Элективный курс «От клеток к атомам» по биологии для 9 класса рассчитан на 17 часов.

Элективный курс «От клеток к атомам» по биологии для 9 класса рассчитан на 17 часов. Материал курса представлен двумя разделами:
1.Физико-химические особенности и функции макромолекул;
2.Процессы в клетке,связанные с функционированием макромолекул.
Изучение данных разделов поможет осознать наиболее трудные вопросы основного курса (основы цитологии,генетики, онтогенеза).
Успешному усвоению теоретического материала курса способствует выполнение лабораторных работ.
Содержание программы позволяет учащимся не только расширить и углубить знания по предмету, но и убедиться в материальности основ жизни,их познаваемости.
Курс «От клеток к атомам» окажет большое влияние на формирование научной картины мира, развития мышления,воспитания школьников,развития интереса учащихся к самостоятельному приобретению знаний, на углубление и систематизацию знаний,полученных при изучении основного курса, на формирование прикладной направленности –профориентации учащихся на биологические и медицинские специальности.

Цель курса – углубить знания учащихся о молекулярных основах жизни,об особенностях строения и функциях биополимеров в клетке,их роли в образовании клеточных структур, в процессах жизнедеятельности, делении клеток, в формировании и передаче наследственной информации.

Задачи курса:
Учащиеся должны уметь характеризовать:
-строение и роль в клетке биополимеров;
-строение макромолекул белка;имеющих характер информационных биополимеров;
-виды РНК , строение этих молекул и функции в клетке;
-особенности строения молекул нуклеиновых кислот как биополимеров; локализацию их в клетке.

Учащиеся должны уметь:
-выявлять ,раскрывать, использовать связи строения и функции веществ в клетке,
-схематично изображать процесс удвоения ДНК;
- решать молекулярные задачи и упражнения;
-распознавать,узнавать, сравнивать молекулы ДНК и РНК.

Учащиеся должны знать:
-основные термины, понятия молекулярной биологии, биохимии, цитологии.

Учащиеся должны владеть умениями:
-излагать основное содержание курса;
-находить ответы на вопросы;
-использовать рисунки;
-самостоятельно изучать отдельные вопросы.
2. Основное содержание программы.

Введение(1 час)
Молекулярная биология – комплексная наука о физико-химических особенностях макро молекул и связанных с ними процессов в клетке. Связь молекулярной биологии с другими науками (биохимией, цитологией, физиологией, генетикой и др.). Данные о развитии молекулярной биологии.Открытие Мишером нуклеиновых кислот, расшифровка Уотсоном Криком структуры ДНК. Установление функциональной
взаимосвязи нуклеиновых кислот, белковых молекул, роли нуклеиновых кислот в передаче наследственный информации.
Демонстрация: таблиц с изображением строения молекул белка и нуклеиновых кислот; портреты ученых.

1. Структура и физико-химические свойства нуклеиновых кислот (5часов)

Нуклеиновые кислоты – биополимеры .
Составные компоненты нуклеиновых кислот – азотистые основания, углеводы, фосфорная кислота.
Нуклеозид и нуклеотид. Правило Чартгафа о соотношении оснований в нуклеиновых кислотах. АТФ- нуклеотид , выполняющий роль аккумулятора энергии.
ДНК, структура, масса и размеры. Физико-химические методы исследования (спектроскопия, рентгеноструктурный анализ) . Принцип комплементарности в образовании молекул ДНК. Образование двуцепочечной макромолекулы и ее спирализация.Антинаправленность цепей ДНК.
Масса молекул и их локализация в клетке. Особенности структуры молекул ДНК, их нуклеотидный состав. Переход АТФ в нуклеотид РНК. Отличие молекул ДНК и РНК.
Демонстрация: таблицы с изображением строения ДНК и РНК.
Лабораторные работы:
№1.Окрашивание препаратов кожицы лука и рассмотрение под микроскопом ядер клеток.
№2Выделение нуклеиновых кислот из клеток печени.

2.Структура и физико-химические свойства молекул белка (6 часов.)

Белки-полимеры. Массы и размеры молекул. Скорость их седиментации и поглощение в УФ.
Аминокислоты-мономеры белковых молекул. Особенности их строения, амфотерные свойства. Способы определения последовательности аминокислотных звеньев, количества цепей, концевых групп и радикалов в молекуле белка.Качественные реакции на белки.
Поликонденсация аминокислот в полипептидную цепь,пептидная связь и первичная структура белка,
Вторичная,третичная и четвертичная структуры белков.Химические связи (ионная,дисульфидная),определяющие структуры белков.Структуры белков складчатого слоя.Простые и сложные белки.Особенности белковых молекул волос,мышц,кератина,гемоглобина.Нативная структура белка и ее изменения.Денатурация и ренатурация.
Белки-ферменты.Особенности структуры их молекул,активный центр фермента.
Демонстрации:таблицы с изображением структуры белковых молекул,аминокислот,ферментов.
Лабораторные работы:
№3.Разделение белков куриного яйца по их растворимости.
№4.Выделение белков солями тяжелых металлов.
№5.Денатурация белков высокой температурой,спиртом и ренатурация.
№6.Гидролиз белка сильными кислотами.
№7.Качественные реакции на белки(биуретовая,ксантопротеиновая).

3.Функционирование макромолекул в клетке (5 часов).

Синтез ДНК.Матричный принцип синтеза ДНК. Расплетание молекул ДНК ,последовательный и дисперсный синтез цепей ДНК.Роль ферментов в синтезе ДНК.Методы исследования синтеза молекул ДНК.
Роль ДНК в клетке:хранение и передача наследственной информацииот родителей потомству,доказательства роли ДНК в клетке.
Код ДНК,его триплетность,специфичность,универсальность,непрерывность и вырожденность,однонаправленность и коллинеарность,способность мутировать.
Синтез РНК . Типы РНК. Информационная РНК.Физико-химические особенности молекул и их роль в клетке.и-РНК –материальная основа генов.
Т-РНК,масса,размеры молекул.Конформация молекул и РНК. Антикодон и его функции.Роль т-РНК в транспорте аминокислот.Участие ферментов в этом процессе.Рибосомная РНК,особенности строения молекул,их роль в образовании рибосом.
Синтез белка – путь реализации наследственной информации,его протекание в цитоплазме и ЭПС.Многоступенчатость синтеза белков,участие информационных молекул,ферментных систем и АТФ.
Роль ДНК,и-РНК,т-РНК в синтезе белков.процесс транскрипции,участие в нем ферментов,генов-промоторов,структурных и терминирующих кодов.
Рибосома-органоид синтеза белковых молекул,ее химический состав ,конформация,способность диссоциировать и передвигаться.Центр сборки белковой молекулы.Образование полисом.
Трансляция,ее этапы.Активация аминокислот,участие в ней ферментных систем.Перенос аминокислот к месту сборки белковых молекул.Сборка молекулы белка,роль вней кодона и антикодона.Удлинение полипептидной цепи,окончание синтеза белка.Роль АТФ в синтезе белка.
Функции белков в клетке.Специфичность белковых молекул,каталитическая функция.Особенности взаимодействия фермента и субстрата. Образование фермент-субстратного комплекса, динамичность комплексов, специфичность действия.
Транспортная роль белков. Участие гемоглобина в обеспечении тканей кислородом. Структурная функция белков; роль белка в образовании органоидов клетки (мембран, рибосом). Защитная функция:
антитела, антигены, образование их комплексов и роль в защитной реакции. Энергетическая функция. Роль белков в возникновении и эволюции жизни. Демонстрация таблиц, иллюстрирующих процессы синтеза РНК, ДНК, белков. Лабораторная работа
№8. Катализ процессов разложения.

3.Тематическое планирование.

№ п.п наименование тем курса всего часов лекции Лаборат. работы семинары формы контроля
I Введение
1. Что изучает молекулярная биология ?
1.
+
II. Структура и физико-химические свойства нуклеиновых кислот.
2. Биологические полимеры: нуклеиновые кислоты.
1.
+
+
+
тест
3. Биополимерная молекула – ДНК.
1.
+
+
4. Молекула РНК 1. +
5. Молекула АТФ 1. +
III. Структура и физико-химические свойства молекулы белка
6. Строение белковой молекулы
1.
+
тест
7. Уровни организации белковой молекулы
1.
+
+
8. Биологические функции белков (белки-ферменты)
1.
+
9. Биологические функции белков(белки-регуляторы физиологических процессов)
1.

+
10. Биологические функции белков(белки-транспортеры, иммуноглобулины)

1.

+
11. Двигательная, строительная, энергетическая функции белков
1.

+
IV. Функционирование макромолекул в клетке

13. Репликация ДНК 1. +
14. Транскрипция.Генетический код. 1. +
15. Биосинтез белков 1. +
16. Генная инженерия 1. + +
17. Контроль знаний с использованием дидактических карточек
1.

+ Дидактические карточки
Всего: 17 12 6 5 3

4.Список использованной литературы.

1. Антонов В. Ф. Липиды и ионная проницаемость мембран.-М.Наука,1982.
2. Владимиров Ю. А. Физико-химические основы фотобиологических процессов.-М.Наука,1982.
3. Дубинин Н.П. Новое в современной генетике. – М.: Наука, 1986.
4. Франк Г.М. Биофизика живой клетки. – М.: Наука 1982.
5. Франк-Каменский М.Д. Самая главная молекула. – М.: Наука, 1983.
6. Общая биология. Учебник для 10-11 классов. / Под редакцией А.О. Рувинского. – М.: Просвещение, 1993.
7. Лемеза Н., Камлюк Л., Лисов Н., Биология в экзаменационных вопросах и ответах. – М.: Айрис Пресс, 2000.
8. Дидактический материал по общей биологии. – М.: Рауб-Цитадель, 1997.
9. Тупицын Е. И. Тематический контроль по общей биологии. – М.: Интеллект-Центр,2000.
10. Муртазин Г.М. Задачи и упражнения по общей биологии. – М.: Просвещение, 1982.

Рекомендуемая литература для учащихся.

1.Энциклопедия «Современное естествознание» ,т.8. «Молекулярные основы биологических процессов» под ред.В.Н. Сойфера и Ю. А. Владимирова, М.,Издательский дом Магистр-Пресс,2000
2. Общая биология. Учебник для 10-11 классов. / Под редакцией А.О. Рувинского. – М.: Просвещение, 1993.
3.Лемеза Н., Камлюк Л.,Лисов А. Биология в экзаменационных вопросах и ответах. М., Айрис-Пресс,2000.
4.Лернер Г. И. Справочник школьника по общей биологии. М.,Аквариум,1997.
5.Энциклопедия Биология , Аванта,2003.