А.А. БОРЩ,
учитель биологии МОУ СОШ № 2,
г. Олекминск

Цитология с основами органической и биологической химии

Элективный курс для 9–10-х классов

Пояснительная записка

Вторую половину ХХ в. некоторые ученые называют «золотым веком биологии», т.к. за по-следние 20 лет был совершен ряд чрезвычайно важных открытий: изучена молекулярная структура белков и нуклеиновых кислот; расшифрован генетический код; выяснена роль клеточных мембран в функционировании клетки; изучена структура вирусов, их воспроизведение и механизм воздействия на клетку и др.

В ближайшие десятилетия должны быть разрешены такие проблемы, как соотношение гена и признака, механизмы памяти, проблема злокачественного роста тканей.

Это ставит серьезные задачи перед такими традиционными биологическими науками, как биохимия, биофизика, вирусология, генетика, молекулярная биология и др.

В последнее время бурно развивалась и цитология, и, по существу, она получила новое содержание и новое направление. Функции клетки как элементарной структуры живого, как центра биохимических реакций, протекающих в организме, как носителя материальных основ наследственности делают цитологию важнейшей общебиологической дисциплиной. На клеточном уровне изучаются все наиболее важные вопросы теоретической и прикладной биологии, все проблемы структуры и функции живого.

Клетка рассматривается не только как живая единица организма, но и как целостная элементарная живая система. В ее состав входят различные внутриклеточные органеллы, выполняющие специальные функции: мембраны, ядро, митохондрии, рибосомы и др. В результате согласованной работы ее взаимосвязанных компонентов осуществляются дыхание, секреция, биосинтез ферментов и пр. Не все эти взаимосвязи еще выяснены. Без помощи биохимических методов исследования (рентгеноструктурного анализа, спектрофотометрии, электрофореза, ультрацентрифугирования, хроматографии, электронной микроскопии, метода меченых атомов и др.) нельзя разобраться во всех процессах жизнедеятельности клетки.

Современная биохимия охватывает большую область человеческого знания. Но чтобы понять биохимию, необходимо знание органической химии, а девятиклассники с ней еще не знакомы. Поэтому после раздела цитологии, изучающего морфологию и значение клеточных органелл в жизни клетки, введен краткий раздел органической химии и только потом дается раздел биохимии.

Биологическая химия изучает химический состав соединений, образующих живую материю, т.е. входящих в состав клеток организмов, и превращения веществ в процессе жизнедеятельности. Развитие биохимии тесно связано с потребностями практики: медицины, сельского хозяйства, промышленности. Так, в медицине с помощью биохимических методов были установлены причины некоторых наследственных заболеваний, возникающих в результате нарушения обмена белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, гормонов. Созданы препараты, которые повышают эффективность труда в растениеводстве и животноводстве (витамины, синтетические аминокислоты, кормовые антибиотики, гербициды, консерванты, дефолианты и десиканты, репелленты, химические мутагены и др.).

С помощью микробиологического синтеза налажено производство кормового белка, аминокислот, антибиотиков, витаминов, ферментов, стероидных гормонов.

Программа курса строится по принципу «от простого материала – к сложному». Форма теоретических занятий – лекции и беседы. Важно показать путь, который прошла современная биология, как были совершены те или иные важнейшие открытия, отметить труд ученых.

В курсе отводится время и на работу с научной литературой. Ребята учатся самостоятельно составлять рефераты, писать обзоры. Преподаватель проводит консультации и собеседования по рефератам. Предусмотрено коллективное обсуждение статей научной периодики.

В эксперименте важна работа группами. Это повышает интерес, ответственность за работу и ее качество. Эксперимент развивает творческие способности, целеустремленность, наблюдательность и воображение учащихся.

Цель: углубить и расширить знания об общих принципах организации живых существ, опираясь на вспомогательные науки (органическая химия, биологическая химия).

Задачи:

1. Поэтапно познакомиться с клеткой как структурной единицей живого на Земле.
2. Расширить представления о закономерностях и жизнедеятельности клеток.
3. Воспитывать бережное отношение к природе, здоровью человека.

Форма обучения: урочная.

Форма оценивания: конференция, зачет.

Система принципов в организации содержания: принципы систематичности и последовательности; научности; единства; доступности; системности; причинности; интеграции; вариативности; единства живого; наглядности; вхождения в природу.

Ожидаемые результаты: результаты работы данного курса будут оформлены в виде выставки в кабинете биологии.

Тематическое планирование курса

Тема 1. «Клетка»

Урок 1. Введение.
Домашняя работа. Узнать, какие научные журналы, газеты освещают темы данного элективного курса.
Урок 2. Уровни организации живой природы.
Уроки 3–4. Общая морфология клетки.
Практическая работа: «Микроскоп и его устройство. Приготовление препаратов».
Домашняя работа. Составление рефератов-обзоров научной литературы. Составление плана реферата «Клетка» или рефератов по отдельным клеточным структурам.
Урок 5. Клеточная мембрана.
Практическая работа: «Плазмолиз и деплазмолиз».
Урок 6. Ядро.
Практическая работа: «Обнаружение ядра в клетках растений».
Урок 7. Деление ядра и клетки.
Практическая работа: «Митоз в клетках лука».
Урок 8. Митохондрии и обмен энергии в клетке.
Урок 9. ЭПС.
Уроки 10–11. Синтез белка в клетке.
Урок 12. Комплекс Гольджи.
Урок 13. Лизосома.
Урок 14. Цитоплазма. Жизненный цикл клетки.
Практическая работа: «Движение цитоплазмы в клетках растений».
Домашняя работа. Подготовка к конференции.
Урок 15. Конференция по реферативным работам по теме «Клетка».
Работа с научной литературой (задание дается на третьем уроке).
Уроки 16–17. Итоговое занятие по теме.

Тема 2. «Краткие основы органической химии».

Урок 18. Предмет органической химии.
Урок 19. Предельные углеводороды.
Урок 20. Непредельные углеводороды.
Урок 21. Спирты, альдегиды.
Урок 22. Карбоновые кислоты. Амины. Аминокислоты.
Урок 23. Итоговое занятие по теме.

Тема 3. «Основы биологической химии».

Урок 24. Белки.
Практическая работа: «Получение белка из растительного материала».
Урок 25. Аминокислоты. Аминокислотный состав белков.
Решение задач.
Урок 26. Пептидная связь, пептиды.
Практическая работа: «Биуретовая реакция на пептидную связь».
Урок 27. Структура белковой молекулы.
Урок 28. Свойства и классификация белков.
Практическая работа: «Осаждение белков».
Урок 29. Функции белков в организме.
Урок 30. Нуклеиновые кислоты.
Практическая работа: «Цветные реакции на нуклеопротеиды».
Урок 31. Строение и общие свойства углеводов.
Практическая работа «Получение крахмала»
Урок 32. Липиды.
Практическая работа: «Растворимость жиров».
Урок 33. Ферменты.
Практическая работа: «Получение мальтазы из пекарских дрожжей»
Подготовиться к итоговому занятию.
Урок 34. Итоговое занятие.

Литература

1. Биология/Сост. З.А.Власова. – М.: Филолог. об-во «Слово», Компания «Ключ-С», «ТКО АСТ»: Центр гуманитар. наук при ф-те журналистики МГУ им. М.В. Ломоносова, 1996.

2. Я иду на урок биологии: Ботаника : Книга для учителя. – М.: Издательство «Первое сентября», 2002.

3. Ботаника: Учебник для вузов/Под ред. Р.В. Камелина. – СПб.: СпецЛит, Издательство СПХФА, 2003

4. Сухова Т.С. Тесты по биологии. 6-11 кл. : Учебно-метод. Пособие. – М.: Дрофа, 2002.

5. Сухова Т.С. Контрольные и проверочные работы по биологии. 6-8 кл.: Учебно-метод. пособие. – М.: Дрофа, 2002.

6. Энциклопедия для детей. Т.2. Биология. – М.: Аванта+, 2003.

7. Никишов А.И. Биология. Конспективный курс. – М.: ТЦ «Сфера», 2000.