Программа прикладного курса "Биотехнологии и безопасная среда"

Солтүстік­Қазақстан облысы Тайынша ауданы Тайынша қаласы №4 орта мектебі Северо­Казахстанская область Тайыншинский район КГУ « Средняя школа № 4  г. Тайынша» ПРОГРАММА прикладного курса по биологии «Биотехнология и безопасная среда»  11 класс 2017ж. Программа прикладного курса по биологии «Биотехнология и  безопасная среда» для  11 класса естественно­математического  направления    Составитель:     Солонарь А.А.          «Биотехнология и безопасная среда». Данная программа  предназначена для дополнительного и углубленного изучения  базового предметного образования по биологии в  общеобразовательной школе. Программа курса, опираясь на знания учащихся о вирусах,  бактериях, генной инженерии и др.  включает новые научные  знания, вызывая познавательный интерес к предмету. Освоение разделов программы предлагает сочетание теории и  практики обобщение результатов и выводов. \ Келісемін Согласовано  С районным метод. Кабинетом Зав РМК Бекітемін Утверждаю Директор СШ №4 г.Тайынша Килыбаева А.Д. Қаралды Рассмотрено на Заседании МО Протокол № Зам.дир. по УР Лепешкина В.В. «___»______2017г. «___»______2017г. «___»_______2017г. ПРОГРАММА прикладного курса по биологии «Биотехнология и безопасная среда»  11 класс Пояснительная записка 11  класс Биотехнология – это наука о методах и технологиях производства  различных веществ и продуктов с использованием природных  биологических объектов и процессов. Люди с древнейших времен  выступали в роли биотехнологов: пекли хлеб, варили пиво, получали  молочно­кислые продукты, вино. При этом они использовали различные  микроорганизмы, даже не подозревая об их существовании. Сегодня  биотехнология – это интегральная наука, определяющая научно­ технический прогресс. Биотехнология – единственная дисциплина,  объединяющая фундаментальную и прикладную науку, а также  производство. В 21 веке получение огромного числа продуктов с помощью специально  сконструированных живых организмов будет наиболее дешёвым и  экологически безопасным способом производства большинства  лекарств, пищевых компонентов, ряда химических веществ, в том числе  имеющих массовое бытовое применение. В глобальном масштабе биотехнологии должны обеспечить постепенный переход к использованию возобновляемых природных ресурсов,  включая использование солнечной энергии для получения водородного  и жидкого углеводородного топлива. Биотехнологические методы  открывают новые возможности в таких областях, как добыча полезных  ископаемых, утилизация отходов и защита среды обитания. Этот ряд  вопросов, которые исследуются в современной науке и широко освещаются в средствах массовой информации (например,  клонирование), включены в содержание курса. Прикладной курс предназначен для учащихся 11 классов. Его изучение  поможет проверить целесообразность выбора профиля и  профессиональной деятельности выпускника школы. Курс опирается на  знания и умения, полученные учащимися при изучении биологии, так же реализуются  межпредметные связи с химией. Основной целью курса является создание условий для развития  творческого мышления, умения самостоятельно применять и пополнять  свои знания через содержание курса и применение новых  педагогических технологий. Цели и задачи:   расширить и углубить знания фундаментальных основ и общими  направлениями биотехнологии, путей её применения в народном хозяйстве; вооружить учащихся умениями готовить питательные среды и  ставить опыты, проводить наблюдения, работать с микроскопом;  формировать навыки сотрудничества в процессе совместной   работы, уважительного отношения к мнению оппонента в  процессе дискуссии; удовлетворить интересы учащихся, увлекающихся  биотехнологией, помочь учащимся в подготовке к поступлению  в ВУЗы. Прикладной курс рассчитан на 34 часа, 1 час в неделю.   Материал курса разбит на два блока: Теоретические основы биотехнологии Биотехнология в народном хозяйстве   В процессе занятий предполагается приобретение учащимися опыта  поиска информации по предполагаемым вопросам. Учащиеся совершенствуют  умения подготовки рефератов, докладов, сообщений по избранным темам.  Ведущими формами занятий в этом курсе являются интерактивные занятия, применение компьютерных технологий, семинары,  лабораторные и практические работы, моделирование и т. д. Предполагаемые результаты Учащиеся должны знать: ­  химический состав клеток; ­ особенности строения клеток бактерий и грибов; ­ роль биотехнологии в развитии промышленности, сельского хозяйства, медицины, охране окружающей среды. Учащиеся должны уметь: ­ планировать и проводить лабораторные опыты; ­ готовить и описывать микропрепараты; ­ делать обработку результатов исследований, формулировать выводы; ­ сравнивать биологические объекты; ­ работать самостоятельно и в группе; ­ осуществлять самостоятельный поиск биологической информации в  различных источниках (учебных текстах, справочниках, научно­популярных  изданиях, компьютерных базах, ресурсах Интернета) и применять её в  собственных исследованиях; ­ использовать приобретённые знания для оценки этических аспектов  некоторых исследований в области биотехнологии (клонирование,  искусственное оплодотворение). Главная мотивация работы – это познавательный интерес. Проверка  знаний осуществляется с помощью тестирования, зачётов, защиты проектных  работ. Итогом выполнения лабораторных работ являются отчёты с  выводами. В профильных классах повысить образовательную активность  школьников может введение портфолио, что способствует осознанию  учащимися своих целей и возможностей, и делает выбор их дальнейшего направления и форм обучения более ответственным. Портфолио работ ­ представляет собой собрание различных творческих  и проектных работ ученика, его индивидуальных достижений в определённый период его обучения, а также описание основных форм и  направлений его учебной и творческой активности. Прохождение прикладного курса отражается в портфолио работ  учащегося. Содержание программы Раздел 1. Введение – 1 час Основные понятия биотехнологии.  Введение понятия биотехнология,  специфика биотехнологии, задачи биотехнологии в области медицины,  сельского хозяйства, промышленности. Раздел 2. История биотехнологии ­ 4часа Открытие нового мира.  Научные открытия А. Левенгука и Р. Гука. Пивоварение, хлебопечение, виноделие наших предков. Биологическая  сущность процесса брожения (научные исследования Л. Пастера и Ю.  Либиха). Гриб Флеминга ­ открытие пенициллина Развитие биотехнологии в 20 веке. Биотехнологические и генно­ инженерные компании, и их разработки. Раздел 3. Теоретические основы биотехнологии – 8 часов Клетка ­ основной структурный компонент всего живого. Химический  состав клетки.  Органические и неорганические вещества клетки  Распространение бактерий на Земле, их происхождение, значение. Бактерии, их строение, жизнедеятельность и использование в народном  хозяйстве.   Влияние внешних факторов на жизнедеятельность бактерий. Грибы, строение, жизнедеятельность. Грибы ­ организмы­эукариоты.  Актиномицеты. Дрожжи. Строение грибной клетки.   Процессы жизнедеятельности. Синтез белка.  Раздел 4.  « Генная и клеточная инженерия» ­ 6 часов « Лестница жизни». Строение и функции ДНК. Генная и клеточная инженерия. Генная инженерия ­ раздел  молекулярной биологии и генетики.  Методы генной инженерии. Клеточная инженерия Этапы генного синтеза.  Возможности и практические результаты генной инженерии.  Метод выращивания клеток животных. Питательная среда для  выращивания клеток живого организма. Методы клеточной инженерии,  используемые в селекции сельскохозяйственных животных. Улучшение растений и животных на основе клеточных технологий.  Клонирование. Раздел 5.  Биотехнология и сельское хозяйство – 4 часа Биотехнология и растениеводство. Биотехнологические пути защиты растений от вредителей.  Биологические (бактериальные) удобрения. Биотехнология и животноводство. Производство кормовых белков на  базе различных микроорганизмов: бактерий, грибов, водорослей Профилактика инфекционных заболеваний у животных. Раздел 6.  Биотехнология и медицина – 4 часа Биотехнологические разработки в области медицины.  Антибиотики:  действие на организм, классификация. Гормоны: соматотропин, инсулин, тироксин ­ получение, действие на  организм. Интерферон ­ первое лечебное средство против вирусов.  Модифицированные интерфероны ­ достижение генной инженерии.  Вакцинация. Ферменты медицинского назначения. Молекулярная медицина ­ диагностика, лечение, профилактика  наследственных и ненаследственных болезней на генном уровне. Генная  терапия. Раздел 7. Биотехнология и промышленность  ­ 4 часа Использование биотехнологических продуктов в пищевой  промышленности.  Технология производства пищевых продуктов (хлеба, пива, спирта, сыра) Экскурсия: « Изучение технологии производства хлеба» Пластмассы, текстильные изделия ­ в результате деятельности  микробов.  Бактерии в производстве пластмасс и текстильных изделий ­  технологии и перспективы. Технологическая биоэнергетика. Получение этанола как топлива. Получение метана и других углеводородов. Получение водорода как  топлива будущего. Раздел 8.  Биогеотехнология  ­ 3 часа Микроорганизмы в недрах Земли Выщелачивание металлов из руд с  помощью бактерий. Очистка сточных вод от нефтяных примесей. Изучение технологии очистки воды».  Итоговое занятие. Биотехнология вклад в решение глобальных проблем. В курс включена и практическая часть: 15 лабораторных опытов. Календарно­тематическое планирование № Содержание учебного материала Лабораторные работы Раздел 1. Введение – 1 час 1  Основные понятия  биотехнологии.  Введение  понятия биотехнология,  специфика биотехнологии,  задачи биотехнологии в  области медицины, сельского  хозяйства, промышленности. Раздел 2. История биотехнологии – 4 часа ы с а Ч » А « 1 1     а т а Д » Б « 1 1     а т а Д 1 2 3 4 5 6 7 8  Открытие нового мира.   Научные открытия А.  Левенгука и Р. Гука. Пивоварение, хлебопечение,  виноделие наших предков.  Биологическая сущность  процесса брожения (научные  исследования Л. Пастера и  Ю. Либиха). Гриб Флеминга ­ открытие  пенициллина Развитие биотехнологии в 20  веке. Биотехнологические и  генно­инженерные компании,  и их разработки. Раздел 3. Теоретические основы биотехнологии –  8 часов Клетка ­ основной  структурный компонент всего живого. Химический состав  клетки.  Органические и  неорганические вещества  клетки  Распространение бактерий на  Земле, их происхождение,  значение. Л/о 1. Осаждение  белков. Л/о 2.  Растворимость  жиров. Л/о 3. Влияние  температуры и рН  среды на действие  фермента –  амилазы.  Л/о 4.  Приготовление  культуры сенной  палочки и  рассматривание ее  под микроскопом. 1 1 1 1 1 1 1 9 1 0 1 1 1 2 1 3 Бактерии, их строение,  жизнедеятельность и  использование в народном  хозяйстве.   Влияние внешних факторов  на жизнедеятельность  бактерий. Грибы, строение,  жизнедеятельность. Грибы ­  организмы­эукариоты.  Актиномицеты. Дрожжи.  Строение грибной клетки.   Процессы  жизнедеятельности. Синтез  белка.  Л/о 5. Окрашивание  и изучение спор  сенной палочки. Молочнокислое  брожение. Л/о 6. Действие  фитонцидов на  бактерии. Л/о 7.  Влияние  концентрации  поваренной соли на  развитие бактерий. Л/о 8. «Изучение  плесневых грибов  (белая и сизая  плесень)». Л/о 9. Изучение  дрожжей. Размножение и  старение дрожжей. Л/о 10.  Приготовление  питательной среды,  её стерилизация.  Посев бактерий и  подсчёт колоний. Л/о 11. Влияние  антибиотиков на  жизнедеятельность  бактерий. Раздел 4.  « Генная и клеточная инженерия» ­  6 часов 1 4 « Лестница жизни». Строение и функции ДНК. 1 1 1 1 1 1 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 Генная и клеточная  инженерия. Генная  инженерия ­ раздел  молекулярной биологии и  генетики.  Методы генной инженерии.  Клеточная инженерия.  Этапы генного синтеза.   Возможности и практические  результаты генной  инженерии. Метод выращивания клеток  животных. Питательная среда для выращивания клеток  живого организма. Методы  клеточной инженерии,  используемые в селекции сельскохозяйственных  животных. Улучшение растений и  животных на основе клеточных технологий.  Клонирование. История  появления на свет овцы  Долли. Взгляд оптимиста и скептика  на генномодифицированные  продукты питания. Л/о 12. «Пищевые  продукты и  здоровье человека». 1 1 1 1 1 Раздел 5.  Биотехнология и сельское хозяйство –  4 часа Биотехнология и  растениеводство. Биотехнологические пути  защиты растений от  вредителей. Биологические  (бактериальные) удобрения. Биотехнология и  животноводство.  Производство кормовых  1 1 1 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 белков на базе различных  микроорганизмов: бактерий,  грибов, водорослей Профилактика  инфекционных заболеваний у  животных. Раздел 6.  Биотехнология и медицина – 4 часа Биотехнологические  разработки в области  медицины.  Антибиотики:  действие на организм,  классификация. Гормоны: соматотропин,  инсулин, тироксин ­  получение, действие на  организм. Интерферон ­ первое  лечебное средство против  вирусов. Модифицированные  интерфероны ­ достижение  генной инженерии.  Вакцинация. Ферменты  медицинского назначения. Молекулярная медицина ­  диагностика, лечение,  профилактика  наследственных и  ненаследственных болезней  на генном уровне. Генная  терапия. 1 1 1 1 1 Раздел 7. Биотехнология и промышленность  ­  4 часа Использование  биотехнологических  продуктов в пищевой  промышленности.   Технология производства  пищевых продуктов (хлеба,  1 Л/о 13.  «Органолептическая оценка качества  молочно­кислых  продуктов» 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 Л/о 14.  «Оценка  качества  хлебобулочных  изделий» пива, спирта, сыра) Экскурсия: « Изучение  технологии производства  хлеба» Пластмассы, текстильные  изделия ­ в результате  деятельности микробов.   Бактерии в производстве  пластмасс и текстильных  изделий ­ технологии и  перспективы. Технологическая  биоэнергетика. Получение  этанола как топлива.  Получение метана и других  углеводородов. Получение  водорода как топлива  будущего. Раздел 8.  Биогеотехнология  ­ 3 часа Микроорганизмы в недрах  Земли.  Выщелачивание  металлов из руд с помощью  бактерий.  Очистка сточных вод от  нефтяных примесей.  Изучение технологии очистки воды.  Итоговое занятие.  Биотехнология вклад в  решение глобальных проблем. Л/о 1. «Основные  способы очистки  сточных вод» 1 1 1 1 1 1 Рекомендуемые темы рефератов и проектов для учащихся: Сообщения:  1) История биотехнологии.  2) Ученые занимавшиеся изучением новых биотехнологий.   Работы исследовательского характера:  1) «Положительное и отрицательное в биотехнологии».  2) «Биотехнология в быту».  3) «Клонирование за или против?».  4) «Польза от лекарств, полученных биотехнологическими методами»  Перечень проектов для самостоятельной деятельности:  1. Генная инженерия: перспективы развития.  2. Организмы – доноры и реципиенты целевых генов.  3. Биологическая война – опасность для человечества. Список использованной литературы: 1 « Биотехнология: что это такое?» Вакула В.Л,, Москва, Молодая  гвардия « 1989г. 2 « Биотехнология проблемы и перспективы»­ Егоров Н.С., Москва, «  Высшая школа» 1987г.  3» Биотехнология: свершения и надежды»­ Сассон А, Москва, « Мир»  1987г. 4 «Путешествие в страну микробов» Бетина В., Москва, Мир 1976г. 5 « Охотники за микробами» Де Крюи, Москва, молодая гвардия 1987 г. 6 « Теоретические основы технологии микробиологических  производств»­ Манаков М.Н.,Победимский Д.Г., М. Агропромиздат  1990г. 7 « Технология микробиологического синтеза»­ Яковлев В.И., Л. Химия 1987г. 8 « Новые профессии микробов»­ Голомзик А.М., Свердловск Ср­ Уральское изд­во 1974г. 9 « Биология в познании человека»­ Карпинская Р.С., Москва, Наука  1989г. 10 « Концепция современного естествознания»­ Дубнищева Т.Я.,  Новосибирск, ЮКЗА, 1997г. 11 « Наука и жизнь», №9/2000г. 12 « Наука и жизнь», №3/1999г.