Урок№18 Основні напрями сучасної біотехнології



Скачати 67.32 Kb.
Дата конвертації18.04.2016
Розмір67.32 Kb.
Урок№18 Основні напрями сучасної біотехнології

Мета: показати перспективи розвитку й можливості сучасної біотехнології. Дати уявлення про генетичну інженерію і клітинну інженерію,

Обладнання: таблиці, мультимедійні презентації.

Тип уроку: комбінований

Хід уроку

І.Актуалізація опорних знань

1.Що таке селекція?

2. Назвіть основні методи селекції.

3. Запитання 9, 10,11 ст124


ІІ. Мотивація навчальної діяльності

За визнанням учених всього світу,ХХІ ст.. буде століттям біотехнології і генетики.

Споконвіку людина бажала змінити ознаки рослин, тварин у бажаний їй бік.

Це почалося ще з тих часів, коли людина гадки не мала про гени, генетику. Інтуїтивно шляхом гібридизації і добору було створено сучасні породи тварин і сорти рослин. Їх геноми вже не схожі на геноми диких предків, від яких вони взяли початок. Та й більшість цих предків вимерла ( тарпани – предки коней,тур – предки наших корів і биків)

Якщо раніше доводилося багато років чекати, коли з’явиться бажаний фенотип, то зараз вдається самім їх створювати. Це вдається завдяки генно-інженерним технологіям. З’явилася нова дисципліна – біотехнологія. Які її методи, завдання, перспективи? Про це наш урок.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу


  1. Як ви уявляєте собі – що таке біотехнологія? Ст 118 підручника.

Біотехнологія – використання живих організмів , продуктів їхньої життєдіяльності, біологічних процесів, необхідні для розв’язання технологічних задач у виробництві.

Біотехнологія - сукупність промислових методів, у яких використовують живі організми або біологічні процеси. Людина з давніх-давен застосовує біотехнологічні процеси для виробництва різних речовин і харчових продуктів (сирів, молочних продуктів, тіста, пива тощо),


  1. Термін «Біотехнологія» запропонував угорський інженер К.Екері у 1917р.

Цей термін на ту пору застосовували в харчовій промисловості та сільському господарстві.

Лише в 70-х роках XX століття. термін «біотехнологія» запровадили у лабораторних методах, таких як використання рекомбінатної ДНК і культури клітин, вирощених поза організмом.



  1. З якими науками пов’язана біотехнологія?

Генетика, молекулярна біологія, біохімія, ембріологія, цитологія, фізична і

інформаційна технологія, робототехніка.



  1. Приклади застосування біотехнології:

  • У наш час різні види бактерій і грибів використовують у мікробіологічній промисловості для виробництва антибіотиків, вітамінів, гормонів, ферментів, кормових білків тощо.

  • У харчовій промисловості високопродуктивні штами мікроорганізмів дають змогу збільшити випуск високоякісних продуктів харчування (кисломолочних, сирів, пива), кормів для тварин (силос, кормові дріжджі) тощо.




  • Біотехнологічні процеси застосовують і для очищення навколишнього середовища, зокрема стічних вод і ґрунту від побутового і промислового забруднення.

  • Біотехнологічні процеси враховують і під час розроблення біологічних методів боротьби зі шкідниками сільського і лісового господарств, а також паразитичними і кровосисними видами. Використовуючи штами певних видів мікроорганізмів (бактерій, грибів), виготовляють препарати, які ефективно знижують чисельність шкідливих видів, не забруднюючи при цьому довкілля токсичними сполуками. Необхідною умовою використання біологічних препаратів у біологічному методі боротьби є їхня безпечність для корисних видів організмів.




  1. Два основні напрямки сучасної біотехнології:

Останнім часом у розробці біотехнологічних процесів все ширше застосовують методи генетичної і клітинної інженерії, які дають можливість одержати різноманітні сполуки і препарати.

Напрямки сучасної біотехнології




Генетична інженерія Клітинна інженерія
6. Генетична (генна) інженерія - прикладна галузь молекулярної біології, яка розробляє методи перебудови геномів організмів вилученням або введенням окремих генів чи їхніх груп, утворює нові геноми.

А) Генна інженерія здійснює:

- синтез генів поза організмом, видалення з клітин і перебудову окремих генів;

- копіювання і розмноження виділених або синтезованих генів;

- введення генів або їхніх груп у геном інших організмів;

- експериментальне поєднання різних геномів у одній клітині.

Б) одержання трансгенних організмів – організмів, що містять гени, чужерідні для даного виду організмів . Тобто, одним організмам пересаджують гени від інших організмів.

В) ГМО (генетично модифіковані організми) – живі організми, змінені завдяки генно-інженерним маніпуляціям.


Г) Створюються організми з новими, не властивими їм якостями.

Наприклад,

- створення бактерій –кишкова паличка, що синтезує інсулін. (ст. 119).

- бактерії синтезують інтерферон, імуноглобулін, гормони, незамінні амінокислоти

- генетично модифіковані рослини виробляють лікарські речовини, але використовується переважно напрямок створення сортів стійких до вірусів, гербіцидів, тих, що мають високі смакові і технічні якості.

-. Трансгенна картопля – в геном картоплі вбудували ген хітинази, що розчиняє хітин. Цей ген вилучили із ґрунтової бактерії. Тепер картоплю комахи не їдять, оскільки вона виробляє і накопичує в листках фермент хітиназу, вона розчиняє їх покрив. Обприскувати отрутами не потрібно. В тілі людини хітину немає, тому хітиназа не являє жодної безпеки.

- В пересадке органов от одного вида живых организмов другому, - достигнуты несомненные результаты. Наибольшие успехи получены при использовании свиней, имеющих в генотипе перенесенные гены человека, в качестве доноров различных органов. В этом случае наблюдается минимальный риск отторжения органа.

В качестве трансгенных животных чаще всего используются свиньи. Например, есть свиньи с человеческими генами — их вывели в качестве доноров человеческих органов

- трансгенные козы, в результате введения соответствующего гена, могут вырабатывать специфический белок, фактор VIII, который препятствует кровотечению у больных, страдающих гемофилией, или фермент, тромбокиназу, способствующий рассасыванию тромба в кровеносных сосудах, что актуально для профилактики и терапии тромбофлебита у людей. Трансгенные животные вырабатывают эти белки намного быстрее, а сам способ значительно дешевле традиционного

Д) Яким чином отримують ГМО: (демонстрація на моделях)

Основні етапи трансгенезу:



1.Виділення із клітин генів, що намічені для перенесення, або їх створення. (рестриктаза – фермент, що ріже ДНК як ножиці, а лігаза склеює частини і розриви)

2.Створення вектора перенесення генетичної інформації (вірус або плазміда , які служать переносниками ) і прикріплення до нього необхідних генів.

3. Введення генетичного вектора до клітини – мішені, а потім в її геном.

4. Культивування генетично модифікованих клітин.
Ж) Проблеми застосування транс генних продуктів

- вивели сорт ГМО – рослина, із геном стійкості до гербіцидів. Може статися так, що поле з цією рослиною почнуть обприскувати більшими дозами гербіцидів. Наслідок: отрути потрапляють у воду, їжу.

- можуть синтезуватися небезпечні для людини токсни.

- внаслідок синтезу невластивих організму білків виникає загроза алергії.

-але страхи, що чужі гени можуть вбудовуватися в геном людини безпідставні.
К). Генотерапія – сукупність методів генної інженерії і медицини,спрямовані на лікування паталогій генетичного апарату людини.

- це хірургія генів. Суть: в деякі клітини хворого вводять за допомогою вірусів ті гени, які в нього уражені

- спадкова хвороба важкий комбінований імунодіфецит (це не ВІЛ) виникає внаслідок мутації генів лікується методом генної терапії.



7. Клітинна (тканинна) інженерія

Що таке клітинна (тканинна) інженерія?



Клітинна (тканинна) інженерія - галузь біотехнології, в якій застосовують методи виділення клітин з організму і перенесення їх на поживні середовища, де вони продовжують жити і розмножуватися. В результаті створюються рекомбінатні клітини.

Якщо генна інженерія конструює нова рекомбінатні ДНК, то клітинна – створює рекомбінатні клітини.



А) Завдяки вирощуванню нестатевих клітин певних видів організмів на поживному середовищі створюють культуру клітин {тканин) для отримання цінних речовин. Клітини переносять на поживні середовища, де вони ростуть, розмножуються і синтезують вітаміни, гормони, цілющі препарати (наприклад, женьшеню).

Б). Крім того, клітинна інженерія здійснює гібридизацію соматичних клітин організмів різних видів, родів, родин тощо. Тобто здійснює схрещування організмів, яке неможливо зробити іншим способом (людини і миші, людини і моркви, курки й дріжджів тощо). Гібридизація нестатевих клітин дає змогу створювати препарати, які підвищують стійкість організмів проти різних інфекцій, а також лікують ракові захворювання.

Наприклад, гібридизацією клітин, здатних виробляти певні антитіла, з раковими одержано гібридні клітини. Найпродуктивніші з цих клітин переносили на поживні середовища і вирощували культури, які виробляли антитіла.



В). Клон - сукупність клітин або особин, які виникли від спільного предка нестатевим способом. Отже, клон складається з однорідних у генетичному відношенні клітин або організмів.
При клонуванні з незаплідненої яйцеклітини видаляють ядро і пересаджують у неї ядро нестатевої клітини іншої особини. Таку штучну зиготу пересаджують у матку самки, де зародок і розвивається. Ця методика дає можливість одержувати від цінних за своїми якостями плідників необмежену кількість нащадків, які є їхньою точною генетичною копією. Методом клонування вирощують різні організми

Г). Химерні організми – організм, що складається з генетично різнорідних клітин. Це штучно створені істоти, які мають клітини, що належать різним біологічним видам.

-у давньогрецькому міфі Химера-істота з лев’ячою головою, козячим тулубом і хвостом дракона. ХХІ століття ознаменувалося створенням не уявних, а справжніх химер.

- страшна назва. Але дуже знайомі всім організми:дика яблуня, на яку прищепили гілку певного сорту,троянда на корені шипшини, яблуня,у крону якої прищепили грушу.

- на клітинному рівні химери створюють змішуючи клітини різних тварин, обробляють спеціальними вірусними препаратами , добиваючись злиття їх ядер.



Яка мета?

  • Вивчають клітинні процеси

  • Вивчають причини і механізм розвитку ракових пухлин, можливість лікування раку, діабету.

ІV. Узагальнення

V. Домашнє завдання§20, пов. 16 -20.


База даних захищена авторським правом ©shag.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка