Урок биологии в 11 классе "Деятельность человека по сохранению генофонда"

Обучающие цели урока:

создать условия для изучения биологических понятий таких как: «генофонд», «селекция», «сорт», «порода», «штамм», «генная инженерия», «модифицированные продукты», а так же ознакомить учащихся с основными методами сохранения генофонда живых организмов и основными направлениями селекции.

Тип урока:

урок изучения нового материала

Форма урока: лекция

Основные методы:

объяснительно–иллюстративный, метод проблемного изложения учебного материала.

Средства обучения:

Презентация.

Цели урока:

1. Образовательные

сформировать и систематизировать знания, осмысление отдельных элементов в целостной системе понятий, таких как: «генофонд», «селекция», «сорт», «порода», «штамм», «генная инженерия», «модифицированные продукты»;

сформировать представление учащихся о значении селекции для человека;

сформировать представление учащихся о деятельности человека по сохранению генофонда;

закрепить и восполнить пробелы по генетике;

закрепить понятия: «генофонд», «селекция», «сорт», «порода», «штамм», «генная инженерия», «модифицированные продукты»;

1. Развивающие

развивать знания о значении селекции, умения пользоваться терминологией;

развивать умения работы с различными информационными источниками;

развивать умение работать в коллективе над поставленной задачей;

3. Воспитательные

Воспитывать чувство ответственности, заинтересованное отношение к учёбе, познавательный интерес к предмету.

План урока.

Блок мотивации и актуализации

Вступительное слово

Каждый вид обладает неповторимым генофондом, сложившемся в результате естественного отбора в процессе эволюции. Все виды имеют потенциальную экономическую ценность и для человека, поскольку невозможно предсказать, какие виды могут стать со временем полезными и даже незаменимыми. Возможности использования видов настолько непредсказуемы, что было бы величайшей ошибкой дать вымереть какому-то виду только потому, что сегодня мы не знаем его полезности».

А. Г. Банников, В. Е. Флинт

В последние 30 – 40 лет внимание общества к проблемам взаимодействия человеческой цивилизации с окружающей средой резко усилилось. Если до 1960 г. слово «экология» знало небольшое количество специалистов-биологов, то после 1960 г. экологическим проблемам уделяется все больше внимания.

Глобальная экологическая проблема состоит в трудностях преодоления экологического кризиса, возникшего на нашей планете из-за разрушительного воздействия людей на природу. В качестве основных проявлений экологического кризиса чаще всего экологи называют следующие:

1. Загрязнение воздушного и водного бассейнов Земли, образование парникового эффекта, “озоновых дыр”, “кислотных дождей”, отравленных рек и озер, целых зон экологического бедствия с заболеваниями людей и т.д.

2. Глобальные изменения климата, угрожающие в будущем климатической катастрофой (общее потепление, неустойчивость погоды, засухи, таяние полярных ледниковых шапок, повышение уровня Мирового океана, затопление огромных территорий, плодородных земель и т.д.).

3. Сокращение пахотных угодий и ухудшение плодородия почв из-за их чрезмерной эксплуатации, эрозии, отравления, засоления, заболачивания, опустынивания, поглощения городами и промышленностью и т.д.

4. Уничтожение и вымирание лесов, обеднение животного и растительного мира, огромное количество отходов и т.д.

Среди путей решения экологической проблемы можно выделить следующие:

1. Разработка и осуществление согласованной международной программы охраны окружающей среды, включающей такие мероприятия, как:

а) создание международного экологического фонда для организации и проведения, природоохранных мер мирового значения (по прекращению вырубки тропических лесов, улучшению качества питьевой воды и пр.);

б) установление международных экологических стандартов и контроля за состоянием природной среды (с правом инспектирования любой страны);

в) введение международных квот (норм) на вредные выбросы в атмосферу (такой опыт еще существует с 1987 г. в отношении озоноразрушающих газов);

г) объявление природной среды достоянием всего человечества и введение в международную практику принципа “платит загрязняющий” (например, введение международного “зеленого налога” на вредные выбросы).

2. Постоянное, полное и правдивое информирование людей о состоянии среды их обитания и формирование экологического мировоззрения в обществе.

3. Создание обоснованного природоохранного законодательства, в котором должны быть предусмотрены высокая ответственность за его нарушение и действенные стимулы, побуждающие к охране окружающей среды (например, введение специальных “экологических налогов” на применение наиболее “грязных” технологий и, наоборот, - налоговых льгот для экологичных производств).

4. Переход к новой, экологичной технологической культуре (рациональные подходы к использованию природных ресурсов, применение наиболее “чистых” и наименее редких из них, забота о воспроизводстве возобновляемых ресурсов, внедрение безотходных (или малоотходных), ресурсо- и природосберегающих технологий, экозащитных систем и т.д.).

Анализируя экологическую ситуацию нашей страны можно смело говорить о тенденции усиления воздействия человеческой деятельности на природную среду. Если эта тенденция будет прогрессировать то, уже через 20 лет возможна потеря по меньшей мере половины видов живых организмов.

На данный момент в Республике Беларусь обитает большое количество организмов, которые находятся под угрозой исчезновения. Давайте посмотрим на некоторых из них (показ слайдов).

Для сохранения этих, и не только этих видов разработана в стране система природоохранных мероприятий по сохранению генофонда, которая сводится к следующему:

1. создание охраняемых территорий (заповедников, заказников, нацио­нальных парков);

2. разработка систем наблюдения — мониторинга;

3. принятие законов, обеспечивающих правовую основу природоохранных мероприятий и предусматривающих формы ответственности за нарушение режима заповедных территорий, загрязнение биосферы, браконьерство, жестокое обращение с животными и т.д.;

4. разработка методов разведения редких и исчезающих видов живот­ных и растений и их интродукция (переселение) на охраняемые террито­рии, новые места обитания и т.д.;

5. создание генетического банка (банка генов) — хранилища семян, глубокозамороженных тканей, половых и соматических клеток растений и живот­ных, пригодных для последующего воспроизведения исчезнувших либо исче­зающих видов, сортов и пород живых организмов. Особенно важны банки
   генов семян культурных растений, необходимых для селекционной работы.

Генофонд – это совокупность генов, которые имеются у особей данной популяции, группы популяций или вида.

Полезными хозяйственными свойствами обладает подавляющее боль­шинство живых организмов. Каждый биологический вид неповторим, в нем заключена генетическая информация об эволюционном развитии биоты, имеющая огромное познавательное и практическое значение. Поэтому охране подлежит весь генофонд биосферы, кроме генофонда болезнетворных организмов.

Число жителей Земли за последнее столетие увеличилось с 1.5 до 5.5 млрд. человек, а к 2020 году предполагается вырост до 8 млрд., таким образом возникает огромная проблема, стоящая перед человечеством. Эта проблема заключается в огромном увеличении производства продуктов питания, несмотря на то, что за последние 40 лет производство увеличилось в 2.5 раза, все равно этого не достаточно.

На данный момент одной из важнейших задач, стоящих перед человечеством, является произ­водство продуктов питания в объеме, достаточном для населения всего зем­ного шара, т.е. исключающем голод и недоедание, существующие в наши дни в некоторых странах.

Для решения этой задачи необходимо не только постоянно совершенст­вовать традиционные методы ведения сельского хозяйства, но и использовать новые научные методы производства продуктов питания в условиях интенсивного земледелия. Ключевая роль в решении продовольственной проблемы принадлежит селекции растений, животных, а также микро­организмов (бактерий, протистов, грибов), которые используются не только в микробиологической промышленности, но и в сельском хозяйстве.

Селекция представляет собой науку о создании новых и улучшении существующих пород домашних животных и сортов культурных растений. Вместе с тем под селекцией понимают и сам процесс изменения живых организмов, осуществляемый человеком для своих потребностей. Все современные домашние животные и возделываемые человеком растительные культуры произошли от диких предков. Процесс превращения диких животных и растений в культурные формы называют одомашниванием.

Теоретической базой селекции является генетика. Итогом селекционного процесса являются сорт, порода, штамм.

Сорт — совокупность особей культурных растений одного вида, устойчиво обладающих в конкретных условиях возделывания определенными морфофизиологическими и хозяйственными признаками.

Порода — группа сельскохозяйственных и домашних животных одного вида, имеющих общее происхождение (в результате искусственного отбора) и отличающихся специфи­ческими, передающимися по наследству признаками.

Штамм — чистая культура микроорганизмов (бактерий, грибов) одного четко выделенного и хорошо изученного вида, отличающаяся от других культур того же вида организмов рядом физиолого-биохимических свойств (например, чувствитель­ностью к антибиотикам, скоростью выделения в среду определенных веществ и др.).

Основной задачей селекции является создание высокопродуктивных пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов, наилучшим образом удовлетворяющих пищевые и технические потребности человека.

Так кошки и собаки принадлежат к одному виду, однако посмотрите, каких пород добились селекционеры (показ слайдов).

Каждый из нас так же принимал участие в селекционных процессах каких-нибудь пород животных, сортов растений сам того не осознавая. Не будем далеко ходить, каждый из вас помогал родителям или родственникам в посеве фасоли, гороха или других сортов растений. После созревания вы отбирали семена и оставляли их на следующий год для высева. Так и в нашей школе есть второй Мичурин, под чутким руководством которого, точнее которой были выведены чистопородистые Сибирские двухцветные котята. (показ слайдов).

Селекция высокопродуктивных форм является самым эффективным и наиболее экономически выгодным способом повышения продуктивнос­ти сельского хозяйства. Уже на сегодняшний день эффективность селекцион­ной работы вызывает восхищение. Доказано, что вклад селекции в урожайность основ­ных сельскохозяйственных культур, достигнутое за последние 25 лет в раз­витых странах, составляет 40—50%. Так называемую « зеленую револю­цию» в земледелии Беларуси совершило внедрение низкорослых (с высотой стебля 100—110 см), полукар­ликовых (80—100 см) и карликовых (60—80 см) сортов злаков. Они характеризуются не только высокой устойчивостью к полега­нию, но и высокой продуктивностью колоса, главным образом за счет по­вышенного количества в нем зерновок. Такие сорта обеспечивают урожай­ность выше 60 ц/га.

В некоторых случаях селекция буквально достигла предела: есть поро­ды кур, несущие яйца практически каждый день.

Дальнейшая селекция идет в направлении наивысшей «оплаты корма», т.е. получения пород, дающих наибольший выход продукции при наимень­ших затратах корма.

Ярким примером селекции с учетом потребностей рынка служит пушное звероводство. Например, для выращивания норки, выдры, лисы и др. отбира­ются животные с таким генотипом, который в наибольшей мере соответству­ет постоянно меняющейся моде в отношении окраски и оттенков меха.

Во всемирной истории так же есть примеры селекции, вернее определение расовой чистоты во время 2-ой ВОВ. Суть которой заключался в отборе чистой арийской расы. Немецким учёным А.Плётцем был изобретен термин «расовая гигиена», который использовал это понятие в своей утопической теории, согласно которой строгие правила воспроизводства должны были привести к улучшению германской расы. Его концепция расовой гигиены означала необходимость различать между представителями "витальной" расы и "низшими элементами" и соответствующего отбора. Первых следовало искусственно поддерживать, тогда, как воспроизводство вторых надо было предотвращать. Эту теорию очень хорошо поддержал Адольф Гитлер (показ слайдов).

Из всего выше сказанного можно выделить несколько главных направлений, которых добиваются все селекционеры:

1) получение высоко­урожайных сортов растений, плодовитых и продуктивных пород живот­ных;

2) улучшение качества продукции (например, вкуса, внешнего вида, лежкости плодов и овощей, химического состава зерна — повышение со­держания белка, незаменимых аминокислот и т.д.);

3) совершенствование физиологических свойств растений (скороспелость, засухоустойчивость, зи­мостойкость, устойчивость к болезням, вредителям и неблагоприятным климатическим условиям);

4) оптимизация обмена веществ, результатом которой является отзывчивость растений на удобрения, полив, а также «оп­лата корма» животными, т.е. переход на интенсивный путь развития.

В последние годы особое значение приобретает одна из дочерей селекции - генная инженерия. Генная инженерия — совокупность приемов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы. Результатом генной инженерии является получение модифицированных сортов растений или пород животных. Сюда относится клонирование, синтезирование новых белков и т. д.(слайды)

Класс разбивается на 2 группы, 1 группа – за, 2- ая – против.

Задается проблемный вопрос: «Модифицированные продукты – это пища будущего?!»

Группы аргументируют свой ответ «за» и «против»(время на обдумывание).

Таким образом, развитие селекции должно быть основано на законах гене­тики как науки о наследственности и изменчивости, поскольку свойства жи­вых организмов определяются их генотипом и подвержены наследственной (комбинативной и мутационной) и модификационной изменчивости.

Д/з: § 53.