Приложение № 1
1 группа:
1 выступление:
Биотехнология и ее подразделения.
Биотехнология – это приложение биологических процессов и систем в производстве. Она включает в себя:
Микробиологический синтез;
Клеточную и белковую инженерию;
Инженерную энзимологию;
Культивирование клеток растений, животных и бактерий;
Методы слияния (фузии) клеток.
В биотехнологических процессах широко применяют микроорганизмы (бактерии, плесневелые грибы, актиномицеты, дрожжи). В ней комплексно используют высшие достижения микробиологии, биохимии, молекулярной биологии, генной инженерии, инженерных наук.
2 выступление:
Биотехнология и медицина.
Методы биотехнологии позволяют решить проблему многих жизненно важных лекарственных веществ. Рассмотрим некоторые медицинские аспекты применения биотехнологии.
Получение пенициллина. Антибактериальное действие пеницилла было открыто в 1929 г. Английским микробиологом Александром Флемингом. В 1941 г. пенициллин был впервые опробован для лечения человека, страдающего от стафилококковой инфекции. В 1943г. В США культуру гриба облучали рентгеновскими лучами. После повторения такой процедуры более 20 раз был получен подходящий штамп продуцента. В настоящее время продолжают отбирать наиболее перспективные штаммы этого гриба.
Получение других антибиотиков. Вскоре выяснилось, что для некоторых бактерий пенициллин безвреден. К таким бактериям относится и возбудитель туберкулеза – микобактерия. Американский микробиолог З. Ваксман выделил из почвы микроорганизмы стрептомицеты и предложил назвать их антибиотиками (от греч. анти и биос – против жизни) все вещества, образуемые микроорганизмами и способные подавлять, повреждать или убивать других микробов.
Производство инсулина. Инсулин – белок-гормон, который регулирует содержание сахара в крови. При недостатке инсулина наблюдается заболевание – сахарный диабет. Для решения проблемы получения инсулина учеными была выдвинута идея: в ДНК бактерий следует каким-то образом ввести фрагмент ДНК с геном человеческого инсулина.
Производство интерферона. Интерферон - лечебное средство против вирусов. Он эффективен против возбудителей бешенства, гепатита, ринитов и других вирусных заболеваний.
3 выступление:
Биотехнология растений.
Получены формы растений с ускоренным ростом, большей массой плодов, увеличенной продолжительностью хранения плодов; устойчивые к гербицидам, к патогенным вирусам и грибам, к вредным насекомым, а также к засухе и засоленности почв. В природе существует бактерия вырабатывающая эндотоксин белковой природы, действующий на насекомых. Ген, кодирующий этот токсин, был выделен и встроен в ДНК картофеля. Такой картофель личинки колорадского жука в пищу употреблять не могут. После внедрения в геном винограда ген морозоустойчивости от дикорастущей капусты брокколи трансгенный виноград стал морозоустойчивым. Эта процедура заняла всего год. Обычно на выведение новых соритов винограда уходит 25-35 лет. Существенные посевные площади заняты под трансгенные растения в США (68 % мировых посевов трансгенных культур), Аргентине (22 %), Канаде (6 %) и Китае (3 %). В основном выращивают трансгенную сою (62 %), кукурузу (24 %), хлопок (9 %) и рапс (4 %).
4 выступление:
Генетическая инженерия. Генетическая инженерия (ГИ) – совокупность методов, позволяющих искусственно переносить генетическую информацию из одного организма в другой с помощью специально созданных генетических конструкции. Одна из задач ГИ – получение организмов с желаемыми свойствами. Основным подходом ГИ является конструирование in vitro (вне организма) рекомбинантных молекул ДНК (искусственно скомбинированных из фрагментов) с заданными наследственными свойствами, поэтому ГИ также называют технологией рекомбинантных ДНК. Организмы, в которые с помощью методов ГИ введены несвойственные им гены, носят название трансгенных. С развитием ГИ ученые получили возможность синтезировать, выделять, комбинировать и перемещать гены в любые другие фрагменты ДНК. ГИ внесла революционный вклад в развитие многих биологических дисциплин: молекулярной биологии, микробиологии, вирусологии, цитологии, эмбриологии, медицинской генетики и генетики человека.
5 выступление:
В результате применения биотехнологии появились бактерии, растения, животные, которые являются естественными биореакторами. Они продуцируют новые или измененные генные продукты, которые не могут быть созданы традиционными методами скрещивания, мутагенеза и селекции. Кроме того, молекулярная биотехнология дает принципиально новые методы диагностики и лечения различных заболеваний. Однако в ряде случаев рекламируемые перспективы оказываются преувеличенными и не всегда соответствуют реальным возможностям биотехнологии. Эти методы используют природные компоненты (клетки, гены и т.д.), но комбинируют их произвольно. Возможные побочные эффекты во многих случаях трудно предсказуемы. Необходимы длительные эксперименты на растениях и животных и серьезные исследования. Известно негативное отношение СМИ и различных слоев общественности в разных странах к продукции молекулярной биотехнологии – генномодифицированным (ГМ) продуктам.
2 группа:
1 выступление:
Долли бросает вызов, или размышления о клонировании людей. В первой половине 1997 г. на страницах газет и журналов всего мира появилась фотография симпатичной овечки по кличке Долли. Это милое существо преподносилось как очередная сенсация, своеобразная биологическая бомба, подложенная учеными под моральные и религиозные устои современной цивилизации. Первое клонированное животное! Точная генетическая копия своей матери! В перспективе уникальная возможность клонировать людей! Скоро производство гениев будет поставлено на поток! В XXI в. каждый сможет заказать себе брата-близнеца! Ученые опять пытаются вмешаться в божий промысел! Католическая Церковь против! Генеральная ассамблея Всемирной Организации Здравоохранения считает клонирование людских индивидов этически неприемлемым. Президент Б. Клинтон запрещает использовать государственные средства для финансирования работ по клонированию человека! Но работы по клонированию животных идут полным ходом. В конце 60-х гг. английский биолог Д. Гёрдон одним из первых сумел получить клонированные эмбрионы шпорцевых лягушек. В 1981 г. в солидном международном журнале «Cell» появилась сенсационная публикация, описывающая опыты на мышах. Примерно также обстояли дела с попытками клонирования кроликов, свиней, коров и овец.
2 выступление:
Клонирование – ключ к вечной молодости.
Немало спекуляций и домыслов появилось в последнее время относительно нового способа "изготовления" людей путем клонирования. Тут и страхи появления нового Гитлера и ему подобных, и рассуждения в духе апокалипсиса о том, что в будущем клоны вытеснят и уничтожат "нормальных людей", и другие тому подобные ужасы.
За всю историю человечество сотворило немало глупостей, но возможный запрет клонирования рискует побить все рекорды. Ибо оно, клонирование, не просто гуманно по своей сути, но способно кардинально решить такие проблемы, как трансплантация органов, возможность иметь детей при самых тяжелых случаях бесплодия и одиноким людям, а также шанс потерявшим ребенка родителям хоть немного смягчить свое горе, воспитывая двойника.
Трансплантация клонируемых органов способна спасти миллионы людей, умирающих по всему свету из-за дефицита органов, который создается, кстати, из-за всевозможных ограничений, навязанных "моралистами": целостность трупа и его неприкосновенность после смерти.
Вторым важным следствием трансплантации клонируемых частей тела может стать пересадка утраченных органов: рук, ног, глаз и т.д. Лишить людей надежды забыть про инвалидность и стать нормальными людьми - разве это не в высшей степени негуманно?
3 выступление:
Биоэтика. Центральные постулаты биоэтического кодекса. Нарастающее проникновение биотехнологии в изучение наследственности человека вызвало необходимость появление специальной науки – биоэтики, разработка проблем которой имеет уже 15-летнюю историю. Этика – это наука, объектом которой является мораль, морально-нравственные отношения, вопросы моральных ценностей в обществе. Она рассматривает правила и нормы отношения людей друг к другу, обеспечивающие дружелюбие и снижающие агрессивность в общении. Можно считать, что этические нормы соблюдаются, если, различая, «что такое хорошо и что такое плохо», люди стараются делать так, чтобы хорошего было больше, а плохого – меньше. Из общей этики, которая возникла еще во времена античности как часть практической философии, в наше время выделилась биоэтика – наука об этичном отношении ко всему живому, в том числе и к человеку. Это важная ступень развития этики в современную эпоху, поскольку присущие промышленному производству технологии очень агрессивны по отношению к человеку, и не только к его телесному здоровью. Но и к интеллектуально эмоциональной сфере.
4 выступление:
Биоэтика регламентирует поведение людей по отношению друг к другу в условиях применения высоких технологий, которые могут изменить их тело, психику или потомство. В биоэтике имеются ключевые понятия, так называемые центральные постулаты. Они сводятся к следующему:
Признание автономности личности, права человека самому решать все вопросы, которые касаются его тела, психики, эмоционального состояния;
Справедливый и равный доступ к любым видам общественных благ, в том числе к медицине и биотехнологиям, созданным на средства общества;
Принцип «Не навреди!», предложенный еще Гиппократом, означает, что этично предпринимать только те действия, которые не причинят вреда какому-либо лицу;
В современной биоэтике принцип «Не навреди!» расширяется до формулы: «Не только не навреди, но и сотвори благо!».
5 выступление:
Таким образом, обсуждение целого ряда проблем на сегодняшнем занятии показало, что основной целью генетических исследований должно быть уменьшение страданий людей и улучшение состояния здоровья каждого человека и всего человечества. Ученые биологи, генетики, врачи-практики, работающие с применением генно-инженерных методов, должны учитывать их этические и социальные последствия. Сложные вопросы, возникающие при проведении генно-инженерных работ, необходимо активно обсуждать. Их должны решать не одни ученые, но и политики, юристы, все общество.
3 группа:
1 выступление:
Строение белков.
2 выступление:
Химические свойства белков.
3 и 4 выступления:
Участники проводят качественные опыты на белки: ксантопротеиновая, биуретовая, цистеиновая реакции.
5 выступление:
Значение и функции белков.
4 группа:
1 выступление:
Трансгенная пища. Вопросы, на которые пока нет ответов.
«Скрестили японцы арбуз с блохой. Разрезаешь арбуз, а из него семечки выпрыгивают». Когда-то этот анекдот казался очень смешным. Кто бы мог подумать, что он может стать реальностью! Во всяком случае, ученые уже встроили в ДНК помидора ген арктической камбалы. Правда овощ не машет хвостиком и не уплывает от покупателя, зато так же легко переносит холода, как и глубоководная северная рыба. Генетически модифицированные организмы – это любые одноклеточные или многоклеточные организмы, полученные в результате вмешательства человека в их генетический аппарат, способные к производству или передаче наследственного генетического материала и отличные от природных организмов. Первое трансгенное растение было получено в 1983 году в Институте растениеводства в Кельне. В 1992 в Китае начали выращивать трансгенный табак, устойчивый к насекомым-вредителям. В1994 г. на прилавках американских супермаркетов появился первый генетически модифицированный овощ – помидор, который не боится транспортировки и долго сохраняет товарный вид. Сорта, полученные с помощью генной инженерии, дают урожай в 4-5 раз больший, чем обычные. Следующим чудом биоинженерии стал картофель, о котором просто мечтаю российские огородники – его не может одолеть колорадский жук. В Канаде получена свекла, устойчивая к гербицидам. В виноград пересадили ген от капусты, повысивший его морозоустойчивость. Сегодня разработано более 120 видов генетически измененных растений: соя, кукуруза, рис, хлопок, тыква, огурец, перец, дыня. Многие из этих культур в промышленных масштабах выращивают в США, Аргентине, Канаде, Австралии, Китае, Мексике, Испании, Франции, Южной Африке, Португалии, Румынии, Японии, Индии. Если в 1996 году под посевы генетически модифицированных растений отводилось всего 1,8 млн. га, то в 2002 году – уже 50 млн. га.
2 выступление:
Генетически модифицированные продукты: за и против.
В августе 2000 г. Дэвид Бири, один из руководителей комиссии Евросообщества, признал нашу страну участвовать в переговорах о торговле ГМП и их производстве: «Россия как один из основных игроков в мировой агроторговле должна проявить заинтересованность в обсуждении проблем биотехнологии». Так или иначе, но с июля 1999 г. Официально разрешен импорт ГМП в Россию, причем это решение практически совпадало по времени с началом поставок гуманитарного продовольствия из США и Евросоюза (ЕС). В регионе ЕС генетические технологии используются в основном в животноводстве: около 40 % производимого мяса составляют генные продукты. Наиболее быстрыми темпами здесь идет выращивание и переработка генно-гормональной говядины. Набираю темпы гормонально-генные преобразования животных и в США. Словом, генетическая революция может уже в ближайшее время преобразить не только потребительский рынок, но и повлиять на физиологию человеческого организма.
3 выступление:
Плюсы генетически модифицированных продуктов.
В самом деле, плюсов у новых сортов немало. Во-первых, трансгенные растения, отличающиеся высокой урожайностью, дают шанс спасти от голода увеличивающееся население Земли. Во-вторых, решается вопрос экономного использования сельскохозяйственных угодий. В-третьих, биоинженерия уже внесла в сельскохозяйственные культуры немало полезных для потребителя свойств. Генетики предсказывают, что уже в ближайшее время нам и нашим детям будет легче придерживаться низкокалорийной и здоровой диеты – мы попробуем «новые» злаки, овощи и фрукты с высоким содержанием витамином и минералов. Некоторые ученые считают, что лекарства будущего будут продаваться не в виде таблеток, а, например, в виде фруктов: теоретически возможно вывести яблоки, которые смогут заметить таблетки со снотворным. Вместо укола с вакциной от какой-нибудь опасной инфекции врачи будут рекомендовать пациенту использовать в пищу, скажем, листья специально выращенного с этой целью зеленого салата, который укрепит иммунную систему его организма. Растения-вакцины, в геном которых встроены гены вирусов, смогут заменить человеку некоторые прививки. Съешь, например, банан, над разведением которого уже сегодня работают генетики из Мельбурна, и не заболеешь корью. Просто, дешево, эффектно, вкусно.
4 выступление:
Воздействие на окружающую среду.
Данных о функционировании измененной ДНК явно недостаточно. Это – один из наиболее веских аргументов противников использования продуктов генной инженерии.
Нельзя предусмотреть последствия взаимодействия измененных продуктов с их дикими родственниками, и, как следствие, возможно непредсказуемое изменение биоценозов.
Генетически модифицированные организмы могут переноситься насекомыми и птицами на достаточно далекие расстояния, что будет изменять устойчивые, складывающиеся веками биоценозы.
Возможен перенос генов измененных растений в хромосомы сорняков и, как следствие, появление новых организмов с непредсказуемыми, в том числе потенциально опасными свойствами.
5 выступление:
Воздействие на человека.
По этому поводу уже бьют тревогу ВОЗ, Продовольственная организация ООН (ФАО), международные экологические организации. Япония, Австралия, Новая Зеландия, Китай, многие развивающиеся и бывшие соцстраны вообще запретили импорт ГМП, ибо исследования их ученых подтвердили, что их потребление ведет к неблагоприятным, причем необратимым, изменениям в организме человека. Недавние исследование российских ученых подтверждают выводы их зарубежных коллег: чем больше человек употребляет ГМП, тем больше риск злокачественных изменений в крови, заболеваний желудочно-кишечного тракта и нервной системы, выше вероятность тромбофлебитов, аллергических заболеваний. Возможность побочных эффектов в связи с изменением состава пищи. Речь идет, прежде всего, о неизвестных аллергических реакциях. Понижается питательная ценность генетически модифицированных продуктов. ГМП стали одним из достижений биологии в XX в. Основной вопрос: «Безопасны ли такие продукты для человека?», пока остается без ответа. Эксперты Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) подчеркивают, то в каждом конкретном случае для создания нового растения используются различные методы и гены. Поэтому необходимо проводить экспертизу по каждому новому продукту.
6 выступление:
Генетически модифицированные продукты стали одним из достижений биологии в XX в. Основной вопрос: «Безопасны ли такие продукты для человека?», пока остается без ответа. Проблема ГМП актуальна, поскольку в ней экономические интересы многих стран приходят в противоречие с основными правами человека. Прочитав много газет и журналов, я решил(а), что не буду употреблять ГМП, пока у нас нет полной информации о них и всех последствиях их употребления. Большинство людей не знают о ГМП и возможных последствиях их использования. Раньше люди боялись стихийных бедствий, войн, теперь становится опасно есть мясо и овощи. Чем выше технология, тем выше риск. Людям стоит помнить о простой закономерности: всякая технология имеет очевидные плюсы и неизвестные минусы. Мы попытались собрать как можно больше информации о ГМП и рассказать вам о положительных и отрицательных качествах таких продуктов. Теперь уже вам решать: есть или не есть генетически модифицированные продукты.
