«Достижения биотехнологии и этические аспекты её исследований»
план-конспект урока по биологии (11 класс)

Тема урока:  «Достижения биотехнологии и этические аспекты её исследований»

Класс: 11

Цели урока:

1. Образовательная: Изучить особенности селекции микроорганизмов и их

использования в хозяйственной деятельности человека и осознать необходимость

знаний о биотехнологии, генной инженерии.

2. Развивающая: Развивать творческий подход к изучению нового материала,

интеллектуальные способности, память, приобретение ими умений работать с

различными литературными источниками. Совершенствовать мыслительные процессы,

речь.

3. Воспитательная: Воспитывать у студентов потребность в знаниях, ответственность

при выполнении заданий, любовь и интерес к профессии, укреплять стремление

приносить только пользу людям, акцентируя на проблему этичности применения

генных технологий.

Задачи для достижения целей урока:

1. Изучить этапы становления и современные направления биотехнологии;

2. Изучить значение биотехнологии в жизни человека.

Оснащение урока: Интерактивная доска, компьютер, презентация по теме урока, плакаты

(«Клетка», «Вирусы и бактерии».

В результате изучения темы урока студент:

должен знать: биотехнологию наших предков и биотехнологию на службе

человека: пищевая промышленность, химическая, сельское хозяйство, охрана природы.

должен уметь: применять биологические знания для анализа проблем хозяйственной

деятельности и оценки этических аспектов некоторых исследований в области

биотехнологии (клонирование, искусственное оплодотворение);

Тип урока – семинар-беседа

Форма урока: групповая, индивидуальная

Межпредметные связи: химия, экология.

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний

Учитель: Мы продолжаем знакомиться с очень интересной и увлекательной,

не мало важной темой в биологии, но для начала давайте раскроем смысл данной

цитаты: 

ВОПРОС: Почему Б.Нейман называет микроб гадким утёнком и прекрасным лебедем?

Ответ: (гадкий утенок, благодаря успехам науки и техники, достижениям

человеческого гения, превратился в прекрасного лебедя.)

Учитель: Что означает слово «Биотехнология»? Попробуем разложить это слово на

2части: «био» - жизнь; «технология» - искусство, мастерство– это

использование живых микроорганизмов для получения нужных человеку продуктов

и материалов. («логос» - наука)

Учитель: Основная цель нашего урока - осознать необходимость знаний о

биотехнологии, изучая особенности селекции микроорганизмов и их использования в

хозяйственной деятельности человека.

Для достижения этой цели мы совместно работали с различными источниками

информации по следующим вопросам:

1. Каковы этапы становления биотехнологии?

2. Каковы достижения биотехнологических процессов в пищевой, химической,

сельскохозяйственной и экологической областях?

3. Каково значение биотехнологии в жизни человека?

3.Обсуждение проблем: (1-й этап)

Учитель: Итак, переходим непосредственно к изучению темы и обсуждению проблем.

Тема для обсуждения

1  «Биотехнология наших предков» 

Обсудите проблемные вопросы:

1. Почему биотехнология изучает главным образом микроорганизмы с древних до

наших времен?»

Учитель: Биотехнология предков началась с важного открытия. Об этом открытие мы

говорили с начала изучения курса. Предлагаю напомнить и сообщить нам об этом

открытие.

Сообщение ученика: Тысячи лет люди пекли хлеб, делали сыр, другие молочнокислые

продукты, используя различные микроорганизмы и даже не подозревая об их

существовании. Более 3 тыс. лет биотехнологическими процессами являются

хлебопечение виноделие, и получение молочнокислых продуктов. Люди выступали в

роли биотехнологов с незапамятных времен.

 Впервые термин «биотехнология» применил

венгерский инженер Карл Эреки в 1917 году. В начале XX века активно развивалась

бродильная и микробиологическая промышленность. В эти же годы были предприняты

первые попытки наладить производство антибиотиков, пищевых концентратов,

полученных из дрожжей.

Учитель: Бактерии открыты и акцентируем внимание на изучении ученными главного

объекта: МИКРОБА?

Сообщение ученика: Микроорганизмы характеризуются большой скоростью

размножения, часто путем простого деления пополам, через каждые 20-25

минут. Разнообразны по физиологическим и биохимическим свойствам.

Живут везде, 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). Очень продуктивны. Чрезвычайная приспособляемость, т.е. их

можно быстро и легко селекционировать, 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. Они не только приспосабливаются к

среде, приспосабливают среду к своим условиям, подкисляют или делают ее более

щелочной.

Учитель:  Проанализируйте и сделайте вывод: Какие организмы более выгодно

использовать для получения белка.

Ученики делают вывод, сообщают и сравнивают с выводом на доске. 

Учитель: Итак, переходим к обсуждению следующей проблемы.

Тема для обсуждения 2  «Биотехнология на службе человека»

Обсудите проблемные вопросы: 

1. Каким образом используются микроорганизмы в биотехнологии?

2. В каких областях промышленности используют микроорганизмы?

Ответы учеников: в хлебопечение, получение молочно - кислых продуктов, виноделии,

сыроварении, производстве белка, производстве антибиотиков, гормонов,

в металлургии, в сельском хозяйстве и охране окружающей среды.

Учитель: В настоящее время применяется практически во всех отраслях

промышленности: пищевой, химической, активно внедряется в сельское хозяйство и

Учитель: В настоящее время применяется практически во всех отраслях

промышленности: пищевой, химической, активно внедряется в сельское хозяйство и

немало важна и для охраны среды. 

Учитель: Совместно подведем итог вашим выступлениям. В хлебопечении, виноделии

используют дрожжи – одноклеточные грибы, в производстве молочнокислых

продуктов – молочнокислые бактерии, их активно изучают. И это явилось

предпосылкой для возникновения нового направления биотехнологии – ГЕННОЙ

ИНЖЕНЕРИИ.

4. Обсуждение проблем (2-й этап).

Сообщение ученика: Генная инженерия – основана на выделении (или на

искусственном синтезе) нужного вида из генома одного организма и введении его в

геном другого организма, впервые процесс был проведен в1969 году). Сейчас

около 200 новых диагностических препаратов уже введены в медицинскую практику, и

более 100 генно-инженерных лекарственных веществ находится на стадии

клинического изучения. Среди них лекарства, излечивающие артрозы,

сердечнососудистые заболевания, некоторые опухолевые процессы и, возможно, даже

СПИД. Технология производства микробиологического синтеза хорошо

отработана. Получение веществ микробиологическим путём экономически выгодно,

и обладание всего одной бактериальной клеткой может принести миллиардные

прибыли. Например: излюбленный объект генных инженеров – кишечная палочка. С

помощью нее получают соматотропин (гормон роста), интерферон (белок, который

помогает справиться со многими вирусными инфекциями), инсулин (гормон

поджелудочной железы)

Учитель: Одним из методов в биотехнологии является метод - создание

ГМО, иначе, это мутанты, созданные в результате комбинации генов разных

организмов. Растения и животные, геном которых изменен с помощью подобных

операций, называют трансгенными.

Плюсы генной модификации продуктов.

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. 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 растений-вакцин, 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). Получены ГМ картофель, помидоры, устойчивые к насекомым- вредителям, а

также получены разные сорта клубники со вкусом ананаса и синяя морозостойкая с

геном арктических рыб.

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. В международном научном сообществе

существует четкое понимание того, что в связи с ростом народонаселения Земли,

которое по прогнозам ученых должно достичь к 2050 году 9-11 млрд. человек,

необходимо удвоение или даже утроение мирового производства сельскохозяйственной

продукции, что невозможно без применения трансгенных растений, создание которых

многократно ускоряет процесс селекции культурных растений, увеличивает

урожайность, удешевляет продукты питания, а также позволяет получить растения с

такими свойствами, которые не могут быть получены традиционными методами.

Нет ни одного научного факта против использования трансгенных продуктов. Главное

потенциальная опасность для биологических объектов, для здоровья человека

путем переноса встроенного гена в микрофлору кишечника или образование из

модифицированных белков под воздействием нормальных ферментов, так называемых

минорных компонентов, способных оказывать негативное влияние

Учитель: Следующий метод в биотехнологии это метод – клонирование - это метод

пересадки ядра обычной клетки в яйцеклетку, при котором получают генетические

копии. 

Сообщение ученика: Перспективным направлением биотехнологии является

клонирование. Одной из главных задач в этой области является создание органов

животных, которые можно будет использовать для трансплантации человеку.

Первое клонированное животное называется овечка Долли. Для этого использовали

ядра соматических клеток, полученных из тканей молочной железы взрослой овцы,

которые вводили в яйцеклетку. Образовавшуюся диплоидную зиготу стимулировали к

дроблению электрошоком и трансплантировали в овцу-реципиента. Через 148 дней

приемная мать родила живую овечку – Долли. Экспериментаторы использовали 236

яйцеклеток, прежде чем удалось получить одну живую, вполне здоровую овечку весом

6,6 кг. У этой овечки нет отца, но зато три матери: овца, давшая свой генетический

материал, овца, от которой взяли яйцеклетку, и овца-реципиент, которая вынашивала

знаменитого ягненка. Она родилась в 1996 году в Шотландии. Но прожила всего лишь

неполных 7 лет (вместо 10-12 лет). Считают, что причиной смерти является воспаление

легких и полиартрит суставов. В настоящее клонирование расцветает, были получены

огромное количество клонированных лошадей, овец, коров.

Учитель: Переходим к обсуждению третей проблемы нашего урока.

Тема для обсуждения 3  «Этические аспекты развития некоторых исследований в

биотехнологии»

Обсудите проблемные вопросы: 

1. Почему некоторые биотехнологические исследования представляют опасность

для человечества? Ваше мнение? 

2. Этично ли проводить генетические эксперименты на животных и человеке?

Мнение учеников: Клонирование – повторение искусственным образом с помощью

биомедицинской технологии феномена однояйцовых близнецов. Клонирование одно из

самых фантастических деяний человека, соответственно, оно рождает целый ряд

моральных проблем. Возрастающий интерес к развитию вспомогательных

репродуктивных технологий во всем мире обусловлен приоритетностью проблемы

бесплодия в медицине. Эти достижения значительно повысят возможность

деторождения во многих супружеских парах, которые ранее считались бездетными.

Несомненно, что клонирование потребует внесения определенных изменений в

гражданский, семейный и другие кодексы, разработка юридических и правовых

вопросов родившихся таким образом людей.

У клонированных (если они когда-нибудь будут) людей это прежде всего проблема

общения и приспособления к социальной среде которая может позволит избежать

психических травм дабы они не чувствовали себя в обществе неандертальцами с

внешностью homosapiens. Для избежания этих проблем потребуется строжайшая

конфиденциальность их происхождения. На правовом уровне можно выработать

приемлемые документы об их статусе. Но, как быть с фактом отсутствия у них

родителей? Записывать выдуманных родителей? Воспитывать их с момента рождения в

семьях, которые захотят их принять? Есть еще тысячи этических и юридических

проблем, которые возникнут, если клонирование человека будет когда-либо

осуществлено.

Учитель: Подведем итог нашему обсуждению и сообща сделаем

вывод: Биотехнология очень актуальная тема, так как именно с развитием

биотехнологии связывают решение глобальных проблем человечества -

ликвидацию нехватки продовольствия, энергии, минеральных ресурсов,

улучшение состояния здравоохранения и качества окружающей среды.

Выбор за вами использовать достижения биотехнологии

«плюсы» ГМО «минусы» ГМО

Увеличение урожайности растений и

продуктивности животных

Все испытания краткосрочные, не понятны

отдаленные результаты влияния ГМ

продуктов на организмы

Улучшение вкусовых качеств Не известно влияние трансгенных продуктов

на последующие поколения

Быстрое созревание Трансгенные растения вызывают гибель

полезных почвенных бактерий

Увеличение срока хранения

У потомков подопытных животных

наблюдается недоразвитость половых

органов у самцов

Устойчивость к вредителям и болезням

У подопытных животных по сравнению с

контрольной группой повышена смертность

потомков

Улучшение эстетических качеств

ГМ животные и растения, помещённые в

природную среду могут вытеснить своих

диких сородичей

Наиболее дешевый способ получения

пищевых продуктов

По мнению большинства ученых возможно

возрастание аллергических реакций на ГМ

продукты

Решение мировой проблемы голода

(урожайность ГМ растений и

продуктивность ГМ животных выше

обычных на 15 -25%).

В России не разрешено выращивание ГМ растений, но разрешен ввоз 21 вида ГМ

сырья:

6 сортов кукурузы,

3 сорта сои,

3 сорта картофеля,

2 сорта риса,

5 видов микроорганизмов

Российские производители выпускают ГМ продукты, и теперь уже каждому решать

покупать или нет генномодифицированные продукты.

Учитель: а сейчас я хочу привести примеры некоторых достижений генной

инженерии.

1. ГМ картофель - новый сорт был получен путем имплантирования в генотип

картофеля гена бактерии, которая вырабатывает яд, смертельный для

колорадского жука.

2. ГМ помидоры – в их генотип имплантирован ген рыбы с целью повышения

морозоустойчивости. Такие помидоры месяцами могут лежать в неспелом виде

при температуре 12 градусов. Но, как только температура повышается, плоды за

несколько часов созревают.

Это удивительно, не правда ли? Но если у человека аллергия на рыбу, то после

употребления таких помидор человек начнет страдать от аллергии.

1. В Подмосковье есть стадо овец, в молоке которых вырабатывается человеческий

интерферон.

2. В качестве эксперимента в одном из городов России с развитой

металлургической промышленностью, для очистки воздуха высажено около 200

ГМ «беспуховых» тополей – у многих людей аллергия на тополиный пух.

Впоследствии растения не только не очищали воздух, они ещё оказались

способны выделять токсин, опасный как для животных, так и для растений.

3. Американские ученые создали новый ГМ сорт томата, при длительном

употреблении которого снижается вероятность заболевания раком желудка.

4. С применением ГМ технологий ученые получают лекарственные препараты,

кормовые белки, гормоны, витамины.

5. Созданные сорта ГМ овощей долго хранятся, не теряя вкуса и товарного вида.

Возможности генной инженерии безграничны. Важно не переступить определенную

черту, важно учитывать все плюсы и минусы употребления ГМ продуктов для

человечества, так как в настоящее время отсутствует достоверная информация о

последствиях употребления таких продуктов.

5. Рефлексия (подведение итогов занятия)

Рефлексия:

Что нового узнали на уроке?

Какие сведения были вам знакомы?

Стал ли более понятным термин «биотехнология»?

6. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению 

Что нового узнали на уроке?

Какие сведения были вам знакомы?

Стал ли более понятным термин

«биотехнология»?

Что нового узнали на уроке?

Какие сведения были вам знакомы?

Стал ли более понятным термин

«биотехнология»?