Разработка урока по теме Селекция микроорганизмов . Биотехнология

Тема урока: Селекция микроорганизмов, Биотехнология.
Тип урока: урок «открытия» нового знания
Цели:
Деятельная: рассмотреть особенности селекции микроорганизмов и их использования в хозяйственной деятельности человека;
Содержательная: сформировать у учащихся знания и биотехнологии и её основных направлениях – генной, хромосомной и клеточной инженерии;
Образовательная: продолжить развитие познавательного интереса к изучению проблем
современной селекции.
Задачи:
Образовательные: Расширить знания учащихся об использовании микроорганизмов человеком; сформировать у них знания об особенностях селекции микроорганизмов; познакомить с достижениями в этой области науки и практики;
Развивающие: углубить знания о практической селекции; раскрыть значение биотехнологии в развитии микробиологической промышленности.
Воспитательные: продолжить формирование здорового образа жизни.
Методы:
 Репродуктивные, частично – поисковые.
Оборудование: видеофильм « Микробиология и её значение в народном хозяйстве »;
раздаточный материал; « Схема конструирования и переноса рекомбинатной ДНК в клетку бактерии»

Ход урока
Организационный момент
Проверка знаний по теме « Методы селекции растений и животных»
Тест. Выберите правильный ответ.
III.Изучение нового материала.Постановка проблемы.
На доске:
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.Я.Нейман.
- Используя ранее полученные знания о микроорганизмах, раскройте смысл данной цитаты.
Проводится краткая беседа, в которой определяется направления работы по теме:
« Селекция микроорганизмов. Биотехнология»
План
Микроорганизмы – группа прокариотических и одноклеточных эукариотических организмов. Микробиология, направления исследований.
Генная инженерия.
Биотехнология. Направления развития. Практическое значение. По первому вопросу учащиеся слушают сообщение, делают записи в тетради.
Сообщение учащегося.
- Прослушайте сообщение « Особенности микроорганизмов. Микробиология, направления исследований», запишите в тетрадь особенности микроорганизмов, значение их в жизни человека.

Особенности микроорганизмов.
Микробиология, направления исследований.
Микроорганизмы, микробы – мельчайшие организмы, различаемые только под микроскопом. Открыты в XVII веке. А. Левенгуком. Среди микроорганизмов – представители разных царств органического мира, относящихся к прокариотам и эукариотам. Иногда к микроорганизмам относят и вирусы. Микроскопические размеры обусловливают использование особых методов культивирования и исследования. Это позволяет изучать их в рамках единой науки – микробиология.
Большинство микроорганизмов – одноклеточные организмы. Характеризуются высокой скоростью роста и размножения, которое часто происходит путем простого деления клетки.
Микроорганизмы чрезвычайно разнообразны по физиологическим и биохимическим свойствам. Некоторые микроорганизмы растут в условиях, которые непригодны для жизни других организмов. Так, известны организмы, способные расти при температуре 70 – 105С0, повышенном уровне радиации, в сильнокислой или щелочной среде, при высокой концентрации NaCI ( 25 – 30% ), в отсутствие О2 ( анаэробные условия), могут переносит очень низкую температуру, высушивание и другие экстремальные условия. Ряд бактерий и водорослей являются автотрофами. Они подобно высшим растениям могут использовать энергию света и являются фототрофами. Другие же ( некоторые бактерии) получают энергию и являются хемоавтотрофами. Но многие микроорганизмы ( бактерии, грибы, простейшие нуждаются в органических веществах для получения энергии и биосинтеза соединений клетки. Это гетеротрофные организмы. Многие микробы способны разлагать сложные органические соединения ( белки, углеводы, в том целлюлозу, липиды, нуклеиновые кислоты, углеводороды), некоторые используют токсинные для человека и животных вещества ( например, метанол окись углерода, сероводород, нитриты) и осуществляют разложения непригодных соединений. Микробы невероятно продуктивны. В то же время как одно корова с живой массой в 500 кг образует за сутки около 0. 5 кг белка, а 500кг растений сои продуцируют за тот же срок 5 кг белка, равная масса дрожжей способны выработать в биореакторе за сутки 50 т белка, что 100 раз превышает их собственную массу и примерно равно массе10 взрослых слонов. Вообразите, что корова в течение одних суток вырастает в гиганта, равного по массе 10 слонам. А ведь именно так растет микробная масса, беря начало с крошечной клетки. Таким образом, при определенных условиях, микробная клетка способна за равное время продуцировать в 100000 раз больше белка, чем животная клетка. При этом она потребляет дешевые вещества, например, крахмальные растворы или даже сточные воды. Корове же требуются хорошие и, следовательно, дорогие корма.
Поскольку микробы отличает чрезвычайная приспособленность, их можно быстро и легко селекционировать. Велико и разнообразно практическое значение микроорганизмов. Они используются в разных отраслях промышленности; производстве кормого белка, виноделии, хлебопечении, получении молочнокислых продуктов, антибоитиков, витаминов, аминокислот; в сельском хозяйстве: при производстве силоса, в качестве азотофиксаторов, для биологической защиты растений.
Их изучение привело к открытию ряда фундаментальных биологических закономерностей и заложению основы биотехнологии. Биотехнология зародилась как техническая микробиология и получила дальнейшее развитие с разработкой генетических и молекулярно – генетических методов получения физиологически активных металлов.На основе достижений технической микробиологии развивалась микробиологическая промышленность и ряд отраслей пищевой промышленности.
Продолжение изучение материала.
В связи с развитием промышленной микробиологии ведется интенсивная селекционная работа по выведению новых штаммов микроорганизмов ( бактерий, грибов0 с повышенной продуктивностью веществ, необходимых человеку. Новейшими методами селекции микроорганизмов являются клеточная, хромосомная и генная инженерия. Излюбленный объект генных инженеров – кишечная палочка. С помощью неё получают саматотропил – гормон роста, гормон инсулин человеческий, которые раньше получали из поджелудочных желез убитых коров, свиней; белок интерферон, который помогает справиться со многими вирусными инфекциями.
По ходу рассказа демонстрируется « Схема конструирования и переноса рекомбинантной ДНК в клетку бактерии» ( по Н. Грин, У.Стаут, Д.Тейлор ).
Методы хромосомной инженерия
Метод гаплоидов.
Метод основан на выращивании гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом. Например, выращивают из пыльцевых зерен кукурузы гаплоидные растения, содержащие 10 хромосом, затем хромосомы удваивают и получают диплоидные ( 20 хромосом – 10 пар) полностью гомозиготные растения всего за
2-3 года вместо 6 – 8 летнего инбридинга.
Методы клеточной инженерии
Культивирование клеточных структур. Метод основан на способности клеток растений и животных делиться при помещении их в питательную среду, где содержатся все необходимые для жизнедеятельности вещества.
Применение:
С помощью клеточных структур получают биологические активные вещества
( например, культура клеток женьшеня нарабатывает ценняе для человека вещества).
Выращивание растений , помещая клетки в определенные питательные среды.
Метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки. Таким способом возможно клонирование животных, получение генетических копий от одного организма.
IV Закрепление Пресс – конференция.
Домашнее задание.
По учебнику А.А. Каменского, п.3.14, записи в тетради, составить синквейны понятий
« микроорганизмы» и « биотехнология», записать в тетради информацию о том, что еще вы хотели узнать по пройденной теме.