Естественно-научная грамотность: задача &quot;Клонирование&quot; (10-11 класс)

Задача на формирование естественно-научной грамотности «Клонирование»

Составитель: О.Г. Орлова, учитель биологии

Общая характеристика задачи

Предмет: биология

Класс: 11

Цель задачи: Задача построена на основе материала, предложенного традиционной программой учащимся 11 класса для изучения особенностей процесса клонирования.

Действия учащихся: Данная задача может быть использована как обучающая для самостоятельного получения знаний по теме «Клонирование животных», или как контрольная задача для проверки знаний по данной теме, что предполагает обобщение и применение ранее полученных знаний учащимися.

Задача ориентирована на преодоление дефицитов, таких как:

• находить точную информацию в тексте;

• переводить один вид текста в другой (от схемы к словесному описанию);

• работать с составными текстами (сопоставлять, сравнивать, делать заключение);

• при решении задачи неоднократно возвращаться к ее условию;

• использовать результаты решения предыдущего задания для поиска решения следующих заданий внутри текста;

• привлекать личный опыт, известные знания для решения поставленной задачи.

Текст задачи.

КЛОНИРОВАНИЕ. Машина для копирования живых существ?

Без сомнения, если можно было бы выбрать животное 1997 года, победила бы Долли! Долли – это шотландская овца, которую вы видите на фото. Но Долли не совсем простая овца. Она является клоном другой овцы. Клон – это копия. Клонирование означает копирование «единственного оригинала». Ученым удалось создать овцу (Долли), идентичную другой овце, которая являлась «оригиналом».

Шотландский ученый Иэн Вильмут создал «машину для клонирования» овец. Для этого он взял генетический материал в виде небольшого образца вымени взрослой овцы (овца 1). Из данного образца ученый выделил ядро, а затем соединил ядро с яйцеклеткой другой овечки (овечка 2).

Но перед этим он удалил из яйцеклетки весь генетический материал, который перенес бы характеристики овцы 2 на ягненка, созданного из данной яйцеклетки. Иэн Вильмут имплантировал яйцеклетку овцы 2 в еще одну овцу (овца 3). Овца 3 забеременела и родила овечку – Долли. Некоторые ученые считают, что через несколько лет появится возможность клонировать людей. Однако во многих странах клонирование людей уже запрещено законом.

Задание 1.

Какая овца является идентичным оригиналом овечки Долли?

A. Овца 1

B. Овца 2

C. Овца 3

D. Отец Долли

Задание 2.

В тексте сказано, что генетическим материалом был небольшой образец вымени взрослой овцы. Исходя из текста, можно понять, что подразумевалось под «небольшим образцом». «Небольшой образец» - это …

A. клетка

B. ген

C. клеточное ядро

D. хромосома

История развития

Сама тема клонирования, как одно из достижений науки, не является новой, ещё в 1943 году было произведено успешное оплодотворение яйцеклетки «в пробирке», а 1973 году профессор Л.Шетлз из Колумбийского университета в Нью-Йорке заявил, что он готов произвести на свет первого «бэби из пробирки», после чего последовали категорические запреты Ватикана и пресвитерианской церкви США. В 1977 году профессор зоологии Дж.Гердон клонировал лягушек. В 1978 году был рождён первый ребёнок «из пробирки». В 1981 году Шетлз получает три клонированных эмбриона человека, но приостанавливает их развитие. В 1997 году человечество было потрясено появлением на свет шотландской овечки Долли, которая, как утверждают её создатели, является точной генетической копией её матери. Публично обсуждалась перспектива проведения работ по клонированию человека.

Самая дорогая овечка.

В 1994 году доктору генетику Вейльмоту и его коллеге Камбелу пришла необычная идея. Они решили соединить клетку вымени одной овцы с яйцеклеткой другой овцы, предварительно удалив из яйцеклетки ДНК. Эта идея в свете существующих на то время данных казалась сумасбродной. Новая жизнь, гласила наука, любого млекопитающего зарождается путем оплодотворения двух и только половых клеток: сперматозоида и яйцеклетки. Оплодотворенная клетка начинает делиться на две идентичные. Эти две клетки, в свою очередь, тоже делятся, образуя четыре, и так далее. Каждая образовавшаяся клетка несет в себе полную информацию обо всех клетках. Вся генетическая информационная база, касающаяся человека, - начиная от внешности до внутренних органов - зашифрована в ДНК каждой клетки. Это рост, глаза, волосы, цвет кожи и многое другое. Но с определенного момента, когда клетка начинает дифференцироваться, т.е. образовывать определенный орган тела, ДНК задает ей соответствующий шифр, и клетка все свою жизнь выполняет свою строго специфическую функцию, или, говоря по-другому, заданную ей программу. Именно здесь и заключалась коренная проблема. После двух лет напряженных исследований Камбел воспроизвел знаменитый возглас Архимеда: ЭВРИКА!!! Он обнаружил, что если клетку поместить в условия, при которых в течении нескольких дней прекратится достаточное поступление необходимых ей питательных веществ, ДНК клетки начинает перепрограммироваться, а ее шифр исчезает! Работа закипела. Ученые извлекли клетку вымени первой овцы, расшифровали ее генетический код. После чего извлекли яйцеклетку второй овцы, удалили из нее ДНК и заменили ее на ДНК клетки первой овцы, активировав ее посредством электрического заряда. Через шесть дней, когда оплодотворенная клетка начала делится, она была помещена в матку третьей овцы. А через 100 дней родилась овечка Доли - точная копия первой овцы, донора клетки. Заявление об успешно проведенном эксперименте клонирования произвел в научных кругах эффект разорвавшейся бомбы. Расходы, связанные с исследованиями, приведшими к рождению первой овечки-клона, составили 750 тыс. долларов. Так Долли стала самой дорогой и известной овечкой в мире.

Предмет спора

В 2001 году ученым из американской компании Advanced Cell Technology (АСТ) удалось клонировать эмбрион человека. Ученые, как и в случае с Долли, удалили ДНК из человеческой яйцеклетки и заменили ее на ДНК из клетки кожи, после чего активировали ее с помощью электрического заряда. В случае бесплодия мужчины. Яйцеклетку женщины можно оплодотворить клеткой самой же женщины. В этом случае родится девочка, генетическая копия матери. Яйцеклетку можно также оплодотворить и клеткой бесплодного мужа. Тогда родится мальчик, генетическая копия мужа; - клонирование позволит создать генетические копии незаурядных личностей, величайших гениев человечества.

Задание 3

В статье сказано, что во многих странах было решено запретить законом клонирование людей. Две возможные причины данного решения представлены ниже. Являются ли данные причины научными? Обведите «Да» или «Нет» напротив каждой причины.

| | |
| --- | --- |
| Причина | Является ли данная причина научной? |
| Клонированные люди могут быть более восприимчивы к определенным болезням, чем обычные люди. | Да / Нет |
| Люди не должны брать на себя роль «Создателя». | Да / Нет |

Задание 4

Объясните, почему овечка Долли стала быстро стареть?

Задание 5

У клонированных организмов может быть потомство? У них будут какие-то особенности из-за того, что они — потомки клона?

Задание 6

Выскажите свое мнение по поводу эксперимента с Долли.

Лист ответов.

ОЦЕНКА ОТВЕТА НА ВОПРОС 1

А. Овца 1.

Ответ принимается полностью: 1

Другие ответы: 0

Ответ отсутствует. 0

ОЦЕНКА ОТВЕТА НА ВОПРОС 2

А. клетка

Ответ принимается полностью 1:

Другие ответы: 0

Ответ отсутствует. 0

ОЦЕНКА ОТВЕТА НА ВОПРОС 3

Два правильных ответа в следующем порядке: Да, Нет.

Ответ принимается полностью 1:

Другие ответы: 0

Ответ отсутствует. 0

ОЦЕНКА ОТВЕТА НА ВОПРОС 4

Балл

Критерий ответа

2

а) Когда Долли был всего год от роду, исследователи обнаружили, что ее теломеры на 20% короче, чем должны быть у овцы ее возраста.

б) Это породило версию о том, что овечка Долли, клонированная из клеток взрослого животного, унаследовала возраст своего донора, поэтому ее ждет преждевременная старость.

1

Один из вариантов ответа. а) или б)

0

Нет правильного ответа

ОЦЕНКА ОТВЕТА НА ВОПРОС 5

Балл

Критерий ответа

2

а) да

б) При соблюдении надлежащих условий клонированные организмы не будут отличаться от организмов, возникших естественным путем, и смогут давать потомство

1

Правильно дан только ответ на вопрос а)

0

Нет правильного ответа

ОЦЕНКА ОТВЕТА НА ВОПРОС 6

Балл

Критерий ответа

2

Ответ дан в примерной интерпретации:

В отношении данного эксперимента современному обществу требуется занять не настороженную и не восторженную, а ответственную позицию. Не может быть никакого сомнения в том, что достигнутый уровень в клонировании позвоночных животных — это выдающийся прорыв современной науки в области, имеющей самое непосредственное отношение к развитию биотехнологий будущего. Вместе с тем нет никаких оснований для ожидания скорых успехов в этой сфере. Процент выхода положительного результата остается чрезвычайно низким, так как клоны не живут долго.

1

Правильно дано объяснение только по какому-то критерию.

0

Нет правильного ответа