Презентація з біології - "Основні напрями сучасної біотехнології"

Тема уроку: Основні напрями сучасної біотехнології.

Мета: Навчальна: сформувати в учнів знання про завдання та напрямки сучасної біотехнології; ознайомити з можливостями використання трансгенних організмів; акцентувати увагу на необхідності обережного ставлення до використання продуктів, що виробляються з ГМО; вчити порівнювати класичні методи селекції з біотехнологічними; Розвиваюча: розвивати уміння користуватися різними джерелами інформації та оцінювати достовірність біологічної інформації; розвивати інтелектуальні і творчі здібності учнів, критичне мислення; сприяти підвищенню інтересу до сучасної біологічної науки; Виховна: виховувати ціннісне ставлення до власного здоров’я та здоров’я інших людей; сприяти виробленню учнями особистої оцінки можливостей позитивних і негативних наслідків застосування досягнень біотехнології.

Завдання уроку: Продемонструвати основні напрямки біотехнологічних технологій в сучасній біологічній науці; Розкрити практичне значення біотехнологічних знань для людини в житті та професійній діяльності. Формувати науковий світогляд. Моральне виховання. Розвиток умінь виділяти головне (з розповіді викладача), розвиток навиків самостійної роботи та пізнавального інтересу (при підготовці виступів, проведенні досліджень).

Американський психолог Дейл Карнегі у своїй книзі «Как приобрести друзей и оказывать влияние на людей» описує багато різних емоцій. Ось одна з них: «Вона нічого не варта, та багато дає. Вона збагачує тих, хто її отримує, і не робить біднішим тих, хто її дарує. Вона триває мить, а в пам’яті, часом, залишається назавжди. Ніхто не багатий настільки, щоб обійтися без неї, і не має такого бідняка, що не став би від неї багатшим. Її неможливо купити, випросити, позичити чи вкрасти, бо сама по собі вона нічого не варта, поки ви її не віддали!»

Вправа «Посмішка»

Вправа «Світлофор»

1. Селекція — це процес одомашнення тварин. 2. Сорт — поняття, яке стосується рослин. Комплекс заходів, спрямованих на перевірку відповідності властивостей тих чи інших порід або сортів умовам певної кліматичної зони, районування. 4. Чиста лінія – це організми вирощені з однієї клітини. 5. Масовий добір – це форма добору, яку потрібно застосовувати для отримання чистих ліній. 6. У селекції мікроорганізмів зазвичай не застосовують методів штучного мутагенезу. 7. Генетика – це наука про спадковість організмів. 8. ГМО – це генномодифіковані організми. 9. Мутації – зміни генетичного матеріалу. 10. Мутації проявляються в фенотипі.

Взаємоопитування учнів за термінами теми: гібрид, ген, гетерозис, порода, сорт, штам, поліплоїдія, геном, генотип, мутація.

ХХІ сторіччя визначено як сторіччя біології. Біологічні об’єкти представляють широкий простір для науковців. Жива природа має незчисленні запаси позитивних якостей, які можна використати на благо людства та самої природи. Екологічно чисті продукти не забруднюють навколишнє середовище, біотехнологічні засоби утворення енергії не отруюють світ, вторинна переробка сировини дозволяє вичистити Землю від сміття. Про що йдеться? ПРО БІОТЕХНОЛОГІЮ

Де у щоденному житті ми зустрічаємося з біотехнологією?

Епіграф уроку: «Будь які втручання людини в природу мають різні наслідки, деякі з них непередбачувані» (Т. Хардін)

Прийом «Фантастична добавка»

Проблемне запитання: Що вам, як продавцям, потрібно знати про біотехнологію?

План 1. Основні напрямки біотехнології. 2. Генна інженерія. 3. Клітинна інженерія.

З давніх часів відомі біотехнологічні процеси у практики людини. До них відносяться: випічка, виноробство, пивоваріння, приготування їжі, кисломолочних продуктів, тощо. Наші предки не знали про сутність процесів, що лежать в основі такої технології, але протягом тисяч років використанням методу проб і помилок, покращили їх. Лише в 19 столітті було виявлено біологічну природу цих процесів через відкриття Л. Пастера . Його роботи сталі основою для розвитку галузей, в яких використовуються різні види мікроорганізмів. У першій половині ХХ століття були застосовані мікробіологічні процеси для промислового виробництва ацетону і бутанолу, антибіотиків, вітамінів, органічних кислот, білкових кормів. Успіхи, які були досягнуті в другій половині 20 століття в галузі молекулярної біології, біохімії, цитологія та генетики, створили передумову для управління елементарними механізмами життєдіяльності клітини, що сприяло бурхливому розвитку біотехнологій. Завдяки селекції високопродуктивних штамів мікроорганізмів,ефективність біотехнологічних процесів збільшилася у десятки та сотні разів.

Напрямки сучасної біотехнології Генетична (генна) Клітинна інженерія інженерія

Одне з найбільш захопливих застосувань генетики – так звана генна інженерія. Вона надає людству великі можливості, хоча може створювати й проблеми. Розвиток цієї галузі біології став можливим завдяки великим науковим досягненням другої половини XX століття. Разом з біотехнологією генна інженерія складає сьогодні важливу область економічної діяльності людини. Це науки, які дивляться у майбутнє людства. Можливо, саме їм у майбутньому доведеться вирішувати одну з найглобальніших проблем людської цивілізації - проблему подолання численних хвороб та протистояння соціальному лиху XXI століття – голоду.

Суть генної інженерії полягає в штучному створенні генів з конкретними необхідними для людини властивостями і введення його у відповідну клітину – створення “штучної” бактерії. Багато спеціалістів, що працюють в області нових методів розведення сільськогосподарських тварин, вважають, що вже в найближчий час генна інженерія, пов’язана з пересадкою генів, стане наймогутнішим методом отримання тварин з необхідними властивостями.

Засоби генної інженерії дозволяють виділяти необхідний ген и вводити його в нове генетичне оточення з метою утворення організму с новими запланованими ознаками. Методи генної інженерії залишаються ще дуже складними та потребують багато коштів. Але вже сьогодні з їхній допомогою в промисловості добувають такі важливі медичні препарати, як інтерферон, гормони росту, інсулін та ін. Селекція мікроорганізмів є важливішим напрямом в біотехнології. Розвиток біоніки дозволяє ефективно застосовувати біологічні методи для розв'язання інженерних задач , використовувати досвіт живої природи в різних галузях техніки.

Приватна американська компанія Лайфстайл Петс вивела за допомогою генної інженерії нову породу кішок, яка своїм благородним виглядом нагадує староєгипетський сфінкс. Ціна особини встановлена в 21 тис. доларів.

Стійкість до шкідників (ген ендотоксину, безпечний для людини, але небезпечний для комах) - замість пестицидів!

Поліпшення якості харчових продуктів (багато рослин не містять деяких незамінних амінокислот (особливо лізину) і вітамінів; деякі речовини у нас не засвоюються (наприклад, рослинне залізо ні в якому вигляді у людини не засвоюється)). Одержаний рис, що володіє всіма цими якостями.

GFP (green fluorescent protein) - дозволяє стежити за долею білка: в клітині в організмі - І ... вийти за межа дозволу світлового мікроскопа! Молекулярно-біологічні методи (вивчення взаємодії білків, нуклеїнових кислот, регулювання, виділення і очищення білків і т.д.). Ліки проти вірусів (наприклад, проти СНІДу!) На основі активації апоптозу вірусними протеазами.

Генна терапія (гермінальних, соматична).

Для краси…

І багато іншого…

Застосування генної інженерії одержання трансгенних організмів – організмів, що містять гени, чужорідні для даного виду організмів. Тобто, одним організмам пересаджують гени від інших організмів. Так створюються ГМО (генетично модифіковані організми) – живі організми, змінені завдяки генно-інженерним маніпуляціям.

Те, що трансгенні організми є важливими для вивчення фундаментальних законів життя, - це зрозуміло. Але, здавалося б, до тих пір, поки ці закони недостатньо вивчені, навіщо так ризикувати й навіщо впроваджувати генетично модифіковані організми в такі прямо пов’язані з людиною області, як медицина та сільське господарство?

Якщо у світі народжуваність збереже свої теперішні темпи, то через кілька десятків років населення земної кулі збільшиться на кілька мільярдів. Проблема голоду постане перед людством у глобальному масштабі. І попередити цю ситуацію покликане створення ГМ-культур.

Сьогодні у 120 видів рослин існують трансгенні форми. Дозволено використання трансгенної сої, кукурудзи, бавовника, рапсу, картоплі, томатів, буряків, гарбуза, тютюну, льону. Закінчуються досліди по впровадженню трансгенних рису та пшениці. Трансгенними сортами картоплі, стійкими проти колорадського жука, є сорти Атлантик і Новий лист. Вирощують також трансгенні сорти помідорів – Жираф і Шедевр-1 і 2, виведені українським вченим Рудасом. У генотип помідора введено ген, який зумовлює поступове дозрівання плодів. Кукурудза – культура, яка дала найбільшу кількість трансгенних сортів.

Сьогодні в багатьох країнах, в тому числі й розвинутих, широко використовуються культури, які мають в своєму хромосомному наборі чужорідні гени. Трансгенні рослини вирощуються в одинадцяти країнах світу – США, Китаї, Аргентині, Канаді, Австралії, Мексиці, Іспанії, Франції, Південній Африці, Португалії та Румунії. Лідером за площами, засіяними ГМ- культурами, є США. В цій країні вирощується і використовується 66% всіх трансгенних культур. За нею йдуть Аргентина, Канада, Бразилія і Китай. На ці п’ять країн припадає 99% загальної площі вирощування генетично модифікованих рослин.

В 1999 році Україна спробувала впровадити деякі трансгенні культури, але на даний момент промислового використання цих культур немає. Підприємці і уряд України намагаються, щоб такі культури, як трансгенна картопля сортів Атлантик, Новий лист, генетично модифікована кукурудза корпорації “ Монсарто” не потрапили на ринок України. Але вже зараз Україна імпортує продукцію компаній, які використовують трансгенні культури. Це і компанія Coca- Cola, і Nestle, і McDonald”s, Cadbury, PepsiCo. Більшість питань, які викликають заборону на ввіз та використання ГМ-культур, викликані економічними та політичними причинами.

У світі вже зареєстровано кілька десятків їстівних трансгенних рослин. Це сорти сої, риса и цукрового буряка, стійких до гербіцидів; кукурудзи, стійкої до гербіцидів та шкідників; картоплі, стійкої до колорадського жука; кабачків, які зовсім не містять кісточок; помідорів, бананів и динь с подовженим строком збереження; рапсу та сої із зміненим жирокислотним складом; риса с підвищеним вмістом вітаміну А. Генетично модернізовані джерела можуть зустрічатися в ковбасі, сосисках, м'ясних консервах, пельменях, сирі, йогуртах, дитячому харчуванні, кашах, шоколаді, конфетках, морозиві.

Перелік продуктів, де можуть бути генетично змінені продукти: Рибофлавины Е 101, Е 101А, карамель Е 150, ксантан Е 415, лецитин Е 322, Е 153, Е160d, Е 161с, Е 308q, Е 471, Е 472f, Е 473, Е 475, Е 476b, Е 477, Е 479а, Е 570, Е 572,Е 573, Е 620, Е 621, Е 622, Е 623, Е 623, Е 624, Е 625. Генно - модифіковані продукти: шоколад Fruit Nut, Kit-kat, Milky Way, Twix; напитки: Nesquik, Coca-Cola, Sprite, Pepsi, чипсы Pringles, йогурт Danon. Генетично змінені продукти виробляють такі компанії як: Новартиc (Novartis), Монсанто (Monsanto)-нова назва компании Фармация (Pharmacia), куди входить і Кока-кола, а також Нестле (Nestle), Данон (Danone), Хенц, Хипп, Юниливер (Uniliver), Юнайтид Бисквитс (United Biscuits), ресторани Мак-Доналдс (Mac-Donalds). У світі не зареєстровано ані одного факту, що трансгенна рослина надала шкоду людині. Але пильності утрачати не слід – поки не вияснено, чи впливають ці рослини на потомство, чи не забруднюють вони оточуюче середовище.

+ Позитивні: спрощення технологій вирощування с/г культур; + відсутність забруднення навколишнього середовища пестицидами та отрутохімікатами; + значне підвищення врожайності за рахунок зниження шкідливих впливів комах та мікроорганізмів; + зниження енергозатрат, собівартості, а звідси й цін на продукти харчування. - Негативні: ГМ-рослини чи тварини являють собою певний ризик, адже невідомо, як вони виявлять себе в екосистемах; - генетично змінені організми, які з’являються випадково, можуть перетворитися в носіїв нових хвороб; - безконтрольний перенос чужорідних генів з трансгенних організмів у природні може призвести до активації раніше невідомих або утворення нових патогенів.

Вправа «Думка» ??? Що може принести генетична інженерія на благо людства?

Міні-дебати «Генетично модифіковані організми і продукти харчування: за і проти»

Клітинна (тканинна) інженерія - галузь біотехнології, у якій застосовують методи виділення клітин з організму і перенесення на штучні поживні середовища, де продовжується їх життєдіяльність. Це дозволяє отримувати соматичні клітини різних видів, створення культурних клітин для отримання цінних речовин (м'ясо, сало, женьшень)

Все більш розповсюджується метод вегетативного розмноження сільськогосподарських рослин культурою тканин. Він встає на промислову основу. Це дозволяє не тільки швидко розмножувати нові перспективні сорти рослин, але й получати незаражений вірусами посадковий матеріал.

Клонування — процес створення ідентичних копій (тиражування) організмів або інших об'єктів у біології.

??? Погляди лікарів на можливість застосування нових біотехнологій у медицині? Клонування організмів – з незаплідненої яйцеклітини видаляють ядро і пересаджують ядро соматичної клітини іншої особини. Таку штучну зиготу пересаджують у матку самки, де розвивається ембріон. Значення методу: можна одержати від цінних за своїми якостями плідників, необмежену кількість потомків, які є їхньою точною генетичною копією

??? Що несе людству можливість клонування вищих тварин і самої людини:розв’язання раніше безнадійних проблем чи порушення віками встановлених норм моралі? ??? А як до цієї проблеми ставиться християнський світ і віруючі люди.

Вправа «Клонування»

Вправа «Займи позицію»

Ситуаційні задачі

Вправа «За і проти клонування» (аналіз анкет)

Вправа «Незакінчене речення» 1. На сьогоднішньому уроці для мене найбільш важливим відкриттям було… 2. Знання, отримані на уроці, в майбутньому використаю…

Повідомлення домашнього завдання Опрацювати опорний конспект, вміти пояснювати основні питання теми. Знайдіть відповідь на питання: - «Чи можна за допомогою продуктів, виготовлених з деревини, отримати яловичину, свинину, курятину чи яйця домашньої птиці і яким способом?» написати міні-есе на тему: «Кривий Ріг через 150 років», поклавши в основу новітні біотехнологічні дослідження; підготувати повідомлення про досягнення біотехнології в Україні, проаналізувавши джерело інформації та висловивши своє ставлення до цього.