Приложение к Программе
дополнительного образования МОУ
«Мятлевская СОШ им. А.Ф. Иванова»

Дополнительная
общеразвивающая программа
естественнонаучной направленности

«Биотехнология вокруг нас»
10-11 классы

1

Оглавление
1. Пояснительная записка__________________________________3
2. Планируемый результат_________________________________5
3. Содержание программы_________________________________6
4. Тематический план_____________________________________9
5. Список информационных источников______________________10

2

1. Пояснительная записка
Программа направлена на формирование интеллектуального развития школьника,
развитию любознательности, активности и заинтересованности в познании мира,
культуры безопасного образа жизни. Программа способствует формированию у
подростков системы знаний и умений о способах сохранения и улучшения здоровья.
Деятельностный подход к организации работы объединения заключается в
активном использовании на его занятиях практических заданий, проведения силами
учащихся разнообразных экспериментов. Программа способствует формированию у
учащихся навыков организации собственной деятельности.
Содержание материала данного курса расширено историческими данными об
открытиях, способствующих развитию биотехнологии, сведениями о методах клеточной и
генной инженерии, актуальных научных основах современной биотехнологии, ценными в
образовательном, воспитательном и развивающем отношении.
Программа рассматриваются вопросы современного состояния и перспективы
развития биотехнологии, при этом особое внимание уделено методам биотехнологии,
позволяющим раскрыть генетический потенциал организма с последующей реализацией в
коммерческий продукт.
Наибольшее внимание: биологическим, научно-техническим и экономическим
предпосылкам в развитии биотехнологии; основным методам и приемам молекулярной и
клеточной биотехнологии; принципам и правилам конструирования генов и генотипов in
vitro; методам получения биотехнологической коммерческой продукции. Материал
программы
обеспечивает
учащихся
знаниями
практического
использования
биотехнологических методов и исследований, сведения о которых, возможно, помогут
учащимся выбрать будущую профессию.
Программа относится к естественнонаучной направленности и ориентирована на
развитие интеллектуально-творческих способностей обучающихся, приобретение знаний
и умений в области биотехнологии, служит профориентационным средством и средством
формирования навыков исследовательской деятельности.
Программа составлена для обучающихся 10-11 классов.
Цель программы: формирование у учащихся представление о биотехнологии, ее
современном статусе и этапах развития, основных направлениях – клеточной и генной
инженерии, показать области применения генномодифицированных организмов и
продуктов их жизнедеятельности, раскрыть роль биотехнологии как приоритетного
направления внаучно-техническом прогрессе, познакомить с этическими проблемами,
возникающими при развитии науки.
Задачи:
Образовательные
 расширить и углубить знания о нуклеиновых кислотах, природе гена, вирусах,
прокариотах и эукариотах, половом процессе у бактерий, иммунитете, закономерностях
наследственности и изменчивости, регуляции активности генов;
 развить познавательные интересы при изучении достижений биотехнологии за последние
десятилетия (получение антител для лечения и диагностики инфекционных и
наследственных заболеваний, создание поли- и субъединичных вакцин, изобретение
новых лекарственных препаратов, установление степени родства людей, получение
новейших сортов растений с нехарактерными для них свойствами и т. д.);
 расширить кругозор через работу с дополнительной литературой;
 развить общеучебные и интеллектуальные умения: сравнивать и сопоставлять
биотехнологические объекты, методы биотехнологии, анализировать полученные
результаты научных исследований ученых в микробиологии, молекулярной биологии,
биохимии, генетике, выявлять причинно-следственные связи при изучении методов
3

























биотехнологии, биологических явлений: трансформации, трансдукции и др., обобщать
факты, делать выводы; воспитать на примере открытий в биотехнологии убежденность в
познаваемости природы, действии единых закономерностей для материального мира;
воспитать бережное отношения к своему здоровью, культуру питания при отборе
традиционных и генномодифицированных продуктов питания; культуру уважения чужого
мнения и аргументированное отстаивание своих убеждений при участии в дискуссиях.
Расширить и углубить теоретические знания в области биологии, химии, экологии
человека, охраны здоровья человека и биотехнологии;
сформировать знания о современных методах конструирования клеток и генетических
программ организмов. Ознакомить с примерами получения клонированных и трансгенных
организмов, областями их применения. Освоить методы оценки качества среды обитания,
анализа продуктов питания.
Развивающие
Развить коммуникативные способности;
Развить потребности в приобретении экологических знаний, ориентация на практическое
их применение;
Сформировать и развить экологическое мышление, умение применять его в
познавательной, коммуникативной, социальной практике и профессиональной ориентации
в соответствии с ФГОС ООО;
развить общеучебные и интеллектуальные умения: сравнивать и сопоставлять
биотехнологические объекты, методы биотехнологии, анализировать полученные
результаты научных исследований ученых в микробиологии, молекулярной биологии,
биохимии, генетике, выявлять причинно-следственные связи при изучении методов
биотехнологии, биологических явлений: трансформации, трансдукции и др., обобщать
факты, делать выводы
Развить умения оценивать результаты взаимодействия людей с природой (взаимодействие
приносит вред природе, безобидно, полезно).
Привить навыки исследовательской и творческой работы;
Расширить кругозор через работу с дополнительной литературой;
Воспитательные
Воспитать на примере открытий в биотехнологии убежденность в познаваемости
природы, действии единых закономерностей для материального мира; Развитие
личностных качеств: аккуратности, трудолюбия, ответственности к себе и своему
здоровью;
Стимулировать потребность в труде, приобщение к коллективной деятельности;
Развить потребности в приобретении экологических знаний, ориентация на практическое
их применение;
Сформировать и развить экологическое мышление, умение применять его в
познавательной, коммуникативной, социальной практике и профессиональной ориентации
в соответствии с ФГОС ООО;
развить общеучебные и интеллектуальные умения: сравнивать и сопоставлять
биотехнологические объекты, методы биотехнологии, анализировать полученные
результаты научных исследований ученых в микробиологии, молекулярной биологии,
биохимии, генетике, выявлять причинно-следственные связи при изучении методов
биотехнологии, биологических явлений: трансформации, трансдукции и др., обобщать
факты, делать выводы
Развить умения оценивать результаты взаимодействия людей с природой (взаимодействие
приносит вред природе, безобидно, полезно).
Привить навыки исследовательской и творческой работы;
Расширить кругозор через работу с дополнительной литературой;
Воспитать на примере открытий в биотехнологии убежденность в познаваемости
4

природы, действии единых закономерностей для материального мира; Развитие
личностных качеств: аккуратности, трудолюбия, ответственности к себе и своему
здоровью;
 Стимулировать потребность в труде, приобщение к коллективной деятельности.
Срок освоения программы – 2 года.
Уровень программы – базовый.
Форма обучения – очная.
Формы аттестации
Формой проведения итоговой аттестации в объединении – защита исследовательской
работы перед одноклассниками. Выступление перед аудиторией способствует развитию
ораторских способностей, значительно расширяет кругозор ребят, их круг общения.
Ребята приобретают личный опыт и уверенность в себе в условиях активной
включенности в выполнение разнообразных видов деятельности.
2.Планируемые результаты
Личностные
У учащегося будут сформированы:
ценности здорового и безопасного образа жизни;
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
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;
5

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 курса
Выпускник научится:
объяснять современные методы исследования биотехнологических свойств и явлений;
понимать сущность и роль биотехнологии;
анализировать современное состояние и достижения в области молекулярной биологии,
генной инженерии и др., в промышленном производстве.
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, биотехнологии, медицине и
экологии.
делать выводы о физиологических основах здорового образа жизни и сохранения
здоровья.
3.Содержание программы
10 класс
Тема 1. Общие представления о молекулярной биотехнологии. (6 час.)
6

Биотехнология. История развития традиционной биотехнологии.
Хлебопечение, виноделие, пивоварение, сыроварение.
Лабораторная работа №1 «Окрашивание бактерий для изучения их с помощью
светового микроскопа».
Основные этапы биотехнологического процесса.
Сырье, начальная обработка, трансформация, конечная обработка, конечный выход
продукта. К.п.д. биотехнологическеого процесса и его повышение.
Лабораторная работа №2 «Изучения клеток дрожжей под микроскопом».
XXI век – век информации. Носители информации в живых организмах. Изучение
строения ДНК – путь к построению общества всеобщего изобилия. Получение организмов
с заданными свойствами мечта.
Молекулярная биотехнология - синтез традиционной биотехнологии и новейших
достижений биологии. Получение первой рекомбинантной ДНК. Опасения мирового
научного сообщества, вызванные с созданием искусственной гибридной ДНК. Этические
аспекты открытия.
Тема 2. Теоретические знания о строении ДНК – основа практических достижений
молекулярной биотехнологии. (15 час.)
Клеточная и молекулярная основы жизни.
Строение клетки. Клеточные мембраны, ядро, генетический материал клетки, органоиды
клетки. Химический состав клетки.
Лабораторная работа №3 «Приготовление препарата растительных клеток».
2. История развития представлений о носителе наследственной информации.
Работы Ф. Мишера, опыты Ф. Гриффитса, О.Эйвери, Дж. Ледерберга.
3. Строение и свойства нуклеиновых кислот.
Первичная, вторичная, третичная структура ДНК. Репликация. Типы РНК. Трансляция,
транскрипция.
Лабораторная работа №4 «Изучение хромосом на готовых препаратах».
4. От ДНК к гену. Ген – функционально неделимая часть ДНК.
От Т. Бовери до наших дней.
Практическая работа №5 «Решение задач по генетическому коду».
Перенос генетической информации в клетки.
Экспрессия генов. Возможности перенесения наследственной информации в клетке.
«Дозревание» иРНК (сплайсинг).
Практическая работа №6 «Решение задач на реакцию матричного синтеза».
Генетические инструменты молекулярной биотехнологии: ферменты и векторы. Строение
ферментов. Плазмиды – первые векторы.
Лабораторная работа №7 «Каталитическая активность ферментов в живых тканях».
Вклад отечественных и зарубежных ученых в изучение ДНК.
Тема3. Достижения в сельском хозяйстве. (13 час.)
Трансгенные растения. Методы получения трансгенных растений.
Генетически модифицированные растения и их свойства.
Лабораторная работа № 1 «Изучение свойств сортов у культурных растений»
Получение трансгенных растений, устойчивых к гербицидам, насекомым, патогенам.
Повышение питательной ценности трансгенных растений.
Золотой рис, с повышенным содержанием витамина А, томат, с удлиненным периодом
созревания, рапс, содержащий полиненасыщенные жирные кислоты (лауриновая кислота).
Практическая работа № 2 «Составление индивидуального суточного меню согласно
основным принципам здорового питания».
Растения – биореакторы для получения вакцин. Вакцины против холеры, гепатита В,
диареи, кистозного фиброза.
Клональное микроразмножение - основной метод размножения ГМ- растений. Свойство
тотипотентности растительных клеток – основа для клонированного рапзмножения.
7

Условия для клонирования растительных объектов, питательные среды, гормоны,
инструменты, оборудование, посуда, типы эксплантатов.
Лабораторная работа №3 «Микроклональное размножение растений».
Экскурсия в биотехнологическую лабораторию.
Экологические проблемы, связанные с использованием ГМ- растений. Природное
разнообразие и изменение климата.
Практическая работа №4 «Биодиагностика загрязнения окружающей среды по частотам
встречаемости фенов белого клевера».
Биоинженерия в животноводстве. Трансгенныеи животные. Продукты, получаемые из
трансгенных животных: молоко коз, яйца кур.
Лабораторная работа №5 «Изучение свойств пород с/х животных».
Экскурсия в институт птицеводства.
11 класс
Тема 1. Достижения в медицине. (8 час.)
Технология рекомбинантных ДНК для медицинской биотехнологии. Вакцины против
герпеса, гепатита, вируса иммунодефицита человека, вируса папилломы человека,
атипичной пневмонии.
Практическая работа №1 «Оценка состояния противоинфекционного иммунитета».
Использование рибозимов в лечении вирусных инфекций рака. Успехи биотехнологии в
борьбе со СПИДом.
Белковая терапия в лечении болезней человека. Успехи молекулярной биотехнологии в
лечении болезней Альцгеймера, Паркинсона, серповидно – клеточной анемии, прионовых
болезней. Получение «эликсира молодости».
Практическая работа №2 «Составление родословной (наследование заболеваний)».
Эмбриональное развитие. Получение столовых клеток.
Использование эмбриональных стволовых клеток в терапевтических целях. Создание
линий эмбриональных стволовых клеток.
Экскурсия на СЭС «Изучение заболеваемости в районе».
Тема 2. Применение в промышленности и очистке окружающей среды. (7 час.)
Биоремедиация – использование микроорганизмов на загрязненных территориях.
Получение трансгенных бактерий, связывавающих тяжелые металлы.
Фиторемедиация – использование растений для очистки окружающей среды.
Фитоэкстракия, фитоволитализация, фитостабилизация.
Практическая работа №1 «Использование водного гиацинта для очистки воды».
Очистка воды с помощью бактерий рода Рseudomonas. Утилизация ксенобиотиков:
нафталина, толуола, камфоры.
Биогеотехнология
–
использование
микроорганизмов
в
горнодобывающей
промышленности. Выщелачивание металлов. Обессеривание угля. Роль тионовых
бактерий. Микроорганизмы и повышение нефтеотдачи пластов.
Биоэнергетика – возможный путь выхода из энергетического кризиса. Биометаногенез –
процесс превращения биомассы в энергию. Химизм процесса. Бактерии, участвующие в
этом процессе. Достоинства и недостатки биогаза.
Практическая работа №2 «Получение биогаза из органических отходов».
Тема 3. Результаты программы «Геном человека». (4 час.)
Предпосылки для реализации международной программы «Геном человека». Открытие
ревертазы, секвенирование ДНК, полимеразная цепная реакция.
Лабораторная работа №1 «Экстракция ДНК».
Цели и задачи проекта «Геном человека». Генетические, физические и секвенсовые карты
хромосом. Различные подходы к определению нуклеотидной последовательности ДНК.
Результаты международной программы «Геном человека»: размер генома человека,
размер хромосом, число генов, средний размер гена человека, явление «парадокс
содержания ДНК»
8

Тема 4. Продукты, содержащие генетически модифицированные источники пищи.
(15 час.)
Права потребителей на качество безопасность пищевых продуктов. Пища, содержащая
генетически модифицированные источники.
Практическая работа №1 «О чем может рассказать упаковка».
Трансгенные растения и проблемы дефицита пищи на планете. Демографическая
ситуация на планете и проблема голода. «Золотой миллиард».
Практическая работа №2 «Составление индивидуального суточного меню согласно
основным принципам здорового питания».
История земледелия и «зеленые революции» на планете.
Масштабы использования трансгенных растений в мире.
Выращивание и испытание генетически модифицированных растений в России и мире.
Лабораторная работа №3 «Определение примесей в сметане».
Контроль за маркировкой продуктов. Маркировка и этикетирование продуктов,
содержащих ГМИ в США, в странах ЕС, в России.
Практическая работа №4 «Определение наличия ГМ -добавок в продуктах».
http://www.regnum.ru/news/529574.html
Продукты, подлежащие и не подлежащие обязательному этикетированию.
«Зеленый список», «красный список», «оранжевый список» производителей,
использующих генетически модифицированные источники.
Лабораторная работа №5 «Оценка загрязненности пищевых продуктов спорами грибов».
Многообразие продуктов, содержащих ГМИ. Трансгенофобия.
Лабораторная работа №6 «Исследование микробиоты кисломолочных продуктов».
Обзор современных взглядов на проблему ГМО. Аргументы сторонников и противников
использования продуктов, содержащих ГМИ. Информация «Гринпис» в России. Мнение
ведущих зарубежных компаний. Мнение отечественных экспертов.
Лабораторная работа №7 «Изучение устойчивости витамина С (в обычных и ГМОтоматах)».
Лабораторная работа №8 «Лежкость томатов: традиционных и трансгенных».
Практическая работа №9 «Разработка рекомендаций по результатам исследований
продуктов на содержание ГМИ».
Биотехнология: шаг в будущее.
Лабораторная работа: 1). Определение кофеина в чае и кофе . 2). Анализ наличия анионов
в минеральной воде. 3). Изучение содержания витамина С в соках и фруктах.
4). Исследование образцов мясных изделий.
4. Тематическое планирование
10 класс
№
Название раздела
Кол-во часов
1 Тема 1. Общие представления о молекулярной
6
биотехнологии.
2 Тема 2. Теоретические знания о строении ДНК – основа
15
практических достижений молекулярной биотехнологии.
3 Тема 3. Достижения в сельском хозяйстве.
13
ИТОГО:
34
11 класс
№
1
2
3

Название раздела
Тема 1. Достижения в медицине.
Тема 2. Применение в промышленности и очистке
окружающей среды.
Тема 3. Результаты программы «Геном человека».

Кол-во часов
8
7
4
9

4

Тема 4. Продукты, содержащие генетически
модифицированные источники пищи.
ИТОГО:

15
34

5.Список информационных источников
1. Основы биотехнологии: учебное пособие/Библиотека элективных курсов/
Е.А.Никишова – М.: Вентана-Граф, 2012
2. Микробиология: учебное пособие для учащихся общеобразовательных учреждений /
Я.С.Шапиро. – М.: Вентана-Граф, 2010. – 272 с.- ил. (Библиотека элективных курсов).
3. Микробиология: методическое пособие.- М.: Вентана – Граф, 2012. – 64 с. –
(Библиотека элективных курсов).
4 Воробьев А.А., Кривошеин Ю.С., Широбоков В.П. Медицинская и санитарная
микробиология: учебник для студентов вузов. – М.: Академия, 2013.
Интернет ресурсы:
1 www.it-n.ru,
2 www.zavuch.info,
3 www.1september.ru,
4 http://school-collection.edu.ru
5 http://collegemicrob.narod.ru/microbilogy/ (микробиология)
6 myshared.ru (презентации по микробиологии)
7 ru.mobile.wikipedia.org ( словарь терминов)
8 youtube.com (фильмы о достижениях биотехнологии)
9 http://www.biotechnolog.ru

10