Biotehnologija
Načrtujte po tem učnem načrtu
Prijavite se kot učitelj in Astra po tem učnem načrtu pripravi letno pripravo ali pripravo na uro.
Opis teme
Biotehnologija je interdisciplinarna in aplikativna veda, ki združuje znanje različnih področij in disciplin. Njen osnovni namen je izkoriščanje biokultur za proizvodnjo različnih biotehnoloških proizvodov, ki nastajajo v biotehnološkem procesu.
Priporočene didaktične strategije in metode: Primeri didaktičnih strategij, metod in oblik dela za razvijanje razumevanja in povezovanja konceptov, dela z viri in strokovnimi članki, uporabe miselnih vzorcev ter horizontalnih povezav z naravoslovnimi in družboslovnimi predmeti so:
Priporočene didaktične strategije in metode: Uporaba posnetkov in shem, dostopnih pod naslovi:
Priporočene didaktične strategije in metode: What is Biotechnology ( https://www.youtube.com/watch?v=SqQqYy6UAOo )
Priporočene didaktične strategije in metode: Louis Pasteur ( https://www.youtube.com/watch?v=OXdbQ1JkX7c )
Priporočene didaktične strategije in metode: Alexander Fleming and the Accidental Mould Juice ( https://www.youtube.com/watch?v=0ZWjzcsTd5M )
Priporočene didaktične strategije in metode: Delo z viri in iskanje strokovnih člankov: Dijaki se naučijo kritično vrednotiti in interpretirati znanstvene vire. V skupinah analizirajo strokovne članke, povzamejo ključne ugotovitve ter jih predstavijo sošolcem. Za iskanje virov lahko uporabijo Google Scholar, PubMed, COBISS itd.
Priporočene didaktične strategije in metode: Razumevanje interdisciplinarnosti biotehnologije: Dijaki izdelajo miselni vzorec, ki povezuje biotehnologijo z drugimi znanstvenimi disciplinami (kemija, biologija, medicina, etika, pravo, ekonomija itd.). Pri tem lahko uporabijo učni list z vnaprej določenimi osnovnimi koncepti ali sami zasnujejo svojo shemo.
Priporočene didaktične strategije in metode: Izdelava časovnega traku: Dijaki v parih pripravijo časovni trak razvoja biotehnologije, pri čimer morajo poiskati in umestiti pomembne znanstvene preboje (npr. odkritje DNA, razvoj genskega inženiringa, prvi uspešni klinični poskusi itd.). Lahko uporabijo digitalna orodja (npr. Canva, TimelineJS, H5P...) ali ročno izdelajo plakat.
Vrednotenje znanja: Učitelj spremlja, kako dijaki napredujejo v doseganju ciljev in standardov, ter jim podaja sprotne povratne informacije. Dijake spodbuja k medvrstniškemu učenju , kjer si medsebojno pomagajo pri interpretaciji strokovnih člankov, pripravi miselnih vzorcev in predstavitvah.
Dodatna pojasnila: Dijakom se pojasni pomen kritičnega vrednotenja virov , kako prepoznati verodostojne informacije ter se izogibati napačnim ali zmanipuliranim podatkom.
Uporaba strokovnih terminov: Dijaki se pri analiziranju virov in pripravi miselnih vzorcev spoznajo z osnovno terminologijo , kot so genski inženiring, biotehnologija, mikroorganizmi, kloniranje, genska terapija , in jih pravilno uporabljajo v svojih predstavitvah.
Vertikalne in horizontalne povezave: » Horizontalna povezava:
Vertikalne in horizontalne povezave: naravoslovni predmeti: biologija (mikroorganizmi, DNA, celice), kemija (biokemijski procesi), fizika (mikroskopija, analitske metode),
Vertikalne in horizontalne povezave: družboslovni predmeti: zgodovina (razvoj biotehnologije), filozofija in etika (genski inženiring, bioetika), pravo (regulativa biotehnologije), ekonomija (biotehnološke inovacije in industrija).
Vertikalne in horizontalne povezave: Vertikalna povezava:
Vertikalne in horizontalne povezave: nadgradnja znanja, pridobljenega v osnovni šoli (celica, genetika), v srednješolskem programu,
Vertikalne in horizontalne povezave: obiski raziskovalnih institucij in univerzitetnih laboratorijev, kjer dijaki spoznajo praktično delo z biotehnološkimi procesi.
Elementi za učno diferenciacijo in individualizacijo: Učitelj diferencira in individualizira pouk glede na predznanje dijakov, njihov interes in izbiro dokazov o učenju . Dijaki lahko izberejo različne oblike predstavitve znanja (pisni povzetki, plakati, digitalne predstavitve, diskusije, videi itd.).
Interdisciplinarnost biotehnologije
Učni cilji
- Spoznava, da je biotehnologija interdisciplinarna in aplikativna veda, ki obravnava področja naravoslovja, tehnike in družboslovja; (SC 2.3.1.1)
- Proučuje področja uporabe biotehnologije (živilska biotehnologija, farmacevtska biotehnologija, biotehnologija v medicini, biotehnologija v veterini, ekologiji, kmetijstvu, kemijski industriji, energetiki); (SC 1.1.2.1)
- Utemelji pomen biotehnologije v vsakdanjem življenju. (SC 2.3.1.1)
Standardi znanja
- Opredeli področja uporabe biotehnologije (živilska biotehnologija, farmacevtska biotehnologija, biotehnologija v medicini, biotehnologija v veterini, ekologiji, kmetijstvu, kemijski industriji, energetiki);
Minimalni standardi
- Razloži, zakaj je biotehnologija interdisciplinarna in aplikativna veda;
- Opredeli področja uporabe biotehnologije
- Opredeli pomen posameznega področja biotehnologije.
Pojmi
- Živilska biotehnologija
- Farmacevtska biotehnologija
- Biotehnologija v medicini
- Biotehnologija v veterini, ekologiji, kmetijstvu, kemijski industriji, energetiki
Zgodovina in razvoj biotehnologije
Učni cilji
- Spoznava zgodovinski pomen biotehnologije;
- Prepoznava razliko med tradicionalno in sodobno biotehnologijo na podlagi tipičnih biotehnoloških proizvodov;
- Spoznava zaporedje za biotehnologijo pomembnih odkritij in jih pravilno uvrsti v tradicionalno oz. sodobno biotehnologijo;
Izbirni cilji
- Spoznava barvno delitev biotehnologije. (SC 4.1.2.1, 1.2.2.2)
Standardi znanja
- Opredeli zgodovinska obdobja biotehnologije in temeljna odkritja posameznega obdobja (obdobje pr. n. št., obdobje pred L. Pasteurjem, obdobje L. Pasteurja, obdobje antibiotikov, obdobje po antibiotikih, sodobna biotehnologija);
- S primeri utemelji delitev na tradicionalno in sodobno biotehnologijo;
- Razloži pomen posameznih odkritij za nadaljnji razvoj biotehnologije.
Minimalni standardi
- Opredeli zgodovinska obdobja biotehnologije in temeljna odkritja posameznega obdobja
Pojmi
- Kruh
- Fermentirana hrana in pijača
- Mikroskop
- Pasterizacija
- Penicilin in streptomicin
- Cepiva
- Tehnologija rekombinantne DNA
- Matične celice
- Kloniranje
- Tradicionalna biotehnologija
- Sodobna biotehnologija
- Monoklonska protitelesa
Didaktična priporočila
Didaktična priporočila: obdobje pred L. Pasteurjem (odkritje in uporaba mikroskopa), obdobje L. Pasteurja (pasterizacija, industrijska proizvodnja organskih kislin, odkritje delovanja encimov, abiogeneza, cepljenje proti steklini in antraksu), obdobje antibiotikov (penicilin, streptomicin, cepiva, rastlinske in živalske tkivne kulture), obdobje po antibiotikih (pridobivanje aminokislin, vitaminov, rastnih hormonov, prvi bioinsekticid, bioetanol), sodobna biotehnologija (tehnologija rekombinantne DNA, monoklonska protitelesa, matične celice, kloniranje, poizvodnja humanega inzulina).
Biotehnološki proces
Učni cilji
- Se seznani z vlogo različnih strokovnih profilov v biotehnološkem procesu;
- Spoznava posamezne elemente biotehnološkega procesa (bioreaktor, biokultura, gojišče, biotehnološki proizvod, odpadki) in preučuje njihovo povezanost; (SC 2.3.3.1)
- Spoznava bistvene značilnosti posameznih faz biotehnološkega procesa (pripravljalni postopki, bioproces, zaključni postopki);
- Prepoznava pomen varnega dela v laboratoriju; (SC 4.3.4.1, 4.4.4.1, 3.2.4.2, 3.2.4.1)
- Se seznani z aseptičnim delom v biotehnološkem laboratoriju. (SC 5.1.5.1)
Standardi znanja
- Opredeli vlogo posameznih strokovnih profilov v biotehnološkem procesu;
- Izdela in razloži osnovno shemo biotehnološkega procesa/postopka na podlagi podatkov dijakom neznanega procesa/postopka;
- Razloži pomen in izbiro surovin v biotehnološkem procesu;
- Navede vrste biotehnoloških proizvodov (biokultura, spremenjeno gojišče, spremenjeno gojišče z biokulturo, snov v spremenjenem gojišču, snov v celicah biokulture) in zna za vsako vrsto določiti primere biotehnoloških proizvodov;
- Na podlagi osnovnih parametrov zna določiti primeren bioreaktor za pridobivanje opisanega biotehnološkega proizvoda;
- Pojasni pomen pripravljalnih postopkov, bioprocesa, spremljanja bioprocesa ter zaključnih postopkov;
- Utemelji osnovne zakonitosti aseptičnega dela;
Minimalni standardi
- Razloži pojme: biokultura, bioreaktor, surovine, proizvodi, odpadki, sekundarne surovine, pripravljalni postopki, bioproces, merjenje in spremljanje bioprocesa ter zaključni postopki;
- Izdela in razloži osnovno shemo biotehnološkega procesa/postopka
- Razloži pomen surovin v biotehnološkem procesu
- Navede vrste biotehnoloških proizvodov (biokultura spremenjeno gojišče spremenjeno gojišče z biokulturo snov v spremenjenem gojišču snov v celicah biokulture)
- Utemelji pomen ravnanja z odpadki v biotehnološkem procesu;
- Pojasni osnove varnega dela in zaščitne ukrepe v biotehnološkem laboratoriju;
- Razloži pojma septičnost in aseptičnost;
- Primerja sterilizacijo, tindalizacijo, pasterizacijo in dezinfekcijo/razkuževanje.
Pojmi
- Biokultura
- Bioreaktor
- Surovine
- Odpadki
- Sekundarne surovine
- Bioproces
- Glive
- Rastline in rastlinske tkivne kulture
- Živali in živalske tkivne kulture
- Virusi
- Aseptičnost
- Septičnost
- Pasterizacija
- Sterilizacija
- Varno delo
- Spremljanje bioprocesa
- Zaključni postopki
- Pripravljalni postopki
- Bakterije
- Alge
- Dezinfekcija/razkuževanje
- Proizvodi