Поиск по сайту

Выбираем книгу

Библиотека научно-популярной литературы по биологии

для школьников и не только

 

Литературная биология

 

И.Е. Михайлов. Генная инженерия.

Биология. Всё для учителя! – 2013. - №10

 

 

Цели урок: дать знания о генной инженерии как составной части современной биотехнологии; развить умения думать, анализировать, логически мыслить, рассуждать, прислушиваться к мнению собеседника; привить навык семинарской работы.

     Тип урока, его место в учебном плане: урок новых знаний в теме «Основы генетики и селекции» (9 класс).

     Форма организации и метод обучения: лекционно-семинарская; проблемный.

     Средства обучения: слайды, муляжи растений.

     Методический комментарий. Проблемы достижений биотехнологии в России и мире отражены в отечественной художественной литературе. Литературный материал на данном уроке выступает посланием писателей из прошлого. Позволяет нам, их потомкам, оглянуться и заново посмотреть на происходящее вокруг.

     Подготовительный период

1.    Доклад о генетически модифицированных организмах.

2.    Фрагменты художественной литературы по вопросу биотехнологии.

Ход урока

1.     Организационный момент

Взаимное приветствие.

2.     Актуализация знаний

     Учитель актуализирует понятие селекции, её методов, отличия селекции растений и животных от селекции микроорганизмов. От понятия биотехнологии вообще подводит к понятию генной инженерии как важнейшей ее части.

3.    Изучение нового материала

     Лекция

     Учитель. Основой микробиологической промышленности является бактериальная клетка. Необходимые для промышленного производства клетки подбираются по определенным признакам, самый главный из которых - способность производить, синтезировать, при этом в максимально возможных количествах, определенное соединение - аминокислоту или антибиотик, стероидный гормон или органическую кислоту. Иногда надо иметь микроорганизм, способный, например, использовать в качестве «пищи» нефть или сточные воды и перерабатывать их в биомассу или даже вполне пригодный для кормовых добавок белок. Иногда нужны организмы, способные развиваться при повышенных температурах или в присутствии веществ, безусловно смертельных для других видов микроорганизмов.

     Задача получения таких промышленных штаммов очень важна, для их видоизменения и отбора разработаны многочисленные приемы активного воздействия на клетку - от обработки сильнодействующими ядами, до радиоактивного облучения. Цель этих приемов одна - добиться изменения наследственного, генетического аппарата клетки. Их результат - получение многочисленных микробов-мутантов, из сотен и тысяч которых ученые потом стараются отобрать наиболее подходящие для той или иной цели. Создание приемов химического и радиационного мутагенеза было выдающимся достижением биологии и широко применяется в современной биотехнологии.

     Однако возможности ограничиваются природой самих микроорганизмов. Они не способны синтезировать ряд ценных веществ, которые накапливаются в растениях, прежде всего в лекарственных и эфирномасличных. Не могут синтезировать вещества, очень важные для жизнедеятельности животных и человека, ряд ферментов, пептидные гормоны, иммунные белки, интерфероны, да и многие более просто устроенные соединения, которые синтезируются в организмах животных и человека. Ограниченность «природного материала» здесь очевидна. Обойти ограничения пытались и пытаются с помощью культур клеток и тканей растений и животных. Это очень важный и перспективный путь, который также реализуется в биотехнологии. За последние несколько десятилетий учёные создали методы, благодаря которым отдельные клетки тканей растения или животного можно заставить расти и размножаться отдельно от организма, как клетки бактерий. Полученные культуры клеток используют для промышленного получения веществ, которые с помощью бактериальных культур получить невозможно.

     Генная инженерия как метод биотехнологии служит для получения желаемых качеств изменяемого (генетически модифицированного) организма. В отличие от традиционной селекции, в ходе которой генотип подвергается изменениям лишь косвенно, генная инженерия позволяет непосредственно вмешиваться в генетический аппарат, применяя технику молекулярного клонирования.

     Мы знаем, что в генах содержится информация-инструкция для синтеза в организме молекул РНК и белков, в том числе ферментов. Чтобы заставить клетку синтезировать новые, необычные для неё вещества, надо чтобы в ней синтезировались соответствующие наборы ферментов. А для этого необходимо или целенаправленно изменить находящиеся в ней гены, или ввести в неё новые, ранее отсутствовавшие гены. Изменения генов в живых клетках – мутации, происходят под действием, например, мутагенов - химических ядов или излучений. Но такие изменения нельзя контролировать или направлять. Поэтому учёные сосредоточили усилия на попытках разработать методы введения в клетку новых, совершенно определённых генов, нужных человеку.

     Основные этапы решения генно-инженерной задачи следующие (демонстрация слайда):

·        получение изолированного гена;

·        введение гена в вектор для переноса в организм;

·        перенос вектора с геном в модифицируемый организм;

·        преобразование клеток организма;

·        отбор генетически модифицированных организмов и устранение тех, которые не были успешно модифицированы.

     Процесс синтеза генов разработан очень хорошо и в значительной степени автоматизирован. Существуют специальные аппараты, снабженные ЭВМ, в памяти которых закладывают программы синтеза различных нуклеотидных последовательностей. Чтобы встроить ген в вектор, используют ферменты - рестриктазы и лигазы. С помощью рестриктаз ген и вектор можно разрезать на кусочки. С помощью лигаз такие кусочки можно «склеивать», соединять в иной комбинации, конструируя новый ген или заключая его в вектор.

     Техника введения генов в бактерии была разработана после того, как было открыто явление бактериальной трансформации. В основе этого явления лежит примитивный половой процесс, который у бактерий сопровождается обменом небольшими фрагментами нехромосомной ДНК, - плазмидами.

     Значительные трудности связаны с введением готового гена в наследственный аппарат клеток получаемых при этом генетически модифицированных растений и животных. Ученые использовали наблюдаемое в природе явление, когда чужеродная ДНК вируса включается в генетический аппарат клетки и с помощью ее обменных механизмов начинает синтезировать свой белок. Ученые исследовали особенности внедрения чужеродной ДНК и использовали как принцип введения генетического материала в клетку. Такой процесс получил название трансфекции.

     Если генетической модификации подвергаются одноклеточные организмы или культуры клеток многоклеточных, то на этом этапе начинается клонирование, то есть отбор организмов и их генномодифицированных клонов. Когда же поставлена задача получения многоклеточных организмов, то клетки с измененным генотипом используют для вегетативного размножения растений или вводят в бластоцисты суррогатной матери, когда речь идет о животных. В результате рождаются детеныши с измененным или неизменным генотипом, среди которых отбирают и скрещивают между собой только те, которые проявляют ожидаемые изменения.

     Генная инженерия применяется в научных исследованиях.

     Для изучения функции генов может быть применен их нокаут - удаление одного или большего их числа, что позволяет исследовать последствия подобной мутации. Для нокаута синтезируют такой же ген или его фрагмент, измененный так, чтобы продукт гена потерял свою функцию. Так, для получения нокаутных мышей полученную генно-инженерную конструкцию вводят в эмбриональные стволовые клетки, где конструкция подвергается соматической рекомбинации и замещает нормальный ген, а измененные клетки имплантируют в бластоцисту суррогатной матери. У дрозофилы мутации инициируют в большой популяции, в которой затем ищут потомство с нужной мутацией. Логичным дополнением нокаута является искусственная экспрессия, то есть добавление в организм гена, которого у него ранее не было.

     Применительно к человеку генная инженерия могла бы применяться для лечения наследственных болезней.

     Задача изменения генома взрослого человека несколько сложнее, чем выведение новых генноинженерных пород животных, поскольку в данном случае требуется изменить геном многочисленных клеток уже сформировавшегося организма, а не одной лишь яйцеклетки-зародыша. Для этого предлагается использовать вирусные частицы в качестве вектора. Вирусные частицы способны проникать в значительный процент клеток взрослого человека, встраивая в них свою наследственную информацию. При этом возможно контролируемое размножение вирусных частиц в организме.

     С помощью генотерапии в будущем возможно изменение генома человека. В настоящее время эффективные методы изменения генома человека находятся на стадии разработки и испытаний на приматах. В 2009 г. для исцеления взрослого самца обезьяны от дальтонизма были успешно применены генноинженерные вирусные векторы. В том же году дал потомство первый генетически модифицированный примат, выращенный из модифицированной яйцеклетки, - игрунка обыкновенная.

     В небольшом масштабе генная инженерия используется для того, чтобы дать шанс забеременеть женщинам с некоторыми разновидностями бесплодия. Для этого используют яйцеклетки здоровой женщины. Ребенок наследует генотип от одного отца и двух матерей.

     Генная инженерия используется для создания новых сортов растений, устойчивых к неблагоприятным условиям среды и вредителям, обладающих лучшими ростовыми и вкусовыми качествами. Создаваемые новые породы животных отличаются ускоренным ростом и продуктивностью. Созданы сорта и породы, продукты из которых обладают высокой питательной ценностью и содержат повышенные количества незаменимых аминокислот и витаминов. Проходят испытания генетически модифицированные сорта лесных пород со значительным содержанием целлюлозы в древесине и быстрым ростом.

     Путем введения гена выделенного из генома почвенной тюрингской бациллы, был выведен картофель, устойчивый к колорадскому жуку. Вырабатываемый бациллой белок протоксин, в кишечнике колорадского жука растворяется и активируется до истинного токсина, губительно действующего на личинок и взрослые формы этого насекомого.  При этом у человека и других теплокровных животных подобная трансформация протоксина невозможна. Опрыскивание спорами этой бактерии использовалось для защиты растений и до получения первого трансгенного растения, но с низкой эффективностью. Продукция эндотоксина внутри тканей растения существенно повысило эффективность защиты, растение само начало продуцировать защитный белок.

     В качестве трансгенных животных чаще всего используются свиньи. Так, японские ученые ввели в геном свиней ген шпината, который производит фермент  способный преобразовывать жирные насыщенные кислоты в ненасыщенную линолевую кислоту. В результате у модифицированных свиней на 1/5 больше ненасыщенных жирных кислот, чем у обычных. Зеленые светящиеся свиньи были выведены путем введения в ДНК эмбриона гена зеленого флуоресцентного белка, позаимствованного у флуоресцирующей медузы. Эмбрион был имплантирован в матку самки свиньи. В результате ее поросята стали светиться зеленым цветом в темноте и иметь зеленоватый оттенок кожи и глаз при дневном свете.

     Разрабатываются генетически модифицированные бактерии, способные производить экологически чистое топливо. В 2003 г. в продаже появилась первая аквариумная рыбка, получившая несколько ярких флуоресцентных цветов. В 2009 г. вышел генетически модифицированный сорт розы с цветами синего цвета.

1.    Семинар

     Учитель. Рассмотрим проблему ГМО с биологической и социальной позиций.

     Учащийся (делает доклад). Получение генетически модифицированных организмов (ГМО) связано со встраиванием чужого гена в геном других растений или животных с целью изменения свойств или параметров последних, например, получение растений, устойчивых к заморозкам, насекомым или пестицидам. В результате такой модификации происходит искусственное внедрение новых генов в геном организма, то есть в тот аппарат, от которого зависит строение самого организма и последующих его поколений. Однако вводить ген в нужное место ученые еще не научились, и куда он попадет, никто не знает.

     Ученые долго бились над тем, как внедрить ген в геном другого организма, то есть осуществить горизонтальный перенос гена. Наиболее распространенным способом является использование в качестве переносчиков новых генов бактериальных плазмид (кольцевых ДНК). Плазмида в бактерии служит транспортом для доставки любого гена. Обычно бактериальные плазмиды легко переходят от бактерии к бактерии, но не к растениям. К счастью или к несчастью была обнаружена бактерия, которая умела вводить гены в растения и заставлять их синтезировать нужные ей белки. Такой бактерией была почвенная опухолеобразующая бактерия, являющаяся виновницей образования растительных опухолей – галлов. После заражения растения определенная часть плазмидной ДНК (тДНК) встраивается в хромосомную ДНК растительной клетки, становясь частью ее наследственного материала. Растение начинает продуцировать нужные для бактерий питательные вещества. Ученые научились заменять гены в тДНК плазмид бактерий нужными генами, которые предполагалось вводить в растение для его генной модификации.

     Сразу же возникает вопрос, а что происходит с этой конструкцией, когда она попадает в клетку растений? Теоретически она должна полностью разрушиться. Но на практике она не только не разрушается полностью, но еще и дает многочисленные копии, и начинает жить своей жизнью.

     Опасность ГМО обусловлена не только способами внедрения генов, но и тем, какие именно гены встраиваются. При этом в процессе внедрения гены могут как сами мутировать, так и оказывать негативное воздействие на геном организма-хозяина. В результате активности внедренных генов могут образовываться неизвестные токсичные белки, вызывающие токсикозы или аллергию у человека и животных. К тому же растения могут аккумулировать гербициды и пестициды, к которым они устойчивы и вместе с растением человек будет поглощать токсичные химикаты. Генномодифицированные вставки могут проникать в клетки внутренних органов, как взрослого организма, так и его потомства.

     Употребление продуктов с ГМО приводит к появлению аллергических реакций. Следствием приема в пищу продуктов с трансгенами является нарушение структуры слизистой желудка, появление устойчивой к антибиотикам микрофлоры кишечника, снижение иммунитета всего организма, нарушение обмена веществ. Продукты с ГМО провоцируют рак.

     Существует несколько способов получения ГМО. Но для массового промышленного производства годится только один из них – использование свойства плазмид внедряться в живые клетки любого организма и менять их генетический состав. Бактериями с чужеродными вставками заражают взрослые растения и их семена, затем происходит трансгенизация, и у них начинают проявляться новые качества. Однако если такие растения потреблять в пищу, то организм тоже подвергается заражению, поскольку те бактерии и плазмиды, что применялись для создания ГМО, никуда не исчезают. При попадании их в желудок и кишечник, происходит то же самое, что и при создании ГМО – трансгенизация, только уже клеток стенок желудка и кишечника, а также микрофлоры пищеварительной системы.

     Учитель. Если продукты с содержанием ГМО так вредны, почему не остановлено их производство и продвижение на рынке?

     Учащиеся. Дело в капиталистической системе, которая охватила весь мир. Достижения генной инженерии «вошли в оборот», когда результаты испытаний еще не закончены. Остановка процесса означает потерю огромной прибыли от уже запущенного механизма.

     О таком возможном будущем предупреждает из 20 века отечественный фантаст А. Беляев.

     «- Профессор Бройер сказал мне: "Я могу накормить тебя, Ганс,  накормить на всю жизнь, если только ты дашь мне слово никому не говорить об этом". Я дал ему клятву, - старик тяжело  вздохнул,  -  которую  теперь  нарушил...  Тогда Бройер вынул из-под плаща банку и протянул ее мне. "В этой банке,  - сказал он мне, - находится "вечный  хлеб",  или  "тесто".  Если  ты  съешь половину этого теста, то будешь сыт весь день. А через  сутки  тесто  само нарастет, и банка будет опять полная. Не бойся, Ганс, - сказал  профессор, - это не вредное тесто. Не  смотри,  что  оно  некрасиво  выглядит.  Тесто питательно и вкусно. <…>

     На лай собак вышел упитанный, свежий старичок лет шестидесяти, с хорошо сохранившимися русыми волосами на голове  и  седой  бородкой.  Это  и  был профессор Бройер. Он отогнал собак  и  радушно  спросил  рыбаков,  что  им нужно.

   - Мы пришли просить, не можете ли вы дать нам "вечного хлеба" <…>

   - Нет, не дам. По крайней мере, сейчас не  могу  дать.  Фриц  и  Людвиг

взволновались.

   - Но почему же Гансу? У вас вот и собаки такие толстые, тоже,  наверно, едят ваше тесто.

   - Да, едят, -  ответил  Бройер.  И,  остановив  поднятой  рукой  Фрица,

который хотел говорить, профессор властным тоном, которого от него  нельзя было ожидать, сказал:

   - Подождите  говорить  и  выслушайте  меня  внимательно.  Я  всю  жизнь посвятил тому, чтобы изобрести этот хлеб, который избавил бы от голода все человечество. Для вас я трудился  над  изготовлением  этого  хлеба,  и  вы получите его. Мне кажется, я уже достиг цели, но опыты еще не закончены. А пока они не закончены, я не могу раздавать хлеб направо и налево.

   - Но Ганс...

   - Ганс - это тоже опыт, - сурово прервал Фрица  профессор.  -  Я  делал

опыты над животными, вот над этими собаками и морскими свинками.  Потом  я делал опыт над самим собой. И, убедившись  в  полной  безвредности,  решил произвести опыт над Гансом. Но это еще не все. Я сам еще  не  изучил  всех свойств хлеба. Может быть, длительное  питание  им  окажется  вредным  для здоровья. Не спешите завидовать Гансу. Я не знаю,  как  будет  вести  себя "тесто" через месяц. Может быть, оно будет скисать и станет  негодным  для еды. Поэтому я говорю: подождите еще немного. Жили же вы без этого  теста, можете подождать еще несколько  месяцев. <…>

     Крупнейшие капиталисты Германии объединили свои капиталы в  этом  деле. Весь земной шар был оклеен кричащими рекламами компании:

   Покупайте "вечный хлеб"!

   Вкусно! Питательно!

   Одного килограмма достаточно, чтобы прокормить человека всю жизнь!

   В этой рекламе не было только  одного:  указания  на  дешевизну  хлеба.

Роденшток и Кригман долго спорили о ценах на хлеб.  Кригман  настаивал  на том, чтобы хлеб вначале  продавался  по  дорогой  цене,  доступной  только богачам.

   - Мы снимем сливки, а потом пустим хлеб по дешевой цене  для  массового

распространения.

   Против этого возражал Роденшток.

   - Не забывайте, что каждый  килограмм  "хлеба"  через  некоторое  время

превращается в два. Хлебом будут спекулировать. Не  можем  же  мы  обязать купивших не продавать  его.  Нам  необходимо  очень  быстро  повести  наши операции, чтобы вернуть капитал с процентами, прежде  чем  поступивший  на рынок хлеб будет использован спекулянтами для снижения цен.

   Цены скоро пришлось снизить, но по иной причине: богатые люди отнеслись к хлебу скептически.  Они  не  хотели  отказаться  от  всего  разнообразия изысканной кухни и  пикантных  блюд,  чтобы  "сесть  на  кисель",  который вызывал у них брезгливое чувство.

   Зато беднота, когда хлеб подешевел, набросилась на тесто с жадностью.

   Агенты компании  проникали  в  самые  отдаленные  уголки  мира.  Тысячи

брошюр,  кинолент  и  агитаторов  знакомили  население  с  выгодностью   и

незаменимыми качествами  "вечного  хлеба".  Дела  компании  шли  блестяще. Однако борьба вокруг "хлеба" скоро возгорелась.

   На этот раз ее начал профессор Бройер. Когда он узнал о  продаже  хлеба

акционерной компанией, то разослал в редакции  газет  открытое  письмо,  в котором протестовал против использования его изобретений. Он настаивал  на том, чтобы правительство прекратило деятельность компании.

   "Я не для того, - писал профессор, - потратил  сорок  лет  моей  жизни,

чтобы предоставить  возможность  обогатиться  на  моем  изобретении  кучке спекулянтов. Я протестую против этого. Но еще больше  я  протестую  против того, что мое изобретение получило широкое  распространение  в  то  время, когда я еще не закончил моих опытов. Это является не только возмутительным нарушением  авторских  прав,  но  и  представляет  угрозу  для   общества, поскольку хлеб еще не изучен до конца как новое питательное вещество".

   - Он хочет запугать наших покупателей, - сказал Кригман,  прочитав  это

письмо. - Напрасный труд. У нас есть отзывы врачей о  полной  безвредности хлеба и разрешение врачебного совета. Все, кто ест наш хлеб,  находятся  в полном здравии, благословляют нас  и  служат  нам  лучшей  рекламой.  Нет, господин профессор, вы опоздали, и вам не удастся испортить нам дело!

   Однако письмо профессора произвело  большое  впечатление  на  общество. Поднялись горячие споры. Правительство поняло, что совершило  ошибку,  дав разрешение акционерной  компании  торговать  хлебом.  Появление  на  рынке "вечного  хлеба"  уже  сказалось  на  лихорадочном  изменении  цен.   Весь коммерческий и промышленный мир находился в сильнейшем  волнении.  "Вечный хлеб" был слишком сильным средством воздействия  на  экономику  не  только страны, но и всего мира. Такое средство  нельзя  было  оставлять  в  руках частных лиц.

   И  правительственные   газеты   доказывали   необходимость   объявления

государственной монополии на "хлеб".

   Рабочие газеты не соглашались с этим. Ссылаясь  на  волю  изобретателя,

они настаивали на объявлении "хлеба" общим достоянием и на бесплатной  его раздаче <…>

     — Ганс, у вас есть еще “тесто”, которое я подарил вам? — Ганс насторожился.

     — Нет, господин профессор. Виноват. Слабости человеческие. Все продавали, и я продавал. А последнее проиграл в рулетку.

     Профессор строго посмотрел в глаза Ганса. Старик не выдержал этого взгляда и отвел глаза в сторону.

     — Вы правду говорите, Ганс?

     — Сущую правду. — Профессор поднялся.

     — Я не верю вам, Ганс, вы уже не раз обманули меня. Вы не сдержали своего слова.

     — Виноват, господин профессор. — Бройер досадливо махнул рукой.

     — Теперь не до извинений. Знаете ли вы, Ганс, что вы сделали? Вы своим непослушанием наделали много вреда, и наделаете еще больше. Слушайте еня внимательно, Ганс. Я сейчас производил опыты над “хлебом”. И я убедился, что его есть нельзя. Собачка, которой я дал “хлеб” на неделю раньше вас, издохла в страшных мучениях. И если вы не вернете мне сейчас же тесто до последнего кусочка, вас постигнет ужасная смерть. Вы почернеете, вас будут ломать судороги, пена у вас будет идти изо рта, как у бешеного. И вы умрете. <…>

     Ганс вышел в другую комнату, прикрыл за собой дверь, долго копался там и, наконец, вышел. С тяжелым вздохом передал он профессору тесто.

     Бройер посмотрел в небольшую металлическую банку.

     — Это все?

     — Неужели же я еще раз обману вас, господин…

     — Хорошо. Если обманете, тем хуже будет для вас.

     — А противоядие, господин профессор?

     — Я принесу вам. Не беспокойтесь.

     Когда Бройер вышел из комнаты, Ганс залился веселым старческим смехом и, обращаясь к своей экономке, сказал:

     — А я ведь оставил себе маленький кусочек. Самый малюсенький. Сдается мне, что профессор тоже лукавит. Тут не отравление, ему тесто надо на что-нибудь другое».

 

     Учащиеся. Однако остановить процесс внедрения ГМО в продукты питания по всему миру нужно и можно. Возможно, тогда все вернется «на круги своя».

     «Над рыбацкой деревней проносился свежий ветер ранней осени. Сильнее чувствовался запах моря. Белые облака быстро неслись над морем. А между морем и небом летали птицы, оглашая воздух резкими гортанными криками. Белый прибой окатывал песчаные берега.

     Вся рыбацкая деревня толпилась на берегу. Сети были починены, лодки проконопачены и осмолены. Сейчас они поедут в море на рыбную ловлю. Лица рыбаков сосредоточенны. Быстро и уверенно работают мускулистые руки, крепя паруса. <…>

     Фриц приналег на руль. Свежий ветер обвевал открытую голову Фрица, и ему казалось, что этот крепкий соленый морской ветер делает его вновь бодрым и сильным. Как смутный, полузабытый сон, промелькнули перед ним картины последних месяцев: богатство, уплывшее так же неожиданно, как оно явилось, кражи, убийства, пьянство, бессонные ночи в игорном доме, бешеный азарт игрока, страшные картины хлебного потопа…

     Неужели все это было с ним, рыбаком Фрицем? Невероятно! Чтобы проверить, явь или сон это кошмарное прошлое, Фриц начал всматриваться в суровое лицо старика рыбака, уверенно управлявшего парусом. Ни один мускул не дрогнет на этом, как будто высеченном топором из дуба, лице с плотно сомкнутым ртом и зоркими глазами старого морского волка.

     Неужели лицо вот этого самого старика он видел там, в игорном доме, за зеленым столом рулетки?.. Полуоткрытый рот, трясущиеся руки и глаза — безумные, страшные глаза, горящие алчностью…

     Нет, это кошмар…

     Фриц так задумался, что не успел вовремя повернуть руль. Боковая волна хлестнула через борт и окатила рыбаков.

     — Малый, не зевай! — строго сказал старик.

     Этот деловитый окрик спугнул кошмары Фрица. Ему стало весело. Он навалился на руль и направил лодку прямо в открытое море, навстречу свежему ветру».

(А. Беляев. Вечный хлеб).

     Учитель. Как обезопасить себя от негативного влияния продуктов с ГМО?

     Учащиеся. По возможности, не употреблять продукты, содержащие ГМО, в пищу. Обладая биологическим знанием по проблеме и разрешением властей, вести законную пропаганду против ГМО среди населения. Заняться самим изучением генетически модифицированных организмов в лабораториях России и мира. Найти возможности «мирного» использования ГМО.

     Учитель. Заглянем в фантастическое будущее. Возможно ли создание гигантских растений путем генной инженерии, минуя методы обычной селекции, так, чтобы они были безвредны для живой природы, включая человека? Так, чтобы они приносили человеку одну лишь пользу,  сделав его счастливым, навсегда одержав победу над голодом на планете Земля? Что говорит нам художественная литература?

     Учащиеся. Отечественный писатель Н. Носов повторяет мысль А. Беляева.

     «В те же дни в газетах стали  появляться рассказы о произрастающих  на Большой Земле гигантских овощах, фруктах, ягодах  и  вообще плодах. Рассказы эти обычно сопровождались занимательными рисунками: иногда это был рисунок с изображением коротышек, которые вытаскивали из земли огромную  репку, свеклу или морковку; иногда это было  изображение грядки, а которой  росли огурцы величиной с коротышку; иногда изображение чудовищной дыни, тыквы или  арбуза величиной с двухэтажный дом. На одном из рисунков была  показана даже уборка фруктов, причем каждые  абрикос,  персик, слива  или винная ягода  с  трудом помещались  на грузовой автомашине. Поразив  воображение читателей подобными рассказами  и  рисунками, Мига  и Жулио  опубликовали  сообщение  о том, что оставшийся на  лунной  поверхности  межпланетный  корабль  нагружен семенами гигантских растений,  которые  можно было бы с выгодой использовать, если бы появилась возможность их оттуда заполучить…»

(Н. Носов. Незнайка на Луне).

     В том же время сам А. Беляев настроен намного оптимистичнее.

     «Сначала меня ослепил свет. Потом, приглядевшись, я увидел колоссальной величины тоннель, расширяющийся воронкой. Входная дверь находилась в узком основании воронки. На противоположном конце воронка замыкалась огромной стеклянной полусферой выпуклостью наружу.

     Сквозь стекла лились потоки света. Сила  его  была  необычайна.  Словно тысячи прожекторов при киносъемках слепили глаза. Стены тоннеля утопали  в зелени всевозможных оттенков от ярко-изумрудного до  почти  черного.  Этот зеленый ковер пронизывали узкие мостки с  легкими  перилами  из  алюминия. Зрелище  было  изумительное.  Но  еще  больше  удивился  я,  когда   ближе познакомился с  отдельными  растениями.  Я,  биолог,  ботаник,  специально изучающий  физиологию  растений,  оказывается,  не   имел   ни малейшего представления о том, до какой степени  растения  могут  быть  податливым, "пластическим"  материалом,  как  может  измениться  их  внешний  вид  и внутренняя структура…

   Я стоял в молчаливом удивлении. Передо мною был куст ростом с человека; листья в  ладонь,  а  красные  сочные  плоды  величиною  с  большой  арбуз напоминали землянику. Это и была чудовищная земляника. Кустик  не  стлался по земле, а тянулся вверх. На тонком стебле  висели  эти  огромные  ягоды. (Вот что значит отсутствие тяжести!) Одни из них были совершенно  красные, другие еще не созрели.

   - Каждый день мы снимаем десяток таких "ягодок" с одного этого куста, - тараторил Крамер. - Одни снимаем,  другие  дозревают.  Лезут  беспрерывно. Наши растения не знают даже того двухнедельного отдыха, который  имеют  на Земле тропические растения. Гони и гони! Вбирай  лучи  Солнца,  отбросы  и воду из почвы и превращай их в  эти  вкусные  плоды.  А  Солнце  здесь  не заходит. Атмосфера оранжереи  всегда  прозрачна.  Это  одно.  Второе  -  в здешней атмосфере уйма углекислоты, как во время каменноугольного периода.

   - Вы уже говорили мне про углекислоту.

   -  Взгляните-ка  на  эти  листья,  -  продолжал  Крамер,  нисколько  не смутившись. - Они почти черные и поэтому  поглощают  чуть  ли  не  целиком солнечную  энергию,  но  перегревания  растений  не   происходит.   Только уменьшается испарение воды. Вы знаете, сколько энергии тратит растение  на испарение? В тридцать пять-сорок раз больше, чем  на  полезную  работу.  А здесь эта  энергия  идет  в  "мясо".  Видите,  листья  толстые,  мясистые. Некоторые из них совсем лишены устьиц. А плоды какие  огромные!  Зато  вот этот экземпляр только и делает, что выделяет воду, - сказал он, - указывая на растение, с конца листьев  которого  капала  вода.  -  Не  растение,  а Бахчисарайский фонтан. Видали "фонтан Слез"?  Капает  и  капает!  Это  наш естественный фильтр.

   А вот тоже интересное растение, -  продолжал  он,  двигаясь  по  узкому

мостику. - "Киоск фруктовой воды", так сказать, сокоточащая рана.  Видите: разрез на стволе, трубочка, и из нее  тоже  капает.  Попробуйте  на  язык. Вкусно? Сладко? Лимонад! Обратите внимание на почву -  измельчение  частиц идеальное. И полезных бактерий на каждую тысячу твердых частиц  приходится не одна, а несколько десятков. Зато посмотрите на горох, бобы, фасоль. Как яблоки!

   А вот эти стеклянные отделения существуют для того, чтобы  создать  для некоторых растений особые условия; самый подходящий состав газовой  среды, наилучшую  температуру.  Вредители   отсутствуют.   Сорняки   отсутствуют. Светофильтры дают благоприятный состав лучей...

   Я медленно продвигался к стеклянной полусфере, поминутно задерживаясь у особо интересных растений. На  тончайших  стволах  ярким  пламенем  горели цветы мака. "Коробочки" его были величиною с голову грудного ребенка.

   - Вот видишь? Вот видишь, как шатается и роняет семена  мак!  -  кричал

он.

   Семена эти были с горошину.

   Многометровый горох тянулся к середине "воронки". Корзинка подсолнуха в полметра диаметром почти  не  поднималась  над  почвой.  Огурцы,  морковь, картофель, земляника, малина, виноград, смородина, крыжовник, слива, рожь, пшеница, овес, гречиха, свекловица, конопля... Я едва узнавал их: так были изменены их размеры и формы.

   Не раз я останавливался в полном недоумении: что же это такое?..

   Земные карлики превращались в гигантов и,  наоборот,  земные  древесные

великаны превращались в карликов. В особых, несколько  затемненных  местах росли грибы - чудовищные шампиньоны...

   А вот субтропики и тропики. Карликовые фиговые  деревья  с  гигантскими плодами, чайные, кофейные, какаовые деревья, кокосовые пальмы величиною  с зонтик, но с плодами, вдвойне превышающими земные размеры.

   В одном стеклянном ящике я увидел настоящий тропический лес  карликовых размеров. Пальмы, бананы, папоротники, лианы... Не хватало  только  слонов величиною с крысу, чтобы вообразить себя Гулливером в стране лилипутов...

   Какими ничтожными казались мне все мои "земные" достижения!

   Как легко разрешаются здесь проблемы, над  которыми  я  так  много  лет

ломал себе голову. Здесь в продолжение всего года свежие фрукты и овощи, и заводы,  которые  их  перерабатывают,  могут  работать  круглый  год   без перебоя...

   А разве опыт Звезды КЭЦ нельзя перенести на Землю?

   Взять хотя бы Памир. На высоте Памира  ультрафиолетовых  лучей  меньше, чем на Звезде КЭЦ, но гораздо больше, чем в местностях, лежащих на  уровне моря. Плоскогорье  Памира  можно  превратить  в  сплошную  оранжерею.  Все расходы окупятся. В оранжерее можно  создать  любую  атмосферу,  увеличить количество углекислоты...

   А безоблачное небо тропиков с их жарким климатом и изобилием  солнечных лучей?.. Когда мы окончательно победим джунгли, миллионы людей найдут  там кров и пищу.

   А земные пустыни?  Мы  уже  успешно  ведем  там  борьбу  с  песками,  с

безводьем. Но сколько еще пустынь  на  Земле!  И  мы  призовем  на  помощь

Солнце, используя опыт КЭЦа. Солнце, выпившее воду,  убившее  своим  зноем растения, возродит пустыни. Они станут сплошным зеленым садом...

   Нет, земному шару никогда не будет угрожать перенаселение! Человечество может смело смотреть в будущее!..

   - Или у вас столбняк, Артемьев? - услышал я резкое восклицание Крамера.

   - Простите, замечтался, - ответил я, вздрогнув от неожиданности.

   Я оглянулся - оранжерея-конус ожила. По узким дорожкам  летали  молодые девушки с корзинками. Их яркие, разноцветные костюмы выделялись на зеленом фоне, как цветы. Девушки собирали плоды. Невидимая музыка сопровождала  их работу.

   - Мифологическая картина, - расхохотался Крамер.  -  Звездные  девушки!

Сказка наших дней! Скоро их заменят автоматами... Однако нам пора идти.  Я еще не показал вам лабораторию. Она находится вне Звезды КЭЦ.  Там  полная невесомость. Придется переодеваться в межпланетные  костюмы  и  перелетать довольно большое пространство. Вам пора  научиться  управлять  портативной ракетой. Так и знайте: если вы улетите на этот раз, я не буду гоняться  за вами!

     Но на этот раз я "стрелял" более умело и не отставал от Крамера. И  все же этот небесный перелет доставил мне некоторое волнение.  У  меня  начала стынуть правая нога. Я забеспокоился, нет ли  повреждения  в  костюме,  не просачивается ли мировой холод. Но оказалось, что нога находилась в  тени. Я повернул ногу к свету, и она согрелась.

   Вот и лаборатория. Она имеет  вид  цилиндра.  Внутри  цилиндр  разделен

стеклянными перегородками. Из отсека в отсек приходится  переходить  через "изоляционные" камеры, потому что  давление  и  состав  воздуха  в  каждом отсеке различны. В одной стороне цилиндра во всю  его  длину  -  окна,  на противоположной - растения. Некоторые из них посажены в стеклянные сосуды, чтобы можно было видеть развитие корней. Это меня удивляет: корни не любят света. Честь растений на грядках, другая - в горшках, которые  расставлены на грядках, другая - в горшках, которые расставлены рядами  в  воздухе.  И растут они необычайно: ветви и листья расходятся в виде лучей от горшка  к окну. У одних корни  развиваются  "вверху",  у  других  -  "внизу".  Но  у большинства корни на затемненной стороне. Отсутствие силы тяжести  как  бы уничтожило силу геотропизма, и  здесь,  по-видимому,  "направление"  роста дает только гелиотропизм - сила, которая направляет растения  к  источнику света».

(А. Беляев. Звезда КЭЦ).

     Учитель. Нам неизвестно, как появились в Огуречном городе, где жил Незнайка, гигантские растения. Однако мы видим результат - при употреблении их в пищу коротышки оставались здоровыми и счастливыми. В то же время, следуя ходу мыслей А. Беляева, сделать человека счастливым смогут не трансгенные растения, а растения, полученные в невесомости путем индуцированного мутагенеза, известного нам по теме «Методы селекции растений».

  

1.    Заключительная часть

Оценивание успеваемости учащихся.

2.    Домашнее задание.

Учебник биологии. Прочитать раздел «Биотехнология».

 

© Александра Горяшко, 2011

Перепечатка и цитирование материалов, размещенных на сайте, только с разрешения автора.