Застосування гмо

 

Клонування тварин виявилася складною і ризикованою діяльністю. Клоновані свині, вівці і інші тварини мали довгий перелік захворювань та ускладнень, які зазвичай призводять до передчасної смерті. Опір щодо застосування всіх ГМО, однак, не може бути оснований на цих по одиночних фактах. Застосування одиночного гену, і створення транс генної рослини,для виробництва ліків,є набагато менш ризикованою операцією, ніж клонування свині з людським серцем, для подальшої пересадки серця пацієнту . Також, клонування генів пестицидів у продовольчі культури можуть вважатися більш ризикованими, тому що вони можуть вплинути на місцеву популяцію комах і створити дисбаланс в природі, або негативно вплинути на людей, які споживатимуть цю культуру. Як вихід- обов'язкове маркування продуктів, що містять, або отримані з використанням ГМО, для попередження ризиків від невідомих токсинів або алергенів, які можуть бути введені в процесі виробництва.

Для кожного з наведених вище прикладів ГМО і питань, пов'язаних з ними, є незліченна кількість інших. Кожен з прикладів ГМО є актуальним і корисним для застосування в біотехнологічної промисловості. Кожна ситуація унікальна і представляє нову серію питань, які слід враховувати при обговоренні переваг та недоліків, пов'язаних з цим продуктом.

 

2 Тема:

Одним з найбільш перспективних напрямків традиційної біотехнології є використання мікроорганізмів як один із засобів захисту рослин від шкідників. Розвиток цього напрямку зумовлюється багатьма вадами пестицидів та інших засобів захисту рослин.

У ситуації, що склалась у сільському господарстві, одним з виходів є заміна пестицидів на мікроорганізми (бактерії, актиноміцети, гриби), живі організми (хижаки й паразити шкідників і збуджувачів хвороб) або продукти їхньої життєдіяльності.

Для цієї заміни зроблено чимало. Вже зараз отримані препарати мікроорганізмів, відібрані комахи-хижаки, кліщі та нематоди, паразитичні організми різних рівнів організації. Опрацьовані методи вирощування таких тварин і мікроорганізмів і їх застосування в полі й закритому ґрунті. Препарати для боротьби з фітофагами надходять у продаж з інструкцією щодо використання.

Набагато важчими є справи з біозахистом рослин від хвороб. Незважаючи на численні розробки біопрепаратів для захисту рослин від хвороб, поки що тільки деякі з них рекомендовані для використання. Це, перш за все, антибіотики, які мають деякі переваги порівняно з фунгіцидами: вони, в основному, добре розчиняються у воді, досить стійкі до навколишнього середовища, досить легко проникають у тканини рослини. Ці ознаки дозволяють використовувати їх для пригнічення збудників хвороби. Майже всі антибіотики спроможні пригнічувати широке коло патогенів: гриби, бактерії та мікоплазми. Ведуться пошуки й антивірусних антибіотиків. У деяких країнах дозволено використовувати антибіотики медичного призначення або синтезовані для захисту рослин у чистому вигляді або в суміші з фунгицидамиБіотехнології використовуються ще в деяких галузях людського буття. Так, наприклад, у кондитерській промисловості широко застосовують лимонну кислоту, яку одержують у результаті життєдіяльності спеціально виведених мікроорганізмів. Зараз у світі виробляється близько 400 тис. тонн цього продукту. Такої кількості лимонної кислоти не забезпечили б жодні цитрусові плантації.

Усе ширше стає асортимент ферментів — протеази, нуклеази, амілази, глюкоамілази, каталази, які продукують мікроорганізми; деякі з них, наприклад нуклеази, використовують у генній інженерії. Крім того, мікроорганізми використовують для отримання вакцин. Перспективним є використання мікроорганізмів у гідрометалургії для вилужування металів із бідних руд з метою підвищення їхнього виробництва.

Біотехнологія — це комплекс фундаментальних і прикладних наук, технічних засобів, спрямованих на одержання і використання клітин мікроорганізмів, тварин і рослин, а також продуктів їх життєдіяльності: ферментів, амінокислот, вітамінів, антибіотиків та ін.

Біотехнологія, яка містить промислову мікробіологію, ґрунтується на використанні знань і методів біохімії, мікробіології, генетики і хімічної технології, що дає змогу одержувати користь у технологічних процесах із властивостей мікроорганізмів та клітинних культур. Що стосується більш сучасних біотехнологічних процесів, то вони базуються на методах рекомбінантних ДНК, а також на використанні іммобілізованих ферментів, клітин і клітинних органел.

Розроблення наукових основ створення нових біотехнологій за допомогою методів молекулярної біології, генетичної та клітинної інженерії

Одержання й використання біомаси мікроорганізмів і продуктів мікробіологічного синтезу

Вивчення фізико-хімічних та біохімічних основ біотехнологічних процесів

Використання вірусів для створення нових біотехнологій

Біотехнологія застосовується у багатьох галузях промисловості: це одяг, який ми носимо, сир, вино і пиво, які ми споживаємо, ліки, якими ми лікуємось від вірусних, грибкових, бактеріальних захворювань, та інші предмети щоденного споживання.

Біотехнологія також використовується для захисту рослин від шкідників (хижаків, паразитів, гербофагів, антагоністів), продуктів їхньої життєдіяльності (антибіотиків, феромонів, ювеноїдів, біологічно активних речовин) та ентомопатогенних мікроорганізмів із метою зменшення їх чисельності та шкодочинності й створення сприятливих умов для діяльності корисних видів у агробіоценозах, тобто/

 

Біотехнологія (від грец. bios — життя, techne — мистецтво, майстерність і logos — слово, навчання) — це процес використання живих організмів і біологічних процесів у виробництві. Біотехнологія — це міждисциплінарна галузь, що виникла на стику біологічних, хімічних і технічних наук.

Клонування — це метод розмноження статевороздільних істот (тварин та людей), за допомогою якого у безстатевий спосіб можна отримати новий організм, який буде генетично ідентичним до організму, який мається на меті клонувати. Слово «клонування» походить від грецького слова klwvn , що означає «галузка», «брунь­ка» і спочатку вживалося для окреслення вегетативної репро­дукції рослин. Клонування є відомим явищем у рослинному світі. Перші спроби клонування тварин з'явилися у 30-х роках 20 століття. Велику роль у цьому зіграв технічний прогрес у сфері молеку­лярної біології, генетики і штучного запліднення. Новий етап у клонуванні визначають експерименти шотландських учених, які завершилися народженням вівці Доллі (27 лютого 1997). Це досягнення відкриває шлях до клонування людини.

3 питання

Життєвий цикл — це період між однаковими фазами розвитку двох або більшої кількості послідовних поколінь. У багатоклітинних організмів індивідуальний розвиток завершується природною смертю. Безперервність життєвого циклу організмів забезпечують гамети (статеві клітини), які передають спадкову інформацію організмам дочірнього покоління.

Тривалість життєвого циклу в різних організмів може бути різною. Наприклад, у бактерій або дріжджів проміжок між двома поділами клітини часто не перевищує 30 хвилин, тоді як у багатьох вищих рослин і хребетних тварин він триває багато років. Так, сосна звичайна починає розмножуватися лише на 30–40-му, риба білуга — на 12–18-му роках життя. Тривалі життєві цикли спостерігають і в деяких безхребетних тварин. Наприклад, личинки одного з видів південноамериканських цикад розвиваються протягом 17 років Тривалість життєвого циклу залежить від кількості поколінь, які послідовно змінюють одне одного протягом одного року, або кількості років, протягом яких розвивається одне покоління.

Розрізняють прості та складні життєві цикли. За простого життєвого циклу всі покоління не відрізняються одне від одного. Прості життєві цикли характерні для гідри, молочно-білої планарії, річкового рака, павука-хрестовика, плазунів, птахів, ссавців. Складні життєві цикли супроводжуються закономірним чергуванням різних поколінь або складними перетвореннями організму під час розвитку. Так, у деяких водоростей (бурих, червоних) чергується статеве покоління, переважно гаплоїдне, з нестатевим, переважно диплоїдним. Серед вищих рослин лише в мохоподібних переважає статеве покоління, тим часом як у інших (папоротеподібні, хвощеподібні, плауноподібні, голонасінні, покритонасінні) — нестатеве.

У тварин складні життєві цикли теж не є рідкісними. Так, у життєвому циклі багатьох найпростіших (форамініфери, споровики) і кишковопорожнинних відбувається закономірне чергування поколінь, які розмножуються статевим і нестатевим способами. Наприклад, нестатеве покоління медузи аурелії — поліпи — розмножується брунькуванням, утворюючи нові поліпи. З допомогою поперечного поділу поліпи дають початок особинам статевого покоління — медузам. Чоловічі й жіночі особини медуз розмножуються статевим способом. Із заплідненої яйцеклітини розвивається личинка, що деякий час плаває з допомогою війок, а згодом осідає на дно й перетворюється на поліп.

В інших тварин (наприклад, у плоских червів — сисунів, у деяких членистоногих — попелиць, дафній) у життєвому циклі чергуються покоління, які розмножуються статевим способом і партеногенетично.

Чергування поколінь, які розмножуються статевим способом і партеногенетично, має важливе біологічне значення для тих організмів, які мешкають у мінливих умовах довкілля і не можуть переживати несприятливі періоди в активному стані. Статеве розмноження забезпечує безперервність існування виду, а партеногенез дає змогу повною мірою використовувати сприятливі періоди для швидкого зростання чисельності виду.

Чергування поколінь, які розмножуються різними способами (статевим і нестатевим, статевим і партеногенетично), збільшує мінливість, яка забезпечує здатність виду мешкати в різних умовах довкілля і швидко реагувати на їхні зміни.

У більшості багатоклітинних організмів після народження настає період росту.

- Як ви розумієте, що таке ріст?

Ріст — збільшення розмірів і маси особини за рахунок збільшення кількості клітин або їх розтягування (в однодольних рослин).

 

(більшість ссавців, комах, птахів) (молюски, риби, рослини)

 

При обмеженому типі ріст припиняється після досягнення певного віку. При необмеженому типі росту особина росте впродовж усього життя.

 

 

(ведмеді, листопадні рослини) (головоногі молюски, черви)

 

Переривчастий ріст характеризується чергуванням періодів збільшення та припинення росту.

— Пригадайте, у яких організмів чітко виражений переривчастий ріст?

 

Так, у рослин помірних широт ріст холодної доби зазвичай припиняється, а навесні поновлюється. Період тимчасового фізіологічного спокою в розвитку тварин називається діапаузою. Діапауза характеризується різким зниженням інтенсивності метаболізму клітин. Вона властива комахам, багатьом хребетним. У деяких ссавців північних широт діапауза відбувається взимку (ведмеді, соні, байбаки) і називається гібернацією (сплячкою). Діапауза комах може тривати від декількох годин до декількох років. У багатьох ракоподібних, саранових, деяких ссавців спостерігається явище ембріональної діапаузи, під час якої запліднені яйця або зародки на ранніх етапах розвитку можуть тривалий час перебувати в стані спокою, не гинучи.

Періодичне припинення росту тропічних рослин зумовлене настанням посушливого сезону. На більшості територій земної кулі постійно змінюються сезони року — весна, літо, осінь, зима. Тому ріст багаторічних рослин помірних широт характеризується певною періодичністю — періоди інтенсивного росту чергуються з періодами спокою.

Спокій у рослин — це пристосування до переживання несприятливих умов (зимових холодів, літніх посух), коли процеси життєдіяльності майже припиняються. В стані спокою може перебувати як уся рослина, так і її окремі органи (сплячі бруньки, бульби, кореневища, насіння).

 

— Після того як ви багато чого дізналися про переривчастий ріст, спробуйте дати визначення безперервному типу росту.

 

Безперервний ріст характеризується постійним збільшенням розмірів усього організму (або окремих його частин), доки не досягне певних розмірів або до смерті. Цей тип притаманний більшості однорічних рослин та багатьом тропічним видам.

4 питання

Умови існування живих організмів – це наявність води, світла, повітря, продуктів харчування. Усе живе на планеті завжди пристосовується до різних умов існування. У нашій місцевості умови змінюються зі зміною пір року. Активний розвиток рослин починається навесні й триває протягом усього літа. Саме в цей час рослини отримують достатню кількість тепла, світла й води. Восени їх розвиток поступово припиняється. У дерев опадає листя. Однорічні рослини гинуть. У ґрунті залишається тільки їхнє насіння, яке проросте наступної весни. У багаторічних трав відмирає наземна частина рослин і зберігаються тільки підземні органи – кореневища або цибулини. Восени зменшується, а взимку і зовсім припиняється надходження води та поживних речовин із ґрунту. Дерева покриті листям лише влітку. Їх стовбури й гілки захищені від випаровування води взимку досить товстою корою, а бруньки в більшої частини дерев – щільною смолистою лускою. Вічнозеленими залишаються тільки хвойні дерева.       У рослин сформувалися різні пристосування до умов існування. Наприклад, рослини, які живуть у посушливих місцевостях, під час дощів запасають воду в листі та стеблах (кактуси, алое). В одних рослин листя перетворилося на колючки, листя інших має грубий восковий покрив, що дозволяє їм ощадливо витрачати воду. Деякі рослини (саксаул, верблюжа колючка) дістають воду з великої глибини завдяки дуже довгому корінню. Території поблизу екватора – це найтепліші райони нашої планети, де завжди тепло і часто випадають дощі. Тому рослини тут ростуть швидко й густо. У багатьох тварин восени накопичується шар жиру, а хутро стає густішим, наприклад, у лисиці, вовка, зайця, лося. Деякі тварини впадають у сплячку, і тоді всі процеси життєдіяльності в них уповільнюється. Наприклад, ведмідь, їжаки, ящірки, змії, байбак. Тварини, які живуть у ґрунті, пристосовані до життя в умовах недостатньої кількості світла. Так, кріт має своєрідну будову передніх лап, кисті його сильно розвинені й перетворені в лопати, якими він розгрібає землю. Коротке, але густе бархатисте хутро крота захищає його шкіру від контакту з землею. Очі в крота дуже малі й недорозвинені, але вада зору компенсується добрим нюхом. Вушних раковин немає: вони заважали б кротові просуватися у вузьких підземних ходах. Найхолоднішими місцями планети є Північний і Південний полюси. Небагато тварин змогли пристосуватися до постійного холоду й оселитися там. Так, Південний полюс – це батьківщина пінгвінів, яких захищає від низьких температур щільне пір’я з пухом і жир. Білі ведмеді, кити й тюлені – теж мешканці полюсів. Риби – мешканці водного середовища – добре пристосовані до життя у воді. Так, для дихання розчиненим у воді киснем вони мають спеціальні органи дихання – зябра. Для переміщення у воді на тілі риб існують такі органи руху, як плавці, а тіло зазвичай обтічної форми. Певні птахи здійснюють перельоти на великі відстані в інші, тепліші, краї.

5 питання:

 

Основні події в історії органічного світу

 

Ери та періоди гео­хронологічної шкали	Час, млн. років тому	Основні події
Архейська ера	3900-2500	Поява життя, еволюція прокарі­отичних організмів та екосистем
Протерозойська ера	2500-550	Зміна атмосфери на кисневу завдяки діяльності фотосинтезуючих організмів. Виникнення еукаріотів (1600 млн. років тому), багатоклітинних організмів. Поява основних груп водоростей і найпростіших, предків грибів і тварин
Палеозойська ера. Кембрійський період	550-490	Поява членистоногих, молюс­ків, червив, кишковопорожнин­них, перших хордових. Поши­рення форм, які мають твердий скелет
Ордовікський період	490-443	Поширення зелених і червоних водоростей, голкошкірих, чле­нистоногих, молюсків, кишково­порожнинних
Сілурійський період	443-416	Поява круглоротих і риб, по­ширення губок, вихід на сушу перших судинних рослин
Девонський період	416-360	Виникнення плаунів, хвощів, папоротей і перших голонасін­них рослин. Вихід на суходіл перших земноводних, виникнен­ня павуків, кліщів, комах
Кам’яновугільний період	360-299	Поява рептилій і хвойних голо­насінних рослин, розквіт амфі­бій і вищих спорових рослин
Пермський період	299-251	Наприкінці періоду відбувається найбільше вимирання в історії фанерозою. Зникло 90 % водних видів і 70 % наземних
Мезозойська ера. Тріасовий період	251-199	Поява перших яйцекладних ссавців, динозаврів, літаючих рептилій, крокодилів і предко­вих форм птахів. З’являються двокрилі, прямокрилі й перетин­частокрилі комахи
Юрський період	199-145	Розквіт динозаврів, морських і літаючих рептилій
Крейдяний період	145-65	Поява й поширення покрито­насінних рослин, виникнення змій та основних рядів ссавців. Наприкінці періоду — масове вимирання. Зникло 70 % водних видів і до 50 % наземних
Кайнозойська ера. Палеогеновий період	65-25	Розквіт і поширення ссавців, пта­хів, комах, молюсків, покритона­сінних рослин, поява рукокрилих
Неогеновий період	25-2	Поява людиноподібних мавп і родини Люди
Четвертинний період	2 — наш час	Поява людини

 

Живі організми завжди існували не поодинці. Вони були скла­довими екосистем, і виникнення нових форм часто призводило до значних змін у екосистемах. Перша екологічна катастрофа в історії нашої планети була пов’язана з діяльністю фотосинтетичних орга­нізмів. Спочатку вони утворювали невеликі угруповання, навколо яких середовище було насичене киснем. У цих умовах виживало небагато видів, бо кисень був сильною отрутою для організмів, при­стосованих до життя в анаеробних умовах. Коли ж накопичення кисню в атмосфері досягло певної межі й атмосфера стала окисною, величезна кількість видів вимерла. Повністю змінилися біогеохі­мічні процеси і шляхи кругообігу елементів. Тепер уже анаеробні організми утворювали невеликі угруповання в недосяжних для кисню місцях.

Ще одним прикладом різкої зміни екосистем є пермсько-тріасове вимирання. Протягом пермського періоду голонасінні рос­лини зайняли всі водороздільні місцевості, на яких до того часу не могли рости вищі спорові рослини через дефіцит вологи. Це при­звело до різкого зменшення стоку мінералів і поживних речовин у водні екосистеми внаслідок ерозії. До того ж, у цей час материки утворили єдиний материк Пангею, що значно скоротило довжину берегової лінії. Наслідком цих процесів і стало наймасовіше вими­рання в історії фанерозою.

Аналогічна ситуація спостерігалася і в крейдяному періоді. Поширення покритонасінних рослин і утворення ними дернових покривів на поверхні ґрунту знову суттєво знизило потік мінера­лів і поживних речовин у водні екосистеми. Як наслідок — масове вимирання в першу чергу водних організмів. Наземні екосистеми постраждали значно менше, хоча й там формування екологічної форми дрібних рослиноїдних хребетних призвело до суттєвих на­слідків. Завдяки постійній температурі тіла ссавці змогли еволюці­онувати у дрібних травоїдних. Відповідно, з’явилися і дрібні хижа­ки, які ефективно на них полювали. Але не менш ефективно вони могли полювати й на молодих динозаврів.