План-конспект заняття з біологія і екологія Тема: "Генетична інженерія в сучасній селекції"

План-конспект заняття з біологія і екологія (за підручником Андерсон О. А.) для учнів 11 класу.

Тема: Генетична інженерія в сучасній селекції

Мета: ознайомити учнів з поняттям «генетично-модифіковані організми»; з перевагами та можливими ризиками використання генетично-модифікованих організмів; розвивати в учнів пам’ять, увагу і мислення.

Обладнання та матеріали: підручники, таблиці, презентації.

Тип уроку: комбінований.

Хід уроку

І. Організаційний момент

   Привітання учнів, перевірка їх готовності до уроку.

ІІ. Перевірка домашнього завдання та актуалізація опорних знань.

Повторення

1. Селекція - це наука, завдання якої - вивчення методів створення нових і поліпшення існуючих сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів із цінними для людини ознаками та властивостями. Сортом і породою називають стійку популяцію організмів одного виду, що штучно створені та мають подібні морфологічні, фізіологічні, біохімічні й господарські ознаки. 

2. В результаті селекційного процесу створено велику кількість сортів сільськогосподарських рослин і порід свійських тварин, штамів мікроорганізмів.

Найвідомішими прикладами міжвидових гібридів є:

•    тритікале — пшенично-житній гібрид;
•    культурна слива — гібрид аличі і терену;
•    бістер — гібрид білуги і стерляді;
•    мул — гібрид кобили та осла;
•    ішак — гібрид ослиці та коня;
•    нар — гібрид двогорбого та одногорбого верблюдів;

ІІІ Вивчення нового матеріалу.

Запитання до учнів:

Слово вчителя

– Що ж таке генетично модифіковані організми? Спробуємо знайти відповідь на це питання на сьогоднішньому уроці.

• Поняття генетично модифікованих організмів. Методи генетичної інженерії вможливили створення генетично модифікованих організмів.
• Генетично модифіковані організми (ГМО) - це організми, генотип яких було змінено за допомогою методів генетичної інженерії, тобто внесення скерованих змін у структуру ДНК.

 Така зміна може полягати в інактивації певних генів, уключенні в геном генів інших видів тощо. В останньому випадку отримані організми називають трансгенними. Скерованість унесених змін є ключовою відмінністю генетичної інженерії від традиційної селекції або штучного мутагенезу. Найпоширенішим методом генетичної інженерії є перенесення спадкової інформації за допомогою векторів, тобто агентів, які можуть проникати в клітину. Векторами найчастіше слугують віруси та плазміди (рис. 210). Також існує метод перебудови геномів організмів, що передбачає побудову штучних хромосом. На відміну від плазмід та вірусів, такі вектори можуть містити набагато більше генів. Конструювання генетичних векторів з необхідними нуклеотидними послідовностями ще недавно здавалося фантастикою або дуже віддаленою перспективою, а нині це рутинна процедура.

Рис. 210. Етапи створення генетично модифікованої бактерії

Людина використовує ГМО різних груп. Генетично змінені бактерії використовують у біотехнологічних процесах. Наприклад, мікробіологічний синтез забезпечує більшу частину медичних потреб людства в інсуліні: його переважно синтезують за допомогою кишкової палички або дріжджів.

Такий спосіб дешевший, простіший і гуманніший, аніж виділення інсуліну з підшлункових залоз тварин. Генетично модифіковані мікроорганізми слугують для отримання антитіл, гормонів, антибіотиків, вітамінів тощо.

ГМО та селекція. Першими генетично модифікованими рослинами, дозволеними для вживання в їжу, були FlavrSavr (Flavour Saver) томати. Свого часу імпортери помідорів мали проблеми з його перевезенням, адже овочі втрачали свій привабливий вигляд, особливо шкірка. Щоб виправити ситуацію генна інженерія запропонувала цікаве рішення — пересадити у ДНК помідорів ген... черепахи. Результатом такого “поєднання” став помідор, шкірка якого була твердіша і менше зазнавала пошкоджень. Це яскравий приклад того, для чого модифікують ті чи інші продукти — в першу чергу, щоб отримати економічний зиск. ГМО не варто плутати з селекцією. Прищепити гілку груші до яблуні чи вивести новий сорт слив — це не генна інженерія, а результат тривалої і кропіткої праці біологів.

Нині трансгенні рослини вирощують у 25 країнах, де проживає 3,6 млрд, або 54 % світового населення. Найбільше вирощують генетично модифіковану сою, кукурудзу та бавовну. Основними напрямами генетичної модифікації культурних рослин є вироблення стійкості до гербіцидів і паразитів, збільшення врожайності, підвищення вмісту корисних сполук (рис. 211). Одним з поширених варіантів генетичної модифікації рослин є введення в їхній генотип гену стійкості до гербіциду гліфосату. На оброблених ним полях залишаються лише стійкі культурні генетично модифіковані рослини.

Генетично модифікованих тварин також уживають у їжу. Першою схваленою ГМО розробкою був лосось (АКВА АДВАНТЕДЖ) AquAdvantage. Основою його був атлантичний лосось, якому замінили ген-регулятор гормону росту. Це призвело до того, що риба стала рости протягом усього року, а не лише навесні та влітку, як це відбувається в природі. Унаслідок цього лосось виростає за 16-18 місяців, а не за три роки.

Слово вчителя

Проблема генно-модифікованих організмів не перестає тривожити розум, як учених, так і простих людей. Це пов'язано з тим, що їхній вплив на організм людини ще мало вивчено. Компанії, що виробляють генно-модифіковані продукти досить жорстко пропонують їх до реалізації, прагнучи виправдати свої дії турботою про все людство.

Адже, на думку виробників, такі продукти здатні врятувати все населення планети від неминучого голоду, який рано чи пізно настане.

Відкриття генно-модифікованих організмів (ГМО) - це ще один крок у справі перемоги людини над природою. Адже можливість створення нових організмів з таким набором генів, який ніколи раніше не зустрічався у природі, дозволяють вченим «виробляти» нові види тварин і рослин в лабораторних умовах, тобто взяти процес еволюції фактично під свій контроль.

Величезна кількість людей на планеті щодня вживають в їжу продукти, що містять ГМО. Але до цих пір немає чіткої відповіді на питання: чи так безпечні такі продукти? Який вплив ГМО на організм людини? Або може бути дійсно не варто турбуватися з цього приводу? Обговорення цих питань триває вже більше 10 років, але чітких відповідей і єдиної думки серед вчених усього світу так і не спостерігається.

Розробники ГМО дотримуються жорстких правил контролю, що запобігають потраплянню таких організмів у природу, а також тестують виготовлені продукти на безпечність. Наразі не існує жодних науково обґрунтованих фактів стосовно небезпеки ГМО або виготовлених з них продуктів.

Рис. 211. Пагони двох рослин арахісу під впливом личинок одного з видів вогнівок

Зліва - звичайна рослина, справа - генетично модифікована рослина, у генотип якої було внесено ген однієї з бактерій, що кодує токсичний для деяких комах білок.

Порівняйте рослини, зробіть висновок стосовно ролі описаної генної модифікації для формування стійкості рослини до поїдання. Як це позначиться на врожайності?

ІV. Закріплення знань учнів.

Відео.

• 1. Дайте означення поняття генетично модифікований організм. це організми, генотип яких було змінено за допомогою методів генетичної інженерії, тобто внесення скерованих змін у структуру ДНК.
• 2. Що таке вектори?  ( це - агенти, які можуть проникати в клітину. Векторами найчастіше слугують віруси та плазміни.
• 3. Опишіть етапи створення генетично модифікованої бактерії. Основні етапи створення ГМО:

1. Отримання ізольованого гена.

2. Введення гена у ДНК-вектор.

3. Перенесення вектора з геном в організм, що модифікують (процес трансформації).

4. Експресія генів у трансформованій клітині.

5.Відбір (селекція) трансформованого біологічного матеріалу (клону) від нетрансформованого.

4. Наведіть приклади використання трансгенних організмів.?

5. Висловіть власне ставлення до проблеми використання ГМО.?

V. Домашнє завдання.

Читати п. 45. Виконати тестові завдання.