Слайд 2
Цели:
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.
Слайд 3
Актуализация знаний
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?
Слайд 5
Генная инженерия
Генная инженерия – это искусственный перенос нужных
генов от одного вида живых организмов
(бактерий, животных, растений) в другой вид, часто очень отдаленный по происхождению.
Слайд 6
Задачи генной инженерии - получение клеток (в первую
очередь бактериальных), способных в промышленных масштабах
нарабатывать некоторые «человеческие» белки.
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.
Слайд 7
История возникновения
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.
Слайд 8
Сущность методов
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.
Слайд 9
Метод получения рекомбинантных (содержащих чужеродный ген) плазмид.
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.
Слайд 10
Области применения
Генная инженерия находит широкое практическое применение в
отраслях народного хозяйства, таких как микробиологическая промышленность, фармакологическая промышленность,
пищевая промышленность и сельское хозяйство.
Слайд 11
Примеры достижения генной инженерии
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
Слайд 12
Примеры достижения генной инженерии
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
Слайд 13
Примеры достижения генной инженерии
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
Слайд 14
Примеры достижения генной инженерии
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.
Слайд 15
Генная инженерия в медицине
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
Слайд 16
Клеточная инженерия
Клеточная инженерия – область биотехнологии, основанная на
культивировании клеток и тканей на питательных средах.
Клеточная инженерия
тесно связанна с генной инженерией
Слайд 17
Задачи клеточной инженерии
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.
Слайд 18
История возникновения
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.
Слайд 19
Методы клеточной инженерии
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)
Слайд 20
Клонирование
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.