Урок по теме: «Методы селекции микроорганизмов»

Биология 11 класс.

Тема урока: «Методы селекции микроорганизмов».

___________________________________________________________

Учитель: Просвирина Н.А.

Цели урока.

1.Образовательная: рассмотреть основные методы селекции микроорганизмов, выявить значение селекции микроорганизмов в хозяйственной деятельности человека; сформировать знания о биотехнологии.
 2.Развивающая: формировать умения; сравнивать, делать выводы, анализировать материал, аргументировать свои ответы, решать проблемные вопросы. Развивать умения применять полученные знания.

 3.Воспитательная: продолжить развитие познавательного интереса у старшеклассников к изучению проблем современной селекции.

Оборудование:  компьютер, презентация, пластилин двух цветов.

 Тип урока: урок изучения нового материала
Методы урока: словесный, проблемный, наглядный.

Ход урока:

1. Организационный момент. (Вступительное слово учителя).

2. Актуализация опорных знаний.

Работа с терминами в парах. Селекция, сорт, порода, штамм, искусственный отбор, гибридизация, гибрид, гетерозис, мутагенез.

Древнеримский оратор Цицерон считал, что правильно построенная речь содержит ответы на семь вопросов: Что? Где? Когда? Зачем? Как? Чем? Почему?

Так их теперь и называют - "алгоритм Цицерона". А для того, чтобы Ваша речь всегда звучала правильно, работу над повторением мы построим на принципе алгоритма Цицерона.

Вопросы для опроса:

ЧТО? Что такое селекция?

КОГДА? Когда возникла эта наука»?

ЗАЧЕМ (для чего?) нужна селекция?

ПОЧЕМУ в последнее время селекция получила новый импульс к развитию.

Как создаются новые сорта растений, породы животных?

ГДЕ в нашей жизни мы можем увидеть достижения селекции?

 3.Изучение нового материала
— постановка проблемы
«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. А. Нейман

2.Сообщение о микроорганизмах, об особенностях их строения.
Микробиолог: микробы - мельчайшие организмы, различаемые только под микроскопом. Открыты в 17 веке А.Левенгуком. Среди микроорганизмов – представители разных царств живой природы, относящихся к прокариотам (бактерии и сине-зеленые водоросли), к эукариотам (микроскопические грибы, микроскопические формы водорослей и простейших). Большинство микроорганизмов – одноклеточные организмы. Иногда к микробам относят вирусы.

Значение микроорганизмов. 

Микробиолог. Только несведущий в микробиологии видит в микроорганизмах один вред, но их роль как полезных организмов существенно преобладает. Именно они помогут человечеству решить глобальные проблемы- обеспечение населения продуктами питания, охрана окружающей среды от загрязнения. Возможно микробы наша последняя надежда на выживание. На данный момент микроорганизмы используют не только в хлебопечении, пивоварении, виноделии, приготовлении молочных продуктов, но и в получении гормона инсулина, интерферона, аминокислот, ферментов, кормового белка, антибиотиков.

4. Методы селекции микроорганизмов

Продуктивность диких форм бактерий невысокая, поэтому человек совершенствует и выводит новые штаммы. (слайд)

В селекции микроорганизмов применяют традиционные и новейшие методы. К традиционным методам относят экспериментальный мутагенез и отбор по продуктивности. Экспериментальный мутагенез - это воздействие на организм различных мутагенов с целью получения мутации. Этот метод имеет свои особенности при селекции бактерий:

- у селекционера имеется неограниченное количество материала для работы: за считанные дни в чашках Петри или пробирках на питательных средах можно вырастить бактерий

- значительно меньшее количество генов, их генетическая регуляция более простая, взаимодействия генов просты или отсутствуют миллиарды клеток;

- более эффективное использование мутационного процесса, поскольку геном микроорганизмов гаплоидный, что позволяет выявить любые мутации уже в первом поколении;

- простота генетической организации (слайд)

Но возможности традиционной селекции ограничены. Успехи же таких наук как молекулярная биология и генетика в изучении микроорганизмов, а так же возрастающие потребности практического использования микробных продуктов привели к созданию новейших методов целенаправленного и контролируемого получения микроорганизмов с заданными свойствами. (слайд)

К новейшим методам селекции относят генную инженерию. (слайд ). В генной инженерии используют два способа:

- выделение нужного гена из генома одного организма и внедрение его в геном бактерий;

- синтез искусственным путем гена и внедрение его в геном бактерий. (слайд)

Учитель: какими преимуществами обладают микроорганизмами перед другими организмами.  
Самостоятельная работа с текстом. 
Текст № 1 Проанализируйте следующие данные. Сделайте вывод, о том какие организмы более выгодно использовать для получения белка. Почему?
-Одна корова с живой массой в 500 кг за сутки образует около 0,5 кг белка;
-Соя массой 500 кг за сутки образует 5 кг белка;
-Дрожжи массой кг за сутки вырабатывают в биореакторе 50 тонн белка.
Микробная клетка потребляет дешевые вещества – крахмальные растворы, сточные воды, нефтепродукты и др. вещества. Корове требуются хорошие и, следовательно, дорогие корма.
Задание: 1)прочитать текст;
2)найти в тексте свойства микроорганизмов, обеспечивающие их преимущество перед животными, растениями.
 Вывод:

1)микроорганизмы обладают высокой продуктивностью;
2) микроорганизмы выращивают на дешевых субстратах.
3) высокая скорость получения нужной продукции.

Генная инженерия основана на выделении нужного гена из генома одного организма и введении его в геном другого организма. «Вырезание» генов проводят с помощью специальных «генетических ножниц», ферментов – рестриктаз, затем ген «вшивают» в вектор (носитель) – плазмиду, с помощью которой ген вводится в бактерию. «Вшивание» осуществляется с помощью других ферментов – лигаз. Кроме того, вектор должен содержать маркерные гены, которые позволяют отличить эту клетку от исходных клеток.
Достижения генной инженерии.
С помощью генной инженерии получают соматотропил – гормон роста, гормон инсулин человеческий, которые раньше получали из поджелудочных желез убитых коров, свиней, белок интерферон, который помогает справиться со многими вирусными инфекциями.
КАРТОФЕЛЬ: в него был имплантирован ген бактерии, которая вырабатывала яд, смертельный для колорадского жука – молодые побеги, не успев вылезть из земли, сами начинают бороться с вредителями (ген бактериальный ген -Bt)

Томатное пюре — первый генетически модифицированный пищевой продукт, появившийся в Европе в продаже (в 1996 году).

Учитель: повышение продуктивности микроорганизмов и создание новых штаммов проводится с целью использования их или веществ созданных ими в производстве продуктов в промышленных масштабах.
 Технология получения необходимых человеку продуктов из живых клеток или с их помощью называют биотехнологией.
Биотехнология является и наукой.
5. Биотехнология – наука будущего. 
Практическая часть: С помощью пластилина двух цветов показывается методика внедрения гена инсулина в кольцевую молекулу кишечной палочки.

 
Закрепление. Микроб - прекрасный лебедь индустрии живых клеток

– Промышленное производство продуктов питания, в первую очередь, белков и незаменимых аминокислот.

– Повышение плодородия почв, производство биологически активных веществ для нужд сельского хозяйства.

– Производство лекарственных препаратов и биологически активных веществ, повышающих качество жизни людей.

– Использование биологических систем для производства и обработки промышленного сырья.

– Производство дешевых и эффективных энергоносителей (биотоплива).

– Использование биологических систем для утилизации отходов различного характера, биологической очистки сточных вод.

– Создание организмов с заданными свойствами.

Дом. Задание: п. 67.Подготовить сообщения по теме: «Удивительный мир селекции».

Основная литература:

В.В. Захаров, С.Г.Мамонтов, И.И.Сонин Общая биология.10 класс. Изд. «Дрофа», Москва 2006г.

А.А. Каменский, Е.А.Криксунов, В.В.Пасечник Общая биология 10-11 класс Изд. «Дрофа» 2006г.

М.Е. Лобашов, К.В.Ватти, М.М. Тихомирова. Генетика с основами селекции. Изд. Москва «Просвещение» 1979г.

Ресурсы Интернета. Единая коллекция образовательных ресурсов.

Горленко М.В. Бактериальные болезни растений (ред. Соколов Н.А.). М.: Высшая школа, 1966. 291 с. (ресурсы Интернета).

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/77375-urok-po-teme-metody-selekcii-mikroorganizmov