СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОФИЛЬНАЯ ШКОЛА ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ №17 Павлодар №17 ЖАЛПЫ ОРТА БІЛІМ БЕРУ САРАЛАП ОҚЫТАТЫН БЕЙІНДІK МЕКТЕП Программа прикладного курса по биологии «Строение и жизнедеятельность микроорганизмов» ( 9 класс) Составитель: Аубакирова М.Б., учитель биологии и химии Павлодар Пояснительная записка Настоящая программа профильного обучения для 9 классf составлена в соответствии с государственным стандартом среднего образования Республики Казахстан по предмету «Биология» соответствует целям и задачам биологического образования старшей ступени естественно - математического профиля общеобразовательной школы. Биология как научная дисциплина является фундаментом естественно -научных знаний и научно-технического прогресса. Проводимые ежегодно олимпиады, а также выбор профессии выпускниками по медицинским; педагогическим специальностям свидетельствуют о возросших требованиях к уровню знаний учащихся в области биологической науки. Очень удобными объектами для изучения процессов лежащих в основе жизни на клеточном, субклеточном и молекулярных уровнях являются микроорганизмы. Вместе с тем эта группа живых организмов представляет огромный интерес как объект для изучения процессов синтеза разнообразных структур и компонентов клетки, а также множества соединений, имеющих большое значение в народном хозяйстве. Изучение генетики микроорганизмов позволяет понять механизмы передачи наследственной информации и найти способы управления биологическими процессами. Спецкурс «Строение и жизнедеятельность микроорганизмов» для 9 классов направлен на продолжение образования учащимися важнейших биохимических, микробиологических процессов в организме человека и окружающей среде, и на практическом применении для получения ценных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, их биомассы и её компонентов, а также комплекс мероприятий направленных на борьбу с инфекционными заболеваниями. Программа определяет содержание учебного курса для естественно-математического направления. Целью предлагаемого курса является расширение знаний учащихся по разделам цитологии и генетики, изучаемых в курсе общей биологии и в подготовке учащихся; к обучению в Вузах по медицинским и педагогическим специальностям. Задачи спецкурса: обеспечение знаниями основных принципов биологической науки, жизнедеятельности организмов, их индивидуальное и историческое развитие, их структуру и функции; - овладение системой знаний об основах жизни, строении и жизнедеятельности организмов основных царств микробиологии: - расширение знаний фундаментальных основ микробиологии и путей её применения в народном хозяйстве, медицине: - развитие биологического мышления учащихся, познавательных и творческих способностей в изучении биологии: - умение самостоятельно ставить опыты, готовить питательные среды и проводить наблюдения микроорганизмов: - способствование профориентации и трудовому воспитанию школьников, формирование их научного мировоззрения и современного биологического мышления. Спецкурс ориентирует на удовлетворение потребностей тех школьников, которые проявляют интерес и способности к более глубокому изучению биологии, вырабатывает у них умения и навыки, необходимые для микробиологических и биологических исследований, помогает сознательному выбору профессии. Учащиеся обращаются к собственному познавательному опыту, ранее усвоенным знаниям, подлинный смысл и знания которые осознаются лишь тогда, когда их рассматривают как продукт человеческого творчества. Программа спецкурса согласована с содержанием программы основного курса. Курс составлен на основе интеграции отдельных разделов биологии и математики по применению методов математической статистики для оценки результатов генетических экспериментов. Программа спецкурса рассчитана по 2 часа в неделю, в год 68 часов. Основное содержание спецкурса составляет следующие разделы: - введение; - микроскопические исследования в микробиологической лаборатории; - морфология и систематика микроорганизмов; - метаболизм микроорганизмов; - генетика микроорганизмов. В программе спецкурса представлен перечень лабораторных, практических работ и экскурсия, которые нацеливают на активное, деятельностное изучение программного материала и позволяют подкрепить теорию наблюдениями и выполнением простейших исследований. К сожалению, проведение лабораторных, практических занятий по микробиологии требует специального оборудования и условий для работы, поэтому включены в программу наиболее простые лабораторные исследования. Более сложные эксперименты должны быть показаны в специальных лабораториях. В программе также представлен, тщательно проведённый отбор знаний и умений, обязательные для усвоения всеми учащимися спецкурса. Требования к знаниям и умениям учащихся систематизированы в соответствии со структурой биологических теорий. Курс «Строение и жизнедеятельность микроорганизмов» (9 класс) существенно дополнит знания учащихся и позволит глубже понять суть биологических явлений. Знания учащихся по спецкурсу оцениваются по пятибалльной системе. Требование к уровню подготовки учащихся: Учащиеся должны знать: - предмет, объект, цель, задачи курса; - краткую историю развития микробиологии; - распространение микроорганизмов; - имена выдающихся отечественных и зарубежных микробиологов, внесших основной вклад в развитие науки; - связь микробиологии с другими науками; - задачи микробиологической лаборатории; - строение микроскопа; - методы микробиологического исследования; - принципы микроскопии; - таксономию и классификацию бактерий, вирусов, грибов (разделение на типы, классы, порядки, семейства). - морфологию и ультраструктуру бактерий, вирусов, грибов; - особенности строения клетки (бактерий, вирусов, грибов); - особенности строения прокариотической клетки, эукариотической клетки; - споры и спорообразование бактерий; - размножение бактерий, вирусов, грибов; - строение вируса СПИДа; - особенности одноклеточных и многоклеточные организмов; - строение клетки актиномицетов; - применение антибиотиков, многообразие антибиотиков; - строение дрожжевой клетки; - основные процессы жизнедеятельности грибной клетки; Учащиеся должны уметь: - распознавать и определять различные виды бактерий, грибов, вирусов; - сравнивать признаки основных царств живой природы; - применять знания о бактериях, грибах, вирусах для обоснования приёмов хранения продуктов питания, профилактики отравления; - проводить наблюдения и биологические эксперименты, анализировать полученные в ходе наблюдений и экспериментов материалы; - готовить письменные отчёты о результатах микробиологических исследований; - пользоваться микроскопом, изготавливать простейшие препараты клеток; - самостоятельно работать со всеми компонентами дополнительной литературы, составлять конспекты научно-популярных статей, краткие рефераты работ. Содержание и структура учебного спецкурса в 9 классе ( 68 часа, 2 часа в неделю) I. Введение (2 часа) Предмет и задачи микробиологии. Краткая история развития микробиологии. Распространение. Значение в природе и жизни человека. Общая микробиология II. Микроскопические исследования в микробиологической лаборатории (3 часа). Микробиологическая лаборатория, её задачи, правила поведения в микробиологической лаборатории. Методы микробиологического исследования. Микроскоп и микроскопические методы исследования. Принципы фазовоконтрастной, люминесцентной и электронной микроскопии. III. Морфология и систематика микроорганизмов. (28 часов) Царство бактерий. Вирусы. (16 часов) Таксономия и классификация бактерий, определитель Д. Берджи. Положение микроорганизмов в системе живых существ (разделение на типы, классы, порядки, семейства). Морфология и ультраструктура бактерий. Размеры, форма. Строение бактериальной клетки. Строение клеточной стенки. Капсулы и слизистые слои. Придатки клеточной поверхности (реснички, жгутики, ворсинки, пили). Грамположительные и грамотрицательные бактерии. Состав цитоплазмы. Особенности строения нуклеотида. Споры и спорообразование бактерий. Размножение бактерий. Таксономия и классификация вирусов. Морфология и ультраструктура вирусов. Внутриклеточные и внеклеточные формы. Строение вируса СПИДа. Бактериофаги. Химический состав и физико-химические свойства бактерий и вирусов. Плотность, эластичность, осмотическое давление, проницаемость. Рост и размножение, основные принципы культивирования бактерий и вирусов. Фазы роста. Периодические и непрерывные культуры микроорганизмов. Микробные ассоциации. Лабораторные работы: №1 Приготовление культуры сенной палочки и рассматривание её под микроскопом. №2 Окрашивание бактерий и измерение микробной клетки. №3 Посев бактерий и подсчёт колоний. №4 Действие фитонцидов на бактерии. №5 Микрокопирование зубного налёта. Демонстрация. Портреты учёных, занимающихся изучением микробиологии. Схемы: Классификация бактерий, цепи питания с участием бактерий. Таблицы строения и размножения бактерий, вирусов. Царство Грибы. (12 часов) Микология — наука о грибах. Роль грибов в биосфере. Грибы - организмы - эукариоты, одноклеточные и многоклеточные. Отдел грибов: зооспорные, сумчатые и бозидиальные, их архетипы. Гипотезы о происхождении грибов. Актиномицеты. Строение клетки актиномицетов. Размножение. Антибиотики - продукт жизнедеятельности грибов. Использование актиномицетов в народном хозяйстве, медицине. Патогенные грибы. Профилактика грибных инфекций. Дрожжи. Строение грибной клетки: митохондрии, рибосомы, ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли. Функции органоидов клетки. Ядерный аппарат клетки. Основные процессы жизнедеятельности грибной клетки. Размножение грибов: вегетативное, бесполое, половое. Строение половых клеток. Образование зиготы. Митоз и его фазы. Редукционное и эквационное деление. Кроссинговер. Лабораторные работы: №6 Строение клеток дрожжей (под микроскопом). №7 Размножение и старение дрожжей. №8 Выделение гриба из воздуха. №9 Влияние антибиотиков на жизнедеятельность бактерий. №10 Выращивание дрожжей в культуре на питательных средах. Демонстрация. Таблицы с изображением грибковых болезней сельскохозяйственных растений, животных, человека; таблицы «Строение грибной клетки». Метаболизм микроорганизмов (16 часов) Основные сведения о метаболизме микроорганизмов (2 часа) Типы питания (фототрофия, хемотрофия). Ростовые факторы. Процессы переноса растворенных веществ. Энергетический обмен микроорганизмов (4 часа) Углеводный обмен. Пути расщепления углеводов. Аэробное дыхание: цикл, трикарбоновых кислот. Анаэробное дыхание. Сбраживание углеводов (спиртовое, молочно - кислое, пропионовокислое, муравьинокислое брожение) Белковый,липидный и минеральный обмен (4 часа). Дезаминирование и декарбоксилирование аминокислот. Разложение пуринов и пиримидинов. Гидролиз жиров. Неполное окисление жиров. Окисление органических соединений. Роль ферментов в обмене. Конструктивный обмен микроорганизмов (2 часа) Сырьё для процессов биосинтеза. Синтез аминокислот, нуклеиновых кислот и белка, синтез олигосахаров и полисахаридов. Синтез жирных кислот и липидов. Регуляция метаболизма микроорганизмов (4 часа) Регуляция синтеза ферментов путём индукции и репрессии. Регуляция активности ферментов. Ферментации и их роль в развитии в биотехнологии. Использование микроорганизмов в биотехнологических процессах. Иммобилизация клеток и ферментов. Практические работы: №1 Ознакомление с методами, применяемыми при изучении метаболизма микроорганизмов: а) баланс питательных веществ; б) использование мутантных форм микроорганизмов. Генетика микроорганизмов (17 часов) Ненаследственная и наследственная изменчивость микроорганизмов. (4 часа) Индивидуальность микробной ДНК. Генетический код. Структурный ген, ген — регулятор и ген - оператор. Факторы, вызывающие изменения в составе ДНК. Мутации. Спонтанные и индуцированные мутации. Прототрофы и ауксотрофы. Генетические рекомбинации микроорганизмов (3 часа) Трансформация, её механизм и частота. Межвидовая трансформация. Трансдукция. Общая специфическая трансдукция. Частота трансдукции. Конъюгация бактерий. Роль цитоплазматических генетических структур в изменчивости бактерий (3 часа). Плазмиды бактерий. Умеренные фаги как модель плазмидных элементов. Факторы фертильности, резистентности к бактериоциногенности. Методы генной инженерии (3 часа) Бактериальные рестриктазы как инструмент в генетической инженерии. Синтез инсулина, самотостанина, интерферона и др. с помощью сконструированных штаммов бактерий. Селекция производственно - ценных штаммов микроорганизмов (4 часа) Бактерии - деструктуры. Железобактерии, серобактерии, метанобразующие бактерии. Бактерии активного ила. Дрожжи, грибы, актиномицеты. Практические работы: №2 Синтез и свойства ДНК; трансформация. №3 Биохимическая характеристика мутантов. Демонстрация. Таблиц с изображением структуры белковых молекул, аминокислот, ферментов, процессов синтеза РНК, ДНК, белков. Экскурсия. В медицинский колледж с целью знакомства с материалами исследования микроорганизмов. Заключение (1 час) Литература 1. Черкес Ф. К., Богоявленская Л. Б. Микробиология Москва; Медицина, 1987 год. 2. Блукет Н. А., Емцев В. Т. Ботаника с основами физиологии растений и микробиологии. Москва; Колос, 1974 год. 3. Петровский Б. В. Популярная медицинская энциклопедия. Ташкент, 1993 год. 4. Сивоглазов В.И. Биология в школе. Москва; Просвещение, 1987 год. 5. Жданов В.М., Выгодчиков Г. В. и другие. Занимательная микробиология. Москва; Знание, 1967 год. 6. Блинов Н. П. Полезная и вредная деятельность микроорганизмов. Москва; Медицина, 1970 год 7. Голубев Д., Солоухин В. Размышления и споры о вирусах. Москва; Молодая гвардия, 1989 год. 8. Реннберг Р. Реннберг И. От пекарни до биофабрики. Москва; Мир, 1991 год. 9. Сборник программ факультативных курсов по физике, биологии, химии ( 9 - 1 1 класс). Алматы, 1998 год. 10. Выращивание и микроскопическое изучение плесневых грибов. Биология в школе №5 1990 год. 11. Изучение дрожжевых грибов на факультативных занятиях. Биология в школе №12, 1992 год. 12. Микробиологический кружок. Биология в школе №1-2, 1992 год. 13. Школьникам о СПИДе. Биология в школе №1, 1988 год. БИОЛОГИЯ «Строение и жизнедеятельность микроорганизмов» 9 класс Всего - 68 часов (2 ч в неделю) № Наименование темы 1. Введение (1 час). Раздел I. Возникновение и развитие жизни на Земле (8 часов). Глава 1. История представлений о возникновении жизни на Земле (2 часа). Первые научные попытки объяснения сущности и процесса возникновения жизни. Опыты Ф. Реди, взгляды В.Гарвея, эксперименты Л. Пастера. Теория вечности жизни. Материалистические представления о возникновении жизни на Земле. Демонстрация схемы экспериментов Л.Пастера. Глава II. Предпосылки возникновения жизни на Земле (2 часа). Предпосылки возникновения жизни на Земле: космические и планетарные предпосылки. Демонстрация схемы этапов формирования планетарных систем. Первичная атмосфера и эволюция химических элементов, неорганических и органических молекул на ранних этапах развития Земли. Глава III. Современные представления о возникновении жизни на Земле (4 часа). Современные представления о возникновении жизни. Демонстрация схем возникновения одноклеточных эукариот, многоклеточных организмов, развитие царств растений и животных. Теория А.И.Опарина, опыты С.Миллера. Теория происхождения протобиополимеров. Эволюция протобионтов: формирование внутренней среды, появление катализаторов органической природы, возникновение генетического кода. Начальные этапы биологической эволюции: возникновение фотосинтеза, эукариот, полового процесса и многоклеточности. Раздел II. Эволюционное учение (23 часа). Глава IV. Развитие представлений об эволюции живой природы до Ч. Дарвина (3 часа). Развитие биологии в додарвиновский период. Господство в науке представлений об «изначальной целесообразности» и неизменности живой природы. Демонстрация биографий и портретов учёных, внёсших вклад в развитие эволюционных идей. Работы К.Линнея по систематике растений и животных. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Кол-во часов 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Дата по плану Дата по факту 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. Труды Ж.Кювье и Ж. де Сент-Илера. Эволюционная теория Ж.-Б.Ламарка. Первые эволюционисты. Глава V. Дарвинизм (10 часов). Предпосылки возникновения учения Ч.Дарвина: достижения в области естественных наук, экспедиционный материал Ч.Дарвина. Демонстрация маршрута и конкретных находок Ч.Дарвина во время путешествия на корабле «Бигль». Основные положения учения Ч. Дарвина. Вид – эволюционная единица. Критерии вида. Лабораторная работа № 1. Изучение изменчивости, критериев вида, результатов искусственного отбора на сортах культурных растений. Наследственная изменчивость – материал для эволюции. 1 Учение Ч.Дарвина об искусственном отборе. Факторы эволюции пород животных и сортов растений. Демонстрация живых растений и животных, гербариев и коллекций, показ растений и животных, с индивидуальной изменчивостью и разнообразие сортов культурных растений и пород домашних животных. Учение Ч.Дарвина о естественном отборе. Всеобщая индивидуальная изменчивость и избыточная численность потомства. Борьба за существование и естественный отбор. Приспособленность организмов и её относительность. Лабораторная работа № 2. Изучение приспособленности организмов к среде обитания. Образование новых видов. Демонстрация схем, иллюстрирующих процесс географического видообразования; результаты приспособленности организмов к среде обитания и результаты видообразования. Глава VI. Микроэволюция (5 часов). Эволюционная роль мутаций. Генетические процессы в популяциях. Микроэволюция. Пути и скорость видообразования; географическое и экологическое видообразование. Закон Харди-Вайнберга. Формы естественного отбора. Приспособленность организмов к среде обитания как результат действия естественного отбора. Современные представления о видообразовании (С.С.Четвериков, И.И.Шмальгаузен). Эволюционная роль модификаций; физиологические адаптации. Темпы эволюции. Глава VII. Основные закономерности эволюции. Макроэволюция (5 часов). Главные направления эволюционного процесса. Биологический прогресс и биологический регресс (А.Н. Северцов). Демонстрация схемы соотношения путей прогрессивной 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. органической эволюции; материалов, характеризующих представителей животных и растений, внесённых в Красную книгу и находящихся под охраной государства. Макроэволюция, её доказательства. Демонстрация примеров гомологичных, аналогичных органов, их строения и происхождения в онтогенезе. Пути достижения биологического прогресса. Основные закономерности эволюции: дивергенция, конвергенция, параллелизм; правила эволюции групп организмов. Результаты эволюции: постепенное усложнение уровня организации живой природы, многообразие видов, относительная приспособленность (органическая целесообразность). Раздел III. Развитие органического мира на Земле (14 часов). Глава VIII. Основные черты эволюции животного и растительного мира (10 часов). Развитие жизни на Земле в архейскую эру. Демонстрация репродукций картин З.Буриана, отражающих флору и фауну различных эр и периодов; схем развития царств живой природы; окаменелостей, отпечатков растений в древних породах. Протерозойская эра. Первые следы жизни на Земле. Появление всех современных типов беспозвоночных животных. Первые хордовые. Развитие водных растений. Развитие жизни на Земле в палеозойскую эру. Эволюция растений: появление первых сосудистых растений, папоротники, семенные папоротники, голосеменные растения. Развитие жизни на Земле в палеозойскую эру. Эволюция животных. Возникновение позвоночных (рыб, земноводных, пресмыкающихся). Развитие жизни на Земле в мезозойскую эру. Появление и распространение покрытосеменных растений. Возникновение птиц и млекопитающих. Развитие жизни на Земле в мезозойскую эру. Вымирание древних голосеменных растений и пресмыкающихся. Развитие жизни на Земле в кайнозойскую эру. Бурное развитие цветковых растений, многообразие насекомых (параллельная эволюция). Развитие плацентарных млекопитающих, появление хищных. Появление приматов. Появление первых представителей семейства Люди. Четвертичный период: эволюция млекопитающих. Развитие приматов. Направления эволюции человека. Общие предки человека и человекообразных обезьян. Глава IX. Происхождение человека (4 часа). Место человека в живой природе. Признаки и свойства Homo sapiens, позволяющие отнести его к различным систематическим группам царства животных. Стадии 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. эволюции человека. Демонстрация моделей скелетов человека и позвоночных животных. Свойства человека как биологического вида. Популяционная структура вида Homo sapiens; человеческие расы; расообразование; единство происхождения рас. Движущие силы антропогенеза. Ф.Энгельс о роли труда в процессе превращения обезьяны в человека. Развитие членораздельной речи, сознания и общественных отношений в становлении человека. Взаимоотношение социального и биологического направлений в эволюции человека. Антинаучная сущность «социального дарвинизма» и расизма. Ведущая роль законов общественной жизни в социальном прогрессе человечества. Раздел IV. Взаимоотношения организма и среды. Основы экологии (20 часов). Глава X. Понятие о биосфере (3 часа). Биосфера – живая оболочка планеты. Структура биосферы: литосфера, гидросфера, атмосфера. Демонстрация схем, иллюстрирующих структуру биосферы и характеризующих отдельные её составные части, таблиц видового состава и разнообразия живых организмов биосферы. Компоненты биосферы: живое вещество, видовой состав, разнообразие и вклад в биомассу, биокостное и костное вещество биосферы (В.И.Вернадский). Круговорот веществ в природе. Демонстрация схем круговорота веществ в природе. Глава XI. Жизнь в сообществах (2 часа). История формирования сообществ живых организмов. Геологическая история материков; изоляция, климатические условия. Демонстрация карт, отражающих историю материков; распространённости основных биомов суши. Биогеография. Основные биомассы суши и Мирового океана. Биогеографические области. Глава XII. Взаимоотношения организмов и среды (12 часов). Экология, её задачи, экологические факторы. Демонстрация и обсуждение электронных презентаций, фрагментов электронных учебников по теме «Биосфера». Естественные сообщества живых организмов. Биогеоценозы. Компоненты биогеоценозов: продуценты, консументы, редуценты. Биоценозы: видовое разнообразие, плотность популяций, биомасса. Абиотические факторы среды. Роль температуры, освещённости, влажности и других факторов в жизнедеятельности сообществ. Интенсивность действия факторов среды; ограничивающий фактор. Взаимодействие факторов среды, пределы 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 выносливости. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. 68. Биотические факторы среды. Цепи и сети питания. Экологические пирамиды: чисел, биомассы, энергии. Смена биогеоценозов. Причины смены биогеоценозов; формирование новых сообществ. Антропогенные факторы воздействия на биоценозы (роль человека в природе). Проблемы рационального природопользования, охрана природы: защита от загрязнений, сохранение эталонов и памятников природы. Обеспечение природными ресурсами население планеты меры по образованию природных комплексов, экологическое образование, воспитание, культура. Экологические бедствия планеты Земля. Демонстрация зон экологических бедствий планеты. Зоны экологических бедствий Республики Казахстана. Демонстрация зон экологических бедствий Республики Казахстан. Глава XIII. Взаимоотношения между организмами (3 часа). Формы взаимоотношений между организмами. Позитивные отношения – симбиоз: кооперация, мутуализм, комменсализм. Демонстрация примеров симбиоза представителей различных царств живой природы. Антибиотические отношения: хищничество, паразитизм, конкуренция. Нейтральные отношения – нейтрализм. Раздел V. Бионика (2 часа). Использования человеком в хозяйской деятельности принципов организации растений и животных. Демонстрация примеров структурной организации живых организмов и созданных на этой основе объектов (просмотр и обсуждение иллюстраций учебника). Формы живого в природе и их промышленные аналогии (строительные сооружения, машины, механизмы, приборы). 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1