Изучение вопросов биотехнологии в курсе химии средней школы

б) формирование логического мышления в процессе освоения теоретических приемов конструирования генетических структур;

в) формирование умений и навыков умственного и практического труда.

3. Воспитательная: а) в целях формирования диалектического мировоззрения показать познаваемость тонких механизмов реализации генетической программы организма и возможности воздействия человека на геномы

различных живых объектов;

б) воспитание мотивации к обучению.

Ход урока:

1. Организация класса

Обсуждение вопросов, возникнувших при оформлении практической работы.

2. Актуализация знаний

«…там, где природа кончает производить свои виды, там человек начинает из природных вещей создавать, с помощью этой же самой природы, бесчисленные виды новых вещей». (Л. Да Винчи: расшифрованные записные книжки)

С глубокой древности человек мечтал создавать новые виды животных … людей. Достаточно вспомнить множество мифов о русалках, кентаврах, сиренах и других сказочных (?!) персонажах. Кто знает, может в недалеком будущем они станут реальностью.

На сегодняшнем уроке мы попытаемся разобраться, что служит основанием для таких суждений.

3. Изучение нового материала

Если вы вспомните первое занятие, то сами скажете, в какой «биотехнологической эре» мы сейчас живем (эра генетической инженерии).

Попробуем разобраться в этом термине:

генетическая (генная) – затрагивающая генетические структуры (какие это структуры?);

инженерия подразумевает конструирование, модификацию в механическом смысле.

Итак, запишите определение:

Генная инженерия – система экспериментальных приемов, позволяющих конструировать лабораторным путем искусственные генетические структуры, вводить их в клетку и позволяющих в ней совершать работу.

Возможно, у вас вызвало недоумение словосочетание «совершать работу». Вспомним простейшую схему реализации генетической информации:

участок ДНК (ген) РНК белок (на доске)

и именно белок реализует генетическую информацию сам по себе или, если он фермент, запускает превращение каких-то веществ. Например, собаки не нуждаются в поступлении извне витамина С, а синтезируют его из компонентов углеводистой пищи. Следовательно, если гены, кодирующие нужные ферменты такого превращения, «пересадить» от собаки организму, испытывающему недостаток витамина С (морской свинке, человеку!?!), то проблема будет решена. Правда, данный перенос генов на современном этапе утопичен, но я привел его как наглядный пример биотехнологического использования.

Успехи в генной инженерии стали возможны благодаря изучению простейших живых существ (вирусов и бактерий) на генетическом уровне. Прежде, чем извлечь нужный ген из микроорганизма, надо знать его местоположение. Составлены так называемые генетические карты многих штаммов бактерий и вирусов методами классической генетики. Нужен «почтальон» – носитель генов, предназначенных для переноса («вектор»). Такие имеются в природе с незапамятных времен: плазмиды и бактериофаги. Плазмиды – кольцевые молекулы ДНК, относительно небольших размеров, самостоятельно существующие независимо от хромосомы бактерии. Они обусловливают вне хромосомную наследственность (кстати, у человека её обусловливают митохондрии). И конечно нужны «хирургические скальпели» молекулярных размеров, позволяющие резать ДНК в нужных местах. И такие инструменты всегда были рядом с нами и даже в нас: ферменты специфического расщепления ДНК – рестриктазы. Роль их в клетке – разрушение вирусных ДНК. Каждая рестриктаза специфична по-своему, но все они имеют одну общую особенность – действуют на последовательности, читаемые в одной цепи ДНК, идентично другой, но в противоположную сторону:

5´ ГААТТЦ 3´

5´ ЦТТААГ 3´

«перевертыши»: «А роза упала на лапу Азора».

Обратите внимание, что образовались однотяжевые последовательности, комплементарные друг другу, «липкие концы». Уже известно более 500 рестриктаз, позволяющих расщеплять ДНК в 120 последовательностях. Впервые их применили в 1972 году в США.

Есть ферменты, сшивающие разрывы ДНК (на доске):

ААТТ ААТТ ТТАА ТТАА рестриктаза = ААТТ ТТАА (плазмида)

ААТТ _ _ ТТАА (нужный ген) = ААТТ _ _ ТТАА (раскрытая плазмида)

ААТТ ТТАА ТТАА ААТТ гибридная ДНК (после сшивки)

Теперь обновленные плазмиды, поглощенные бактериями из раствора, можно размножить в миллионы раз – клонировать. А встроенный ген будет работать и нарабатывать нужный белок, витамин, аминокислоту… Это мы рассмотрим на следующем уроке.

УРОК №9 по теме «Применение генной инженерии»

Задачи:

1. Образовательная: знакомство учащихся с применением достижений генной инженерии в биотехнологии: клонирование генов в различных организмах. Проблемы и перспективы данного направления.

2. Развивающая: а) развитие познавательного интереса учащихся в связи с занимательностью материала;

б) формирование логического мышления в ходе познания путей получения современных лекарственных препаратов и новых сортов растений;

в) формирование умений и навыков умственного и практического труда.

3. Воспитательная: а) в целях формирования диалектического мировоззрения показать хрупкость состояния природного равновесия и все возрастающую роль человека в поддержании этого равновесия;

б) воспитание мотивации к обучению.

Ход урока:

1. Организация класса

Объясните, как можно пересадить ген от одного микроорганизма другому?

2. Актуализация знаний

Итак, мы разобрались, как можно пересадить ген от одного организма другому. Сегодня посмотрим, к чему это приводит или может привести.

3. Изучение нового материала

В настоящее время основные работы по генной модификации организмов ведутся с бактериями, так как они наиболее изучены и просты. Многие штаммы микроорганизмов также являются сверхпродуцентами различных биологически активных веществ.

Материал к уроку смотри клонирование в клетках различных организмов(главаI).

 Скачать реферат