گفتار 3 فصل 7 زیست دوازدهم [آموزش و تدریس ویدیویی]

گفتار 3 فصل 7 زیست دوازدهم را با آموزش و تدریس ویدیویی و توضیح به بهترین شکل یاد بگیرید. تدریس به‌روز این گفتار همراه با آموزش ویدیویی «دکتر الهه بنام» را در سایت آموزش زیست، رایگان ببینید.

علم زیست‌شناسی آن‌قدر گسترده است که موارد زیادی را در بر می‌گیرد. برای درک آن می‌توان از علوم دیگر نیز کمک گرفت. برخی از این علوم شامل زیست‌فناوری و مهندسی ژنتیک و فناوری مهندسی پروتئین و بافت هستند. با آنها در دو گفتار قبلی آشنا شدیم. قرار است ببینیم که کاربردهای زیست فناوری چیست؟ حال نوبت آن است که به آموزش سومین گفتار از هفتمین فصل زیست 12 بپردازیم.

در ابتدا، ویدیوی آموزشی این بخش را مشاهده می‌کنیم.

فیلم تدریس گفتار 3 فصل 7 زیست دوازدهم

آموزش ویدیویی بخشی از «گفتار سوم فصل هفتم زیست دوازدهم» را در پایین قرار داده‌ایم. مدرس این قسمت، خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند.

زیست فناوری کاربردهای زیادی دارد. در ابتدا با کاربرد آن در کشاورزی آشنا می‌شویم. سپس به بررسی این می‌پردازیم که در پزشکی جه کاربردهایی دارد. تولید جانوران تراژنی یکی دیگر از کاربردهای زیست فناوری است. انتهای گفتار نیز به اقتصاد و اخلاق در زیست فناوری اختصاص دارد.

بیشتر بدانید: آموزش فصل هفتم زیست دوازدهم

کاربردهای زیست فناوری؛ گفتار سوم فصل هفتم زیست دوازدهم

در گفتار قبلی دیدیم که زیست فناوری در زمینه‌های متفاوتی کاربرد دارد. اکنون می‌خواهیم بدانیم چگونه می‌توان از این شاخه علمی برای بهبود کیفیت زندگی انسان و حفظ محیط زیست بهره برد.

کاربرد زیست فناوری در کشاورزی

تحول در کشاورزی نوین توانست افزایش چشمگیری در محصولات کشاورزی مانند گندم، برنج و ذرت ایجاد کند. از نتایج این تحول می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده از کودها و سموم شیمیایی
• کشت انواع محصول
• استفاده از ماشین‌ها در کشاورزی
• افزایش سطح زیر کشت

در کنار آن عواقب زیانباری مانند آلودگی محیط زیست، کاهش تنوع ژنی و تخریب جنگل‌ها و مراتع را نیز شاهد بودیم. نباید برای افزایش محصولات به هر روشی متوسل شد. بنابراین، شاید فناوری‌های جدید زیستی بتوانند تا حدودی مشکلات بشر را در این زمنیه حل کنند.

یکی از کاربردهای زیست فناوری، تولید گیاهان مقاوم در برابر بعضی آفت‌ها هستند. این روش توانسته است مصرف آفت‌کش‌ها را کاهش دهد. مثلا برخی از باکتری‌های خاکزی، پروتئین‌هایی تولید می‌کنند که حشرات مضر برای گیاهان زراعی را می‌کشند. این باکتری‌ها در مرحله‌ای از رشد خود نوعی پروتئین سمی می‌سازند که ابتدا به‌صورت مولکولی غیرفعال است. این مولکول در بدن حشره فعال شده، حشره را از بین می‌برد. چرا این سم نمی‌تواند خود باکتری را از بین ببرد؟

پیش سم غیرفعال، تحت تاثیر آنزیم‌های گوارشی موجود در لوله گوارش حشره شکسته و فعال می‌شود. سم فعال شده باعث تخریب یاخته‌های لوله گوارش و سرانجام مرگ حشره می‌شود.

روش تولید گیاه مقاوم به آفت

برای تولید گیاه مقاوم به آفت، ابتدا ژن مربوط این سم از ژنوم باکتری جداسازی و پس از همسانه‌سازی به گیاه موردنظر انتقال داده می‌شود. تاکنون با این روش چند نوع گیاه مقاوم مثل ذرت، پنبه و سویا تولید شده‌اند.

شکل 12 از گفتار 3 فصل 7 زیست دوازدهم را ببینید.

نوزاد کرمی شکل (لارو) به درون غوزه نارس پنبه نفوذ می‌کند. بنابراین، برای از بین بردن این آفت سم‌پاشی‌های متعدد لازم است، زیرا آفت در معرض سم قرار نمی‌گیرد. از سوی دیگر، استفاده زیاد سم برای محیط زیست مضر است.

با کمک فناوری زیستی و تولید پنبه‌های مقاوم، نیاز به سم‌پاشی مزارع پنبه تا حدود زیادی کاهش پیدا کرده است. حشره در اثر خوردن گیاه مقاوم شده از بین می‌رود و فرصت ورود به درون غوزه را از دست می‌دهد. بنابراین، نیاز به سم‌پاشی مزرعه کاهش می‌یابد.

زیست فناوری علاوه بر تولید گیاهان مقاوم در برابر آفت‌ها، کاربردهای زیادی در زمینه کشاورزی دارد. از این کاربردها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اصلاح بذر برای تولید گیاهان مطلوب
• تولید گیاهان مقاوم به خشکی و شوری
• تنظیم سرعت رسیدن میوه‌ها
• افزایش ارزش غذایی محصولات

موارد گفته شده با انجام روش‌های مهندسی ژنتیک ممکن شده است. تولید گیاهان زراعی مقاوم به علف‌کش‌ها نیز از دیگر دستاوردهای این فناوری است.

کاربرد زیست فناوری در پزشکی

زیست فناوری در پزشکی کاربردهای گوناگونی دارد. در گفتار 3 فصل 7 زیست دوازدهم، چهار مورد از این کاربردها را با همدیگر بررسی می‌کنیم.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار یک فصل هفت زیست دوازدهم

تولید دارو

فناوری دنای نوترکیب به‌علت تولید داروهای مطمئن و موثر، جایگاه ویژه‌ای در صنعت داروسازی دارد. این داروها، برخلاف فراورده‌های مشابهی که از منابع غیرانسانی تهیه می‌شوند، پاسخ‌های ایمنی ایجاد نمی‌کنند. انسولین، یکی از داروهایی است که توسط این فناوری تولید می‌شود.

دیابت نوع یک را می‌توان به‌وسیله دریافت انسولین کنترل کرد. یکی از روش‌های تهیه انسولین جداسازی و خالص کردن آن از لوزالمعده جانورانی مثل گاو است. روش دیگر، استفاده از مهندسی ژنتیک است.

باکتری در صورت داشتن ژن انسولین انسانی، می‌تواند آن را بسازد. مولکول انسولین فعال، از دو زنجیره کوتاه پلی‌پپتیدی به نام‌های A و B تشکیل شده است که به یکدیگر متصل هستند. در پستانداران از جمله انسان انسولین به‌صورت یک مولکول پیش هورمون ساخته می‌شود.

شکل بالا را ببینید. پیش‌هورمون به‌صورت یک زنجیره پلی‌پپتیدی است. با جداشدن بخشی از توالی به نام زنجیره C به هورمونِ فعال تبدیل می‌شود.

مهم‌ترین مرحله در ساخت انسولین به روش مهندسی ژنتیک، تبدیل انسولین غیرفعال به انسولین فعال است. دلیلش این است که تبدیل پیش‌هورمون به هورمون در باکتری انجام نمی‌شود. در سال 1983 برای اولین بار یک کار انجام شد. دو توالی دنا به‌صورت جداگانه برای رمز کردن زنجیره‌های A و B انسولین تولید و توسط دیسَک به نوعی باکتری منتقل شدند. سپس، زنجیره‌های پلی‌پپتیدی ساخته شده جمع‌آوری و در آزمایشگاه به‌وسیله پیوندهایی به یکدیگر متصل شدند.

تولید واکسن گفتار 3 فصل 7 زیست دوازدهم

روش‌های قبلی تولید واکسن شامل ضعیف‌کردن میکروب‌ها، کشتن آنها و یا غیرفعال کردن سموم خالص شده آنها با روش‌هایی خاص بود. واکسن تولیدشده باید بتواند دستگاه ایمنی را برای مقابله با عامل بیماری‌زا تحریک کند، اما منجر به ایجاد بیماری نشود. چنانچه در مراحل تولید واکسن خطایی رخ دهد، احتمال بروز بیماری در اثر مصرف آن وجود دارد.

واکسن‌های تولیدشده با روش مهندسی ژنتیک چنین خطری ندارند. در این روش، ژن مربوط به پادگن (آنتی‌ژن) سطحی عامل بیماری‌زا به یک باکتری یا ویروس غیربیماری‌زا منتقل می‌شود. واکسن نوترکیب ضد هپاتیت B با این روش تولید شده است.

ژن درمانی

آیا می‌توان افرادی را که با بیماری ارثی متولد می‌شوند، درمان کرد؟

پاسخ به این سوال مشکل است. یکی از روش‌های جدید درمان بیماری‌های ژنتیکی، ژن‌درمانی است که خود مجموعه‌ای از روش‌هاست. ژن درمانی یعنی قراردادن نسخه سالم یک ژن در یاخته‌های فردی که دارای نسخه‌ای ناقص از همان ژن است. در این روش یاخته‌هایی را از بدن بیمار خارج و ژن سالم را با کمک ناقل وارد آنها می‌کنند. سپس، یاخته تغییر یافته را به بدن بیمار باز می‌گردانند.

اولین ژن‌درمانی موفقیت‌آمیز در سال 1990 برای یک دختربچه 4 ساله، دارای نوعی نقص ژنی، انجام شد. این ژن جهش یافته نمی‌توانست یک آنزیم مهم دستگاه ایمنی را بسازد. برای درمان آن ابتدا لنفوسیت‌ها را از خون بیمار جدا کردند و در خارج از بدن کشت دادند. سپس نسخه‌ای از ژن کارآمد را به لنفوسیت‌ها منتقل و آنها را وارد بدن بیمار کردند. این یاخته‌ها توانستند آنزیم مورد نیاز بدن را بسازند ولی قدرت بقای زیادی نداشتند. بنابراین لازم بود بیمار به‌طور متناوب لنفوسیت‌های مهندسی شده را دریافت کند.

برای درمان این افراد می‌توان از روش‌هایی مثل پیوند مغز استخوان و یا تزریق آنزیم هم استفاده کرد.

تشخیص بیماری

برای درمان موفقیت‌آمیز یک بیماری، تشخیص اولیه و شناخت آن بسیار مهم است. دو مورد از روش‌های تشخیصی، آزمایش خون و ادرار هستند. روش‌های دیگری مثل فناوری‌های مبتنی بر دنا در تشخیص بیماری نقش مهمی دارند.

تشخیص بیماری وقتی که علائم آن در بدن ظاهر شده باشد ساده است. با وجود این، وقتی که هنوز علائم ظاهر نشده‌اند و میزان عامل بیماری‌زا در بدن پایین است، مشکل است. امروزه با کمک روش‌های زیست‌فناوری و شناسایی نوکلئیک اسید عامل بیماری‌زا می‌توان به وجود آن در بدن پی برد.

با ادامه گفتار 3 فصل 7 زیست دوازدهم همراه بایوبنام باشید.

روند تشخیص بیماری ایدز

ایدز بیماری خطرناکی است و هنوز درمان قطعی برای آن وجود ندارد. فرد مبتلا به ایدر توانایی دفاع در مقابل عوامل بیماری‌زا را از دست می‌دهد. برای تشخیص ایدز در مراحل اولیه، دنای موجود در خون فرد مشکوک را استخراج می‌کنند. دنای استخراج‌شده شامل دنای یاخته‌های بدن خود فرد و احتمال دنای ساخته‌شده از رنای ویروس است. سپس با استفاده از روش‌هیا زیست‌فناوری دنای ویروس تشخیص داده می‌شود.

تشخیص زودهنگام آلودگی با ویروس ایدز اهمیت زیادی دارد. این کار باعث می‌شود که بدون اتلاف وقت، اقدامان درمانی و پیشگیری لازم برای جلوگیری از انتقال ویروس به سایر افراد صورت گیرد.

زیست فناوری در موارد زیر نیز کاربرد دارد:

• تشخیص ژن‌های جهش یافته در بیماران مستعد به سرطان
• مسائل پزشکی قانونی
• مطالعه تحقیقاتی در مورد دنای فسیل‌ها و …

اهمیت تولید جانوران تراژنی در زیست فناوری

دلایل متعددی برای طراحی و تولید این جانوران وجود دارد که می‌توان به چند مورد اشاره کرد:

• مطالعه عملکرد ژن‌های خالص در بدن مثل ژن‌های عوامل رشد و نقش آنها در رشد بهتر دام‌ها
• کاربرد آنها به‌عنوان مدلی برای مطالعه بیماری‌های انسانی از قبیل انواع سرطان، آلزایمر و بیماری ام. اس
• تولید پروتئین‌های انسانی یا داروهای خاص در بدن آنها، به‌عنوان مثال دام‌های تراژنی می‌توانند شیر غنی از نوعی پروتئین انسانی تولید کنند که برای انسان نسبت به شیر طبیعی دام‌ها مناسب‌تر است.

زیست فناوری و اقتصاد

زیست فناوری امروزه عمدتا با مهندسی ژنتیک شناخته می‌شود. با این حال، بهره‌برداری اقتصادی از این فناوری الزاما وابسته به دستکاری جانداران نیست. انسان در طول تاریخ از باکتری‌ها و قارچ‌ها در تولید محصولاتی مانند ماست و پنیر استفاده کرده است. صنایع لینی همچنان با بهره‌مندی از آنزیم‌ها و ریزجانداران، محصولات متنوعی روانه بازار می‌کنند.

با استفاده از زیست فناوری، اساس شکل گیری صنایع متفاوتی در دنیای امروز پایه ریزی شده است. بعضی از آنها عبارت‌اند از:

• تولید انواعی از ترکیبات بر مبنای فرایندهای زیستی
• استفاده از گیاهان و جلبک‌ها در تولید سوخت و ترکیبات دیگر
• شناسایی ریزجانداران و گیاهانی که می‌توانند به‌عنوان منابع تجدیدپذیر در تولید ترکیبات گوناگون به کار روند.

فتوبیوراکتور گفتار 3 فصل 7 زیست دوازدهم

فتوبیوراکتور نمونه‌ای از فناوری زیستی با کاربرد صنعتی است. فتوبیوراکتورها محیط‌های کشت وسیع جانداران فتوسنتزکننده‌ای مانند جلبک‌ها هستند. این جانداران با انجام فتوسنتز انواعی از مواد را می‌سازند. از این مواد می‌توان در تولید سوخت زیستی، دارو، مکمل‌های غذایی و ترکیبات دیگر استفاده کرد.

بیشتر بدانید: تدریس گفتار دو فصل هفت زیست دوازدهم

زیست فناوری و اخلاق

مانند همه دستاوردهای بشر، استفاده از این دستاورد علمی نیز باید با ملاحظاتی همراه باشد. این ملاحظات جنبه‌های مختلف اخلاقی، اجتماعی و ایمنی زیستی را در بر می‌گیرند.

ایمنی زیستی شامل مجموعه‌ای از تدابیر، مقررات و روش‌هایی برای تضمین بهره‌برداری از این فناوری است. قانون ایمنی زیستی به‌منظور استفاده منساب از مزایای زیست‌فناوری و پیشگری از خطرات احتمالی آن، در همه کشورها تصویب شده است.

دانشمندان در مورد نتایج انواع کاربردهای زیست فناوری، پژوهش‌های زیادی انجام می‌دهند. صدور مجوز نهایی هم بر عهده دستگاه‌های نظارتی است. تا به حال گزارشی مبتنی بر شواهد و داده‌های علمی در مورد آثار جانبی کاربرد این فناوری، محصولات به‌دست آمده و خطرناک بودن آنها ارائه نشده است.

با توجه به حساسیت موضوع، این تحقیقات باید ادامه یابند و نتایج با دقت فراوان مورد تجزیه و تحیل قرار گیرند.

جمع بندی گفتار 3 فصل 7 زیست دوازدهم

در ابتدای این مقاله از سایت بایوبنام، آموزش ویدیویی گفتار سه فصل هفت زیست 12 را ارائه دادیم. مدرس این ویدیوی آموزشی، سرکار خانم دکتر الهه بنام، رتبه 37 کنکور تجربی هستند. پس از آن سعی کردیم با دسته‌بندی درست و بیانی شیوا، تمام مطالب و نکات زیست دوازدهم فصل هفتم گفتار سوم را پوشش دهیم.

در این مقاله، دانستیم که زیست فناوری کاربردهای گوناگونی دارد. سعی کردیم کاربردهای این علم را در کشاورژی و پزشکی زیر ذره‌بین قرار دهیم. در خلال گفتار، گپ‌وگفتی در رابطه با جانوران تراژنی داشتیم. از دیگر مباحث اشاره شده در این مقاله، جنبه‌های اخلاقی و اقتصادی زیست‌فناوری بود. خوشحال می‌شویم نظرات خود را با بایوبنام در میان بگذارید.

سعید نوراللهی

من سعید نوراللهی هستم، متخصص تولید محتوا و سئو با بیش از یک دهه تجربه در حوزه آموزش و کنکور. سال‌ها در زمینه بهینه‌سازی و مدیریت محتوای سایت‌های آموزشی فعالیت کرده‌ام و تمرکزم روی ارائه محتوای علمی و کاربردی برای دانش‌آموزان و داوطلبان کنکور است.