Матеріали для уроку-диспуту з біології, 10 клас “Стовбурові клітини: за чи проти?”

Автор: вчитель біології та хімії Скрипник Руслана Миколаївна

За дослідження, які обговорюються під час уроку, все частіше у світі присуджують Нобелівські премії. Біотехнологія, біоінформатика, клонування, генна інженерія обіцяють людству порятунок від глобальних екологічних проблем, єдину можливість вижити на Землі, нагодувати і вилікувати непомірну кількість населення планети. Адже ми можемо реально замінити неекологічні промислові методи та процеси на переробку відходів, очищення стічних вод, створення поживних органічних речовин із нафтопродуктів, вакцини від нових інфекційних хвороб.

Це дійсно порятує Землю? Чи може це все нам лише здається? Старшокласники самостійно досліджують проблему використання клітинних технологій, зокрема, використання стовбурових клітин. Під час диспуту учні висловлюють власне бачення, свої думки, а в ході обговорення формують висновки: використовувати клітинні технології у сучасному світі чи ні?

---

 

Тема: Стовбурові клітини – досягнення науки чи прокляття людства?

Мета: визначити основні напрямки розвитку та завдання клітинних технологій, наслідки їх використання. Закріпити навички отримання достовірних даних із засобів масової інформації. Навчити навичок ведення дискусії, вмінню відстоювати власну думку.

Тип уроку: урок – диспут

Обладнання: комп’ютер, інтерактивна дошка, матеріали учнів, картки самооцінки, фото.

Методи: робота в групах, « мозковий штурм», « За і проти», « Дискусія», « Вибери позицію».

Етапи підготовки до уроку:

І. Підготовча частина:

Тези до уроку

Матеріали учнів ( додаток №1)

Стверджувальна група

Заперечувальна група

ІІ. Основна частина

1. «Захисники» стверджувальної групи
2. «Захисники» заперечувальної групи
3. Наочні матеріали груп ( презентації « За», « Проти»)

ІІІ. Заключна частина:

1. Висновки учнів

• Аргументи
• Контраргументи

2. Підсумок уроку

Оцінювання результатів

3. Домашнє завдання написати твір (своєрідний письмовий звіт із диспуту) і зробити висновок

Вислови відомих людей до уроку

Істина відкривається лише тому, хто її розшукує

 Д.І.Мендєлєєв

Тільки дурні можуть бути непохитними в своїй впевненості.

 Мішель де Монтень

Я не згоден з тим, що ви говорите, проте буду до останньої краплини крові захищати ваше право висловлювати свою думку.

Вольтер

“У майбутньому продовження тривалості життя не залежатиме від легендарного «фонтану молодості». Імовірніше, цього досягатимуть, поєднуючи такі методи: вирощування нових органів на заміну старим, що зносилися чи захворіли, за допомогою інженерії тканин і стовбурових клітин”.

Доктор Мічіо Кайку, «Фізика майбутнього»

Тези до уроку:

За дослідження, які ми сьогодні будемо обговорювати все частіше у світі присуджують Нобелівські премії. США, Європа, Японія зробили у сфері клітинних технологій величезний прорив. В Китаї уже зареєстровано 120 генетично модифікованих сортів сільськогосподарських культур. Кукурудза, соя, картопля, горох, рис, пшениця…

Біотехнологія, біоінформатика, клонування, генна інженерія обіцяють людству порятунок від глобальних екологічних проблем, єдину можливість вижити на Землі, нагодувати і вилікувати непомірну кількість населення планети. Адже ми можемо реально замінити неекологічні промислові методи та процеси на переробку відходів, очищення стічних вод, створення поживних органічних речовин із нафтопродуктів, вакцини від нових інфекційних хвороб.

Це дійсно порятує Землю? Чи може це все нам лише здається, може це ілюзія, ящик Пандори, прокляття людської цивілізації???

Клітинні технології стрімко входять в наше повсякденне життя. Наше суспільство досить погано проінформоване про справжні наслідки такого необдуманого впливу: чи безпечні такі метоли для біосфери, чи досить ґрунтовно досліджені наслідки втручання людини в природні споконвічні процеси, що станеться з людиною, як біологічним видом?

На сьогодні цілий ряд питань постали і перед вченими. Ряд етичних питань : як медицина впорається з повторною загрозою бактеріальних захворювань, саме тоді, коли бактерії будуть стійкі до всіх відомих антибіотиків? Чи зможе імунітет людини побороти штучно виведені штами? Чи розумно втручатися в динамічні природні процеси, не дослідивши досконало їх до кінця?

Що ж насправді відбувається в наукових лабораторіях розвинутих країн світу?

Хід уроку:

1. Повідомлення теми, мети уроку, мотивація навчальної діяльності.

Вчитель: Клітинні технології – це порівняно нова і дуже перспективна галузь сучасної біології.Застосування продукції клітинних технологій відкриє для людська цілий ряд нових перспектив: нові ліки, вакцини, вирощування тканин, органів, цілого організму в кінці кінців.

Розвиток клітинних технологій протягом останніх десятиліть дозволив створити біомедичні продукти, які наблизили сучасну медицину до вирішення проблеми відновлення втрачених функцій і тканин організму. Клітинні технології відносяться до категорії біотехнологій, які поряд з нанотехнологіями є пріоритетними напрямами розвитку сучасної науки в сфері високих технологій.

Вчитель: Які напрямки клітинних технологій вам відомі?

Учні:

• Клонування
• Технологія стовбурових клітин
• Клітинна інженерія
• Гібридизація соматичних клітин
• Реконструкція клітин

Вчитель:

Які основні завдання сучасних клітинних технологій?

Учні:

• Створення клітин нового типу, які мають якості, необхідні людині;
• Створення нових сортів рослин та порід тварин з поліпшеними якісними показниками;
• Отримання вакцин, медичних препаратів, вирощування тканин, лікування онкологічних захворювань, цукрового діабету, паралічів, тощо;
• Оздоровлення та омолодження організму;
• створення організмів, стійких до вірусів та інших патогенів;
• Створення мікроорганізмів, здатних використовувати промислові відходи, відходи нафтопродуктів, тощо.

Вчитель:

Які наслідки використанні сучасних клітинних технологій для людини та біосфери в цілому?

Рольова гра « Дискусія», « Вибери позицію»

Фронтальну технологію інтерактивного навчання« Дискусія», « Вибери позицію» застосовують під час вивчення нового матеріалу. Попередньо учням дають випереджувальні завдання для ознайомлення з даною проблемою. Діти повинні проаналізувати певні матеріали, сформулювати власну позицію, яку можливо підтвердити доказами чи фактами. Протягом дискусії позиції учнів можуть змінюватись. Така технологія вчить ставити запитання, вмінню висловлювати власні аргументи, аналізувати та приймати рішення, критично мислити. Проблемна ситуація, що характеризує психологічний стан учнів, поряд з інтелектуальними труднощами супроводжується підвищенням пізнавальної активності й бажанням розібратися у проблемі.

У будь – якій дилемі повинні бути:

• Загальний контекст, знайомство з вибором, який пропонується дітям;
• Аргументи « За» і « Проти»;
• Пропозиція зробити власний вибір.

Все це дає змогу не тільки запам’ятати навчальний матеріал, алей зробити ґрунтовний аналіз цього матеріалу, що формує глибокі знання учнів.

2. Оголошення плану диспуту, а також правил ведення дискусії.

План диспуту «Клітинні технології : За чи Проти?»

1. Технології стовбурових клітин – новітнє досягнення людства.
2. Проблеми використання стовбурових клітин.
3. «За» стовбурові клітини .
4. «Проти» використання стовбурових клітин.
5. Загальні висновки.

Основні правила уроку-диспуту

1. Теза уроку-диспуту визначається вчителем наперед і залежить від теми, що вивчається за програмою.
2. Усі учні повинні записати тезу і самостійно або за допомогою вчителя підготуватися до уроку. Враховується завдання групи, яку сторону представляє.
3. Під час підготовки до уроку вчитель повинен дати учням ксе­рокопії головних фрагментів, розділів чи статей.
4. Під час проведення такого уроку необхідно виробити його регламент, адже це дозволить виступати всім учням класу.
5. Обов’язково оформити у вигляді таблиці чи індивідуальних карток пам’ятку «Як вести дискусію (диспут)».

Пам’ятка

Як вести дискусію (диспут)

1. Сперечатися по суті: головне в дискусії – аргументи, факти, логіка і доказовість.
2. Уникати реплік, що принижують людську гідність, поважати думку опонента, прагнути зрозуміти його раніше, ніж критикувати, виявляти стриманість.
3. У суперечці не допускати підвищення голосу.
4. Чітко формулювати власну думку.
5. Прагнути встановити істину, а не демонструвати власне красномовство.
6. Виявляти скромність і самокритичність, вміння з гідністю визнавати недостатність своєї аргументації.
7. Власне диспут (обговорення заздалегідь запропонованих питань за планом).
8. Технології стовбурових клітин

Учні вивчають дане питання, використовуючи інтернет – ресурси:

https://uk.wikipedia.org/wiki/Стовбурові_клітини

http://bio-tech.shershnyov.com

http://www.toyhealth.ru/page/likuvannja-stovburovimi-klitinami-organizmu

http://nolinocere.net.ua/stovburovi-klityny-zahvoryuvannya-pechinky-tsyroz-hepatyt-likuvannya-inshyh-hvorob-pechinky-stovburovymy-klitynamy/

https://www.youtube.com/watch?v=LKomZQ5k2rs

https://www.youtube.com/watch?v=VMK5osLl1fA

http://texty.org.ua/pg/article/editorial/read/60482/Klitynna_inzhenerija_ukrajinska_klinika_vyrostyla_kistky_13?a_srt=&a_offset=267

https://www.youtube.com/watch?v=aicD7-oFBEA

Технологія стовбурових клітин у біотехнології – це своєрідний ящик Пандори, який приховує багато таємниць життя. У науковому аспекті застосування цієї технології здається безмежним, але етичні міркування і норми вже зараз ставлять бар’єри на шляху її розвитку. Технологія стовбурових клітин може призвести до нового розуміння розвитку і диференціації клітин, як і чому розвиваються певні тканини, чому виникають захворювання і як їх лікувати. Стане можливим клонування від окремих тканин до цілих організмів. Необхідно розглядати предмет клітинних технологій – стовбурові клітини – з наукової, етичної та юридичної точок зору.

Стовбурові клітини, також відомі як штамові клітини — це первинні клітини, що зустрічаються в усіх багатоклітинних організмах. Ці клітини можуть самовідновлюватися шляхом поділу клітини, а також можуть диференціюватися в досить велику кількість спеціалізованих типів клітин. Дослідження стовбурових клітин людини розпочалося з відкриття канадських учених Ернеста Мак Кулоха та Джеймса Тілла у 1960.

Існують дві досить широкі категорії стовбурових клітин ссавців: ембріональні стовбурові клітини, що походять безпосередньо від бластоцистів, та стовбурові клітини дорослого організму, що знаходяться у зрілих тканинах. У ембріонах стовбурові клітини можуть диференціюватися в усі спеціалізовані ембріональні тканини. Стовбурові клітини дорослого організму діють як репараційна система для тіла, відновлюючи та підтримуючи потрібну кількість спеціалізованих клітин.

Оскільки стовбурові клітини можна вирощувати та програмувати на спеціалізацію (наприклад, отримати м’язи чи нервову тканину) завдяки методу клітинних культур, їх стали вживати для лікування хворих (це так звана Клітинна терапія). Кістковий мозок може бути одним із джерел стовбурових клітин.

Дослідники у галузі медицини впевнені, що стовбурові клітини мають потенціал змінити зовнішній вигляд людських хвороб. Існує величезна кількість лікувальних методів, що опираються на стовбурові клітини. Проте більшість з них використовується досить рідко, бо це здебільшого експериментальні методи, до того ж вони не завжди ефективні. Медики-дослідники вважають, що стовбурові клітини можна використовувати для лікування онкозахворювань, хвороби Паркінсона, пошкоджень спинного мозку, м’язів тощо. Тим часом досі ще не визначеною є суспільна та наукова позиція щодо етичного аспекту вживання стовбурових клітин у медицині.

Проте стовбурові клітини вже досить успішно використовуються у наукових дослідженнях, і далеко не всі вчені розділяють думку, що єдиною метою цих досліджень є клітинна терапія. Вони вважають, що дослідження стовбурових клітин є досить цінним і саме по собі.

Сьогодні в Україні дозволено проведення клінічних випробувань (Наказ МОЗ України № 630 «Про проведення клінічних випробувань стовбурових клітин», 2008 р.) з лікування наступних патологій із застосуванням стовбурових клітин: панкреонекроз, цироз печінки, гепатити, опікова хвороба, цукровий діабет II типу, розсіяний склероз, критична ішемія нижніх кінцівок. Першим, хто отримав право на проведення клінічних випробувань в галузі застосування стовбурових клітин в Україні, став Інститут клітинної терапії. За допомогою стовбурових клітин пуповинної крові вже успішно проведено лікування десятків пацієнтів з цими захворюваннями

Потенційні можливості таких клітин здавалися настільки фантастичними, що вже в червні 2002 року створюються більш 30 біотехнологічних компаній в 11 країнах з річним бюджетом близько 200 мільйонів доларів.

Здавалося б, знайдений чудодійне джерело, жива вода для ремонту зношених деталей нашого організму – серця чи, печінки, кісток або навіть мозку. Зачерпує і ремонтуй, оновлюй.

Але! Застерігають учені: незважаючи на величезний потенціал ембріональних стовбурових клітин, в даний час є ряд серйозних аргументів проти їх
використання при лікуванні захворювань і пошкоджень тканин. Головний з них – імунологічна несумісність пересаджуваних тканин і клітин. Організм може так сильно реагувати, відторгаючи пересадку, що це загрожує життю.

Є й інші небезпеки, які виступають проти стовбурових клітин. У ембріональних стовбурових клітин є, на жаль, більша схильність до неконтрольованого розростання, тобто до утворення пухлин. А це означає, що якщо навіть одна з мільйона пересаджуваних (трансплантованих) клітин поведе себе не так, як слід, то пацієнт замість лікування отримає нову небезпечну хворобу.

Тому вчені з обережністю ставляться до такого роду заявами, що, мовляв, знайдена, нарешті панацея від усіх хвороб, і характеризують нинішню ситуацію зі стовбуровими клітинами так: великі надії, великі проблеми, суперечливі ефекти.

Так що ж – глухий кут? Ні, вихід є. Альтернативою ембріональних стовбурових клітин, на думку вчених, є соматичні стовбурові клітини.

“Сома” (по-грецьки) – тіло. Інакше кажучи, це клітини не ембріонів, а тканин дорослого організму. Ці клітини, кажуть вчені, набагато надійніше. Вони вже успішно використовуються в медицині. Так, кровотворні клітини кісткового мозку успішно використовують для лікування таких серйозних хвороб, як лейкози, – шляхом трансплантації, тобто пересадки кісткового мозку. Соматичні стовбурові клітини отримують з тканини самого пацієнта, тому проблеми імунологічного відторгнення не виникає. Немає і небезпеки утворення пухлин.

Але й у соматичних клітин є недоліки. На відміну від ембріональних, такі клітини погано ростуть в культурі і не поспішають перетворюватися на ті клітини, для яких ми їх готуємо.

Так що для ремонту та оновлення нашого організму ембріональні стовбурові клітини залишаються найбільш привабливими. На практиці ж використовувати їх дуже важко. Один з варіантів вирішення цієї проблеми – отримання соматичних клітин з пуповинної крові новонароджених та їх зберігання у відповідних банках даних.

Зараз соматичні стовбурові клітини проходять випробування для лікування дуже багатьох хвороб.

У великих медичних центрах провідних університетів світу приступили до першої стадії клінічних випробувань щодо використання стовбурових клітин для лікування інфекційного міокарда і хвороби Паркінсона. Їх активне застосування почалося у 2010 році.

Виступи учнів групи « За» ( додаток)

• Інноваційний соціальний проект в Україні «Біотех – реабілітація поранених»;
• Лікування стовбуровими клітинами організму;
• Використання стовбурових клітин у косметології.

Виступи учнів групи « Проти»( додаток)

Учні вивчають дане питання, використовуючи інтернет – ресурси:

http://megasite.in.ua/342-stovburovi-klitini-mifi-i-realnist-eliksiru-vichno-molodosti.html

http://effectpromo.ru/zhizn/644-plyusy-i-minusy-issledovaniya-stvolovykh-kletok

https://www.youtube.com/watch?v=VMK5osLl1fA

http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/deontologi/classes_stud/uk/stomat/ptn/Основи%20біоетики%20і%20біобезпеки/3/4%20Етичні%20проблеми%20генно-інженерних.htm

• Методи отримання стовбурових клітин;
• Непередбачувані наслідки лікування даною методикою;
• Етичні та релігійні погляди на використання стовбурових клітин.

4. Систематизація та узагальнення висловленого.

Аргументи «ЗА»:

1. Стовбурові клітини дають нові можливості в лікуванні багатьох хвороб: опорно – рухового апарату, неврологічних, серцево – судинних, коли відомі методи медицини безсилі або не дають бажаних результатів.
2. Нові методи пластичної хірургії на основі використання стовбурових клітин дають можливість виправити вади тіла людини, отримані в результаті операцій, вроджених дефектів чи дорожьо – транспортних природ та ін..
3. Технології використання стовбурових клітин дають можливість продовжити життя людини: лікувати невиліковні до сих пір хвороби, омолоджувати організм.
4. Методи зберігання власних стовбурових клітин дають надію та впевненість у завтрашньому дні не лише для себе, а й для своїх рідних.

Контраргументи « Проти»:

1. стовбурові клітини дорослого організму не є істинно плюрипотентними, тобто з них не можна отримати будь-які органи і тканини організму, а тільки певні. Дослідження з їх дедіфференціювання поки тільки розпочато і результати ще невідомі.
2. Існує ризик неконтрольованого розмноження таких клітин, поява пухлин, генетичних дефектів, тощо.
3. У дорослому організмі кількість стовбурових клітин дуже невелика, а саме дорослому організму вони найбільше і потрібні. Можливо зберігання стовбурових клітин, отриманих з пуповини при народженні та взятих з різних тканин в дитячому віці. Але як бути з уже дорослими людьми, у яких немає такого запасу стволових клітин?
4. Як забезпечити надійне зберігання стовбурових клітин? І що робити, якщо в результаті аварій або природних катаклізмів відбудеться руйнування такого сховища?
5. Неприпустимою є так звана фетальна терапія, тобто вилучення і використання тканини і органів людських зародків, з наміром лікування легких захворювань і «омолодження» організму.
6. Кожен новий та ефективний метод лікування, він не позбавлений побічних ефектів, протипоказань і обмежень. І доки вони чітко не визначені, говорити про широке клінічне застосування методу рано.
7. В Україні поки що не створена струнка правова база з проблеми трансплантації стовбурових клітин.

По ходу обговорення учні заповнюють таблицю в зошиті:

Технології стовбурових клітин

5. Підсумок уроку.

Учні висловлюють власні висновки, своє ставлення до використання стовбурових клітин. « За» чи «Проти». ( Можна використати кольорові картки, смайлики, знаки «+», «-», тощо)

Вчитель: Можна сказати, що в даному випадку мета виправдовує засоби. Якщо, наприклад, людина хвора на невиліковну хворобу, спотворена аварією чи військовими діями, паралізована. В таких випадках використання стовбурових клітин є виправданим ризиком у боротьбі за життя. Але, якщо ми хочемо бути вічно молодими, змінити колір очей,і при цьому нарікаємо на ряд непередбачуваних наслідків, то, на мою думку, в даному випадку використовувати дані методи є недоречним як мінімум.

Та це думка на даний момент. Через 5 – 10 років технологія використання стовбурових клітин стане абсолютно безпечною. А поки що людство тільки вчиться використовувати те, що з початку існування життя вміла використовувати ПРИРОДА!

Рефлексія

Чи є у вас причини, щоб радіти життю кожен день! Хтось скаже, що у нього їх тисячі, а хтось не назве жодної.Але ми знаємо як мінімум 10 причин, які допоможуть вам радіти і цінувати те, що у вас є.
10 причин радіти життю, задумайтесь, коли матимете поганий настрій:

• Існування!
• Батьківська любов!
• Подорожі!
• Навчання новому!
• Домашні улюбленці!
• Смачна їжа!
• Маленькі радощі!
• Усмішка!
• Навколишній світ!
• Побут!

Існує велика кількість різних рекомендацій про те, як зберігати гарний настрій в будь-якій ситуації. Розглянемо найбільш популярні прийоми.

• Більше спілкуйтеся з життєрадісними людьми і максимально обмежте вплив песимістів.
• Читайте цікаву і веселу літературу, дивіться комедії.
• Записуйте свої перемоги і досягнення.
• Зміцнюйте здоров’я, займаючись спортом і правильно харчуючись.
• Навчіться керувати своїми емоціями.
• Не соромтеся дякувати собі і оточуючим, досягнувши поставленої мети.
• Здійснюйте мрії.
• Ходіть прямо і дихайте на повні груди.

І найголовніше – посміхайтеся. Як можна частіше, і обов’язково щиро, від душі.

«Якщо життя не здається тобі величезною радістю, то це тільки тому, що розум твій помилково направлений» (Лев Толстой)

6. Оцінювання та само оцінювання діяльності учнів.

7. Домашнє завдання: написати твір (своєрідний письмовий звіт із диспуту) і зробити власний висновок. 

Презентація до уроку

Завантажити презентацію на диск

Додатки

Завантажити документ на диск