Univerzita Palackého v

Moderní biotechnologie, zdroje informací a jejich využití p

Studijní obory:

Olomouc 2012 Vedoucí práce: Ing. Ludmila Ohnoutková, Ph.D.

Univerzita Palackého v Olomouci

Přírodovědecká fakulta

Katedra botaniky

Moderní biotechnologie, zdroje informací a jejich využití při výuce na

středních školách

Diplomová práce

Bc. Milan Glabazňa

Studijní program: Chemie

Studijní obory: Učitelství chemie pro střední školy

Učitelství biologie pro střední školy

Forma studia: Prezenční

Vedoucí práce: Ing. Ludmila Ohnoutková, Ph.D.

Olomouci

Moderní biotechnologie, zdroje informací i výuce na

edních školách

ední školy

řední školy

Vedoucí práce: Ing. Ludmila Ohnoutková, Ph.D.

2

Prohlašuji, že předložená práce je mým původním autorským dílem, které jsem vypracoval samostatně pod vedením Ing. Ludmily Ohnoutkové, Ph.D.. Veškerou literaturu a další zdroje, z nichž jsem při zpracování čerpal, v práci řádně cituji a jsou uvedeny v seznamu použité literatury.

V Olomouci dne 30. 7. 2012 …………………………..

Bc. Milan Glabazňa

3

Děkuji Ing. Ludmile Ohnoutkové, Ph.D. za odborné konzultace, cenné připomínky a čas, který mi věnovala při vedení mé diplomové práce. Také děkuji Bc. Janě Vaškové za pomoc při práci v laboratoři.

4

BIBLIOGRAFICKÁ IDENTIFIKACE

Jméno a příjmení autora: Bc. Milan Glabazňa

Název práce: Moderní biotechnologie, zdroje informací a jejich využití při výuce na středních školách

Typ práce: Diplomová práce

Pracoviště: Katedra botaniky

Vedoucí práce: Ing. Ludmila Ohnoutková, Ph.D.

Rok obhajoby práce: 2012

ABSTRAKT

Cílem této diplomové práce je tvorba výukového programu, který se věnuje problematice

moderních biotechnologií. Soubor multimediálních prezentací je rozčleněn na tři celky.

Obecná část shrnuje základní techniky práce s nukleovými kyselinami, které jsou pro

moderní biotechnologie klíčové. Specifická část seznamuje posluchače s transgenními

rostlinami, jejich podstatou, historií a legislativou. Doplňková část slouží k opakování

nabytých vědomostí a shrnuje základní důležité pojmy.

Veškeré prezentace byly vytvořeny s použitím programu Microsoft Office PowerPoint

2007 a jsou určeny především pro studenty a učitele gymnázií, kteří si můžou

multimediální prezentace upravovat podle svého uvážení.

Diplomová práce má dvě části: teoretickou a přílohy. Teoretická část obsahuje

podrobnější rozbor výukových prezentací a návody k praktickým cvičením. Přílohy tvoří

vytištěné prezentace a multimediální CD.

Klí čová slova: Biotechnologie, DNA, GMO, transgenní rostlina

Počet stran: 42

Počet příloh: 2

Jazyk: Čeština

5

BIBLIOGRAPHICAL IDENTIFICATION:

Author’s name: Bc. Milan Glabazňa

Title: Modern biotechnology, informatik resources used on teaching high school students

Type of thesis: Master

Department: Botany

Supervisor: Ing. Ludmila Ohnoutková, Ph.D.

The year of presentation: 2012

ABSTRACT

The aim of this thesis is the creation of educational program that addresses issues of

modern biotechnology. Collection of multimedia presentations is divided into three parts.

The general part summarizes the basic techniques for working with nucleic acids that are

crucial for modern biotechnology. The specific part introduces students to the transgenic

plants, their nature, history and legislation. Additional section to repeat the acquired

knowledge and summarizes the important concepts.

All presentations were created using Microsoft Office PowerPoint 2007, and are intended

primarily for students and teachers of high schools, who may edit multimedia presentations

at its discretion.

This thesis has two parts: theoretical and attachments. The theoretical part contains

a more detailed analysis of the educational presentations and instructions for practical

exercises. Attachments are printed presentations, and multimedia CDs.

Keywords: Biotechnology, DNA, GMO, transgenic plant

Number of pages: 42

Number of appendices: 2

Language: Czech

6

OBSAH

Teoretická část

1. Úvod 8

2. Cíle práce 9

3. Materiál a metody 10

4. Rozbor výukových prezentací 12

A. DNA 12

B. Genomika 15

C. Klonování DNA 17

D. Transgenní rostliny 20

E. GMO v zemědělství 22

F. GMO: historie a zákony 23

G. Slovník 26

H. Opakování 27

5. Návody na praktická cvičení 28

6. Výsledky 35

7. Diskuse 37

8. Závěr 38

9. Seznam použitých zdrojů 39

10. Seznam použitých zkratek 41

11. Seznam obrázků 42

Přílohy

Příloha č. 1: Vytištěné prezentace

Příloha č. 2: Multimediální CD

7

Teoretická část

8

1. ÚVOD

Biotechnologie je interdisciplinární vědní obor, který využívá poznatky z různých oborů

jako např. mikrobiologie, biochemie, chemické inženýrství, genetika či elektronika.

Dle definice OSN v dohodě o biologické diverzitě je biotechnologie jakákoli technologie,

která využívá biologické systémy, živé organismy nebo jejich části k určité výrobě nebo

jejich přeměně či jinému specifickému využití.

Biotechnologii jako vědu lze rozdělit na dvě skupiny: klasická a moderní. Tato

diplomová práce je zaměřena na moderní biotechnologie, jejichž podstatou je genetická

modifikace organismů na základě přenosu genetického materiálu z jednoho druhu

organismu do druhého. Rozvoj tohoto oboru je záležitostí hlavně posledních třiceti let.

Moderní biotechnologie nacházejí široké uplatnění především v medicíně, farmacii

a zemědělství. V zemědělství jde především o zlepšování odolnosti pěstovaných plodin

a zajišťování potravinových zdrojů. Tyto cíleně změněné rostliny jsou označovány jako

geneticky modifikované organismy (GMO).

Geneticky modifikované organismy na druhé straně vzbuzují u veřejnosti celou řadu

environmentálních či zdravotnických obav, které pramení zejména z nejistoty důsledků

jejich používání z dlouhodobého hlediska.

Moderní biotechnologie a geneticky modifikované organismy mohou mít do budoucna

velký potenciální užitek, musí však být vyvíjeny a využívány s použitím odpovídajících

bezpečnostních opatření, zejména ve vztahu k životnímu prostředí a lidskému zdraví

(Roudná, 2010).

9

2. CÍLE PRÁCE

1. Vyhledání literárních zdrojů v českém a anglickém jazyce.

2. Analýza možností uplatnění dostupných informací ve výuce na středních školách.

3. Vysvětlení odborných termínů z oblasti moderních biotechnologií.

4. Vypracování odborného slovníku.

5. Návrh výukového programu.

10

3. MATERIÁL A METODY

Výukový program „Moderní biotechnologie“ má za cíl prostřednictvím multimediálních

prezentací seznámit studenty se základy poměrně mladého a rychlým tempem se

vyvíjejícího oboru, který má obrovský potenciál do budoucna.

Pro tvorbu prezentací byl použit software společnosti Microsoft: PowerPoint 2007.

Součástí multimediálních prezentací jsou původní názorné animace, fotografie, obrázky,

tabulky a odkazy na videa, která se věnují konkrétnímu tématu. Těmito prostředky bylo

docíleno didaktické zásady názornosti. Z hlediska mezipředmětových vztahů jsou

ukázková videa v původním anglickém znění.

Zásada vědeckosti byla dosažena čerpáním informací z odborné literatury v českém

a anglickém jazyce. Taktéž byly využity elektronické informační zdroje univerzity

Palackého. Mezi použitými prameny jsou také tuzemské i zahraniční internetové stránky.

Zásady soustavnosti a zpětné vazby bylo docíleno rozdělením osmi výukových

multimediálních prezentací do tří celků, které na sebe navazují:

Struktura výukového programu:

Obecná část:

A. DNA

B. Genomika

C. Klonování DNA

Specifická část:

D. Transgenní rostliny

E. GMO v zemědělství

F. GMO: historie a zákony

Doplňková část:

G. Slovník

H. Opakování

K prohloubení zájmu a motivace student

s praxí formou návodů k praktickým cvi

středoškolské chemické č

U všech prezentací je použita jednotná forma vhodná pro výuku st

Každá prezentace začíná snímkem, na kterém je název výukového programu a konkrétní

téma, kterým se daná prezentace zabývá

Na druhém snímku každé prezentace je pro p

výukového programu a na ní je zvýrazn

Výukové cíle jsou shrnuty na t

osnovy, tedy konkrétních problematik, které jsou v

zmíněny (viz obr. 3).

Obr. 2: Koncepce výukového

11

prohloubení zájmu a motivace studentů byla použita didaktická zásada spojení teorie

praxí formou návodů k praktickým cvičením, která lze zrealizovat tém

edoškolské chemické či biologické laboratoři.

U všech prezentací je použita jednotná forma vhodná pro výuku středoškolských student

číná snímkem, na kterém je název výukového programu a konkrétní

téma, kterým se daná prezentace zabývá (viz obr. 1).

Obr. 1: Úvodní snímek prezentace

Na druhém snímku každé prezentace je pro přehlednost vždy uvedena koncepce celého

výukového programu a na ní je zvýrazněno téma dané výukové prezentace (viz obr. 2).

Výukové cíle jsou shrnuty na třetích snímcích prezentací a slouží k

vy, tedy konkrétních problematik, které jsou v prezentacích stru

Obr. 2: Koncepce výukového programu Obr. 3: Výukové cíle prezentace

didaktická zásada spojení teorie

lze zrealizovat téměř v každé

U všech prezentací je použita jednotná forma vhodná pro výuku středoškolských studentů.

íná snímkem, na kterém je název výukového programu a konkrétní

ehlednost vždy uvedena koncepce celého

no téma dané výukové prezentace (viz obr. 2).

etích snímcích prezentací a slouží k rychlému zjištění

prezentacích stručně a výstižně

Obr. 3: Výukové cíle prezentace

4. ROZBOR VÝUKOVÝCH PREZENTACÍ

A. DNA

První výuková prezentace obecné

biotechnologií: DNA – deoxyribonukleovou kyselinou.

K výukovým cílům této prezentace pat

a funkce.

Na snímku A4 jsou uvedeny základní stavební jednotky DNA: P = zbytek kyseliny

trihydrogenfosforečné, S = sacharid (na stavb

uhlících), B = dusíkatá organická báze, jejímž základem je vždy cyklus se šesti uhlíky. P

názornou představu je použito zjednodušené zobrazení jejich vzájemného spojení,

vzniká nukleotid.

Obr.

Snímek A5 znázorňuje souvislost mezi nukleotidem,

a chromozómem (viz obr. 5).

Nukleotidy jsou základem každého

polynukleotidový – na stavb

řetězce. Část DNA, která nese genetickou informaci, se ozna

součástí chromozómu (chromozómy krom

také bílkoviny – tzv. histony).

12

ROZBOR VÝUKOVÝCH PREZENTACÍ

prezentace obecné části se zabývá základním materiálem moderních

deoxyribonukleovou kyselinou.

m této prezentace patří základní složky DNA, její struktura, výskyt

Na snímku A4 jsou uvedeny základní stavební jednotky DNA: P = zbytek kyseliny

né, S = sacharid (na stavbě DNA se podílí sacharid deoxyribosa o p

uhlících), B = dusíkatá organická báze, jejímž základem je vždy cyklus se šesti uhlíky. P

edstavu je použito zjednodušené zobrazení jejich vzájemného spojení,

Obr. 4: Zjednodušené znázornění nukleotidu

ňuje souvislost mezi nukleotidem, řetězcem DNA, genem

chromozómem (viz obr. 5).

kleotidy jsou základem každého řetězce DNA, proto se tomuto

na stavbě molekuly DNA se podílí celkem dva polynukleotidové

ást DNA, která nese genetickou informaci, se označuje jako gen. Geny jsou pak

zómu (chromozómy kromě DNA nesoucí genetickou informaci obsahují

tzv. histony).

ROZBOR VÝUKOVÝCH PREZENTACÍ

ásti se zabývá základním materiálem moderních

í základní složky DNA, její struktura, výskyt

Na snímku A4 jsou uvedeny základní stavební jednotky DNA: P = zbytek kyseliny

DNA se podílí sacharid deoxyribosa o pěti

uhlících), B = dusíkatá organická báze, jejímž základem je vždy cyklus se šesti uhlíky. Pro

edstavu je použito zjednodušené zobrazení jejich vzájemného spojení, čímž

ní nukleotidu

řetězcem DNA, genem

zce DNA, proto se tomuto řetězci říká

molekuly DNA se podílí celkem dva polynukleotidové

uje jako gen. Geny jsou pak

DNA nesoucí genetickou informaci obsahují

Obrázek na snímku A7 znázor

model poprvé vytvořili v

byla udělena Nobelova cena. Strukturou DNA se již d

Na obrázku dihelixu DNA je dob

základě párování neboli komplementarity dusíkatých bází. Adenin na jednom

vždy páruje s thyminem na

Spojení dusíkatých bází probíhá za vzniku slabých vodíkových vazeb. Mezi adeninem

a thyminem vznikají dvě

právě tyto vazby enzymaticky poruší, aby mohlo dojít k

13

Obr. 5: Od chromozómu k nukleotidu

Obrázek na snímku A7 znázorňuje pravotočivou dvojšroubovici (dihelix) DNA. Tento

řili v roce 1953 vědci Watson a Crick a v roce 1962 jim za tento objev

lena Nobelova cena. Strukturou DNA se již dříve zabývali Wilkins a Franklinová

Obr. 6: Dihelix DNA

Na obrázku dihelixu DNA je dobře vidět spojení dvou polynukleotidových

párování neboli komplementarity dusíkatých bází. Adenin na jednom

thyminem na řetězci druhém. Guanin je komplem

Spojení dusíkatých bází probíhá za vzniku slabých vodíkových vazeb. Mezi adeninem

thyminem vznikají dvě a mezi guaninem a cytosinem tři vodíkové vazby. P

tyto vazby enzymaticky poruší, aby mohlo dojít k rozpletení dvojšroubovice.

ivou dvojšroubovici (dihelix) DNA. Tento

roce 1962 jim za tento objev

íve zabývali Wilkins a Franklinová.

t spojení dvou polynukleotidových řetězců na

párování neboli komplementarity dusíkatých bází. Adenin na jednom řetězci se

zci druhém. Guanin je komplementární s cytosinem.

Spojení dusíkatých bází probíhá za vzniku slabých vodíkových vazeb. Mezi adeninem

i vodíkové vazby. Při replikaci se

í dvojšroubovice.

14

Snímky A8 a A9 shrnují výskyt DNA v živých organismech. U prokaryontních organismů

je potřeba studentům nezapomenout zmínit plazmidy, o nichž bude pojednáno v souvislosti

s klonováním DNA a vznikem geneticky modifikovaných organismů.

Mitochondrie a chloroplasty jsou tzv. semiautonomní organely, které obsahují vlastní DNA

a proteosyntetický aparát.

Poslední snímek zmiňuje základní funkce DNA. Genetická informace je z chemického

hlediska soubor návodů na proteosyntézu – tvorbu všech proteinů daného organismu.

15

B. GENOMIKA

V pořadí druhá prezentace obecné části výukového programu se zabývá základy vědního

oboru genomika. Na snímku B4 je vymezen a blíže specifikován předmět.

Termín genomika poprvé použil Thomas Roderick v roce 1986, zatímco pojem genom byl

poprvé použit již v roce 1920.

Jedná se o rychle se rozvíjející obor, který spadá pod bioinformatiku a v dnešní

době se již neobejde bez použití moderní výpočetní techniky (Rastogi, 2007), (viz. např.

přístroje pro měření koncentrace DNA na snímcích B10 a B12).

Snímek B5 vyobrazuje transkripci – přepis genetické informace z DNA do RNA

a následné vystřižení nekódujících sekvencí – intronů za vzniku mediátorové RNA, podle

které se v procesu translace tvoří na ribozomech konkrétní bílkoviny (viz obr. 7).

Obr. 7: Schéma transkripce

Jedním ze základních cílů genomiky je sekvenování DNA. Podstatou tohoto procesu je

sestavení sekvence = pořadí dusíkatých bází, tedy nukleotidů v jednom vlákně DNA, které

jsou základem dědičné genetické informace. Takováto znalost genetické kódu je nesmírně

důležitá pro další obory biologie a dá se říci, že je také základním materiálem pro moderní

biotechnologie ve výzkumu geneticky modifikovaných organismů.

16

Snímek B8 obsahuje zjednodušenou animaci gelové elektroforézy (spustí se po kliknutí).

Princip elektroforézy je v protlačování fragmentů (úseků) DNA rozpuštěných v tekutém

prostředí ve stejnosměrném elektrickém poli molekulovým sítem, který tvoří gel z agarózy.

Základním silou, která způsobuje usměrněný pohyb DNA je celkový záporný náboj

molekuly DNA, který je způsoben zbytky kyseliny trihydrogenfosforečné. To je důvod,

proč fragmenty DNA putují ve stejnosměrném elektrickém poli od záporného ke kladnému

pólu (Bartoš a kol., 2006)

Na snímku B9 je vpravo dole umístěn odkaz na online video s animací gelové

elektroforézy.

Z metod měření koncentrace DNA jsou v prezentaci uvedeny spektrometrie a fluorimetrie.

Na snímku B12 je mimo jiné znázorněna struktura molekuly ethidium bromidu. Jedná se

o silnou mutagenní látku, která způsobuje mutace v lidské DNA. Proto je potřeba při práci

s touto sloučeninou dbát bezpečnosti práce a pracovat pouze v nepropustných rukavicích

a ochranném oděvu. Ethidium bromid se nesmí vylévat do kanalizace, ale musí být řádně

degradován (např. vysokou teplotou ve spalovnách).

Na posledním snímku B13 je fotografie výstupu měření koncentrace DNA na agarózovém

gelu na principu fluorescence ethidium bromidu po ozáření UV-zářením.

C. KLONOVÁNÍ DNA

Poslední prezentace obecné

genetického inženýrství.

Základní kroky klonování DNA jsou shrnuty na snímku C5 a podrobn

následujících snímcích:

Snímek C7 obsahuje schéma vnesení neboli inzerce

žádaného genu (na obrázku vyzna

výzkumu transgenních rostlin se nej

tumefaciens – viz prezentace

potřeba dvakrát kliknout.

Rozštěpení plazmidu se d

otevřou cyklickou molekulu DNA pl

např. zájmový gen (Gene of Interest

enzymaticky pomocí spojovacího enzymu DNA ligázy.

V dnešní době je komerč

plazmidy obsahují speciální gen, který zajiš

Tato výhoda zajistí přežití pouze t

Snímek C8 znázor

(rekombinantního plazmidu) do hostitelské bu

elektrickým pulsům o vysokém

17

KLONOVÁNÍ DNA

Poslední prezentace obecné části se věnuje klonování DNA

genetického inženýrství.

Základní kroky klonování DNA jsou shrnuty na snímku C5 a podrobn

Snímek C7 obsahuje schéma vnesení neboli inzerce části cizorodé DNA

žádaného genu (na obrázku vyznačen jako oranžový úsek DNA) do plazmidu bakterie (ve

výzkumu transgenních rostlin se nejčastěji používá patogenní bakterie

prezentace „Transgenní rostliny“). Pro zobrazení všech

eba dvakrát kliknout.

Obr 8: Izolace plazmidu a inzerce DNA

pení plazmidu se děje pomocí tzv. restrikčních enzymů, které v

ou cyklickou molekulu DNA plazmidu, do kterého se poté vnese

. zájmový gen (Gene of Interest - GOI). Spojení cizorodé DNA probíhá op

enzymaticky pomocí spojovacího enzymu DNA ligázy.

je komerčně dostupná celá řada plazmidů. Všechny tyto komer

plazmidy obsahují speciální gen, který zajišťuje jeho rezistenci (odolnost) v

řežití pouze těch bakterií, které obsahují náš žádaný plazmid.

Snímek C8 znázorňuje proces transformace = přenesení rekombinantní

(rekombinantního plazmidu) do hostitelské buňky pomocí elektroporace (vystavení

m o vysokém napětí) nebo pomocí tepelného šoku (1krát kliknout)

nuje klonování DNA – základní technice

Základní kroky klonování DNA jsou shrnuty na snímku C5 a podrobněji popsány na

části cizorodé DNA –

en jako oranžový úsek DNA) do plazmidu bakterie (ve

ji používá patogenní bakterie Agrobacterium

„Transgenní rostliny“). Pro zobrazení všech částí snímku je

ů, které v určitém místě

azmidu, do kterého se poté vnese část cizorodé DNA,

GOI). Spojení cizorodé DNA probíhá opět

. Všechny tyto komerčně vyráběné

uje jeho rezistenci (odolnost) vůči antibiotiku.

ch bakterií, které obsahují náš žádaný plazmid.

enesení rekombinantní DNA

pomocí elektroporace (vystavení

(1krát kliknout).

Po přípravě rekombinantního plazmidu je pot

hostitelské buňky, která dovede rekombinantní plazmid namnožit (naklonovat).

Do snímku je také vloženo online video s

Snímek C9 uvádí postup p

buňkách. Transformované bakterie se nao

a typu antibiotika, které odpovídá genu rezistence.

Snímek C10 se zabývá výb

obsahují rekombinantní plazmid. Ne všechny bu

zapotřebí je nějakým zp

využívá gen, který zabraň

médiu – tyto bakterie zů

neobsahují ve svých plazmidech cizorodou DNA (viz obr. 10).

Obr. 9: Kultivace transformovaných bakterií

18

rekombinantního plazmidu je potřeba jej začlenit zp

ky, která dovede rekombinantní plazmid namnožit (naklonovat).

Do snímku je také vloženo online video s animací jednotlivých kroků

Snímek C9 uvádí postup při množení (amplifikaci) vektoru v

kách. Transformované bakterie se naočkují na živné médium o př

a typu antibiotika, které odpovídá genu rezistence.

Snímek C10 se zabývá výběrem (selekcí) transformovaných bun

obsahují rekombinantní plazmid. Ne všechny buňky však tento plazmid obsahují. Je proto

jakým způsobem odlišit. Např. u komerčního plazmidu pBluescript se

využívá gen, který zabraňuje transformovaným bakteriím hydrolyzovat sacharid v

tyto bakterie zůstanou bíle zbarveny a modře se zabarví kolonie bakterií, které

neobsahují ve svých plazmidech cizorodou DNA (viz obr. 10).

Obr. 9: Kultivace transformovaných bakterií

lenit zpět do bakteriální

ky, která dovede rekombinantní plazmid namnožit (naklonovat).

animací jednotlivých kroků při klonování genů.

i množení (amplifikaci) vektoru v hostitelských

kují na živné médium o přesně známém složení

ormovaných buněk, které již

ky však tento plazmid obsahují. Je proto

ního plazmidu pBluescript se

olyzovat sacharid v živném

e se zabarví kolonie bakterií, které

Obr. 9: Kultivace transformovaných bakterií

Praktické využití klonování DNA je znázorn

Prokaryotní organismy s

transgenních organismů nebo ve farmaceutickém pr

nebo enzymů.

19

Praktické využití klonování DNA je znázorněno posledním snímku.

Obr. 10: Využití klonování DNA

Prokaryotní organismy s rekombinantní DNA se mohou využívat k

ů nebo ve farmaceutickém průmyslu k příprav

no posledním snímku.

rekombinantní DNA se mohou využívat k produkci tzv.

řípravě proteinů, hormonů

D. TRANSGENNÍ ROSTLINY

První prezentace specifické

transgenních rostlin.

V prezentaci jsou uvedeny dva zp

zájmu. V laboratořích rostlinných biotechnologií je hojn

pomocí patogenní bakterie

Tato patogenní bakterie se vyskytuje ve volné p

rostliny. Její plazmid obsahuje dv

T-DNA části je bakterie schopna vnést do rostliny a za

princip je využíván v genetickém inženýrství rostlin (viz snímek D6

video s animací transformace

Obr. 11: Praktický p

Snímek D10 obsahuje obrázek s

modifikované rostliny tabáku:

1. Z listu rostliny tabáku, kterou chceme geneticky

listové disky.

20

TRANSGENNÍ ROSTLINY

První prezentace specifické části seznamuje posluchače se vznikem, kultivací a využitím

prezentaci jsou uvedeny dva způsoby transformace genů, které jsou p

ích rostlinných biotechnologií je hojně využívána metoda p

pomocí patogenní bakterie Agrobacterium tumefaciens (viz snímek D5)

Tato patogenní bakterie se vyskytuje ve volné přírodě a napadá dvoud

obsahuje dvě části: Ti a T-DNA část. Jednovláknový meziprodukt

ásti je bakterie schopna vnést do rostliny a začlenit ji do genomické DNA. Tento

genetickém inženýrství rostlin (viz snímek D6

cí transformace).

Obr. 11: Praktický příklad: získání transgenní rostliny tabáku

obsahuje obrázek s popisem jednotlivých kroků př

modifikované rostliny tabáku:

listu rostliny tabáku, kterou chceme geneticky modifikovat, se izolují tzv.

listové disky.

e se vznikem, kultivací a využitím

, které jsou předmětem našeho

využívána metoda přenosu

(viz snímek D5)

ě a napadá dvouděložné

ást. Jednovláknový meziprodukt

lenit ji do genomické DNA. Tento

– obsahuje také online

íklad: získání transgenní rostliny tabáku

ů při vzniku geneticky

modifikovat, se izolují tzv.

21

2. Listové disky se kultivují na živné médium a jsou ošetřeny suspenzí obsahující

Agrobacterium.

3. Za 24 hodin jsou explantáty přeneseny na médium pro indukci kalusu

(nediferencované rostlinné pletivo), které je totipotentní. Totipotence u rostlin

je definována jako schopnost dediferencovaných buněk regenerovat zpět

v rostlinu. Do kultivačního média je také přidáno antibiotikum pro zničení

Agrobacteria.

4. Rostoucí kalusy se postupně pasážují na regenerační média indukující růst listů

a kořenů. Vlivem přítomnosti růstových hormonů dochází k diferenciaci

rostlinných buněk a tvorbě rostlinných orgánů a celistvé rostliny.

5. Předpokládá se, že takto vzniklá rostlina je geneticky modifikovaná a její buňky

obsahují gen, který byl na počátku transformován do bakteriálního plazmidu.

6. Přítomnost vnesených genů je však nutné ověřit. Za pomocí molekulárních

metod se přítomnost genů ověřuje na úrovni DNA, RNA, proteinů.

Na snímku D11 je pak zmíněna tzv. mikroprojektilová metoda, kdy je plazmidová DNA

s požadovanými geny nastřelena pomocí genového děla přímo do rostlinné buňky.

Na posledním snímku jsou uvedeny příklady pěstování geneticky modifikovaných rostlin:

Odolnost vůči virům: např. transgenní papája odolná proti viru kroužkové skvrnitosti.

Odolnost vůči herbicidům: uplatnění u bavlníku, sóji, řepky a kukuřice. Při postřiku pole

herbicidem se zahubí jen plevel, kulturní transgenní plodiny obsahují gen vytvářející

enzym, který herbicid (nejčastěji používaný Roundup) zneškodní.

Odolnost vůči hmyzím škůdcům: použití genu bakterie Baccilus thuringiensis, který je

zodpovědný za tvorbu tzv. Bt-toxinu = bílkovinný jed poškozující trávicí ústrojí hmyzu.

Dnes se tento gen používá u kukuřice, brambor a bavlníku.

Trvanlivost plodů: poprvé použito u rajčete, do kterého byl vložen gen zeslabující produkci

enzymu rozkládajícího pektin v buněčné stěně.

Farmaceutický průmysl: produkce vakcinačních látek (naděje pro země, kde lidé postrádají

základní lékařskou péči).

22

E. GMO V ZEM ĚDĚLSTVÍ

Výuková prezentace se blíže zabývá geneticky modifikovanými rostlinami v agrárním

sektoru.

Postupně jsou zmíněna témata: rozšíření GMO v zemědělství, nejčastěji pěstované GM

plodiny, základní pravidla koexistence, monitoring GM produktů v EU a testy GMO.

Snímek E4: rozšíření GMO v zemědělství

160 milionů hektarů půdy využívané pro pěstování GM plodin je údaj z roku 2011.

Ve 29 zemích pěstuje transgenní plodiny přes 15 milionů zemědělců. Od roku 1996 je

celosvětově pozorován 10% nárůst ploch osetých GM plodinami. V Evropě jsou doposud

povolené pouze dva typy plodin: Bt-kukuřice odolná vůči hmyzu a brambory se změněným

složením škrobu (Svobodová a kol., 2012). Snímek E5 pak znázorňuje celkový nárůst

území s pěstovanými GM plodinami, po kliknutí na ikonu videa se zobrazí webová stránka

s filmem „Spor o geny,“ který se zabývá GM plodinami v zemědělství.

Na snímku E6 je uvedena tabulka s přehledem pěstovaných GM plodin v jednotlivých

zemích (viz obr. 12).

Obr. 12: Přehled pěstovaných GM plodin

Převzato z: http://www.ochranapudy.cz/grafika/clanky/tabulka-zemi-s-gmo.jpg

Malé rozšíření transgenních plodin v EU je dáno přísnými pravidly pěstování těchto rostlin

(pravidla koexistence) – jejich stručný přehled je uveden na snímku E8. Snímky E9 až E11

se věnují monitoringu a testům GM plodin.

F. GMO: HISTORIE A ZÁKONY

Poslední prezentace specifické

je zmíněna legislativa, která se týká p

Na snímcích F4 až F7 jsou zmín

transgenní rostliny.

Obr. 13: Základní mezníky v

Snímek F8 v bodech pojednává o

České republiky, která je sou

produkty:

Uzavřené nakládání s

modifikovány nebo při níž jsou GMO p

zneškodňovány nebo jakýmkoli jiným zp

Uvádění GMO do životního prost

Uvádění GMO do oběhu

nejde-li o předání nebo nabídnutí výlu

do životního prostředí osob

Na snímku F9 je uveden vý

internetových stránkách

23

GMO: HISTORIE A ZÁKONY

Poslední prezentace specifické části obsahuje základní data důležitá v

na legislativa, která se týká pěstování a nakládání s GMO v EU a

Na snímcích F4 až F7 jsou zmíněny základní mezníky v historii GMO se zam

Obr. 13: Základní mezníky v historii GMO

bodech pojednává o nakládání při práci s GMO. Dle zákona

, která je součástí EU, se rozlišují 3 typy nakládání s

ené nakládání s GMO – každá činnost, při níž jsou organismy geneticky

nebo při níž jsou GMO pěstovány, uchovávány, dopravovány, ni

ovány nebo jakýmkoli jiným způsobem používány v uzavřeném prostoru.

ní GMO do životního prostředí – mimo uzavřený prostor.

ěhu – úplatné nebo neúplatné předání nebo nabídnutí jiné osob

edání nebo nabídnutí výlučně za účelem uzavřeného nakládání nebo

edí osobě oprávněné k tomuto způsobu nakládání.

Na snímku F9 je uveden výčet regulačních rámců EU, které jsou ve

internetových stránkách http://eur-lex.europa.eu/cs/index.htm.

ležitá v historií GMO a blíže

EU a ČR

historii GMO se zaměřením na

Dle zákona č. 78/2004 Sb.

se rozlišují 3 typy nakládání s GMO a genetickými

i níž jsou organismy geneticky

stovány, uchovávány, dopravovány, ničeny,

řeném prostoru.

edání nebo nabídnutí jiné osobě,

eného nakládání nebo uvádění

sobu nakládání.

EU, které jsou veřejně dostupné na

24

Poslední snímek F10 zmiňuje základní rámec legislativy GMO v ČR. Podrobný výklad

zákona č. 78/2004 Sb. A další dokumenty jsou k dispozici na internetové adrese

ministerstva životního prostředí:

http://www.mzp.cz/cz/geneticky_modifikovane_organismy

Jako zajímavost lze uvést povinnosti pěstitele GM Bt – kukuřice od roku 2010 a soupis

právních předpisů, z nichž vycházejí stanovené povinnosti, které jsou uveřejněné na

webových stránkách MŽP:

(platí pro každou fyzickou či právnickou osobu, která pěstuje, popř. hodlá pěstovat Bt kuku řici na půdním bloku, popř. dílu půdního bloku) 1. Informovat nejpozději do 1. března o záměru vysetí Bt kukuřice sousedního pěstitele (neplatí v případě, že od pozemku, kde bude pěstována Bt kukuřice, leží do vzdálenosti 140 m pouze vlastní pozemky a zároveň se do 400 m nenachází žádný ekologicky hospodařící zemědělec). Je možné využít formulář MZe (Ohlášení GM plodiny PŘED zahájením pěstování). 2. Dodržet minimální vzdálenost 70 m mezi porostem Bt kukuřice a jiným pozemkem s nemodifikovanou kukuřicí (popř. obsít klasickou kukuřicí, která se při sklizni považuje za GMO, dle schématu, kdy 1 řádek klasické kukuřice o min. šíři 70 cm kolem Bt kukuřice nahrazuje 2 m minimální odstupné vzdálenosti – např. při těsně přiléhajících pozemcích s kukuřicí je nutné Bt hybridy obsít min. 35 řadami klasické kukuřice). 3. Dodržet minimální vzdálenost 200 m mezi porostem Bt kukuřice a jiným pozemkem s kukuřicí, která je pěstována v režimu ekologického zemědělství. 4. Informovat o vysetí Bt kukuřice sousedního pěstitele do 15 dnů od zasetí (neplatí v případě, že od pozemku, kde je pěstována Bt kukuřice, leží do vzdálenosti 140 m pouze vlastní pozemky a zároveň se do 400 m nenachází žádný ekologicky hospodařící zemědělec). 5. Písemně informovat o vysetí Bt kukuřice místní agenturu pro zemědělství a venkov nejpozději do 30 dnů od zasetí (je možné využít formulář MZe – Ohlášení GM plodiny PO zahájení pěstování). 6. Písemně informovat o místě pěstování Bt kukuřice Ministerstvo životního prostředí nejpozději do 60 dnů od zasetí (informaci zaslat na adresu: Ministerstvo životního prostředí, odbor environmentálních rizik, Vršovická 65, 100 10 Praha 10). 7. Po sklizni označit produkt Bt kukuřice jako „geneticky modifikovaný organismus“ včetně jednoznačného identifikačního kódu - u hybridů kukuřice typu MON810 je tímto kódem MON-ØØ81Ø-6 (tyto informace předat písemně odběrateli Bt kukuřice). Stejným způsobem označit klasickou kukuřici, která tvořila obsev! Živočišné produkty zvířat krmených Bt kukuřicí není třeba označovat.

25

8. Evidovat údaje o nakládání s Bt kukuřicí a uchovat je v podniku po dobu min. 5 let. Konkrétní požadované údaje jsou uvedeny ve vyhlášce č. 89/2006 Sb., o bližších podmínkách pěstování geneticky modifikované odrůdy. Právní předpisy, z nichž vycházejí výše stanovené povinnosti: Body č. 1, 2, 3, 4, 5 a 8 vycházejí ze zákona č. 252/1997 Sb., o zemědělství, ve znění novel č. 441/2005 Sb. a č. 291/2009 Sb., a následné vyhlášky č. 89/2006 Sb., o bližších podmínkách pěstování geneticky modifikované odrůdy, ve znění vyhlášky č. 58/2010 Sb. Body č. 6 a 7 vycházejí ze zákona č. 78/2004 Sb., o nakládání s geneticky modifikovanými organismy a genetickými produkty, ve znění pozdějších předpisů Bod č. 7 vychází z Nařízení Evropského parlamentu a Rady 1830/2003, o zpětné sledovatelnosti a označování geneticky modifikovaných organismů a zpětné sledovatelnosti potravin a krmiv vyrobených z geneticky modifikovaných organismů a o změně směrnice 2001/18/ES

G. Slovník

Doplňková prezentace shrnující všechny odborné termíny, které jsou použity ve výukovém

programu. Snímek G3 je výchozím „rozcestníkem“ obsahující po

kliknutí na písmeno se otev

na šipku v pravém dolním rohu se op

26

shrnující všechny odborné termíny, které jsou použity ve výukovém

programu. Snímek G3 je výchozím „rozcestníkem“ obsahující poč

kliknutí na písmeno se otevře snímek s termíny začínajícími na dané písmeno. Po kliknutí

lním rohu se opět zobrazí rozcestník.

Obr. 14: Slovník základních pojmů

shrnující všechny odborné termíny, které jsou použity ve výukovém

programu. Snímek G3 je výchozím „rozcestníkem“ obsahující počáteční písmena, po

ínajícími na dané písmeno. Po kliknutí

H. Opakování

Poslední prezentace výukové programu obsahuje otázky k

zde otevřené i uzavřené otázky. Po kliknutí myší se student

výsledky a můžou si tak zkontrolovat správnost jejich

27

Poslední prezentace výukové programu obsahuje otázky k procvičení celého u

řené otázky. Po kliknutí myší se studentům zobrazí

žou si tak zkontrolovat správnost jejich řešení.

Obr. 15: Procvičování učiva

cvičení celého učiva. Jsou

m zobrazí červeně správné

28

5. NÁVODY NA PRAKTICKÁ CVI ČENÍ

Izolace DNA z jahod

Pomůcky:

Filtrační nálevka, kádinka, laboratorní lžička, kus látky, plastový sáček, skleněná tyčinka,

mražené jahody

Chemikálie:

Chlorid sodný, isopropanol, detergent (např. saponát na nádobí)

Obr. 16: Pomůcky a chemikálie pro izolaci DNA

Postup:

1. Připravíme si extrakční činidlo: 100 ml vody smícháme s 5 kapkami detergentu

(Jaru) a lžičkou chloridu sodného.

2. V plastovém sáčku s uzávěrem rozmělníme na kaši několik zralých jahod 6 - 10 ks.

3. Přidáme extrakční činidlo, promícháme a znovu rozmělníme.

4. Takto připravenou heterogenní směs přefiltrujeme přes gázu nebo scedíme přes

sítko do kádinky.

5. Ke vzniklému filtrátu přilijeme stejné množství vychlazeného izopropylalkoholu,

po několika minutách pozorujeme vysráženou DNA.

29

Obr. 17: Úprava jahod pro izolaci DNA Obr. 18: Vysrážení DNA

Finance: do 50 Kč

30

Elektroforéza

Pomůcky:

2 plastové krabičky s víkem (cca 10 x 15 cm), stabilizovaný napájecí adaptér

(12 V, 500 mA), dvojlinka, kancelářské sponky, pinzeta, nůž, filtrační papír, potravinové

barvy

Chemikálie:

Agar, TRIS (tris(hydroxymethyl)aminomethan), H3BO3, destilovaná H2O

Obr. 19: Pomůcky a chemikálie pro elektroforézu barviv

Postup:

1. Příprava elektrolytu 1x TB:

• V 500 ml destilované vody rozpustíme 5,4 g TRIS, 2,75 g H3BO3 a

doplníme na objem 1 l.

2. Příprava gelu: 1% agar v 1x TB

• Do 250 ml Erlenmayerovy baňky nasypeme 1 g agarosy a přidáme 100 ml

1krát TB.

• Roztok dáme do mikrovlnné trouby a necháme 2krát projít varem. Po

vychladnutí asi na 55°C nalijeme do plastové krabičky, necháme

vychladnout a ztuhnout. (Pokud zabráníme vyschnutí, můžeme takto

připravený gel skladovat i několik týdnů.)

31

3. Příprava zdroje elektrického proudu:

• Oddělíme od sebe cca 15 cm dvojlinky a cca 8 cm odizolujeme, na druhý

konec připojíme konektor jack (zásuvka) a připojíme k napájecímu adaptéru

(Pozor: adaptér nesmí být připojen ke zdroji napětí!).

• Do plastové krabičky nalijeme 50 – 100 ml připraveného elektrolytu, do

kterého ponoříme odizolované části dvojlinky tak, aby se nedotýkaly.

Zaizolované části přichytíme kancelářskými sponkami ke stěně krabičky.

Obr. 20: Elektroforéza_příprava zdroje napětí

4. Vložení barev:

• Z filtračního papíru nastříháme tři proužky široké cca 3 mm. Připravíme si

roztoky modré, žluté a zelené potravinové barvy. Do roztoků ponoříme

proužky filtračního papíru a necháme napustit dolní konce.

• Takto napuštěné papírky pověsíme a necháme 10 minut zaschnout.

Z barevných částí pak vystřihneme čtverečky 3x3 mm.

• Uřežeme kousek zásobního gelu a nožem uděláme tři zářezy vzdálené cca

7 mm od okraje, do kterých pak pinzetou vložíme barevné čtverečky.

5. Spuštění elektroforézy:

• Takto připravený gel vložíme do plastové krabičky mezi odizolované konce

dvojlinky tak, aby čtverečky s barvami byly blíže k drátu, u kterého unikají

bublinky.

• Nalijeme dostatek elektrolytu, aby překryl gel (nutno použít stejný roztok,

z něhož byl připraven gel!).

• Krabičku uzavřeme průhledným víkem a zapojíme adaptér do elektrické

zásuvky. Do 10 minut se složky barev v gelu rozdělí.

32

Obr. 21: Elektroforéza_počátek Obr. 22: Elektroforéza_konec

Finance: do 250 Kč

33

Biodegradace oleje aerobními bakteriemi

Pomůcky:

6 zavařovacích sklenic, akvarijní provzdušňovač, vzduchovací hadička, akvarijní

rozvodky, akvarijní škrtítka, strojní olej, kapátko, hnědý papírový pytlík, laboratorní váhy,

půdní vzorky, alobal, tužka, pravítko.

Chemikálie:

(NH4)3PO4, MgSO4, K3PO4, NaCl (nejodidovaný), destilovaná H2O

Postup:

1. Zavařovací sklenice umyjeme a označíme lihovým fixem 1A, 1B až 3A, 3B. Stejné

číslo značí stejnou variantu pokusu.

2. Do každé sklenice nalijeme 150 ml destilované vody a 2 g strojního mazacího oleje

na rostlinné bázi.

3. Sklenice s označením 1A a 1B použijeme jako kontrolní a dáme je stranou.

4. Do ostatních sklenic vsypeme okolo 5 g půdního vzorku odebraného z organicky

bohaté oblasti (hnojiště, ornice).

5. Do sklenic 3A a 3B přidáme navíc následující chemikálie:

• 0,25 g (NH4)3PO4 • 0,05 g MgSO4

• 0,25 g K3PO4 • 1,25 g NaCl

6. Vršky sklenic zakryjeme alobalem, abychom zabránili vypařování. Do alobalu

uděláme díru, kterou prostrčíme vzduchovací hadičku do vody a následně ji

připojíme na akvarijní provzdušňovač.

7. Výsledky zaznamenáváme z každé sklenice 1x za 3 dny po dobu 24 dní s použitím

následující testu:

• Z hnědého papírového pytle vystřihneme čtverec 40 x 40 cm a tužkou jej

rozdělíme na čtverce o straně 5 cm. Na jednom řádku nám tak vznikne 8

čtverců, do jejichž rohů napíšeme označení příslušné testované sklenice.

• Pomocí kapátka odebereme těsně z pod hladiny malé množství kapaliny a

nakapeme 3 kapky na střed příslušného čtverce dle označení sklenice.

Vzorky odebíráme vždy ze stejného místa!

34

• Po několika hodinách se voda odpaří a na papíře zůstane mastný flek, jehož

okraje vyznačíme tužkou, změříme jeho průměr a hodnotu zapíšeme.

Obr. 24: Uspořádání pokusu biodegradace Obr. 25: Způsob okysličení

Finance: do 200 Kč

35

6. VÝSLEDKY

Výsledky této diplomové práce jsou výukové prezentace a návody na laboratorní cvičení.

V teoretické části práce jsou podrobněji rozebrány jednotlivé výukové prezentace včetně

metodických pokynů k některým snímkům. K diplomové práci jsou přiřazeny přílohy ve

formě tištěných výukových prezentací a jejich elektronická podoba na CD.

Výukový program obsahuje celkem 8 prezentací:

A. DNA

Úvodní prezentace, ve které jsou rozebrány složky, struktura, výskyt a funkce DNA.

B. Genomika

Druhá prezentace v pořadí se zabývá genomikou, sekvenováním a měřením koncentrace

DNA. Podrobněji je probrána gelová elektroforéza.

C. Klonování DNA

Klíčová prezentace týkající se klonování DNA pomocí klonovacího vektoru, vzniku

transformovaných buněk a jejich využití.

D. Transgenní rostliny

V prezentaci jsou popsány základní metody transgenoze a vznik transgenních rostlin

včetně zásad kultivace v podmínkách „in vitro“ a možnosti jejich využití.

E. GMO v zemědělství

Tato prezentace se blíže zabývá rozšířením GM rostlin v zemědělství, nejčastěji

pěstovanými GM plodinami a základními pravidly jejich pěstování na území EU.

F. GMO: historie a zákony

Poslední prezentace specifické části se věnuje základním datům historie moderních

biotechnologií a legislativě s nakládáním GMO organismů v EU a ČR.

36

G. Slovník

Doplňková prezentace k výukovému programu, která přehledně shrnuje základní termíny

z oblasti moderních biotechnologií.

H. Opakování

Prezentace obsahuje soubor testových otázek pro zopakování probíraných témat

v jednotlivých prezentacích A až F.

37

7. DISKUZE

Z předpokládaných cílů diplomové práce vznikl soubor výukových prezentací a návodů na

praktická laboratorní cvičení. Předkládaná práce je především prací didaktickou, která je

volně k dispozici všem učitelům a studentům středních škol.

Využití by mohla najít zejména na školách gymnaziálního typu, kde probíhá výuka

přírodovědných předmětů. Multimediální výukový program je možné využít hlavně u

vyšších ročníků, ve kterých je obvykle probírána oblast genetiky a jejího využití. Jelikož

jsou veškeré prezentace volně šiřitelné, každý vyučující si je může upravit podle svých

možností a uvážení.

Osobně jsem zvolil jednotný styl všech prezentací, na kterých je tmavé písmo na bílém

pozadí. Dle vlastních zkušeností z pozice učitele se mi jeví tato varianta jako nejvhodnější,

protože ne vždy disponují multimediální učebny na středních školách výkonným

dataprojektorem s vysokým kontrastem barev. Součástí dvou prezentací jsou také odkazy

na online videa vyžadující připojení k internetu.

V prezentacích jsou většinou zmíněny základní pilíře dané problematiky, které jsou

podrobněji rozebrány v teoretické části diplomové práce. Před použitím prezentací je tak

vhodné načíst si kapitolu „Rozbor výukových prezentací.“ Mnoho informací a rozsáhlé

texty na snímcích prezentace pouze odvádí pozornost posluchačů.

Praktická cvičení doporučuji provést v biologické či chemické laboratoři jako

frontální pokusy, kdy žáci pracují samostatně ve skupinách. V případě, že není možno

studenty rozdělit do skupin nebo není k dispozici laboratoř je možno pokusy (především

izolaci DNA) provést jako demonstrační.

38

8. ZÁVĚR

Diplomová práce „Moderní biotechnologie, zdroje informací a jejich využití při výuce na

středních školách“ je určena především učitelům a studentům na gymnáziích.

Základem práce jsou výukové multimediální prezentace rozčleněné do tří celků. Obecná

část se zabývá DNA a základními metodami práce s touto látkou. Prezentace této části

mohou být použity také na výuku genetiky či biochemie. Specifická část navazuje na část

obecnou a přibližuje jeden z významných okruhů moderních biotechnologií dnešní doby –

transgenní neboli geneticky modifikované rostliny. Doplňková část obsahuje výčet

základních odborných termínů použitých v této práci a úlohy pro zopakování a procvičení

učiva.

Součástí jsou rovněž návody na praktická laboratorní cvičení, která jsou proveditelná téměř

na všech školách gymnaziálního typu.

39

9. SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJ Ů

BARTOŠ, Milan, Hana FOREJTNÍKOVÁ a Ladislava BARTOŠOVÁ. Biotechnologie pro

farmaceuty: (návody k praktickým cvičením). Vyd. 1. Brno: Veterinární a farmaceutická

univerzita, 2006, 98 s. ISBN 80-730-5559-7.

CLARK, David P a Lonnie Dee RUSSELL. Molecular biology: made simple and fun. 3rd ed.

St. Louis, MO: Cache River Press, 2005, vii, 515 p. ISBN 18898990703.

CUSTERS, René. Průvodce biotechnologiemi: biotechnologie v zemědělství a

potravinářství. Vyd. 1. Praha: Academia, 2006, 104 s. ISBN 80-200-1350-4.

DROBNÍK, Jaroslav. Biotechnologie a společnost. 1. vyd. Praha: Karolinum, 2008, 213 s.

ISBN 978-80-246-1484-7.

IGNACIMUTHU, S. Biotechnology: an introduction. Oxford, U.K: Alpha Science

International Ltd, 2008. ISBN 978-184-2654-514.

JAMES, Clive. Global status of commercialized biotech/GM crops, 2009: brief 41 [online].

New Delhi: ISAAA South Asia Office, 2009, x, 290 p.[cit. 2012-07-4].

ISBN 978-1-892456-48-6. Dostupné z:

www.isaaa.org/resources/publications/briefs/41/download/isaaa-brief-41-2009.pdf

ONDREJ, Milos a Jaroslav DROBNÍK. Transgenoze rostlin. Vyd. 1. Praha: Academia,

c2002, 316 p. ISBN 80-200-0958-2.

RASTOGI, S.C. Biotechnology: principles and applications. Oxford, UK: Alpha Science

International, 2007. ISBN 978-184-2653-708.

ROUDNÁ (ED.), Milena, Jana MALÁ a Jaroslav DOBRÝ. Biotechnologie v lesnictví a příklady jejich

využití - 2. Praha: Ministerstvo životního prostředí, 2010. ISBN 978-80-7212-545-6.

ŠIFNER, František. Vybrané kapitoly z biotechnologií: pro studující učitelství biologie a

ekologické výchovy. 1. vyd. Praha: Karolinum, 1998, 145 s. ISBN 80-718-4731-3.

ŠTULÍK, Václav. Biotechnologie v praxi. Praha: ÚVTEI, 1991, 190 s. ISBN 80-212-0045-6.

ŠUTA, Miroslav. Biotechnologie, životní prostředí a udržitelný rozvoj. Praha: Společnost

pro trvale udržitelný život, 2007, 27 s. ISBN 978-80-902635-1-2.

VODRÁŽKA, Zdeněk. Biochemie. 2. oprav. vyd. Praha: Academia, 2007, Přer. str. ISBN 80-

200-0600-4.

BRIEFING PAPER: EU GMO POLICIES, SUSTAINABLE FARMING AND PUBLIC RESEARCH

[online]. 2012[cit. 2012-07-02]. Dostupné z: http://greenbiotech.eu/wp-

content/uploads/2012/06/Farmers-scientists-briefing-paper-EU-GMO-policies-2012.pdf

40

Ekologické zemědělství a GMO: otázky koexistence : vaše otázky - naše odpovědi [online].

Olomouc: Bioinstitut, c2008, 37 s.[cit. 2012-07-03]. ISBN 978-80-904174-6-5. Dostupné z:

http://www.bioinstitut.cz/documents/GMO-finalniverze.pdf

Přínosy a rizika GMO využívaných v zemědělství a potravinářství ve vztahu k bezpečnosti

potravin a k ochraně životního prostředí: sborník ze semináře : Výzkumný ústav rostlinné

výroby Praha-Ruzyně, 26. říjen 2005. Editor Václav Stejskal, František Kocourek, Zuzana

Pažourková. Praha: Výzkumný ústav rostlinné výroby, 2006, 93 s. ISBN 80-865-5584-4.

Laboratoř molekulární biologie rostlin, společné pracoviště AF MENDELU a BFÚ AV ČR

Ústav molekulární biologie a radiobiologie. Kultivace rostlin [online]. 13. 6. 2012 [cit.

2012-07-14]. Dostupné z: http://molecularbiology.symplia.eu/oblasti-vyzkumu/kultivace-

rostlin

Ministerstvo zemědělství. Povinnosti pro pěstitele geneticky modifikované Bt kukuřice (od

roku 2010) [online]. 2010 [cit. 2012-07-02]. Dostupné z:

http://eagri.cz/public/web/file/45804/povinnosti_pro_pestitele_Bt_kukurice_2010_8_3_

2010.pdf

Ministerstvo zemědělství. Pravidla pro pěstitele geneticky modifikovaných plodin v ČR

[online]. 2010 [cit. 2012-07-02]. Dostupné z:

http://eagri.cz/public/web/mze/zemedelstvi/gmo-geneticky-modifikovane-

organismy/pravidla-pro-pestitele-geneticky.html

Společnost pro ochranu půdy v ČR. GMO se ve světě pěstuje již na desetině orné půdy

[online]. 2008 [cit. 2012-07-02]. Dostupné z: http://www.ochranapudy.cz/?c=gmo-se-ve-

svete-pestuje-jiz-na-desetine-orne-pudy

41

10. SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK

DNA Deoxyribonukleová kyselina

ČR Česká republika

EU Evropská unie

GMO Geneticky modifikovaný organismus

T-DNA Transferová deoxyribonukleová kyselina

42

11. SEZNAM OBRÁZKŮ

Obr. 1: Úvodní snímek prezentace 11

Obr. 2: Koncepce výukového programu 11

Obr. 3: Výukové cíle prezentace 11

Obr. 4: Zjednodušené znázornění nukleotidu 12

Obr. 5: Od chromozómu k nukleotidu 13

Obr. 6: Dihelix DNA 13

Obr. 7: Schéma transkripce 15

Obr. 8: Izolace plazmidu a inzerce DNA 17

Obr. 9: Kultivace transformovaných bakterií 18

Obr. 10: Využití klonování DNA 19

Obr. 11: Praktický příklad: získání transgenní rostliny tabáku 20

Obr. 12: Přehled pěstovaných GM plodin 22

Obr. 13: Základní mezníky v historii GMO 23

Obr. 14: Slovník základních pojmů 26

Obr. 15: Procvičování učiva 27

Obr. 16: Pomůcky a chemikálie pro Izolaci DNA 28

Obr. 17: Úprava jahod pro izolaci DNA 29

Obr. 18: Vysrážení DNA 29

Obr. 19: Pomůcky a chemikálie pro elektroforézu barviv 30

Obr. 20: Elektroforéza_příprava zdroje napětí 31

Obr. 21: Elektroforéza_počátek 32

Obr. 22: Elektroforéza_konec 32

Obr. 23: Uspořádání pokusu biodegradace 34

Obr. 24: Způsob okysličení 34