«Строение и жизнедеятельность микроорганизмов» ( 9 класс)

Программа прикладного курса по биологии

«Строение и жизнедеятельность микроорганизмов»

( 9 класс)

Составитель:

Аубакирова М.Б.,

учитель биологии и химии

Г.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.

1. Реннберг Р. Реннберг И. От пекарни до биофабрики. Москва; Мир, 1991 год.

2. Сборник программ факультативных курсов по физике, биологии, химии (9-11 класс). Алматы, 1998 год.

3. Выращивание и микроскопическое изучение плесневых грибов. Биология в школе №5 1990 год.

4. Изучение дрожжевых грибов на факультативных занятиях. Биология в школе №1-2, 1992 год.

5. Микробиологический кружок. Биология в школе №1-2, 1992 год.

6. 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	Кол-во часов	Дата по плану	Дата по факту
1.	Введение (1 час).	1
	Раздел I. Возникновение и развитие жизни на Земле (8 часов).
	Глава 1. История представлений о возникновении жизни на Земле (2 часа).
2.	Первые научные попытки объяснения сущности и процесса возникновения жизни.	1
3.	Опыты Ф. Реди, взгляды В.Гарвея, эксперименты Л. Пастера. Теория вечности жизни. Материалистические представления о возникновении жизни на Земле. Демонстрация схемы экспериментов Л.Пастера.	1
	Глава II. Предпосылки возникновения жизни на Земле (2 часа).
4.	Предпосылки возникновения жизни на Земле: космические и планетарные предпосылки. Демонстрация схемы этапов формирования планетарных систем.	1
5.	Первичная атмосфера и эволюция химических элементов, неорганических и органических молекул на ранних этапах развития Земли.	1
	Глава III. Современные представления о возникновении жизни на Земле (4 часа).
6.	Современные представления о возникновении жизни. Демонстрация схем возникновения одноклеточных эукариот, многоклеточных организмов, развитие царств растений и животных.	1
7.	Теория А.И.Опарина, опыты С.Миллера. Теория происхождения протобиополимеров.	1
8.	Эволюция протобионтов: формирование внутренней среды, появление катализаторов органической природы, возникновение генетического кода.	1
9.	Начальные этапы биологической эволюции: возникновение фотосинтеза, эукариот, полового процесса и многоклеточности.	1
	Раздел II. Эволюционное учение (23 часа).
	Глава IV. Развитие представлений об эволюции живой природы до Ч. Дарвина (3 часа).
10.	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.	1
11.	Работы К.Линнея по систематике растений и животных.	1
12.	Труды Ж.Кювье и Ж. де Сент-Илера. Эволюционная теория Ж.-Б.Ламарка. Первые эволюционисты.	1
	Глава V. Дарвинизм (10 часов).
13.	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».	1
14.	Основные положения учения Ч. Дарвина.	1
15.	Вид – эволюционная единица. Критерии вида. Лабораторная работа № 1. Изучение изменчивости, критериев вида, результатов искусственного отбора на сортах культурных растений.	1
16.	Наследственная изменчивость – материал для эволюции.	1
17.	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.	1
18.	Учение Ч.Дарвина о естественном отборе.	1
19.	Всеобщая индивидуальная изменчивость и избыточная численность потомства.	1
20.	Борьба за существование и естественный отбор.	1
21.	Приспособленность организмов и её относительность. Лабораторная работа № 2. Изучение приспособленности организмов к среде обитания.	1
22.	Образование новых видов. Демонстрация схем, иллюстрирующих процесс географического видообразования; результаты приспособленности организмов к среде обитания и результаты видообразования.	1
	Глава VI. Микроэволюция (5 часов).
23.	Эволюционная роль мутаций. Генетические процессы в популяциях. Микроэволюция. Пути и скорость видообразования; географическое и экологическое видообразование.	1
24.	Закон Харди-Вайнберга.	1
25.	Формы естественного отбора.	1
26.	Приспособленность организмов к среде обитания как результат действия естественного отбора. Современные представления о видообразовании (С.С.Четвериков, И.И.Шмальгаузен).	1
27.	Эволюционная роль модификаций; физиологические адаптации. Темпы эволюции.	1
	Глава VII. Основные закономерности эволюции. Макроэволюция (5 часов).
28.	Главные направления эволюционного процесса. Биологический прогресс и биологический регресс (А.Н. Северцов). Демонстрация схемы соотношения путей прогрессивной органической эволюции; материалов, характеризующих представителей животных и растений, внесённых в Красную книгу и находящихся под охраной государства.	1
29.	Макроэволюция, её доказательства. Демонстрация примеров гомологичных, аналогичных органов, их строения и происхождения в онтогенезе.	1
30.	Пути достижения биологического прогресса.	1
31.	Основные закономерности эволюции: дивергенция, конвергенция, параллелизм; правила эволюции групп организмов.	1
32.	Результаты эволюции: постепенное усложнение уровня организации живой природы, многообразие видов, относительная приспособленность (органическая целесообразность).	1
	Раздел III. Развитие органического мира на Земле (14 часов).
	Глава VIII. Основные черты эволюции животного и растительного мира (10 часов).
33.	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.	1
34.	Протерозойская эра. Первые следы жизни на Земле. Появление всех современных типов беспозвоночных животных. Первые хордовые. Развитие водных растений.	1
35.	Развитие жизни на Земле в палеозойскую эру. Эволюция растений: появление первых сосудистых растений, папоротники, семенные папоротники, голосеменные растения.	1
36.	Развитие жизни на Земле в палеозойскую эру. Эволюция животных. Возникновение позвоночных (рыб, земноводных, пресмыкающихся).	1
37.	Развитие жизни на Земле в мезозойскую эру. Появление и распространение покрытосеменных растений. Возникновение птиц и млекопитающих.	1
38.	Развитие жизни на Земле в мезозойскую эру. Вымирание древних голосеменных растений и пресмыкающихся.	1
39.	Развитие жизни на Земле в кайнозойскую эру. Бурное развитие цветковых растений, многообразие насекомых (параллельная эволюция).	1
40.	Развитие плацентарных млекопитающих, появление хищных. Появление приматов.	1
41.	Появление первых представителей семейства Люди. Четвертичный период: эволюция млекопитающих. Развитие приматов.	1
42.	Направления эволюции человека. Общие предки человека и человекообразных обезьян.	1
	Глава IX. Происхождение человека (4 часа).
43.	Место человека в живой природе. Признаки и свойства Homo sapiens, позволяющие отнести его к различным систематическим группам царства животных. Стадии эволюции человека. Демонстрация моделей скелетов человека и позвоночных животных.	1
44.	Свойства человека как биологического вида. Популяционная структура вида Homo sapiens; человеческие расы; расообразование; единство происхождения рас.	1
45.	Движущие силы антропогенеза. Ф.Энгельс о роли труда в процессе превращения обезьяны в человека. Развитие членораздельной речи, сознания и общественных отношений в становлении человека.	1
46.	Взаимоотношение социального и биологического направлений в эволюции человека. Антинаучная сущность «социального дарвинизма» и расизма. Ведущая роль законов общественной жизни в социальном прогрессе человечества.	1
	Раздел IV. Взаимоотношения организма и среды. Основы экологии (20 часов).
	Глава X. Понятие о биосфере (3 часа).
47.	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.	1
48.	Компоненты биосферы: живое вещество, видовой состав, разнообразие и вклад в биомассу, биокостное и костное вещество биосферы (В.И.Вернадский).	1
49.	Круговорот веществ в природе. Демонстрация схем круговорота веществ в природе.	1
	Глава XI. Жизнь в сообществах (2 часа).
50.	История формирования сообществ живых организмов. Геологическая история материков; изоляция, климатические условия. Демонстрация карт, отражающих историю материков; распространённости основных биомов суши.	1
51.	Биогеография. Основные биомассы суши и Мирового океана. Биогеографические области.	1
	Глава XII. Взаимоотношения организмов и среды (12 часов).
52.	Экология, её задачи, экологические факторы. Демонстрация и обсуждение электронных презентаций, фрагментов электронных учебников по теме «Биосфера».	1
53.	Естественные сообщества живых организмов. Биогеоценозы.	1
54.	Компоненты биогеоценозов: продуценты, консументы, редуценты.	1
55.	Биоценозы: видовое разнообразие, плотность популяций, биомасса.	1
56.	Абиотические факторы среды. Роль температуры, освещённости, влажности и других факторов в жизнедеятельности сообществ.	1
57.	Интенсивность действия факторов среды; ограничивающий фактор. Взаимодействие факторов среды, пределы выносливости.	1
58.	Биотические факторы среды. Цепи и сети питания. Экологические пирамиды: чисел, биомассы, энергии.	1
59.	Смена биогеоценозов. Причины смены биогеоценозов; формирование новых сообществ.	1
60.	Антропогенные факторы воздействия на биоценозы (роль человека в природе). Проблемы рационального природопользования, охрана природы: защита от загрязнений, сохранение эталонов и памятников природы.	1
61.	Обеспечение природными ресурсами население планеты меры по образованию природных комплексов, экологическое образование, воспитание, культура.	1
62.	Экологические бедствия планеты Земля. Демонстрация зон экологических бедствий планеты.	1
63.	Зоны экологических бедствий Республики Казахстана. Демонстрация зон экологических бедствий Республики Казахстан.	1
	Глава XIII. Взаимоотношения между организмами (3 часа).
64.	Формы взаимоотношений между организмами. Позитивные отношения – симбиоз: кооперация, мутуализм, комменсализм. Демонстрация примеров симбиоза представителей различных царств живой природы.	1
65.	Антибиотические отношения: хищничество, паразитизм, конкуренция.	1
66.	Нейтральные отношения – нейтрализм.	1
	Раздел V. Бионика (2 часа).
67.	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).	1
68.	Формы живого в природе и их промышленные аналогии (строительные сооружения, машины, механизмы, приборы).	1