порівнює, аналізує самостійно або у співпраці з іншими природні і техногенні об’єкти, явища і процеси на основі наукових методів пізнання та законів природи [12 ПРО 3.1.1]
установлює та обґрунтовує самостійно або у співпраці з іншими взаємозв’язки між природними, техногенними об’єктами, закономірності явищ природи [12 ПРО 3.3.1]
оцінює самостійно або у співпраці з іншими значення природничих наук, техніки і технологій для суспільного прогресу і сталого розвитку [12 ПРО 3.4.1]
створює і аналізує самостійно або у співпраці з іншими моделі об’єктів і явищ, які необхідно дослідити [12ПРО 1.4.1]
пропонує варіанти організації роботи групи: розподілення обов’язків, налагодження комунікації для розв’язання навчальної/життєвої проблеми [12 ПРО 4.4.1]
добирає самостійно або у співпраці з іншими форми подання інформації і її перетворення [12 ПРО 2.2.1]
Цілі сталого розвитку:
Які цілі сталого розвитку (в порядку пріоритетності) опрацьовуємо на уроці:
ЦСР 2: Подолання голоду — як ГМО допомагає вирішувати проблему нестачі їжі.
ЦСР 3: Здоров’я і благополуччя — медичне застосування генетичних технологій.
ЦСР 4: Якісна освіта — формування біологічної грамотності.
ЦСР 9: Інновації та інфраструктура — роль біотехнологій у розвитку.
Сформувати в учнів розуміння зв’язку генетичної інженерії з сучасними науковими досягненнями.
Забезпечити інтерактивне навчання через практичні завдання та дискусії.
Сприяти розвитку в учнів навичок аналізу та оцінки впливу генетичних технологій на суспільство.
Активізує критичне мислення через практичні завдання та дискусії.
Пояснює складну тему через гру, моделювання й обчислення.
Очікувані результатидля учнівства:
Зрозуміти основні принципи генетичної інженерії та її застосування в сучасному світі.
Розвинути навички критичного мислення через розв’язання практичних завдань, пов’язаних із генетичною інженерією.
1. Мотивація:
А якби ти міг змінити свої гени — що б зробив? Став би сильнішим? Не хворів би? Вигравав олімпіади? У Китаї народилися діти з відредагованими генами. Їм “вимкнули” ген, щоб не хворіли на ВІЛ. Це круто чи страшно? Вчені створили генетично змінених комарів, які самі себе знищують. Це може зупинити епідемії. Але що буде з екосистемою?
Генна інженерія — це сукупність методів і технологій, які дозволяють змінювати генетичний матеріал організмів цілеспрямовано.
Короткий огляд ключових подій:
1970-ті: Народження генної інженерії
1972: Пол Берг створює першу рекомбінантну молекулу ДНК, об’єднавши ДНК мавпячого вірусу SV40 з ДНК бактеріофага лямбда. Це вважається народженням генної інженерії.
1973: Герберт Боєр і Стенлі Коен розробили метод клонування генів, вводячи рекомбінантну ДНК в бактерії E. coli. Це відкрило шлях для масового виробництва певних генів.
1978: Виробництво першого рекомбінантного інсуліну для лікування діабету, що стало величезним проривом у медицині.
1983: Відкриття полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) Кері Маллісом. Ця техніка дозволяє швидко копіювати специфічні ділянки ДНК, що значно прискорило дослідження. Початок використання генної інженерії в сільському господарстві для створення трансгенних рослин, стійких до шкідників та гербіцидів.
1990: Запуск Проєкту геному людини, метою якого було повне секвенування людського геному.
1990: Проведена перша успішна генна терапія для лікування дитини з важким комбінованим імунодефіцитом (SCID).
2003: Завершення першого чернеткового варіанту Проєкту геному людини, що відкрило нові горизонти для розуміння хвороб і розробки ліків.
2012: Відкриття системи CRISPR-Cas9 Еммануель Шарпентьє та Дженніфер Дудна. Ця технологія дозволяє надзвичайно точно і ефективно редагувати гени, відкриваючи нові можливості для лікування генетичних захворювань, створення стійких сільськогосподарських культур та багато іншого.
Основні етапи створення генномодифікованого організму:
Виділення гена з ДНК потрібного організму.
Вставлення гена в носій (вектор), найчастіше — плазміду бактерії.
Перенесення гена у клітину-реципієнт (інший організм).
Отримання трансгенного організму, що синтезує потрібний білок або має нові властивості.
Основні інструменти генетичної інженерії:
Ферменти-рестриктази – “молекулярні ножиці”, які розрізають ДНК у певних місцях.
Лігази – “молекулярний клей”, який з’єднує фрагменти ДНК.
Плазміди – кільцеві ДНК бактерій, що слугують векторами.
CRISPR-Cas9 — це метод редагування генів, який дозволяє точно “вирізати” або змінювати певні ділянки ДНК.
Як працює CRISPR-Cas9:
CRISPR — це ділянки в ДНК бактерій, які запам’ятовують віруси.
Cas9 — фермент, який працює як ножиці, що ріжуть ДНК.
До Cas9 приєднується коротка РНК-навігатор, яка знаходить потрібне місце в геномі.
Cas9 вирізає ДНК у заданій точці.
Інструмент дозволяє вилучити або вставити новий ген.
Дуже точний і дешевий метод.
Підходить навіть для людських клітин.
Використовується у біомедицині, агробіотехнологіях, генотерапії.
Приклади застосування генетичної інженерії:
Медицина: інсулін, вакцини, лікування спадкових хвороб.
Сільське господарство: трансгенні рослини (стійкі до шкідників, морозу, гербіцидів).
Промисловість: бактерії, що виробляють ферменти або біопаливо.
Переваги генетичної інженерії:
Висока точність і ефективність.
Можливість лікування генетичних хвороб.
Покращення якості продуктів.
Ризики:
Непередбачувані мутації.
Етичні питання (редагування ембріонів).
Біобезпека (можливе поширення трансгенів у дику природу).
ГМО — організми зі зміненими або вставленими генами. Трансген — ген, перенесений від іншого виду CRISPR — сучасний метод точного редагування ДНК.
3. Життєва ситуація:
Дружня порада вчителю
Варіанти “проблем” (Роздруковуються як картки з ілюстрацією + 1 речення опису):
Рослини гинуть від заморозків
Плоди часто пліснявіють через грибок
Урожай гине через сильну спеку
Шкідники з’їдають листя кукурудзи
Рослини не ростуть у солоному ґрунті
Помідори швидко псуються після збору
Апельсини не мають смаку — покупці не задоволені
Кукурудза росте повільно і не встигає дозріти
Картки “гени-рішення” (Кольорові паперові смужки з написом гена + умовний код ДНК — наприклад, CGA або ATT)
1. Модель ДНК з паперу та “Редагування Гену”
(мета: візуалізувати структуру ДНК, поняття гена та процес його редагування). Матеріали: кольоровий папір, ножиці, клей, лінійки, маркери, аркуші для розрахунків.
Завдання 1: Створення ланцюга ДНК:
Розділіть учнів на групи. Кожна група отримує завдання створити ділянку “гену” з паперу. Призначте колір для кожної азотистої основи: А (червоний), Т (зелений), Ц (синій), Г (жовтий). Учні вирізають “нуклеотиди” (паперові форми, що представляють основу, цукор і фосфат) і склеюють їх у ланцюг, дотримуючись правил комплементарності (А-Т, Ц-Г). Вони також можуть порахувати кількість кожної основи та відсоток вмісту А, Т, Ц, Г у своєму “гені”. З’єднують два ланцюги, формуючи подвійну спіраль.
Завдання 2:“Редагування” гену CRISPR-Cas9
Дайте кожній групі “проблемний ген” (їхній паперовий ланцюг ДНК) із заздалегідь позначеною “мутацією” (наприклад, неправильно вставлена основа або відсутня ділянка). Завдання: “відредагувати” ген за допомогою “ножиць” (ножиці) і “клею” (клей/скотч). Вони мають “вставити” правильну послідовність основ (заздалегідь підготовлений шаблон з паперу).
2. Синтез Білка”: від гену до білка
(мета зрозуміти процес транскрипції та трансляції, а також поняття кодонів). Матеріали: паперові форми з “нуклеотидами” (А, У, Г, Ц) для РНК, картки з “амінокислотами”, таблиця генетичного коду, ножиці.
Завдання: Транскрипція (ДНК в РНК): Кожна група отримує “ген” (послідовність ДНК, наприклад, 15-20 пар основ можна використати їх із попереднього завдання).
Завдання: “Переписати” цей ген у молекулу мРНК. Учні викладають відповідні картки-паперці РНК. Рахують кількість нуклеотидів у мРНК.
Завдання:“Трансляція” (РНК в білок): використовуючи таблицю генетичного коду, учні декодують послідовність мРНК, щоб створити ланцюг “амінокислот” (білок).
3.Генетичний конструктор із паперу
Мета: зібрати модель генної модифікації.
Покрокова інструкція:
Візьміть набір смужок із буквами (А, Т, Г, Ц, із попереднього завдання) — це фрагменти ДНК.
Оберіть “проблему”, яку будете вирішувати (наприклад: «рослина не витримує морозу»).
Оберіть “ген вирішення” із карток (наприклад: «ген морозостійкості» — CGA).
Знайдіть у ДНК-фрагменті місце для вставки — там буде помічено червоним маркером.
Виріжте потрібне місце й вставте ваш ген, закріпіть скотчем.
Підпишіть результат: яку властивість отримала рослина.
Представьте вашу модифікацію класу.
Назва гена
Короткий опис дії
Код ДНК
Ген морозостійкості
Дозволяє витримувати температуру до -10°C
CGA
Ген протигрибкового білка
Захищає від плісняви та грибкових інфекцій
AAT
Ген стійкості до спеки
Активує білки, що зберігають воду
TGC
Ген проти шкідників
Виробляє речовину, яку не переносять гусениці
ATA
Ген солестійкості
Дозволяє рослині поглинати воду з солоного ґрунту
GTT
Ген збереження стиглості
Уповільнює процес псування після збору врожаю
CCT
Ген солодкого смаку
Активує синтез фруктози
GGA
Ген пришвидшеного дозрівання
Ріст і розвиток плодів проходить у 2 рази швидше
TTC
4. Розрахуй, як швидко виросте рослина з модифікованим геном
Мета: через математичні обчислення побачити переваги ГМО.
Є дві рослин:
Звичайна росте на 5 см за тиждень.
ГМО-рослина росте на 8 см за тиждень.
Через скільки тижнів обидві виростуть до 40 см?
На скільки днів ГМО рослина досягне цього швидше?
Якщо кожен день росту рослини коштує 1 грн — яка вигідніша для фермера?
5. Генетичне доміно: картки з генотипом і фенотипом
Генотипи (можна зробити кольоровими):
AA — дві домінантні алелі
Aa — одна домінантна, одна рецесивна
aa — дві рецесивні
2–3 набори кожного типу, щоб діти могли комбінувати.
Великі плоди (відповідає: AA або Aa)
Маленькі плоди (відповідає: aa)
Стійкість до хвороб (AA або Aa)
Слабкий імунітет (aa)
Швидке дозрівання (AA або Aa)
Звичайне дозрівання (aa)
Солодкий смак (AA або Aa)
Прісний смак (aa)
Інструкція:
Візьміть набір карток:
Одні містять генотипи (AA, Aa, aa).
Інші — фенотипи (великі плоди, маленькі плоди, стійкість до хвороб тощо).
Знайдіть пари: генотип + ознака, якщо відомо, що «А» — домінантний ген (наприклад, великі плоди).
Утворіть “ланцюжок доміно” з правильними парами.
Порахуй:
Скільки пар у вас вийшло.
Скільки комбінацій дають бажану ознаку.
6. Розрахунок інсуліну
Мета: використати математику для реального біотехнологічного завдання.
Покрокова інструкція:
Прочитайте умову:
Одна бактерія виробляє 0,05 мг інсуліну на добу.
Потрібно отримати 1 грам (1000 мг).
Розрахуйте:
Скільки бактерій потрібно?
Скільки діб це займе, якщо у вас є 100 таких бактерій?
4. Попрактикуймо самостійно:
Створи ГМО-рішення реальної проблеми
Хід роботи:
Об’єднайтесь у малі групи (2–4 учні).
Отримайте картку з проблемою, яку треба вирішити.
Отримайте набір карток з генами-рішеннями.
Оберіть:
організм, у який ви будете вставляти ген (рослина, тварина, мікроорганізм),
ген, що вирішує проблему.
Заповніть таблицю про ваше ГМО-рішення.
Презентуйте свою ідею класу як «стартап» — коротко і переконливо (до 1 хвилини).
Приклади карток з проблемами:
Проблема №
Ситуація
1
Томати швидко псуються після збору.
2
Рослини не витримують засуху.
3
Комарі переносять небезпечну хворобу.
4
Фрукти несолодкі, споживачі не купують.
5
Люди не можуть отримати ліки — їх важко синтезувати.
6
Дитина народилася з важкою генетичною хворобою.
Приклади карток з генами-рішеннями:
Ген
Дія
Ген тривалого зберігання
Уповільнює псування плодів
Ген посухостійкості
Допомагає утримувати воду в клітинах
Ген стерильності
Викликає самознищення потомства комарів
Ген солодкого смаку
Активує вироблення фруктози у клітинах плодів
Ген-синтезатор інсуліну
Додається в бактерії, які починають виробляти людський інсулін
Ген виправлення мутації
“Ремонтує” пошкоджену ділянку ДНК у клітинах дитини
Таблиця для заповнення групою:
Питання
Ваша відповідь
1. У чому полягає проблема?
(Яку ситуацію потрібно вирішити?)
2. Який організм ви модифікуєте?
(Назва: наприклад, бактерія, томат, комар…)
3. Який ген ви додаєте?
(Назва гена і коротка дія)
4. Який результат очікується?
(Яку нову властивість матиме організм?)
5. Чи є ризики?
(Наприклад: вплив на екологію, етика тощо)
6. Як це допоможе людям або природі?
(Короткий соціальний чи екологічний ефект)
Група презентує свій “продукт” класу:
як називається ваша ГМО-розробка,
що вона змінює,
чому це круто/корисно.
Рефлексія:
Гра на швидкість і координацію.
Генетичний ланцюг: учні отримують картки з буквами (А, Т, Г, Ц). Завдання: за 30 секунд зібрати правильну комплементарну послідовність. Приклади завдань-пар (можна надрукувати і розрізати, а можна просто з’єднати пари олівцем/ручкою):
Частина А
Частина Б
Ці ферменти «ріжуть» ДНК у певних місцях
Рестриктази
Генетичний матеріал, вставлений в інший організм
Трансген
Система точного редагування генів
CRISPR-Cas9
Перший медичний препарат, отриманий генною інженерією
Інсулін
ДНК-переносник у бактерій
Плазміда
Організм із чужим геном
Трансгенний організм
Фермент, що «склеює» фрагменти ДНК
Лігаза
Галузь, де застосовують генну інженерію для отримання стійких до шкідників рослин
Сільське господарство
Можливі небезпеки генної інженерії
Етичні проблеми, мутації
Метод введення гена у клітину
Трансформація
У вільний від відпочинку час:
1. Ти — генетичний інженер. У тебе завдання:
створити рослину, яка виживе в умовах глобального потепління
врятувати дитину з хворобою
зробити білку, яка світиться в темряві
Пропиши, які гени і від кого ти будеш переставляти, що ти будеш рекомбінувати.
2. 1997 року вийшов на екрани фільм, постер якого наведено нижче. В цій антиутопії розповідається про світ майбутнього, у якому всі генетичні дефекти легко розшифровуються, і за генетичними ознаками людей поділено на два класи: «придатних» (Valid) та «непридатних» (In-valid).
В українському прокаті фільм йшов із назвою “Ґаттака”. Якої помилки / яких помилок припустилися перекладачі? Якою мала б бути назва фільма?
Зрозуміти основні принципи генетичної інженерії та її застосування в сучасному світі.
Розвинути навички критичного мислення через розв’язання практичних завдань, пов’язаних із генетичною інженерією.
1. Мотивація:
А якби ти міг змінити свої гени — що б зробив? Став би сильнішим? Не хворів би? Вигравав олімпіади? У Китаї народилися діти з відредагованими генами. Їм “вимкнули” ген, щоб не хворіли на ВІЛ. Це круто чи страшно? Вчені створили генетично змінених комарів, які самі себе знищують. Це може зупинити епідемії. Але що буде з екосистемою?
Генна інженерія — це потужний інструмент біотехнологій, який відкриває нові можливості, але потребує обережного та відповідального застосування.
2. Тобі може знадобитися:
Генна інженерія — це сукупність методів і технологій, які дозволяють змінювати генетичний матеріал організмів цілеспрямовано.
Короткий огляд ключових подій:
1970-ті: Народження генної інженерії
1972: Пол Берг створює першу рекомбінантну молекулу ДНК, об’єднавши ДНК мавпячого вірусу SV40 з ДНК бактеріофага лямбда. Це вважається народженням генної інженерії.
1973: Герберт Боєр і Стенлі Коен розробили метод клонування генів, вводячи рекомбінантну ДНК в бактерії E. coli. Це відкрило шлях для масового виробництва певних генів.
1978: Виробництво першого рекомбінантного інсуліну для лікування діабету, що стало величезним проривом у медицині.
1983: Відкриття полімеразної ланцюгової реакції (ПЛР) Кері Маллісом. Ця техніка дозволяє швидко копіювати специфічні ділянки ДНК, що значно прискорило дослідження. Початок використання генної інженерії в сільському господарстві для створення трансгенних рослин, стійких до шкідників та гербіцидів.
1990: Запуск Проєкту геному людини, метою якого було повне секвенування людського геному.
1990: Проведена перша успішна генна терапія для лікування дитини з важким комбінованим імунодефіцитом (SCID).
2003: Завершення першого чернеткового варіанту Проєкту геному людини, що відкрило нові горизонти для розуміння хвороб і розробки ліків.
2012: Відкриття системи CRISPR-Cas9 Еммануель Шарпентьє та Дженніфер Дудна. Ця технологія дозволяє надзвичайно точно і ефективно редагувати гени, відкриваючи нові можливості для лікування генетичних захворювань, створення стійких сільськогосподарських культур та багато іншого.
Основні етапи створення генномодифікованого організму:
Виділення гена з ДНК потрібного організму.
Вставлення гена в носій (вектор), найчастіше — плазміду бактерії.
Перенесення гена у клітину-реципієнт (інший організм).
Отримання трансгенного організму, що синтезує потрібний білок або має нові властивості.
Основні інструменти генетичної інженерії:
Ферменти-рестриктази – “молекулярні ножиці”, які розрізають ДНК у певних місцях.
Лігази – “молекулярний клей”, який з’єднує фрагменти ДНК.
Плазміди – кільцеві ДНК бактерій, що слугують векторами.
CRISPR-Cas9 — це метод редагування генів, який дозволяє точно “вирізати” або змінювати певні ділянки ДНК.
Як працює CRISPR-Cas9:
CRISPR — це ділянки в ДНК бактерій, які запам’ятовують віруси.
Cas9 — фермент, який працює як ножиці, що ріжуть ДНК.
До Cas9 приєднується коротка РНК-навігатор, яка знаходить потрібне місце в геномі.
Cas9 вирізає ДНК у заданій точці.
Інструмент дозволяє вилучити або вставити новий ген.
Дуже точний і дешевий метод.
Підходить навіть для людських клітин.
Використовується у біомедицині, агробіотехнологіях, генотерапії.
Приклади застосування генетичної інженерії:
Медицина: інсулін, вакцини, лікування спадкових хвороб.
Сільське господарство: трансгенні рослини (стійкі до шкідників, морозу, гербіцидів).
Промисловість: бактерії, що виробляють ферменти або біопаливо.
Переваги генетичної інженерії:
Висока точність і ефективність.
Можливість лікування генетичних хвороб.
Покращення якості продуктів.
Ризики:
Непередбачувані мутації.
Етичні питання (редагування ембріонів).
Біобезпека (можливе поширення трансгенів у дику природу).
ГМО — організми зі зміненими або вставленими генами. Трансген — ген, перенесений від іншого виду CRISPR — сучасний метод точного редагування ДНК.
3. Життєва ситуація:
1. Модель ДНК з паперу та “Редагування Гену”
(мета: візуалізувати структуру ДНК, поняття гена та процес його редагування). Матеріали: кольоровий папір, ножиці, клей, лінійки, маркери, аркуші для розрахунків.
Завдання 1: Створення ланцюга ДНК: Розділіть учнів на групи. Кожна група отримує завдання створити ділянку “гену” з паперу. Призначте колір для кожної азотистої основи: А (червоний), Т (зелений), Ц (синій), Г (жовтий). Учні вирізають “нуклеотиди” (паперові форми, що представляють основу, цукор і фосфат) і склеюють їх у ланцюг, дотримуючись правил комплементарності (А-Т, Ц-Г). Вони також можуть порахувати кількість кожної основи та відсоток вмісту А, Т, Ц, Г у своєму “гені”. З’єднують два ланцюги, формуючи подвійну спіраль.
Завдання 2:“Редагування” гену CRISPR-Cas9 Дайте кожній групі “проблемний ген” (їхній паперовий ланцюг ДНК) із заздалегідь позначеною “мутацією” (наприклад, неправильно вставлена основа або відсутня ділянка). Завдання: “відредагувати” ген за допомогою “ножиць” (ножиці) і “клею” (клей/скотч). Вони мають “вставити” правильну послідовність основ (заздалегідь підготовлений шаблон з паперу).
2. Синтез Білка”: від гену до білка
(мета зрозуміти процес транскрипції та трансляції, а також поняття кодонів). Матеріали: паперові форми з “нуклеотидами” (А, У, Г, Ц) для РНК, картки з “амінокислотами”, таблиця генетичного коду, ножиці.
Завдання: Транскрипція (ДНК в РНК): Кожна група отримує “ген” (послідовність ДНК, наприклад, 15-20 пар основ можна використати їх із попереднього завдання).
Завдання: “Переписати” цей ген у молекулу мРНК. Учні викладають відповідні картки-паперці РНК. Рахують кількість нуклеотидів у мРНК.
Завдання:“Трансляція” (РНК в білок): використовуючи таблицю генетичного коду, учні декодують послідовність мРНК, щоб створити ланцюг “амінокислот” (білок).
3.Генетичний конструктор із паперу
Мета: зібрати модель генної модифікації.
Покрокова інструкція:
Візьміть набір смужок із буквами (А, Т, Г, Ц, із попереднього завдання) — це фрагменти ДНК.
Оберіть “проблему”, яку будете вирішувати (наприклад: «рослина не витримує морозу»).
Оберіть “ген вирішення” із карток (наприклад: «ген морозостійкості» — CGA).
Знайдіть у ДНК-фрагменті місце для вставки — там буде помічено червоним маркером.
Виріжте потрібне місце й вставте ваш ген, закріпіть скотчем.
Підпишіть результат: яку властивість отримала рослина.
Представьте вашу модифікацію класу.
Назва гена
Короткий опис дії
Код ДНК
Ген морозостійкості
Дозволяє витримувати температуру до -10°C
CGA
Ген протигрибкового білка
Захищає від плісняви та грибкових інфекцій
AAT
Ген стійкості до спеки
Активує білки, що зберігають воду
TGC
Ген проти шкідників
Виробляє речовину, яку не переносять гусениці
ATA
Ген солестійкості
Дозволяє рослині поглинати воду з солоного ґрунту
GTT
Ген збереження стиглості
Уповільнює процес псування після збору врожаю
CCT
Ген солодкого смаку
Активує синтез фруктози
GGA
Ген пришвидшеного дозрівання
Ріст і розвиток плодів проходить у 2 рази швидше
TTC
4. Розрахуй, як швидко виросте рослина з модифікованим геном
Мета: через математичні обчислення побачити переваги ГМО.
Є дві рослин:
Звичайна росте на 5 см за тиждень.
ГМО-рослина росте на 8 см за тиждень.
Через скільки тижнів обидві виростуть до 40 см?
На скільки днів ГМО рослина досягне цього швидше?
Якщо кожен день росту рослини коштує 1 грн — яка вигідніша для фермера?
5. Генетичне доміно: картки з генотипом і фенотипом
Генотипи (можна зробити кольоровими):
AA — дві домінантні алелі
Aa — одна домінантна, одна рецесивна
aa — дві рецесивні
2–3 набори кожного типу, щоб діти могли комбінувати.
Великі плоди (відповідає: AA або Aa)
Маленькі плоди (відповідає: aa)
Стійкість до хвороб (AA або Aa)
Слабкий імунітет (aa)
Швидке дозрівання (AA або Aa)
Звичайне дозрівання (aa)
Солодкий смак (AA або Aa)
Прісний смак (aa)
Інструкція:
Візьміть набір карток:
Одні містять генотипи (AA, Aa, aa).
Інші — фенотипи (великі плоди, маленькі плоди, стійкість до хвороб тощо).
Знайдіть пари: генотип + ознака, якщо відомо, що «А» — домінантний ген (наприклад, великі плоди).
Утворіть “ланцюжок доміно” з правильними парами.
Порахуй:
Скільки пар у вас вийшло.
Скільки комбінацій дають бажану ознаку.
6. Розрахунок інсуліну
Мета: використати математику для реального біотехнологічного завдання.
Покрокова інструкція:
Прочитайте умову:
Одна бактерія виробляє 0,05 мг інсуліну на добу.
Потрібно отримати 1 грам (1000 мг).
Розрахуйте:
Скільки бактерій потрібно?
Скільки діб це займе, якщо у вас є 100 таких бактерій?
4. Попрактикуймо самостійно:
Створи ГМО-рішення реальної проблеми
Хід роботи:
Об’єднайтесь у малі групи (2–4 учні).
Отримайте картку з проблемою, яку треба вирішити.
Отримайте набір карток з генами-рішеннями.
Оберіть:
організм, у який ви будете вставляти ген (рослина, тварина, мікроорганізм),
ген, що вирішує проблему.
Заповніть таблицю про ваше ГМО-рішення.
Презентуйте свою ідею класу як «стартап» — коротко і переконливо (до 1 хвилини).
Приклади карток з проблемами:
Проблема №
Ситуація
1
Томати швидко псуються після збору.
2
Рослини не витримують засуху.
3
Комарі переносять небезпечну хворобу.
4
Фрукти несолодкі, споживачі не купують.
5
Люди не можуть отримати ліки — їх важко синтезувати.
6
Дитина народилася з важкою генетичною хворобою.
Приклади карток з генами-рішеннями:
Ген
Дія
Ген тривалого зберігання
Уповільнює псування плодів
Ген посухостійкості
Допомагає утримувати воду в клітинах
Ген стерильності
Викликає самознищення потомства комарів
Ген солодкого смаку
Активує вироблення фруктози у клітинах плодів
Ген-синтезатор інсуліну
Додається в бактерії, які починають виробляти людський інсулін
Ген виправлення мутації
“Ремонтує” пошкоджену ділянку ДНК у клітинах дитини
Таблиця для заповнення групою:
Питання
Ваша відповідь
1. У чому полягає проблема?
(Яку ситуацію потрібно вирішити?)
2. Який організм ви модифікуєте?
(Назва: наприклад, бактерія, томат, комар…)
3. Який ген ви додаєте?
(Назва гена і коротка дія)
4. Який результат очікується?
(Яку нову властивість матиме організм?)
5. Чи є ризики?
(Наприклад: вплив на екологію, етика тощо)
6. Як це допоможе людям або природі?
(Короткий соціальний чи екологічний ефект)
Група презентує свій “продукт” класу:
як називається ваша ГМО-розробка,
що вона змінює,
чому це круто/корисно.
Рефлексія:
Гра на швидкість і координацію.
Генетичний ланцюг: учні отримують картки з буквами (А, Т, Г, Ц). Завдання: за 30 секунд зібрати правильну комплементарну послідовність. Приклади завдань-пар (можна надрукувати і розрізати, а можна просто з’єднати пари олівцем/ручкою):
Частина А
Частина Б
Ці ферменти «ріжуть» ДНК у певних місцях
Рестриктази
Генетичний матеріал, вставлений в інший організм
Трансген
Система точного редагування генів
CRISPR-Cas9
Перший медичний препарат, отриманий генною інженерією
Інсулін
ДНК-переносник у бактерій
Плазміда
Організм із чужим геном
Трансгенний організм
Фермент, що «склеює» фрагменти ДНК
Лігаза
Галузь, де застосовують генну інженерію для отримання стійких до шкідників рослин
Сільське господарство
Можливі небезпеки генної інженерії
Етичні проблеми, мутації
Метод введення гена у клітину
Трансформація
У вільний від відпочинку час:
1. Ти — генетичний інженер. У тебе завдання:
створити рослину, яка виживе в умовах глобального потепління
врятувати дитину з хворобою
зробити білку, яка світиться в темряві
Пропиши, які гени і від кого ти будеш переставляти, що ти будеш рекомбінувати.
2. 1997 року вийшов на екрани фільм, постер якого наведено нижче. В цій антиутопії розповідається про світ майбутнього, у якому всі генетичні дефекти легко розшифровуються, і за генетичними ознаками людей поділено на два класи: «придатних» (Valid) та «непридатних» (In-valid).
В українському прокаті фільм йшов із назвою “Ґаттака”. Якої помилки / яких помилок припустилися перекладачі? Якою мала б бути назва фільма?
Ділись та обговорюй важливе