Познакомить учащихся с понятиями генная и клеточная инженерия, биотехнология. Сформировать у учащихся знания о генной инженерии, познакомить со стадиями метода рекомбинантных плазмид. Сформировать понятие о значении достижений генной и клеточной инженерии.
Вариант 2 1. Что такое катаболизм и анаболизм? 2. Что такое энергетический обмен? 3. Что такое фотосинтез? 4. На какие группы делятся организмы с автотрофным питанием? 5. В каком ораноиде протекает кислородный этап? 6.Что такое генетический код? Вариант 1 1. Что такое метаболизм? 2. Как вы понимаете пластический обмен? 3. Какие организмы относятся к гетеротрофам? 4. Какие организмы называются автотрофами? 5. Где происходит конечный этап дыхания, в каком органоиде? 6. Что такое генетическая информация?
Генная инженерия – это искусственный перенос нужных генов от одного вида живых организмов (бактерий, животных, растений) в другой вид, часто очень отдаленный по происхождению.
Современный уровень знаний биохимии, молекулярной биологии и генетики позволяет рассчитывать на успешное развитие новой биотехнологии - генной инженерии, т.е. совокупности методов, позволяющих путем операций (в пробирке) переносить генетическую информацию из одного организма в другой. Перенос генов дает возможность преодолевать межвидовые барьеры и передавать отдельные наследственные признаки одних организмов другим.
Генная инженерия начала развиваться с 1973 года, когда американские исследователи Стэнли Коэн и Энли Чанг встроили бактериальную плазмиду в ДНК лягушки. Затем эту трансформированную плазмиду вернули в клетку бактерии, которая стала синтезировать белки лягушки, а также передавать лягушачью ДНК своим потомкам. Таким образом был найден метод, позволяющий встраивать чужеродные гены в геном определенного организма.
Сущность методов генной инженерии заключается в том, что в генотип организма встраиваются или исключаются из него отдельные гены или группы генов. В результате встраивания в генотип ранее отсутствующего гена можно заставить клетку синтезировать белки, которые ранее она не синтезировала.
1. Рестрикция — разрезание ДНК, например, человека на фрагменты. 2. Лигирование — фрагмент с нужным геном включают в плазмиды и сшивают их. 3. Трансформация —введение рекомбинантных плазмид в бактериальные клетки. 4. Скрининг — отбор среди клонов трансформированных бактерий тех, которые плазмиды, несущие нужный ген человека.
Генная инженерия находит широкое практическое применение в отраслях народного хозяйства, таких как микробиологическая промышленность, фармакологическая промышленность, пищевая промышленность и сельское хозяйство.
Ашера Например, компания « Lifestyle Pets » создала с помощью генной инженерии гипоаллергенного кота, названного Ашера ГД. В организм животного был введен некий ген, позволявший «обходить заболевания стороной». Гибридная порода кошек. Выведена в США в 2006 году, на основе генов африканского сервала, азиатской леопардовой кошки и обычной домашней кошки. Самая крупная из домашних кошек, может достигать веса 14 кг и в длину 1 метра. Одна из самых дорогих пород кошек (цена котёнка $22000 - 28000). Покладистый характер и собачья преданность
В 2007 году южнокорейский ученый изменил ДНК кота, чтобы заставить его светиться в темноте, а затем взял эту ДНК и клонировал из нее других котов, создав целую группу пушистых флуоресцирующих кошачьих. И вот, как он это сделал: исследователь взял кожные клетки мужских особей турецкой ангоры и, используя вирус, ввел генетические инструкции по производству красного флуоресцентного белка. Затем он поместил генетически измененные ядра в яйцеклетки для клонирования, и эмбрионы были имплантированы назад донорским котам, что сделало их суррогатными матерями для собственных клонов. Светящиеся кошки
Генетически модифицированный лосось компании « AquaBounty » растет в два раза быстрее, чем обычная рыба этого вида. На фото показаны два лосося одного возраста. В компании говорят, что рыба имеет тот же вкус, строение ткани, цвет и запах, как и обычный лосось; однако все еще идут споры о ее съедобности. Генетически созданный атлантический лосось имеет дополнительный гормон роста от чавычи, который позволяет рыбе производить гормон роста круглый год. Ученым удалось сохранить активность гормона при помощи гена, взятого у схожей на угря рыбы под названием «американская бельдюга» и действующего как «включатель» для гормона. Быстрорастущий лосось
Борющиеся с загрязнениями растения Ученые Вашингтонского университета работают над созданием тополей, которые могут очищать загрязненные места при помощи впитывания через корневую систему загрязняющих веществ, содержащихся в подземных водах. После этого растения разлагают загрязнители на безвредные побочные продукты, которые впитываются корнями, стволом и листьями или высвобождаются в воздух.
Получение человеческого инсулина в промышленных масштабах; Разработка интерферона. Около 200 новых диагностических препаратов (не белковых, а генных) уже введены в медицинскую практику, Более 100 генно-инженерных лекарственных веществ находится на стадии клинического изучения
Клеточная инженерия – область биотехнологии, основанная на культивировании клеток и тканей на питательных средах. Клеточная инженерия тесно связанна с генной инженерией
Получение и применение культур клеток животных, человека, растений и бактерий для культивирования вирусов с целью создания вакцин, сывороток, диагностических препаратов. Культивирование культур клеток для получения биологически активных веществ. Получение моноклональных антител (гибридом) для использования в медицине и ветеринарии. Генно-инженерные манипуляции с клетками для получения новых форм, новых культур клеток, биопрепаратов и др.
В середине XIX столетия Теодор Шванн сформулировал клеточную теорию (1838). Он обобщил имевшиеся знания о клетке и показал, что клетка представляет основную единицу строения всех живых организмов, что клетки животных и растений сходны по своему строению. Т. Шванн внес в науку правильное понимание клетки как самостоятельной единицы жизни, наименьшей единицы живого: вне клетки нет жизни.
1. Выращивание из отдельных клеток культур тканей (например, женьшеня), которые продуцируют лекарственные вещества, как и целое растение. 2. Гибридизация клеток различных видов растений (Сливаются клетки растений, относящихся к разным видам, например, картофеля и томата. Это путь к созданию новых видов растений) 3. Создание гибридом ( Гибридомы, полученные в результате объединения лимфоцитов и раковых клеток, вырабатывают антитела, как лимфоциты, и бессмертны, как раковые клетки. Интерферон, который получают с помощью гибридом, применяется для лечения заболеваний)
КЛОНИРОВАНИЕ - воспроизведение генетически однородных организмов путём бесполого размножения. При клонировании исходный организм служит родоначальником клона – ряда организмов, повторяющих из поколения в поколение и генотип, и все признаки родоначальника. Таким образом, сущность клонирования заключается в повторении одной и той же генетической информации.
Этично ли проводить генетические эксперименты на человеке? Этичны ли эксперименты над животными?
