Autor: Anna Juwan

Temat: Cele i metody transformacji genetycznej roślin i zwierząt

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

Podstawa programowa:

Kształtowane kompetencje kluczowe:

• kompetencje cyfrowe;

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne (językiem ucznia):

• Wyjaśnisz czym są: organizm zmodyfikowany genetycznie (GMO) i organizm transgeniczny.

• Określisz możliwe efekty manipulacji informacją genetyczną roślin i zwierząt.

• Sformułujesz cele modyfikacji genetycznych roślin i zwierząt.

• Przedstawisz metody otrzymywania transgenicznych roślin i zwierząt.

• Wybierzesz przykłady modyfikacji genetycznych roślin i zwierząt, mających szczególne znaczenie dla gospodarki człowieka i rozwoju nauki.

• Przeprowadzisz wirtualną transformację myszy metodą mikroiniekcji oraz kukurydzy metodą wektorową.

Strategie nauczania:

• konstruktywizm;

• konektywizm.

Metody i techniki nauczania:

• z użyciem komputera;

• ćwiczenia interaktywne;

• rozmowa kierowana;

• wirtualne laboratorium;

• symulacja;

• gra dydaktyczna;

• gwiazda pytań.

Formy pracy:

• praca indywidualna;

• praca w parach;

• praca w grupach;

• praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

• komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;

• zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

• tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

• arkusze papieru A3 z ilustracją gwiazdy.

Przed lekcją:

1. Uczniowie zapoznają się z treścią w sekcji „Przeczytaj”.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

1. Nauczyciel wyświetla i odczytuje temat lekcji oraz zawarte w sekcji „Wprowadzenie” cele zajęć. Prosi uczniów lub wybraną osobę o sformułowanie kryteriów sukcesu.

2. Wprowadzenie do tematu. Nauczyciel prowadzi pogadankę, zadając pytania:
   – W jakim celu tworzone są rośliny modyfikowane genetycznie?
   – Jakie użytkowe cechy roślin i zwierząt są istotne dla gospodarki człowieka?
   – Jakie znacie przykłady wykorzystania roślin modyfikowanych genetycznie w rolnictwie, sadownictwie lub medycynie?
   – W jakim celu tworzone są zwierzęta modyfikowane genetycznie?
   – Jakie znacie przykłady wykorzystania zwierząt modyfikowanych genetycznie w hodowli i medycynie?

Faza realizacyjna:

1. Praca z multimedium („Wirtualne laboratorium WL‑S”). Uczniowie pracują indywidualnie: korzystając z wiedzy na temat metod transformacji genetycznych, planują i przeprowadzają doświadczenie, które pozwoli im rozwiązać problem badawczy („Jaka jest skuteczność mikroiniekcji genu zielonej fluorescencji do mysich zarodków?”). W formularzu notują hipotezę, wyniki i wnioski. Wybrane osoby przedstawiają je na forum klasy.

2. Praca z multimedium („Symulacja interaktywna”). Uczniowie za pomocą symulacji interaktywnej przeprowadzają transformację genetyczną rośliny z użyciem metody wektorowej. Następnie wykonują w parach polecenie nr 2 („Wyjaśnij, dlaczego po spryskaniu herbicydem jedna roślina zwiędła, a druga nie”) oraz polecenie nr 3 („Wyjaśnij, dlaczego do transformacji genetycznej roślin wykorzystywane są bakterie z rodzaju Agrobacterium. W odpowiedzi odnieś się do budowy komórki bakterii i jej zdolności metabolicznych”) i porównują swoje odpowiedzi w zespołach czteroosobowych. Wybrane grupy przedstawiają rozwiązania na forum klasy.

3. Utrwalenie wiedzy i umiejętności. Uczniowie w 4‑osobowych grupach wykonują ćwiczenie nr 8 (w którym mają za zadanie udowodnić, że podczas transformacji genetycznej roślin z użyciem wektora następuje także modyfikacja genetyczna mikroorganizmu), a po upływie wyznaczonego czasu dzielą się swoimi odpowiedziami na forum klasy.

Faza podsumowująca:

1. Gwiazda pytań. Nauczyciel dzieli klasę na trzy grupy. Każdy zespół otrzymuje arkusz papieru A3 z ilustracją gwiazdy. Zadaniem uczniów jest umieszczenie na ramionach gwiazdy pięciu pytań dotyczących tematu lekcji. Każdy zespół po napisaniu pytań przekazuje gwiazdę innej grupie, zgodnie z kierunkiem wskazówek zegara. Teraz zadaniem uczniów jest udzielenie odpowiedzi na zadane pytania na podstawie wiadomości znajdujących się w e‑materiale.
   Uczniowie swoje odpowiedzi zapisują na otrzymanym arkuszu papieru A3. Po upływie wyznaczonego czasu grupy prezentują swoje gwiazdy. Nauczyciel w razie potrzeby uzupełnia informacje, wyjaśnia wątpliwości.

2. Nauczyciel wyświetla na tablicy temat lekcji i cele zawarte w sekcji „Wprowadzenie”. W tym kontekście dokonuje podsumowania najważniejszych informacji przedstawionych na lekcji oraz wyjaśnia wątpliwości uczniów.

Praca domowa:

1. Wykonaj ćwiczenia od 1 do 7 z sekcji „Sprawdź się”.

Materiały pomocnicze:

• Jane B. Reece i in., „Biologia Campbella”, tłum. K. Stobrawa i in., Dom Wydawniczy REBIS, Poznań 2021.

• „Encyklopedia szkolna. Biologia”, red. Marta Stęplewska, Robert Mitoraj, Wydawnictwo Zielona Sowa, Kraków 2006.

Dodatkowe wskazówki metodyczne:

• Nauczyciel może wykorzystać medium zamieszczone w sekcji „Wirtualne laboratorium WL‑S” na lekcji „Transformacje genetyczne”.