Биология: код Жизни

Биология: код Жизни

Онлайн курс по БИОЛОГИИ для учащихся 9-го класса

О курсе

Привет, будущие биологи, врачи и учёные!

Этот курс — ваша стартовая площадка. Здесь вы получите не просто оценки, а реальные знания, которые помогут вам понять, как устроена жизнь на самом деле. От вашей ДНК до глобальной эволюции — всё это станет ближе и понятнее. Подходите к обучению как к исследованию: экспериментируйте, анализируйте, делайте выводы. Эти навыки пригодятся вам в любой профессии будущего. Вперёд, к новым открытиям!

Почему вам нравится биология?

Вперёд к нашей цели!

Цели курса

Этот курс по биологии — не просто «ещё один школьный предмет». Это наша общая инвестиция в ваше будущее. К его окончанию мы с вами достигнем нескольких важных целей:

Понять язык жизни

Собрать пазл под названием «Живая природа»

Получить фундамент для будущего

Научиться мыслить как учёный

Наша общая задача — не просто пройти программу, а увидеть красоту и логику живой природы.

Содержание

Главное, чего мы достигнем:

Целостное представление о закономерностях живой природы на разных уровнях ее организации

Активное обучение

Игровые технологии

Главные темы

Содержание

Ключевые темы

Введение. Молекулярные основы жизни

Клетка – структурная и функциональная единица жизни

Размножение и индивидуальное развитие организмов

Изучаем, как клетки и организмы размножаются и развиваются. Практикум: Решение задач на определение хромосомного набора. Анализ микропрепаратов (онлайн).

Этот модуль посвящен фундаментальным процессам, лежащим в основе жизни. Практикум: Решение задач по молекулярной биологии. Виртуальная лабораторная работа «Химический состав клетки»

Углубляемся в строение и жизнедеятельность клетки. Практикум: Виртуальная экскурсия в клетку (3D-модели). Решение задач по энергетическому обмену.

Итоговый модуль, объясняющий многообразие и развитие жизни на Земле. Практикум: Анализ приспособленности организмов к среде обитания. Работа с электронной коллекцией доказательств эволюции.

Основы генетики и селекции

Эволюционное учение

Итоговое тестирование

Наш курс делает акцент на сложных, но важных темах (генетика, эволюция) и готовит вас к сдаче ОГЭ и выбору профиля в старшей школе.

Ключевой модуль, объединяющий молекулярную биологию и эволюцию. Практикум: Решение генетических задач разного уровня сложности. Проект «Составление родословной».

Тема 1

Введение. Молекулярные основы жизни

Биология как наука. Методы познания живой природы. Уровни организации жизни.

1. Молекулярные основы жизни

Представьте, что всё многообразие жизни — от ароматного цветка до сложного человеческого организма — это удивительная симфония.

Что же такое молекулярные основы жизни? Это фундаментальный уровень, на котором стираются внешние различия между организмами. Оказывается, в основе жизни лежат универсальные химические принципы. Клетки всех живых существ — растений, животных, грибов и бактерий — состоят из одних и тех же "кирпичиков". Это значит, что белки твоих мышц и белки в листе дерева собраны из одних и тех же аминокислот, а энергия в каждой клетке запасается в молекулах АТФ. Главные "действующие лица" молекулярной биологии:

Тема 1. Молекулярные основы жизни

Что такое генетические заболевания и можно ли их вылечить? В чём заключаются принципы правильного питания с научной точки зрения? Этот раздел биологии — не просто сборник фактов. Это увлекательное детективное расследование, в ходе которого вы научитесь видеть невидимое и понимать скрытые механизмы, управляющие жизнью. Современная медицина, генная инженерия, биотехнологии — все эти передовые области науки выросли из знаний о молекулярных основах жизни.

Почему важно изучать это именно сейчас? Понимание молекулярных основ — ключ к разгадке величайших тайн биологии. Именно на этом уровне мы находим ответы на вопросы: Почему дети похожи на родителей? Как лекарство действует на организм?

Готовы заглянуть в самую суть живого? Тогда вперёд — навстречу удивительным открытиям!

Тема 1. Молекулярные основы жизни

Танец молекул. Как устроена жизнь

Если представить жизнь как невероятно сложный механизм, то молекулярный уровень — это уровень его шестеренок, пружин и микросхем. Это мир, где стирается грань между химией и биологией, и именно здесь кроются ответы на самые фундаментальные вопросы.

Тема 1. Молекулярные основы жизни

«Химия — это наука о чудесах, которые происходят на молекулярном уровне»

Дмитрий Иванович Менделеев (1834–1907) — русский учёный-энциклопедист, педагог, химик и общественный деятель

Тема 1. Молекулярные основы жизни

Высокоорганизованный химический процесс

Тема 1. Изучаем шаг за шагом

Углеводы — топливо и строительный материал

Липиды — стратегический запас и барьеры

Белки — кирпичики и машины

Старт. Что скрыто от глаз?

Вода — вещество №1

10

Лабораторный практикум «Сырьё для жизни»

Энергетика клетки. АТФ — универсальная валюта

Итоговый проект «Молекулярный портрет»

Синтез белка — центральная догма

Нуклеиновые кислоты — шифр жизни

Тема 1. Строение клетки

3. Эндоплазматическая сеть

4. Цитоплазма

2. Ядрышки

5. Пламатическая мембрана

1. Ядро

9. Лизосомы

6. Митохондрия

7. Клеточный центр

8. Рибосомы

Тема 1 До и после

Тема 1. Подводим итоги

Что мы узнали?

• Мы поняли, что всё живое говорит на одном химическом языке.
• Мы узнали главных «героев» этого молекулярного спектакля

• Мы разгадали принцип работы клеточной «батарейки» — АТФ
• Мы проследили главный путь жизни: ДНК → РНК → Белок

Самое главное: Мы убедились, что жизнь — это не магия, а высочайшо организованная система химических процессов. Понимая эти молекулярные основы, мы получаем ключ к медицине будущего, генной инженерии, биотехнологиям и решению глобальных проблем, от болезней до продовольственного кризиса.

Тема 2

Клетка – структурная и функциональная единица жизни

Используя знания о клетке, докажите, что все живые организмы на Земле имеют общее происхождение, но при этом достигли невероятного многообразия форм жизни.

Тема 2. Клетка – структурная и функциональная единица жизни

Структурная организация:

• Прокариоты (бактерии, археи): простейшие клетки без ядра
• Эукариоты (растения, животные, грибы): сложные клетки с ядром и органоидами
• Основные компоненты эукариотической клетки:
• Ядро (хранит ДНК)
• Цитоплазма с органоидами
• Мембрана (отделяет клетку от среды).

Основной принцип: Клетка — элементарная единица всего живого. Все организмы состоят из клеток (одноклеточные или многоклеточные). Именно в клетке происходят все жизненно важные процессы.

Тема 2. Входящий вопрос

Тема 2 Клетка – структурная и функциональная единица жизни

Представьте, что всё многообразие жизни — от гигантского синего кита до невидимой глазу бактерии — это сложный механизм. Если бы мы заглянули внутрь этого механизма, то обнаружили бы, что все его детали собраны из крошечных, стандартных блоков. Эти блоки — клетки. Именно клетка является той самой границей, где заканчивается неживая материя и начинается жизнь. Это наименьшая структура, способная к самостоятельному существованию, и именно поэтому её называют структурной и функциональной единицей жизни.

'«Клетка есть последний морфологический элемент всех живых тел, и мы не имеем права искать настоящей жизнедеятельности вне её»

Рудольф Вирхов

Тема 2. Клетка – структурная и функциональная единица жизни

На структурном уровне клеточная теория утверждает, что все живые организмы состоят из клеток. Это демонстрирует единство происхождения всего живого на планете. Клетка служит мостом между неживой химией и живой биологией. Всё, что меньше клетки (органоиды, молекулы), не может самостоятельно поддерживать жизнь.

Вся живая природа на Земле, от гигантского синего кита до невидимого глазу микроба, представляет собой грандиозную систему, построенную из мельчайших элементарных блоков — клеток. Это понятие является краеугольным камнем всей биологии, и его формулировка означает, что клетка — это наименьшая структура, обладающая всеми свойствами живого. Она одновременно является и элементарной «единицей строения» (структурной), и «единицей жизнедеятельности» (функциональной).

Тема 2. Схема изучения

Введение

Прокариоты

Основы

Типы клеток

Теория

Эукариоты

Растительные

Животные

Неорганический

Энергетический

Схема

Метаболизм

Состав

Органический

Пластический

Морфрологическое

Деление

Строение

Жизненный цикл

Функции

Специализация клеток

Тема 2. Клетка – структурная и функциональная единица жизни

Клетка — элементарная, структурно-функциональная и генетическая единица всего живого

Это понятие является краеугольным камнем всей биологии, и его формулировка означает, что клетка — это наименьшая структура, обладающая всеми свойствами живого. Она одновременно является и элементарной «единицей строения» (структурной), и «единицей жизнедеятельности» (функциональной).

обладает всеми свойствами жизни: обменом веществ, способностью к самовоспроизведению, развитию, раздражимости и саморегуляции.

+информация

Тема 2 Галерея

Галерея демонстрирует фундаментальный принцип клеточной теории — все организмы состоят из клеток, но клетки могут принципиально отличаться по сложности

Проверьте себя

Проверьте, что вы узнали, и подумайте, насколько изменился ваш опыт по данной теме

Проверка знаний

Проверь себя

Проверь себя

Проверь себя

Что мы узнали и куда двигаться дальше?

Наш курс подошел к концу. Давайте оглянемся на пройденный путь и подведём главные итоги.

🎯 Что мы усвоили: Наш интеллектуальный багаж Мы говорим на языке жизни. Мы выучили его «алфавит» — молекулы (белки, липиды, нуклеиновые кислоты, АТФ) и поняли, как из них строятся все живые системы. Мы заглянули внутрь «чёрного ящика». Теперь клетка для нас — не просто шарик на картинке, а сложноорганизованный город с своими электростанциями (митохондрии), фабриками (рибосомы), транспортными сетями (ЭПС) и центром управления (ядро). Мы поняли главный принцип: «Строение определяет функцию». Теперь мы видим, почему у мышечной клетки много митохондрий, а у нейрона — длинные отростки. Эта связь — ключ к пониманию всей биологии. Мы проследили путь информации от гена к признаку. Центральная догма молекулярной биологии (ДНК → РНК → белок) перестала быть набором слов, а стала понятным механизмом, объясняющим наследственность. Мы увидели единство и многообразие. Все организмы состоят из клеток, но эти клетки могут кардинально отличаться. Мы научились сравнивать прокариот и эукариот, растительные и животные клетки.

Познаём дальше. Полезные ссылки

• БИОМОЛЕКУЛА. Научно-популярный сайт с новостями о достижениях в современной биологии и медицине и материалами из самых крутых научных журналов.

• ЭЛЕМЕНТЫ. Проект о науке, в том числе о биологии. На сайте публикуют всё самое интересное о естественных науках: новости, полезные статьи, книги, журналы, плакаты, подборки задач, а также ответы на вопросы.

• ПОСТНАУКА. На сайте собраны мини-лекции специалистов во всех областях науки, материал подан в доступной широкой публике форме. Небольшие ролики можно смотреть за завтраком или готовить с их помощью доклады и презентации. Есть отдельные разделы о биологии и медицине.

• ALLENG. Библиотека материалов, книг и учебников по всем предметам для школьников и студентов. Сервис поможет подготовиться к ОГЭ, ЕГЭ или написать контрольную.

Остались вопросы?

Мы здесь, чтобы помочь Вам. Если что-то было непонятно или вы хотите углубиться в какую-либо тему, не стесняйтесь обращаться к нам. Ваше любопытство также является частью процесса обучения.

Спасибо за работу на курсе!

10

Выберите один объект живой природы (орган, продукт питания, одноклеточный организм) и создайте его «молекулярный портрет» — презентацию или инфографику, в которой будет описано, какие основные классы органических веществ входят в его состав и какую функцию они выполняют. Защитите свой проект перед классом.

Углеводы: не только источник энергии Углеводы — это сложные полимеры, мономерами которых являются моносахариды (например, глюкоза). Структурная иерархия: Моносахариды (глюкоза, фруктоза, рибоза) — «кирпичики». Дисахариды (сахароза, лактоза) — это два «кирпичика». Полисахариды — это длинные цепочки.

Проведите качественные реакции на определение органических веществ в предложенных образцах (например, крахмал в картофеле, белок в яичном белке, глюкозу в фруктовом соке). Оформите результаты в виде протокола, указав цель, ход работы и наблюдаемые эффекты.

Нуклеиновые кислоты: носители информации ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота): Структура: двойная спираль, стабилизированная водородными связями между комплементарными азотистыми основаниями (A=T, Г≡Ц) и гидрофобными взаимодействиями между «стопками» оснований. РНК (рибонуклеиновая кислота): Структура: обычно одноцепочечная, что позволяет ей формировать сложные вторичные и третичные структуры («шпильки», «петли»).

Игровые технологии

Использование дидактических игр и упражнений (с баллами, уровнями, простыми и сложными задачами) для более увлекательного обучения

Используя таблицу генетического кода, проведите «трансляцию»: на основе фрагмента иРНК (например, У-Ц-А-А-У-Г-Ц-Ц-У) определите, какая последовательность аминокислот будет собрана в рибосоме. Опишите одну возможную ошибку на этапе транскрипции и её последствия для клетки.

Представьте, что вы — учёный-биолог. Подготовьте краткое сообщение (на 2-3 минуты) о том, как одно из уникальных свойств воды (например, высокая теплоёмкость или сила поверхностного натяжения) помогает выживать конкретным организмам (рыбам в озере, растению в пустыне, млекопитающему в холодном климате).

Главное

Вода — не просто жидкость, а уникальная среда, где происходят все жизненно важные процессы. Неорганические вещества (соли, ионы) — выполняют роль "менеджеров": регулируют процессы, проводят нервные импульсы и поддерживают постоянство внутренней среды. Органические соединения — настоящие "звёзды" молекулярного мира: Углеводы — главные поставщики энергии и строительный материал. Липиды (жиры) — стратегический запас энергии и основа клеточных мембран. Белки — "рабочие лошадки" клетки. Они выполняют тысячи функций: от транспорта веществ до защиты организма. Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) — хранители наследственной информации, уникальный шифр, который передаётся из поколения в поколение.

Белки: многофункциональные наномашины Белки — это линейные полимеры, мономерами которых являются 20 стандартных аминокислот. Их невероятное разнообразие (~10⁶ видов в одной клетке) закодировано в последовательности аминокислот. Четыре уровня структурной организации: Первичная структура — это линейная последовательность аминокислот, связанных пептидными связями. Это «инструкция по сборке». Вторичная структура — это локальное упорядочивание цепи в α-спирали и β-складчатые слои, стабилизированные водородными связями. Третичная структура — это трёхмерная упаковка всей полипептидной цепи. Стабилизируется ионными и гидрофобными взаимодействиями, дисульфидными мостиками. Гидрофобный эффект — главная движущая сила сворачивания белка: неполярные радикалы стремятся «спрятаться» внутри глобулы. Четвертичная структура — это объединение нескольких белковых субъединиц (цепей) в функциональный комплекс (например, гемоглобин). Денатурация: нарушение нативной (рабочей) структуры белка под воздействием температуры, pH и т. д. Это доказывает, что функция белка полностью зависит от его трёхмерной формы.

Используя правила комплементарности (А=Т, Г≡Ц), достройте вторую цепь ДНК для предложенного фрагмента: А-Г-Т-Ц-Ц-А-Т-Г. Ответьте на вопрос: чем принципиально отличается структура ДНК от структуры белка и как это связано с их функциями?

Изучив предоставленные материалы (например, сравнительную таблицу элементного состава живых организмов и объектов неживой природы), сформулируйте и запишите в тетрадь 2-3 аргумента, доказывающие единство элементного состава живой природы.

Вам дана последовательность аминокислот Аланин – Валин – Серин – Глицин – Глутамин. Создайте схематическую модель пептида, обозначив пептидные связи. Предложите гипотезу, как замена одной аминокислоты в цепи может повлиять на функцию белка (приведите реальный пример, например, серповидноклеточная анемия).

Нарисуйте схему цикла АТФ-АДФ. Объясните, в каких процессах клетка тратит АТФ (например, мышечное сокращение, проведение нервного импульса), а в каких — запасает (фотосинтез, клеточное дыхание). Приведите один пример из спорта или повседневной жизни, где происходит интенсивный расход АТФ.

Главные темы

1. Молекулярные основы жизни.
2. Клетка – структурная и функциональная единица жизни.
3. Размножение и индивидуальное развитие организмов

• Основы генетики и селекции

и многое другое

Проведите мини-исследование. Смешайте в пробирке воду и растительное масло. Затем добавьте немного мыльного раствора и встряхните. Объясните, какие свойства липидов вы наблюдали на каждом этапе и как эти свойства определяют их роль в формировании клеточных мембран.

Вода: Аномальная жидкость — основа жизни Вода — не просто растворитель. Её уникальность обусловлена водородными связями. Пространственная структура: Молекула H₂O полярна. Атом кислорода несёт частичный отрицательный заряд, а водороды — частичный положительный. Это позволяет им притягиваться друг к другу, образуя постоянно рвущиеся и образующиеся связи.

Используя модель конструктора или схематические рисунки, «соберите» и сравните молекулы крахмала, гликогена и целлюлозы из мономеров-глюкозы. Сделайте вывод, почему человек может переваривать крахмал, но не может переваривать целлюлозу.

Активное обучение

Наш курс ставит вас в центр процесса, активно участвуйте в решении практических упражнений, в дебатах и решения проблемных задач. Это более эффективно, чем просто представление информации.

Липиды: Разношёрстная команда Это гидрофобные или амфифильные молекулы, объединённые по свойству, а не по химической структуре. Триглицериды (жиры и масла): Энергетический "склад". При окислении 1 г жира выделяется ~9 ккал энергии против ~4 ккал у углеводов. Фосфолипиды: Амфифильность (гидрофильная "головка" и гидрофобные "хвосты") — основа для формирования липидного бислоя клеточных мембран. Это не статичная структура, а "жидкая мозаика", где белки и липиды способны к латеральной диффузии. Стероиды (холестерин): Не просто "вредное" вещество. Холестерин — модулятор текучести мембран: встраиваясь между фосфолипидами, он делает мембрану менее жидкой при высокой температуре и предотвращает её "замерзание" при низкой.