Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Власть над геном. Программа элективного курса по биологии (предпрофильная подготовка)
9 класс
Пояснительная записка
Курс «Власть над геном» предназначен для учащихся 9-х классов, интересующихся биологией и позволяющий им сделать осознанный и успешный выбор профиля.
Этот элективный спецкурс посвящен отдельному разделу биологии «Генная инженерия», не входящему в обязательную программу данного предмета.
Актуальность курса определяется тем, что величайшие достижения биологии еще не стали известны широким массам, а школьные программы просто не успевают за развитием науки. Речь идет о направленном изменении наследственности - генной инженерии.
Для развития мотивации к изучению курса в содержании делается акцент на значимость данной науки для человека, его здоровья.
Курс предусматривает лекционно-индивидуальную систему и самостоятельную работу с периодическими изданиями, где последнее время успешно освещаются итоги работ ученных в данном направлении.
Курс завершается написанием учениками работ с практическими выводами, предложениями о перспективах развития данной отрасли биологии в медицине, сельском хозяйстве и народном хозяйстве.
Результат: творческая работа учащихся.
Методические рекомендации
Данный курс предназначен для того, чтобы учащиеся 9-х классов смогли определиться в выборе профессии, связанной с какой-либо отраслью биологической науки, и соответствующего профиля обучения. Уже само название курса «Власть над генами» должно вызвать интерес учащихся, желание и стремление изучать биологию в старших классах. Отбор содержания курса «Власть над геном» и осуществлялся на основе ряда фактов, стимулирующих развитие познавательных интересов у школьников. Содержание занятий носит проблемный характер, благодаря рассмотрению вопросов, носящих дискуссионный характер, на которые до сих пор нет однозначных ответов. В содержание курса был включен ряд вопросов, которых исследуются в современной науке и широко освещаются в средствах массовой информации, например, проблемы клонирования, получения трансгенных продуктов питания, профилактика СПИДа.
Еще один фактор, помогающий школьнику определиться в выборе дальнейшего пути, связанного с изучением биологии, - это ориентация содержания курса на старшую школу.
В курс включены вопросы, детальное рассмотрение которых предлагается в старшей профильной школе.
Требования к уровню усвоения учебного материала
В результате изучения элективного курса учащиеся должны
Знать :
Уметь:
Содержание программы
Занятие 1
Открытие существования генов
1) Понятие о наследственности, история изучения наследственности, причуды наследственности, изменение наследственности, бессознательный и методический отбор.
) Развитие генетики как науки, история открытия, основные выводы и понятия.
) Возникновение генной инженерии до своего рождения: поиски, эксперименты, открытия.
Оборудование:
Занятие 2
Разгадка структуры генов
1) Строение нуклеиновых кислот:
2) Удвоение (редупликация) ДНК.
) Строение и свойства белков.
) Механизм реализации генетической информации: виды РНК, процессы транскрипции,
ДНК - РНК - гибридизация нетранскрибируемая ДНК, образование и - РНК.
) От РНК к белку, т - РНК, процесс трансляции, генетический код, регуляция работы гена.
) Современные представления о гене.
Оборудование:
Занятие 3
Передача генов из клетки в клетку
1) Создание первой рекомбинантной ДНК:
2) Открытие бактериофагов, строение бактериофага, геном фага, мзогенные фаги.
) Открытие ферментов рестриктаз, разделение растрикционных фрагментов методом электрофореза, получение рестрикционных карт.
) Открытие плазмид, обмен генов у бактерий через плазмиды, выделение плазмидных ДНК в чистом виде, метод селективных сред.
) Перенос рекомбинантной плазмиды в бактериальную клетку, создание векторов.
) Создание «библиотеки генов».
) Клонирование генов в клетках эукариот.
Оборудование:
Занятие 4
Генная инженерия первые успехи
1) Болезни и наследственность: инфекционные заболевания, вызываемые бактериями (чума, холера, дизентерия, туберкулез, дифтерия) и вирусами (грипп, оспа, корь и т.д.), болезни, вызванные грибками и простейшими (малярия, сонная болезнь и т.д.) т.е. болезни, определяемые средой.
Болезни, которые наследуются от родителей: генетические дефекты, мутации, (серповидно -клеточная анемия, гемофилия и др.)
Предрасположенность организма к болезням (инфаркт, склероз, инсульт, гипертония, диабет, рак и т.д.).
) Проблемы иммунологии: антигены, иммуноглобулина. Иммунная система человека, типы
иммунных клеток, механизм иммунного ответа, проблемы пересадки органов,
иммунодепрессанты, аутоаллергия.
) Открытие и создание вакцин, работы Э.Дженнера, Л. Пастера, создание гаммаглобулинов (сыворотки).
Оборудование:
Занятие 5
Успехи генной инженерии в медицине
1) Строение вирусов, получение субъединичных генно-инженерных вакцин, методы введения в геном вируса осповакцины, получение живых основакцин, несущих антигены многих вирусов.
) Достижение современной иммунологии - гибридомы, способы получения моноклональных антител, их использование для диагностики инфекционных болезней, инфаркта, выявление метастаз рака и т.д. Моноклональные антитела гибридом и революция в пересадке органов от человека к человеку, эксперименты по получению моноклональных антител и Т-хелперы, перспектива их использование при пересадке человеку органов от животных другого вида. Создание противомалярийной вакцины: клонирование гена, кодирующего белок с антигенными свойствами к малярийному плазмодию. Поиски, эксперименты на пути борьбы с сонной болезнью.
) Интерфероны и вирусы: явление интерференции, синтез в клетках интерферона, типы интерферонов, создание интерферонов из донорской крови и клеток человеческой плаценты. Получение генно-инженерных интерферонов: работы по клонированию генов интерферонов, получение штамма кишечной палочки, который синтезирует человеческий интерферон.
Оборудование: схемы получения гибридом; схема работы иммунной системы.
Занятие 6
Болезни, по-настоящему наследственные
1) Хромосомные болезни: изменение структуры отдельных хромосом, их количества в кариотипе, пороки развития, моносомия по аутосомам, моносомия по половым хромосомам, синдром Дауна, синдром «кошачьего крика», синдром Шершевского-Тернера и т.д.
) Генные болезишнаследственные нарушения ферментативных систем –энзимопатии: наследственные дефекты обмена углеводов (галактоземия, мукополисахаридозы), наследственные нарушения обмена липидов и липопротеинов (сфинголипседозы), наследственные дефекты обмена аминокислот (фенилкетонурия, альбинизм), наследственные дефекты обмена витаминов, дефект белков крови (гемоглобинопатии), дефект структурных белков (коллагеновые болезни).
) Наследственные болезни с невыясненным первичным биохимическим дефектом: муковисцидозы, ахондроплазия, миопатии.
) Болезни с наследственным предрасположением: псориаз, шизофрения, сахарный диабет.
) Первые попытки излечения наследственного дефекта: получение инсулина из поджелудочной железы животных.
) Клонирование гена человеческого инсулина, саматропина. Лечение карликового роста, акромегалии. Открытие энкефалинов и эндорфинов, их связь с нервными и психическими расстройствами.
) Попытки генной хирургии вставить «здоровый» ген в организм наследственно больного человека (ген ГГФРТ). Клонирование гена фактора VIII для лечения гемофилии.
) Пренатальная диагностика наследственных заболеваний.
Оборудование:
Занятие 7
Генная инженерия и онкология
1) Отличие клеток злокачественной опухали от здоровых клеток: неограниченный рост, метастазирование, миграция клеток по лимфатической и кровеносной системе.
2) Теории происхождения раковых клеток: нарушение регуляции работы генов под действием внешних и внутренних факторов, мутагенная теория - мутации в соматических клетках организма, концерогенная теория, концерогенные факторы. Вирусно-генетическая теория Л. А. Зильбера: включение нуклеиновой кислоты вируса в геном клетки, изменение регуляции генов в ней.
) Открытие фермента обратной транскриптазы-ревертазы, ретровирусы, синтез ДНК на матрице РНК.
Потенциально концерогенные аденовирусы, онкогены и продукты их трансляции -онкобелки. Открытие протоонкогенов в нормальных клетках всех животных от низших червей до человека. Превращение протоонкогена в онкоген. Лейкозы, их формы и вирусы, которые могут их вызывать: вирус Т-клеточного лейкоза, вирус лейкоза крупного рогатого скота, вирус анемии лошадей, вирус СПИД, (иммунодефицита), строение вируса иммунодефицита, пути передачи вируса. Практическая сторона изучения злокачественных опухолей: активация клеток иммунной систем и химиотерапевтический, относительная эффективность их.
Перспектива использования гибридом, работы онкологов и генных инженеров, поиски эффективного лечения рака в XXI веке.
Оборудование:
Занятие 8
Генная инженерия и практическая микробиология
1) Биотехнология и ее этапы развития:
Занятие 9
Генная инженерия в сельском хозяйстве
1) Методы культивирование клеток и тканей растений in vitro .
) Безвирусное растениеводство проблема фиксации атмосферного азота, промышленный способ фиксации азота атмосферы, производство азотных удобрений.
) Свободно живущие микроорганизмы –фиксаторы атмосферного азота.
) Волшебная нитрогеназа, создание азотофиксирующих растений.
) Клонирование позвоночных животных.
Оборудование:
Литература