Giải Sinh học 12 Kết nối tri thức Bài 5: Công nghệ gene

Mở đầu trang 27 Sinh học 12: Làm thế nào các nhà khoa học có thể chuyển được gene từ loài này sang loài khác?

Lời giải:

Các nhà khoa học có thể chuyển được gene từ loài này sang loài khác nhờ kỹ thuật chuyển gene.

Câu hỏi 1 trang 28 Sinh học 12: Công nghệ DNA tái tổ hợp là gì? Tóm tắt nguyên lý.

Lời giải:

- Công nghệ DNA tái tổ hợp là quy trình kỹ thuật tạo ra phân tử DNA từ hai nguồn khác nhau 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 hỏi 2 trang 28 Sinh học 12: Sưu tầm thêm một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp.

Lời giải:

Những thành tựu do công nghệ ADN tái tổ hợp đem lại:

Vi sinh vật: chuyển gen sản xuất insulin của người vào trong VK E.coli từ đó sản xuất công nghiệp insulin điều trị bệnh tiểu đường.

Thực vật: làm bất hoạt gen gây chín ở cà chua → giúp quá trình bảo quản cà chua lâu hơn và vận chuyển dễ dàng hơn

Động vật: chuyển các gen có protein người vào trong cừu,...

Câu hỏi 1 trang 30 Sinh học 12: Thế nào là sinh vật biến đổi gene?

Lời giải:

Sinh vật biến đổi gene là sinh vật có hệ gene đã được biến đổi, chủ yếu là có thêm gene mới từ loài khác.

Câu hỏi 2 trang 30 Sinh học 12: Sưu tập một số thành tựu tạo sinh vật biến đổi gene.

Lời giải:

- Đối với thực vật: Các nhà khoa học đã tạo ra giống lúa có tên là “lúa vàng” có thêm gene

tổng hợp nên tiền chất của vitamin A. Sử dụng loại gạo này giúp con người không bị thiếu

hụt vitamin A. Giống bông chuyển gene có được gene lấy từ vi khuẩn tạo ra độc tố chống

lại sâu hại nên khi trồng cây không phải sử dụng thuốc trừ sâu hoá học,...

- Đối với động vật: Cừu chuyển gene đã được tạo ra có gene quy định protein antithrombin của người. Đặc biệt hơn là antithrombin được tổng hợp và tiết vào sữa cừu, vì thế sản phẩm của gene chuyển dễ dàng được tách chiết dùng làm thuốc chống đông máu sử dụng trong các ca phẫu thuật. Cá hồi chuyển gene có thêm gene quy định hormone sinh trưởng có tốc độ sinh trưởng cao hơn nhiều so với cá hồi bình thường.

Câu hỏi 1 trang 31 Sinh học 12: Nếu tách một gene của người khỏi hệ gene rồi gắn vào plasmid tạo DNA tái tổ hợp, sau đó chuyển vào tế bào E.coli thì vi khuẩn có tạo ra được protein của gene người hay không? Giải thích.

Lời giải:

Khi gene của một người được tách ra và gắn vào plasmid để 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 hỏi 2 trang 31 Sinh học 12: 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.

Lời giải:

Những loại cây trồng đang được trồng ở địa phương em và ở Việt Nam nói chung:

- Gạo vàng giàu vitamin A

- Giống đu đủ kháng bệnh đốm vòng do virus

- Cà chua giàu chất chống oxy hóa

- Ngô chuyển gene giàu dưỡng chất.

Câu hỏi 3 trang 31 Sinh học 12: Đảng và nhà nước ta đang đặc biệt quan tâm đầu tư cho việc nghiên cứu phát triển công nghệ gene. Hãy sưu tầm 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.

Lời giải:

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:

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.

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.