Cilj nastave biologije je da učenici razviju biološku, opštu naučnu i jezičku pismenost, interesovanja za biologiju kao nauku, uz primenu koncepta održivog razvoja, motivaciju za učenje, sposobnosti, veštine i stavove korisne za njihovo akademsko obrazovanje, profesionalni razvoj i svakodnevni život, potrebne za zaštitu zdravlja i odabir kvalitetnog životnog stila.
III razred
(3 časa nedeljno, 105 časova godišnje)
SADRŽAJI PROGRAMA
I OSNOVNE ODLIKE ŽIVOG SVETA
Predmet izučavanja biologije; biološke discipline i značaj; osobine živog sveta.
Raznovrsnost i jedinstvo života (ilustrovani modelom „drvo života” sa domenima i carstvima), međuzavisnost živih organizama, teorija evolucije (kao jedino naučno objašnjenje raznovrsnosti, jedinstva, biohemijske i ekološke povezanosti svih živih organizama).
Hemijski sastav živih sistema, neorganske supstance i fizičko-hemijska svojstva vode važna za njihove uloge u živim sistemima. Ugljeni hidrati, lipidi (hemijska svojstva, zastupljenost u živom svetu i značaj), proteini (hemijski sastav, struktura; enzimi kao regulatori životnih procesa, nukleinske kiseline – građa i značaj u živom svetu; ATP).
II GRAĐA I FUNKCIJA ĆELIJE
Organizacija ćelije
Opšte odlike ćelije. Osobine i specifičnosti prokariotske ćelije. Osnovne karakteristike eukariotske ćelije (građa i uloga ćelijske membrane, transport kroz membranu citoza, pasivni i aktivni transport).
Citoplazma i citoplazmatične organele i strukture. Jedro, ribozomi, endoplazmatični retikulum, Goldžijev kompleks, lizozomi, peroksizomi, glioksizomi, mitohondrije; citoskelet – mikrofilamenti, mikrotubule, centriole, bičevi i treplje.
Specifičnosti biljne ćelije: plastidi, vakuole i ćelijski zid. Razlike biljne i životinjske ćelije.
Metabolizam ćelije
Metabolizam ćelije i regulatorna jedinjenja (enzimi, vitamini).
Katabolički procesi u ćeliji: katabolizam ugljenih hidrata (glikoliza, Krebsov ciklus i oksidativna fosforilacija), katabolizam proteina i lipida. Povezanost kataboličkih procesa.
Anabolički procesi u ćeliji: fotosinteza(svetla faza, fotosintetička fosforilacija, Kalvinov ciklus) i hemosinteza.
Deoba ćelije
Načini razmnožavanja u živom svetu. Ćelijska deoba: prosta i složena, ćelijski ciklus.
Mitoza: tok i značaj.
Mejoza: tok i značaj.
Diferenciranost ćelija u višećelijskom organizmu, međućelijske komunikacije, pojam tkiva.
III RAZNOVRSNOST ŽIVOG SVETA – BIODIVERZITET
Virusi. Osnovne karakteristike, dejstvo virusa na živa bića i teorije o postanku. Najpoznatije virusne bolesti i mere prevencije.
Klasična i savremena sistematika. Karl Line, binarna nomenklatura, takson i hijerarhija taksonomskih nivoa. Savremena sistematika kao rekonstrukcija evolucione istorije vrsta. Domeni i carstva. Bakterije, arhee, protiste i gljive. Rasprostranjenje i način života bakterija, arhea, protista i gljiva.
Carstvo biljaka. Osnovne karakteristike. Biljna tkiva: tvorna i trajna. Vegetativni organi biljaka. Reproduktivni organi biljaka i redukcija gametofit faze tokom evolucije. Životni ciklus biljaka: vegetativna i reproduktivna faza u razviću. Klijanje i dormancija semena. Rastenje i razviće vegetativnih organa. Regulatori rastenja i razvića biljaka (auksini, giberelini). Cvetanje, vernalizacija i fotoperiodizam. Oplođenje, razviće ploda i semena. Mirovanje, starenje, opadanje listova i plodova. Pokreti biljaka. Raznovrsnost i značaj biljaka.
Carstvo životinja. Teorije o nastanku višećeličnosti. Nivoi organizacione složenosti životinja: ćelijski, ćelijsko-tkivni, tkivno-organski, organsko-sistemski. Glavni tipovi životinja i pojava evolucionih novina u istoriji carstva (simetrija, cefalizacija, metamerija, telesne šupljine). Raznovrsnost, rasprostranjenje i način života. Socijalno i reproduktivno ponašanje životinja. Adaptacije i evolucioni trendovi u vezi sa osvajanjem kopnene sredine. Biološke prilagođenosti na parazitski način života.
IV ČOVEK I ZDRAVLjE
Osnovni principi funkcionisanja i regulacije živih sistema. Adaptivni karakter biološke organizacije. Odnos između organizma i životne sredine (regulatori i konformeri). Biološke adaptacije: aklimatizacija i aklimacija. Homeostaza.
Receptorsko-efektorski sistem.
Građa i uloga receptora. Čulni organi čoveka.
Efektori: mišići i žlezde. Mišićno tkivo, periferna sinapsa i mišićna kontrakcija.
Nervno tkivo: građa i uloga. Oblici nervnog sistema kod različitih grupa životinja.
Funkcionisanje nervnog sistema: nastanak i prenos nervnog impulsa. Centralna sinapsa. Nervni centri (konvergencija, divergencija, recipročna inhibicija, lančane veze).
Mozak. Uslovni i bezuslovni refleks. Učenje i pamćenje.
Kičmena moždina.
Vegetativni nervni sistem. Bolesti i poremećaji čulnog i nervnog sistema i mere prevencije.
Nervna i humoralna regulacija fizioloških funkcija.
Endokrine žlezde i hormoni (hipofiza, epifiza, štitna žlezda, paraštitne žlezde, timus, pankreas, nadbubrežne žlezde, polne žlezde; neurohumoralna regulacija seksualnog ponašanja). Povratna sprega i ritmičnost funkcija. Stres. Poremećaji u funkcionisanju endokrinih žlezda.
Osnovni principi termoregulacije.
Koža. Građa (epitelijalno, vlaknasto vezivno, masno, hrskavičavo i koštano tkivo) i derivati kože. Egzokrine žlezde. Bolesti kože, mere prevencije i higijena.
Skeletni sistem. Građa, uloga i bolesti skeletnog sistema. Mere prevencije.
Sistem organa za varenje. Osnovni principi zdrave ishrane, neurohumoralna regulacija varenja i poremećaji ishrane.
Respiratorni sistem: građa, pokreti disanja i nervna regulacija respiracije. Bolesti respiratornog sistema i mere prevencije.
Sistem organa za cirkulaciju: plućna i sistemska cirkulacija. Srce: građa i funkcija. Neurohumoralna regulacija srčane aktivnosti. Limfni sistem. Telesne tečnosti, krv i limfa. Imuni sistem. Bolesti krvnog sistema i mere prevencije.
Ekskretorni sistem. Nefron. Stvaranje mokraće. Fizičke i hemijske osobine mokraće.
Reproduktivni sistem i endokrina regulacija reproduktivne funkcije. Trudnoća i kontracepcija. Bolesti reproduktivnih organa i mere prevencije.
Značaj fizičke aktivnosti i promovisanje zdravog načina života.
Vežbe:
- Tehnika mikroskopiranja, posmatranje biljnih i životinjskih ćelija.
- Plazmoliza i deplazmoliza.
- Izolovanje fotosintetskih pigmenata.
- Gajenje biljaka u hranljivom rastvoru.
- Razlikovanje rezultata laboratorijskih analiza krvi i urina u odnosu na fiziološke vrednosti.
- Merenje kapaciteta pluća pomoću spirometra; razlike u polu, uzrastu, kondiciji (ukoliko u školi postoje uslovi); merenje frekvencije disanja čoveka (uticaj fizičkog napora).
- Mitoza, mejoza – korišćenje modela.
- Merenje potrošnje CO2 (ukoliko u školi postoje uslovi).
- Merenje krvnog pritiska i pulsa kod ljudi, uticaj fizičkog napora.
- Matematički nizovi brojeva. Fibonačijev niz, zlatni presek i zlatna spirala u biologiji – primeri.
IV razred
(3 časa nedeljno, 93 časa godišnje)
SADRŽAJI PROGRAMA
I BIOLOGIJA RAZVIĆA
Reprodukcija; tipovi razmnožavanja životinja; (gameti; jednopolni i dvopolni organizmi).
Gametogeneza.
Oplođenje, brazdanje, blastulacija, gastrulacija.
Kasne faze razvoja embriona: neurulacija, indukcija, organogeneza.
Ekstraembrionalne tvorevine amniota.
Poslembrionalno razviće: metamorfoza, regeneracija, starenje.
Individualno razviće čoveka.
II OSNOVI MOLEKULARNE BIOLOGIJE
Predmet i značaj proučavanja molekularne biologije. Nukleinske kiseline i proteini. Molekularna osnova gena i genoma.
Replikacija i mutabilnost DNK.
Transkripcija i obrada primarnog transkripta. Alternativna obrada transkripta.
Translacija. Genska ekspresija tokom razvića. Poremećaji genske ekspresije u regulaciji ćelijske reprodukcije i razvoj kancera. Uticaj kancerogena.
Odnos gena, proteina, kao genskih proizvoda, i osobina. Biohemijska osnova razvića i diferencijacija organizama.
Mogućnosti intervenisanja i menjanja naslednog materijala. Rekombinantna DNK. Genetičko inžinjerstvo.
III GENETIKA
Istorijski pregled teorija nasleđivanja osobina.
Osnovna pravila nasleđivanja (Mendelovi eksperimenti).
Tipovi nasleđivanja osobina: dominantno-recesivno, intermedijarno, kodominantno nasleđivanje, komplementarnost, epistaza, aditivnost, polno nasleđivanje.
Izvori genetičke varijabilnosti: kombinovanje gena i hromozoma, rekombinacija gena. Mutacije: genske mutacije (postanak, učestalost i posledice), promene u strukturi hromozoma (duplikacije, delecije, translokacije, inverzije), promene u broju hromozoma.
Uticaj sredine na izazivanje naslednih promena (fizički, hemijski i biološki mutageni).
Genetička determinacija polnosti.
Nasleđivanje osobina kod ljudi. Nasledne bolesti.
Genetička struktura populacija (Hardi-Vajnbergov princip).
Ukrštanje u srodstvu (stepen i koeficijent srodstva).
Genetička osnova naslednih bolesti. Kariotip. Prenatalna dijagnostika (amniocenteza, horionske čupice) i genetička savetovališta. Tretman naslednih bolesti.
IV OSNOVI EVOLUCIONE BIOLOGIJE
Teorije o nastanku života na Zemlji. Lamarkova teorija evolucije. Darvinova teorija evolucije. Savremena teorija evolucije.
Osnovni činioci evolucije: mutacije, migracije, genetički drift, prirodna selekcija.
Postanak vrsta i teorije specijacije. Koevolucija.
Veštačka selekcija i primena u hortikulturi i poljoprivredi.
Fosili. Razvoj živog sveta na geološkoj skali vremena. Izumiranje vrsta.
Osnovi antropologije. Opšte karakteristike primata, posebne morfološke karakteristike hominida, filogenija ljudske vrste. Biološka evolucija i adaptacije čoveka na život u velikim, složenim zajednicama (evolucija mozga i govora). Socijalna i kulturna evolucija čoveka.
V EKOLOGIJA, ZAŠTITA I UNAPREĐIVANjE ŽIVOTNE SREDINE I ODRŽIVI RAZVOJ
Osnovni ekološki pojmovi.
Ekološki faktori – biotički i abiotički.
Životna forma. Ekološka niša.
Osnovne karakteristike ekoloških biosistema: populacija, biocenoza, ekosistem, biosfera.
Odnos organizma i životne sredine.
Međusobni odnosi organizama u biocenozi.
Odnosi ishrane – proizvođači, potrošači, razlagači. Trofički nivoi.
Kruženje materije i proticanje energije.
Promene u prirodi pod utucajem čoveka i koncept održivog razvoja.
Pojam zagađenja, izvori i vrste zagađivanja i narušavanja životne sredine i mogućnosti zaštite. Bioindikatori zagađene sredine. Monitoring sistem.
Zaštita prirode i ugroženih vrsta. Prirodni rezervati i Crvena knjiga. Introdukcija, reintrodukcija, domestifikacija.
Vežbe:
- Modelovanje veličine genoma E. coli.
- Sekvencioniranje DNK.
- Izrada modela nukleozoma i simuliranje modifikacije histona.
- Genetička šifra – zadaci.
- Tipovi nasleđivanja osobina – zadaci.
- Rodoslovi – zadaci.
- Izrada i analiza rodoslova porodice učenika.
- Humani kariogram (izrada kariograma od fotografisanih humanih mitotičkih hromozoma).
- Populaciona genetika – Hardi-Vajnbergov princip – zadaci.
- Projektna aktivnost: timski istraživački rad vezan za problematiku ugrožavanja neposredne životne sredine uz poštovanje principa održivog razvoja.