Se menukort
Transcription
Se menukort
Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Januar 2010 – juni 2012 Institution Gymnasiet HTX - Skjern Uddannelse HTX Fag og niveau Bioteknologi A Lærer(e) Michael Bakkestrøm Gade og Vibeke Skjødeberg Berg Hold HTX409 Oversigt over gennemførte undervisningsforløb Titel 1 Cellernes kemi Titel 2 DNA og DNA teknikker Titel 3 Fermentering og stofskifte Titel 4 Enzymer og gensplejsning Titel 5 Planter som biokemiske fabrikker Titel 6 Bæredygtig fremtid (Fra biogas til flybrændstof) Titel 7 Infektionsbiologi Titel 8 Blodets kemi Titel 9 Genetik Side 1 af 11 Titel 1 Cellernes kemi Indhold Anvendt litteratur og andet undervisningsmateriale: Bioteknologi 1, tema 1 s. 6-47, Bodil Blem Bidstrup og Johanne Jensen, Nucleus Forlag IsisC opslag 40, 49, 51-53, Kim Bruun m.fl, Systime IsisB opslag 7, Kim Bruun m.fl, Systime ”Kulhydrater og Fehlingsreagens” (notat) Kernestof: Virus samt pro- og eukaryote cellers opbygning og funktion Biologisk og kemisk fagsprog, herunder kemiske symboler, nomenklatur og reaktionsskemaer Atomers opbygning og det periodiske system Stoffers (uorganiske samt organiske molekyler og ionforbindelser) opbygning og egenskaber i relation til bindingstyper, tilstandsformer og opløselighed Intermolekylære kræfter; London-, dipol og hydrogenbindinger Kemiske reaktionstyper, herunder fældning, kondensation, hydrolyse (syre- og enzymkatalyseret), redox (oxidation og reduktion) samt syre- og basereaktioner Titrering og kemiske mængde-/koncentrationsberegninger Enzymers (aminosyrer og proteiner) opbygning og funktion Biokemiske forbindelser (carbohydrater og lipider) med særlig vægt på deres struktur og egenskaber, herunder cis/trans-isomeri eller Z/E-isomeri Cellemembranens permeabilitet og membrantransport (simpel diffusion, osmose, faciliteret diffusion, aktiv transport, endocytose og exocytose) Cellens stofskifte (autotrofe og heterotrofe organismer); aerobe og anaerobe stofomsætninger Miljøpåvirkning Opgaver: Det globale miljø – havmiljø (artikler, animation og interaktive opgaver) Relevante og interaktive opgaver fra bogens hjemmeside mm. Omfang Særlige fokuspunkter Væsentligste arbejdsformer Eksperimenter: Tungtopløselige salte Hydrolyse af saccharose og stivelse Saltindholdet i brød (3mL 0,1% dichlorflourescein i stedet for 10mL 0,1% kaliumdichromat) Eddikesyre i husningseddike (kolorimetrisk titrering) Syre-basetitrering (potentiometrisk titrering) Anvendt uddannelsestid: 51 timer Elev tid: 10 timer Beskrive cellers og stoffers opbygning og redegøre for sammenhæng mellem struktur, egenskaber og funktion Relatere observationer, model- og symbolfremstillinger til hinanden Opskrive, afstemme kemiske reaktionsskemaer og foretage kvantitative beregninger Foretage risiko- og sikkerhedsvurderinger i forhold til anvendt apparatur, kemikalier og biologisk materiale Opsamle, efterbehandle og vurdere resultater fra eksperimenter under hensyntagen til fejlkilder, usikkerhed og variation Dokumentere og formidle eksperimenter og undersøgelser både mundtligt og skriftligt Demonstrere viden om fagets identitet og metoder Klasseundervisning Virtuel undervisning Eksperimentelt og skriftligt arbejde Anvendelse af fagprogrammerne: ChemSketch (molekylmodeller og reaktionsskemaer mm.) Formler (navngivning og formler for uorganiske salte og molekyler) Side 2 af 11 Titel 2 DNA og DNA teknikker Indhold Pensum: Bioteknologi 1 tema 2 side 50 – 78 Nucleus forlag Artikel om dna Virtuel gelelektroforese: http://learn.genetics.utah.edu/content/labs/gel/index.html aminosyrernes navne http://www.biosite.dk/leksikon/aa.htm proteinsyntesen: http://www.biokemibogen.dk/animationer/proteinsyntese/ restriktionsanalyse: http://www.pbs.org/wgbh/nova/sheppard/labwave.html Animation / Film: dna replikationen http://www.biokemibogen.dk/animationer/replikationafdna/ dna replikationen http://www.youtube.com/watch?v=teV62zrm2P0&feature=related dna spillet http://nobelprize.org/educational/medicine/dna_double_helix/ the chemical structure of dna: http://www.youtube.com/watch?v=54n8DLreEe4 interaktiv translation: http://bioweb.uwlax.edu/GenWeb/Molecular/Theory/Translation/transl_interact2.dcr kode oversætter http://www.yourgenome.org/dgg/detailed/cell/cell_3.shtml transskription og translationen Opgaver: DNA test transskriber og oversæt: http://learn.genetics.utah.edu/content/begin/dna/transcribe/ Variation DNA, mutationer og den genetiske kode Spørgsmål til dna 1-5 Nukleinsyrer og det centrale dogme Spørgsmål til dna 6-8 SNP`s og restriktionsanalyse Restriktionsanalyse af plasmider Dna koder Omfang Øvelser: Tag dine gener om halsen In search of my father (fadderskabs sag) CSI – Skjern (pcr og elektroforese) 40 timer Side 3 af 11 Særlige fokuspunkter DNA Gelelektroforese Proteinsyntese Restriktionsanalyse PCR Kompetencer, læreplanens mål, progression Væsentligste Klasseundervisning/virtuelle arbejdsformer/projektarbejdsform/anvendelse af fagproarbejdsformer grammer/skriftligt arbejde/eksperimentelt arbejde Retur til forside Side 4 af 11 Titel 3 Fermentering og stofskifte Indhold Anvendt litteratur og andet undervisningsmateriale: Bioteknologi 1, tema 3 s. 6-48, Kresten Cæsar Torp, Nucleus Forlag Kernestof: Produktion; vækst af mikroorganisner (bakterievækstkurve) og vækstfaktorer Biologisk og kemisk fagsprog, herunder kemiske symboler, nomenklatur og reaktionsskemaer Organiske stoffers opbygning og egenskaber i relation til bindingstyper, tilstandsformer, opløselighed og isomeri, herunder stereoisomeri for organiske forbindelser Kemiske reaktionstyper, herunder syre- og basereaktioner, redoxreaktioner (oxidation og reduktion) og organiske reaktionstyper af betydning for de enkelte stofklasser, herunder substitution, addition, elimination, decarboxylering, hydrolyse, kondensation og polykondensation De organiske stofklasser; alkoholer, oxoforbindelser (aldehyder og ketoner), carboxylsyrer, estere og aminosyrer Biokemiske processer; aerobe (glycolyse, citratcyklus og elektrontranportkæden) og anaerobe (gæring) stofomsætninger Carbohydraternes intermediære stofskifte Supplerende stof: Carbonhydrider (alkaner, alkener, alkyner og arenser), phenoler, aminer og amider Opgaver: Organiske stofklasser (elev oplæg, træningsopgaver og test) Aspartam og panthotensyre (gamle eksamensopgaver) Eksperimenter: Absorptionsspektrum og standardkurve for kobber(II)sulfat Kemisk oxidation og tilbagetitrering Projekt vin - ethanolbestemmelse (eksperimeter) Destillation og densitetsmåling Enzymatisk oxidation og spektrofotometrisk måling Gaschromatografi – GC Omfang Særlige fokuspunkter Væsentligste arbejdsformer Anvendt uddannelsestid: 44 timer Elev tid: 14 timer Beskrive stoffers opbygning og redegøre for sammenhæng mellem struktur, egenskaber og funktion Opskrive og afstemme kemiske reaktionsskemaer indsamle, vurdere og anvende information fra kilder, der omhandler biologiske, kemiske og bioteknologiske emner og problemstillinger Projektarbejdsform Eksperimentelt og skriftligt arbejde Fagprogrammet: Organavn (systematisk navngivning af organiske stoffer) Side 5 af 11 Beskrivelse af det enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb) Titel 4 Enzymer og Gensplejsning Indhold Pensum: Bioteknologi 2 tema 4 enzymer og gensplejsning side 49 – 88, Nucleus forlag http://learn.genetics.utah.edu/ Materiale fra Biotech academy http://www.biotechacademy.dk/undervisningsprojekter/enzymer.aspx syntetisk dna: http://www.biokemi.org/biozoom/issues/488/articles/1903. Film: Diverse klip EcoRI: http://www.dnalc.org/view/15485-Genetic-engineering-inserting-newDNA-into-a-plasmid-vector-3D-animation-with-no-audio.html translationen: http://wwwclass.unl.edu/biochem/gp2/m_biology/animation/gene/gene_a3.html Opgaver: Termamyl Savinase Lipolase Restriktionsanalyse af plasmider Gensplejsning http://learn.genetics.utah.edu/content/begin/dna/transcribe/ Øvelser: Gensplejsning i u-landende (rollespil) http://www.pbs.org/wgbh/nova/sheppard/labwave.html (virtuel restriktionsanalyse) katalase spytamylase Test af neurofibrumin aktivitet i celler GMO i fødevarer Regnskovens hemmeligheder (gensplejsning) Database søgning på DNAsekvenser Omfang Anvendt uddannelsestid 40 timer Særlige fokuspunkter Enzymer Restriktionsenzymer GMO Gensplejsning Kernestof: Side 6 af 11 biologisk og kemisk fagsprog enzymer − opbygning og funktion, herunder de enzymatiske hovedgrupper − enzymkinetik, herunder reaktionshastighed og aktiveringsenergi biokemiske forbindelser med særlig vægt på deres struktur og egenskaber − proteiner − DNA og RNA genteknologi, herunder gensplejsning, kloning, genmodificerede organismer og miljøpåvirkning eksperimentelle arbejdsmetoder der anvendes inden for bioteknologi, herunder celledyrkning, transformation, elektroforese, ELISA, kromatografiske metoder, PCR, separationsog oprensningsmetoder, Væsentligste arbejdsformer Klasseundervisning/virtuelle arbejdsformer/projektarbejdsform/anvendelse af fagprogrammer/skriftligt arbejde/eksperimentelt arbejde Retur til forside Side 7 af 11 Beskrivelse af det enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb) Titel 6 Bæredygtig fremtid (Fra biogas til flybrændstof) Indhold Anvendt litteratur og andet undervisningsmateriale: Bioteknologi 3, tema 6 ”Fra biogas til flybrændstof” s. 56-90, Bodil Blem Bidstrup, Nucleus Forlag Materiale fra Biotech academy: ”Fra halm til bioethanol, en bioteknologisk udfordring” http://www.biotechacademy.dk/undervisningsprojekter/bioethanol.aspx Kernestof: Celler, cellestrukturer, kulhydrater, hydrolyse, enzymer, anaerob stofomsætning Eksperimentelle arbejdsmetoder, mængdebergninger og produktion Supplerende stof: Energiformer, energikilder, fossile brændstoffer, kulstofs kredsløb og drivhuseffekt Termodynamik herunder tilstandsfunktionerne; entalpi, entropi og Gibbs-energi Produktion af biobrændsel (biogas, bioethanol, biodiesel og bioflybrændstof) Miljøbeskyttelse Opgave: Teoretiske spørgsmål, s.1og 2 af ”Rapportspørgsmål” Eksperiment: Fremstilling af bioethanol Omfang Særlige fokuspunkter Anvendt uddannelsestid: 12 timer Elev tid: 4 timer Tilrettelægge og gennemføre kvantitative og kvalitative eksperimenter og undersøgelser Indsamle, vurdere og anvende information fra kilder, der omhandler biologiske, kemiske og bioteknologiske emner og problemstillinger Demonstrere viden om fagets identitet og metoder Analysere og diskutere bioteknologiske problemstillinger i et samfundsmæssigt, miljømæssigt og etisk perspektiv. Formålet med projektet er at skærpe elevernes indsigt indenfor biobrændsel samt anvende bioteknologi, herunder fremstille bioethanol ud fra halm eller andre celluloseholdige substrater som papir. I øvelsen får eleverne således mulighed for selv at simulere hele processen: Et substrat klippes eller blendes i småstykker og koges i syre. Hernæst tilsættes de rette industrielle enzymer til suppen, og den, over tid, frigivne glukose måles. Når substratet er nedbrudt, er det tid til at fermentere glukosen til ethanol – hertil vil gæren Saccharomyces cerevisiae anvendes. Under den anaerobe vækst omdanner gæren langsomt glukose til ethanol, CO2 og energi til egen vækst. Ethanolbestemmelse er tidligere blevet behandlet under ”Projekt - Vin”, så den dannede ethanol vil denne gang bestemmes på baggrund af omsat glucose. Glucosen kan bestemmes vha. glucometer, refractometer, titrering eller spektrofotometri (kits). Eleverne vil evt. i forbindelse med virksomhedsbesøget få mulighed for at kunne følge dannelsen af bioethanol via gaschromatografi (evt. udtagne prøve nedfryses). Væsentligste arbejdsformer Projektarbejdsform Skriftligt arbejde Eksperimentelt arbejde Virksomhedsbesøg (Forskningscenter Foulum – Århus Universitet, AAU Esbjerg, DONG Energy, Danisco, Novozymes eller Statoil) Side 8 af 11 Titel 7 Infektionsbiologi Indhold Pensum: Opgaver: Øvelser: Omfang Timer Særlige fokuspunkter Væsentligste arbejdsformer Kompetencer, læreplanens mål, progression Klasseundervisning/virtuelle arbejdsformer/projektarbejdsform/anvendelse af fagprogrammer/skriftligt arbejde/eksperimentelt arbejde Side 9 af 11 Titel 8 Blodets kemi Indhold Anvendt litteratur og andet undervisningsmateriale: Bioteknologi 4, tema 8 s. 50-68 og 71-87, Benthe Schou, Nucleus Forlag Kernestof: Syre- og basereaktioner Kemiske mængdeberegninger, herunder kvantitative analyser som kolorimetriske og potentiometriske syre- og basetitreringer Syre-/baseligevægte; vandets ionprodukt samt vurdering af syre- og basestyrke pH beregninger i opløsninger af stærk/svag syre og base, amfolytter samt i blandinger af syre og baser, herunder pufferopløsninger. Bjerrumdiagrammer Supplerende stof: Komplekse forbindelser; simple og chelate komplekser (Fehlings reagens) Opgaver: pH-beregninger i opløsninger af stærke/svage syrer og baser Titrering af stærk og svag syre Pufferligningen Eksperimenter: Bestemmelse af phosphorsyre i cola (fuldautomatisk potentiometrisk titrering) Bjerrumdiagram for ethansyre Bestemmelse af Ca2+ og Mg2+ i vand vha. EDTA Omfang Særlige fokuspunkter Anvendt uddannelses tid: 20 timer Elev tid: 6 timer Opskrive og afstemme kemiske reaktionsskemaer Foretage kvantitative beregninger Tilrettelægge og gennemføre kvantitative og kvalitative eksperimenter og undersøgelser Opsamle, efterbehandle og vurdere resultater fra eksperimenter under hensynstagen til fejlkilder, usikkerhed og variation Dokumentere og formidle eksperimenter og undersøgelser både mundtligt og skriftligt Med udgangspunkt i SO-projektet ”pH og logaritmer” afviklet mellem matematik og bioteknologi udvides kendskabet fra stærke syrer og baser til svage syrer og baser og blandinger af disse. Kendskabet til kemiske ligevægte udvides med syre-baseligevægte, herunder vurdering af syre-/basestyrke og pH-beregninger Væsentligste arbejdsformer Klasseundervisning Eksperimentelt arbejde Skriftligt arbejde Excel Pasco’s dataopsamlingsudstyr – DataStudio Side 10 af 11 Titel 9 Genetik Indhold Anvendt litteratur og andet undervisningsmateriale: Bioteknologi 3, tema 5 s. 47-55 Bioteknologi 4, tema 8 s. 69-71 og 88-95, Nucleus Forlag Biologibogen s 206 – 216 Div. Kernestof: biologisk og kemisk fagsprog genetikkens molekylære og cellulære grundlag, herunder nedarvningsprincipper, genetisk variation, genregulering Opgaver: Behåring af midterste fingerled Farveblindhed Udvikling af liv blodtyper Øvelser: Blodtypebestemmelse Arvelige bygningstræk PTC – smagergen Isolering af humant dna fra blod Omfang Særlige fokuspunkter Væsentligste arbejdsformer Anvendt uddannelses tid: 20 timer Elev tid: 6 timer Klasseundervisning Eksperimentelt arbejde Skriftligt arbejde Side 11 af 11