План-конспект заняття з біологія і екологія (за підручником Андерсон О. А.) Тема: "Генетична інженерія людини".

План-конспект заняття з біологія і екологія

(за підручником Андерсон О. А.) 11 клас.

Довайте пргадаємо.

 Процес генної інженерії (на прикладі інсуліну):

1. Невеликий шматочок кругової ДНК, який називається плазмідою, витягується з бактерій або дріжджових клітин.  
2. Потім невелику ділянку вирізають із кругової плазміди рестрикційними ферментами, «молекулярними ножицями». 
3. Ген людського інсуліну вставляється в щілину в плазміді. Ця плазміда зараз генетично модифікована. 
4. Генетично модифікована плазміда вводиться в нову клітину бактерій або дріжджів.
5. Потім ця клітина швидко ділиться і починає виробляти інсулін.
6. Щоб створити велику кількість клітин, генетично модифіковані бактерії або дріжджі вирощують у великих посудинах для бродіння, які містять усі необхідні їм поживні речовини. Чим більше клітини діляться, тим більше виробляється інсуліну. 
7. Коли ферментація завершена, суміш фільтрують, щоб вивільнити інсулін.
8. Потім інсулін очищають і розфасовують у пляшки з інсуліном для розповсюдження серед хворих на діабет. 

Для чого ще використовується генна інженерія: цікаві факти?

• Першим генетично модифікованим організмом, який було створено, була бактерія в 1973 році.
• У 1974 році ті ж методики були застосовані і до мишей.
• У 1994 році були доступні перші генетично модифіковані продукти.
• Генетична інженерія має ряд корисних застосувань, включаючи наукові дослідження, сільське господарство та технології.
• У рослинах застосовується генна інженерія для підвищення стійкості, харчової цінності та швидкості росту таких культур, як картопля, помідори та рис.
• У тварин було використано розробку овець, які виробляють терапевтичний білок у своєму молоці, який можна використовувати для лікування муковісцидозу або глистів. 
•  

   Тема: Генетична інженерія людини.

   Мета:  основні напрямки застосування методів генетичної інженерії щодо людини. Користь чи небезпека у сучасній молекулярно-біологічній технології.
   Обладнання та матеріали: відео, схеми введення гена до молекули ДНК бактеріальної клітини, методики клонування шпоркової жаби,
   Базові поняття й терміни: генна інженерія, плазміди, клітинна інженерія, культура клітин, клон, клонування організмів.

   Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Структура уроку

I. Організаційний етап - 2 хв.
II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності - 4 хв.
III. Вивчення нового матеріалу - 20 хв.
IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань та вмінь учнів - 11 хв.
V. Домашнє завдання - 2 хв.
VI. Підведення підсумків уроку - 3 хв.

ХІД УРОКУ

   І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

   II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ
   Запитання до учнів  

1. Що ви чули про клонування?

2. Що таке трансплантація органів?

   Добре давайте з’ясовувати .

ІІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
   

Розповідь учителя

     Споконвіку людина бажала змінити ознаки рослин, тварин у бажаний їй бік.

Це почалося ще з тих часів, коли людина гадки не мала про гени, генетику.

Інтуїтивно шляхом гібридизації і добору було створено сучасні породи тварин і сорти рослин. Якщо раніше доводилося багато років чекати, коли з’явиться бажаний фенотип, то зараз вдається самим їх створювати. Це можливо завдяки генно- і клітинно-інженерним технологіям.

     Одним з розділів молекулярної генетики та молекулярної біології, який

знайшов найбільше практичне застосування, є генетична (генна) інженерія.

Генна інженерія – це сума методів, що дозволяють переносити гени з одного

організму в інший, або – це технологія спрямованого конструювання нових

біологічних об'єктів. Виникши на початку 70-х років, вона домоглася сьогодні великих успіхів.

Методи генної інженерії перетворять клітини бактерій, дріжджів і ссавців у«фабрики» для масштабного виробництва будь-якого білка. Це дає можливість детально аналізувати структуру і функції білків і використовувати їх в якості лікарських засобів.

      Генна інженерія «виправляє» гени таким чином, щоб отримати бажані властивості. Ці методи годяться для лікування хвороб, спричинених змінами в генах. Таким чином можна вилікувати рак.

       У людини є білок, закодований на генетичному рівні так, щоб пригнічувати здатність упізнавати та атакувати власні клітини. Оскільки при захворюванні на рак поділу піддаються власні клітини організму, імунна система їх не знищує. Якщо гени імунних клітин змінити так, щоб змусити їх атакувати ракові клітини, то з’явиться шанс на перемогу хвороби.

         Окрім раку, за допомогою генної інженерії можна лікувати і деякі інші хвороби. У 2012 році професор Дженіфер Дудна (США) запропонувала нову технологію для зміни генів — (КРИСПЕРС)  CRYSPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), що означає «короткі паліндромні повтори, регулярно розташовані групами». Технологія заснована на механізмі захисту бактерій від вірусів. Коли вірус атакує бактерію, вона створює послідовність генів, що годиться саме для цього вірусу. Потім ця послідовність разом зі спеціальним білком прикріплюється до ДНК вірусу і замінює її — щоб нейтралізувати вірус.

За таким принципом можна створювати генетичну послідовність, щоб змінювати ділянки ДНК людини. Значення цієї технології в тому, що можна виправляти генетичні «збої» раніше, ніж розвинеться хвороба. Таким же чином технологія (КРИСПЕРС) CRYSPR зможе вилікувати й інші генетичні хвороби.

У червні 2017 року китайські вчені вперше відредагували гени людини, щоб позбавити від спадкового захворювання крові. Може скластися враження, що вчені можуть тепер запрограмувати ген ембріонів. Але насправді це не зовсім так. Технологія може змінювати гени, але потрібно ще попрацювати над точністю: високим є ризик випадково змінити не ту ділянку ДНК.

Методи, якими працюють на тваринах і рослинах, не в повній мірі годяться для людини. Частина отриманих організмів нежиттєздатні, частина має «неті» ознаки, і їх просто відбраковують.

Руханка

Користь чи небезпека. Сучасні молекулярно-біологічні технології дозволяють проводити практично будь-яку генну модифікацію будь-яких клітин. Головною проблемою є знайти, яку ділянку ДНК яким чином змінити. Наука накопичила чимало відомостей стосовно генних хвороб людини або алелів, що значною мірою зумовлюють уразливість організму до тих чи інших хвороб. Звісно, заміна дефектного алеля гена на нормальний має розв'язати проблему хвороби чи схильності до неї. У технічному сенсі біологія готова до тестування таких методик, але втручання в геном може мати непередбачувані наслідки, у тому числі й у довготривалій перспективі. Тому ці дослідження проводять дуже зважено, а в окремих випадках навіть забороняють. Визначити межу між потенційними користю й небезпекою наукового пошуку, зокрема в галузі генетичної інженерії людини покликана біоетика. Виконати це завдання виключно науковим способом неможливо, проте задля свого розвитку людство конче має це зробити.

Відео.

   IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ УЧНІВ
     Самостійна робота учнів

   Дати відповіді на запитання

•  1. Окресліть напрями застосування щодо людини методів генетичної інженерії.
• 2. Схарактеризуйте можливості лікування хвороб, що їх надає генетична модифікація клітин людини.
• 3. Висловіть судження про можливість застосування методів генетичної інженерії щодо людини.

Письмово відповісти на запитання 3. Фото з виконаною роботою надіслати мені в особисті повідомлення.

   V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
   Вивчити матеріал § 47 підручника. Виконати тестові завдання на тему: «Генетична інженерія людини».

   VI. ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

Висновок: Ге́нна інжене́рія — це біотехнологічна сукупність прийомів, методів і технологій одержання рекомбінантних РНК і ДНК, виділення генів з організму (клітин), здійснення маніпуляцій з генами і введення їх в інші організми.

Технологія редагування генома CRISPR-Cas9 викликала великий ажіотаж у галузі геномної інженерії та генної терапії, коли її вперше описали як інструмент редагування в 2012 році, і за останні роки вона досягла вражаючого прогресу. Дослідники зараз широко використовують (КРИСПЕРС) CRISPR для маніпулювання геномом для різноманітних застосувань,