Урок з біології " Біотехнології «за» і «проти»"

                                                         Тема уроку

Біотехнології: «за» і «проти»

Мета уроку: узагальнити й поглибити знання учнів про новітні досягнення       біологічної науки в галузі генетики, біотехнологій та їхнє практичне застосування; показати перспективу розвитку цієї науки; формувати  у школярів досвіду самостійного пошуку нових знань і використання їх в умовах творчості, формувати вміння і навички вести дискусію; удосконалювати вміння працювати з додатковою літературою, добирати питання до теми, узагальнювати інформацію, робити висновки; виховувати почуття власної приналежності до подій у світі.

Обладнання: саморобна таблиця «Основні методи сучасної біотехнології»,

 мультимедійний  проєктор, персональний комп’ютер, таблички з назвою груп, терези, кольорові картки.

Тип уроку: метод проєктів.

Підготовка до уроку: учні об’єднуються в групи, отримують завдання вибрати з наукової літератури, газет, журналів добірку про новітні досягнення в галузі генетики, біотехнології й презентувати результати своїх досліджень.

                                                            «…немає фантазії, яку воля і розум

                      людей не могли перетворити на                                          дійсність»

      М. В. Гоголь

1. Організаційний момент

2. Актуалізація опорних знань.

Учні вирішують задачі по варіантам.

3. Мотивація.

 Учитель: підраховано, що організм людини коштує приблизно 8у.о. Саме така вартість усіх хімічних елементів, що входять до людського організму є безцінною, бо без них припиняються всі життєво необхідні процеси.

Як ви пам’ятаєте з уроків біології, існує певна єдність живої та неживої природи. Відмінність полягає у співвідношенні кількості мінеральних речовин. Життя – це єдність матерії, енергії та інформації. «Не досить оволодіти премудрістю, потрібно також уміти користуватись нею» Цицерон.

4.Вивчення нового матеріалу.

Ведуча. Так, дійсно, а хіба не фантазували люди про продовження людського життя, про створення таких рослин, які можна було б адаптувати в будь – якому куточку планети, про вирощені органи й тканини для трансплантації, про виведення порід тварин із заздалегідь заданими якостями. А фантазії про лікування захворювань, які раніше вважалися невиліковними…Тепер усе це перетворилося на дійсність. А втілити мрію в реальність допомогла відносно молода й мало кому відома наука біотехнологія.

Учитель. Тому ми сьогодні зібралися, щоб ближче ознайомитися з такою таємничою й загадковою наукою, як біотехнологія, з її новітніми досягненнями, а також з її перевагами й недоліками.

Ведуча. Я пропоную провести голосування перед уроком : хто «за» біотехнології  - покладіть сині картки на терези, хто «проти» - червоні . Чаша із червоними картками переважила, а червоний колір – колір заперечення.

Учитель. Не будемо робити остаточних висновків, адже вчені – футурологи вже давно прогнозували, що 21 ст. стане епохою кібернетики й біотехнологій, які відкривають перед людством нові можливості в розв’язанні його першорядних проблем. Але розв’язання одних проблем, на жаль, породжують інші. Як виявилося, новітні досягнення науки можуть і допомогти, і принести нещастя.

«Біотехнології: «за» і «проти» »

Ведуча. Отже, мова сьогодні піде про біотехнологію. Науку, яка за короткий період свого існування не тільки досягла істотних успіхів, але й продемонструвала необмежені можливості використання організмів і біологічних процесів у різноманітних галузях виробництва й сільського господарства. Мені здається, що ця наука настільки цікава й багатообіцяюча, а відкриття, зроблені нею, по суті,змусили переглянути так багато положень біології й медицини, що ми просто зобов’язані спробувати знайти істину в суперечливих питаннях, породжених біотехнологіями.

Учитель (демонструє слайд). В дискусію вступають творчі групи, які вивчали основні напрямки біотехнології:

• Проєкт – презентація групи «Генна інженерія»
• Проєкт – презентація групи «ДНК – технології»
• Проєкт – презентація групи «Євгеніка»
• Проєкт – презентація групи «Клітинна інженерія»

Учитель. Джудіт  Реньє сказав: «Учні повинні розповідати один одному й світу про те, що вони знають, для того щоб виявити, що саме вони знають. Розповідаючи, вони будуть учитися. Розповідаючи всім, вони тлумачать світ так, як його бачать». Як його побачили групи, ми зараз і довідаємося.

Ведучий. Першою в дискусію вступає група «Генна інженерія», яка розповість нам про її завдання й досягнення.

Проект – презентація групи «Генна інженерія»

«Завдання, досягнення»

Усіх хвилює майбутнє. Особливо зараз. Схоже, людству набридло боротися із проблемами забруднення навколишнього середовища, зі створенням нових сортів рослин і порід тварин, постійно залежати від примх погоди, та й лікувати себе продуктами хімічного синтезу, балансуючи між шкодою й користю. Схоже, настав час, коли людство реально бере примхливу еволюцію до своїх рук. Настає 21 ст. – століття біотехнологій. До таких технологій відносять генну інженерію.

Вона є галуззю молекулярної біології, яка розробляє методи перебудови геномів організмів шляхом видалення чи введення окремих генів або їхніх груп.

Об’єктами досліджень генетичної інженерії є переважно прокаріоти, хоча вчені працюють і з генами еукаріотів.

Позитивні аспекти біотехнологій у генній інженерії – це й синтез – інтерферонів, які захищають людину від вірусів, і створення медичних препаратів для лікування багатьох захворювань, і видалення дефектних алелей, що поліпшує геном людини, і одержання нових сортів культурних рослин і порід тварин, які підвищать роботи в сільському господарстві та здешевлять продукти харчування.

А чи безпечні для вживання в їжу транс генні рослини, чи не приховують вони небезпеку для навколишнього середовища? Фахівці попереджають, що не існує тривалих широкомасштабних тестів, які б довели безпеку ГМ – продуктів. Ці фахівці вказують на цілий ряд проблем:

• Змінені гени можуть стати джерелом білка – алергену;
• Убудований ген може зненацька викликати підвищення в рослин рівня природних токсинів, що робить продукти непридатними для вживання;
• Уже зафіксовані випадки, коли змінений ген культурної рослини, який визначав його стійкість до гербіцидів, після запилення потрапив до бур’янів. У результаті утворюється раса «надбур'янів», стійких до гербіцидів.

Учитель. Я думаю, що право вибору є в кожного з нас, які продукти вживати.

Ведуча. До кабінету лікаря ввійшли двоє. Він і вона в нерішучості зупинилися на порозі. На питання про мету візиту молоді люди почали розповідати. Недавно вони одружилися і хотіли  мати дитину. Але приятелі розповіли їм про те, що існують такі захворювання, які можуть передаватися від батьків дітям і називаються спадковими. Молоді вважали себе здоровими, але в родині двоюрідного брата дружини дитина погано ходила, відставала у фізичному й розумовому розвитку. Тепер їх хвилює питання: «А чи не народиться в них така ж дитина, чи не погана в них спадковість?» Думаю, що на це питання може дати відповідь група, в якій вивчали питання генетики людини спадкових захворювань.

Проєкт – презентація групи «ДНК - технології»

«Про «хворі» родини і спадкові захворювання»

Для таких батьків існує медико – генетичне консультування, де лікарі – генетики, виявивши гетерозиготних носіїв мутантного гена, можуть передбачити появу того або іншого спадкового захворювання у майбутньої дитини й цим допомогти родині реально оцінити ступінь небезпеки. Ще наприкінці 19- на початку 20ст. стало відомо, що передача спадкових властивостей пов’язана з хромосомами – носіями генетичної інформації.

  Хромосомні хвороби характеризуються зміною структури й числа хромосом.

Розрізняють групи хромосомних хвороб,обумовлених аномаліями статевих і нестатевих хромосом.

До аномалій статевих хромосом відносять синдром Шерешевського –Тернера, який характеризується в періоді новонародженості вираженими набряками задньої поверхні рук і ніг, які зникають через кілька місяців. З віком виявляється відставання у рості. До періоду статевого дозрівання проявляються ознаки статевого інфантилізму із затримкою розвитку вторинних статевих ознак.

До аномалій нестатевих хромосом відносять, хворобу Дауна, яка характеризується своєрідним зовнішнім виглядом хворих: неправильна форма черепа, косий розріз очей, маленькі вушні раковини, диспропорція тулуба й кінцівок. У багатьох хворих спостерігається вада серця, порушення функції залоз внутрішньої секреції, відставання у психічному розвитку.

  Якщо в лікуванні хвороб Дауна й Шерешевського – Тернера медична генетика поки безсила, то з такими хворобами як галактоземія і фенілкетонурія вже навчилися боротися. Галактоземія – порушення вуглеводного обміну, за якого порушується процес ферментативного перетворення   галактози на глюкозу.

Якщо відразу після народження діагностувати цю хворобу й виключити з раціону харчування молоко, можна повністю попередити важкі клінічні прояви.

   Також з допомогою методик біотехнологій вдається лікувати спадкове захворювання – фенілкетонурія, пов’язане з відсутністю ферменту фенілаланінгідроксилази. При цьому накопичуються проміжні токсичні продукти обміну й у дитини спостерігається затримка розумового розвитку.

З'ясувалося, що якщо з раціону дітей виключити амінокислоту фенілаланін, то обмінні процеси приходять у норму й з розумовою відсталістю можна успішно боротися.

  Необхідно приділити увагу родинним шлюбам. У такому шлюбному союзі ймовірність передачі хвороби від батьків дітям залежить від того, чи є в цьому роді спадкові патологія.

Таким чином, ми бачимо, що біотехнології в такій галузі як генетика людини допомогли в лікуванні захворювань галактоземія й фенілкетонурія; з допомогою медико – генетичного консультування можливо на ранніх стадіях ембріонального розвитку виявляти спадкові захворювання, а також попереджати родинні шлюби.

Учитель. Музична хвилинка. Прослухайте пісню на вірші українського письменника Юрія Тітова.

Як ви уявляєте собі  цю людину?

Проєкт – презентація групи «Євгеніка»

Історія знає чимало прикладів, коли генетичні відкриття призводили до злочинів проти людства. Англійський учений Френсіс Гальтон у 1869 році створив євгеніку – теорію про спадкове здоровя людини й шляхи його поліпшення. Він запровадив вивчати впливи, які можуть поліпшити спадкові якості( здоровя, розумові здібності. Обдарованість) майбутніх поколінь. Розрізняють позитивну й негативну євгеніку. Мета позитивної євгеніки – збільшення відтворення індивідів з ознаками, що можуть розглядатися як цінні для суспільства, такими як високий інтелект і гарний фізичний розвиток або біологічна пристосованість. Негативна євгеніка прагне зменшити відтворення тих, кого можна вважати недорозвиненими розумово або фізично, або розвиненими нижче середнього. Євгенічні теорії знайшли широке застосування в різних країнах. Перший закон про примусову стерилізацію був прийнятий у США в 1907р. у штаті Індіана, а останній – у 1937р., у штаті Джорджия. Було насильно стерилізовано понад 100тис. осіб, у тому числі чимало людей негроїдної раси. Прихильники євгеніки хотіли поліпшити людський вид через обов’язкову стерилізацію злочинців і осіб з асоціальною поведінкою: бурлаків, алкоголіків, ґвалтівників, статевих збоченців.

Євгенічні ідеї органічно злилися з расистськими установками фашизму. Загальний підсумок расове – гігієнічних заходів у Німеччині такий: від 300000 до 400000людей насильно стерилізовані на основі закону 1934р., причому багато хто з них – за расистськими міркуваннями. Близько 100000пацієнтів психіатричних клінік було розстріляно або отруєно газом у рамках так званої «акціїТ4», (євтаназія неповноцінних), у тому числі тисячі дітей. Близько 6 млн. євреїв і циган розстріляно, отруєно газом або заморено важкою роботою в таборах смерті як представників нижчої раси.

Отже, євгеніка, безумовно, стала одним зі стимулів зародження й розвитку генетики людини та її важливої частини – медичної генетики. Поставлені євгенікою цілі – звільнити генотип людини від шкідливих спадкових задатків і збагатити його цінними для фізичного розумового розвитку генами – повністю актуальні й тепер. Але не можна забувати: євгеніка, хоча й у перекрученому вигляді, була використана, щоб виправдати деякі з найстрашніших злочинів в історії людства.

Проєкт – презентація групи «Клітинна інженерія»

«Клонування «за»»

•  Втручання біотехнології у клітинну інженерію несе користь людству. Можливість безплідним парам мати рідну дитину.

•  Швидке й економічне забезпечення людства новими лікарськими препаратами для лікування онкологічних захворювань і хвороб спинного мозку. Можна застосовувати вирощувані тканини і органи людини для лікування цукрового діабету, цирозу печінки, хвороби Паркінсона.
•  Розмноження цінних хутрових звірів, збереження рідкісних і зникаючих видів тварин.
•  Одержання високопродуктивних свійських тварин і багато чого іншого.

«Клонування – «проти»»

• Неприпустимим є знищення клонованих людських ембріонів з метою одержання донорських тканин.
• Клонування може призвести до ослаблення сімейних уз і розпаду суспільства.
• Це можливість появи химер, а також низький відсоток виходу особин.

Учитель. Як бачимо, генетичні маніпуляції із клітинами, генами, хромосомами дають можливість змінювати організм на користь людини, забезпечувати матеріалом селекцію й розширюють можливість біотехнології, але, з іншого боку, існує ряд моральних і етичних проблем.»Істина не схожа на квіти, які легко зриваються в дорозі, вона – далека мета важкого шляху». І ми половину цього нелегкого шляху в пошуках істини вже пройшли.

5.Узагальнення  та перевірка знань учнів.

Настав час дискусії. Кожна група вибирає карточку « Погляди  скептиків і критиків», або «Погляди оптимістів і реалістів», яку  будуть відстоювати учні.

Учитель. На уроці ми почули різні точки зору груп за темою. Були висловлені вагомі аргументи й отримані відповіді на питання в ході дискусії. Я думаю, що час обговорення теми «Біотехнології: ''за'' і ''проти''» ваша думка могла змінитися або, навпаки, ви залишилися непохитні у своїх судженнях. Куди переважить шалька терезів у цей момент – вирішувати вам. Прошу голосувати.

Відбувається голосування, ведучий із шальками проходить по рядах.

Учитель. Як бачимо, біотехнології внесли в наше життя сумніви й тривоги, а разом з тим надію на зцілення багатьох людських недуг. Результати голосування демонструють перехід від неусвідомленого заперечення до розуміння впровадження біотехнологій у генетику й селекцію як невід’ємного елемента прогресу науки.

Дякую всім, хто взяв активну участь у підготовці й проведенні сьогоднішнього уроку.

  Ви обрали велику кількість інформації, підготували цікаві презентації, пов’язавши науку біологію з інформатикою. Отримані в такий спосіб знання стали цінними для вас і значно розширили вашу компетентність за темою уроку, тому творчі групи виставте бали у листках оцінювання і прокоментуйте свої оцінки.

6. Рефлексія.

Інтерактивна вправа «Мікрофон»

Учні висловлюють свої думки за підсумками уроку, використовуючи фрази:

• «На сьогоднішньому уроці для мене важливим відкриттям було…»,
• «Ця інформація нам допомогла зробити висновок, що…»

Капітани кожної груп говорять, як колір їх групи допоміг у роботі на уроці.

Червона група. Наш колір дав нам бойовий настрій, ми прагнули до нових висот.

Зелена група. Наш колір додав нам сили для дослідницької роботи, ми зберегли жар душі протягом усього шляху.

Жовта група. Наш колір веселий,і бадьорий, допомагав і підтримував нас протягом усіх наших пошуків, допомагаючи розв’язувати проблеми.

Блакитна група. Наш колір підтримував нас протягом всього уроку. Допомагав нам у пошуках істини.

Учитель. Вам, поколінню біотехнологічного століття, доведеться розв’язувати моральні, етичні й правові проблеми, які виникають у зв’язку з упровадженням біотехнологій у життя. Сьогодні ми зіткнулися з такими проблемами , на які людство не має готових відповідей. Але я впевнена, що ви розберетеся з ними, як наше покоління розібралося із забезпеченням ядерної безпеки у глобальному масштабі.

7.ДЗ: Опрацювати параграф 63, підготувати повідомлення про химерні організми.