Підіб’ємо підсумки з теми 5. Біологія як основа селекції, біотехнології та медицини

• До змісту відповідей

І. ДОСЛІДЖУЮ ПРИРОДУ

1. Учні, готуючись до дослідження «Визначення схожості кількох сортів культурної рослини та вплив стимуляторів росту на біологічні ознаки вирощуваних рослин», визначали змінні. Учень визначив схожість рослин як залежну змінну, а вплив стимуляторів – незалежну. Учениця додала, що певні сорти рослини та препарати стимуляторів будуть контрольованими змінними. Хто з них має рацію?

А учень

2. Прочитайте інформацію про дослідження «Урожайність зерна гібридів кукурудзи в різних агрокліматичних зонах». Проаналізуйте інформацію, зібрану науковцями в таблиці. Виберіть гіпотезу, яку найімовірніше науковці висували до дослідження.

Г найвищу врожайність у степовому регіоні формуватимуть гібриди пізніших груп; у достатньо зволоженому, але помірно прохолодному регіоні – скоростиглі

ІІ. ОПРАЦЬОВУЮ ТА ВИКОРИСТОВУЮ ІНФОРМАЦІЮ

1.1. Розгляньте схему «Генотерапія». Прочитайте та проаналізуйте твердження.
I. Для заміни дефектного гена на нормальний використовують віруси.
II. Генетичні помилки в організмі людини з хворобою виправляють, вводячи в нього векторний вірус із рекомбінантною ДНК.

А правильне лише I твердження

1.2. Розгляньте схему «Генотерапія». Прочитайте та проаналізуйте твердження.
I. У людини з хворобою беруть клітину з дефектним геном, уводять нормальний ген і повертають до організму.
II. РНК-умісні віруси використовують як вектори під час перенесення спадкового матеріалу, оскільки вони вводять спочатку рекомбінантну РНК.

В обидва твердження правильні

2. Опрацюйте інформацію та розгляньте малюнок. Виберіть твердження «Так» чи «Ні».

ІІІ. УСВІДОМЛЮЮ ЗАКОНОМІРНОСТІ ПРИРОДИ

1. Укажіть роль вівці В у клонуванні вівці Доллі.

Б є сурогатною матір’ю, що виносила клон

2. На малюнку зображено аґрус, смородину та їхній гібрид (1). Така гібридизація належить до (2).

Б 1 – йошта, 2 – міжвидової

3. Утворіть пари між методом селекції (1–4) та прикладом його застосування (А–Д).

1 — Б: штучний мутагенез — вплив іонізуючого опромінення на пшеницю тверду для отримання мутантних форм.

2 — Г: неспоріднена внутрішньовидова гібридизація — отримання продуктивних гібридів F1 кавуна від схрещування двох сортів або чистих ліній.

3 — В: споріднена внутрішньовидова гібридизація — самозапилення кукурудзи протягом кількох поколінь для отримання чистих ліній.

4 — Д: міжвидова (віддалена) гібридизація — виведення рафанобрасики – гібриду капусти та редьки.

КОМПЕТЕНТНІСНО ОРІЄНТОВАНЕ ЗАВДАННЯ

1. Ілля прочитав перелік компаній, які працюють на ринку вирощеного м’яса (cultivated meat). Його зацікавило, чому серед десяти компаній три з Ізраїлю (і дві з Сінгапуру)? Наведіть два різних міркування.

1. Обидві країни мають украй обмежену територію та дефіцит сільськогосподарських угідь і водних ресурсів, що змушує шукати технологічні способи забезпечення продовольчої незалежності без використання традиційного тваринництва.
2. Ізраїль та Сінгапур є світовими лідерами в галузі інновацій і високих біотехнологій, мають сприятливе законодавство (Сінгапур першим у світі дав комерційний дозвіл на продаж культивованого м’яса) та значну венчурну підтримку стартапів.

2. Який з харчових продуктів містить колаген?

Колаген містить желатин (зображений на світлині В), оскільки його отримують шляхом часткового гідролізу колагену тваринного походження.

3. «І який відсоток об’єму займає матрикс?» Розрахуйте, спираючись на дані схеми, який відсоток займає простір між окремими волокнами (підказка: згадайте формулу площі кола).

Дано:
$a = 6\text{ мм}$ (сторона квадратного перерізу)
$N_1 = 42\text{ шт.}$ (м’язові волокна, $d_1 = 0{,}5\text{ мм}$)
$N_2 = 26\text{ шт.}$ (жирові волокна, $d_2 = 0{,}75\text{ мм}$)
$N_3 = 2\text{ шт.}$ (волокна фібробластів, $d_3 = 0{,}6\text{ мм}$)

Знайти:
$\omega(\text{матриксу}) - ?$

Розв’язання:

1. Загальна площа поперечного перерізу зразка:
   $S_{\text{заг}} = a^2 = 6 \cdot 6 = 36\text{ мм}^2$

2. Площа поперечного перерізу одного круглого волокна обчислюється за формулою:
   $S = \pi \cdot \dfrac{d^2}{4}$

3. Сумарна площа м’язових волокон:
   $S_1 = 42 \cdot 3{,}1416 \cdot \dfrac{0{,}5^2}{4} \approx 8{,}247\text{ мм}^2$

4. Сумарна площа жирових волокон:
   $S_2 = 26 \cdot 3{,}1416 \cdot \dfrac{0{,}75^2}{4} \approx 11{,}485\text{ мм}^2$

5. Сумарна площа волокон сполучної тканини:
   $S_3 = 2 \cdot 3{,}1416 \cdot \dfrac{0{,}6^2}{4} \approx 0{,}565\text{ мм}^2$

6. Загальна площа всіх волокон:
   $S_{\text{вол}} = S_1 + S_2 + S_3 \approx 8{,}247 + 11{,}485 + 0{,}565 = 20{,}297\text{ мм}^2$

7. Площа матриксу (простору між волокнами):
   $S_{\text{мат}} = S_{\text{заг}} - S_{\text{вол}} = 36 - 20{,}297 = 15{,}703\text{ мм}^2$

8. Відсоток простору, який займає матрикс:
   $\omega(\text{матриксу}) = \dfrac{S_{\text{мат}}}{S_{\text{заг}}} \cdot 100\% = \dfrac{15{,}703}{36} \cdot 100\% \approx 43{,}6\%$ (або округлено $44\%$)

Відповідь: 43,6 % (або 44 %).

4. «Схоже, це не найбільша стаття витрат у культивуванні, – підсумував Ілля. – А що коштувало найбільше? Ти обіцяв показати ваші розрахунки!» Микола показав таблицю. «Ого! – жахнувся Ілля, – це ж _____ €/кг, дорожче, ніж найдорожча мармурова яловичина в супермаркеті!»

Дано:
$C_{\text{м}} = 916{,}2\text{ €}$
$C_{\text{ж}} = 1374{,}3\text{ €}$
$C_{\text{ф}} = 39{,}3\text{ €}$
$C_{\text{г}} = 57{,}5\text{ €}$

Знайти:
$C_{\text{заг}} - ?$

Розв’язання:

Сумарна вартість 1 кг культивованого м’яса:
$C_{\text{заг}} = C_{\text{м}} + C_{\text{ж}} + C_{\text{ф}} + C_{\text{г}} = 916{,}2 + 1374{,}3 + 39{,}3 + 57{,}5 = 2387{,}3\text{ €}$

Відповідь: «Ого! – жахнувся Ілля, – це ж 2387,3 €/кг, дорожче, ніж найдорожча мармурова яловичина в супермаркеті!»

5. Чи правильно Микола оцінив вартість клітинних компонентів? Наведіть розрахунок.

Відповідь: Ні, Микола оцінив вартість неправильно.

Дано:
Вартість за 1% вмісту:

• М’язові клітини: $20\text{ €}$
• Жирові клітини: $30\text{ €}$
• Фібробласти: $15\text{ €}$
• Гідрогель: $10\text{ €}$

Склад за пропозицією Іллі: $70\%$ м’язових клітин, $20\%$ жирових клітин, $5\%$ фібробластів, $5\%$ гідрогелю.

Знайти:
$C_{\text{новий}} - ?$

Розв’язання:

$C_{\text{новий}} = 70 \cdot 20 + 20 \cdot 30 + 5 \cdot 15 + 5 \cdot 10 = 1400 + 600 + 75 + 50 = 2125\text{ €}$

Вихідна вартість 1 кг м’яса становила $2387{,}3\text{ €}$. За нового співвідношення вартість зменшиться до $2125\text{ €}$, оскільки істотно скорочується частка жирових клітин, які є найдорожчим компонентом у виробництві ($30\text{ €}$ за кожен 1%).

6. Оберіть ДВІ найбільші загрози для цього стартапу.

А неготовність споживачів їсти м’ясо, яке ніколи не було частиною живої тварини
Б регуляторні аспекти: відсутність законодавчої бази в Україні й відсутність дозволів у ЄС