Osvita.ua Вища освіта Реферати Біологія Проблеми та перспективи генної інженерії. Реферат
Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції. З питань розміщення інформації звертайтесь за телефоном (044) 200-28-38.

Проблеми та перспективи генної інженерії. Реферат

В рефераті розглядаються основні характеристики, проблеми і перспективи такої новітньої технології як генна інженерія. Сьогодні ця тема є актуальною як ніколи

Населення Землі складає приблизно 6 млрд. чоловік і за прогнозами вчених через двадцять років подвоїться. В той час коли ресурси планети не тільки не множаться, а й помітно скорочуються. Як прогодувати таку кількість людей якісною їжею, коли і при 6 мільярдах близько 800 млн. чоловік страждають від голоду або недоїдання. Чим годувати майбутні покоління?

Внаслідок використання недосконалих технологій щороку мільйони гектарів землі перетворюються на пустелю. Яким чином можна запобігти зниженню обсягів зібраного врожаю, досягти вищих або хоча б зберегти існуючі результати у рослинництві і тваринництві? Як би хотілось українським бабусям, щоб їх овочі зберігались свіжими цілу зиму, а картоплю не їв колорадський жук! Чи можна надати існуючим організмам нових властивостей?

Відповіді на ці головоломки сучасності намагається дати генна інженерія.

В той же час ця технологія має багато недоліків, а отже і противників. Думаю, реферат зацікавить і їх. Описані основні проблеми генної інженерії, можливі негативні наслідки використання генетично-модифікованих (гм) організмів. Читач знайде корисні поради щодо того, як уникнути споживання гм-продуктів, дізнається, які компанії займаються розробкою і впровадженням на ринок технологій генної інженерії.

Історія питання

Всі живі істоти на Землі мають, попри своє розмаїття, єдиний чотирилітерний генетичний код, кожна літера якого відповідає одному з чотирьох основ ДНК — аденіну, тиміну, гуаніну і цитозину. Різноманітні трилітерні комбінації, у свою чергу, кодують одну з 20 амінокислот, будівельного матеріалу для протеїнів. Кожен живий організм має тисячі різноманітних ознак. Наприклад, будь-яка рослина характеризується кольором листя, товщиною стебла, періодом цвітіння і т. д. Всі ці ознаки кодуються одним або кількома генами (з грецької genos – "рід", "походження"). Немає гена – немає ознаки, і навпаки: додали якийсь ген – додалася ознака.

У 1944 році Освальд Ейвері довів, що ДНК є носієм спадкової інформації, а вже через 9 років Джеймс Уотсон та Френсіс Крік представили світовій громадськості першу модель молекули ДНК у вигляді подвійної спіралі, за що отримали Нобелівську премію. Починаючи з 70-х і 80-х років XX століття, з’явилася можливість локалізувати гени й елементи, які контролюють їх в організмі. Тепер вчені могли переносити гени з одного організму в інший, надаючи йому нових властивостей.

Формальною датою народження генної інженерії вважають 1972 рік, коли група П. Берга в США створила першу рекомбінанту ДНК in vitro, котра об’єднала у своєму складі генетичний матеріал з трьох джерел: повний геном онкогенного віруса мавп SV40, частину генома помірного бактеріофага К і гени галактозного оперона Е. coli. То була революція. Біологія як наука про складне завершила "інвентаризацію" — вивчення деталей, з яких складається жива клітина, організм, і перетворилась з науки, яка вивчає деталі, на науку, яка ресинтезує ціле з деталей.

Характеристика

Під гаслом порятунку населення планети від насування голоду світова наука пропонує сільському господарству взяти на озброєння трансгенні або генетично модифіковані рослини. Такі рослини одержують завдяки технології генної інженерії шляхом убудовування генетичного матеріалу одного організму в інший. При цьому відбувається змішування видів, якого ніколи в природі не було. Приміром, ген бактерії переноситься в картоплю чи сою або ген медузи — в помідор...

Про безліч імовірних варіантів, можливо, й самі вчені-генетики поки що не замислювалися. Мета цих маніпуляцій — створити рослини (організми) з новими характеристиками. Наприклад, картопля, якої не їсть колорадський жук (поласувавши частинкою листочка, він просто гине), або ж рослини, витривалі до посухи, вірусів і пестицидів.

Здавалося б, проблему розв’язано: засаджує фермер поле картоплею, збирає великий врожай, трохи лишає собі для харчування і на наступний рік посадити, а решту продає державі. Можливо для США така схема була б і не дуже корисною, оскільки тоді б різко упали ціни на продовольство, але ж США і проблем із забезпеченням продовольством не мають. А от для африканських країн подібні технології могли б стати справжнім порятунком. Справді, протягом кількох останніх років Південна Африка, Індонезія, Індія, Замбія, Філіппіни, Кенія та Китай перебувають на різних стадіях польових випробувань або початкових етапів упровадження гм-культур. Однак не все так просто.

Все голосніше лунають думки фахівців про те, що ці винаходи настільки штучні й небезпечні для життя на планеті, що принаймні легковажно масово виводити їх на поля та пропонувати для харчування мільйонам людей. Важливо зазначити, що розвитком генної інженерії рухають не так наукові, як комерційні інтереси. Відомо, що патентами, тобто правами на гм-рослини, у світі володіють близько п’яти потужних компаній, які практично всі мають за плечима "хімічне" минуле.

Їх аналітики вчасно зорієнтувалися на ринку і зрозуміли, що від "хімізації" сільського господарства вже витиснуто максимум, потрібні кардинально нові рішення. Ось показовий факт: минулого року американські компанії "Новартіс" і "Монсанто", французька "Дюпон" і німецька" Хехст" оголосили про продаж або закриття своїх хімічних підрозділів. Хімія виходить з моди. Перехід до трансгенних рослин міняє модель "один шкідник — один хімікат" на модель "один шкідник — один ген". Настала ера біотехнологій. Вчені, котрі лобіюють застосування гм-організмів, як правило, самі працюють на біотехнологічну індустрію або одержують від неї так звані гранти.

Є дані, що подібними технологіями користуються для отримання продуктів, які поширюються через мережу McDonalds. Багато великих концернів, таких як Nestle, Unilever, Danon використовують для виробництва свої товарів гм-продукти та експортують їх в інші країни світу. Одним словом, генна інженерія - це не лише наука, а й величезний бізнес, де обертаються мільярди доларів, ризикуючи зійти зі своєї орбіти і поховати під собою людство.

Дехто вважає, що вносячи зміни у генетичний код рослини чи тварини, вчені роблять те ж саме, що й природа, адже абсолютно всі живі організми від бактерії до людини – результат мутацій та природного добору. Просто тепер процеси, які раніше потребували сотень тисяч років, можуть відбутися за одну ніч...

Які саме ГМ- рослини зараз вирощують у світі

Комерційне використання ГМ-продуктів вперше почалось у 1996 році. Поки що список вирощуваних трансгенних рослин включає в себе картоплю, сою, кукурудзу, цукровий буряк, гарбуз, папайю, пшеницю, рапс, бавовник і помідори.

Першими генетично-зміненими продуктами, які отримали схвалення в Америці, були гм-помідори ФлаврСавр. У них "відключений" ген, через який зняті з куща помідори стають м’якими і неїстівними.

За даними дослідницької організації Worldwatch Institute посіви гм-кукурудзи займають у світі площу 44,2 млн. га. Найбільше такої кукурудзи сорту Chardon LL від компанії Aventis вирощують в США, Канаді та Аргентині. Вона здатна ефективно протистояти гербіцидам та деяким шкідникам.

Єдина компанія, якій вдалося запустити на ринок генетично модифіковану картоплю – це американська Monsanto. Виведений нею сорт NewLeaf широко використовується у знаменитій картоплі-фрі ресторану McDonalds, при виробництві чіпсів Pringles, Lays и Ruffles. На ринку цей сорт з’явився чотири роки тому і швидко завоював популярність у фермерів. В результаті використання методів генної інженерії рослина "навчилась" виділяти токсин, який вбиває колорадського жука, що значно спрощує процес вирощування картоплі, даючи змогу не обробляти її зайвий раз ядохімікатами.

В Китаї генетично модифікований бавовник засіяний вже на 10% усіх бавовняних полів. Він здатен виробляти Bt-токсин, який в природі продукується бактерією Bacillus thuringiensis (Bt). Коли інсектицидні речовини потрапляють всередину комахи-шкідника, бактеріальні спори проростають, виробляючи при цьому токсин, який і вбиває шкідника. Вже проведені польові випробування Bt-модифікованих тополь, ялинок, горіхового дерева та яблуні.

В Америці й Канаді вирощують гм-сою, винахід Monsanto. За допомогою генної інженерії в її генетичний код введені частинки ДНК квітки петунії, бактерії та віруса. Соя з фірмовою назвою Roundup Ready спеціально пристосована до популярного гербіциду Roundup цієї ж компанії.

Яких властивостей частіш за все надають ГМ-рослинам

Найчастіше рослинам надають можливість опиратися певним шкідникам, гербіцидам та вірусам, а також давати більший врожай при меншій вибагливості щодо ґрунтів та вологи. Однак є й інші прогресивні технології та рішення.

Вченим вдалося вивести помідор, який благополучно росте при поливці солоною водою. Генетично змінений помідор виявився першою у світі рослиною, котра терпимо ставиться до солі. Дослідники сподіваються, що подібні зернові культури зможуть у майбутньому вирощуватися на неплодоносних у сучасному розумінні землях. Щороку через збільшення засоленості ґрунту стають непридатними для обробки приблизно 50 мільйонів гектарів.

Головною причиною цього є зрошування земель водою, після чого в ґрунті залишаються мінеральні солі. Через деякий час кількість солей натрію, кальцію, магнію і хлоридів досягає такої кількості, що починає заважати ростові зернових культур. Сіль шкодить більшості рослин, зменшуючи їх здатність вбирати воду через коріння. Генетично ж модифікований помідор здатний затримувати сіль у своєму листі, так що самі плоди солоними не здаються.

Цікавий факт: зараз гм-продукти їх противники в просторіччі називають "сніданком Франкенштейна". Ця назва пішла від генетично зміненого помідора, якому присвоїли ген північноокеанської плоскої риби, викликавши таким аж занадто протиприродним поєднанням бурхливу реакцію споживачів. Тепер помідор морозу не боїться, зате люди таки трохи налякані незвичайним овочем "із зябрами".

Цікаві можливості відкриваються для надання нових властивостей деревам. Уже існують сосна, евкаліпт та чорна тополя, генетично змінені так, що з них набагато легше добувати деревину. Її можна зробити м’якішою або, навпаки, підвищити щільність і міцність. В недалекому майбутньому збираються вирощувати спеціальні дерева – невисокі, але товсті, швидкоростучі "стовпчики" з міцною деревиною, стовбури яких навіть не будуть звужуватися догори – щоб зручніше було завантажувати лісовози.

Інші технології дозволять прискорити ріст взимку, або виростити фруктові дерева-карлики, щоб було зручно збирати плоди.

Експерименти ведуться і в інших сферах, наприклад, в царині запахів. Маніпуляції з генами дозволяють виростити рослину практично з будь-яким запахом, починаючи від аромату звичайної троянди і кінчаючи парфумами від Кельвіна Кляйна.

Так звані країни третього світу зараз дуже зацікавлені у використанні генетично зміненого рапсу, який містить велику кількість бета-каротину, здатного допомогти людям з послабленим імунітетом та порушеннями зору.

Американці добилися зміни полуниць, тюльпанів. Вивели сорт картоплі, який при піджарюванні вбирає менше жиру. Скоро планується отримати помідори-гіганти кубічної форми, щоб легше було запаковувати їх у ящики.

Деякі проекти вчених іноді більше схожі на якісь уривки з фантастичних книг. Уявіть-но собі галявину, де не треба підстригати траву, бо вона й так росте лише до певного рівня, орхідеї, які світяться, коли їх треба поливати, зелені троянди, блакитний бавовник, ромашки, що зацвітають по команді. В теорії все це вже можливо.

В перспективі завдяки генній інженерії та методам маніпуляції клітинами рослину можна зробити найдешевшою і екологічно найбезпечнішою фабрикою для виробництва більшості необхідних людині матеріалів, їжі, медичних препаратів, хімічних сполук, сировини тощо.

В яких країнах вирощують і використовують трансгени

Основна маса гм-рослин культивується в США, Канаді, Аргентині, Китаї, менше – в інших країнах. Справді, безпечних американців не особливо хвилює, що 9% картоплі, 32% кукурудзи і 38% сої, вирощуваних у країні, є генетично модифікованими. З Європою ж ситуація дуже напружена: маємо гіркий досвід з коров’ячим сказом. Вчені і тоді запевняли, що харчові добавки для великої рогатої худоби з трупів мертвих тварин є абсолютно безпечними (фактично споконвіків травоїдним коровам згодовували м’ясо-кістков борошно, по суті переторюючи їх на м’ясоїдних, на хижаків!). Тож тепер Європа подібні новинки сприймає насторожено.

За останніми підрахунками експортні втрати США склали 20 мільйонів дол. тільки через те, що Франція морально не готова купляти і культивувати гм-маїс. Австрія і Люксембург законодавчо заборонили виробництво генетичних мутантів, а грецькі фермери під чорними прапорами і з плакатами в руках увірвалися на поля Беотії (Центральна Греція) і знищили плантації, на яких британська фірма "Зенека" експериментувала з помідорами. 1300 англійських шкіл вилучили зі своїх меню їжу, яка містить трансгенні рослини. З 1995 року діє заборона Євросоюзу на ввезення яловичини зі Сполучених Штатів, вважається, що там забагато гормонів.

Найближчим часом Європейський союз має прийняти ясний спосіб мічення всіх продуктів – чи містяться в них гм-інгредієнти, а якщо так, то які саме і що там змінено. На сьогоднішній день внутрішній ринок ЄС і досі залишається бастіоном, недоступним для біотехнічних компаній. В ЄС дозволені лише 18 гм-продуктів (в США таких продуктів нараховуються десятки, а скоро і сотні), з них 13 – рослинного походження.

Це стійкі до гербіцидів соя, рапс, кукурудза і цикорій, Bt-кукурудза, а також гвоздика зі зміненим забарвленням квіток. В 30 країнах світу діє правило, відповідно до якого упаковки продуктів, при виготовленні яких використовувались досягення генної інженерії, повинні містити відповідну інформацію, щоб споживачі могли самі робити свій вибір. Проте у багатьох випадках, наприклад, коли гм-соя використовується для виготовлення м’ясних напівфабрикатів, виробники про це покупцям не повідомляють.

Переваги генної інженерії

Вчені та піарщики від біотехнології стверджують, що генетична інженерія нічим не відрізняється від звичайних методів селекції рослин і тварин, просто результатів можна досягти набагато швидше. За умов стрімкого зростання населення на планеті швидкість, з якою можна продукувати організми з новими корисними властивостями, справді є дуже вагомим фактором "за" генетичну інженерію.

За допомогою генетичної інженерії можна збільшити вміст корисних речовин і вітамінів порівняно з "чистими" сортами. Наприклад, можна вставити вітамін А в рис, для того щоб вирощувати його в регіонах, де люди відчувають його нестачу. Можна значно розширити ареали посіву сільськогосподарських продуктів, пристосувавши їх до екстремальних умов, таких як засуха і холод.

Шляхом генетичних модифікацій можна значно зменшити інтенсивність обробки полів пестицидами та гербіцидами, оскільки гм-рослини вже самі мають імунітет до певних шкідників або вірусів. Генетично зміненим продуктам можна надати лікувальних властивостей. Наприклад, уже створені банан з вмістом анальгіну і салат, який самостійно виробляє вакцину проти гепатиту В. Їжу з гм-продуктів можна зробити дешевшою, смачнішою і менш вибагливою щодо умов зберігання.

Кардинально можна змінити катастрофічну ситуацію з лісами – легенями нашої планети. Їх тепер можна буде вирощувати набагато швидше і з меншими затратами. Деревина стане набагато доступнішою: створюватимуться плантації швидкоростучих і стійких до впливу гербіцидів монокультур, які не матимуть природних конкурентів.


09.12.2011

Провідні компанії та навчальні заклади Пропозиції здобуття освіти від провідних навчальних закладів України та закордону. Тільки найкращі вищі навчальні заклади, компанії, освітні курси, школи, агенції.

Щоб отримувати всі публікації
від сайту «Osvita.ua»
у Facebook — натисніть «Подобається»

Osvita.ua

Дякую,
не показуйте мені це!