Генетично модифіковані організми (ГМО)

Тетяна Мороз, учитель біології
Херсонської спеціалізованої школи І–ІІІ ст. № 31
з поглибленим вивченням історії, права та іноземних мов

Цільова група:

• учні 9 класу

Тривалість:

• 45 хв.

Мета:

• ознайомити учнів з генетично модифікованими організмами, порівняти ГМО з іншими видами живих організмів, визначити їхню роль у різних галузях;
• розвивати вміння аналізувати переваги й можливі ризики використання генетично модифікованих організмів;
• виховувати бережне ставлення до свого здоров’я та здоров’я інших людей.

Операційні цілі (завдання):

Після закінчення уроку учень

знає

• сутність поняття «генетично модифіковані організми»;

розуміє

• вплив генетично модифікованих організмів на здоров’я людини;

вміє

• аналізувати переваги і можливі ризики використання генетично модифікованих організмів;
• визначати можливості використання генетично модифікованих організмів;
• порівнювати ГМО з іншими видами живих організмів;

може

• ефективно працювати в групі;
• прогнозувати майбутні результати;
• шукати оптимальні шляхи вирішення проблеми;
• брати на себе відповідальність;
• спілкуватися, висловлювати свою думку та захищати її.

Методи і техніки:

• навчання у невеликих групах;
• бесіда;
• дискусія;
• дебати «за» і «проти»;
• плакат-підсумок;
• метод драми (рольова гра).
• Обладнання:
• допоміжні матеріали (додатки 1-8);
• аркуш А3;
• маркер;
• скотч;
• магніти.

Допоміжні матеріали:

Додаток 1. Запитання для гри «Вірю - не вірю» («Так чи ні»).

Додаток 2. Гра «Асоціативний кущ: ГМО».

Додаток 3. Текст до методичного прийому «Дивуй!».

Додаток 4. Завдання для груп.

Додаток 5. Допоміжний матеріал для групи І.

Додаток 6. Допоміжний матеріал для групи ІІ.

Додаток 7. Допоміжний матеріал для групи ІІІ.

Додаток 8. Допоміжний матеріал для групи ІV.

Хід уроку

1. Вступна частина

1.1. Привітайтеся з учнями та проінформуйте їх про цілі заняття.

1.2. Організуйте гру «Мікрофон»: запропонуйте учням висловити свою думку щодо використання ГМП у повсякденному житті.

1.3. Створіть умови для проведення гри «Вірю - не вірю». Для цього роздайте 10 карток із запитаннями (Додаток 1). Учні отримують картки, на які відповідають «так» або «ні». Після виконання завдання здійсніть перевірку.

1.4. Запропонуйте учням скласти «асоціативний кущ» до поняття ГМО (Додаток 2).

1.5. Повідомте учням тему і мету уроку - ознайомитися з генетично модифікованими організмами, порівняти ГМО з іншими видами живих організмів; визначити їхню роль у різних галузях; навчитись аналізувати переваги й можливі ризики використання генетично модифікованих організмів.

2. Основна частина

2.1. Подайте учням цікаву інформацію про генетично-модифіковані організми (Додаток 3).

2.2. Поставте проблемне запитання: «Чи можливе наше існування без ГМО?» та проведіть «мозковий штурм». Підведіть підсумки.

2.3. Об’єднайте учнів у 4 групи. Скажіть, щоб кожна група зайняла місце за окремим столом. Повідомте учнів, що далі кожна група буде працювати над окремим завданням. Надайте кожній групі картку з завданнями та прокоментуйте їх (Додаток 4).

2.4. Надайте групам підготовлені тексти завдань (Додатки 5-8). Наголосіть, що після того, як усі члени групи прочитають тексти, вони мають обговорити цей матеріал і впевнитися, що всі правильно зрозуміли умови завдання. Поясніть, що кожна група працює за конкретним методом.

2.5. Використайте різні методи роботи з групами: І група - метод драми (учням необхідно розіграти драму «Купівля продуктів харчування в супермаркеті»); ІІ група - гра «Творча лабораторія» (визначити «за» і «проти» при використанні ГМО в науковій та медичній галузях); ІІІ група - метод «Дерево знань» (розмістити у певному порядку на «дереві знань» картки, які вказують на причинно-наслідковий зв’язок вживання продуктів з ГМО і порушень стану здоров’я); ІV група - метод «Логічний ланцюжок» (скласти послідовність операцій під час отримання ГМО-рослини).

2.6. Вислухайте представлення результатів групової роботи. За потреби заохочуйте інших учнів висловлювати власну думку щодо коректності зроблених висновків, правильності застосованих методів.

2.7. Організуйте дискусію на тему: «Можливості й наслідки використання ГМО».

3. Підсумкова частина

3.1. Підведіть підсумки уроку. Запитайте учнів, де в житті знадобляться здобуті знання.

3.2. Запропонуйте учням провести самооцінювання набутих знань i оцінити роботу групи.

3.3. Домашнє завдання: опрацювати відповідний текст; скласти есе (таблицю, схему), в яких чітко показати причинно-наслідковий зв’язок проблемчинників та проблем-наслідків щодо використання людиною ГМО в цілому.

3.4. Подякуйте учням за урок, називаючи конкретно їхні якості, за які ви вдячні (наприклад: за активність, за вміння аналізувати, за креативність тощо).

Додаток 1

Запитання до гри «Вірю - не вірю»

1. Чи використовують генетично модифіковані бактерії для виробництва людського інсуліну? // так

2. Чи використовують генетично модифіковані бактерії для виробництва факторів згортання крові, щоб лікувати гемофілію? // так

3. Один із напрямів у створенні трансгенних тварин - прискорення їх росту та інших якостей, важливих для господарства. Наприклад, у геном лосося ввели ген, який кодує гормон росту бельдюги; це допомагає активувати гормон росту лосося. Такий лосось росте у 10 разів швидше, ніж звичайний, і його вага у 30 разів перевищує норму. Так чи ні? // так

4. Чи використовують трансгенних мишей для вивчення різноманітних хвороб та фундаментальних досліджень з молекулярної та клітинної біології? // так

5. Чи існує кішка, яка світиться у темряві? // так

6. Чи використовують ГМО для лікування онкозахворювань? // так

7. Чи може генетично модифікована соя з генами арахісу викликати у людей алергію? // так

8. Генетично модифіковані рослини - це рослини, ДНК яких видозмінене шляхом застосування генноінженерних методів. Так чи ні? // так

9. Чи існують блакитні сорти троянд? // так

10. Чи існує сорт томатів, який був отриманий при схрещуванні генів томата і генів камбали? // так

Додаток 2

Гра «Асоціативний кущ: ГМО»

Додаток 3

Текст до методичного прийому «Дивуй!»

Генетично модифікований організм ( ГМО) - це організм, генотип якого було змінено за допомогою методів генної інженерії. Генетичні зміни, як правило, здійснюються для наукових та сільськогосподарських потреб. Генетична модифікація відрізняється від природного і штучного мутагенезу саме спрямованою зміною генотипу. При цьому генетичний матеріал переносять з одного організму в інший, використовуючи технологію рекомбінантних ДНК. Якщо при цьому ДНК, яку переносять, походить з іншого виду, отримані організми називають трансгенними.

Одержати необхідний ген можна як з природного джерела (геному), так і з геномної бібліотеки. Він може бути отриманий і хімічним (за наявності відповідної послідовності нуклеотидів) чи ферментативним (використання механізму зворотної транскрипції) шляхами. На сьогоднішній день процес штучного (хімічного) синтезу генів є рутинною справою. Здійснюється такий процес за допомогою комп’ютеризованих пристроїв, що продукують різні послідовності ДНК.

Історія ГМО починається в 1970-х роках, коли формується нова галузь науки - генна інженерія. У 1975 році Герберт Бойєр заснував першу компанію, яка використовувала технологію рекомбінантних ДНК, - Genentech. У США у 1980-х роках почали перевірятися ГМО. Після того, як було доведено безпечність їх застосування, ці лінії організмів одержали допуск на ринок. Культивування ГМО з комерційною метою почалося в середині 1990-х.

Додаток 4

Завдання для груп

Група І

Визначення продуктів, які містять ГМО.

Завдання: ознайомитися зі змістом додаткового матеріалу й навчитися визначати наявність ГМО у продуктах харчування.

Група ІІ

Використання ГМО в науковій та медичній галузях.

Завдання: ознайомитися з текстом додаткового матеріалу й визначити «за» і «проти» використання ГМО в науковій та медичній галузях.

Група ІІІ

Використання ГМО у сільському господарстві та харчовій промисловості.

Завдання: ознайомитися з текстом додаткового матеріалу і з’ясувати всі «за» і «проти» при використанні продуктів сільського господарства.

Група ІV

Скласти схему процесу отримання ГМР.

Завдання: опрацювати матеріал підручника - скласти схему.

Додаток 5

Інструкція щодо виконання завдань у групах

Допоміжний матеріал для групи І

Важливим моментом під час поширення та комерціалізації ГМО на світовому ринку є маркування продуктів з вмістом ГМО. У різних країнах маркування може бути обов’язковим або добровільним. У Канаді й США маркування є добровільним, тоді як у Європі і в Україні всі продукти, які містять більш ніж 0,9% схвалених до використання ГМО, мають маркуватися.

В Україні маркуванню підлягають не тільки продукти, отримані з ГМО, а також харчові добавки, отримані за допомогою ГМО. Крім того, Україна стала першою державою у світі, яка зобов’язала виробників та імпортерів харчових продуктів вказувати позначення «без ГМО» в маркуванні всіх без винятку харчових продуктів, навіть тих, у яких ГМО не може бути ні теоретично, ні практично.

Список компаній, які використовують ГМО у своїх продуктах (за даними Greenpeace):

1. Шоколадні вироби Hershey’s Candbury Fruit&Nut.

2. Mars M&M.

3. Snickers.

4. Twix.

5. Milky Way.

6. Ferrero.

7. «Nestle»: шоколад «Nestle», «Россия».

8. Шоколадний напій Nestle Nesquik.

9. «7-UP».

10. Чай «Lipton».

Оскільки продукти з ГМО дуже поширені й не завжди марковані, то майже неможливо повністю уникнути вживання їх у їжу. Але існують деякі овочі та фрукти, які дуже рідко бувають модифіковані, а саме: цибуля, ананас, зелений горошок, манго, ківі, диня, капуста, грейпфрут, кавун та гриби.

Завдання для групи: розіграти драму «Купівля продуктів харчування в супермаркеті» з урахуванням наданої вище інформації.

Додаток 6

Інструкція щодо виконання завдань у групах

Допоміжний матеріал для групи ІІ

ГМО використовують у біологічних та медичних дослідженнях, виробництві ліків та генній терапії. За допомогою ГМО вивчаються закономірності розвитку деяких захворювань, процеси регенерації. Бактерії були першими організмами, генетично модифікованими в лабораторії. На сьогодні їх використовують для різних цілей, з яких надзвичайно важливою є виробництво великої кількості людських білків, які можуть використовуватись у медицині.

Наприклад, генетично модифіковані бактерії використовують для виробництва людського інсуліну. Також бактерії використовують, щоб виробити фактори згортання крові для лікування гемофілії. Один із найперспективніших напрямів генної інженерії - «вирощування ліків на фермі» (отримання з молока трансгенних тварин великої кількості рідкісних або дорогих білків, що застосовуються в медицині).

Не всі білки можна отримати з бактерій, оскільки іноді для їх експресії потрібна укладка або модифікація, що можливо лише з використанням апарату, який є тільки у ссавців. На сьогодні одним із найвдаліших підходів до одержання таких білків - використання молока трансгенних тварин.

У 2009 році японські вчені повідомили, що їм вдалося перенести ген в один із видів приматів - мармозетку. Так уперше було створено першу стабільну трансгенну лінію приматів. З їхньою допомогою планують досліджувати хворобу Паркінсона, латеральний склероз та хворобу Гантінґтона.

У 2011 році дослідникам з Китаю вдалося перенести у гени корів людські гени та одержати корів, що виробляють молоко з такими ж властивостями, як молоко людини.

Завдання: ознайомитися з текстом додаткового матеріалу й визначити «за» і «проти» використання ГМО в науковій та медичній галузях.

Відповідь:

«ЗА»:

• Одержання інсуліну за допомогою генетично модифікованих бактерій.
• Лікарські препарати проти тромбозів на основі білка з молока трансгенних кіз.
• Лікування онкологічних захворювань.
• Вирощування органів для трансплантації.
• Продукти з ГМО не здатні змінити наш геном.

«ПРОТИ» (можливо):

• Алергічні реакції.
• Порушення імунітету.
• Ризик виникнення злоякісних пухлин. • Отруєння.
• Здатність нагромаджувати в собі велику кількість отрутохімікатів з полів.

Додаток 7

Інструкція щодо виконання завдань у групах

Допоміжний матеріал для групи ІІІ

Генну інженерію використовують, щоб створити нові сорти, стійкі до несприятливих умов середовища, гербіцидів та шкідників у сільському господарстві, або рослини, що мають покращені ростові та смакові якості. Згідно з Міжнародною службою з придбання агробіотехнічних розробок, у 2010 році приблизно 150000000 фермерів вирощували генетично модифіковані культури у 29 країнах.

Найбільше вирощують генетично модифіковану сою, кукурудзу та бавовну. Не менш широко використовують трансгенних тварин. У 2009 році були отримані перші біологічні ліки від трансгенної кози: антикоагулянт, який знижує ймовірність утворення тромбів під час хірургічного втручання при народженні дитини.

Генетично модифіковані рослини - це рослини, ДНК яких модифіковане шляхом застосування генноінженерних методів. Метою створення генетично модифікованих рослин є представлення нових сортів зі специфічними ознаками, які не притаманні рослинам цього виду. Прикладом таких ознак можуть бути стійкість до різноманітних гербіцидів, шкідників, стійкість до несприятливих умов зовнішнього середовища (солестійкість, посухостійкість тощо) чи набуття нових якостей харчового значення.

Завдання: Розмістити у певному порядку на «дереві знань» картки-листочки, які вказують на причинно-наслідковий зв’язок вживання продуктів з ГМО і порушень стану здоров’я.

• Зміна генотипу. / 2 /
• Виникнення пухлин у людей і тварин. / 5 /
• Введення гена у ДНК-вектор та перенесення вектора з геном в організм, який модифікують. / 1 /
• Розповсюдження ГМО у вільному продажі. / 4/
• Виникають токсичні, алергенні, канцерогенні та мутагенні продукти. / 3 /
• Порушення стану здоров’я. / 6 /

Додаток 8

Інструкція щодо виконання завдань у групах

Допоміжний матеріал для групи ІV

Скласти правильну послідовність операцій під час отримання генетично модифікованої рослини (наведену схему вчитель розрізає на окремі частини і пропонує учням визначити правильне їх розташування).

• Генетично модифікована рослина.
• Клітинні поділи.
• Початок розвитку.
• Хромосома рослини, до складу якої ввійшла ДНК бактерії.
• Проникнення ДНК бактерії до клітин рослини.
• Культивування бактерій разом зі шматочками листків рослини.