Giải chi tiết Sinh học 12 KNTT bài 5 Công nghệ di truyền

Mở đầu:

Làm thế nào các nhà khoa học có thể chuyển được gene từ loài này sang loài khác?

Bài làm chi tiết:

Các nhà khoa học có thể sử dụng công nghệ gen, bao gồm công nghệ DNA tái tổ hợp và công nghệ tạo sinh vật biến đổi gen để chuyển được gene từ loài này sang loài khác.

I. CÔNG NGHỆ DNA TÁI TỔ HỢP

Câu 1: Công nghệ DNA tái tổ hợp là gì? Tóm tắt nguyên lí.

Bài làm chi tiết:

- Công nghệ DNA tái tổ hợp là quy trình kĩ thuật tạo ra phân tử DNA từ hai nguồn khác nhau (thường từ hai loài) rồi chuyển vào tế bào nhận. 

- Nguyên lí: sử dụng các kĩ thuật di truyền tách chiết gene ra khỏi tế bào, kĩ thuật nhân bản gene, kĩ thuật cắt và ghép nối các đoạn DNA với nhau sao cho gene khi đưa vào tế bào nhận có thể tạo ra được sản phẩm có chức năng.

Câu 2: Sưu tập thêm một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp.

Bài làm chi tiết:

Ví dụ một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp:

- coli mang gen sản xuất Somatostatin (Hormone điều hòa các hormone khác ở người)

- coli mang gen sản xuất Insulin ở người (Điều trị tiểu đường)

- Tạo chủng vi sinh vật lành tính có mang 1 số gen gây bệnh, phục vụ nghiên cứu, sản xuất vaccine.

II. CÔNG NGHỆ TẠO THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT BIẾN ĐỔI GENE

Câu 1: Thế nào là sinh vật biến đổi gene? 

Bài làm chi tiết:

Sinh vật có hệ gene đã được biến đổi, chủ yếu là có thêm gene mới từ loài khác được gọi là sinh vật biến đổi gene. Các động vật và thực vật có thêm gene từ các loài khác còn được gọi là động vật và thực vật chuyển gene.

Câu 2: Sưu tập một số thành tựu tạo sinh vật biến đổi gene.

Bài làm chi tiết:

Một số thành tựu tạo sinh vật biến đổi gene:

- Tạo được giống lúa "gạo vàng" có khả năng tổng hợp β - Carotene (tiềm chất tạo vitamin A) trong hạt.

- Chuyển gen trừ sâu từ vi khuẩn vào cây bông và đã tạo được giống cây bông kháng sâu hại.

- Tạo ra các dòng vi khuẩn mang gen của loài khác có thể nhanh chóng sản sinh ra một lượng lớn insulin là thuốc chữa bệnh tiểu đường ở người.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: Nếu tách một gene của người khỏi hệ gene rồi gắn vào plasmid tạo DNA tái tổ hợp, sau đó chuyển vào tế bào vi khuẩn E. coli thì vi khuẩn có tạo ra được protein của gene người có chức năng hay không? Giải thích.

Bài làm chi tiết:

- Nếu tách một gene của người khỏi hệ gene rồi gắn vào plasmid tạo DNA tái tổ hợp, sau đó được chuyển vào tế bào vi khuẩn E. coli, vi khuẩn này có khả năng sản xuất protein của gene người một cách hiệu quả. Quá trình này được gọi là công nghệ DNA tái tổ hợp DNA.

- Vi khuẩn E. coli được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu gene vì khả năng dễ dàng tái tổ hợp và sản xuất protein từ gene đích. Khi plasmid chứa gene người được chuyển vào tế bào vi khuẩn, tế bào sẽ bắt đầu tổng hợp protein từ gene đó theo quy trình tự nhiên của nó.

- Tuy nhiên, việc sản xuất protein của gene người trong vi khuẩn có thể phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cấu trúc gene, điều kiện môi trường, và khả năng biểu hiện gene trong chủ thể vi khuẩn. Để đảm bảo việc sản xuất protein thành công, việc lựa chọn plasmid phù hợp, cần phải điều chỉnh điều kiện môi trường và tối ưu hóa quy trình biểu hiện gene.

Câu 2: Hiện nay nước ta có nhiều loại cây trồng biến đổi gene được trồng ở nhiều địa phương. Hãy tìm hiểu những loại cây trồng nào đang được trồng ở địa phương em và ở Việt Nam nói chung.

Bài làm chi tiết:

Một số loại cây trồng biến đổi gen: Tại Việt Nam, chỉ mới duy nhất ngô biến đổi gen (3 giống ngô là NK66 Bt; NK66 GT và NK66 Bt/Gt) được trồng vào năm 2015, được trồng ở một số tỉnh Sơn La, Bà Rịa- Vũng tàu, Đồng Nai…

Câu 3: Đảng và Nhà nước ta đang đặc biệt quan tâm đầu tư cho việc nghiên cứu phát triển công nghệ gene. Hãy sưu tập thêm tư liệu về vai trò của công nghệ gene hay kĩ thuật di truyền đối với sự phát triển của đất nước ta trong tương lai.

Bài làm chi tiết:

* Vai trò của công nghệ gene hay kĩ thuật di truyền đối với sự phát triển của đất nước ta trong tương lai: 

Công nghệ gene và kỹ thuật di truyền có vai trò quan trọng trong sự phát triển của đất nước ta trong tương lai với những ứng dụng sau:

- Trong nông nghiệp:

+ Tạo ra các giống cây chịu hạn hán, sâu bệnh tốt hơn giúp tăng năng suất và chất lượng.

+ Phát triển cây trồng có khả năng hấp thụ CO₂ tốt, giúp giảm tác động của biến đổi khí hậu.

+ Tạo ra cây trồng đổi tạo gen để tăng cường dinh dưỡng, vitamin và khoáng chất.

- Trong y học và dược phẩm:

+ Nghiên cứu và phát triển phác đồ điều trị dựa trên gene để điều trị các bệnh di truyền hoặc ung thư.

+ Tiên phong trong việc nghiên cứu và phát triển vaccine cùng các phương tiện chẩn đoán mới.

- Công nghệ môi trường: Ứng dụng kỹ thuật di truyền trong xử lý nước, chất thải và tái chế để giảm tác động tới môi trường.

- Công nghệ sinh học: Phát triển giống mới, vi sinh vật hữu ích và enzyme để ứng dụng trong công nghiệp và y tế.

- Công nghệ sinh học và sinh học phân tử: Làm cơ sở cho nghiên cứu về nguồn gen quý giá, tạo ra các giải pháp mới trong nông sản, y học, công nghệ môi trường.