«Проблемы и перспективы современной генетики и биотехнологии»
Несколько дискуссий с карточками «Проблемы и перспективы современной генетики и биотехнологии»Раздел: биология |
В 1980 году в мире произошли события, которые по-мнению специалистов привели к так называемой биотехнологической революции. Это синтез человеческого инсулина генно-модифицированными бактериями. С того момента мир захлестнул поток работ, посвященных исследованиям в области биотехнологии, генной и клеточной инженерии. В настоящее время в мире существует 3000 компаний, занимающихся такими разработками, в Японии развитие биотехнологии признано стратегическим направлением и поддерживается на государственном уровне. С этой областью связаны большие ожидания и не менее большие опасения. О современных технологиях можно услышать и с экранов телевизоров и прочитать во многих журналах.
В настоящее время биология-динамично развивающаяся область, со множеством направлений развития, с важнейшими открытиями осуществляющимися в научных лабораториях чуть ли не ежемесячно. Вложения в биотехнологию в мире опережают и вложения в компьютерные технологии в ядерную физику. К сожалению, школьники, даже старшеклассники не осознают перспективности и важности биологической науки, им не всегда четко видна ее непосредственная связь с разными сферами человеческой жизни: пищевая промышленность, медицина и т.д.
В то же время в большинстве школьных учебников и программ этой теме не уделяется должного внимания. Чтобы познакомить ребят с происходящим в научном мире в настоящее время, с открытиями тесно связанными с жизнью, дальнейшее распространение которых в недалеком будущем не вызывает сомнений и была создана эта работа. Ее целесообразно проводить в завершение темы «Генетика и селекция», когда учащиеся знакомы с законами наследственности и сутью методов генной и клеточной инженерии или на факультативе или элективном курсе , когда есть возможность посвятить этой теме больше времени, заслушать сообщения учащихся по темам «Клонирование», «Трансгенные растения», «Искусственная пища» и т.д.
Цель работы: познакомить учащихся с проблемами и перспективами современной биотехнологии, показать наиболее яркие открытия и спорные моменты, научить работать с информацией, выделять главное, формулировать самостоятельные выводы. Генетика в настоящее время очень перспективная наука, о ней много говорят и наши дети будут жить в эпоху бурного развития этой науки и расцвета достижений в этой области. Возможно при их жизни научаться лечить наследственные заболевания или проявятся последствия употребления трансгенных продуктов. Поэтому данная работа позволяет дать ребятам повод для размышления, расширить свой кругозор, пробудить их любопытство к происходящему в научном мире и к открытиям, возможно играющим очень важную роль в жизни каждого человека и человечества в целом.
Участники игры: старшеклассники изучающую общую биологию. Урок можно провести в заключение курса генетики или как урок посвященный достижениям и проблемам современной науки. Занятие проводится по группам 4-6 человек, каждая группа получает комплект карточек с набором фактов, касающихся современной генетики.
Задача участников: работая в группе выделить карточки, которые на их взгляд описывают перспективы и достижения генетики и те, в которых описываются проблемы, сложности или опасности данной области науки. Имеющиеся карточки можно трактовать неоднозначно, поэтому данная работа позволяет проявить самостоятельность и оригинальность мышления. После этого этапа работы, группа выписывает в ходе коллективного обсуждения наиболее значимые на ее взгляд плюсы и минусы.
Далее каждый участник группы пишет свой собственный вывод. Какие направления исследования наиболее перспективны для изучения, а какие следует запретить (или ограничить?) и почему?
Объем материала на карточках таков, что прохождение этих этапов занимает около 40 минут, поэтому наиболее интересные выводы или идеи можно выделить и обсудить на следующем уроке.
Если же форма используется на спаренном уроке, то данная форма может предваряться краткими докладами учащихся о современных научных открытиях: клонировании, трансгенных продуктах, диагностике наследственных заболеваний и т.д, а завершаться занятие может обменом мнениями как внутри групп, так и между группами. Таким образом ребята получают представление о современных научных исследованиях, что очень важно для понимания ими современной картины мира и связи изучаемого в школе в реальной жизнью, с теми явлениями о которых они могут читать в журналах и видеть по телевизору.
Второй вариант использования данных карточек: организация ролевой игры. Это может быть дискуссия (круглый стол) между сторонниками всестороннего развития биотехнологий и теми, кто выступает за ограничения исследований. Написанные на карточках факты могут быть использованы в качестве аргументов сторон. Практически на каждый выпад одной стороны можно подобрать контр-выпад, показывающий ту же тему с другой стороны. Эти группы (по 3-5 человек) могут подготовиться заранее, а задачей слушателей будет также выбрать наиболее важные аргументы за и против и сформулировать собственный вывод по услышанному. Например, слушатели могут представлять собой Комиссию по введению запретов на научные исследования или Фонд развития науки. Их решение будет зависеть от уверенности и убедительности сторон, умения выступающих ориентироваться и интерпретировать материал нужным им способом.
Данная форма требует подготовки выступающих учащихся (им необходимо обсудить материал в своей группе, распределить аргументы между собой ) и более тщательной организации урока. Необходимо помочь подготовиться участникам дискуссии, продумать интерьер класса и размещение участников, этапы развития дискуссии, ее завершение. Данная форма способствует развитию умения вести дискуссию, быстро ориентироваться в учебном материале, выделять главное и делать самостоятельные выводы. Также игра способствует формированию коммуникативных навыков.
Этапами игры могут быть
1. Выступление одной стороны.
2. Выступление другой стороны.
Очередность этих выступлений может быть определена заранее или по жребию.
3. Вопросы сторон друг другу (например по 2 от каждой стороны)
4. Вопросы слушателей (членов Комиссии) на уточнение. На этих этапах важно, чтобы игра не перешла в спор, вопросы должны задаваться на уточнение.
5. Обсуждение внутри Комиссии, принятие обоснованного решения.
6. Выступление Комиссии.
Можно в завершение игры дать возможность каждому желающему написать свое мнение на отдельном красиво оформленном листочке и потом оформить газету, посвященную данной теме для размещения в классе.
7. Рефлексия (обсуждение игры). Анализ достоинств и недостатков выступлений групп.
|
Современная биологическая лаборатория насыщена разнообразной электроникой, аппаратами для электрофореза, центрифугами, автоматическими счетчиками радиоактивности…Если обходиться без части этого оборудования цена слишком дорога – время. А затраты на содержание лабораторий – огромны. |
Ценность спасенных человеческих жизней деньгами не посчитаешь. Например, генным инженерам удалось превратить бактерии в микроскопические фабрики по выработке человеческого инсулина. Синтезированный искусственно инсулин очень дорог. А бактериальный инсулин значительно дешевле. И сейчас он уже продается в аптеках.
|
|
Получение ферментов необходимых для работы генетиков немыслимо без развитой микробиологической и химической промышленности. Хорошо еще что их тратится мало. Ведь сверхчистый фермент дороже золота, если сравнивать по весу. Еще для генной инженерии требуются соединения меченные радиоактивными изотопами, значит требуются ядерные реакторы и радиохимические лаборатории. Так что простота методов генной инженерии только кажущаяся. Они очень дороги.
|
С помощью методов генной инженерии научились производить интерферон (защитный белок, предохраняющий от гриппа), гормон роста соматотропин и др. Генетическая инженерия открывает заманчивые дали. Возможно будет с помощью микроорганизмов производить необходимые лекарства в больших количествах. |
|
В 1974 году было предложено «тщательно взвешивать» вопрос о введении ДНК животных и человека в бактерии. А вдруг бактерии начиненные опасными или вирусными ДНК начнут размножаться миллиардами? Они могут нести в себе опасность для человечества. Удастся ли тщательно контролировать их в лаборатории? |
В 1974 году генноинженерные работы были запрещены лишь частично: по степени риска эксперименты были разделены на три категории. Многие опыты ведут в особых лабораториях, воздух выходящий оттуда проходит через систему сложных фильтров, работа с биоматериалом проходит в специальных кабинах, персонал перед выходом обязан принимать душ.
|
|
Может ли человек играть роль Всевышнего? Генетика едва ли не самое опасное оружие оказавшееся в руках у человечества. Некоторые ученые уже предупреждают о возможности создания этнического оружия. Если станет известно какие гены характерны для тех или иных людей, можно будет избирательно на них действовать, чтобы уничтожить определенную нацию или определенные черты личности людей.
|
Есть мнение, что измененные молекулы ДНК нежизнеспособны вне искусственных условий, в которых их культивируют. Так что никакой опасности нет и все полностью контролируется. Например, специально выведенная лабораторная кишечная палочка не способна жить при температуре 36. Безрассудно отказываться от генетических исследований просто из опасений «как бы чего не вышло». |
|
Созинов отмечает «Генетика необратимо меняет нашу среду обитания. Кроме химической, технологической, тепловой грязи на нашу планету обрушиться еще и грязь биологическая. Не только монстры, но и вирусы, бактерии и другие существа-калеки заполонят мир. Не приведет ли быстрое изменение условий и к надлому психики человека? Не убьем ли мы сами себя?» Не приведет ли это к экологической катастрофе?
|
В мире существует около 4000 наследственных заболеваний. С каждым годом их число увеличивается. Лечению они не поддаются, можно лишь убрать симптомы и то не во всех случаях. И единственный шанс для больных и их родственников вмешательство непосредственно на генном уровне, удаление гена, несущего заболевание. При многих болезнях может помочь и терапевтическое клонирование. Не глупо ли запрещать то, что облегчит жизнь человечеству? |
|
Профессор Колумбийского университета Э.Чаргафф на этот счет высказывался так «В тысяче опытов вероятно ничего не случиться, но затем в одном случае произойдет нечто очень неприятное. И одно кажется определенным: ни один гений не сможет переделать то, что сотворил один кретин». Какая сила способна тщательно контролировать все генетические эксперименты? Удастся ли сделать исследования безопасными?
|
Наука сама по себе не несет никакой угрозы человечеству. Академик Спирин считает, что в науку нельзя вносить этические нормы. Цель науки – поиски истины, а истина аморальна быть не может. А вот методы получения или применения знаний могут быть и антигуманными. Их надо запрещать. |
|
Бактерии, вокруг которых образуются кристаллики льда скорее всего играют в природе заметную роль. При занесении их воздушными потоками в верхние слои атмосферы они способствуют образованию дождя и снега. Что произойдет, если обычные бактерии не выдержат конкуренции с генными-мутантами? Может произойти экологическая катастрофа. |
Селекционеры выводящие новые сорта старыми методами – отбором, скрещиванием имеют существенные ограничения. Во-первых они могут скрещивать только родственные виды, а вот генные инженеры при необходимости смогут и вырастить груши на вербе. К тому же генная инженерия позволяет спрессовать многие годы исследований (8-10 лет) в 2-3 года. А это если подсчитать – экономически выгодно. Трансгенные продукты значительно дешевле обычных, а по питательной ценности их превосходят.
|
|
Все знают, как размножаются сорные растения, какие условия они выдерживают. Если эти признаки придать сельскохозяйственным культурам, то они смогут вытеснить из окружающей среды все другие виды. В том числе и нужные человеку лекарственные растения, красивые цветы…Невозможно придать устойчивость всем нужным видам растений, их слишком много. Значит большинство видов современных растений обречено на вымирание. Потому что непонятно кто и как сможет обеспечить должный контроль над использованием новинок генетики. |
Ученым уже удалось создать такие бактерии вокруг, которых не образуются кристаллики льда. Если их распылять над полями, можно повысить морозостойкость растений. Растения лишенные бактерий центров образования льда могут выдерживать температуру до минус 8 градусов. На них не образуется иней. Это первый значительный эксперимент, затрагивающий окружающую среду. |
|
Как известно генотип это сложная система взаимодействующих генов. Никто не может предсказать как поведет себя ген в новой обстановке. Любая перестановка генов нарушает работу всего ансамбля. И при этом большинство живых организмов еще не изучены, не имеют генетических карт и последствия генных пересадок для них могут быть самыми неожиданными. |
Современные врачи-генетики могут только предсказать вероятность рождения больного ребенка. В некоторых случаях можно подавить внешние проявления болезни, но мутантный ген все равно передается по наследству. Генная инженерия позволит заменять или блокировать «испорченный ген». Это ключ к спасению человечества от негативных мутаций и болезней. |
|
Генетические эксперименты могут привести к созданию неподдающихся контролю мутантов. При нашем вечном «авось» это легко может произойти. И тогда никакие силы не смогут исправить ошибку. Вы думаете что государство или какие-либо международные силы способны обеспечить необходимый контроль?
|
Мы постоянно употребляем в пищу гены. Наш организм прекрасно справляется с их перевариванием. И есть ли разница между обычными и трансгенными растениями в этом плане? Большинство ученых считает употребление таких продуктов абсолютно безопасным для здоровья. |
|
Так как для клонирования, в том числе и терапевтического нередко используется генетический материал нерожденных младенцев, то встает вопрос – насколько этично использование их для опытов, пусть даже и ведущих в спасению человечества? А соблазн создавать новые породы людей? Человеческие клоны для использования в неприятных работах? Прекратить подобные эксперименты моральный долг правительства каждой страны. |
Использование терапевтического клонирования позволило бы продлить человеческую жизнь теоретически лет до 200, излечивая болезни, связанные со старением организма. Такое продление работоспособности как нельзя кстати в развитых странах, где через несколько десятилетий некому будет работать, потому что там демографический спад. Да и заманчиво прожить долго, не страдая от неизлечимых болезней и не превращаясь в немощного старика. |
|
Никто еще не доказал 100% безопасность трансгенных растений. По некоторым данным их употребление вызывает у крыс опухолевые заболевания, в некоторых случаях влияет на репродуктивные функции. Не станет ли это грандиозным экспериментом, повлияющим на здоровье и жизнь наших будущих детей? По крайней мере необходимо обязать производителей указывать на этикетке наличие генномодифицированных компонентов в пище. |
Создание растений более богатых белками, гибридов, сочетающих в себе несколько полезных признаков, устойчивых в любым болезням, дающим долгохранящиеся плоды, коз, дающих молоко сразу превращающееся в сыр за счет встроенного в их гены фермента, да и квадратных арбузов наконец…Все это позволит быстро и довольно дешево прокормить растущее население Земли. |