдукция.

1

КУ

Трансдукция (от лат. transductio — перемещение) — процесс переноса бактериальной ДНК из одной клетки в другую бактериофагом.  Общая трансдукция используется в генетике бактерий для картирования генома и конструирования штаммов. К трансдукции способны как умеренные фаги, так и вирулентные, последние, однако, уничтожают популяцию бактерий, поэтому трансдукция с их помощью не имеет большого значения ни в природе, ни при проведении исследований.

Знать понятие трансдукция.

Таблицы вирусы, бактериофаги.

Устный опрос

Повторить материал о способах заражения микроорганизмами болезнетворными.

5. Бактерии защищаются.

1

Практикум

Оказалось, что в распознавании чужеродных ДНК участвуют не только спейсеры, но и ограничивающие спейсер фрагменты палиндромных повторов. Если при спаривании crРНК с ДНК комплементарным оказывается не только спейсер, но и окружающие его нуклеотиды, то crРНК узнает «родную» ДНК, и иммунная атака не происходит. Если же спаривается только спейсер crРНК, то это означает чужеродную цепочку, и тогда белки Cas избавляются от паразитической ДНК.

Знать основные способы защиты у бактерий.

Таблицы «Биотехнологическое производство БАВ», эукариотические и прокариотические клетки, плесневые грибы, микроскопы, лупы, предметные стекла, препаровальные иглы, культура мукора и сизой плесени.

ЛР № 5 «Изучение плесневых грибов (белая и сизая плесень)»

Отчет о проделанной работе.

Повторить материал о способах выживания бактерий.

6. Борьба бактерий против вирусной инфекции, или Природный скальпель разрезает ДНК.

1

Практикум

Взаимоотношения вирусов и бактерий.

Знать о способах борьбы бактерий против вирусов.

Таблицы строение белка, клейстер, штативы, пробирки, пипетки, слюна человека, раствор йода, 10%-й раствор НСl, стаканы с холодной водой или льдом, теплой водой, карандаш по стеклу.

ЛР № 6«Влияние температуры и рН среды на действие ферментов (амилазы)»

Написать отчет о проделанной работе.

Изобразить общую схему борьбы бактерий против вирусной инфекции..

7. Вектор больших перемен.

1

КУ

Одними из лучших носителей для введения чужеродной информации в животную клетку являются вектора. 

Знать что такое вектора перемен в биотехнологии, и каких видов они бывают.

Таблица ДНК, строение ядра, хромосом, клеток прокариот, вирусов.

Сообщения учащихся по данной теме.

Подготовить компьютерные презентации по теме.

8. Методы генной инженерии.

1

Лекция

Рестрикция , лигирование, трансформация, скриниг.

Знать  основные методы генной инженерии.

Модель ДНК, таблицы.

Текущий, фронтальный опрос.

Подготовить компьютерные презентации по теме данной.

9. Регуляция активности генов у прокариот и эукариот.

1

КУ

Особенностью прокариот является транскрибирование мРНК со всех структурных генов оперона в виде одного полицистронного транскрипта, с которого в дальнейшем синтезируются отдельные пептиды.

Знать основные понятия.

Таблицы строение молекулы белка, транскрипции, биосинтеза белка, строение оперона, регуляция синтеза белка.

Текущий, фронтальный опрос.

Повторить конспект в тетради.

10. «Работа» генов в чужеродных клетках.

1

Лекция

Огромное количество биологических исследований начинается с одного простого действия — в клетку вносится чужеродный генетический материал. Это действие называется молекулярным клонированием.

Знать  молекулярное клонирование.

Таблицы строение белка, биосинтез белка, строение про- и эукариот.

Текущий, фронтальный опрос. Решение задач.

Повторить тему.

11. Обобщение по теме «Генная инженерия».

1

Зачет

Повторить основные понятия.

Знать основные понятия.

Индивидуальные карточки.

Зачетное тестирование.

4. Биотехнология на службе у людей (7 часов).

1. Биотехнология в медицине.

1

Практикум

Биотехнология значительно облегчает разработку новых лекарственных препаратов, делая их быстродействующими, дешевыми, безопасными и более эффективными.

Знать о важнейших этапах биотехнологии в медицинею

Таблицы состав крови, хромосомный набор человека, схемы наследования признаков, упаковки продуктов питания, таблицы «Состав пищевых продуктов и их калорийность», «Перечень химических обозначений пищевых добавок», ручная лупа, ручка, тетрадь.

ЛР № 7«Пищевые продукты и здоровье человека».

Отчет о проделанной работе.

Читать конспект.

2. Новые методы селекции растений.

1

КУ

Биотехнология как производственное направление использующее биологические объекты. Получение продуктов брожения с помощью дрожжей. Получение органических кислот, витаминов и белков.

Знать об использовании методов селекции в биотехнологии.

Таблицы ядро растительной клетки, кариотип, строение прокариотической клетки, гербарные образцы сельскохозяйственных растений.

Текущий, фронтальный опрос.

Подготовится к тестированию.

3. Области применения трансгенных растений.

1

КУ

Трансгенные растения табака и картофеля, экспрессирущие продукт гена LT-B-субъединицы энтеротоксина E.coli.

Знать основные понятия.

Выставка книг о трансгенных растениях и животных, таблица «Получение рекомбинантных клеток по С.Коену и Г. Бойеру».

Тестовые задания

Вспомнить информацию о генной инженерии.

4. Взгляд оптимиста и скептика на генномодифицированные продукты питания.

1

Диспут

Генетическая инженерия. Микроорганизмы используемые для генной инженерии, практическое значении работ по этому направлению.

Знать  о роли генетической инженерии и ГМО.

Таблицы по селекции, гербарные образцы сельскохозяйственных растений, муляжи растений.

Текущий, фронтальный опрос.

Проанализировать проблемы аграрного сектора, медицины,, которые могут быть решены с помощью генетической инженерии.

5. Биотехнология и этика.

1

Семинар.

Биоэтика – часть этики, изучающая нравственную сторону деятельности человека в медицине, биологии. Термин предложен В.Р. Поттером в 1969 г.
В узком смысле биоэтика обозначает круг этических проблем в сфере медицины. В широком смысле биоэтика относится к исследованию социальных, экологических, медицинских и социально-правовых проблем, касающихся не только человека, но и любых живых организмов, включенных в экосистемы.

Знать основные проблемы решаемые с помощью генетических разработок и этические аспекты.

Модель строения ДНК, таблицы по генетике человека и селекции.

Текущий, фронтальный опрос.

Завершить оформление проектов подготовить выступления на заключительной конференции.

6. Пищевые добавки.

1

Семинар

Пищевы́е доба́вки — вещества, которые в технологических целях добавляются в пищевые продукты в процессе производства, упаковки, транспортировки или хранения для придания им желаемых свойств и т. п.

Знать понятие что такое пищевые добавки, какие они бывают, где используются, какою пользу или вред они несут здоровью человека и животных.

Упаковки с надписями о составе вещества.

Изучение состава продудктов наиболее часто используемых.

Подготовится к семинару.

7. Защита проектов.

1

Семинар.

Работа над проектами и рефератами.

Знать основные понятия.

Молекула ДНК.

Итого 35 часов