BÀI 5. CÔNG NGHỆ GENE

(16 CÂU)

1. NHẬN BIẾT (4 CÂU)

Câu 1: Công nghệ gene là gì?

Trả lời:

Công nghệ gene là quy trình kĩ thuật sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp để thay đổi kiểu gene và kiểu hình của sinh vật, tạo ra các sản phẩm protein ứng dụng trong thực tiễn.

Câu 2: Em hiểu như thế nào về công nghệ DNA tái tổ hợp?

Trả lời:

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.

Câu 3: Trình bày nguyên lý tạo DNA tái tổ hợp.

Trả lời:

Nguyên lí tạo DNA tái tổ hợp là 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 4: Nêu khái niệm sinh vật biến đổi gene.

Trả lời:

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. Các động vật và thực vật có thêm gene từ các loài khác còn được gọi là động vật và thực vật chuyển gene.

2. THÔNG HIỂU (5 CÂU)

Câu 1: Em hãy nêu một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp mà em biết.

Trả lời:

Một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp:

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

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

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

Câu 2: Em biết những thành tựu nào của sinh vật biến đổi gene?

Trả lời:

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

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

- 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.

Câu 3: Công nghệ gene phát triển cũng gây ra một số quan ngại về vấn đề đạo đức sinh học. Hãy lấy ví dụ.

Trả lời:

Ứng dụng công nghệ gene cũng gây quan ngại về vấn đề đạo đức sinh học. Ví dụ: Liệu có nên cho phép biến đổi hệ gene của người? Nhiều nước cho rằng các phôi thai người là không thể tuỳ tiện phá bỏ hay điều chỉnh hệ gene. Việc sử dụng DNA tái tổ hợp trong việc chữa các bệnh di truyền cũng gây quan ngại vì chưa thể đảm bảo gene được thay thế có hoạt động bình thường và không ảnh hưởng đến các gene khác hay không. Do vậy, sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp để chỉnh sửa hệ gene người được cho là vi phạm đạo đức và đang bị cấm nghiên cứu ở nhiều quốc gia.

Câu 4: Động vật biến đổi gene được tạo ra như thế nào?

Trả lời:

- Để tạo ra động vật chuyển gene, các nhà khoa học phải sử dụng trứng vừa mới được thụ tinh dùng làm tế bào nhận gene chuyển. Tế bào trứng đủ lớn để có thể dùng kim tiêm bơm hàng trăm bản sao của cùng một gene chuyển vào trong tế bào. Trứng vừa mới thụ tinh khi nhân của tinh trùng và nhân của trứng chưa hoà nhập với nhau là thời điểm thích hợp để nhận gene chuyển.

- Tiến hành tiêm gene chuyển vào rất nhiều trứng vừa mới thu tinh. Gene chuyển khi được tiêm vào tế bào trứng mới thụ tinh sẽ tích hợp ngẫu nhiên vào hệ gene của tinh trùng hoặc của trứng. Hợp tử chuyển gene sau đó được nuôi cấy thành phôi nang rồi đưa phôi vào tử cung của “mẹ nuôi” cho mang thai sinh và ra con vật chuyển gene.

Câu 5: Thực vật biến đổi gene được tạo ra như thế nào?

Trả lời:

Nguyên lí tạo cây chuyển gene dựa trên công nghệ DNA tái tổ hợp giống như ở vi khuẩn. Vì tế bào thực vật có thành tế bào nên việc chuyển DNA tái tổ hợp có thể thực hiện bằng súng bắn gene bắn các hạt chứa DNA tái tổ hợp được bọc bằng vàng hay vonfram vào tế bào hoặc dùng virus. Tế bào chuyển gene sau đó được nuôi cấy cho tái sinh thành các cây chuyển gene.

3. VẬN DỤNG (3 CÂU)

Câu 1: Nêu những lợi ích và thách thức của việc tạo ra cây trồng biến đổi gen?

Trả lời:

- Lợi ích:

+ Năng suất cao: Cây trồng biến đổi gen có thể kháng sâu bệnh, chịu hạn, chịu mặn tốt hơn, giúp tăng năng suất.

+ Chất lượng sản phẩm tốt hơn: Cây trồng có thể được biến đổi để chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn hoặc có các tính chất đặc biệt.

+ Giảm sử dụng thuốc trừ sâu: Cây trồng kháng sâu bệnh giúp giảm lượng thuốc trừ sâu sử dụng, bảo vệ môi trường.

- Thách thức:

+ Ảnh hưởng đến môi trường: Cây trồng biến đổi gen có thể gây ra các vấn đề về đa dạng sinh học, gây dị ứng và kháng thuốc.

+ An toàn thực phẩm: Còn nhiều tranh cãi về độ an toàn của thực phẩm biến đổi gen đối với sức khỏe con người.

+ Vấn đề đạo đức: Việc can thiệp vào hệ gen của sinh vật đặt ra nhiều vấn đề về đạo đức.

Câu 2: Nêu những ứng dụng của công nghệ gene trong nông nghiệp.

Trả lời:

- Tạo giống cây trồng: Tạo ra các giống cây trồng có năng suất cao, kháng bệnh, chịu hạn, chịu mặn.

- Sản xuất thức ăn chăn nuôi: Tạo ra các loại thức ăn chăn nuôi có hàm lượng dinh dưỡng cao.

- Bảo tồn giống cây trồng: Bảo tồn các giống cây trồng quý hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng.

Câu 3: Ứng dụng của công nghệ DNA tái tổ hợp trong y học là gì?

Trả lời:

- Sản xuất thuốc: Tạo ra các loại thuốc như insulin, hormone tăng trưởng, interferon,... với hiệu quả cao và chi phí thấp.

- Sản xuất vắc xin: Phát triển các loại vắc xin thế hệ mới, an toàn và hiệu quả hơn.

- Chẩn đoán bệnh: Phát triển các xét nghiệm chẩn đoán bệnh di truyền, ung thư,... một cách nhanh chóng và chính xác.

- Điều trị gen: Sửa chữa các gen bị đột biến gây bệnh để điều trị các bệnh di truyền.

4. VẬN DỤNG CAO (4 CÂU)

Câu 1: Giải thích cơ chế hoạt động của enzyme cắt giới hạn trong công nghệ DNA tái tổ hợp.

Trả lời:

Enzyme cắt giới hạn là những “cái kéo sinh học” có khả năng cắt đứt mạch đôi DNA tại các vị trí đặc hiệu. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc cắt các đoạn gen mong muốn để tạo ra DNA tái tổ hợp.

Câu 2: So sánh giữa công nghệ nhân bản vô tính và công nghệ tạo động vật chuyển gen.

Trả lời:

- Nhân bản vô tính: Tạo ra một cá thể mới có bộ gen giống hệt cá thể gốc.

- Tạo động vật chuyển gen: Chuyển một gen ngoại lai vào bộ gen của động vật để tạo ra các đặc tính mới.

- Điểm giống: Cả hai công nghệ đều liên quan đến việc thao tác trên vật liệu di truyền.

- Điểm khác: Mục đích và kết quả cuối cùng của hai công nghệ là khác nhau.

Câu 3: Giải thích khái niệm vector trong công nghệ DNA tái tổ hợp.

Trả lời:

Vector là một phân tử DNA có khả năng tự nhân đôi bên trong tế bào chủ, mang theo đoạn gen cần chuyển. Vector thường là plasmid hoặc virus.

Câu 4: Nêu những rủi ro tiềm ẩn của việc ứng dụng công nghệ gene.

Trả lời:

- Ảnh hưởng đến môi trường: Gây mất cân bằng sinh thái, tạo ra các sinh vật biến đổi gen gây hại.

- Ảnh hưởng đến sức khỏe con người: Gây dị ứng, ngộ độc, tạo ra các mầm bệnh mới.

- Vấn đề đạo đức: Can thiệp vào quá trình tiến hóa tự nhiên, tạo ra các sinh vật nhân tạo.