Конспект урока "Биотехнология"

«Биотехнология»

10 класс.

Учитель высшей категории

Кушнерёв Андрей Анатольевич

г.Гагарин Смоленской области

Цели:

1. Подготовить учащихся к дискуссии по проблемам биотехнологии и генной инженерии. Выявить отношение учащихся к данной проблеме.

2. Развивать исследовательские и коммуникативные навыки учащихся, умение работать с литературой и данными Интернета.

3. Продолжить формирование представлений о взаимосвязи естественных наук, а также об использовании научных знаний в практической деятельности человека.

Форма обучения: урок-диспут по технологии «Дебаты».

Методы обучения: самостоятельная работа, эксперимент, объяснение.

Оборудование для учителя: проектор мультимедиа, экран.

Подготовительный этап.

Учащиеся разбиваются на группы:

1. Сторонники биотехнологии.

2. Противники биотехнологии.

3. Эксперты.

Каждая группа готовится защищать свою точку зрения. Для этого необходимо:

1. Подготовить компьютерную презентацию или видео, доказывающее точку зрения команды.

2. Подготовить серию вопросов для команды соперника.

3. Сделать эскиз плаката, в котором выражена точка зрения команды.

Ход урока.

Учитель представляет команды и экспертов, которые будут оценивать представленные командами материалы, а также ход дискуссии.

Раунд 1.

Команда защитников биотехнологии использовала фрагменты анимационного фильма «Спасти Джонни» о лечении болезней с использованием стволовых клеток и других методов биотехнологии.

1. Одно из наиболее важных направле­ний генной инженерии — производство лекарств нового поколения, представ­ляющих собой биологически активные белки человека. Следует напомнить, что в большинстве случаев для лечения человека можно ис­пользовать только белки человека, а не свиньи, коровы и т.д. Вследствие этого возникает проблема получения человече­ских белков в нужных количествах.

2. В связи со сказанным интересна исто­рия получения интерферонов. В 1957 г. английские ученые Иссаакс и Линдеман обнаружили, что клетки животных и человека в ответ на вирусную инфекцию выделяют какое-то вещество, которое делает окружающие здоровые клетки устойчивыми к вирусной инфекции. Это вещество получило название интерферона. Они синтезируются в очень небольших количествах: источни­ком их получения может быть либо донор­ская кровь, либо культура клеток челове­ка. К сожалению, эти источники не позво­ляли получать интерфероны в количест­вах, нужных медицине. В 1980 — 1985 гг. в нескольких лабора­ториях мира, в том числе и нашей стра­не, были выделены гены человека, опре­деляющие синтез интерферонов, и введе­ны в бактерии. Такие бактерии стали способны синтезировать человече­ский интерферон. Из 1 л бактериальной культуры можно выделить столько чело­веческого интерферона, сколько из 5 — 10 тыс. л донорской крови. Полученный белок абсолютно идентичен интерферо­ну, синтезируемому в организме человека. В 1989г. появилось новое лекарство — че­ловеческий интерферон, в России он выпускается под названием «реаферон». Сегодня это почти единственный пре­парат, который эффективен против ви­русных гепатитов, герпеса, про­студных заболеваний и в терапии некоторых видов рака.

3. Из других препаратов белков человека, получивших широ­кое медицинское применение, следует назвать инсулин, гормон роста, факторы свертываемости крови, ферменты. В настоящее время в мире получили разрешение на применение более 30 пре­паратов, созданных методами генной ин­женерии, и более 200 находятся на разных стадиях клинических исследований.

4. Медицина использует выращенные «в пробирке» клетки кожи для лечения повреждений кожного покрова, и в первую очередь — при лечении ожоговых ран.

5. Находят применение в медицине и синтезированные биотехнологами ферменты. Так, в нашей стране для лечения сердечно-сосудистых заболеваний разработан ферментный препарат, который можно вводить в сосуды для растворения образовавшихся в них тромбов.

6. Большие успехи достигнуты клеточной инженерией в области иммунологии: разработаны методы получения особых гибридных клеток, производящих индивидуальные антитела. Это позволило создать высокочувствительные средства диагностики ряда тяжёлых заболеваний человека, в том числе и рака. Эти антитела имеют не только диагностическое, но и лечебное значение: при аутоиммунных заболеваниях, когда иммунные клетки «ополчаются» против собственных органов и тканей, для лечения рака.

7. В современ­ной фармацевтической промышленности подобные анти­тела используют для очистки лекарственных препаратов.

8. Вакцина­ция — одна из точек применения биотехнологии.

9. Антибиотики – очень важные лекарства. Синтезировать антибиотики химически было очень дорого или вообще почти невозможно. И тогда решили для их промышленного производства использовать микроорганизмы, синтезирующие пенициллин и другие антибиотики. Так возникло важнейшее направление биотехнологии, основанное на использовании процессов микробиологического синтеза.

Таковы основные направления биотехнологических разрабо­ток в области медицины.

Ведущий. Без преувеличения можно сказать, что центральное приложение новейших биотехнологических под­ходов — медицина. Однако я читала, что одной из проблем, связанных с белками медицинского назначения, является наличие у них побочных эффектов. Например, аллергические реакции возникают как против «лечебных» белков, так и против антител, даже если их получают на основе человеческих генов.

Команда противников биотехнологии представила проект «Осторожно, биотехнология!»

1. Недостаточно изучено влияние ГМО на организм человека. Употреблять бездумно и бесконтрольно ГМ-пищу — опасно. Безопасность того или иного воздействия на организм человека может быть подтверждена только через несколько поколений, подвергавшихся этому воздействию. Пока такого опыта с ГМО у человечества нет. Поэтому противники ГМО называют нынешнее поколение “подопытным”.

2. Чужеродный белок поступивший с пищей, может вызвать у потребителя непредсказуемые аллергические реакции. Приводится статистика, что в странах, где ГМО разрешены, официально в несколько раз чаще выявляют аллергии, чем в странах свободных от ГМ-продуктов. А если еще вспомнить, что белок — это основной строительный материал нашего тела, то существует опасность встраивания в нас “кривых” аминокислот

 (с неизвестными пока последствиями).

1. Некоторые виды модификаций (например, повышающие устойчивость к гербицидам) провоцируют усиленное использование сельхозхимии и накопление ее в растении. Например, соя не крупное растение, а сорняки вокруг нее растут намного выше и пропалывать такие поля затратно и трудоемко. Поэтому в сою внедряют определенный ген, что делает ее устойчивой к пестицидам, и поливают поля с соей отравляющими веществами, чтобы убить сорняки. При этом соя, естественно, остается невредимой. То есть до нас доходит «красивая» соя, но пропитанная химикатами.

2. ГМ-продукты могут вызывать рак и бесплодие. Есть данные о нескольких опытах над крысами и хомяками, которых кормили ГМ-соей. По результатам этих опытов, у крыс появились раковые опухоли, а у хомяков не появилось потомство в третьем поколении.

3. Экологическая опасность. Пыльца и семена ГМ-растений переносятся на дикую природу, в результате, начинается смешение “натуральных” растений с ГМ-культурами. А это может привести к тому, что, например, насекомым нечем будет питаться, и они начнут вымирать, а вслед начнут гибнуть птицы, которые останутся без насекомых. Это примитивный пример нарушения пищевой цепочки, к которому может привести повсеместное распространение ГМ-растений.

Раунд 2.

Команды задают друг другу вопросы и высказывают свою точку зрения по проблемам генетически модифицированных продуктов, лечения наследственных заболеваний, использования стволовых клеток человека, клонирования.

Примеры вопросов:

- каковы основные направления современной биотехнологии?

- для чего нужно изучать геномы организмов?

- каковы цели создания трансгенных растений и животных?

- как биотехнология может помочь решить экологические проблемы?

- приведите примеры использования биотехнологии в медицинских целях;

- кто такие химеры и зачем их создают?

- для каких организмов клонирование является уже разработанной технологией и активно применяется?

- кто такие экспланты и каково их происхождение?

- каковы морально-этические проблемы клонирования человека?

Раунд 3.

По эскизу необходимо нарисовать плакат, агитирующий за свою точку зрения.

Подведение итогов дискуссии.

Эксперты, которые оценивали работу команд на протяжении урока, высказывают своё мнение, о том какая из команд была более убедительной.

По итогам обсуждения победили сторонники биотехнологии, которые были более убедительны. Они даже угостили собравшихся печеньем с добавлением генетически модифицированной сои.