Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа № 5 г. Курганинск
Муниципальное автономное учреждение дополнительного образования
Центр детского творчества детей г. Курганинск
Силантьев А.Н., Силантьев М.Н., Южанина И.М., Шульга А.А.
Авторская образовательная программа
«Организация живых
систем»
Рассчитана на обучающихся 13-17 лет
Срок реализации 1 год Пояснительная записка Биологические науки изучают многообразие строения и функций живых организмов, их развитие и взаимоотношения со средой обитания. Как ни разнообразны объекты и процессы, изучаемые биологией и экологией, их объединяет одно общее, присущее всем им свойство – жизнь. В настоящее время биология и экология представляют собой бурно развивающиеся науки, достижения которых чрезвычайно важны для будущего человечества. Не случайно все чаще можно услышать, что наступает век биологии, который приведет человечество к управлению основными законами жизни. Именно поэтому важно, чтобы науки о жизни стали неотъемлемой составляющей каждого человека, независимо от его специальности.
Программа предназначена для изучения в учебных заведениях дополнительного образования детей. Программа включает блок групповых занятий, содержащий на более высоком теоретическом уровне. А также представляет обновленное содержание курса биологии, построенное на основе современных достижений биологической науки, принципов интегративности, системности, воспитывающего и развивающего характера обучения в соответствии с образовательным стандартом по биологии и с учетом необходимости познания биологического разнообразия планеты как одного из условий устойчивого развития природы и общества. Также образовательная программа включает индивидуальную работу с одаренными детьми в направлении исследовательской деятельности. Программа построена на принципиально важной содержательной основе – гуманизме, биоцентризме и полицентризме в раскрытии свойств живой природы, ее закономерностей, многомерности биологического разнообразия жизни;
понимании биологии как науки и как явления культуры. Она предусматривает отражение современных задач, стоящих перед биологической наукой, решение которых направлено на сохранение окружающей среды, живой природы и здоровья человека. Особое внимание уделено развитию экологической и валеологической культуры учащихся в процессе обучения, которое осуществляется как через практические методы (моделирование, наблюдение, эксперимент), так и теоретические (анализ, синтез, индукция). Данная образовательная программа составлена с учетом индивидуальных и возрастных психофизиологических особенностей участников образовательного процесса.
Программой предусматривается изучение теоретических и прикладных аспектов биологии и экологии. В ней отражены задачи, стоящие в настоящее время перед биологической наукой, решение которых, направлено на сохранение окружающей среды и здоровья человека. Особое внимание уделено экологическому воспитанию молодежи. Для повышения уровня полученных знаний, а также для приобретения практических навыков программой предусматривается выполнение ряда лабораторных работ, которые проводятся после инструктажа и ознакомления учащихся с установленными правилами техники безопасности.
В программе дается распределение материала по разделам и темам.
Курс состоит из разделов и изучается в течение года в количестве 144 часов (4 часа в неделю), включающих в себя теоретический курс и практические работы. В составе курса вычленяется отдельный блок в количестве 36 часов (1 час в неделю) для школьников, делающих первые шаги в углубленном изучении биологии. Расширение кругозора детей происходит с помощью выездных занятий, организации дискуссий, экскурсий. Успешная реализация данной программы возможна при взаимодействии трех субъектов Ребенок – Педагог дополнительного образования – Родитель.
Данная авторская программа «Организация живых систем» разработана коллективом авторов: кандидатами биологических наук Силантьевым А.Н., Силантьевым М.Н. и заслуженным учителем РФ Южаниной И.М. и учителем биологии Шульга А.А. в дополнение к обязательному минимуму содержания среднего (полного) образования по биологии и экологии и предназначена для углубленного изучения биологии и экологии и овладения первоначальными навыками научного исследования.
Цель: расширение и углубление знаний учащихся о строении и жизнедеятельности живых систем; выявление, развитие и социальная адаптация детей одаренных в биологических науках.
Задачи курса:
1. Овладение общетеоретическими знаниями по биологии, экологии и смежным наукам.
2. Повышение мотивации к изучению комплекса биологических наук.
3. Расширение знаний о строении процессах жизнедеятельности живых систем различных уровней организации.
Развитие практических навыков работы с лабораторным 4.
оборудованием и проведению эксперимента.
5. Формирование умений разрабатывать биологические проекты.
6. Воспитание навыков коммуникативного общения в процессе коллективной работы.
7. Формирование у детей и подростков научного экологобиологического мировоззрения;
8. Привитие навыков практической деятельности и профориентации школьников.
ФОРМЫ И МЕТОДЫ РАБОТЫ
Формы работы Лекционные занятия, практические работы, лабораторные работы, контроль и систематизация знаний с использованием персональных компьютеров.Методы изучения нового материала 1) Словесные: лекция, объяснение, рассказ, беседы, доклады учащихся;
2) Словесно-наглядные: демонстрация опытов, экранных пособий, коллекций, макетов, моделей таблиц, объяснения на экскурсии;
3) Словесно-наглядно-практические: выполнение практических и экспериментальных работ исследовательского характера.
Методы совершенствования компетенций 1) Словесные: введение записей в тетрадях, упражнения, решение расчетных задач, работа со справочником и дополнительной литературой, работа с программным текстом, составление задач, написание рефератов, подготовка сообщений об ученых химиках, описание производств.
2) Словесно-наглядные: лабораторные опыты, объяснение демонстрационных опытов, наблюдение за химическими процессами на экскурсии и их объяснение, работа с технологическими схемами, работа с раздаточным материалом.
3) Словесно-наглядно-практические: лабораторные практикумы, моделирование, изготовление наглядных пособий, работа на ЭВМ.
МЕТОДИКА КОНТРОЛЯ И УЧЕТА КОМПЕТЕНЦИЙ
1) Словесные: фронтальная, проверочная беседа, устный индивидуальный опрос, текстовая проверка с применением перфокарт, проверочные и контрольные работы, выступления учащихся на семинарах, конференциях, выступления с обзором литературы, зачеты;2) Словесно-наглядные: решение задач экспериментальным методом, графическая проверка знаний;
экспериментальным методом, моделирование, участие в проведении итогового мероприятия, тестовый контроль с использованием персональных компьютеров.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
РазделаРАЗДЕЛ 1. МНОГОБРАЗИЕ ЖИВОГО
ТЕМА 1. Многообразие живого мира – ТЕМА 2. Многообразие живого мира – ТЕМА 3. Многообразие живого мира – ТЕМА 4. Различные взгляды на возникновениеРАЗДЕЛ II. УЧЕНИЕ О КЛЕТКЕ
ТЕМА 5. Химическая организация клетки.ТЕМА. 6. Строение и функции клетки.
ТЕМА. 7. Обмен веществ и превращение
РАЗДЕЛ III. РАЗМНОЖЕНИЕ И
ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ
ОРГАНИЗМОВ
ТЕМА. 9. Формы размножения организмов.ТЕМА. 10. Эмбриональное развитие ТЕМА. 11. Постэмбриональный период
РАЗДЕЛ IV. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ
ТЕМА. 12. Основные понятия генетики.ТЕМА. 13. Основные закономерности наследственности и изменчивости ТЕМА. 14. Селекция животных, растений и
РАЗДЕЛ V. УЧЕНИЕ ОБ ЭВОЛЮЦИИ
ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА
ТЕМА. 15. Эволюционное учение.ТЕМА. 16. Макроэволюция.
ТЕМА. 17. Развитие жизни на Земле.
ТЕМА. 18. Человек как часть органического
РАЗДЕЛ VI. ВЗАИМООТНОШЕНИЯ
ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ
ТЕМА. 19. Понятие о биосфере.ТЕМА. 20. Основы экологии.
ТЕМА. 21. Биосфера и человек. Ноосфера.
ТЕМА. 22. Бионика. Генная инженерия.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Живая природа и ее многообразие. Предмет и задачи курса биологии.Понятие о жизни и живой материи. Отличие живой природы от неживой.
Биологическое разнообразие – важное явление живой природы.
Биоразнообразие как проблема науки биологии, периоды исследования.
Общебиологические закономерности – основа рационального природопользования, сохранения окружающей среды, интенсификации сельскохозяйственного производства и сохранения здоровья человека. Связь биологических дисциплин с другими науками (химией, физикой, географией, астрономией, историей и др.). Место биологии в формировании научных представлений о мире. Вклад биологической науки в формирование научной картины мира, общей культуры личности. Значение предмета для понимания единства всего живого и взаимозависимости всех частей биосферы Земли.
Методы биологических исследований: наблюдение, описание, эксперимент, моделирование.
РАЗДЕЛ I. МНОГОБРАЗИЕ ЖИВОГО (20 часов) ТЕМА 1. Многообразие живого мира – бактерии, грибы. Неклеточная Единство химического состава живой материи, основные группы химических элементов и молекул, образующих живое вещество биосферы.
Клеточная и неклеточная формы жизни. Бактерии, их общая характеристика, разнообразие и значение. Грибы, их общая характеристика.
Разнообразие и значение грибов. Лишайники – симбиотическая форма жизни. Многообразие и значение лишайников. Вирусы – неклеточная форма жизни. Вирусы – возбудители заболеваний. Особенности строения и функционирования вирусов. Разнообразие и значение вирусов, их происхождение. Размножение вирусов. Вирусные заболевания. Соблюдение мер профилактики распространения вирусных заболеваний и защиты собственного организма. Профилактика вирусного заболевания СПИД.
заболеваний растений (бактериоз). Изучение грибов гименомицетов (шляпочные, трутовики), плесневых и одноклеточных грибов.
ТЕМА 2. Многообразие живого мира – растения (6 часов) Ботаника – наука о растениях. Растение – целостный организм.
Растительный мир как составная часть природы, его разнообразие и распространение на Земле. Видовое разнообразие растений и животных.
Общая характеристика растений. Царство растений: низшие (водоросли) и высшие растения (мхи, хвощи, плауны, папоротники, голосеменные, покрытосеменные).
Клеточное строение растения. Строение растительной клетки. Ткани органов растения в связи с выполняемыми функциями в целостном организме. Взаимосвязь органов. Вегетативные органы цветкового растения:
корень, стебель, лист. Генеративные органы: цветок (соцветия), плод, семя.
Основные жизненные функции растительного организма: питание, дыхание, рост и развитие, размножение. Движение растений. Способы распространения плодов и семян в природе. Значение своевременной уборки плодов и семян культурных растений. Условия жизни растения (вода, воздух, свет, тепло, минеральные соли). Влияние различных условий на рост и развитие растений. Сезонные явления в жизни покрытосеменных растений.
Растения весной. Охрана растений и увеличение растительных богатств.
Значение растений и растительного покрова в природе, жизни человека и в народном хозяйстве. Разнообразие растительного мира. Жизненные формы цветковых растений: дерево, кустарник, полукустарник, травянистые растения – однолетние и многолетние. Растение и окружающая среда. Охрана растений.
Демонстрация. Схемы структуры царства растения. Живые экземпляры растений. Гербарии. Муляжи цветов.
Умения. Объяснять основные свойства живых организмов, в том числе процессы метаболизма, авторегуляции, понятие гомеостаза и другие как результат эволюции живой материи.
Межпредметные связи. Неорганическая химия. Кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор и другие элементы периодической системы Д.И.
Менделеева, их основные свойства. Органическая химия. Основные группы органических соединений.
Лабораторные работы. Приемы наблюдений и ухода за комнатными растениями. Знакомство с определителями растений.
ТЕМА 3. Многообразие живого мира – животные (6 часов) Царство животных. Наука о животных – зоология. Значение и успехи современной зоологии. Сходства и отличия растений и животных.
Многообразие, общая характеристика и значение простейших, беспозвоночных и позвоночных животных. Понятие о виде, роде, семействе, отряде, классе и типе. Основные типы и классы беспозвоночных и позвоночных животных. Происхождение позвоночных животных. Внешнее и внутреннее оплодотворение. Онтогенез и присущие ему закономерности эмбрионального и постэмбрионального развития. Жизненные циклы и чередование поколений. Основные этапы эволюции животного мира. Охрана редких и исчезающих видов позвоночных животных. Красная книга России.
Обогащение фауны нашей страны. Реакклиматизация и проблемы акклиматизации животных.
Демонстрация. Схемы структуры царства животные. Скелеты животных. Влажные препараты. Чучела и макеты животных.
организмов от растений. Уровни организации живой материи. Объекты и методы изучения в зоологии. Многообразие животного мира.
Умения. Объяснять основные свойства живых организмов, в том числе процессы метаболизма, авторегуляции, понятие гомеостаза и другие как результат эволюции живой материи.
Межпредметные связи. Неорганическая химия. Кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор и другие элементы периодической системы Д.И.
Менделеева, их основные свойства. Органическая химия. Основные группы органических соединений.
Лабораторная работа. Разнообразие животных в уголке живой природы в школе (наблюдение, описание видов, составление паспортов на обитателей).
ТЕМА 4. Различные взгляды на возникновение жизни на Земле (3 часа) Мифологические представления. Первые научные попытки объяснения сущности и процесса возникновения жизни. Представления о происхождении жизни на Земле в истории естествознания. Роль опытов Ф. Реди, Л. Пастера для доказательства материальной сущности возникновения живого.
Предпосылки возникновения жизни на Земле: космические и планетарные.
Постепенные изменения условий на молодой планете. Физико-химическая эволюция на планете как условие возникновения жизни. Биологическая эволюция как условие развития жизни и ее разнообразия. Теории абиогенеза, биогенеза и др. Современные гипотезы о возникновении жизни А.И.
Опарина, Дж. Холдейна, Дж. Бернала. Подтверждение материалистического возникновения биополимеров и протобионтов. Опыты С. Миллера и С.
Фокса. Эволюция протобионтов. Возникновение гетеротрофов, автотрофов, миксотрофов, симбионтов. Выход организмов на сушу. Эволюция органического мира на Земле. Вымершие, древние и современные виды.
Проблема сохранения биологического разнообразия.
Демонстрация. Схемы этапов формирования планетных систем.
Современные представления о возникновении жизни: теория А.И. Опарина, опыты С. Миллера. Теория происхождения протобиополимеров. Эволюция протобионтов: формирование внутренней среды, появление катализаторов органической природы, возникновение генетического кода. Начальные этапы биологической эволюции: возникновение фотосинтеза, эукариот, полового процесса и многоклеточности. Схемы возникновения одноклеточных эукариот, многоклеточных организмов, развития царств астений и животных.
Основные понятия. Теория академика А.И. Опарина о происхождении Протобионты. Биологическая мембрана. Возникновение генетического кода.
Безъядерные (прокариотические) клетки. Клетки, имеющие ограниченное оболочкой ядро. Клетка – элементарная структурно-функциональная единица всего живого.
возникновения жизни на Земле как естественное событие в цепи эволюционных преобразований материи в целом.
система элементов Д.И. Менделеева. Свойства растворов. Теория электролитической диссоциации. Органическая химия. Получение и химические свойства предельных углеводородов. Физика. Ионизирующее излучение; понятие о дозе излучения и биологической защите. Астрономия.
Организация планетных систем. Солнечная система; ее структура. Место планеты Земля в Солнечной системе.
микроскопом разнообразия видов, образующих мел. Изучение внешнего вида изображениям на рисунках, слайдах, электронных носителях).
ТЕМА 5. Химическая организация клетки (5 часов) Неорганические соединения: вода, соли. Макро- и микроэлементы клетки. Их роль в процессе обеспечении жизнедеятельности клетки.
Органически соединения. Углеводы и жиры – структурные элементы клетки и источники энергии.
Белки как биополимеры. Аминокислоты, их структура и свойства.
Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белковой молекулы. Примеры простых и сложных белков. Функции белков в клетке.
Ферменты, их роль в процессах жизнедеятельности клетки.
Нуклеиновые кислоты. РНК и ДНК как биополимеры. Функции.
Нуклеотиды, их строение и соединение при образовании полинуклеотидной цепи. Принцип комплементарности. Репликация ДНК как реакция матричного синтеза. Структура и виды РНК. Код ДНК (РНК).
АТФ. Содержание АТФ в клетке. Макроэргические связи в АТФ.
Значение АТФ в жизнедеятельности клетки. НАД+, НАДФ+, ФАД2+ и их роль в клетке.
История изучения строения клетки. Прокариотическая клетка: форма и размеры. Строение цитоплазмы бактериальной клетки, организация Спорообразование.
организации клеток; строение биологической мембраны, структурные и функциональные особенности мембран различных клеточных структур.
Органеллы цитоплазмы, их структура и функции. Цитоскелет. Включения, их значение и роль в метаболизме клеток. Клеточное ядро – центр управления жизнедеятельностью клетки. Структуры клеточного ядра: ядерная оболочка, хроматин (гетерохроматин), ядрышко. Кариоплазма, дифференциальная активность генов; эухроматин. демонстрация схем строения органоидов растительной и животной клетки.
Лабораторная работа. Изучение строения растительной и животной клетки под микроскопом.
ТЕМА 7. Обмен веществ и превращение энергии в клетке (5 часов) Обмен веществ и превращения энергии в клетке – основа всех проявлений ее жизнедеятельности. Автотрофные и гетеротрофные организмы. Пластический и энергетический обмен. Биологический синтез органических молекул в клетке. Фотосинтез. Особенности обмена веществ и энергии в растительной клетке. Биологический смысл фотосинтеза.
Хлоропласты. Связь структуры и функции. Световая фаза фотосинтеза.
Окислительное фотофосфорилирование (циклическое и нециклическое). I и II фотосистемы. Темповая фаза фотосинтеза. Роль ферментов. Биологический смысл цикла Кальвина. Пути повышения продуктивности процессов фотосинтеза у сельскохозяйственных растений. Хемосинтез на примере железо-, нитро- и серобактерий. Роль хемосинтеза на Земле. Обмен веществ и превращение энергии в живой клетке. Обеспечение клетки энергией. Стадии энергетического обмена. Гликолиз как древний путь расщепления углеводов.
Брожение и дыхание. Регуляторы биохимических процессов живой клетки:
ферменты, витамины, гормоны. Ферменты, их роль в ускорении химических реакций в клетке.
Демонстрация. Схемы путей метаболизма в клетке (энергетический обмен на примере расщепления глюкозы, пластический обмен: биосинтез белка и фотосинтез).
Воспроизведение себе подобных. Деление клетки. Жизненный цикл клетки. Интерфаза и митоз. Фазы митоза. Длительность жизни клетки.
Соматические и половые клетки, набор хромосом в них. Редукционное деление клетки. Мейоз. Фазы мейоза. Формирование половых клеток.
Сперматогенез и оогенез. Клетки в многоклеточном организме. Понятие о дифференцировке клеток многоклеточного организма. Ткани организма с митотического деления и преобразования хромосом. Биологический смысл и значение митоза и мейоза. Амитоз как форма деления интерфазного ядра, не сопровождающаяся равномерным распределением наследственного материала. Значение амитоза.
Демонстрация. Фигуры митотического деления клетки в клетках корешка лука под микроскопом и на схеме.
РАЗДЕЛ III. РАЗМНОЖЕНИЕ И ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ
ТЕМА 9. Формы размножения организмов (4 часа) многоклеточных организмов, вегетативное размножение. Эволюционное значение бесполого размножения.Половое размножение растений и животных. Половая система, органы полового размножения. Гаметогенез – процесс формирования половых клеток. Особенности развития яйцеклеток и сперматозоидов. Строение половых клеток. Оплодотворение – процесс восстановления диплоидного набора хромосом. Периоды образования половых клеток: размножение, рост, созревание (мейоз) и формирование половых клеток. Особенности сперматогенеза и овогенеза. Осеменение и оплодотворение. Наружное и внутреннее оплодотворение. Развитие половых клеток у высших растений, двойное оплодотворение. Эволюционное значение полового размножения.
отражающие разнообразие потомства у одной пары родителей. Демонстрация плакатов, иллюстрирующих способы вегетативного размножения плодовых деревьев и овощных культур.
«