Урок наследование дифференцированного состояния клеток. химерные и трансгенные организмы


урок
наследование дифференцированного состояния клеток. химерные и трансгенные организмы (слайд 1)
 
Цели урока: ознакомить учащихся с особенностями биологии и технологиями создания химерных и трансгенных организмов, рассмотреть генетические основы селекции; развивать умение применять ранее полученные знания; воспитывать рациональное отношение к использованию живых организмов человеком.
Оборудование и материалы: таблицы или слайды презентации со схемами получения химерных и трансгенных организмов, фотографии или рисунки химерных и трансгенных организмов, сортов культурных растений и пород домашних животных.
Базовые понятия и термины: причудливые и трансгенные организмы, селекция, отбор, скрещивание, сорта, породы, штамма. ХОД УРОКА
I. Организационный этапII. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихсяВопросы для беседы
1. Какие признаки организмов определяются преимущественно влиянием генотипа?
2. Какие признаки организмов определяются преимущественно влиянием среды?
3. Каким образом генотип и среда взаимодействуют при формировании признаков?
III. Изучение нового материала
Рассказ учителя с элементами беседы
 
1. Устойчивость дифференцированного состояния клеток (СЛАЙД 2)
Свойства, приобретаемые клетками в процессе дифференцировки, очень стабильны и наследуются в последующих клеточных поколениях.
Дело в том, что очень многие дифференцированные клетки утрачивают способность к размножению, причем это касается не только утративших, например, ядра эритроцитов млекопитающих, но и многих клеток, сохранивших генетическую информацию.
Сохранение свойств, характерных для определенных клеточных типов объясняют влияние на эти клетки окружающих тканей, гормонов и других внутренних механизмов.
Например, клетки печени в искусственных условиях продолжают делится, сохраняя характерную форму.
2. Обратимость дифференцированного состояния клеток (Слайд 3)
Несмотря на устойчивость дифференцированного состояния соматических клеток и их ядер, реально существует возможность их возврата к исходному недифференциальному состоянию. Так происходит при образовании половых клеток.
Важные открытия были получены при культировании соматических клеток некоторых растений. В искусственных условиях даже удается заставить ядро дифференциальной клетки обеспечить развитие целого организма.
Этапы клонирования:
1) выделяют соматическую клетку
2) Объединяют ее с яйцеклеткой, лишенной ядра
3) образуется диплоидная «зигота», из которой развивается нормальное животное.
Слайд 4 Клонирование (от греч. clon – веточка, побег, отпрыск) – искусственный способ размножения организмов, при котором потомки генетически идентичны родителю.
Слайд 5 так была получена овечка Долли.
Слайд 6 Перспективы клонирования:

Слайд 7 История клонирования:

3. Химерные организмы
 Возможногсть глубже понять роль генов в дифференцировке клеток и регуляции взаимодействий между клетками в процессе развития дают химерные и трансгенные организмы.
Слайд Химерами называют организмы или их части, состоящие из генетически разнородных тканей.
Впервые этот термин применил немецкий ботаник Г. Винклер (1907) для форм растений, полученных в результате сращивание паслена и томата. В Дальнейшем (1909) Э. Баур, изучая пеларгонию ряболисту, выяснил природу химер. Различают несколько типов химер:
Слайд 1) секториальные химеры - половина или меньший сектор принадлежит одному компоненту, остальное – другому
Слайд 2) периклинальных химер в конусе нарастания один или два слоя клеток (очень редко три) принадлежат одному компоненту, остальные - другому, так что одно растение образует как бы покрышку вокруг другого
Слайд 3) Мериклинальные химеры - это когда ткани состоят из смеси секториальных и периклинальных участков.
Слайд 4) Мозаичные химеры (гиперхимеры) - у них генетически разные ткани образуют тонкую мозаику. 
Химеры могут возникать в результате прививок растений и под влиянием мутаций соматических клеток. Компоненты химер могут отличаться друг от друга генами ядра, числом хромосом или генов пластид или митохондрий. Причудливые организмы достаточно часто используются в научных исследованиях.
Принцип получения химер сводится главным образом к выделению двух или большего количества ранних зародышей и их слияния. В том случае, когда в генотипе зародышей, использованных для создание химеры, есть различия по ряду характеристик, удается проследить судьбу клеток обоих видов. С помощью химерных мышей было, например, решен вопрос о способе возникновения в ходе развития многоядерных клеток поперечнополосатых мышц. Изучение причудливых животных позволило решить немало проблем, и в будущем благодаря применению этого метода появится возможность решать сложные вопросы генетики и эмбриологии.
 Слайд Химерные животные – это генетические мозаики, образующиеся в результате объединения эмбрионов с разными генотипами.
Принцип получения химер:
1) выделение двух или большего числа ранних зародышей
2) слияние клеток под воздействием специальных вирусных препаратов;
2) введение зародыша на стадии бластулы в матку приемной матери
Слайд примеры
Трансгенные организмы
 Развитие генной инженерии создало принципиально новую основу для конструирования последовательностей ДНК, необходимых исследователю. Появилась возможность получения трансгенных животных.
Слайд Трансгенные организмы - это растения и животные в геном которых искусственно введен ген другого организма
При этом используются методы генной инженерии. Трансгенные организмы могут иметь большое значение для повышения эффективности сельского хозяйства и в исследованиях в области молекулярной биологии.
Первые генетически модифицированные организмы, полученные с помощью методов молекулярной биологии, появились на свет лишь в 80-х годах XX века. Ученые сумели изменить геном растительных клеток, добавляя в них необходимые гены других растений, животных, рыбы и даже человека.
Слайд Первый трансгенный организм (мышь, в геном которой был встроен ген роста крысы) был получен Дж. Гордоном с сотрудниками 1980 г. В начале 90-х годов в Китае было проведено первое коммерческое испытания генетически модифицированных сортов табака и томатов, устойчивых к вирусам.
Слайд В 1997г. получили трансгенную клонированную овечку Полли. Ей ввели трансген, который «заставил» экспессироваться в молочной железе. Это означает, что белок, кодируемый этим геном, синтезируется клетками молочной железы и входит в состав молока. Это молока белок несложно выделить и использовать для лечения больных гемофилией. До сих пор им вводили фактор свертывания крови, полученный из крови донора, что значительно дороже.
Слайд Несколько невероятных фактов генной инженерии:
Слайд 1) светящиеся в темноте коты: В 2007 году южнокорейский ученый изменил ДНК кота, чтобы заставить его светиться в темноте. И вот, как он это сделал: исследователь взял кож ные клетки мужских особей турецкой ангоры и, используя вирус, ввел генетические инструкции по производству красного флуоресцентного белка. Затем он поместил генетически измененные ядра в яйцеклетки и эмбрионы были имплантированы назад донорским котам.
Слайд 2) Эко-свинья - это свинья, которая была генетически изменена для лучшего переваривания и переработки фосфора. Свиной навоз богат формой фосфора фитатом, а потому, когда фермеры используют его как удобрение, это химическое вещество попадает в водосборы и становится причиной цветения водорослей, которые, в свою очередь, уничтожают кислород в воде и убивают водную жизнь. Ученые добавили бактерию E. Coli и ДНК мыши в эмбрион свиньи. Это изменение уменьшило производство фосфора свиньей ни много, ни мало на 70%, что сделало ее более экологически чистой.
Слайд 3) ЯДОВИТАЯ КАПУСТА Ученые недавно выделили ген, отвечающий за яд в хвосте скорпиона, и начали искать способы введения его в капусту. Зачем нужна ядовитая капуста? Чтобы уменьшить использование пестицидов и при этом не давать гусеницам портить урожай. Это генетически модифицированное растение будет производить яд, убивающий гусениц после укуса листьев, но токсин изменен так, чтобы быть безвредным для людей
Слайд 4) Крепкий и гибкий паутиний шелк является одним из самых ценных материалов в природе, его можно было бы использовать для производства целого ряда изделий от искусственных волокон до парашютных строп, если бы была возможность производства в коммерческих объемах. В 2000 году компания «Nexia Biotechnologies» заявила, что имеет решение: коза, производящая в своем молоке паутинный белок паука. Исследователи вложили ген каркасной нити паутины в ДНК козы таким образом, чтобы животное стало производить паутинный белок только в своем молоке.
Слайд 5) Вскоре люди смогут получать вакцину от гепатита Б и холеры, просто укусив банан. Исследователи успешно создали бананы, картофель, салат-латук, морковь и табак для производства вакцин, но, по их словам, идеальными для этой цели оказались именно бананы. Когда измененная форма вируса вводится в молодое банановое дерево, его генетический материал быстро становится постоянной частью клеток растения. С ростом дерева его клетки производят вирусные белки, но не инфекционную часть вируса. Когда люди съедают кусок генетически созданного банана, заполненного вирусными белками, их иммунная система создает антитела для борьбы с болезнью; то же происходит и с обычной вакциной
Слайд 6) Британские ученые создали породу генетически модифицированных кур, которые производят в яйцах лекарства против рака. Животным добавили в ДНК гены людей, и, таким образом, человеческие белки секретируются в белок яиц вместе со сложными лекарственными белками, схожими с препаратами, используемыми для лечения рака кожи и других заболеваний. Куры несут яйца с miR24 молекулой, способной лечить злокачественные опухоли и артрит, а также с человеческим интерфероном b-1a – антивирусным лекарством, схожим на современные препараты от множественного склероза.
Слайд 7) Помидор Flavr Savr был первым коммерчески выращи-ваемым и генетически созданным продуктом питания, которому предоставили лицензию для потребления человеком. Добавляя антисмысловый ген,компания «Calgene» надеялась замедлить процесс созревания помидора, чтобы предотвратить процесс размягчения и гниения, давая при этом ему возможность сохранить природный вкус и цвет. В итоге помидоры оказались слишком чувствительными к перевозке и совершенно безвкусными.

Приложенные файлы


Добавить комментарий