Автор розробки: Петренко Ольга Олександрівна 

Тема заняття: Біотехнології в агросфері

Вид заняття: комбінований урок

ОЧІКУВАНИЙ РЕЗУЛЬТАТ

Знаннєвий компонент: Учень (учениця): називає:

-  завдання сучасної біотехнології; наводить приклади:

-  речовин (продукції), які одержують методами  генної інженерії; характеризує: 

-  генну інженерію;

-  можливості сучасної біотехнології.

Діяльнісний компонент:  пояснює:

- 

можливості використання трансгенних організмів;  обґрунтовує:

-  необхідність обережного ставлення до втілення продуктів від генетично модифікованих організмів.

Оцінно-ціннісний компонент:  застосовує знання:

-  для оцінки можливих позитивних і негативних наслідків застосування сучасних біотехнологій; - про роль досягнень біотехнології у житті й господарській діяльності людини.

РЕСУРСИ ДО ЗАНЯТТЯ: підручники, мультимедійна презентація, комп’ютер, проектор, дидактичний матеріал (опорний конспект).

1. МОТИВАЦІЙНИЙ СТАРТ 

Інтерактивна вправа «Розкажи про свій настрій».

Фронтальна бесіда: «Пригадайте та дайте визначення поняттю «біотехнологія». (відповіді учнів)

Вправа «Відтвори шпаргалку».

- На уроках біології  ми також познайомилися з історією відкриття біотехнології як науки і домашнім завданням було заповнити таблицю, що ми зараз і перевіримо. І так, ми маємо пусті комірки які потрібно відтворити. Уявімо що ви написали шпаргалку на урок, але по дорозі на заняття потрапили під дощ і частина її розмилася. Відтворіть її.

«Етапи становлення біотехнології»

Учені	Рік	Досягнення
Луи Пастер	Середина 19 сторіччя	Розкрив мікробну природу бродіння, довів можливість життя у безкисневих умовах, експериментально спростував уявлення про самовільне зародження
		живих істот, створив наукові основи вакцинопрофілактики і вакцинотерапії, запропонував метод стерилізації, названий його ім'ям, - пастеризацією тощо.
Карл Ереки	1919	Вперше використав термін «біотехнологія» для позначення процесів, в яких продукти отримують за допомогою живих організмів
Френсіс Крік,  Джеймс Уотсон	1953	Встановлення структури ДНК
Пол Берг	1972	Створив, разом із науковими співробітниками  першу рекомбіновану (гибрідну) молекулу ДНК.

 

Прийом «Фантастична добавка»

-Учені передбачають, що через 20 років ми зможемо легко відключати гени, які сприяють старінню та розвитку захворювань, наприклад, ген інсулінового рецептора, який відповідає за розростання жирових клітин. Будемо добавляти гени, які захистять від раку та хвороб серця – головних вбивць людства. З’явиться можливість вирощувати нові органи зі стовбурових клітин, взятих із нашої власної шкіри. Нам стане посильно омолоджувати окремі органи, поступово замінюючи старіючі дефектні клітини новими, які містять нашу власну ДНК. Кожен рік буде відкривати для нас нові можливості омолоджування, і так, поступово, людство відкриє секрети довголіття.

-Якими шляхами це можливо? (обговорення)

-Одна із таких перспектив – біотехнологія. Багатьма науковцями світу ХХІ століття назване «золотим століттям» генетики та біотехнології. Ми щодня маємо справи з біотехнологічними продуктами: дріжджовий хліб, пиво, вино, кефір, ліки тощо. Біотехнологія – не просто наука, а й дуже велика й важлива сфера людської діяльності, яка має масу аспектів і визначає нині науково-технічний прогрес. Їй присвячується сьогоднішній урок.

Проблемне питання.

-Протягом уроку  ми  будемо шукати відповідь на запитання: «Генетична модифікація організмів – панацея для людства чи скринька Пандори?» Сьогодні ми з’ясуємо, що розуміють під біотехнологіями, коли вони почали виникати та активно застосовуватися, і найголовніше, які ж сучасні напрямки біотехнологій розвиваються та які перспективи вони створюють.

 

2.

ІНФОРМАЦІЙНА СЕСІЯ

План

1.Біотехнологія у сільському господарстві

2.Генна інженерія – клонування

3.Генетично модифіковані організми

 

Коуч-інструмент  «Шкала успіху».

-Перш ніж розпочати вивчення нового матеріалу, давайте пригадаємо що ми вже знаємо з даної теми.

 

 

-Якщо уявити собі, що вершина знань  - це цифра 10, а найнижче  стоїть 1, то спробуйте визначити на шкалі від 1 до 10 той рівень, на якому ви зараз знаходитесь.

1. Біотехнологія у сільському господарстві

-Біотехнологія у сільському господарстві полегшує традиційні методи селекції рослин і тварин і розробляє нові технології, що дозволяють підвищити ефективність сільського господарства. У багатьох країнах методами генетичної і клітинної інженерії створені високопродуктивні і стійкі до шкідників, хвороб, гербіцидів сорти сільськогосподарських рослин. Розроблена техніка оздоровлення рослин від накопичених інфекцій, що особливо важливо для культур, які розмножуються вегетативно (картопля й ін.).  

Одна з найважливіших проблем біотехнології в усьому світі це дослідження можливості керування процесом азотфіксації, зокрема можливість уведення генів азотфіксації у геном корисних рослин, а також керування процесом фотосинтезу. Досліджується поліпшення амінокислотного складу рослинних білків. Розробляються нові регулятори росту рослин, мікробіологічні засоби захисту рослин від хвороб і шкідників, бактеріальні добрива. Генноінженерні вакцини, сироватки, антитіла використовують для профілактики, діагностики і терапії основних хвороб у тваринництві. У створенні ефективніших технологій племінної справи застосовують генно-інженерний гормон росту, а також техніку трансплантації і мікроманіпуляцій на ембріонах домашніх тварин. Для підвищення продуктивності тварин використовують кормовий білок, отриманий мікробіологічним синтезом.

-На ваших столах знаходяться опорні конспекти, зараз з них ви запишете, яку саме роль відіграє біотехнологія в сільському господарстві.

-Отже, з першим питанням ми розібралися, хто може сказати  чи важлива біотехнологія для сільського господарства? Переходимо до другого питання.

2. Генна інженерія - клонування

Суть генної інженерії полягає в штучному створенні (хімічний синтез, перекомбінації відомих структур) генів з конкретними необхідними для людини властивостями й уведенні його у відповідну клітину (на сьогодні це частіше за все бактеріальні клітини, наприклад кишкова паличка) — створення «штучної» бактерії — лабораторії з виготовлення необхідного для людини продукту. Напрямком генної інженерії є клонування. 

Над даним питанням працювала творча група, надаємо слово нашим дослідникам.

Повідомлення учнів. 5 липня 1996 року — день народження найвідомішої вівці на ім’я Доллі. Її поява на світ символізувала видатний прорив у сфері біотехнології: вівця була зачата не внаслідок злиття яйцеклітини та сперматозоїда, а шляхом введення ядра з клітини молочної залози дорослої вівці в незапліднену яйцеклітину без ядра. Таким чином Доллі мала гени, ідентичні генам донора ядра, тобто була клоном. 

Народження Доллі також стало початком для всіляких наукових, етичних і релігійних дискусій щодо можливостей подальшого клонування людини й допустимості введення клонування в практику.

Під час штучного клонування використовуються ядра з клітин дорослого організму. На сьогодні вдалося успішно клонувати карпа, пацюка, мишу, вівцю, бика, мула, коня, собаку.  Уявлення людей про клонування дуже сильно спотворені під дією кінематографа. Деякі люди серйозно вважають, що клонування — це коли в якусь «чарівну» скриньку заходить одна людина, а виходить двоє однакових, до того ж в однакових костюмах. Сюжети голлівудських фільмів, на зразок картини «Шостий день», мають дуже мало спільного з реальністю. Клон повинна виношувати матір протягом дев’яти місяців. Народиться клон аж ніяк не дорослим йому належить рости, як і будь-якій дитині. Клон не володітиме пам’яттю або навичками свого генетичного батька — ця інформація передається через нашу культуру, а не через гени.

Використання техніки клонування перспективне у тваринництві. Від будь-якої тварини, яка має цінні продуктивні властивості, можна отримати численні генетично ідентичні копії з тими ж властивостями.

-Як ви зрозуміли клонування ще не досконало вивчене тому є аргументи за і проти нього. За і проти клонування 

Вже відомо, що, принаймні, 8 дослідних груп по всьому світу працюють над клонуванням людини. Все більше і більше країн "дають законодавчу згоду" на клонування, в основному в терапевтичних цілях, незважаючи на активний протест Ватикану та міжнародні акти, які забороняють клонування людини.           

Вівця Доллі прожила шість років, удвічі менше, ніж у середньому живуть вівці її породи, однак померла вона не від старості, а від раку легень, викликаним ретровірусом —це  дуже поширене для овець захворювання. Ніяких фізіологічних ознак старіння у Доллі виявлено не було. Вона залишила потомство з шести здорових ягнят. Нині немає підстав вважати, що клони швидше старіють або хворіють частіше. Можливо, ми дізнаємося про проблеми в майбутньому, коли клонованих тварин стане більше.

Таким чином, з'явиться можливість для вирощування потрібних клітин або типів тканин для трансплантатів. І одного дня стане можливо вирощувати нейрони для заміни нервових клітин у мозку, що гине від хвороби Паркінсона, вирощувати шкіру для лікування опіків або панкреатичні клітини для вироблення інсуліну діабетикам. 

Етичні та моральні аспекти проблеми клонування людини не можуть залишити байдужим жодну людину. Зростає кількість країн, що забороняють проведення подібних експериментів на своїй території. 

Думка про непотрібність і неприпустимість технології клонування висловив професор Інституту молекулярної біології РАН Олександр Зеленін. "У середньому зі ста маніпуляцій над тваринами тільки один випадок закінчується появою на світ нормального клонованого організму", - нагадав він. Такий низький відсоток пояснюється неповним збереженням геному дорослої клітини, яку використовують для пересадки. "Якщо це дійсно так, тоді це накладає на досліди над людиною теоретичну, принципову заборону", - підкреслив професор. 

Позитивною стороною клонування  на сьогодні є  створення і розмноження за малий проміжок часу клонів трансгенних сільськогосподарських тварин (овець, корів, свиней).

-Отже, клонування - це добре чи погано? У кожної людини своя думка на цей рахунок.  Науковцям  потрібно, щоб наука розвивалася далі. Вони будуть ставити свої досліди навіть незважаючи на заборони. 

Медики виступають за терапевтичне клонування - адже це допоможе надати реальну допомогу людині і врятувати їй життя. 

Представники майже всіх конфесій проти клонування взагалі, тому що вони стверджують, що людина не може творити подібно до Бога. 

Я вважаю, що наука, звичайно, повинна розвиватися, але біоетичні принципи повинні бути обов'язково дотримані. Всі досягнення науки повинні бути використані на благо людини.

-На закріплення всього почутого давайте подивимся відео сюжет.

3. Генетично модифіковані організми.

-Переходимо до розгляду 3 питання над яким у нас працювала 2-га експертна група. Отже, питання звучить так: «Генетично модифіковані організми».   

Генетично модифікований організм (ГМО) — це організм, генотип якого було змінено за допомогою методів генної інженерії. Генетична модифікація відрізняється від природного та штучного мутагенезу саме направленою зміною генотипу. При цьому генетичний матеріал переносять з одного організму в інший, використовуючи технологію рекомбінантних ДНК. Якщо при цьому ДНК, яку переносять, походить з іншого виду, отримані організми називають трансгенними.

Українська зернова компанія попросила керівництво країни дозволити використання в Україні насіння генетично модифікованих сільськогосподарських культур, які пройшли перевірку в США та Євросоюзі.

       За словами президента компанії Володимира Клименко, Україна не має можливості проводити власні дослідження ГМ-насіння, оскільки для цього необхідні десятки років та колосальні інвестиції. Тому, правильним кроком на його думку, буде використати досвід цих країн, де подібні дослідження проводяться уже давно, а на таку продукцію є попит.

Діюче законодавство забороняє будь які операції, пов’язані з ГМО-вмісною продукцією, включаючи обіг, транспортування, зберігання та продаж. Недивлячись на це, сьогодні третина кукурудзи та 70% соєвих бобів в Україні вирощуються із ГМО-насіння.

Агрументи на користь ГМО

•       Генетичні технології допомагають збирати багатший урожай, використовувати менше добрив, пестицидів, отримувати продукти з великою кількістю поживних речовин.

•       Традиційна селекція — повільний процес, тому як потрібні покоління, перш ніж буде досягнутий бажаний результат. Технології ГМО дозволяють створити потрібний генотип негайно, в поточному поколінні.

•       Генна інженерія — більш передбачуваний процес, ніж традиційна селекція, коли тисячі генів передаються потомству випадковим шляхом. При створенні ГМО зміни відбуваються з окремими генами чи блоками генів.

•       Загальноприйнятою стає думка, що тільки ГМО можуть позбавити світ від загрози голоду, так як за допомогою генної модифікації можна збільшувати врожайність і якість їжі. Без генної інженерії людство може опинитися в глухому куті.

Аргументи проти ГМО

•       Дослідження на щурах показали, що ГМО можуть становити небезпеку. У тварин, яких годували генетично модифікованою соєю і зерном, часто розвивалися проблеми з печінкою і нирками. Хоча результати випробувань на щурах не можна безпосередньо переносити на людей, можна зробити висновок, що ГМО можуть надавати несподіваний вплив на тварин, як диких, так і домашніх.

•       ГМО не були достатнім чином протестовані. Деякі тести ГМО проходили протягом дев’яноста днів, що не можна вважати достатнім для доказу майбутньої безпеки для людей протягом років чи навіть поколінь.

•       Перенесення генів при генній інженерії більш непередбачуване, ніж при природному схрещуванні. У природі є захисний механізм — представники різних видів не можуть схрещуватися і давати потомство. Але з трансгенними технологіями схрещують не тільки різні види, але і представників різних царств, наприклад,  з’єднуючи гени тварин з генами мікробів або рослин. Таким чином, виникають генотипи, які неможливі в природі, і передбачити наслідки цього неможливо.

•       Генетично модифіковані продукти містять нові білки, які можуть викликати алергічну реакцію у людей, навіть в тих випадках, якщо не було алергії на вихідні компоненти.

•       Розвиток ГМО неминуче веде до розвитку монокультур, що загрожує харчовій різноманітності та харчовій безпеці.

-Дякуємо експертній групі за проведену роботу. З почутого важко зрозуміти, наскільки все ж таки корисним чи шкідливим є розвиток ГМО. Як вважаєте ви?.......................... -Дякую за ваші відповіді і давайте переглянемо ще один відеоролик.

 

3. СПІЛЬНОДІЯ

Гра «Правда-Неправда».

1.                  Біотехнологія у сільському господарстві ускладнює традиційні методи селекції рослин і тварин. (неправда)

2.                  Позитивною стороною клонування  є  створення і розмноження клонів трансгенних сільськогосподарських тварин (овець, корів, свиней). (правда) 

3.                  Сьогодні третина кукурудзи та 70% соєвих бобів в Україні вирощуються із ГМО-насіння. (правда)

4.                  Генетично модифіковані продукти містять нові білки, які неможуть викликати алергічну реакцію у людей. (неправда)

5.                  Українська зернова компанія не просила керівництво країни дозволити використання в Україні насіння генетично модифікованих сільськогосподарських культур, які пройшли перевірку в США та Євросоюзі.(неправда) 

 

4. ПІДСУМКОВА СЕСІЯ

Аркуш оцінювання уроку.  Коуч-вправа «Щоденник  успіху».

1.  Як я засвоїв матеріал?

а) Одержав глибокі знання (9–10 балів);

б) засвоїв частково (7–8 балів);

в) мало що зрозумів (4 –6 балів).

2.  Як я працював?

а) Сам упорався із завданням (9–10 балів);

б) припускався помилок (7–8 балів);

в) зробив багато помилок (4–6 балів).

3.  Як працювала підгрупа?

а) Дружно (9–10 балів);

б) не всі активно (7–8 балів);

в) в’яло, припускалися помилок (4–6 балів).

4.  Моя думка про урок, пропозиції:             

а) було цікаво (9–10 балів);

б) не всі етапи уроку зацікавили (7–8 балів);

в) урок був нудний (4–6 балів).

Вправа «Незакінчене речення».

1.    На сьогоднішньому уроці для мене найбільш важливим відкриттям було…

2.    Отримана інформація дозволяє нам зробити висновок, що…

3.    Знання, отримані на уроці, в майбутньому використаю…

 

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1.  Підручник, опрацювати ТЕМУ 1.

2.  Написати міні-есе на тему: «Сумщина через 150 років», поклавши в основу новітні біотехнологічні дослідження.