Программа элективного курса по биологии для обучающихся 11 класса профильного уровня «Микробиология с основами биотехнологии»

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Лицей № 12» городского округа город Стерлитамак

Республики Башкортостан

Микробиология с основами биотехнологии

программа элективного курса по биологии

для обучающихся 11 класса

(52 часа, 1,5 часа в неделю)

Составитель: Ахтямова Н.Д.,

учитель биологии

первой категории

2018

Пояснительная записка

Программа элективного курса по биологии «Микробиология с основами биотехнологии» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования на основе документов:

Федеральный закон «Об образовании» в РФ № 273-ФЗ от 29.12.2012 г.;

Федеральный государственный образовательный стандарт общего образования и науки Российской Федерации № 1697 от 17 декабря 2010 года;

Учебный план МАОУ «Лицей № 12» городского округа город Стерлитамак Республики Башкортостан на 2018– 2019 учебный год;

Основная образовательная программа муниципального автономного общеобразовательного учреждения «Лицей № 12» городского округа город Стерлитамак Республики Башкортостан на 2018-2022 учебный год.

Настоящий курс предназначен для углубленного изучения биологических явлений и закономерностей, свойственных микроорганизмам, расширения базовых знаний, развития практических умений и навыков.

Мельчайшие представители живого мира – бактерии, низшие грибы, простейшие животные и одноклеточные растения изучаются в школьном курсе на протяжении небольшого количества учебных часов, поэтому введение элективного курса позволит углубить знания учащихся по данному разделу биологии, познакомить их с современными направлениями микробиологии, поможет сориентироваться в мире профессий, связанных с биологией.

Изучение микроскопических организмов невозможно без микроскопа, а работа с ним всегда вызывает особый интерес. Исследование живых объектов на занятиях, постановка с ними опытов активизируют познавательную деятельность школьников, развивают практические умения, углубляют связь теории с практикой. Эти навыки необходимы для учащихся, которые выбрали химико-биологический профиль в старшей школе и планируют дальнейшее обучение в медицинских и биологических ВУЗах. Повышение уровня знаний в области микробиологии влечет за собой неизменно и повышение культурного уровня учащихся, т.к. на занятиях по микробиологии затрагиваются многие понятия из области знаний об инфекционных заболеваниях, вирусологии и микологии, методах их диагностики и лечения.

Курс «Микробиология с основами биотехнологии» является актуальным, так как к настоящему времени по уровню развития теоретических и практических исследований микробиология и биотехнология заняли ведущее место среди других биологических наук. Развитие микробиологии и биотехнологии идет в тесной связи с общим научным прогрессом и запросами практики.

Введение данного курса позволит раскрыть перед обучающимися путь решения глобальных проблем человечества - недостаток пищевого белка, дефицит природных ресурсов, антропогенное загрязнение окружающей среды.

В соответствии с этим, целями прохождения настоящего курса являются:

- дать учащимся глубокие современные представления о микроорганизмах;

- показать значимость микроорганизмов в природе и науках;

- ориентировать учащихся на получение профессий биологического профиля.

В ходе достижения целей, решаются следующие задачи:

- привить интерес учащихся к изучению проблем микробиологии ­клонирования генов, поиска причин возникновения злокачественных опухолей, направленного изменения наследственности

- формирование понятий о микроорганизмах как важных объектов биоценозов планеты и их роли в процессах трансформации основных элементов в биосфере;

- раскрыть связь микробиологии с генетикой, медициной, агрохимией, биотехнологией;

- познакомить с историей развития микробиологии;

- сравнить строение одноклеточных представителей различных царств:

бактерий, растений, животных и грибов;

- формировать умение пользоваться генетическими навыками при решении генетических задач. 

- способствовать умению применять теоретические знания в различных жизненных ситуациях.

- создать условия для творческой самореализации обучающихся;

- формировать практические навыки работы с микроскопом лабораторным оборудованием;

- развить исследовательские умения.
- способствовать формированию негативного отношения к факторам снижающим здоровья.

- воспитывать основы здорового образа жизни.

- воспитывать культуру взаимоотношений.

Предлагаемый элективный курс углубляет и расширяет рамки действующего профильного курса биологии, имеет профессиональную направленность. Он предназначен для обучающихся 11 класса химико-биологического профиля и рассчитан на 35 часов, 1 час в неделю.

Формы работы:

- лекции с изучением теоретического материала, составлением алгоритмов, опорных конспектов, схем, презентаций;

- семинары, защита рефератов;

- лабораторные работы и практикумы;

- устные сообщения учащихся с последующей дискуссией.

Формы организации учебного процесса:

- индивидуальные;

- групповые;

- индивидуально-групповые;

- фронтальные;

- практикумы.

Методы обучения:

- По источнику знаний: словесные, наглядные, практические;

- По уровню познавательной активности: проблемный, частично-поисковый, объяснительно-иллюстративный;

- По принципу расчленения или соединения знаний: аналитический, синтетический, сравнительный, обобщающий, классификационный.

Формами контроля по изучению данного элективного курса будут являться:

- устные и письменные тестовые работы;

- выполнение лабораторных работ;

- итоговая контрольная работа.

Планируемые результаты освоения курса

Личностные результаты освоения элективного курса

У учащегося будут сформированы:

- ценности здорового и безопасного образа жиз­ни (в том числе усвоены правила индивидуального и коллективного безопасно­го поведения в чрезвычайных ситуациях, угрожающих жизни и здоровью людей);

- основы экологической культуры, соответству­ющей современному уровню экологического мышления;

- умение управлять своей познавательной деятельностью;

- осознание единства и целостности окружающего мира, возможностей его познаваемости и объяснимости на основе достижений науки.

Учащийся получит возможность для формирования:

- чувства гордости за российскую биологическую науку, гуманизма, целеустремленности;

- готовности к осознанному выбору дальнейшей образовательной траектории;

- опыта экологически ориентированной рефлексивно-оценочной и практической деятельности в жизненных ситуациях;

- умения постепенно выстраивать собственное целостное мировоззрение: осознавать потребность и готовность к самообразованию, в том числе и в рамках самостоятельной деятельности вне школы.

Метапредметные результаты освоения элективного курса

Регулятивные УУД

Учащийся научится:

- составлять (индивидуально или в группе) план решения проблемы;

- работая по плану, сверять свои действия с целью и, при необходимости, исправлять ошибки самостоятельно;

- в диалоге с учителем совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки;

- называть трудности, с которыми столкнулся при решении задачи, и предлагать пути их преодоления.

Учащийся получит возможность научиться:

- выдвигать версии решения проблемы, осознавать конечный результат, выбирать из предложенных и искать самостоятельно средства достижения цели;

- самостоятельно ставить новые учебные цели и задачи;

- самостоятельно строить жизненные планы во временной перспективе;

- при планировании достижения целей самостоятельно и адекватно учитывать условия и средства их достижения.

Познавательные УУД

Учащийся научится:

- критически оценивать и интерпретировать информацию с разных позиций, распознавать и фиксировать противоречия в информационных источниках;

- искать и находить обобщенные способы решения задач, в том числе, осуществлять развернутый информационный поиск и ставить на его основе новые (учебные и познавательные) задачи.

Учащийся получит возможность научиться:

- находить и приводить критические аргументы в отношении действий и суждений другого; спокойно и разумно относиться к критическим замечаниям в отношении собственного суждения, рассматривать их как ресурс собственного развития;

- выходить за рамки учебного предмета и осуществлять целенаправленный поиск возможностей для широкого переноса средств и способов действия;

- находить и приводить критические аргументы в отношении действий и суждений другого; спокойно и разумно относиться к критическим замечаниям в отношении собственного суждения, рассматривать их как ресурс собственного развития.

Коммуникативные УУД

Учащийся научится:

- осуществлять деловую коммуникацию как со сверстниками, так и со взрослыми (как внутри образовательной организации, так и за ее пределами), подбирать партнеров для деловой коммуникации исходя из соображений результативности взаимодействия, а не личных симпатий;

- при осуществлении групповой работы быть как руководителем, так и членом команды в разных ролях (генератор идей, критик, исполнитель, выступающий, эксперт и т.д.).

Учащийся получит возможность научиться:

- координировать и выполнять работу в условиях реального, виртуального и комбинированного взаимодействия;

- развернуто, логично и точно излагать свою точку зрения с использованием адекватных (устных и письменных) языковых средств;

- распознавать конфликтогенные ситуации и предотвращать конфликты до их активной фазы, выстраивать деловую и образовательную коммуникацию, избегая личностных оценочных суждений.

Предметные результаты освоения элективного курса

Выпускник научится:

- объяснять современные методы исследования биологических свойств и явлений;

- объяснять особенности строения микроорганизмов, закономерности их размножения, питания, роста;

- понимать сущность и роль микроорганизмов в различных экосистемах;

- понимать сущность изменчивости и наследственности микроорганизмов, особенности регуляции работы генов;

- объяснять виды иммунитета, способы вакцинации;

- применять важнейшие открытия и труды Л. Пастера, Э. Дженнера, С. Н. Виноградского, И. И. Мечникова;

- анализировать современное состояние и достижения биотехнологии, селекции, медицины, агрономии.

- доказывать влияние окружающей среды на проявление признаков (фенотипа).

Выпускник получит возможность научиться:

- организовывать и проводить индивидуальную исследовательскую деятельность по биологии: выдвигать гипотезы, планировать работу, отбирать и преобразовывать необходимую информацию, проводить эксперименты, интерпретировать результаты, делать выводы на основе полученных результатов, представлять продукт своих исследований;

- прогнозировать последствия собственных исследований с учетом этических норм и экологических требований;

- анализировать и использовать в решении учебных и исследовательских задач информацию о современных исследованиях в биологии, медицине и экологии.

- делать выводы о физиологических основах здорового образа жизни и сохранения здоровья.

Учебно-методический план

Содержание курса

Общее количество - 52 часа

Введение (2 часа)

История открытия микроскопа. Ученые исследователи, внесшие вклад в изучение микроорганизмов. Французский микробиолог Луи Пастер (1822 – 1895г), немецкий ученый Роберт Кох(1843 – 1910г) основоположники современной микробиологии. Основные направления современной микробиологии: генетическая и клеточная инженерия, использование микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в промышленности, сельском хозяйстве и медицине, добыча нефти и металлов, очистка вод, почв, воздуха от загрязнителей, поддержание и сохранение почвенного плодородия. Устройство микроскопа и правила работы с ним. Правила обращения с лабораторным оборудованием.

Раздел 1 Структурная организация и жизнедеятельность микроорганизмов (36 часов)

Тема 1.1 Вирусы (9 часов)

История открытия вирусов. Луи Пастер, Пауль Эрлих, Илья Ильич Мечников. Строение вирусов. Генетический паразитизм. Взаимодействие вируса и клетки. Вироиды и прионы. Бактериофаг. Фитовирусы. Лизогенная конверсия. Трансдукция. Методы диагностики вирусных болезней. Профилактика и лечение вирусных болезней. Иммунитет. Костный мозг, вилочковая железа (тимус), виды иммунитета, механизм иммунитета, фагоциты, интерфероны, нормальная микробиота.

Вирусные болезни:

Растений - табачная мозаика, курчавая карликовость и скручивание листьев картофеля, кольцевая и бурая пятнистость яблони, каменистость плодов груши и айвы, некроз плодов черешни и вишни, оспа и полосатая мозаика сливы, морщинистость земляники, желтуха свеклы, огуречная мозаика,

Животных – ящур, бешенство, энцефалит, миксоматоз, птичий грипп,коровья оспа

Человека – желтая лихорадка, грипп, полиомиелит, СПИД, гепатиты А и В, энцефалит, оспа, геморрагическая лихорадка, краснуха, герпес, корь.

Практическая работа:

№ 1 «Диагностика вирусных болезней у растений»

Тема 1.2 Бактерии (15 час)

Условия жизни бактерий. Форма и строение бактериальных клеток. Внешние и внутренние структуры. Поведение бактерий. Способы питания. Распространение и значение бактерий. Роль бактерий в биосфере: бактерии гниения – минерализация органических веществ; бактерии почвенные – почвообразование; бактерии азотфиксирующие – обогащение почвы азотом; цианобактерии. Значение бактерий в жизни человека - положительная роль в хозяйственной деятельности: молочнокислые, бактерии брожения; отрицательная – гниение продуктов питания, патогенные бактерии возбудители болезней у человека, животных и растений. Методы борьбы с бактериями. Пастеризация, стерилизация, дезинфекция. Вакцины и иммунные сыворотки, антимикробные химические препараты, химиотерапия, антибиотики.

Практические работы:

№ 2 «Микроскопическое изучение бактерий-возбудителей молочно-кислого

брожения»

№ 3 «Молочнокислое брожение»

№ 4 «Фотосинтезирующие бактерии»

№ 5 «Азотфиксирующие симбиотические бактерии»

№ 6 «Бактерии – возбудители болезней растений»

Тема 1.3 Грибы (10 часов)

Грибы представители особого царства живой природы. Признаки грибов. Классификация грибов(фикомицеты, сумчатые, базидиальные и др.) Особенности плесневых грибов. Морфология и размножение грибов. Значение плесневых грибов. Дрожжи. Строение и роль дрожжей в жизни человека.

Лишайники – симбиотические организмы. Строение лишайников. Классификация слоевища. Особенности размножения. Значение и роль лишайников в природе. Лишайники как биоиндикаторы окружающей среды.

Экологические группы грибов: почвенные микробиоты, эндомикориза и экзомикориза, эндофиты, паразиты.

Грибные заболевания:

Растений – ржавчинные, головневые, мучнисторосяные, рак картофеля, кила капусты, плодовая гниль и парша яблони, серая гниль земляники, антракноз смородины.

Животных – парша, стригущий лишай.

Человека – аспергиллез, кандидоз, молочница, трихофития, стригущий лишай, парша, микроспория.

Грибы в биотехнологии – получение продуктов брожения, органических кислот, витаминов, белков, антибиотиков. Грибоводство.

Практические работы:

№ 7 «Грибница плесневых (мицелиальных) грибов»

№ 8 «Бесполое и половое размножение грибов»

№ 9 «Спиртовое брожение, возбуждаемое дрожжами»

№ 10 «Симбиоз грибов с растениями»

Тема 1.4 Обзор организации микроскопических растений

и животных (2 часа)

Происхождение и значение водорослей. Теория симбиогенеза. Строение, размножение и питание водорослей. Систематические группы водорослей: зелёные, желтозелёные, золотистые, диатомовые, эвгленовые, криптофитовые. Простейшие. Общая характеристика простейших. Систематические группы простейших: саркодовые, жгутиковые, споровики, миксоспоридии, микроспоридии, инфузории.

Раздел 2 Роль микроорганизмов в биотехнологии (12 часов)

Биотехнология, её зарождение и развитие. Традиционная, современная и новейшая биотехнология. Вермикультивирование. Объекты вермикультивирования. Промышленное выращивание дождевых червей для получения биогумуса. Объекты биотехнологии. Использование грибов и бактерий в биотехнологии. Генномодифицированные клетки, питательные среды: простые, обогащённые, сложные. Современные методы биотехнологии: клеточная инженерия, генная инженерия. Методы клеточной инженерии: метод культуры тканей, гибридизации, реконструкции клеток. Клональное микроразмножение, гаплоидные растения, соматическая гибридизация. Культура клеток высших растений. Клонирование позвоночных животных. Клон. Антитела и антигены. Изготовление вакцин биотехнологическими методами. Интерфероны, их значение для организма человека и животных. Трансгенные растения, область их применения. Генномодифицированные растения и продукты питания.

Обобщающий урок 2 часа

Темы проектов

1) Роберт Кох – один из основоположников современной микробиологии.

2) Луи Пастер - основатель современной микробиологии и иммунологии.

3) Жизнь и деятельность Александра Флеминга.

4) «Влияние факторов среды на рост и развитие молочнокислых бактерий».

5) «Влияние температурных условий на рост развитие плесневых грибов».

6) «Изменение видового состава простейших организмов в сенном настое».

7) «Изучение условий для жизнедеятельности дрожжевых грибков»

8) «Определение степени загрязнения воздуха по видовому составу лишайников».

Учебно-методическое и материально-техническое обеспечение образовательного процесса

Книгопечатная продукция:

Литература для учителя:

Бухар М.И. Популярно о микробиологии. – М.: Знание, 1989.

Бондаренко Н. В. биологическая защита растений: учебник для студентов вузов. –М.: Агропромиздат, 1986.

Бинас А.В., Маш Р.Д., Никишов А.И. Биологический эксперимент в школе. М.: Просвещение, 1990.

Воробьев А.А., Кривошеин Ю.С., Широбоков В.П. Медицинская и санитарная микробиология: учебник для студентов вузов. – М.: Академия, 2003.

Вавилов Н. И. Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям. – М.: наука, 1986.

Головин П. Н., Арсеньева М. В. Практикум по общей фитопатологии. – СПб.: Лань, 2002.

Дикий И. Л. Микробиология. Руководство к лабораторным занятиям. – м.: профессионал, 2004.

Дорохина Л.Н., Нехлюдова А.С. Руководство к лабораторным занятиям по ботанике с основами экологии. - М.: 1990г.

Егорова Т. А., Клунова С. М., Живухина Е. А. Основы биотехнологии: учеб. пособ. для высш. пед. учеб. заведений. – М.: Академия, 2003.

Емцев В. Т., Мишустин Е. Н. Микробиология : учебник для студентов вузов. – М.: Дрофа, 2006.

Семенов А.М., Логинова Л.Г. Микроорганизмы. Особенности строение и жизнедеятельности. // Биология в школе. - 1991. № 6.

Семенов А.М., Логинова Л.Г. Селекция микроорганизмов и использование их в биотехнологии. // Биология в школе. - 1993. №1

Яхонтов А.А. Зоология для учителя. - М.: Просвещение, 1982.

Янушкевич Л.В. Многообразие простейших //Биология в школе №4 2003г.

Литература для обучающихся:

Никишова Е. А. Основы биотехнологии: 10 – 11 классы: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. – М.: Вентана-Граф, 2008.

Шапиро Я. С. Микробиология: 10 – 11 классы: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений. – М.: Вентана-Граф, Печатные пособия:

Комплект таблиц «Химия клетки»

Комплект портретов для кабинета биологии.

Настенные стенды: «Уровни организации живой природы», «Эволюция органического мира»

Компьютерные и информационно-коммуникативные средства:

Слайд-альбом: «Цитология и генетика»

Слайд-альбом: «Экология», «Эволюция органического мира»

CD-ROM. Наглядная биология. Общая биология. Версия 2.0

Единая коллекция ЦОР http://school-collection.edu.ru/

Федеральный центр информационно-образовательных ресурсов http://fcior.edu.ru/

Технические средства обучения:

Ноутбук, стационарный мультимедиа проектор, многофункциональное копировальное устройство, интерактивная доска, классная доска. На доске при необходимости размещаются демонстрационные таблицы с помощью магнитов.

Экранно-звуковые пособия:

Видеофильм «Общая биология»

Учебно-лабораторное оборудование:

Комплект микропрепаратов «Общая биология»

Лупа ручная

Микроскоп школьный

Модель «Строение клеточной оболочки»

Модель объёмная «ДНК»

Модель-аппликация «Классификация растений и животных»

Модель-аппликация «Неполное доминирование и взаимодействие генов»

Модель-аппликация «Перекрёст хромосом»

Модель-аппликация «Деление клетки. Митоз и мейоз»

Оборудование класса:

Комплект ученических столов со стульями, регулируемые по высоте, в количестве 15 шт.; учительский стол; шкафы для хранения литературы, моделей, муляжей, в количестве 5 шт.