Проект ученицы 8 класса «Трансгенные растения: за и против»

Управление образования Краснокутской районной Администрации Краснокутского муниципального района

МОУ – Средняя общеобразовательная школа

с. Карпенка Краснокутского района Саратовской области

Выполнила ученица 8 класса Осыко Татьяна

Руководитель проекта Лопасова М.И.

Красный Кут 2011 год.

Обоснование проблемы: использование генетически модифицированных (трансгенных) растений в пищевой промышленности.

Актуальность проблемы: привлечение внимания общественности к проблемам внедрения трансгенных растений в пищевую промышленность.

Цель проекта: выявить положительные и отрицательные стороны использования трансгенных растений в науке и различных отраслях промышленности.

Задачи проекта: 1) проанализировать и систематизировать имеющийся в литературе материал по использованию трансгенных растений;

2) изучить продукты, пользующиеся спросом покупателей, на предмет содержания в них генномодифицированных компонентов;

3) представить предложения по практическому использованию материалов исследования.

Тип проекта: информационно-исследовательский.

Форма проекта: индивидуальный.

Предметно-содержательная область: межпредметный.

Область исследования: биология, экология.

Творческое название проекта: «Так ли безопасны генномодифицированные продукты?»

Содержание

_________________________________________

I. Введение……………………………………………………4

II. Трансгенные или генномодифицированные растения…………………………………………………………5

1. Из истории трансгенных растений……………..5

2. Трансгенные растения: аргументы ЗА……..…5

3. Трансгенные растения: аргументы ПРОТИВ..7

4. Карта трансгенного мира…………………………..9

5. Содержание трансгенных компонентов в различных продуктах питания ……………………..12

III. Заключение……………………………………………..16

IV. Список использованной литературы…………..18

I. ВВЕДЕНИЕ

_________________________________________

Почему я выбрала данную тему? Раньше я даже не слышала, что существуют генетически модифицированные продукты, но ещё больше меня удивило то, что каждый второй хоть раз да употреблял их в пищу, причем, даже не подозревая об этом. И я решила выяснить, в каких продуктах питания содержатся добавки или компоненты, полученные с помощью генной инженерии. И ещё мне захотелось ответить на вопрос, который у меня сразу же возник: «Безопасны ли для нас такие продукты питания?»

Если ХХ век можно было с полным правом назвать веком физики и информатики, то от ХXI-го ждут достижений в области биологии вообще и генной инженерии в частности. Фундаментальная биология обогатилась за последние годы множеством новых прогрессивных технологий. Идет настоящая биотехнологическая, генноинженерная революция, в основе которой лежат методы трансгенеза, то есть переноса в геном организма чужих генов. Возможности современной биотехнологии, в отличие от традиционных методов генетики и селекции, позволяют комбинировать гены разных биологических видов и получать трансгенные растения. Трансгенная биотехнология – одна из самых передовых и стремительно развивающихся отраслей современной биоиндустрии и, в особенности, современного сельского хозяйства. Люди, в основном далекие от науки, относятся к трансгенезу с большим подозрением. А трансгенные растения многие принимают буквально в штыки, устраивая шумные показательные демонстрации, протестующие против самой идеи и полученных результатов. Есть ли какие-то основания для подобного отношения к новым технологиям генной инженерии — этому посвящено наше исследование.

II. Трансгенные или генномодифицированные растения

_____________________________________________________________

1. Из истории трансгенных растений.

Генетически модифицированные организмы создаются методами генной инженерии – науки, которая позволяет вводить в геном растения, животного или микроорганизма фрагмент ДНК из любого другого организма с целью придания ему определенных свойств.

Все началось в 1972 году, когда Пол Берг впервые объединил в пробирке в единое целое два гена, выделенных из разных организмов. И получил «молекулярный» гибрид ДНК, которая сама по себе в природе образовываться никак не может. Затем такую рекомбинантную ДНК внесли в бактериальные клетки, и был создан первый трансгенный организм, несущий в себе гены бактерии и гены обезьяны. Первое трансгенное растение было создано в 1982 году, всего лишь спустя 29 лет после открытия первичной структуры ДНК. Это был табак. Так началась история противостояния противников и сторонников генетически модифицированных продуктов. В 1992 году в Китае стали выращивать табак, устойчивый к пестицидам. В 1994 году в США появились генетически модифицированные помидоры. К 1995 году около 60 видов домашних растений было генетически модифицировано. Сейчас число таких видов и сортов сельскохозяйственных растений превышает сотню. Это и картофель, и рис, и рапс, и соя, и кукуруза, и хлопок, и томаты и другие культуры.

2. Трансгенные растения: аргументы ЗА.

Генетически измененные (трансгенные) культуры прочно входят в жизнь людей. Мировые площади возделывания этих растений неуклонно растут уже несколько лет подряд со скоростью более 10% в год.

Растущий интерес к трансгенным растениям обусловлен тем, что 800 млн. человек ежегодно страдают от недоедания, а миллионы ежегодно умирают от голода. Причины в засухах, болезнях растений и вредителях, неэффективной системе землепользования. Обеспечить продовольствием прирост населения только с помощью традиционных агротехнических приемов, таких как увеличение площадей посадки, использование химических средств подкормки и защиты растений, выведение новых сортов путем классической селекции и т.д., представляется маловероятным. Поэтому, особые надежды возлагаются на генную инженерию, которая, по сути, продолжает направление традиционной селекции по улучшению генотипов полезных растений, но достигает тех же целей более эффективным и быстрым путем.

Чем же так привлекают трансгенные растения (ТР)? ТР более устойчивы ко всевозможным вирусам, бактериям, и другим патогенам, что сокращает или сводит на нет использование гербицидов и инсектицидов в сельском хозяйстве и соответственно расходы на получение продукции (хороший экономический эффект). Урожай ТР дольше хранится, имеет привлекательный вид и улучшенный пищевой состав.

Сейчас в мире существуют сотни генетически модифицированных растений (соя, кукуруза, картофель, томаты, хлопок, рапс), растений с так необходимыми для сельского хозяйства свойствами. Но если раньше на создание новых видов и сортов с улучшенными свойствами уходили десятилетия или, по крайней мере, годы, то с помощью новых биотехнологических приемов этот процесс можно значительно ускорить. В клетку in vitro (в пробирке) вживляется ген, затем из клеточных культур в лабораторных условиях получают растения, которые переносятся в поле, — таким образом, создается новый вид с нужными потребительскими свойствами.

Трансгенные растения — это не только генетически модифицированные пищевые продукты, или растения, устойчивые ко всем пестицидам мира. Это еще и великолепный продуцент вакцин и лекарств. Трансгенные табак, рис, кукуруза и некоторые другие растения исправно поставляют многие терапевтические белки, такие как альбумины, интерфероны, гирудин. Белки, синтезированные трансгенными растениями, гораздо безопаснее продуктов животного происхождения, потому что в растительных клетках не развиваются такие патогены человека и животных, как вирусы.

Помимо решения чисто практических задач, ТР представляет ученым новые возможности для познания молекулярных процессов, определяющих рост, развитие и жизнедеятельность организмов. В настоящее время редкое крупное фундаментальное исследование физиологии и биохимии растений обходится без применения генной технологии. Генетическая инженерия позволяет прямым путем выяснить функцию изучаемых белков (ферментов) и соответствующих генов.

Таким образом, успехи биотехнологии и генной инженерии открывают громадные перспективы дальнейшего прогресса сельского хозяйства. В то же время, практическое использование результатов сельскохозяйственной биотехнологии сдерживаются сегодня опасением негативного воздействия ГМ — продуктов на окружающую среду и человека.

3. Трансгенные растения: аргументы ПРОТИВ.

Проблемы широкого внедрения трансгенных растений ставит множество вопросов перед обществом. Важное место среди них занимают вопросы, связанные с безопасностью генетически модифицированных объектов (ГМО). Европейские страны (включая Россию) воздерживаются от крупномасштабного выращивания трансгенных растений на своих территориях.

С оценками экологического риска трансгенных растений связаны серьезные трудности. Можно ли предсказать, как трансгенные растения будут влиять на природные экосистемы?

Большинство трансгенных организмов являются бесплодными. Внедрение чужеродных генов других видов или классов в организмы приводит к определенному генетическому сбою и к блокированию процессов размножения: своеобразный «протест» природы против распространения генетических химер. Кроме того, стерильные растения могут появляться при трансформации генами, вовлеченными в метаболизм растительных гормонов.

Сторонники ГМО утверждают, что ГМ — вставки полностью разрушаются в желудочно-кишечном тракте человека. Какая разница, что мы едим, все равно все распадается на составные части. Судя по всему, это основной и единственный аргумент защитников трансгенных продуктов. Однако поедание организмов друг другом может лежать в основе горизонтального переноса, поскольку показано, что ДНК переваривается не до конца и отдельные молекулы могут попадать из кишечника в клетку и в ядро, а затем интегрироваться в хромосому.

К сожалению, в продажу поступает достаточно много трансгенных продуктов. Плазмиды с ГМ – вставками могут попадать в бактерии желудочно-кишечного тракта, а затем и в клетки крови, половые и другие клетки человека, трансформируя их. Из «трансформированных» половых клеток будут появляться дети с генами от других видов и классов животных или растений, т.е. появляться генетические «химеры», большинство из которых будут бесплодными.

Трансгенные растения зачастую не отличить по морфологическим признакам от исходных сортов (если целью не является изменение морфологии). Но, трансгенный картофель, к примеру, не может храниться более трех месяцев, его надо срочно перерабатывать на чипсы.

В настоящее время возделывание ТР не имеет экономических преимуществ перед обычными современными технологиями возделывания традиционных сортов. Пищевые продукты и корма, полученные из ТР, по диетологическим показателям и вкусовым качествам ни в чем не превосходят обычные пищевые продукты и корма. Причем, качество последних легче и надежнее контролировать, чем трансгенные.

В результате генной модификации могут синтезироваться какие-то компоненты, вызывающие аллергические реакции, или появиться опасные соединения, обладающие мутагенным, канцерогенным или токсическим эффектом. Аллергия – это сбой в работе нашей иммунной системы, призванной распознавать чужеродные белки из оболочек болезнетворных бактерий и вирусов, а также некоторые токсины.

Замена трансгенным соевым белком белков животных — сверхвыгодный бизнес, и без того весьма скудный по биологической полноценности рацион не менее 100 млн. россиян станет на 60-70% еще хуже. Это обострит и без того весьма неблагополучное положение со здоровьем большей части населения России, особенно молодежи. К тому же, некоторые активные компоненты соевого белка, которым заменяется в нашей стране мясо в колбасных изделиях, по-видимому, влияют на поджелудочную железу человека. А мы знаем, что, к примеру, от опухоли поджелудочной железы спасения пока нет.

Далеко не все разделяют оптимизм тех ученых, которые считают, что ГМ – продукция безвредна для здоровья. Люди пока не знают, к каким последствиям может привести длительное употребление в пищу ГМ — продуктов. Никто точно не выяснил, как это влияет на сам организм и микрофлору организма. Для того чтобы проверить это, необходимо минимум одно поколение.

4. Карта трансгенного мира.

В настоящее время на долю четырех стран приходится 99% мирового коммерческого производства трансгенных растений. Но все меняется – предвзятые мнения отбрасываются, законы приближаются к реальной практике, а семена дают всходы. На карте мира показано, где укоренились трансгенные растения.

Северная Америка. США – крупнейший в мире производитель и потребитель ГМО – лидируют как по площадям посевов, так и по степени принятия обществом трансгенной пищи. ГМ растения используются повсеместно, составляя 40% выращиваемой в стране кукурузы, 81% сои, 65% канолы (рапса) и 73% хлопка, и эти цифры продолжают расти.

ГМ продукты применяются при изготовлении как продуктов питания для людей, так и кормов для животных без требования специальной маркировки при наличии в продукции трансгенных источников.

В Мексике культивируют ГМ хлопок и, вероятно, несмотря на ограничения, также и ГМ кукурузу. Мексика – родина кукурузы, и правительство в 1998 г. ввело ограничения на выращивание ее ГМ сортов, чтобы сохранить множество существующих здесь дикорастущих видов. Южная Америка. В 2002 г. Бразилия одобрила применение генетически модифицированной сои, что, возможно, положило начало легализации всех ГМО. В 1998 и 1999 гг. здесь были наложены ограничения, практически заморозившие все работы в этой области. Однако, несмотря на запрет, в некоторых районах фермеры продолжали выращивать ГМ сою; в некоторых штатах ее доля составляет 80% посадок этой культуры.

Европа. После пятилетнего перерыва Европа вплотную подошла к разрешению коммерческого выращивания ГМ культур. В 1998 г., после принятия ЕС правил применения ГМ продукции, Франция, Италия, Дания, Греция и Люксембург запретили ГМ продукты. Сейчас ЕС принял новые правила сертификации и маркировки ГМП и значительно смягчил свою позицию.

Азия. Филлипины стали первой азиатской страной, одобрившей выращивание ГМ культур, в декабре 2001 г. начав с Bt-кукурузы.

В Китае выращивание ГМ растений шло полным ходом до 2000 г., когда правительство неожиданно ввело ограничения. Полагают, что это реакция на компанию, развернутую противниками ГМО на Западе. На текущий момент половина китайского хлопка трансгенна.

В Японии 38 ГМ продуктов разрешены для коммерческого использования, еще 55 уже прошли исследования на пищевую безопасность в министерстве здравоохранения, но ни одно не нашло коммерческого применения из-за отсутствия спроса.

Австралия. В Австралии наблюдается бум ГМ хлопка. По закону фермерам разрешено занимать под посевы Bt-хлопка не более 30% поля.

В Новой Зеландии 29 октября 2002 закончился срок действия моратория на применение ГМ культур. Но трансгенного бума никто не ожидает, т.к. новозеландские фермеры выращивают слишком мало сои, хлопка и рапса.

Африка. Южная Африка – это единственная африканская страна с масштабными посадками ГМ — культур. 80% хлопка, 20% кукурузы и 11% сои здесь генетически модифицированы.

В России до настоящего времени не выращивается ни одна трансгенная культура в коммерческих целях, но общее потребление продукции, произведенной на основе биотехнологий, значительно увеличилось. Уже в 2002-2003 гг. в Россию ввозилось от 250 до 500 тыс. тонн трансгенного соевого белка, от 60 до 100 тыс. тонн трансгенного соевого и рапсового масла, кукурузного крахмала. Сегодня, для переработки и потребления в пищу без ограничений разрешены продукты из сои, сахарной свеклы и кукурузы, устойчивых к гербициду «Раундап», из картофеля, устойчивого к колорадскому жуку, и из кукурузы, устойчивой к стеблевому мотыльку.

5. Содержание трансгенных компонентов в различных продуктах питания.

Использование ГМ — организмов в производстве продуктов питания – относительно новое и молодое направление развития промышленности. Для достоверной оценки безопасности таких продуктов должно пройти много времени — по крайней мере, должно смениться несколько поколений потребителей, использующих в питании продукты или компоненты , полученные из ГМ — организмов.

Нами проведены исследования нескольких групп продуктов, пользующихся спросом покупателей, на предмет содержания в них белков растительного происхождения (в том числе трансгенных) и наличия соответствующей информации на этикетке.

Как видно из таблицы все исследуемые наименования шоколада содержали растительные белки или их следы. Чаще всего это соевый белок, который вероятнее всего генетически модифицированный, поскольку стоимость такого белка значительно ниже, чем немодифицированного. Следы растительных белков могут быть, скорее всего, как следствием технологического процесса изготовления, так и с рецептурой, поскольку в качестве орехов в шоколаде чаще всего фигурирует соевый белок с соответствующими ароматизаторами (арахис, фундук, миндаль). Соответствующая маркировка на этикетке была обнаружена только на 2 из 17 исследуемых наименований шоколада.

Содержание растительных белков в продуктах питания

Наименование продукта

В состав исследуемых нами наименований чипсов, соусов и майонезов также входит растительный белок и углеводы (крахмал). На этикетках только некоторые производители указали, что продукт содержит генетически модифицированный крахмал. Как стало нам известно из литературных источников, ГМ картофель не может длительное время храниться, поэтому его перерабатывают в чипсы или в крахмал, который в дальнейшем используется при производстве соусов, кетчупов, майонезов и тех же чипсов.

Мы исследовали 6 наименований пельменей и 3 наименования колбасы, на этикетках которых также указано, что продукт содержит растительный белок. До 1974 года в советских колбасах высшего сорта, кроме мяса, ничего не было. Об этом говорят нормативные документы тех лет, воспоминания ветеранов колбасного производства. В 1974 году в СССР начались временные перебои с сырьем (засуха 1972 года), и в ГОСТы по производству колбас ввели изменения. В мясной фарш разрешалось добавлять до 2% крахмала или муки, или заменителя белка животного происхождения (молоко или кровь). Недоложенные 2% мяса по стране давали огромную экономию. Трудности с сырьем продолжались до начала перестройки. Раньше колбасы выпускались по ГОСТам и ТУ, которые утверждались на уровне Совмина РСФСР, строго соблюдалась рецептура изготовления. Сегодня ТУ утверждаются самим предприятием, которое работает по принципу: меньше мяса – больше заменителей. Колбасы 2 сорта на 70% состоят из сои и разных химических добавок. Соя очень хорошо впитывает влагу. Если на 100 кг колбасы используется до 10 кг сои, значит, туда же идет до 60 литров воды. Широко используется каррагинан: растительный белок на основе морских водорослей. Он очень влагоемкий, хорошо сохраняет плотность товара и его монолитность. Используют ли мясокомбинаты генетически модифицированные продукты? Чистая соя на 30-40% дороже трансгенной. Поэтому ее использование экономически более выгодно.

Всякого, кто употребляет колбасу, интересует вопрос: «Где ее делают более качественную – на крупных комбинатах или на мелких?». Оказалось, что на небольших заводиках качество более высокое.

В условиях жесткой экономии ресурсов каждый мясокомбинат работает по замкнутому циклу, без отходов, в дело идут даже большие говяжьи кости: они перемалываются на муку и в качестве компонента добавляются в колбасы.

Пельмени по своему составу часто бывают более сомнительные, чем колбаса. Чтобы сделать их максимально доступными для народа, экономить приходится на всем. В конечном итоге получается, что пельмени состоят из сои и говяжьей грудинки – самой жирной и проблемной части туши. Соя удерживает в связанном состоянии говяжий жир, с которым работать очень тяжело, поскольку у него низкая температура плавления.

Богатый выбор российских колбас и пельменей и отсутствие дефицита еще не говорит о том, что мы потребляем здоровую и полезную пищу.

Одним из волнующих общественность вопросов является маркировка на упаковке с ГМ — продукцией. Наличие или отсутствие подобной маркировки не может говорить об опасности или безопасности продукта — ведь если продукт выпущен на рынок, значит, он прошел необходимые тесты и признан безопасным. Маркировка продукции имеет смысл только для того, чтобы покупатель сознательно отдал предпочтение одному продукту по отношению к другому.

III. Заключение

_________________________________________________

Фундаментальная биология обогатилась за последние годы множеством новых прогрессивных технологий. Идет настоящая биотехнологическая, генноинженерная революция, в основе которой лежат методы трансгенеза.

Результаты экспериментов генных инженеров все чаще находят применение в науке и различных отраслях промышленности. Трансгенные растения – это и вакцины от таких болезней человечества как туберкулез, СПИД и многие другие, это и устойчивые к засухе, высоким и низким температурам, болезням и вредителям сорта сельскохозяйственных растений, выращивание которых дает несравнимый экономический эффект. Но не стоит так же забывать, что коммерческому использованию трансгенных продуктов должна предшествовать длительная работа по исследованию последствий применения генетически измененных компонентов, поскольку нельзя однозначно сказать вредят ли подобные организмы окружающей среде и человеку.

Необходимо помнить, что, несмотря на то, что использование трансгенного соевого белка — сверхвыгодный бизнес, все же это не сможет заменить белков животного происхождения, и сделает скудным и без того неполноценный рацион питания, что в свою очередь обострит и без того весьма неблагополучное положение со здоровьем большей части населения России, особенно молодежи.

В нашей стране рядом законов запрещено выращивать в коммерческих целях трансгенные культуры, хотя поставки трансгенных белков и масла год от года только растут. Производители обязаны указывать на этикетке продукции о наличии в составе трансгенных компонентов, когда их количество превышает 5% (в Европе эта планка соответствует всего лишь 0,9%), но указывают считанные единицы. А покупатели по-прежнему в неведении покупают подобные товары, не подозревая какую опасность может таить использование таких продуктов в пищу.

У трансгенных растений много сторонников и много противников, но покупатели, на наш взгляд, должны иметь возможность выбора: использовать более дешевые трансгенные продукты или все-таки более дорогие, пусть не столь приятные на внешний вид, но биологически чистые продукты. Ведь как гласит народная мудрость: «Человек есть то, что он ест».

ВЫВОДЫ.

Нами проанализирован и систематизирован имеющийся в литературе материал по использованию трансгенных растений в науке и различных отраслях промышленности. Использование таковых имеет как положительные стороны, так и отрицательные.

В ходе исследования мы изучили несколько наименований продуктов питания, пользующихся спросом покупателей. Нами обнаружено, что большинство из них содержит белки растительного происхождения, в том числе и трансгенные, а также крахмал, изготовленный в основном из трансгенных растений картофеля и кукурузы.

Результаты нашего исследования можно использовать на уроках биологии, экологии, а также на классных часах, посвященных здоровому образу жизни.

IV. Список использованной литературы

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.

8. Электронный ресурс http://www.biodiv.org/biosafe/BIOSAFETY—PROTOCOL.htm.