Разработка технологической карты по теме "Биотехнология"

Технологическая карта (изучения нового материала) ОДБ 07 Биология Ф­11; Ф­12; Ф­13; М­11; И­11; Р­21 Биотехнология, ее достижения и перспективы развития. Выявление мутагенов в окружающей среде и косвенная оценка возможного их влияния на организм. урок создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации из темы «Биотехнология», используя идеи личностно ориентированного обучения образовательные:   организовать самостоятельное знакомство обучающихся с традиционной и новейшей биотехнологией продолжить развивать у обучающихся общеучебные умения по формированию информационной компетентности: умение находить  необходимые сведения в незнакомом тексте повышенной сложности и делать конспект ­развивающие: развивать интеллектуальные и творческие способности студентов, а также способность к рефлексии ­ воспитательные: способствовать патриотическому воспитанию (гордости за свою малую родину), воспитанию у студентов позитивного отношения к учебе Компьютер Н.И. Захаров «Общая биология», Н.Г. Константинов «Биология» Лекция, беседа, рассказ, работа с книгой, демонстрация схем, таблиц, плакатов Методы проблемного и развивающего обучения; технология саморазвивающего обучения, мультимедиа технология Организационная структура занятия Организационный момент Психологический настрой учащихся, обеспечение нормальной обстановки на уроке Актуализация знаний (проверка домашнего задания) 5 мин Получить представление о качестве усвоения учащимися материала, определить опорные знания Фронтальная работа; индивидуальная работа 20 мин Привлечение к размышлению, организация, направление, контроль, корректирование, инструктирующая МДК/Дисциплина Группа Тема занятия Вид занятия Цель занятия Задачи занятия Аппаратное и программное обеспечение Средства обучения Методы и приемы Используемые педагогические технологии Этап 1 Цель этапа Длительность этапа Этап 2 Цель этапа Длительность этапа Форма организации деятельности обучающихся Функции преподавателя на данном этапе Содержание этапа Развитие (закрепление ПК и ОК) Этап 3 Цель этапа Длительность этапа Форма организации деятельности обучающихся Функции преподавателя на данном этапе Целесообразными методами довести до сознания обучающихся программный материал и добиться того, чтобы они его полно, глубоко и прочно усвоили 30 мин Объяснение нового материала Коллективная работа Лектор, ведущий диалога, информатор Содержание этапа Микроб, этот гадкий утенок первых лет эпидемиологии,  благодаря успехам науки и техники, достижениям человеческого гения,  превратился в прекрасного лебедя генетической инженерии современной  биотехнологии и индустрии живых клеток. Б.Я. Нейман План. 1. Характеристика микроорганизмов.  2. Использование микроорганизмов с древних до наших времен.  3. Методы биотехнологии.  4. Этические аспекты некоторых исследований в биотехнологии. 1. Характеристика микроорганизмов. Открыты в XVII веке А. Левенгуком. Сегодня мы познакомимся с очень интересной и очень важной для нас ­ жителей поселка Восточный ­ темой «Биотехнология» (записываем в тетради). Это слово вы, наверное, слышите с детства…  «Биотехнология» Давайте попробуем, разложив слово на части, дать  ему определение: био  +  технология  =   «био» = «жизнь»,  «технология» = ? итак, стр. 122 «техне» = «мастерство», «логос» = «учение» Биотехнология –   это   использование   процессов   жизнедеятельности   организмов   для   получения промышленным способом необходимой человеку продукции   А вы знаете, человек давно использовал живые организмы для получения необходимой продукции и раньше делал это вовсе  не промышленным способом.    Сможете привести примеры? Трудно пока, да? А если я вам назову эти самые живые организмы: дрожжи ­ одноклеточные грибы, которые бывают пекарские и пивные, молочнокислые бактерии – продукцию назвать очень легко…  Первый цех на нашем заводе называется ЗАО «Биотехнология». Кто знает: что там производят? как?  Знаете   ли   вы,   чем   прославила   себя   наша   русская   микробиолог   Зинаида   Виссарионовна Ермольева в годы Великой Отечественной войны?  Знаком ли вам плесневый гриб, который с удовольствием   живет   на   мандаринах   –   зеленая   плесень   пеницилл?   Какие   болезни   лечат пенициллином?  Как с помощью микроскопических организмов получают антибиотики? Что нужно сделать, чтоб бактерии «изъявили желание» синтезировать антибиотик?  Можно ли получить с помощью живых организмов витамины?      Какие? Как?  Как получили гормон инсулин, помогающий больным сахарным диабетом? Относится ли его производство к биотехнологии?  Что называют «пищей Франкенштейна»? Имеет ли она отношение к биотехнологии? Почему вокруг генетически модифицированных продуктов столько споров?  Чем знаменита овечка Долли? Правда, что у нее 3 матери и ни одного отца? Разве так бывает? Кто же ее настоящая мать? Почему сейчас о ней ничего не пишут? Хотели ли бы вы об этом узнать? ...        Не стыдно не знать – стыдно не хотеть знать, как говорили древние… Давайте поставим на наш урок сегодня личностно ­ значимые цели. О чем бы тебе больше всего хотелось узнать?… (ученики отвечают по цепочке:  ставят на урок личностно­значимые цели)  Продолжим записи в тетради: традиционная новейшая  производства с использованием дрожжей  получение молочнокислой продукции  производство   антибиотиков,   ферментов, витаминов генная инженерия   клеточная инженерия 1. Микроорганизмы характеризуются большой скоростью размножения, часто путем простого деления пополам.  Например: бактериальная клетка в благоприятных условиях делится пополам через каждые 20­25 минут. 2. Разнообразны по физиологическим и биохимическим свойствам, некоторые живут в условиях, не пригодных для жизни других. Например: выдерживают высокий уровень радиации, высокие (75–105°С) и низкие (­80°С) температуры, концентрацию хлорида натрия до 30%,  отсутствие кислорода (анаэробы). 3. Очень продуктивны. Например: 1 корова массой 500 кг вырабатывает в сутки 0,5 кг белка.  500 кг растений – 5 кг белка.  500 кг дрожжей – 50 т белка (а это масса 10 слонов!) ! При определенных условиях микробная клетка способна за равное время продуцировать в 100 000 раз больше белка, чем животная клетка.  При этом использует дешевые вещества (крахмальные растворы, сточные воды). 4. Чрезвычайная приспособляемость, т.е. их можно быстро и легко селекционировать.  Например: чтобы получить новый сорт хлебного злака, необходимы десятилетия или даже столетия, а у кистевидной плесени всего за 30 лет  удалось в 1000 раз повысить продуктивность. 5. Микроорганизмы повсеместно распространены в природе, играют важную роль в круговороте веществ (благодаря большому разнообразию  микроорганизмы бывают автотрофами, хемоавтотрофами и гетеротрофами, в трофических цепях часто являются редуцентами). II. Использование микроорганизмов. Некоторые биотехнологические процессы с древних времен использовались в хлебопечении, в приготовлении вина и пива, уксуса, сыра, при  различных способах переработки кожи, растительных волокон. Современная биотехнология основана главным образом на культивировании  микроорганизмов (бактерий и микроскопических грибов), животных и растительных клеток. Использование микроорганизмов Пищевая  промышленность Химическая  промышленность. Металлургия. Сельское хозяйство. Охрана природы Производство силоса  и азотфиксаторов,  биологическая  защита растений. Очистка сточных вод.  Ликвидация разлива  нефти. Выщелачивание  некоторых  металлов из  бедных руд (медь,  уран, золото,  серебро). Производство  антибиотиков,  витаминов,  гормонов,  аминокислот,  синтетических  вакцин,  получение метана как топлива. Хлебопечение,  Виноделие,  Сыроварение,  получение  молочно­кислых  продуктов,  уксуса,  кормовых  белков. III. Биотехнология – производство необходимых человеку  продуктов и материалов с помощью биологических объектов и  процессов. (Появление термина “биотехнология” в 1970­х гг.  связано с успехами молекулярной генетики.) Методы биотехнологии:  1) Клеточная инженерия – метод получения новых клеток и тканей на искусственной питательной среде. В основе метода лежит высокая  способность живых культур к регенерации. 1­ый метод – Культивирование. Метод основан на способности клеток растений и животных делиться при помещении их в питательную среду,  где содержатся все необходимые для жизнедеятельности вещества. Клетки растений обладают свойством, которое позволяет им при определенных условиях сформировать полноценное растение.  Например: Культура клеток женьшеня нарабатывает ценные для человека вещества, выращенные клетки кожи используют для лечения ожогов. 2­ой метод – Реконструкция (метод “in vitro”– в пробирке). Помещая клетки растений в определенные питательные среды, размножают редкие и ценные виды. Это позволяет создавать безвирусные культуры редких растений. 3­ий метод – Клонирование. Метод пересадки ядер соматических клеток в яйцеклетки позволяет получать генетической копии одного  организма. Например: лимфоцит (антитела)+ раковая клетка (быстрый рост и потенциальное бессмертие) высокоспецифичные антитела и неограниченно размножающиеся в культуре). → гибридомы (гибридные клетки, синтезирующие  2) Хромосомная инженерия 1­ый метод– Метод гаплоидов. Метод основан на выращивании гаплоидных растений с последующим удвоением хромосом. Всего за 2–3 года  получают полностью гомозиготные растения вместо 6–8 лет инбридинга. 2­ой метод­Метод полиплоидов. Получение полиплоидных растений в результате кратного увеличения хромосом 3­ий метод­замена некоторых хромосом в геноме одного организма на сестринские из генома другого организма этого же или близкого вида. 3) Генная инженерия – основана на выделении (или на искусственном синтезе) нужного вида из генома одного организма и введении его в геном  другого организма, зачастую далекому по происхождению (впервые процесс был проведен в 1969 году). – “Вырезание” ферменты­рестриктазы (генетические ножницы),  – затем “вшивание” – ферменты­лигазы в плазмиду+ маркерные гены,  – введение плазмиды в клетку реципиента,  – отбор тех бактерий, в которых успешно работают внедренные гены. Например: Излюбленный объект генных инженеров – кишечная палочка. С помощью нее получают соматотропин (гормон роста), интерферон  (белок, который культивирование помогает справиться со многими вирусными инфекциями), инсулин (гормон поджелудочной железы) Растения и животные, геном которых изменен с помощью подобных операций, называют трансгенными. В 1983 в США, Бельгии и Германии впервые получены трансгенные растения.  Сейчас – 17 стран выращивают трансгенные растения, которые имеют необходимые для человека сроки созревания, их плоды обладают  способностью к длительному хранению и не теряют товарный вид при транспортировке. Уже получены трансгенные свиньи, овцы и кролики в  геном которых были введены гены различного происхождения – вирусов, микроорганизмов, грибов, человека; получены трансгенные растения с  генами животных, микроорганизмов, вирусов и искусственно созданными генами. Большая часть трансгенных культур выращивается в США.  Например: Китай – табак, рис, соя, томаты, быстрорастущие сорта, которые могут расти на засоленных почвах. США – хлопчатник, кукуруза, картофель – устойчивы к вредителям, так как эти растения вырабатывают энтомоксин  Генетики работают над получением растений­вакцин, т.е. растений содержащих готовые антитела на различные заболевания или вещества,  препятствующие развитию болезни. Например: картофель вырабатывает антитела холеры (Россия). Красный помидор содержит в 3,5 раза больше ликонина (красный пигмент).  Ликонин, обладая окислительными свойствами, снижает вероятность раковых заболеваний (США). IV. Этические аспекты развития некоторых исследований в биотехнологии. – Клонирование человека.  – Создание генетически модифицированных штаммов вирусов и бактерий. Этап 4 Цель этапа Длительность этапа Форма организации деятельности Восприятие обучающимися и первичное осознание нового учебного материала, осмысливание связей и отношений в объектах изучения Первичное закрепление  Коллективная работа, индивидуальная работа 15 мин обучающихся Функции преподавателя на данном этапе Организующая, направляющая, инструктирующая, коммуникативно ­ стимулирующая Содержание этапа Беседа по вопросам: 1. Почему селекция микроорганизмов приобретает очень большое значение в настоящее время?  2. Что такое биотехнология и каковы ее задачи?  3. Каким образом используются микроорганизмы в биотехнологии?  4. Почему некоторые биотехнологические исследования представляют опасность для человечества? Традиционная биотехнология     Человек   издавна   использует   процессы   жизнедеятельности   живых   организмов   для   получения продуктов питания. 1. Одним из самых древних биотехнологических производств считают хлебопечение, при котором используется спиртовое брожение с помощью одноклеточных грибов – дрожжей. 2. К традиционной биотехнологии также относится и производство молочнокислых продуктов с использованием   молочнокислого   брожения   –   разложения   сахара   до   молочной   кислоты молочнокислыми бактериями:  С6Н12О6    →  2 С3Н6О3  простоквашу получают  с помощью молочнокислых стрептококков  ацидофилин – с помощью ацидофильных палочек, молочнокислых стрептококков и кефирной грибковой закваски  кефир – с помощью молочнокислых стрептококков, молочнокислых палочек, уксуснокислых бактерий   и   молочных   дрожжей   (т.е.   кефир   –   это   продукт   смешанного   брожения   – молочнокислого и спиртового)  йогурт – с помощью молочнокислых стрептококков и болгарской палочки   сметану  вырабатывают из сливок с помощью чистых культур молочнокислых стрептококков творог   –   белковый   молочнокислый   продукт   –   получают   сквашиванием   молока   чистыми культурами молочнокислых бактерий с применением сычужных ферментов и удалением части сыворотки с отпрессовыванием белковой массы сыр – творожное изделие, подвергающееся созреванию (короткому 1 – 2 часа или чрезмерно длительному – 2 года, как итальянские сыры)           На производстве сыра остановимся подробно. Итак, СЫРОДЛИЕ   : 1 этап – образование казеинового сгустка:  молоко   свёртывается   с   помощью   молочнокислых   бактерий   в   сочетании   с   сычужными ферментами телят (получают из сычугов 2 – 3 –недельных телят), чаще всего используются молочнокислые стрептококки:   Str. Lactis,   Str. Thermophilus, молочнокислые палочки: Lact. Helvetcus, часто спрользуют также пропионовокислых бактерий, а для некоторых сыров (для рокфора, например) используют микроскопические грибы – Pen. Roqueforti. 2 этап     – его обработка: сгусток дробят при нагревании: он обезвоживается и образуется сырное зерно – белковые частицы по 3 – 6 мм (в сырных зёрнах находится большая часть микроорганизмов, а меньшая остаётся в сыворотке) 3 этап – прессование сырного зерна в формах: 2 – 12 часов зёрна обрабатывают пневматическим прессом для уплотнения, после прессования зёрна   соединяются   в   крупные   куски   –   монолиты   шаровидной,   цилиндрической, прямоугольной и др. форм. 4 этап – посолка в солильных бассейнах: чтобы придать продукту определённый вкус – сыр выдерживают 6 – 8 суток в растворе соли (22 – 24%) при 8 – 10 градусах: соль способствует образованию корки, кроме того соль и такая температура замедляют деятельность бактерий 5 этап – созревание продукта в сырохранилищах: в среднем 8 – 10 месяцев сыр созревает – находится   на стеллаже в прохладной камере с температурой 12 – 14 градусов и влажностью воздуха около 90%, где каждые 2 – 3 для его переворачивают, по мере созревания гибнут микроорганизмы. 3. Примером традиционной биотехнологии может служить и ВИНОДЕЛИЕ:       Вино   –   продукт   спиртового   брожения   виноградного   или   плодово­ягодного   сока   с   помощью дрожжей:  С6Н12О6      Благоприятными для дрожжей условиями являются:  2 С→ 2Н5 О Н + 2 С О2  наличие сахара (10 – 15%)  кислая среда  температура около 30º (при 50º прекращается брожение, а при понижении температуры оно замедляется) Этапы виноделия: 1. сбор винограда или плодов и ягод 2. отделение сока прессованием и его отстаивание 3. спиртовое брожение сока     (периодический способ – в бочках, непрерывный – в резервуарах)      4.  снятие вина с осадка, его фильтрация 1. вторичное брожение:  резервуарный способ: брожение происходит в большой ёмкости – в бассейне – к вину добавляют сахар и дрожжи, через 1 – 2 месяца вино охлаждают, отстаивают и разливают в бутылки  бутылочный   способ:   вино   разливают   в   бутылки,   добавляют   сахар,   дрожжи   и   материал   для осветления, закупоренные бутылки выдерживают в подвалах при температуре 12 градусов 2 – 3 года, при медленном брожении углекислый газ растворяется, создавая в бутылке давление, в вине развивается букет, оно приобретает прозрачность, дрожжевой осадок постепенно переводят на пробку и удаляют из бутылки. Микробиологический синтез витаминов: Микроорганизмы способны синтезировать витамины группы  В: Новейшая биотехнология  дрожжи способны к синтезу витамина В1,  дрожжеподобные грибы из рода Candida продуцируют витамин В2,  актиномицеты (микроорганизмы с чертами организации бактерий и грибов) синтезируют витамин В12                и т. д. Получение антибиотиков:    Антибиотики – это вещества микробного происхождения, убивающие других микроорганизмов или тормозящих их развитие (т.е. обладающие мощным бактерицидным действием):  пенициллин синтезируется плесневым грибом пенициллом, он нарушает образование клеточных стенок у бактерий при их делении стрептомицин – лучистым грибком глобиспорус, он подавляет дыхательные системы  у бактерий тетрациклин  – актиномицетами, он подавляет синтез белков в бактериальных клетках        и другие: известно 6000 антибиотиков природного происхождения,      кроме того, получают ещё и полусинтетические антибиотики.        Эра   антибиотиков   началась   в   70­ые   годы   Х1Х   века,   когда   русские   врачи   Манассейн   В.А.   и Полотебнов   А.Г.  обратили   внимание  на   антагонизм   плесневых   грибов  и  другой   микрофлоры.  Они показали, что плесневые грибы можно использовать для лечения долго незаживающих  ран   в виде примочек, т. к. химически чистые вещества в те времена ещё получать не могли. Результаты были очень хорошими, но были и побочные явления: не было стерильности, в рану попадал и мицелий и другие вредные примеси, что вызывало нежелательные последствия.    В 1927 – 29 годы английский учёный А. Флемминг занимался изучением стафилококков и заметил, что в чашках Петри, где вросла зелёная плесень Penicillium  notatum, стафилококки задерживали свой рост. Он назвал это вещество пенициллином, но в чистом виде его выделить не удалось.     В   1940   –   41   годах   американские   учёные   Флори   и   Чейн   получили   химически   чистый   препарат пенициллин.     В 1941 году параллельно был получен советский пенициллин из культуры P.crustosum Зинаидой Виссарионовной   Ермольевой   (Татьяна   Власенкова   в   романе   В.Каверина   «Открытая   книга»   ­ прочитайте на досуге, если будет желание!)., который был назван крустозином.       Пенициллин   был   первым   антибиотиком,   а   сейчас   их   известно   свыше   6000.   Способность синтезировать антибиотики у бактерий, грибов, актиномицетов – это защитное приспособление: синтез  идёт только в неблагоприятных условиях, поэтому при производстве антибиотиков  нужно создать эти самые неблагоприятные условия (если бактерии любят сахар – им добавляют соль, если они аэробы, им уменьшают подачу кислорода и т. д.) – здесь главное знать меру, если условия будут невыносимыми – микроорганизмы просто погибнут. Производство ферментов:       Ферментные   препараты   применяются   в   более   чем   200   отраслях   промышленности:   пищевой (хлебопечение,   виноделие,   пивоварение,   в   кондитерской,   молочной   и   др.   промышленностях,   в производстве консервов и т.д.), лёгкой (текстильной, кожевенной, бумажной), медицинской и т.д.                                   Например, производство амилосубтилина: амилосубтилин   –   это   фермент   амилаза   (катализирует   расщепление   углеводов),     продуцируемый сенной палочкой (Bacillus subtilis). 1 этап: выращивание посевного материала:  на картофельных блоках –1 сутки  в колбах с жидкой питательной средой – 3 суток 2 этап: приготовление и стерилизация питательной среды             Её состав:                                                  ­крахмал                                                  ­кукурузный экстракт                                                  ­дрожжи                                                  ­лактоза                                                  ­минеральные соли                                                  ­кашалотовый жир                                                                                 и др. 3 этап: ферментация  (выращивание сенной палочки в жидкой питательной среде в больших ёмкостях – ферментёрах) – 48 – 56 часов с периодической аэрацией и пеногашением с микробиологическими и биохимическими анализами через каждые 4 часа 4   этап: концентрирование   и   высушивание культуральной   жидкости   в   двухступенчатой   вакуум   – выпарительной установке 5 этап: расфасовка и упаковка. ГЕННАЯ        ИНЖЕНЕРИЯ        Генная инженерия – это совокупность методов, позволяющих посредством операций in vitro (в пробирке, вне организма), переносить генетическую информацию из одного организма в другой.        Цель   генной   инженерии в   получении   клеток   (в   первую   очередь   бактериальных),   способных   в промышленных   масштабах   вырабатывать   некоторые   “человеческие”   белки;   в   возможности преодолевать   межвидовые   барьеры   и   передавать   отдельные   наследственные   признаки   одних организмов другим (использование в селекции растений, животных).     Формальной   датой   рождения   генной   инженерии   считают   1972   год.   В   этот   год   группа исследователей во главе с американским биохимиком Полом Бергом, работавшим в Стэнфордском университете, что неподалеку от Сан­Франциско в Калифорнии, сообщила о создании вне организма первой   рекомбинантной   (гибридной)   ДНК.   Первая   рекомбинантная   молекула   ДНК   состояла   из фрагментов кишечной палочки (Escherihia coli), группы генов самой этой бактерии и полной ДНК вируса   SV40,   вызывающего   развитие   опухолей   у   обезьяны.   Такая   рекомбинантная   структура теоретически могла обладать функциональной активностью в клетках, как кишечной палочки, так и обезьяны. Она могла как челнок “ходить” между бактерией и животным. За эту работу Полу Бергу в 1980 году присуждена Нобелевская премия.        Основные методы генной инженерии были разработаны в начале 70­х годов XX века. Их суть заключается   во   введении   в   организм   нового   гена.   Для   этого   создают   специальные   генетические конструкции   ­   векторы,   т.е.   устройство   для   доставки   нового   гена   в   клетку.   В   качестве   вектора используют плазмиды.        Плазмида – это кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, которая есть в бактериальной клетке. Плазмиды являются автономными генетическими элементами, редуплицирующимися в бактериальной клетке не в то же время, что основная молекула ДНК. Плазмиды несут жизненно важные для бактерии гены   –   гены   лекарственной   устойчивости   к   антибактериальным   препаратам.   Бактерия,   имеющая различные   плазмиды,   приобретает   устойчивость   к   различным   антибиотикам,   к   солям   тяжелых металлов. Поскольку плазмиды могут переходить из одной бактериальной клетки в другую, то они быстро распространяясь среди бактерий, сохраняют им жизнь. Поэтому плазмиды называют даром природы генным инженерам.      Экспериментальное создание генетически модифицированных организмов началось еще в 70­е годы XX века. В Китае стали выращивать табак, устойчивый к пестицидам.  В США появились  генетически модифицированные помидоры, морозоустойчивые, устойчивые к транспортировке, его новым свойством стала способность месяцами лежать в недоспелом виде при температуре 12 градусов. Но как только такой помидор помещают в тепло, он за несколько часов становится спелым. Но: человек, не переносящий рыбу и съевший помидор «из пробирки», начинал страдать от аллергии: для повышения морозоустойчивости овоща в него был               «пересажен » ген океанской камбалы  картофель: в него был имплантирован ген бактерии, которая вырабатывала яд, смертельный для колорадского жука – молодые побеги, не успев вылезть из земли, сами начинают бороться с вредителями и многое другое.        В Московском институте картофелеводства выводится картофель с человеческим интерфероном крови,   который   повышает   иммунитет.   А   в   институте   животноводства   получен   патент   на   овцу,   у которой   в   молоке   присутствует   сычужный   фермент,   необходимый   для   производства   сыра. Специалисты утверждают, что при новой технологии производства сыра, достаточно будет всего 200 овец, чтобы обеспечить сыром всю Россию. Генные сорта сельскохозяйственных  культур дают урожай больше, чем обычные, в среднем в 4 раза. Но последствия употребления в пищу генетически изменённых продуктов ни  кому не известны.        «Пищей   Франкенштейна»   назвали   трансгенные   (генетически   модифицированные   продукты)  британские журналисты, ссылаясь на ученого Франкенштейна из фильма, чья благородная попытка создать человека, закончилась появлением чудовища, которым он не мог управлять. Учёные и медики спохватились и стали проводить экспертизы.     Но остановить «генный паровоз», мчащийся на всех парах, было уже невозможно. Сегодня в США насчитывается более 100 наименований генетически модифицированных продуктов ­ «трансгенов» ­ это   растения   соя,   кукуруза,   рис,   картофель,   помидоры,   сахарная   свекла,   пшеница,   горох, подсолнечник и другие. Что касается животных, то их гораздо меньше.    Например: светящийся в темноте кролик, получивший от медузы ген,   отвечающий за флуоресценцию, лосось, который может жить, как в соленой, так и в пресной воде.    ГМИ входят в состав многих продуктов питания. Например,  ГМ кукуруза добавляется в кондитерские и хлебобулочные изделия, безалкогольные напитки.  ГМ соя входит в состав рафинированных масел, маргаринов, жиров для выпечки, соусов для салатов,   майонезов,   макаронных   изделий,   вареных   колбас,   кондитерских   изделий,   белковых биодобавок, кормов для животных и даже детского питания.  ГМ картофель используется для приготовления чипсов.  и многие другие… Чья продукция содержит трансгенные компоненты  Nestle (Нестле) — производит шоколад, кофе, кофейные напитки, детское питание  Hershey’s (Хёршис) — производит шоколад, безалкогольные напитки  Coca­Cola (Кока­Кола) — Кока­Кола, Спрайт, Фанта, тоник “Кинли”  McDonald’s (Макдональдс) — сеть “ресторанов” быстрого питания  Danon (Данон) — производит йогурты, кефир, творог, детское питание  Cadbury (Кэдбери) — производит шоколад, какао  Mars (Марс) — производит шоколад Марс, Сникерс, Твикс  PepsiCo (Пепси­Кола) — Пепси, Миринда, Севен­Ап Нужны ли нам трансгенные продукты? Это спорный вопрос. Сторонники ГМП утверждают, что  они спасут растущее население Земли от голода, ведь генетически модифицированные растения могут   существовать   на   менее   плодородных   почвах   и   давать   богатый   урожай,  а  затем   долго храниться;  уже появились растения с противовирусной “начинкой”. К примеру, это табак, в генетический код которого “вмонтирован” человеческий ген, отвечающий за выработку антител к вирусу кори. Противники ГМП высказывают такие опасения, что:   генетическая технология еще несовершенна и процесс встраивания нового гена недостаточно точен,   т.е.   невозможно   с   достоверностью   предвидеть   его   местоположение   в   геноме   клетки хозяина; все испытания ГМП были краткосрочными – негативное влияние модифицированных продуктов может проявляться через длительное время или отражаться на потомстве;  неизвестно, как “новые растения” повлияют на экологический баланс в мире. Например, при перекрестном опылении сорняки могут получить от генетически модифицированных организмов ген   устойчивости   к   вредителям   и   пестицидам,   тогда   размножение   сорняков   будет неконтролируемым. Саморегуляция в экосистеме нарушится; могут появиться более патогенные вирусы и штаммы микроорганизмов. Возможная опасность ГМ­продуктов может проявиться, а может оказаться преувеличенной. В любом   случае   каждому   следует   подумать   о   возможных   непредсказуемых   последствиях   и   самому принять решение: употреблять генетическую пищу или нет. КЛЕТОЧНАЯ        ИНЖЕНЕРИЯ клонирование: история овечки Долли       Об овечке Долли слышали, наверно, все. Слава её велика. Вместе с удивительной историей этого животного многие впервые услышали слово «клон» и решили, что именно с Долли началась история клонирования. Но это те так. Начнём с того, что термин «клон» в переводе с греческого означает «черенок» или «веточка»  и означает ряд поколений наследственно однородных потомков одной особи. Черенкование самой обычной малины или пересадка усов у содовой земляники – это клонирование, только не на клеточном уровне.  В лабораторных условиях можно у растений из соматических клеток любых тканей  сформированного организма можно получить взрослое полноценное растение (морковь, томаты, табак), можно получить и из изолированной клетки под воздействием растительных гормонов целое растение – этим занимается клеточная инженерия. Гораздо труднее обстоит дело с клонированием животных. Позвоночные животные, например, в процессе   эволюции   утратили   способность   воспроизводить   потомство   бесполым   путём   –   делением соматических клеток, а беспозвоночные наряду с половым размножением могут размножаться путём деления клеток и создавать идентичные клоны (например, это размножение амёбы: она производит несколько   тысяч   клеток,   генетически   идентичных   ей   самой,   которые   и   называют   клоном;   если разрезать   белую   планарию   на   несколько   десятков   частей,   то   из   каждого   кусочка   вырастет   новый организм – это тоже клонирование). Долли получила такую известность, потому что она – первое успешно клонированное млекопитающее.      Итак, обо всём по ­ порядку. Человечество было потрясено известием о рождении Долли в феврале 1997 года. Шотландский учёный Ян Вильмут с коллегами   провели   успешные   эксперименты   по   генетическому   клонированию   овцы.   Попробуем разобраться в механизме появления Долли на свет. У этой овечки нет отца, но зато 3 матери:  овца породы финский дорсет, давшая свой генетический материал  (из клеток  тканей молочной железы этой взрослой овцы  извлекли соматические ядра)  овца породы шотландская черномордая, от которой взяли яйцеклетку (из её яйцеклетки удалили гаплоидное ядро и поместили в цитоплазму клетки без ядра диплоидное ядро из клетки первой овцы)  овца   –   реципиент   породы   тоже   шотландская   черномордая   ,   которая   выносила   за   148   дней  знаменитого   ягнёнка   (ей   трансплантировали   образовавшуюся   диплоидную   зиготу,   которую  предварительно стимулировали к дроблению электрошоком)       Какая же из них «настоящая» (биологическая) мать? Первая овечка, давшая своё ядро. С точки зрения генетики, Долли ­ точная копия (клон) именно этой овцы. Самое интересное, что эта настоящая мать умерла за 3 года до рождения свой дочери. Эксперименты по трансплантации ядер, культивированию зародышей и пересадке их в организм матери технически очень сложные – экcпериментаторы использовали 256 яйцеклеток, прежде чем удалось получить одну живую овечку Долли массой 6,6 кг. К 2002 году сама Долли произвела на свет естественным способом четырёх нормальных ягнят. Ей  самой исполнилось к этому времени 6 лет,   т.к.   на   свет   она   появилась   летом   1996   года,   что   несколько   месяцев   тщательным   образом скрывали   –   это   для   овцы   далеко   не   преклонный   возраст.   У   Долли   обнаружили   заболевания, которые обычно проявляются в глубокой старости:  у   неё  развился   очень  сильный   артрит  (болезнь  суставов),  отчего   она  практически  не могла сама передвигаться, также обнаружилось заболевание лёгких и резкое старение клеток.   Это было, по­видимому, связано  с биологическим возрастом Долли (6,5 лет по «паспорту»  + 6 лет донорной клетки, т.к. ядро было взято из клетки взрослой  шестилетней   овцы,  в  итоге  это  12,5  лет   жизни).  Поэтому  14  февраля  2003  года  учёные усыпили первую клонированную овечку.          Ученый разных стран   мира, решив, что ткани Долли после ее усыпления будут продаваться в лаборатории разных стран для исследований, начали изыскивать средства, но знаменитая овечка была кремирована. И в воздухе повис вопрос: а была ли Долли?                 В   настоящее   время   внимание   многих   исследователей   привлекают   эксперименты   по клонированию свиней, так как органы свиньи (сердце, печень, почки) по многим анатомическим и физиологическим показателям близки к человеческим – значит, они могут быть использованы для трансплантации   человеку.   Получение   генетически   модифицированных   свиней   с   инактивированием определённых генов позволит пересаживать их органы человеку без отторжения иммунной системой.        Клонирование животных в будущем позволит реставрировать давно погибших видов животных, воспроизводить   многочисленных   генетических   копий   выдающихся   по   продуктивности   животных­ рекордистов и многое другое. Выявление уровня взаимодействия между участниками пед. процесса, уровня эффективности данного взаимодействия. Рефлексия (подведение итогов и самоанализ деятельности/ обратная связь) 10 мин Фронтальная работа Обеспечение адекватной оценки собственной деятельности учащихся, привлечение к размышлению Отработка знаний, полученных на уроке, подготовка к восприятию нового материала, углубление знаний по предмету 5 мин Просмотр презентаций по теме Домашнее задание Этап 5 Цель этапа Длительность этапа Форма организации деятельности обучающихся Функции преподавателя на данном этапе Содержание этапа Этап 6 Цель этапа Длительность этапа Функции преподавателя на данном Обеспечение понимания цели, содержания и способов выполнения домашнего задания этапе Содержание этапа