Раздел IV. БАКТЕРИИ

УРОК 58

Тема. Полезные бактерии

Цель. Сформировать у учащихся понятие о польза бактерий для человека. Основные понятия и термины, азотфіксуючі бактерии, спирулина, биотехнология, генная инженерия.

Оборудование: изображения бактерий, бутылка уксуса спиртового, молочнокислые продукты с надписями о лактобактерии на упаковках, таблетки “Стрептоцид”, тетрациклиновая мазь, таблетки спирулины.

Методы и методические приемы: словесные (рассказ, беседа, рассказ с элементами беседы), наглядные (демонстрация оборудования); репродуктивные (беседа) и поисковые (эвристическая беседа, создание и решения проблемных ситуаций); самостоятельная работа учащихся с учебником.

Тип урока: комбинированный.

Структура урока

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Проверка выполнения учащимися домашнего задания.

Ученики обмениваются шпаргалками, которые они сделали дома, и пытаются раскрыть содержание и оценить их. Другой задачей можно предложить учащимся, пользуясь собственными шпаргалками, пересказать текст учебника. Оценивается полнота и правильность перевода. После этого можно предложить пересказать текст без шпаргалки.

3. Сообщение темы, цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности.

Рассказ. В природе и жизни человека бактерии играют как положительную, так и отрицательную роль. Существуют бактерии, которые размножаются в среде, богатой на углеводородные соединения и лишенном кислорода. Они могут жить за счет нефти и нефтяных газов. Благодаря этим бактериям геологам быстрее удается выявить эти полезные ископаемые. Они берут пробы почвы и подземных вод. В пробирках бактерии образуют большие колонии - это доказывает, что в недрах есть нефть.

Часто случается, что влажные кучи зерна, сена, торфа, тряпки самовозгораются. Эту работу выполняют бактерии, которые выделяют во время размножения и жизнедеятельности много тепла. Это тепло используют для обогрева теплиц и парников.

Полезную для человека роль бактерий мы будем изучать на сегодняшнем уроке.

План

1. Бактерии и почву.

2. Очистка сточных вод и газов.

3. Симбиотические бактерии.

4. Промышленные процессы брожения.

5. Антибиотики.

6. Использование бактерий биотехнологией и генной инженерией.

7. Бактерии и продукты питания человека.

4. Восприятие и первичное осмысление нового материала.

Бактерии и грунт

Рассказ с элементами беседы. С курса природоведения вспомните, что такое почва. От чего зависит плодородие почвы? Как образуется гумус?

Вам уже известно, что плодородие почвы определяется количеством гумуса.

Гумус образуется в результате разложение сапрофитными бактериями растительных остатков. Кроме того, бактерии играют главную и определяющую роль в естественном обогащении почвы Азотом, без которого рост и развитие растений становится невозможным.

Нитроген (азот) является одним из основных составляющих элементов органического вещества, которую образуют зеленые растения. От количества Азота зависит плодородие фунтов и продуктивность растений. В воздухе содержится около 78% свободного азота. Однако атмосферный азот растения не могут усваивать. Для того, чтобы азот стал доступным для их питания, его должны превратить в соединения азотфіксуючі бактерии. Поэтому присутствие в почве азотфиксирующих бактерий свидетельствует о его плодородие.

Давно было замечено, что после выращивание бобовых культур на плодородие почвы значительно возрастает. Впервые это явление изучил и описал ученый С. Виноградский в 1895 г. С развитием корневой системы растений, на которых они поселяются, активность этих бактерий в зоне деятельности корней усиливается. Под влиянием жизнедеятельности бактерий клетки корня разрастаются в шаровидные клубеньки, где в клетках растения-хозяина накапливаются колонии азотфиксирующих бактерий. Такие бактерии называют клубеньковыми (демонстрация изображения). Здесь бактерии концентрируются и питаются за счет выделений растения-хозяина, а сами они приносят пользу этому растению, связывая атмосферный азот в легкие для усвоения растением соединения. Азотфіксуючі бактерии вступают в симбиоз преимущественно с растениями семейства Бобовые.

Очистка сточных вод и газов

Как вы думаете, каким образом происходит очистка сточных вод и газов на крупных предприятиях? Большое значение имеют бактерии как живые фильтры. Для очистки рек от вредных отходов используют бактерии, которые питаются фенолом и другими химическими веществами. Этот способ применяют и для очистки сточных вод коксохимических заводов и бытовых вод. Для этого сточные воды отстаивают и разделяют на жидкую часть и студенистый осадок. А затем перерабатывают в несколько этапов, используя аэробные и анаэробные бактерии. Вспомните, что это за бактерии. После очистки получают очищенную жидкость, которую обычно спускают в реки и ил , состоящий из безвредных органических и неорганических веществ, его можно высушить и в дальнейшем использовать как удобрение.

На одном из заводов Германии было создан многослойный фильтр для очистки газов с неприятным запахом. Для фильтра взяли штамм бактерий, которые уничтожают запахи. Загрязненный воздух проходит сквозь этот фильтр и лишается запаха. Такие установки можно использовать на животноводческих фермах.

Симбиотические бактерии

Вспомните, какие бактерии называют симбиотическими. Каким образом они связаны с животными? Бактерии и животные находятся во взаимосвязи через процесс пищеварения. Травоядные животные питаются преимущественно травой, основная масса которой состоит из целлюлозы. Млекопитающие и другие животные не могут переваривать целлюлозу, поскольку в них отсутствуют соответствующие ферменты. Здесь “на помощь” приходят бактерии и простейшие (организмы, которые состоят из одной клетки, относятся к животным), которые живут в кишечнике. Питаясь целлюлозой, они переваривают ее, раскладывают на более простые вещества, способны перевариваться пищеварительной системой травоядных животных. В кроликов такие бактерии живут в слепой кишке и аппендиксе, а у коров и овец - в части желудка - рубце. Косвенное отношение эти бактерии имеют к человеку, потому что она употребляет в пищу мясо травоядных животных.

Человека непосредственно касаются бактерии, которые живут в его кишечнике. Они синтезируют витамины группы В и витамин К. Витамины группы В имеют исключительно важное значение для человека, поскольку участвуют во многих процессах обмена веществ, особенно влияя на ее мышечную систему. Витамин К регулирует процесс свертывания крови.

Промышленные процессы брожения

Много полезных органических продуктов получают в результате брожения. Так, если в раствор, содержащий спирт, поместить бактерию Ацетобактер, то эта бактерия будет питаться спиртом и образовывать уксус. Поэтому если вы видите на бутылке с уксусом надпись “Уксус спиртовой”, знайте, что он получен именно таким образом (демонстрация уксуса).

Из молока с помощью бактерий Лактобацілюс получают масло, сыр, йогурт (демонстрация молочнокислых продуктов).

Из скошенной травы, зеленой кукурузы и деятельности бактерий Ешеріція, Аеробактер и анаэробных микроорганизмов получают силос, которым питается крупный рогатый скот.

Антибиотики

С 30-х годов XX века многие исследователи начали заниматься выделением природных веществ из бактерий и грибов, которые имеют способность убивать другие микроорганизмы, то есть имеют эффект антибиотиков. Эти исследования продолжаются до сих пор. Антибиотики имеют исключительно важное значение для лечения людей и животных. Наибольшее количество веществ антибиотического действия получают из бактерий, живущих в почве. Более чем 50 антибиотиков успешно применяются в лечебном деле. Среди них - стрептомицин, антибиотики тетрациклинового ряда (демонстрация таблеток и мази). Они обнаруженные у бактерий рода Стрептоміцес. Стрептомицин был изобретен вскоре после пенициллина, но, в отличие от него, действует на туберкулезную палочку.

Использование бактерий биотехнологией и генной инженерией

В последние годы XX столетия появилось новый источник пищи, так называемый белок одноклеточных, который получают из микроорганизмов. Использование микроорганизмов имеет целый ряд преимуществ: не нужно больших площадей для сева, помещений для скота; микроорганизмы быстро растут на дешевых или побочных продуктах сельского хозяйства и промышленности (например, на нефтепродуктах, метаноле или бумаге). Белок одноклеточных можно использовать как корм для скота вместо продуктов, используемых людьми. Так, например, в разных странах мира фермеры при откорме животных используют очень много зерна и замена этих кормов в белок одноклеточных поможет сохранить зерно для людей.

Генная инженерия - это наука, которая работает с веществами, которые несут информацию о наследственности организмов (ДНК). Сейчас есть технологии, позволяющие вносить в структуру ДНК гены, которые изменяют свойства организма. Например, одним из достижений генной инженерии является перенос в клетки бактерий генов, кодирующих информацию о синтез инсулина в человека. И теперь практически весь инсулин (гормон, регулирующий количество сахара в крови, препарат, который принимают люди, больные сахарным диабетом), получают гораздо более дешевым способом в результате деятельности бактерий, а ранее - с поджелудочной железы крупного рогатого скота.

Другим достижением генной инженерии является внесение в организм бактерий гена, который отвечает за синтез интерферона - белка, вырабатываемого организмом человека в ответ на вирусную инфекцию и назначается больным простудой.

Бактерии и продукты питания человека

Спирулину, представителя отдела Цианобактерии, используют в пищевой промышленности. Она содержит 60-68% белка, а это втрое больше, чем его содержится в мясе. В лабораториях Франции и Мексики спирулину разводят искусственно. За год с гектара плантаций спирулины можно собрать 40-45 т бактерий, которые содержат 25 т белка. Эта бактерия входила в пищевого рациона древних ацтеков. В наше время потребляет население некоторых районов Африки и Мексики. Препараты спирулины можно купить в любой аптеке. Она очищает организм человека, улучшает обмен веществ и самочувствие.

5. Обобщение и систематизация изученного.

Вариант 1. Конкурс сказочников. Ученики изучают текст параграфа о пользе бактерий и выбирают ту его часть, которая им больше всего понравилась. Эту часть параграфа каждый ученик или группа учеников имеет воспроизвести с участием любимого сказочного героя, за любимым сюжетом. Чтобы придумать интересную сказку, надо еще раз внимательно прочитать текст, чтобы в сказочном сюжете не забыть воспроизвести его основное содержание. После работы заслушивают тексты сказок, обсуждают и выбирают лучшую.

Вариант 2.

Дидактическая игра “Найди полезную бактерию и ее значение”.

Цель. Закрепить знания учащихся о полезные бактерии.

Оборудование: шесть комплектов карточек со словами, характеризующие бактерию и ее применение (по два на каждую колонку). Например, “спирулина”, “очищает организм человека, улучшает обмен веществ и самочувствие”, “содержит белка в три раза больше, чем мясо животных”, “используют в пищевой промышленности”.

Подготовка помещения, доску поделить на три колонки, над которыми написать: “Значение в природе”, “Значение промышленности”, “Значение для здоровья человека”.

Игровое действие: из ряда карточек с надписями, прикрепленных к доске, выбрать те, которые характеризуют значение той или другой бактерии.

Правила игры: класс делится на три команды. По сигналу учителя представители команд по очереди подходят к доске, выбирают карточку, объясняют свой выбор и прикрепляют в соответствующей колонке.

Вывод после игры: в чем проявляется положительная роль бактерий в природе и жизнедеятельности человека?

6. Итоги урока, аргументация оценок.

7. Домашнее задание. Проработайте соответствующий материал по учебнику и составьте 10 вопросов к содержанию.