Урок в 11 классе Тема урока: Цель урока:

Урок в 11 классе
Форма урока - лекция с использованием коммуникационных технологий.
Тема урока: Генная инженерия
Цель урока: Форматирование умения анализировать материал и решать
поставленные задачи. Самостоятельно работать с источниками, отбирая нужную
информацию. В ходе исследовательской деятельности учащиеся должны усвоить новые
знания и получить навыки их использования. Умение составлять презентации.
Закрепить используемые технологии: исследовательскую проектную технологию.
Задачи:
1) Обучение восприятию и переработке информации, передаваемой по каналам
СМИ (в широком толковании).
2) Развитие критического мышления, умений понимать скрытый смысл того или
иного сообщения, противостоять манипулированию сознанием индивида со стороны
СМИ.
3) Включение внешкольной информации в контексте общего базового
образования, в систему формируемых в предметных областях знаний и умений .
Ход урока:
1.Организационный момент.
2.Вступительное слово учителя: Ребята! Сегодня мы проводим очень
интересный урок. Тема урока: генная инженерия. О генной инженерии я думаю вы уже
слышали.
Итак, о какой проблеме сегодня пойдет речь? Вопрос классу.
Да, о генетически модифицированных продуктах и о методе генной инженерии.
I. Изучение нового материала.
1.Задачи генной инженерии. Современный уровень наших знаний биологии и
генетики позволяет новой биотехнологии – генной инженерии, т.е совокупности
методов, позволяющих путем операции in vitro (в пробирке ) переносить генетическую
информацию из одного организма в другой. Перенос генов дает возможность
передавать отдельные наследственные признаки одних организмов в другим. Цель
генной инженерии – не воплощение в реальности мифов о кентаврах (человека- конях)
и русалках (человека- рыбах ), а получение клеток (в первую очередь бактериальных),
способных в промышленных масштабах нарабатывать некоторые «человеческие»
белки. Так, с 1980 г. гормон роста человека – соматотропин получилось из бактерии
E.coli (кишечной палочки ). Соматотропин представляет собой полипептидную цель,
состоящую из 191 аминокислоты. Он вырабатывается в гипофизе и контролируется рост
человеческого тела; его недостаток приводит к карликовости. Соматотропин –
единственное средство лечения детей, страдающих карликовостью из-за недостатка
этого гормона. До развития генной инженерии его выделяли из гипофизов от трупов.
Соматотропин, синтезированный в специально сконструированный клетках бактерий,
,регулирующего уровень сахара в крови и клетках. Инсулин выделяли из
поджелудочных желез забиваемых коров и свиней, что сложно и дорого. С 1982 этот
гормон получают в промышленных масштабов из бактерий E. coli, содержащих ген
человека инсулина.
2. Строение ДНК (повторение предыдущей темы)
Ответ ученика: (интерактивная доска)
3. Строение гена (повторение предыдущей темы)
Ответ ученика: (интерактивная доска)
4.Плазмиды. Каким же образом гены человека были введены в бактериальные
клетки? Наиболее распространенным методом генной инженерии является методом
получения рекомбинатных, т.е. содержащих чужеродной ген, плазмид. Плазмиды
представляют собой кольцевые двух - цепочечные молекулы ДНК, состоящие из
нескольких тысяч пар нуклеотидов. Каждая бактерия помимо основной, не
покидающей клетку молекулы ДНК, может содержать несколько различных плазмид,
которыми она обменивается с другими бактериями. Плазмиды являются автономными
генетическими элементами, реплицирующимися в бактериальной клетке не в то же
время, что основная молекул ДНК. Хотя на долю плазмид приходится лишь небольшая
часть клеточной ДНК, именно они несут такие жизненно важные для бактерии гены,
как гены лекарственной устойчивости. Разные плазмиды содержат разные гены
устойчивости к антибактериальными препаратам.
Большая часть таких препаратов - антибиотиков используется в качестве лекарств
при лечении ряда заболеваний человека и домашних животных. Бактерия, имеющая
разные плазмиды , приобретает устойчивости к различными антибиотикам , к солям
тяжелых металлов. При действии определенного антибиотика на бактериальные
клетки плазмиды, придающие устойчивости к нему, быстро распространяются среди
бактерий, сохраняя им жизнь. Простота устройство плазмид и легкость, с которой они
входят и выходят из бактерий, используются генными инженерами для введения в
клетки бактерий генов высших организмов.
Мощным инструментом генной инженерии являются открытые в 1974 г .
ферменты – рестрикционные эндонуклеазы, или рестриктазы. Рестрикция буквально
означает «ограничение». Бактериальные клетки вырабатывают рестриктазы для
разрушения инородной, в первую очередь фаговой ДНК, что необходимо для
ограничения вирусной инфекции. Рестриктазы узнают определенные
последовательности нуклеотидов последовательности нуклеотидов (так называемые
сайты – участки узнавания) и вносят симметричные, расположенные наискось друг от
друга, разрывы в цепях ДНК на равных расстояниях от центра сайта узнавания. В
результате на концах каждого фрагмента рестриктированной ДНК образуются короткие
одноцепочечные «хвосты», называемые липкими концами.
Из разных видом бактерий выделено около 200 различных рестриктаз, для
которых описали сайты рестрикции.
5.Методы генной инженерии (интерактивная доска). Для получения
рекомбинатной плазмиды ДНК одной из плазмид расщепляется выбранной
рестриктазой. Ген, который нужно ввести в бактериальную клетку, выщепляют из ДНК
хромосом человека с помощью той же рестрикционной эндонуклеазы, поэтому его
«липкие» концы являются комплементарными нуклеотидным последовательностям на
концах плазмиды. Ферментов лигазой «сшивают» оба куска ДНК (гена и плазмиды), в
результате получается рекомбинатная кольцевая плазмида, которую вводят в бактерию
E. coil всё потомки этой бактерии, называемые клоном, содержат в плазмидах
чужеродной ген бактерии и способны вырабатывать белок, кодируемый этим геном.
Весь процесс получения таких бактерий, называемый клонированием состоит из
последовательных стадий:
1.Рестрикация - разрезание ДНК человека рестрикционной эндонуклеазой
(рестриктазой) на множество различных фрагментов, но с одинаковыми «липкими»
концами. Такие же конца получают при разрезании плазмидной ДНК той же
рестриктазой.
2. Лигирование – включение фрагментов ДНК человека в плазмиды благодаря
«сшиванию липких концов» ферментов лигазой.
3. Трансформация - введение рекомбинатных плазмид в бактериальные клетки,
обработанные специальные образом – так, чтобы они на короткое время стали
проницаемыми для макромолекул. Однако плазмиды проникают лишь в часть
обработанных бактерии. Трансформированные бактерий вместе с плазмидной
приобретают устойчивость к определенному антибиотики. Это позволяет их отделить
от нетрансформированных бактерий, погибающих на сердце, содержащей этот
антибиотик. Для этого бактерии высевают на студнеобразную питательную среду,
предварительную разведя их так, чтобы при рассвете клетки находиться на
значительном расстоянии друг от друга. Каждая из трансформированных бактерий
размножается и образует колонию из многих тысяч потомков - клон.
4. Скрининг – отбор среди клонов трансформированных бактерий тех, которые
содержат плазмиды, несущие нужные ген человека. Для этого все бактериальные
колонии накрывают специальным фильтром. Когда его снимают , на нем остается
отпечаток колонии, так как часть клеток из каждого клона прилипает искомого гена.
Он гибридизуется лишь с теми рекомбинантными плазмидами, которые содержат
нужный ген. После гибридизации на фильтр в темноте накладывают рентгеновскую
фотопленку и через несколько часов ее проявляют. Положение засвеченных участков
на пленке, образовавшихся из-за радиоактивной метки зонда, позволяет найти среду
множества клонов трансформированных бактерий те, которые имеют плазмиды с
нужным геном.
II. Презентация: ГМП
III. Дискуссия по данной проблеме: можно ли употреблять в пищу
ГМП.