Урок «Биотехнология, ее достижения и перспективы развития»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УРОКА ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОБУЧЕНИЯ

Группа № 121

Профессия: «Повар-кондитер»

Место проведения: аудитория № 405

Дата проведения:  06 февраля 2018 года

Продолжительность: 90 минут (1 пара)

№ и тема урока: 47-48 «Биотехнология, ее достижения и перспективы развития»
рассмотреть особенности селекции микроорганизмов и их использования в хозяйственной деятельности человека; сформировать у учащихся знания о биотехнологии, ее основных направлениях – генной, хромосомной и клеточной инженерии; рассмотреть этические аспекты исследований в биотехнологии.

Цели урока:

1.      Образовательная: Изучить особенности селекции микроорганизмов и их использования в хозяйственной деятельности человека и осознать необходимость  знаний о биотехнологии, генной инженерии.

2.      Развивающая: Развивать творческий подход к изучению нового материала, интеллектуальные способности,  память,  приобретение ими умений работать с различными литературными источниками. Совершенствовать мыслительные процессы, речь.

3.      Воспитательная: Воспитывать у студентов потребность в знаниях, ответственность при выполнении заданий, любовь и интерес к профессии, укреплять стремление приносить только пользу людям, акцентируя на проблему этичности применения генных технологий.

Задачи для достижения целей урока:

1.      Изучить  этапы становления  и современные направления биотехнологии;

2.      Изучить значение биотехнологии в жизни человека.  

Оснащение урока: Интерактивная доска, персональный компьютер, презентация по теме урока, плакаты («Клетка», «Вирусы и бактерии», учебники по предмету: (В.М. Константинов, А.Г. Резанов, Е.О. Фадеева  «Биология для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей», И.П. Понамарева, О.А. Корнилова и др.  «Биология» учебник для учащихся 11класса общеобразовательных учреждений.

В результате изучения темы урока студент:

 должен знать: биотехнологию наших предков и биотехнологию на службе человека: пищевая промышленность, химическая, сельское хозяйство, охрана природы.                                                                                                          

должен уметь:  применять биологические знания для анализа проблем хозяйственной деятельности и оценки этических аспектов некоторых исследований в области биотехнологии (клонирование, искусственное оплодотворение);

Тип урока – семинар-беседа

Форма урока: групповая, индивидуальная

Результаты обучения:

В ходе урока у студентов закладываются основы общих  компетенций:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, исходя из цели и способов ее достижения, определенных руководителем

ОК 4. Осуществлять поиск информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач.

Межпредметные связи: химия, экология.

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

1.      Организационный момент (5 мин.)

- Поприветствовать студентов и провести проверку присутствующих по списку в журнале. Выявить отсутствующих и по возможности установить причины их отсутствия (уважительные, неуважительные);

- Проверить готовность к уроку (наличие конспектов, ручек, учебников, дополнительной литературы и пр.);

2.      Вводный инструктаж  (5 мин.)

Преподаватель объявляет тему и цели урока:

Преподаватель: На календаре 21 век. Многие ученые считают наукой века биологию. Она постоянно пополняется новыми разделами. Сравнительно новой, наиболее перспективной биологической наукой является биотехнология  -

Тема сегодняшнего урока - «Биотехнология, ее достижения и перспективы развития» (слайд №1)

Студенты: записывают название темы в конспекты. Название темы указано на доске и одновременно дублируется на интерактивной доске (начало презентации).

3.       Актуализация знаний ( 6-8 мин.)

Преподаватель:  Мы продолжаем знакомиться  с очень интересной и увлекательной, не мало важной темой в биологии, но для начала давайте раскроем смысл данной цитаты:  ВОПРОС: Почему Б.Нейман называет микроб гадким утёнком и прекрасным лебедем?                                  (слайд №2)

Ответ: (гадкий утенок, благодаря успехам науки и техники, достижениям человеческого гения, превратился в прекрасного лебедя.) 

Преподаватель: Что означает слово «Биотехнология»?    Попробуем разложить это слово на 2части: «био»-жизнь; «технология»-            искусство, мастерство– это использование живых микроорганизмов  для получения нужных человеку продуктов и материалов. («логос» - наука) (слайд №3,4)

 Преподаватель: Основная цель нашего семинара - Осознать необходимость  знаний о биотехнологии, изучая особенности селекции микроорганизмов и их использования в хозяйственной деятельности человека.  

Для достижения этой цели мы совместно работали с различными источниками информации по следующим вопросам:

 1.Каковы этапы становления  биотехнологии?  Каковы достижения биотехнологических процессов в пищевой, химической, сельскохозяйственной и экологической областях? 3. Каково значение биотехнологии в жизни человека? (польза и вред) (слайд № 5,6):

 

4.Обсуждение проблем: (1-й этап)-25-30 мин.

Преподаватель: Итак, переходим непосредственно к изучению темы и обсуждению проблем.

Тема для обсуждения1 Биотехнология наших предков. Обсудите проблемные вопросы: 1. «Почему биотехнология изучает главным образом МИКРОБ??? с древних до наших времен?»  (слайд № 7):

Преподаватель:  Биотехнология предков началась с важного открытия. Об этом открытие мы говорили с начала изучения курса. Предлагаю напомнить и сообщить нам об этом открытие.

Сообщение студента 1: Тысячи лет люди пекли хлеб, делали сыр, другие молочнокислые продукты, используя различные микроорганизмы и даже не подозревая об их существовании. Более 3 тыс. лет биотехнологическими процессами являются хлебопечение виноделие, и получение молочнокислых продуктов. Люди выступали в роли биотехнологов с незапамятных времен. Собственно сам термин "биотехнология" появился в нашем языке не так давно, вместо него употреблялись слова "промышленная микробиология", "техническая биохимия" и др.  Микроорганизмы были открыты в 17 веке Л Левенгуком.    Впервые термин «биотехнология» применил венгерский инженер Карл Эреки в 1917 году. В начале XX века активно развивалась бродильная и микробиологическая промышленность. В эти же годы были предприняты первые попытки наладить производство антибиотиков, пищевых концентратов, полученных из дрожжей.

Студенты тезисно записывают с экрана и со слов студента  информацию в конспекты. (слайд № 8,9):

Преподаватель: Бактерии открыты и акцентируем внимание на изучении ученными главного объекта: МИКРОБА?

Сообщение студента 2: Микроорганизмы характеризуются большой скоростью размножения, часто путем простого деления пополам, через каждые 20-25 минут.  Разнообразны по физиологическим и биохимическим свойствам. Живут везде,  некоторые живут в условиях не пригодных для жизни других. Например: выдерживают высокий уровень радиации, высокие (75–105°С) и низкие (-80°С) температуры, концентрацию хлорида натрия до 30%, отсутствие кислорода (анаэробы). Очень продуктивны. Чрезвычайная приспособляемость, т.е. их можно быстро и легко селекционировать, чтобы получить новый сорт хлебного злака, необходимы десятилетия или даже столетия, а у кистевидной плесени всего за 30 лет удалось в1000 раз повысить продуктивность. Они не только приспосабливаются к среде, приспосабливают среду к своим условиям,  подкисляют  или делают ее более щелочной. (слайд №10)

Преподаватель: ЗАДАНИЕ №1. Проанализируйте и сделайте вывод: Какие организмы более выгодно использовать для получения белка?. Студенты самостоятельно выполняют задание. (слайд № 11)

Студенты делают вывод, сообщают и сравнивают с выводом на доске (слайд № 12).

Преподаватель: Итак, переходим к обсуждению следующей проблемы. (слайд №13)

Тема для обсуждения2 2.Биотехнология на службе человека: Обсудите проблемные вопросы: Каким образом используются микроорганизмы в биотехнологии? В каких областях промышленности используют микроорганизмы?  

Ответы студентов: в хлебопечение, получение молочно - кислых продуктов, виноделии, сыроварении, производстве белка, производстве антибиотиков, гормонов, в металлургии, в сельском хозяйстве и  охране окружающей среды.

Преподаватель: В настоящее время применяется практически во всех отраслях промышленности: пищевой, химической,  активно внедряется в сельское хозяйство и немало важна и для охраны среды.           (слайд №14)                                                                                     

Преподаватель: Запишите себе в конспекты данную схему, ее начало, области ( показываю на доске), а по ходу более детального обсуждения вопроса дополняем данную схему. И самая важная область промышленности для студентов группы «Повар-кондитер», конечно пищевая.

Сообщение студента №3, №4, №5,№6: Хлебопечение. Производство молочно - кислых продуктов. Сыроварение. Виноделие.                   Слайды № 15,16,17,18,19.

       

Преподаватель: Совместно подведем итог вашим выступлениям. В хлебопечении, виноделии используют дрожжи – одноклеточные грибы, в производстве молочнокислых продуктов – молочнокислые бактерии, вирусы, их активно изучают. И это явилось предпосылкой для возникновения нового направления биотехнологии – ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ.

5. Обсуждение проблем (2-й этап). - 35  мин.

Сообщение студента №7:    Генная инженерия – основана на выделении (или на искусственном
синтезе) нужного вида из генома одного организма и введении его в геном другого организма, впервые процесс был проведен в1969 году).  Сейчас около 200 новых диагностических препаратов уже введены в медицинскую практику, и более 100 генно-инженерных лекарственных веществ находится на стадии клинического изучения. Среди них лекарства, излечивающие артрозы, сердечнососудистые заболевания, некоторые опухолевые процессы и, возможно, даже СПИД. Технология производства микробиологического синтеза хорошо отработана. Получение веществ микробиологическим путём  ЭКОНОМИЧЕСКИ ВЫГОДНО, и обладание всего одной бактериальной клеткой может принести миллиардные прибыли. Например: Излюбленный объект генных инженеров – кишечная палочка.  С помощью нее получают соматотропин (гормон роста), интерферон (белок, который культивирование помогает справиться со многими вирусными инфекциями), инсулин (гормон поджелудочной железы)                                  (слайд №20,21),

 

Преподаватель: Эти слайды подтверждают использование микроорганизмов в химической промышленности.

Одним из методов в биотехнологии пищевой промышленности является метод  - создание ГМО, иначе, это мутанты, созданные в результате комбинации генов разных организмов. Растения и животные, геном которых изменен с помощью подобных операций,
называют трансгенными.

Преподаватель: По данной вопросу вашему вниманию будут предложены сообщения студентов и вам необходимо выполнить следующее задание №2: Назвать Реальные плюсы генной модификации продуктов.              

Сообщение студента №8:    В 1983 в США, Бельгии и Германии впервые получены трансгенные растения. Сейчас – 17 стран выращивают трансгенные растения, которые имеют необходимые для человека сроки созревания, их плоды обладают способностью к длительному
хранению и не теряют товарный вид при транспортировке. Большая часть трансгенных культур выращивается в США. Например: Китай – табак, рис, соя, томаты, быстрорастущие сорта, которые могут расти на засоленных почвах. США – хлопчатник, кукуруза, картофель – устойчивы к вредителям, так как эти растения вырабатывают энтомоксин. Генетики работают над получением растений-вакцин, т.е. растений содержащих готовые антитела на различные заболевания или вещества, препятствующие развитию болезни. Например: картофель вырабатывает антитела холеры (Россия). Красный помидор содержит в 3,5 раза больше ликонина (красный пигмент). Ликонин, обладая окислительными свойствами, снижает вероятность раковых заболеваний (США). Получены ГМ картофель, помидоры, устойчивые к насекомым- вредителям, а также получены разные сорта клубники со вкусом ананаса и синяя морозостойкая с геном арктических рыб.

Сообщение студента № 9:    Уже получены трансгенные свиньи, овцы и кролики в геном которых были введены гены различного происхождения – вирусов, микроорганизмов, грибов, человека; получены трансгенные растения с генами животных, микроорганизмов, вирусов и искусственно созданными генами. В международном научном сообществе существует четкое понимание того, что в связи с ростом народонаселения Земли, которое по прогнозам ученых должно достичь к 2050 году 9-11 млрд. человек, необходимо удвоение или даже утроение мирового производства сельскохозяйственной продукции, что невозможно без применения трансгенных растений, создание которых многократно ускоряет процесс селекции культурных растений, увеличивает урожайность, удешевляет продукты питания, а также позволяет получить растения с такими свойствами, которые не могут быть получены традиционными методами.

Нет ни одного научного факта против использования трансгенных продуктов. Главное потенциальная опасность для биологических объектов, для здоровья человека путем переноса встроенного гена в микрофлору кишечника или образование из модифицированных белков под воздействием нормальных ферментов, так называемых минорных компонентов, способных оказывать негативное влияние. (слайд № 22, 23)

 

Преподаватель: Выполняем ЗАДАНИЕ №2. Назовите реальные плюсы генной модификации продуктов. (слайд №24)

Преподаватель: Метод культивирования микроорганизмов. Метод основан на способности клеток растений и животных делиться при помещении их в питательную среду, где содержатся все необходимые для жизнедеятельности вещества. Используют при ликвидации разлива нефти. Немало важно для охраны окружающей среды. (видеофрагмент «Как бактерии поедают нефть»).

Преподаватель:  Следующий метод в биотехнологии это метод – Клонирование -  это метод пересадки ядра обычной клетки в яйцеклетку, при котором получают генетические копии.      (слайд №25)

 Сообщение студента № 10:  Первое клонированное животное называется овечка Долли. Для этого использовали ядра соматических клеток, полученных из тканей молочной железы взрослой овцы, которые вводили в яйцеклетку. Образовавшуюся диплоидную зиготу стимулировали к дроблению электрошоком и трансплантировали в овцу-реципиента. Через 148 дней приемная мать родила живую овечку – Долли. Экспериментаторы использовали 236 яйцеклеток, прежде чем удалось получить одну живую, вполне здоровую овечку весом 6,6 кг. У этой овечки нет отца, но зато три матери: овца, давшая свой генетический материал, овца, от которой взяли яйцеклетку, и овца-реципиент, которая вынашивала знаменитого ягненка. Она родилась в 1996 году в Шотландии. Но прожила всего лишь неполных 7 лет (вместо 10-12 лет). Считают, что причиной смерти является воспаление легких и полиартрит суставов. В настоящее клонирование расцветает, были получены огромное количество клонированных лошадей, овец, коров.

Перспективным направлением биотехнологии является клонирование. Одной из главных задач в этой области является создание органов животных, которые можно будет использовать для трансплантации человеку.

Преподаватель: Переходим к обсуждению третей  проблемы нашего урока. (слайд №26)

Тема для обсуждения 3  Этические аспекты развития некоторых исследований в биотехнологии.

Обсудите проблемные вопросы:  Почему некоторые биотехнологические исследования представляют опасность для человечества? Ваше мнение? Этично ли проводить генетические эксперименты на животных и человеке?

Мнение студентов: заслушиваем.  Сообщение студента № 11:  Клонирование – повторение искусственным образом с помощью биомедицинской технологии феномена однояйцовых близнецов. Клонирование одно из самых фантастических деяний человека, соответственно, оно рождает целый ряд моральных проблем. Возрастающий интерес к развитию вспомогательных репродуктивных технологий во всем мире обусловлен приоритетностью проблемы бесплодия в медицине. Эти достижения значительно повысят возможность деторождения во многих супружеских парах, которые ранее считались бездетными, Несомненно, что клонирование потребует внесения определенных изменений в гражданский, семейный и другие кодексы, разработка юридических и правовых вопросов родившихся таким образом людей.

У клонированных (если они когда-нибудь будут) людей это прежде всего проблема общения и приспособления к социальной среде которая может позволит избежать психических травм дабы они не чувствовали себя в обществе неандертальцами с внешностью homo sapiens. Для избежания этих проблем потребуется строжайшая конфиденциальность их происхождения. На правовом уровне можно выработать прием­лемые документы об их статусе. Но, как быть с фактом отсутствия у них родителей? Записывать выдуманных родителей? Воспитывать их с момента рождения в семьях, которые захотят их принять?  Есть еще тысячи этических и юридических проблем, которые возникнут, если клонирование человека будет когда-либо осуществлено!!?!!  (слайд №27)

Преподаватель: Подведем итог нашему обсуждению и сообща сделаем вывод: Биотехнология очень актуальная тема, так как именно с развитием биотехнологии связывают решение глобальных проблем человечества - ликвидацию нехватки продовольствия, энергии, минеральных ресурсов, улучшение состояния здравоохранения и качества окружающей среды.

Выбор за вами использовать достижения биотехнологии или купить домик в деревне……?! (слайд №28)

7.Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению (3 мин.)

 Преподаватель:  приступает к объявлению домашнего задания, которое записывает на доске: Подготовиться к выполнению тестов. Вставить пропущенные слова в предложениях. Воспроизводит примерное задание на интерактивной доске.

Студенты: Записывают домашнее задание в свои тетради.

8.Рефлексия (подведение итогов занятия) (5-7 мин.)

Преподаватель: «и в заключение подведем итоги сегодняшнего занятия». По каждому студенту объявляет оценку за активность на уроке, прибегая к помощи студентов, прислушивается к самооценки…,после чего выводит средний балл за урок.

Благодарит всех за внимание. Объявляет обокончании урока.

Краткое описание документа:

Конспект урока «Биотехнология, ее достижения и перспективы развития». Основная цель
рассмотреть особенности селекции микроорганизмов и их использования в хозяйственной деятельности человека; сформировать у учащихся знания о биотехнологии, ее основных направлениях – генной, хромосомной и клеточной инженерии; рассмотреть этические аспекты исследований в биотехнологии. Урок рекомендован для проведения студентов колледжа, специальность "Повар-кондитер". (приложение 28 слайдов для интерактивной доски).