Еколого-біологічний проект "Трансгенні рослини: "за" і "проти" + презентація

КРИВОРІЗЬКИЙ НАВЧАЛЬНО-ВИРОБНИЧИЙ ЦЕНТР

ЕКОЛОГО-БІОЛОГІЧНИЙ ПРОЕКТ:

ТРАНСГЕННІ РОСЛИНИ –

«ЗА» ТА «ПРОТИ».

Підготовив викладач біології та екології

ЗАБЛОЦЬКИЙ Р.Р.

м. Кривий Ріг.

Обгрунтування проблеми: використання генетично модифікованих (трансгенних) рослин в харчовій промисловості.

Актуальність проблеми: залучення уваги громадськості до проблем впровадження трансгенних рослин в харчову промисловість.

Мета проекту: виявити позитивні і негативні сторони використання трансгенних рослин в науці та різних галузях промисловості.

  Завдання проекту:

1. проаналізувати і систематизувати наявний в літературі матеріал по використанню трансгенних рослин;

2. вивчити продукти, що користуються попитом покупців, на предмет вмісту в них генномодифікованих компонентів;

3. подати пропозиції щодо практичного використання матеріалів дослідження.

Тип проекту: інформаційно-дослідницький.
Форма проекту: індивідуальний.
Предметно-змістовна область: міжпредметний.
Область дослідження: біологія, екологія, географія, сільське господарство, харчова промисловість.
Творча назва проекту: «Чи безпечні генномодифіковані продукти для здоров’я людини?»

Зміст

I. Вступ

II. Трансгенні або генномодифіковані рослини

1. З історії трансгенних рослин

2. Трансгенні рослини: аргументи ЗА

3. Трансгенні рослини: аргументи ПРОТИ

4. Карта трансгенного світу

5. Зміст трансгенних компонентів у різних продуктах харчування

III. Висновок

IV. Список використаної літератури

V. Додаток – електронна презентація.
 

I. ВСТУП

Чому було обрано цю тему? Інформація про генетично модифіковані продукти з’явилась досить недавно, проте мене, та мабуть мене і всіх інших шокувала інформація, що кожен другий хоч раз та вживав їх у їжу, причому, навіть не підозрюючи про це. І я вирішив з'ясувати, в яких продуктах харчування містяться добавки або компоненти, отримані за допомогою генної інженерії. І ще мені захотілося відповісти на питання, яке у мене відразу ж виникло: «Чи безпечні для нас такі продукти харчування?»

Якщо ХХ століття можна було з повним правом назвати століттям фізики та інформатики, то від ХXI-го чекають досягнень в галузі біології взагалі і генної інженерії зокрема. Фундаментальна біологія збагатилася за останні роки безліччю нових прогресивних технологій. Йде справжня біотехнологічна, генноінженерних революція, в основі якої лежать методи трансгенезу, тобто перенесення в геном організму чужих генів.

Можливості сучасної біотехнології, на відміну від традиційних методів генетики та селекції, дозволяють комбінувати гени різних біологічних видів і отримувати трансгенні рослини. Трансгенна біотехнологія - одна з найбільш передових і стрімко розвиваються галузей сучасної біоіндустрії і, особливо, сучасного сільського господарства. Люди, в основному далекі від науки, відносяться до трансгенезу з великою підозрою. А трансгенні рослини багато хто сприймає буквально в багнети, влаштовуючи гучні показові демонстрації, протестуючи проти самої ідеї та отриманих результатів. Чи є якісь підстави для такого ставлення до нових технологій генної інженерії - цьому присвячено наше дослідження.

II. Трансгенні або генномодифіковані рослини.

1. З історії трансгенних рослин.

Генетично модифіковані організми створюються методами генної інженерії - науки, яка дозволяє вводити в геном рослини, тварини або мікроорганізму фрагмент ДНК з будь-якого іншого організму з метою надання йому певних властивостей.

Все почалося в 1972 році, коли Пол Берг вперше об'єднав у пробірці в єдине ціле два гени, виділених з різних організмів. І отримав «молекулярний» гібрид ДНК, який сам по собі в природі утворюватися ніяк не може. Потім таку рекомбінативну ДНК внесли до бактеріальної клітини, і був створений перший трансгенний організм, що несе в собі гени бактерії й гени мавпи.

Перші трансгенні рослини було створено в 1982 році, всього лише через 29 років після відкриття первинної структури ДНК. Це був тютюн. Так почалася історія протистояння противників і прихильників генетично модифікованих продуктів.

У 1992 році в Китаї стали вирощувати тютюн, стійкий до пестицидів. У 1994 році в США з'явилися генетично модифіковані помідори. До 1995 року близько 60 видів домашніх рослин було генетично модифіковано. Зараз число таких видів і сортів сільськогосподарських рослин перевищує сотню. Це і картопля, і рис, і ріпак, і соя, і кукурудза, і бавовна, і томати та інші культури.

2. Трансгенні рослини: аргументи «ЗА».

Генетично змінені (трансгенні) культури міцно входять в життя людей. Світові площі обробки цих рослин неухильно ростуть уже кілька років поспіль зі швидкістю більше 10% в рік.

Зростаючий інтерес до трансгенних рослин обумовлений тим, що 800 млн. чоловік щорічно страждають від недоїдання, а мільйони щорічно вмирають від голоду. Причини в засухах, хворобах рослин і шкідників, неефективній системі землекористування.

Забезпечити продовольством приріст населення тільки за допомогою традиційних агротехнічних прийомів, таких як збільшення площ посадки, використання хімічних засобів підгодівлі і захисту рослин, виведення нових сортів шляхом класичної селекції тощо, представляється малоймовірним. Тому, особливі надії покладаються на генну інженерію, яка, по суті, продовжує напрям традиційної селекції щодо поліпшення генотипів корисних рослин, але досягає тих же цілей більш ефективним і швидким шляхом.

Чим же так приваблюють трансгенні рослини (ТР)? ТР стійкіші до всіляких вірусів, бактерій, і інших патогенів, що скорочує або зводить нанівець використання гербіцидів і інсектицидів у сільському господарстві і відповідно витрати на отримання продукції (хороший економічний ефект). Врожай ТР довше зберігається, має привабливий вигляд і покращений харчової склад.

Зараз у світі існують сотні генетично модифікованих рослин (соя, кукурудза, картопля, томати, бавовна, ріпак), рослин з такими необхідними для сільського господарства властивостями.

Але якщо раніше на створення нових видів і сортів з поліпшеними властивостями йшли десятиліття або, принаймні, роки, то за допомогою нових біотехнологічних прийомів цей процес можна значно прискорити. У клітку в пробірці вживлюється ген, потім з клітинних культур в лабораторних умовах отримують рослини, які переносяться в поле, - таким чином, створюється новий вид з потрібними споживчими властивостями.

Трансгенні рослини - це не тільки генетично модифіковані харчові продукти, або рослини, стійкі до всіх пестицидів світу. Це ще й чудовий продуцент вакцин і ліків. Трансгенні тютюн, рис, кукурудза і деякі інші рослини справно поставляють багато терапевтичних білків, такі як альбуміни, інтерферони, гірудин. Білки, синтезовані трансгенними рослинами, набагато безпечніше продуктів тваринного походження, тому що в рослинних клітинах не розвиваються такі патогени людини і тварин, як віруси.

Крім вирішення суто практичних завдань, ТР представляє вченим нові можливості для пізнання молекулярних процесів, що визначають зростання, розвиток і життєдіяльність організмів. В даний час рідко яке велике фундаментальне дослідження фізіології і біохімії рослин обходиться без застосування генної технології. Генетична інженерія дозволяє прямим шляхом з'ясувати функцію досліджуваних білків (ферментів) та відповідних генів.

Таким чином, успіхи біотехнології та генної інженерії відкривають величезні перспективи подальшого прогресу сільського господарства. У той же час, практичне використання результатів сільськогосподарської біотехнології стримуються сьогодні побоюванням негативного впливу ГМ - продуктів на навколишнє середовище і людину.

3. Трансгенні рослини: аргументи ПРОТИ.

Проблема широкого впровадження трансгенних рослин ставить безліч питань перед суспільством. Важливе місце серед них займають питання, пов'язані з безпекою генетично модифікованих об'єктів (ГМО).

Європейські країни (включаючи Україну) утримуються від великомасштабного вирощування трансгенних рослин на своїх територіях.
З оцінками екологічного ризику трансгенних рослин пов'язані серйозні труднощі. Чи можна передбачити, як трансгенні рослини будуть впливати на природні екосистеми?

Більшість трансгенних організмів є безплідними. Впровадження чужорідних генів інших видів або класів в організми призводить до певного генетичному збою і до блокування процесів розмноження: своєрідний "протест" природи проти поширення генетичних химер. Крім того, стерильні рослини можуть з'являтися при трансформації генами, залученими у метаболізм рослинних гормонів.

Прихильники ГМО стверджують, що ГМ - вставки повністю руйнуються в шлунково-кишковому тракті людини. Яка різниця, що ми їмо, все одно все розпадається на складові частини. Судячи з усього, це основний і єдиний аргумент захисників трансгенних продуктів. Однак поїдання організмів один одним може лежати в основі горизонтального переносу, оскільки доказано, що ДНК перетравлюється не до кінця і окремі молекули можуть потрапляти з кишечника в клітку і в ядро, а потім інтегруватися в хромосому.

На жаль, в продаж надходить досить багато трансгенних продуктів. Плазміди з ГМ - вставками можуть потрапляти в бактерії шлунково-кишкового тракту, а потім і в клітини крові, статеві та інші клітини людини, трансформуючи їх. З "трансформованих" статевих клітин будуть з'являтися діти з генами від інших видів і класів тварин або рослин, тобто з'являтися генетичні "химери", більшість з яких будуть безплідними.

Трансгенні рослини часто не відрізнити за морфологічними ознаками від вихідних сортів (якщо метою не є зміна морфології). Але, транс генна картопля, наприклад, не може зберігатися більше трьох місяців, її треба терміново переробляти на чіпси.

В даний час вирощування ТР не має економічних переваг перед звичайними сучасними технологіями вирощування традиційних сортів. Харчові продукти та корми, отримані з ТР, за дієтологічними показниками і смаковими якостями ні в чому не перевершують звичайні харчові продукти і корми. Причому, якість останніх легше і надійніше контролювати, ніж трансгенні.

В результаті генної модифікації можут сінтезуватися компоненти, що викликають алергічні реакції, або з'явитися небезпечні сполуки, які мають мутагенний, канцерогенний або токсичний ефект. Алергія - це збій в роботі нашої імунної системи, покликаної розпізнавати чужорідні білки з оболонок хвороботворних бактерій і вірусів, а також деякі токсини.

Заміна трансгенним соєвим білком білків тварин - надзвичайно вигідний бізнес, і без того досить убогий з біологічної повноцінності раціон українців стане на 60-70% ще гірше. Це загострить і без того вельми негативне становище зі здоров'ям більшої частини населення, особливо молоді. До того ж, деякі активні компоненти соєвого білка, яким замінюється в нашій країні м'ясо в ковбасних виробах, очевидно, впливають на підшлункову залозу людини.

А ми знаємо, що від пухлини підшлункової залози порятунку поки немає.

Далеко не всі поділяють оптимізм тих учених, які вважають, що ГМ -продукція нешкідлива для здоров'я. Люди поки не знають, до яких наслідків може призвести тривале вживання в їжу ГМ - продуктів. Ніхто точно не з'ясував, як це впливає на сам організм і мікрофлору організму. Для того щоб перевірити це, необхідно мінімум одне покоління.

4. Карта трансгенного світу.

В даний час на долю чотирьох країн припадає 99% світового комерційного виробництва трансгенних рослин. Але все змінюється - упереджені думки відкидаються, закони наближаються до реальної практики, а насіння дає сходи. На карті світу показано, де укорінилися трансгенні рослини.

Північна Америка.

США - найбільший в світі виробник і споживач ГМО-лідирують як по площах посівів, так і за ступенем прийняття суспільством трансгенної їжі. ГМ-рослини використовуються повсюдно, становлячи 40% вирощуваної в країні кукурудзи, 81% сої, 65% каноли (рапсу) і 73% бавовни, і ці цифри продовжують рости.
ГМ продукти застосовуються при виготовленні як продуктів харчування для людей, так і кормів для тварин без вимоги спеціального маркування при наявності в продукції трансгенних джерел.

В Мексиці культивують ГМ-бавовну й, імовірно, не дивлячись на обмеження, також і ГМ-кукурудзу. Мексика - батьківщина кукурудзи, і уряд в 1998 р. ввів обмеження на вирощування її ГМ- сортів, щоб зберегти безліч існуючих тут дикоростучих видів. Південна Америка.

У 2002 р. Бразилія схвалила застосування генетично модифікованої сої, що, можливо, поклало початок легалізації всіх ГМО. У 1998 і 1999 рр.. тут були накладені обмеження, практично заморозили всі роботи в цій галузі. Однак, незважаючи на заборону, в деяких районах фермери продовжували вирощувати ГМ сою, в деяких штатах її частка становить 80% посадок цієї культури.

Європа.

Після п'ятирічної перерви Європа впритул підійшла до вирішення комерційного вирощування ГМ культур. У 1998 р., після ухвалення ЄС правил застосування ГМ продукції, Франція, Італія, Данія, Греція та Люксембург заборонили ГМ продукти. Зараз ЄС прийняв нові правила сертифікації та маркування ГМП і значно пом'якшив свою позицію.

Азія.

Філіппіни стали першою азіатською країною, схвалила вирощування ГМ культур, в грудні 2001 р. почавши з Bt-кукурудзи.
В Китаї вирощування ГМ рослин йшло повним ходом до 2000 р., коли уряд несподівано запровадив обмеження. Вважають, що це реакція на компанію, розгорнуту супротивниками ГМО на Заході.

На поточний момент половина китайської бавовни трансгенна.

В Японії 38 ГМ- продуктів дозволені для комерційного використання, ще 55 вже пройшли дослідження на харчову безпеку в міністерстві охорони здоров'я, але жодне не знайшло комерційного застосування через відсутність попиту.

Австралія і Океанія.

В Австралії спостерігається бум ГМ-бавовни. За законом фермерам дозволено займати під посіви Bt-бавовни не більше 30% поля.
В Новій Зеландії 29 жовтня 2002 закінчився термін дії мораторію на застосування ГМ-культур. Але трансгенного бума ніхто не очікує, тому що новозеландські фермери вирощують занадто мало сої, бавовни і ріпаку.

Африка.

Південна Африка - це єдина африканська країна з масштабними посадками ГМ-культур. 80% бавовни, 20% кукурудзи і 11% сої тут генетично модифіковані.
В Україні на сьогоднішній день ОФІЦІЙНО не вирощується жодна трансгенна культура в комерційних цілях, але загальне споживання продукції, виробленої на основі біотехнологій, значно збільшилася.

Сьогодні, для переробки і споживання в їжу без обмежень дозволені продукти з сої, цукрових буряків та кукурудзи, стійких до гербіциду «Раундап», з картоплі, стійкої до колорадського жука, і з кукурудзи, стійкої до стеблових метелика.

5. Вміст трансгенних компонентів в різних продуктах харчування.

Використання ГМ-організмів у віробництві продуктів харчування - відносно новий и молодий напрямок розвитку промисловості. Для достовірної оцінки безпеки таких продуктів має пройти багато часу - принаймні, повинно змінитися кілька поколінь споживачів, що використовують у харчуванні продукти або компоненти, отримані з ГМ-організмів.

В зв’язку з відсутністю достовірної інформації по використанню трансгенної продукції в Україні, нами проведені дослідження декількох груп продуктів, які реалізуються в Росіїі і користуються попитом покупців, на предмет вмісту в них білків рослинного походження (в тому числі трансгенних) і наявності відповідної інформації на етикетці.

Як видно з таблиці всі досліджувані найменування шоколаду містили рослинні білки або їх сліди. Найчастіше це соєвий білок, який найімовірніше генетично модифікований, оскільки вартість такого білка значно нижче, ніж немодифікованого. Сліди рослинних білків можуть бути, скоріше за все, як наслідком технологічного процесу виготовлення, так і з рецептурою, оскільки в якості горіхів в шоколаді найчастіше фігурує соєвий білок з відповідними ароматизаторами (арахіс, фундук, мигдаль). Відповідне маркування на етикетці було виявлене ​​тільки на 2 з 17 досліджуваних найменувань шоколаду.

Содержание растительных белков в продуктах питания

До складу досліджуваних нами найменувань чіпсів, соусів і майонезів також входить рослинний білок і вуглеводи (крохмаль). На етикетках тільки деякі виробники вказали, що продукт містить генетично модифікований крохмаль. Як стало нам відомо з літературних джерел, ГМ картопля не може тривалий час зберігатися, тому її переробляють в чіпси або в крохмаль, який у подальшому використовується при виробництві соусів, кетчупів, майонезів і тих же чіпсів.

Ми досліджували 6 найменувань пельменів і 3 найменування ковбаси, на етикетках яких також вказано, що продукт містить рослинний білок. До 1974 року в радянських ковбасах вищого гатунку, крім м'яса, нічого не було. Про це говорять нормативні документи тих років, спогади ветеранів ковбасного виробництва. У 1974 році в СРСР почалися тимчасові перебої з сировиною (посуха 1972 року), і в ГОСТи з виробництва ковбас ввели зміни. У м'ясний фарш дозволялося додавати до 2% крохмалю чи борошна, або замінника білка тваринного походження (молоко або кров).

Недоклад 2% м'яса по країні давав величезну економію. Труднощі із сировиною тривали до початку перебудови. Раніше ковбаси випускалися за ГОСТами та ТУ, які затверджувалися на рівні Радміну СРСР, суворо дотримувалася рецептура виготовлення.

Сьогодні ТУ затверджуються самим підприємством, яке працює за принципом: менше м'яса - більше замінників. Ковбаси 2 гатунку на 70% складаються з сої і різних хімічних добавок. Соя дуже добре вбирає вологу. Якщо на 100 кг ковбаси використовується до 10 кг сої, значить, туди ж іде до 60 літрів води. Широко використовується карагінан: рослинний білок на основі морських водоростей. Він має велику вологоємність, добре зберігає щільність товару і його монолітність.

Чи використовують м'ясокомбінати генетично модифіковані продукти? Чиста соя на 30-40% дорожче трансгенної. Тому її використання економічно менш вигідне.

Всякого, хто вживає ковбасу, цікавить питання: «Де її роблять більш якісну - на великих комбінатах або на дрібних?». Виявляється, що на невеликих підприємствах якість більш висока.

В умовах жорсткої економії ресурсів кожен м'ясокомбінат працює по замкнутому циклу, без відходів, у справу йдуть навіть великі яловичі кістки: вони перемелюються на муку і як компоненти додаються в ковбаси.

Пельмені за своєїм складом часто бувають більш сумнівні, ніж ковбаса. Щоб зробити їх максимально доступними для народу, економити доводиться на всьому. У кінцевому підсумку виходить, що пельмені складаються з сої та яловичої грудинки - самої жирної і проблемної частини туші. Соя утримує у зв'язаному стані яловичий жир, з яким працювати дуже важко, оскільки у нього низька температура плавлення.

Багатий вибір ковбас та пельменів і відсутність дефіциту ще не говорить про те, що ми споживаємо здорову та корисну їжу.

Одним з хвилюючих громадськість питань є маркування на упаковці з ГМ-продукцією. Наявність або відсутність подібного маркування не може говорити про небезпеку або безпеку продукту - адже якщо продукт випущений на ринок, значить, він пройшов необхідні тести і визнаний безпечним. Маркування продукції має сенс тільки для того, щоб покупець свідомо віддав перевагу одному продукту по відношенню до іншого.

III. ВИСНОВОК

Фундаментальна біологія збагатилася за останні роки безліччю нових прогресивних технологій. Йде справжня біотехнологічна, генноінженерна революція, в основі якої лежать методи трансгенезу.

Результати експериментів генних інженерів все частіше знаходять застосування в науці і різних галузях промисловості. Трансгенні рослини - це і вакцини від таких хвороб людства як туберкульоз, СНІД і багато інших, це і стійкі до посухи, високих і низьких температур, хвороб і шкідників сорти сільськогосподарських рослин, вирощування яких дає незрівняний економічний ефект.

Але не варто також забувати, що комерційному використанню трансгенних продуктів повинна передувати тривала робота з дослідження наслідків застосування генетично змінених компонентів, оскільки не можна однозначно сказати шкодять чи ні подібні організми навколишньому середовищу і людині.
Необхідно пам'ятати, що, незважаючи на те, що використання транс генного соєвого білка - надвигідний бізнес, все ж це не зможе замінити білків тваринного походження, і зробить мізерним і без того неповноцінний раціон харчування, що в свою чергу загострить і без того вельми неблагополучне становище зі здоров'ям більшої частини населення України, особливо молоді.

В нашій країні низкою законів заборонено вирощувати в комерційних цілях трансгенні культури, хоча поставки трансгенних білків і масла рік від року тільки ростуть. Виробники зобов'язані вказувати на етикетці продукції про наявність у складі трансгенних компонентів, коли їх кількість перевищує 5% (у Європі ця планка відповідає всього лише 0,9%), але вказують лічені одиниці. А покупці, як і раніше купують подібні товари, не підозрюючи яку небезпеку може таїти використання таких продуктів у їжу.

У трансгенних рослин багато прихильників і багато противників, але покупці, на наш погляд, повинні мати можливість вибору: використовувати більш дешеві трансгенні продукти чи все-таки більш дорогі, хай не настільки приємні на зовнішній вигляд, але біологічно чисті продукти. Адже як свідчить народна мудрість: «Людина є те, що він їсть».

Заключні положення.

Нами проаналізовано та систематизовано наявний в літературі матеріал по використанню трансгенних рослин в науці та різних галузях промисловості. Їх використання має як позитивні сторони, так і негативні.

  У ході дослідження ми вивчили декілька найменувань продуктів харчування, які користуються попитом покупців. Нами виявлено, що більшість з них містить білки рослинного походження, у тому числі і трансгенні, а також крохмаль, виготовлений в основному з трансгенних рослин картоплі та кукурудзи.

  Результати нашого дослідження можна використовувати на уроках біології, екології, географії, технології виготовлення їжі а також на класних годинах, присвячених здоровому способу життя.

IV. Список використаної літератури.

1. Вельков В.В. Оценка риска при интродукции генетически модифицированных микроорганизмов в окружающую среду // Агрохимия. 2000. №8. С.76-86.

2. Вельков В.В. Опасны ли опыты с рекомбинантными ДНК // Природа. 1992. №4. С.18-26.

3. Дудов В.И., Голиков А.Г., Потехин О.Е., Красовский О.А. Правовые вопросы межграничного перемещения генетически измененных живых организмов // Биотехнология. 1999. №6. С.80-85.

4. Зеленин А.В. Генная терапия: этические аспекты и проблемы генетической безопасности // Генетика. 1999. т.35. №12. С.1605-1612.

5. Семенюк Е.Г. Проблема оценки риска трансгенных растений // Агрохимия. 2001. №10. С.85-96.

6. Спирин А.С. Современная биология и биологическая безопасность / Вестник РАН. 1997. №7. С.579-588.

7. Этико-правовые аспекты проекта "Геном человека" (международные документы и аналитические материалы). Ред.- состав. В.И. Иванов, Б.Г. Юдин. М., 1998. 190 с.