pazink_gyvybe_x_kl

Vadovėlio „Pažink gyvybę“ komplektą X klasei sudaro: Vadovėlis Pratybų sąsiuvinis

Laima Molienė • Stasys Molis

Laima Molienė Stasys Molis

Pažink

gyvybę

10

Pažink gyvybę 10

R Evoliucija

N

O

D Genetika

Apsilankyk www.knyguklubas.lt • Rasi naujausių knygų • Sužinosi, ką skaito tavo bendraamžiai • Dalyvausi diskusijose

Ekologija ISBN 978-5-430-05600-1

TURINYS I skyrius POŽYMIŲ PAVELDĖJIMAS

II skyrius BIOTECHNOLOGIJA

1.1. Genai – paveldimosios informacijos saugotojai / 8 1.2. Kaip paveldimi organizmo požymiai / 11 1.3. Kas nulemia būsimojo individo lytį / 14 1.4. Kodėl palikuonys būna panašūs į tėvus, bet nėra jų tiksli kopija? / 17 1.5. Mutacijos ir jų priežastys / 20 Praktinė biologija / 22 Savikontrolės užduotys / 23 Papildomos užduotys / 24 2.1. Biotechnologija ir jos reikšmė / 28 2.2. Genetiškai modifikuoti organizmai / 31 2.3. Biotechnologija talkina medicinai / 33 2.4. Biotechnologija – mūsų draugas ar priešas? / 35 Praktinė biologija / 37 Savikontrolės užduotys / 37 Papildomos užduotys / 38

III skyrius EVOLIUCIJA

3.1. Gyvybės atsiradimas Žemėje / 42 3.2. Pirmoji gyvybė atsirado vandenyje / 45 3.3. Gyvybės raida sausumoje / 47 3.4. Ką byloja fosilijos / 49 3.5. Žmogaus evoliucija / 52 3.6. Gamtinės atrankos reikšmė evoliucijai / 54 3.7. Organizmų prisitaikymas prie aplinkos / 57 3.8. Kaip atsirado rūšys / 60 3.9. Gyvosios gamtos įvairovė ir jos klasifikavimas / 63 3.10. Penkios gyvosios gamtos karalystės / 65 3.11. Organizmų įvairovės išsaugojimo svarba / 66 Praktinė biologija / 68 Savikontrolės užduotys / 68 Papildomos užduotys / 69

IV skyrius EKOLOGIJA

4.1. Gyvybės egzistencijos lygmenys / 72 4.2. Populiacijos ir jų augimas / 75 4.3. Biotiniai populiacijas veikiantys veiksniai / 78 4.4. Bendrijų kaita / 81 4.5. Ekosistema / 83 4.6. Medžiagų ir energijos srautai ekosistemoje / 86 4.7. Vidutinės klimato juostos miškai / 89 4.8. Dykumos ir drėgnieji atogrąžų miškai / 93 4.9. Biosfera. Medžiagų apytaka biosferoje / 97 4.10. Žmonių veiklos poveikis aplinkai / 100 4.11. Oro tarša / 102 4.12. Vandens tarša / 105 4.13. Žmogaus veiklos poveikis dirvožemiui / 108 4.14. Atliekų tvarkymo problemos / 110 4.15. Bioindikatoriai / 112 4.16. Darnus vystymasis / 116 Praktinė biologija / 118 Savikontrolės užduotys / 120 Papildomos užduotys / 121 Terminų žodynėlis / 122 Savikontrolės užduočių atsakymai / 122

Mieli mokiniai!

Dešimtos klasės biologijos vadovėlis „Pažink gyvybę“ – tai šių autorių devintos klasės to paties pavadinimo vadovėlio tęsinys. Jame rasite išsamią ir apibendrintą, Bendrąsias programas atitinkančią medžiagą apie gyvybę. Vadovėlį sudaro 4 skyriai: 1. Požymių paveldėjimas.

2. Biotechnologija.

3. Evoliucija.

4. Ekologija.

Siekėme, kad vadovėlio struktūra jums padėtų tobulinti savarankiško mokymosi ir kitus bendruosius įgūdžius. Tam kiekvieno skyriaus pradžioje nurodyti siektini tikslai: „Išnagrinėję temą gebėsite...“ Svarbiausios sąvokos, kurias reikia žinoti, suprasti ir paaiškinti, pateikiamos geltoname fone. Po kiekvienos temos rasite pagrindinių minčių santrauką ir pasitikrinti skiriamų klausimų bei užduočių. Papildomų užduočių, įsivertinimo testą ir žinotinas sąvokas pateikiame skyriaus pabaigoje – „Savikontrolės užduotys“ ir „Papildomos užduotys“.

Pasiūlymų ir paaiškinimų, ką ir kaip stebėti gamtoje, kokius bandymus atlikti, kokių modelių galite pagaminti, mokydamiesi skyriaus temas, rasite „Praktinėje biologijoje“.

Kai kuriuos darbus gali skirti mokytojas, kitus atlikite savarankiškai, savo iniciatyva.

Be pagrindinės medžiagos, pateikiama papildomų temų (pilkame fone). Tai neprivaloma medžiaga, skiriama labiau biologija besidomintiems mokiniams.

Tikimės, kad šis vadovėlis jums padės mokytis dešimtos (antros) klasės biologijos kursą.

Sėkmės gyvybės pažinimo kelyje Jums linki autoriai

Vakcina

D Gen킬 terapija

Klonavimas

Fermentacija

O

Biotechnologija

2

S K Y R I U S

R

N

2

IŠNAGRINĖJĘ TEMĄ GEBĖSITE:

SKYRIUS

2.1 Biotechnologija ir jos reikšmė

1 apibūdinti biotechnologiją; 2 nurodyti jos kryptis; 3 paaiškinti, kodėl ir kam naudojami mikroorganizmai; 4 paaiškinti, kaip kuriami modifikuoti organizmai; 5 diskutuoti apie genetiškai modifikuotų maisto produktų gerąsias savybes ir galimą žalą; 6 pateikti pavyzdžių apie biotechnologijos metodų taikymą medicinoje.

Biotechnologija Biotechnològija vadinama biologiniais procesais pagrįsta žmogui reikalingų medžiagų gamyba. Biotechnologiją galima apibrėžti ir kaip technologijas, naudojančias gyvuosius organizmus arba jų produktus žmogaus reikmėms. Biotechnologijos tyrimų sritys – biologiškai aktyvių medžiagų sintezė, genų inžinerija, ląstelių bei audinių auginimas mitybinėje terpėje ir kitos.

Jau kelis tūkstančius metų žmonės naudoja įvairius mikroorganizmus duonos, pieno produktų, vyno, alaus gamybai. Biotechnologai juos irgi plačiai pasitelkia įvairioms savo veiklos sritims.

Mikroorganizmų naudojimas biotechnologijos procesams Naudojimo sritis

Pavyzdžiai

Vaistų gamyba

Antibiotikai Žmogaus insulino gamyba modifikuotose žarnyno lazdelių (žarnyno bakterijų) ląstelėse

Maisto fermentacija

Sūris, jogurtas, actas, vynas, alus, duona

Augalų apsauga ir jų stiprinimas

Gaunami augalai, atsparūs ligoms, kenkėjams ir pesticidams, taip pat šalnoms Simbiozinė azoto fiksacija

Biologinis valymas

Teršalų, tokių kaip naftos produktai, valymas iš aplinkos

Taip yra todėl, kad mikroorganizmai labai sparčiai dauginasi, juos galima auginti specialiuose rezervuaruose, kur įmanoma suteikti visas gyvybinei veiklai būtinas sąlygas. Šie mikroskopiniai darbštūs žmogaus pagalbininkai žaliavą greitai perdirba į reikiamą produkciją, skaido atliekas, su jais lengviau atlikti genetinius tyrimus. Mikroorganizmai auginami talpiuose plieniniuose, hermetiškuose induose – fermeñteriuose, kuriuose automatiškai palaikomos tam tinkamiausios sąlygos (2.1 pav.). Fermenteriai pripildomi skystų maisto medžiagų ir į juos

28

II SKYRIUS

Variklis Mitybinė terpė Sterilizuojantys garai

Liestukai tikrina terpės pH, deguonies kiekį ir kt.

Plokščios turbinos mentės maišo terpę Apvalkalas padeda palaikyti temperatūrą Sterilus oras

2.1 pav. Fermenteris

įdedama nedideli kiekiai mikroorganizmų. Mitybinė terpė nuolat maišoma, į fermenterį tiekiamas filtruotas, deguonies prisotintas oras, palaikoma reikiama temperatūra, terpės pH, todėl mikroorganizmai labai greitai dauginasi. Fermentacijai pasibaigus, produkcija išimama, fermenteris išplaunamas ir sterilizuojamas.

Fermentãcija – tai procesas, per kurį organines medžiagas skaido mikroorganizmų išskirti fermentai. Į smulkesnes molekules suskaidytas medžiagas jiems yra lengviau pasisavinti. Žmogus išmoko surinkti šiuos fermentus ir jų gaminamus produktus. Mikroorganizmų pagaminti fermentai plačiai naudojami pramonėje įvairiems vertingiems produktams gaminti bei atliekoms perdirbti. Vienas iš svarbiausių biotechnologijos laimėjimų – galimybė dideliais kiekiais gaminti baltymus, kuriuos gauti kitu būdu būtų labai sunku. Biotechnologijos metodais gaunami vertingi pašariniai baltymai. Naftos pramonės atliekose auginamos bakterijos ir mielės pagamina daug baltymų, naudojamų pašarų priedams. Juose yra nepakeičiamos aminorūgšties lizino, kurio augaliniuose pašaruose dažniausiai trūksta ir dėl to gyvuliai lėčiau auga. Gaunami taip pat ir maistiniai baltymai, iš kurių galima pagaminti mėsą, juoduosius ikrus ir kitus produktus. Maisto pramonėje biotechnologai dažniausiai naudoja įvairių bakterijų ir grybų (pavyzdžiui, mieliagrybių) ląsteles. Bakterijos padeda gaminti jogurtus, sūrius, varškę, grietinę. Mieliagrybiai – alų, vyną, duonos raugą.

29

Biodujos gali būti saugomos ir naudojamos apšvietimui ar šildytuvų darbui

Maišymo duobė Dujų gaubtuvas Biodujos

30

Tiekimo vamzdis

SVARBU Biotechnologija – žmogui reikalingų medžiagų gamyba, kuriai naudojami gyvieji organizmai, dažniausiai mikroorganizmai. Jie auginami tam tikruose talpiuose hermetiškuose induose – fermenteriuose, kuriuose yra palaikomos visos mikroorganizmams augti ir jų gyvybinei veiklai būtinos sąlygos. Fermenteriuose vyksta fermentacija – procesas, per kurį organines medžiagas skaido mikroorganizmų išskirti fermentai.

Biotechnologijos metodais iš organinių atliekų gaunamos biodujos, trą­ šos, gaminami vertingi baltymai, pašarų priedai, įvairūs maisto produktai, antibiotikai.

II SKYRIUS

Skystųjų atliekų, naudojamų kaip trąšos, talpykla Fermentacijos šulinys

2.2 pav. Bioreaktorius

Pasitelkiant mikroorganizmus, netgi iš atliekų galima gauti naudos. Pavyzdžiui, iš gyvūninės ir augalinės kilmės atliekų fermenteriuose bioreãktoriuose (2.2 pav.) gaminamos biodujos, kurios naudojamos šildymui, apšvietimui, maistui gaminti, taip pat ir kaip automobilių kuras. Be to, medžiagų likučiai, surinkti ištuštinus bioreaktorių, yra puikios trąšos.

Biotechnologijos reikšmė didžiulė, nes ji padeda žmogui spręsti medicinos, žemės ūkio, maisto produktų, atliekų naudojimo ir kitas svarbias šio amžiaus problemas.

KLAUSIMAI IR UŽDUOTYS 1 2

3 4 5

Apibūdinkite, kas yra biotechnologija.

Nurodykite, kuriose gamybos srityse žmogus nuo seniausių laikų naudoja mikroorganizmus.

Nurodykite naujausias mikroorganizmų naudojimo sritis.

Kodėl fermenterius galima laikyti ,,jaukiais namais“ mikroorganizmams?

Pateikite biotechnologijos produktų pavyzdžių.

2.2 Genetiškai modifikuoti organizmai

Plėtojantis genetikos mokslui genų inžinerija sukūrė svetimų genų turinčius –

genètiškai modifikúotus organizmùs (transgeninius organizmus), kurie gali laisvai

gyventi aplinkoje. Nauji metodai leidžia genus paimti iš vieno organizmo ir perkelti į kitą – taip gaunama reikalinga medžiaga ar sustiprinamas tam tikras požymis (pavyzdžiui, atsparumas sausrai, kenkėjams). Iš genetiškai modifikuotų organizmų pirmiausia buvo gauti hormonai. Cukriniam diabetui (cukraligei) gydyti naudojamas žmogaus insulinas, kuris gaunamas perkėlus insulino gamybą reguliuojantį žmogaus geną į bakterijas. Insuliną jos išskiria į terpę, kurioje yra auginamos (2.3 pav.).

Žmogaus ląstelė

Bakterija

Gyvuliai Žiedinė bakterijos chromosoma

Žmogaus chromosoma „Iškerpamas“ insuliną koduojantis genas

Daržovės

Žmogaus genas sujungiamas su bakterijos chromosoma

„Perkerpama“ bakterijos chromosoma

Techniniai augalai Mieliagrybiai

Vaismedžiai

Bakterijos

Į bakteriją įkeliama pakeista chromosoma Javai Bakterijų dauginimasis

Insulinas

2.3 pav. Insuliną gaminančių bakterijų sukūrimas

Gėlės

2.4 pav. Genetiškai modifikuotų organizmų grupės ir pavyzdžiai

Nors daugumą vertingų produktų mums pagamina genetiškai modifikuoti (svetimų genų turintys) mikroorganizmai, mokslininkai dabar daug dirba ir su genetiškai modifikuotais augalais bei gyvūnais, kad jie tenkintų įvairias žmogaus reikmes (2.4 pav.).

Vartodami mikroorganizmų pagamintus produktus, rizikuojame gauti „svetimų“ medžiagų, o gyvūnus ir augalus žmogus maistui naudoja jau nuo seno. Modi­ fikuotų organizmų gali „išsprūsti“ į aplinką ir čia su­kelti pavojingas ligas, o augalų ir gyvūnų keliamas pavojus nėra didelis ir jau ištirtas. Šiuo metu išvesta tokių genetiškai modifikuotų au­ ga­lų, kurių vaisiai atsparūs puvimui, turi gerą prekinę išvaizdą (pavyzdžiui, kieti, neištęžtantys pomidorai, po užšaldymo neištęžtančios braškės), kiti yra atspa-

31

rūs kenkėjams – sojos, medvilnė (2.5 pav.) arba trypimui, herbicidams (cheminės medžiagos piktžolėms naikinti) – kai kurios žolės. Bandoma sukurti genetiškai modifikuotas bulves, kurios būtų atsparios kolorado vabalams, šak­niagumbinių kultūrų, atsparių nematodams (apva­liosios kirmėlės). Šie augalai išskiria tokių baltymų, nuo kurių norimos rūšies kenkėjai žūva. Į sojas ir cukrinius runkelius jau perkeltas genas, suteikiantis atsparumą herbicidui rondapui, kuriuo išpurškus žus visos piktžolės, o modifikuota kultūra – ne. Labiausiai modifikuoti augalai yra sojos, kukurūzai, rapsai ir medvilnė. Iš tokių augalų pagaminti maisto produktai vadinami genètiškai modifikúotais prodùktais (GMP). Šiuo metu apie 80 % maisto produktų turi vienaip ar kitaip genetiškai modifikuotų organizmų pagamintų medžiagų. Pavyzdžiui, į šokoladą dedama sojų lecitino, į jogurtus – kuku­rūzų krakmolo.

Gyvūnai taip pat modifikuojami. Tai daroma genų inžinerijos būdu. Įkelti genų į kiek­vieną suaugusio gyvūno ląstelę sudėtinga, todėl jų įterpiama ankstyvosios stadijos embrionui. Subrendę patelės kiaušinėliai apvaisinami mėgintuvėlyje ir į juos įšvirkščiama šimtai naujo geno kopijų. Išlikę gyvi apvaisinti kiaušinėliai įterpiami į specialiai paruoštos būsimos motinos kiaušintakį. Kai kurie tokios motinos palikuonys jau turės naują geną ir galės jį perduoti savo jaunikliams.

Dauguma genetiškai modifikuotų galvijų pagamintą reikiamą produktą (pavyzdžiui, gydomuosius baltymus) išskiria į pieną, ir jį žmonės gali iš karto naudoti.

Genų inžinerijos būdu buvo sukurtos didesnės genetiškai modifikuotos karvės, kiaulės, žuvys, avys, triušiai.

32

SVARBU Genų inžinerija įgalina kurti svetimų genų turinčius organizmus.

Jie vadinami genetiškai modifikuotais (transgeniniais) organizmais.

Tai gali būti mikroorganizmai, augalai ir gyvūnai. Iš tokių genetiškai modifikuotų organizmų pagaminti arba jų išskirtų medžiagų turintys produktai yra vadinami genetiškai modifikuotais produktais.

II SKYRIUS

a

b

2.5 pav. Medvilnės sėklų dėžutės: a – genetiškai modifikuoto augalo, įgijusio atsparumą kenkėjams, b – nemodifikuoto, kenkėjų pažeidžiamo augalo

KLAUSIMAI IR UŽDUOTYS 1 2 3 4 5

Apibūdinkite genetiškai modifikuotus organizmus.

Paaiškinkite, kaip jie yra sukuriami.

Nurodykite genetiškai modifikuotų organizmų pavyzdžių.

Pasiūlykite būdų, kaip sukurti kopūstiniam baltukui atsparius kopūstus.

Kokius produktus vadiname genetiškai modifikuotais?

2.3 Biotechnologija talkina medicinai

Biotechnologijos metodai taikomi ir sprendžiant žmogaus sveikatos problemas.

Vaistų gamyba. Ligoms gydyti naudojamos įvairios medžiagos: hormonai, an­ ti­biotikai, vitaminai.

Jau žinote, kad, kai organizme trūksta hormono insulino, susergama cukriniu diabetu. Jam gydyti reikalingas insulinas anksčiau buvo gaunamas iš galvijų ir kiaulių kasos. Toks vaistas buvo brangus, be to, jį vartojantiems žmonėms kartais sukeldavo alergines reakcijas. Dabar modifikuotų mikroorganizmų paga­ mintas insulinas pigesnis ir nesukelia alergijos.

Gaminant antibiotiką peniciliną, fermenteryje yra auginamas tam tikras pelė­ sinis grybas – pelėjūnas (2.6 pav.). Jam augti čia yra sudaromos tinkamos sąly­ gos: duodama maisto medžiagų (cukraus arba krakmolo), palaikoma pastovi temperatūra – apie 30 °C ir pastovus terpės pH – apie 6,5. Maždaug po 6 dienų fermenteryje jau susidaro penicilinas.

2.6 pav. Mitybinėje terpėje išaugęs pelėjūnas

Svarbūs vaistai, gaunami iš modifikuotų mikroorganizmų Vaistai

Poveikis

Paskirtis

Insulinas

Skatina gliukozės pasisavinimą

Diabetui kontroliuoti

Audinių plazminogeno aktyviklis (TPA)

Ištirpdo krešulius

Infarktui gydyti

Augimo hormonas

Skatina augimą

Nuo hipofizės nepakankamumo

Interferonas

Stiprina imunitetą

Vėžiui gydyti

VIII faktorius

Krešėjimo faktorius

Hemofilijai gydyti

Renino inhibitorius

Mažina kraujo spaudimą

Hipertonijai gydyti

Eritropoetinas

Stimuliuoja eritrocitų gamybą

Mažakraujystei gydyti

Vakcinų gamyba. Vakcnos – tai medžiagos, sukuriančios organizmo imunitetą (atsparumą infekcijų sukėlėjams). Anksčiau jos buvo gaminamos iš susilpnintų bakterijų arba jų medžiagų ir kartais sukeldavo ligas, nuo kurių turėdavo apsaugoti. Vakcinos, gaminamos biotechnologijos metodais, ligų nesukelia. Kuriamos ir išbandomos galimos vakcinos nuo maliarijos, AIDS, hepatito, naujų gripo sukėlėjų.

33

Pastaruoju metu šalims, kurios neturi lėšų apmokėti už vakcinas, kuriami jas atstojantys augalai. Tokie augalai (pavyzdžiui, bananai) suteiks juos valgantiems žmonėms atsparumo įvairioms ligoms.

Biotechnologijos būdu pagaminta vakcinų ir gyvuliams.

Gènų terãpija. Tai gydymas keičiant ydingus paciento genus sveikais. Mišriojo imuniteto deficito sindromas buvo pirmoji paveldimoji liga, gydyta genų terapijos metodu. Jos priežastis yra tam tikro fermento, reikalingo limfocitams (leukocitų rūšis) bręsti, trūkumas organizme. Kai šį fermentą koduojantis genas turi ydų, nevyksta jo sintezė ir žmogui gresia gyvybei pavojingos infekcijos. 1990 m. rugsėjo 14 d. buvo atlikta pirmoji genų terapija mergaitei, turinčiai šį sindromą.

Prieš klinikinį gydymą buvo išskirtas normalus fermento genas ir įkeltas į virusą, kuris gali infekuoti limfocitus. Tolesnio gydymo eiga pateikiama 2.7 paveiksle.

Iš paciento paimama limfocitų su neveikliu fermento genu

Ląstelės auginamos laboratorijoje

Limfocitai Ląstelės užkrečiamos virusu, turinčiu normalų fermento geną

Limfocitai su normaliu genu įšvirkščiami į paciento organizmą

34

SVARBU Taikant biotechnologijos metodus gaminami hormonai (pavyzdžiui, insulinas), antibiotikai (penicilinas), vakcinos (hepatito), vitaminai ir kitos plačiai medicinoje vartojamos medžiagos.

Genų terapija – gydymo metodas, kai ydų turin­ tys genai pakeičiami sveikais.

II SKYRIUS

2.7 pav. Genų terapijos taikymas gydant mišriojo imuniteto deficito sindromą

KLAUSIMAI IR UŽDUOTYS 1 2 3 4 5

Palyginkite ankstesnę ir šiuolaikinę insulino gamybą.

Papasakokite, kaip gaminamas penicilinas.

Kokioms ligoms gydyti naudojami modifikuotų mikroorganizmų produktai?

Kuo vakcinos, gaminamos biotechnologijos būdu, geresnės už ankstesnes?

Apibūdinkite genų terapiją.

2.4 Biotechnologija – mūsų draugas ar priešas?

Biotechnologija sparčiai žengia į priekį, pateikdama vis naujų atradimų, sukurdama genetiškai modifikuotų organizmų, kurie jau plačiai taikomi žmogaus gyvenime.

Tačiau būgštaujama, kad šie organizmai ir iš jų gaminami produktai gali sukelti pavojų tiek žmonių sveikatai, tiek aplinkai.

Gali atsitikti taip, kad augindami herbicidams atsparias kultūras ūkininkai ims daugiau naudoti šių cheminių medžiagų piktžolėms naikinti ir taip labiau užterš dirvą bei vandenį. Be to, ir pati kultūra gali taip išplisti, kad užkariaus didelius dirvos plotus kaip kenksminga piktžolė. Kyla grėsmė, kad tokie genetiškai modifikuoti augalai atsparumo herbicidams geną perduos laukiniams tos rūšies augalams, kurie ilgainiui irgi taps visiškai jiems atsparūs (pavyzdžiui, tokį geną turintis rapsas gali kryžmintis su kitais giminingais šios šeimos augalais). Dėl to labai sumažės kultūrinių augalų derlius. Apsaugoti modifikuotas kultūras sunku, nes vabzdžiai apdulkintojai (pavyzdžiui, bitės, kamanės) lengvai perneša žiedadulkes ir ant laukinių augalų. Ekologai bijo, kad, be to, ilgainiui tokie genetiškai modifikuoti augalai gali paplisti visur, išstumdami natūralius, ir tapti nebekontroliuojami. Dėl to iš pagrindų pasikeis gamtinės ekosistemos ir mitybiniai ryšiai jose. Tokį pat nerimą kelia ir kiti genetiškai modifikuoti organizmai – gyvūnai ir mikroorganizmai. Ypač bijomasi, kad į aplinką nepatektų pastarųjų, nes genetiškai modifikuoti mikroorganizmai gali pakeisti natūraliose ekosistemose gyvenančias bakterijas, ir tada jų poveikis būtų pražūtingas.

Dažnai su norimu genu, tikrinant, ar tikrai jis įvestas į organizmą, perkeliamas ir kitas genas – žymuo. Tai gali būti atsparumo antibiotikams genas. Bijomasi, kad mūsų organizme jis nepatektų į patogenines (ligas sukeliančias) bakterijas, nes tada jos taps atsparios antibiotikų poveikiui, o to padariniai jau būtų katastrofiški.

Daugelis žmonių vengia naudoti maistą, kuriame yra genetiškai modifikuotų produktų. Pastebėta, kad toks maistas gali sukelti įvairias alergines ligas. Pavyzdžiui, alergijų sojoms ir iš jų pagamintiems produktams skaičius per kelerius pastaruosius metus padidėjo 50 %. Ypač padaugėjo alerginėmis ligomis sergančių kūdikių, kurie maitinami dirbtiniais mišiniais, nes į juos dedama sojų produktų.

2.8 pav. Klonuota avelė Doli

35

36

SVARBU Biotechnologija padeda žmogui pasigaminti daug vertingų produktų, perdirbti atliekas, sukurti naujų produktyvių veislių, genetiškai modifikuotų organizmų bei produktų. Tačiau ji gali kelti pavojų tiek aplinkai, tiek žmogui. Patekę į aplinką genetiškai modifikuoti organizmai gali sutrikdyti ekosistemų mitybos tinklus, pakeisti jų pačių būklę. Genetiškai modifikuoti produktai gali sukelti ir žmonių sveikatos sutrikimų.

Klonavimas – dauginimo metodas, kai organizmas išauginamas iš neapvaisinto kiaušinėlio, kurio yra pakeistas branduolys.

II SKYRIUS

Pastaruoju metu daug kalbama apie klonavimo reikšmę žmonijai. Klonãvimas – tai viso diploidinio ląstelės branduolio (o ne atskirų genų) persodinimas į kiaušinėlį, kurio branduolys suardomas. Mokslininkai pabrėžia, kad klonas niekada nebus tiksli individo kopija. Identiškas bus tik jo branduolys, o ne visa ląstelė, nes branduolys įterpiamas į visiškai kito organizmo ląstelę – kiaušinėlį. Pirmoji pasaulyje klonuota avis Doli (Dolly) pasaulį išvydo 1996-ųjų liepos 5 dieną.

Ji buvo išauginta iš suaugusios avies ląstelės (2.8 pav.). Doli išgyveno 6 metus ir dėl plaučių infekcijos buvo užmigdyta. Tačiau tokia liga paprastai būdinga senesnėms avims. Kaip tai paaiškinti? Perkeliant ląstelės branduolį kartu perkeliamas ir „genetinis gyvenimo laikrodis“ (genetinė informacija, reguliuojanti brendimą, senėjimą ir kitus panašius procesus). Todėl iš senesnio organizmo ląstelės branduolio klonuotas individas greičiau bręs ir sens. Štai kodėl, kai avis Doli buvo 3 metų, jos chromosomos atrodė kaip 9 metų gyvulio.

Nors apsigimimų klonuojant žinduolius procentas labai didelis, taip pat kaip ir klonų mirtingumas, gyvūnai klonuojami ir toliau. Dabar jau yra klonuotų karvių, ožkų, avių, kiaulių ir pelių.

KLAUSIMAI IR UŽDUOTYS 1 2 3 4 5

Papasakokite, kuo žmonėms svarbi biotechnologija.

Nurodykite, kokia grėsmė aplinkai kyla dėl kultūrinių augalų atsparumo herbicidams.

Paaiškinkite, kodėl genetiškai modifikuotos sojos gali sukelti alergiją.

Apibūdinkite, kas yra klonavimas.

Kokius žinote klonuotus organizmus?

PRAKTINĖ BIOLOGIJA 1. Biotechnologijos pasiekimai

2. GMO naudojimo maisto produktams tyrimas

Pasirinkite vieną iš nurodytų temų ir parenkite pranešimą arba medžiagą stendui.

1. Genetiškai modifikuoti augalai ir jų reikšmė.

2. Genetiškai modifikuoti gyvūnai ir jų reikšmė.

3. Genų terapijos taikymas medicinoje.

4. Kaip kuriami modifikuoti organizmai.

5. Organizmų klonavimas.

6. Kaip gaminamas fermentinis sūris ir jogurtai.

7. Biologinis teršalų valymas.

Surinkite maisto pakuočių su aprašais ir suraskite įrašų, ar jį gaminant naudota GMO produktų. Duomenis apibendrinkite ir suformuluokite tyrimo išvadą.

SAVIKONTROLĖS UŽDUOTYS prisiminkite ir apibūdinkite šias sąvokas.

Biotechnologija

Fermenteris

Genų terapija

Bioreaktorius

Genetiškai modifikuoti organizmai

Klonavimas

Fermentacija

Genetiškai modifikuoti produktai

Vakcina

PASITIKRINKITE ŽINIAS. 1. Biotechnologija – tai organizmų: A skirstymas į grupes; B jų produktų naudojimas; C paplitimo tyrimas; D tarpusavio ryšių tyrimas.

2. Prie biotechnologijos procesų nepriskiriama: A organizmo audinių auginimas; B organizmų giminystės ryšiai; C genų inžinerija; D baltymų, pavyzdžiui, hormonų, sintezė.

37

3. Mieliagrybiai naudojami: A duonos gamyboje; B rauginant daržoves; C insulino gamyboje; D rauginant pieną.

7. Genetiškai modifikuoti augalai negali: A per trumpą laiką virsti nauja rūšimi; B kryžmintis su giminingais augalais; C nekontroliuojamai plisti; D mutuoti.

4. Peniciliną gamina: A mieliagrybiai; B žarnyno lazdelės; C sojos; D pelėjūnas.

8. Genų terapija – tai gydymo metodas, kai genai yra: A pašalinami; B kopijuojami; C pakeičiami; D tiriami.

5. Genetiškai modifikuoti yra organizmai, turintys šių genų: A mutavusių; B recesyviųjų; C dominuojančiųjų; D svetimų.

6. Užpildytuose maistu ir mikroorganizmais fermenteriuose dar sudaromos tokios sąlygos: A pučiamas oras, šaldoma; B palaikoma šiluma, pučiamas CO2; C palaikomas reikiamas pH, kaitinama; D palaikoma šiluma, pH, pučiamas oras.

9. Genetiniais metodais pagamintos

vakcinos: A yra blogesnės už pagamintas

kitais būdais; B nesukelia ligų; C ne visada sudaro imunitetą; D neretai sukelia ligas.

10. Gyvūnų klonams nebūdinga: A daug jų žūva; B yra identiški tėviniam organizmui; C nėra identiški tėviniam organizmui; D yra identiški tik ląstelių branduoliai.

PAPILDOMOS UŽDUOTYS 1. Kaip vertinate GMO reikšmę mūsų gyvenime: a) teigiamai; b) daugiau teigiamai; c) daugiau neigiamai; d) neigiamai?

Nurodykite savo pasirinkimo motyvus.

2. Surenkite diskusiją apie genetiškai

modifikuotų produktų gerąsias

ypatybes ir jų keliamus pavojus.

3. Kuo naudingi genetiniai metodai medicinoje?

4. Paaiškinkite, kodėl fermenteris po fermentacijos ne tik išplaunamas, bet ir dezinfekuojamas.

5. Išnagrinėkite „Biotechnologijos medį“,

kuriame vaizduojamas jos taikymas

įvairiose žmogaus veiklos srityse.

38

II SKYRIUS

ė

os

ij

mon

ės

iologij

ė

an

in

ės

g

Nutekamųjų vandenų valymas. auga Organinių atliekų aps utilizavimas. os k l in Naftos utilizavimas Ap

mo

nė

Matem Elek

gija ė enzimo lo

og

ac

rat

ai

ija

log ija

ol

tiz

pa

a

zim

ir a

ika

no

mij

En

ma

tron

atika

ch

Che

Inžinerin

ija

to

ai

te

m

ces

inė

o

e ch

Au

em

Bi

rija

ija

ne nži

Pro

Ch

Ge

on

Tirpikliai.

Etileno oksidas. i a t k u d pro Propileno ijos em oksidas h c

a

tika Gene i nų

am

o

Antibiotikai.

Aminorūgštys.

Vaistai nuo vėžio.

Antibiotiniai vaistai nė

Or

pr

Fa r

is

i s to

Lengv oji p ra

Mikrob

m

ūk

Ma

am pr

ac

pra

icin

ioji

Energetika

nk Že m

Sūriai. Fruktozės sirupas.

Alus. Citrinų rūgštis.

Aminorūgštys. Vitaminai.

Maisto priedai. Etanolis.

Riebalai Skalbikliai.

Kailių apdirbimas.

Odos apdirbimas.

Tekstilė

Su

Biologiškai veiklios trąšos.

Pesticidams atsparūs augalai. Antibiotikai.

Vakcinos. Pašarų priedai

Fermentai.

Vakcinos.

Genų terapija.

Interferonas.

Hormonai.

Nauji vaistai

M ed

Polimetalai.

Metalai.

Nafta

a

Etanolis.

Dyzelinas.

Biodujos.

Nafta

39

Vadovėlio „Pažink gyvybę“ komplektą X klasei sudaro: Vadovėlis Pratybų sąsiuvinis

Laima Molienė • Stasys Molis

Laima Molienė Stasys Molis

Pažink

gyvybę

10

Pažink gyvybę 10

R Evoliucija

N

O

D Genetika

Apsilankyk www.knyguklubas.lt • Rasi naujausių knygų • Sužinosi, ką skaito tavo bendraamžiai • Dalyvausi diskusijose

Ekologija ISBN 978-5-430-05600-1