И національний еколого-натуралістичний центр учнівської молоді навчальні програми з позашкільної освіти еколого-натуралістичного напряму: еколого-біологічний профіль Київ 2013



Сторінка28/44
Дата конвертації23.12.2016
Розмір6.99 Mb.
1   ...   24   25   26   27   28   29   30   31   ...   44

7. Використання хребетних тварин і ссавців для лабораторних дослідів (12 год.)

8. Біологічні сенсори (9 год.)

9. Тематичні екскурсії (30 год.)

Екскурсії до відділу алелопатії ботанічного саду; до відділів антибіотиків, фізіології мікроміцетів та генетики мікроорганізмів Інституту мікробіології та вірусології НАН України; лабораторій фармакології та токсикології науково-дослідних установ; до лабораторії гідробіології науково-дослідної установи; віварію науково-дослідної установи; відділу біологічних сенсорів Інституту біохімії ім. О.Палладіна.

10. Індивідуальні дослідницькі роботи (132 год.)
ПРОГНОЗОВАНИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Вихованці мають знати:

• рослинні і тваринні організми, які використовуються у моніторингу довкілля, у лабораторних біологічних та медичних дослідженнях;

• мутагенні властивості хімічних і фізичних факторів.
Вихованці мають вміти:

• підтримувати у лабораторії культури нижчих рослин, найпростіших та безхребетних і застосовувати їх у дослідженнях;

• володіти методами цитогенетичного дослідження токсичності забруднень довкілля;

• розвивати та вдосконалювати свої здібності, проводити власні дослідження, брати участь у наукових пошуках і представляти свої надбання на конкурсах та конференціях, дотримуватися правил етики наукового спілкування.



ОРІЄНТОВНИЙ ПЕРЕЛІК ОБЛАДНАННЯ

• Обладнання та інструменти: апарат для підрахунку колоній, водяна баня, електроплитка, йономір, кімнатна теплиця, мікроскопи, настільна електроцентрифуга, терези технічні і торсіонні, термостат, фільтр Зейтца, фотоелектроколориметр-нефелометр, ножиці, пінцети, препарувальні голки, скальпелі, спиртівки, шпателі.

• Лабораторний посуд: бюретки, колби (Ерленмеєра, Бунзена, круглі, вимірювальні), лійки, піпетки морівські і градуйовані, пробірки, скельця предметні, скельця з луночками, скельця покривні, стакани хімічні скляні і фарфорові, чашки Петрі.

• Реактиви: агар-агар, барвники для мікроскопії, дезінфікуючі засоби, імерсійна кедрова олія для мікроскопії, ксилол, поживні середовища, солі і реактиви для поживних середовищ і хімічних визначень, спирт для спиртівок і виготовлення реактивів.


ЛІТЕРАТУРА

1. Аллелопатия и продуктивность растений. АН УССР. Сб. научных трудов Центр. Бот сада. – К.: Наукова думка, 1990.

2. Антипчук А.Ф., Кірєєва І.Ю. Водна мікробіологія. – К.: Видавничий центр НАУ, 2003.

3. Биоиндикация и биомониторинг. – М.: Наука, 1991.

4. Боговик І. Нижчі рослини.Видавництво Львівського університету, 1963.

5. Бухвалов В. А. Аналитическая экология. – Рига, 1992.

6. Вернадский В. И. Биосфера и ноосфера. – М.: Наука, 1989.

7. Вольпе И. М., Кучеренко В. Л. Практическое руководство по санитарной микробиологии. – М.: МГУ, 1970.

8. Гаузе Г.Ф. Пути изыскания новых антибиотиков. – М.: АН СССР, 1958.

9. Гідрологічна токсикометрія та біоіндикація забруднень: теорія, методи, практичне використання. За ред. Олексієва І. Т. та Брагинського Л. П. – Львів: Світ, 1995.

10. Громов Б. В., Павленко Г. В. Экология бактерий. – Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1989.

11. Заянчковський. Живі барометри, компаси, сейсмографи. – К.: Веселка, 1986.

12. Карюхина Т. В., Чурбанова И. Н. Химия воды и микробиология. – М.: Стройиздат, 1983.

13. Инструментальные методы в почвенной микробиологии. Под ред. Андреюк Е.И. – К.: Наукова думка, 1982.

14. Кашнер В. Жизнь микробов в экстремальных условиях. – М.: Мир, 1986.

15. Клейн Р. М., Клейн Д. Т. Методы исследования растений. – М.: Колос, 1974.

16. Кораблева А. И., Шапарь А. Г., Гербильский Л. В., Полищук С. З. Антропогенные проблемы экологии. – Дніпропетровськ: Промінь, 1997.

17. Кульский Л. А., Левченко Т. М., Петрова М. В. Химия и микробиология воды. – К.: Вища школа, 1987.

18. Линитецкий Б.Н. Бионика. – М.: Просвещение, 1976.

19. Методы биотестирования вод. МФХ АН СССР. Черноголовка, 1988.

20. Методы общей бактериологии.Под ред. Ф. Герхардта и др. – М.: Мир, 1984.

21. Методичні основи гідробіологічних досліджень водних екосистем. (Під редакцією Назаренка В.І.) – К.: 2002.

22. Методичний посібник з визначення якості води. (Під редакцією Назаренка В.І.) – К.: 2002.

23. Одинцова Е.Н. Микробиологические методы определения витаминов. – М.: Изд-во АН СССР, 1959.

24. Ренненберг Р., Ренненберг И. От пекарни до биофабрики. – М.: Мир, 1991.

25. Романенко В.И., Кузнецов С.И. Экология микроорганизмов пресных водоемов. – Л.: Наука, 1974.

26. Рокицкий П.Ф. Основы вариационной статистики для биологов. – Минск: Изд-во БГУ, 1961.

27. Рубенчик Л.И. Микроорганизмы – биологические индикаторы. – К.: Наукова думка, 1972.

28. Рубенчик Л.И. Поиск микрооорганизмов в космосе. – К.: Наукова думка, 1983.

29. Симаков Ю.Г. Живые приборы. – М.: Знание, 1986.

30. Стейниер Р., Эдельберг Э., Ингрем Дж. Мир микробов. – М.: Мир, 1979.

31. Терлецький В.К. Біоіндикація. – Луцьк, 2001.

32. Туманов и др. Биологические методы определения физиологически активных веществ в объектах окружающей среды. Журнал аналитической химии. Т.48, №1, 1993.

33. Уильям Дж. Мэннинг, Уильям А.Федер. Биомониторинг загрязнения атмосферы с помощью растений. – Л: Гидрометеоиздат., 1985.

34. Утевский Н. Л. Микробиология с техникой микробиологических исследований. – М.: Медицина, 1973.

35. Чурбанова И. Н. Микробиология. – М.: Высшая школа, 1987.

36. Шевченко А. В. Наближені обчислення та їх значення при оформленні учнями результатів науково-дослідних експериментальних досліджень з природничих дисциплін. Еколого-натуралістична творчість. (Науково- методичний вісник №1. – К., 2000.

37. Шлегель Г. Общая микробиология. – М.: Мир, 1987.

38. Экология города. Под редакцией Стольберга Ф. В. – К.: Либра, 2000.

ДОДАТКИ


Індивідуальні дослідження

Напрями досліджень:

• Дослідження впливу фізичних і хімічних факторів на мікроорганізми.

• Визначення санітарно-гігієнічного стану повітря навчальних і житлових приміщень.

• Визначення стану повітря міста.

• Дослідження кількості мікроорганізмів ґрунту.

• Визначення якості ґрунту за мікробіологічними показниками.

Дослідження впливу фітонцидів живих рослин на мікроби й найпростіші.

• Дослідження впливу соку рослин на бактерії.

• Дослідження антимікробної активності екстрактів лікарських рослин.

• Дослідження стану води водойм за допомогою нижчих рослин.

• Дослідження токсичності факторів забруднення цитогенетичним методом.

• Визначення стану води і ґрунтів за допомогою тест-рослин.

• Визначення стану води за допомогою безхребетних.

• Визначення якості очистки стічних вод за допомогою тест-організмів.

• Визначення корозійної агресивності ґрунтів.

• Визначення корозійної активності бактерій.

• Дослідження мікроорганізмів-збудників біопошкоджень.

• Перевірка антибактеріальної стійкості матеріалів.

• Дослідження стану водойм.

• Моніторинг води річок.

• Виділення і вивчення бактерій-деструкторів нафтопродуктів.

• Виділення, селекція та дослідження бактерій, стійких до йонів важких металів.

• Дослідження мікрофлори шкіри рук.

• Дослідження біологічно активних речовин мікробіологічними методами.

НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА

«ЕКОЛОГІЧНА БІОХІМІЯ»
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Актуальність навчальної програми пов’язана з тим, що біологічна хімія– одна з провідних наук сучасної біології, що інтенсивно розвивається. Вона покликана розширити світогляд у галузі природничих наук, наші знання про життєві процеси і відкриває великі перспективи керування ними. Головними завданнями біохімії є вивчення хімічного складу живих організмів, структури речовин, із яких вони побудовані, послідовності та взаємозв’язку реакцій хімічних перетворень, що характерні для живого й відрізняють його від неживого.

Більш вагомішою стає роль біохімії при вивченні таких галузей народного господарства, як сільське господарство, харчова та мікробіологічна промисловість. Успішно розвивається медична та клінічна біохімія, що дає змогу проводити ранню діагностику захворювань, з’ясовувати динаміку їх розвитку і виробити правильні та ефективні методи лікування.

Великих успіхів досягнуто в галузі еволюційної біохімії та біохімічної генетики. Зростає роль біохімії при підготовці космічних досліджень та їх здійсненні. Те, що всі живі істоти побудовані з неживих молекул, які підпорядковані фізичним законам, і створюють та підтримують властиву їм складну систему за рахунок зовнішнього середовища, зменшуючи при цьому ступінь його упорядкованості, зумовлює тісний зв’язок біохімії з екологією. Найважливіші завдання сучасної екології – вивчення основних законів взаємовідносин організмів усіх рівнів організації між собою й природним середовищем і гармонізації взаємин людського суспільства з природою, а також розробка питань охорони природи й раціонального використання її ресурсів – можуть успішно вирішуватися лише із застосуванням досягнень інших наук і, насамперед, біологічної хімії.

Доцільність виділення екологічної біохімії в окрему галузь пояснюється значним розширенням та поглибленням знань із біохімії в багатьох напрямках, що поступово виокремилися у певні предмети, зокрема медичну, радіаційну, сільськогосподарську, технічну, еволюційну біохімію тощо, і намаганням зосередити увагу лише на тих біохімічних розділах, які мають безпосереднє відношення до екологічних проблем. При цьому першочерговим завданням дисципліни залишається подання сучасного тлумачення досягнень із біологічної хімії, без якого неможливо зрозуміти всі прояви життя в нормі й патології, взаємозв’язок живої і неживої природи.

Освітня концепція предмета: вивчення основних біохімічних елементів та сполук, їх структури, властивостей, функцій і значення в природі та житті людини, звернувши особливу увагу на розділи біохімії, які мають безпосереднє відношення до сучасних екологічних проблем. Опанування біохімічними методами дослідження з їхніми можливостями, в сукупності з іншими методами аналізу, систематики, моделювання екосистем, прогнозування тощо.

Навчальна програма спрямована на еколого-натуралістичний профіль позашкільної освіти та реалізується у гуртках і творчих учнівських об’єднаннях.

Програма розрахована на учнів 8-11 класів загальноосвітніх навчальних закладів.

Метою програми 1-го року навчання є засвоєння учнями основних положень статичної біохімії, набуття уявлень про хімічний склад і молекулярну структуру живих організмів та опанування основними методами їх дослідження.

Головним завданням курсу 1-го року навчання є ознайомлення гуртківців з основними класами органічних сполук та неорганічних речовин, що входять до складу живих організмів; розгляд структури та функції таких біомолекул, як вуглеводи, ліпіди, білки, вітаміни й мікроелементи, нуклеїнові кислоти, гормони та медіатори тощо. Гуртківці також знайомляться з устаткуванням і приладами екобіохімічної лабораторії, правилами й технікою безпеки роботи в ній; опановують найпростіші загальні методи досліджень з екологічної біохімії; залучаються до самостійного приготування певних розчинів, планування та проведення елементарних біохімічних досліджень, аналізу отриманих результатів і формування обґрунтованих висновків.

Метою програми 2-го року навчання є засвоєння учнями розділів динамічної й функціональної біохімії та їхніх екологічних аспектів, вивчення загальних закономірностей обміну речовин і енергії в клітині, його регуляції та зв’язок із фізіологічними функціями організму, умовами його протікання, а також набуття ними навичок науково-дослідницької роботи.

Завдання програми 2-го року навчання полягає в поданні та з’ясуванні учнями таких головних розділів екологічної біохімії, як «фотосинтез», «біологічне окислення», «метаболічні процеси» тощо. Розглядається навчальний матеріал із біохімії органів і тканин, біотехнології, практичної біохімії.

Гуртківці знайомляться з технікою постановки наукового експерименту і самостійно виконують дослідницьку роботу.

Мета програми 3-го, останнього року навчання спрямована на усвідомлення гуртківцями конкретних біохімічних механізмів, за допомогою яких здійснюється пристосування (адаптація) організмів до навколишнього середовища.

До головних завдань програми 3-го року навчання насамперед відносяться такі питання, як:

1) адаптація організмів до змінених умов довкілля, типи біохімічної адаптації;

2) роль речовин вторинного походження в екологічних процесах;

3) токсини рослин;

4) забруднення навколишнього середовища й механізми процесів детоксикації.

Навчальна програма передбачає три роки навчання:

1-й рік навчання – вищий рівень – 216 год. на рік/ 6год. на тиждень;

2-й рік навчання – вищий рівень – 216 год. на рік/ 6 год. на тиждень;

3-й рік навчання – вищий рівень – 216 год. на рік/ 6 год. на тиждень.

Методи занять: наочні, евристичні, інтерактивні, розробка проектів тощо.

Форми занять: теоретичні та лабораторно-практичні; організація тематичних екскурсій у науково-дослідні та господарчі установи, участь в екологічних експедиціях і регіональних, відомчих, державних та міжнародних науково-освітніх програмах.

Формами контролю за результативністю навчання є підсумкові, залікові заняття, тестування, захист творчих робіт, участь в інтелектуальних учнівських конкурсах, підготовка портфоліо.

У разі необхідності в установленому порядку керівник гуртка може вносити зміни щодо структури та змісту навчального матеріалу, розподілу годин на вивчення окремих тем.
Вищий рівень, перший рік навчання

НАВЧАЛЬНО-ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН



з/п

Назва розділу


Кількість годин

теоретичних

практичних

усього

1.

Вступ. Молекулярна логіка живого стану

3

3

6

2.

Хімічний склад організмів. Біомолекули

6

6

12

3.

Вуглеводи

12

6

18

4.

Ліпіди й мембрани

10

8

18

5.

Білки

24

12

36

6.

Вітаміни й мікроелементи

10

8

18

7.

Ферменти – біологічні каталізатори

21

15

36

8.

Нуклеїнові кислоти

21

9

30

9.

Гормони та медіатори

10

2

12

10.

Основи молекулярної імунології

21

9

30

Разом:

138

78

216


ЗМІСТ ПРОГРАМИ

1. Вступ. Молекулярна логіка живого стану (6 год.)

Теоретична частина. Екологічна біохімія як наука. Предмет і методи екологічної біохімії. Властивості, які характеризують живу матерію. Особливості життєвих процесів.

Практична частина. Основні принципи експериментальної роботи в екологічній біохімії. Правила техніки безпеки роботи у біохімічній лабораторії.

Вимірювальні прилади, біохімічний посуд. Підготовка дослідного матеріалу та облік результатів дослідження.



2. Хімічний склад організмів. Біомолекули (12 год.)

Теоретична частина. Неорганічні компоненти клітини. Властивості води і водно-дисперсні системи організму. Хімія вуглецю, екологічні аспекти.

Основні групи органічних сполук, які беруть участь в обміні речовин живих організмів. Біомолекули і структура клітини. Поняття про буферність. Визначення концентрації водневих йонів.

Загальне уявлення про хімічні властивості та особливості структури біоорганічних сполук, їхнє місце в природі.

Практична частина. Визначення мінеральних речовин, води і сухого залишку в рослинному матеріалі. Виготовлення буферних розчинів.

3. Вуглеводи (18 год.)

Теоретична частина. Загальна характеристика, біологічна роль і класифікація вуглеводів. Моносахариди та їх хімічні перетворення.

Олігосахариди. Аналіз моно- та олігосахаридів. Полісахариди і їх похідні. Обмін вуглеводів. Взаємоперетворення вуглеводів в організмі. Екологічні аспекти хімії вуглеводів.

Рослини як поставщики вуглеводів.

Практична частина. Реакція глюкози з метиленовою синькою. Реакція Троммера. Утворення металевого срібла. Проба на сахарозу. Визначення глюкози за допомогою червоної кров’яної солі. Одержання крохмалю. Реакція крохмалю на відновлення. Реакція крохмалю з йодом. Визначення глюкози у присутності фруктози. Якісний аналіз вуглеводів хроматографічним методом.

Метод поляриметрії. Сахариметри.



4. Ліпіди й мембрани (18 год.)

Теоретична частина. Загальна характеристика та поширення ліпідів. Жирні кислоти і їхні властивості. Фізико-хімічні властивості жиру. Жири рослинного та тваринного походження. Складні ліпіди. Пігменти, розчинені в жирах (хлорофіли, каротиноїди). Значення жирів для життєдіяльності організмів. Отримання і кількісне визначення ліпідів. Визначення хімічних констант жиру. Метод тонкошарової хроматографії у застосуванні до аналізу ацилгліцеринів. Екологічні аспекти хімії ліпідів. Біологічні мембрани.

Практична частина. Розчинність жиру. Утворення емульсії. Омилення жиру. Утворення нерозчинних мил. Визначення кислотного, ефірного і йодного числа жиру. Визначення числа омилення жиру. Визначення перекисного числа у згірклому жирі. Кількісний метод визначення жирів. Визначення олії у насінні рослин рефрактометричним методом.

5. Білки (36 год.)

Теоретична частина. Біологічне значення білків і їх поширення у природі. Фізико-хімічні властивості білків: молекулярна вага, колоїдний стан, денатурація, амфотерність, ізоелектрична точка, умови осадження та очищення білків. Виділення білків із рослинного матеріалу. Хімічна будова білкових речовин: амінокислотний склад білків, загальні властивості амінокислот, пептидний (амідний) зв’язок, кольорові реакції амінокислот та білків. Рівні структурної організації білкової молекули. Видова та тканина специфічність білків. Класифікація білків. Характеристика окремих представників простих і складних білків. Глютеніни та проламіни – рослинні білки. Різноманітність функції білків та їх народногосподарське значення.

Методи дослідження білків: хроматографія за принципом молекулярних сит (гель-фільтрація), тонкошарова хроматографія, осмос та мембранна рівновага білків, центрифугування у градієнті щільності. Екологічні аспекти хімії білків.

Роль білків та їх обмін у живому організмі.

Практична частина. Реакція осадження білків. Кольорові реакції на білки. Визначення ізоелектричної точки білків. Кількісне визначення білків (за біуретовою реакцією, за методом Лоурі). Гідроліз білків. Поділ білків за методом хроматографії. Електрофорез білків.

6. Вітаміни й мікроелементи (18 год.)

Теоретична частина. Загальне поняття про вітаміни та їхня класифікація. Групи ліповітамінів і розчинних у воді вітамінів. Роль вітамінів і мікроелементів у життєдіяльності рослин, тварин та мікроорганізмів. Значення рослин у забезпеченні тваринного світу вітамінами. Екологічні аспекти хімії вітамінів. Хімія вітамінів та їхнє місце в екології.

Практична частина. Якісні реакції на вітаміни: визначення вітамінів А, Д, Е, К, В1, РР, С.

7. Ферменти – біологічні каталізатори (36 год.)

Теоретична частина. Загальні властивості ферментів. Хімічна природа ферментів. Значення ферментів. Методи виділення та очищення ферментів. Механізм дії ферментів. Кінетика ферментативних реакцій. Активний центр. Локалізація ферментів. Роль ферментів у здійсненні окислювально-відновних процесів у рослин. Синтетична та гідролітична активність ферментів. Ферменти вуглеводного обміну. Визначення активності ферментів. Приклади використання ферментів у народному господарстві.

Екологічні аспекти ензимології. Ферменти в медицині.



Практична частина. Визначення активності ферментів (фосфатази, ліпази, амілази, каталази та уреази). Визначення оптимуму рН ферментів. Вивчення температурного оптимуму дії ферментів. Вивчення специфічності ферментів.

8. Нуклеїнові кислоти (30 год.)

Теоретична частина. Нуклеотиди й полінуклеотиди. Компоненти мононуклеотидів. Локалізація й властивості АДФ і АТФ. ДНК і структура хромосом. Реплікація й транскрипція ДНК. Рибосоми й синтез білка. Генетичний код. Регуляція синтезу білка та диференціровка клітин. Генетика й селекція. Особливості обміну білків у живому організмі. Екологічні аспекти хімії нуклеїнових кислот.

Структурно-функціональна характеристика нуклеїнових кислот.



Практична частина. Моделювання ДНК і РНК. Проведення наближеного хімічного аналізу рослинних тканин. Отримання нуклеїнових кислот. Виділення нуклеїнових кислот та їх дослідження.

9. Гормони та медіатори (12 год.)

Теоретична частина. Гормони підшлункової, або панкреатичної залози (інсулін, глюкагон). Гормони щитовидної залози (мозкового та коркового шару). Гормони статевих залоз. Гормони гіпофіза. Тканинні гормони (гормоноподібні речовини). Гормони в ендоекології.

Біохімічні механізми дії гормонів.



Практична частина. Якісні реакції на адреналін. Реакція на гормон щитовидної залози (тироксин). Реакція на гормони мозкового шару надниркових залоз. Реакція на гормон підшлункової залози (інсулін).

10. Основи молекулярної імунології (30 год.)

Теоретична частина. Основи молекулярної імунології. Антигени. Антигени груп крові. Антитіла та імунні реакції. Структура антитіл. Антигенні детермінанти. Клітинний механізм утворення антитіл. Видова специфічність білків. Імунна відповідь, імунітет. Імунітет та його види (набутий, видовий, активний, пасивний, гетерологічний, конституційний, супровідний).

Практична частина. Антигенний аналіз. Визначення груп крові.

Поділіться з Вашими друзьями:
1   ...   24   25   26   27   28   29   30   31   ...   44


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал