BÀI 5. CÔNG NGHỆ GEN

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

Giải nhanh:

Các nhà khoa học có thể chuyển gene giữa các loài nhờ công nghệ gen, bao gồm DNA tái tổ hợp và tạo sinh vật biến đổi gen.

I. CÔNG NGHỆ DNA TÁI TỔ HỢP

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

Giải nhanh:

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

Giải nhanh:

- 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.

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

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

Giải nhanh:

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

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

Giải nhanh:

- Chuyển gen kháng sâu từ vi khuẩn vào cây bông, tạo giống cây bông kháng sâu.

- Tạo giống lúa "gạo vàng" sản xuất β-Carotene trong hạt, giúp cải thiện dinh dưỡng.

- Tạo dòng vi khuẩn mang gen từ loài khác, sản xuất insulin, thuốc chữa bệnh tiểu đường.

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.

Giải nhanh:

- 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 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.

Giải nhanh:

Những loại cây trồng biến đổi gen được trồng ở Việt Nam: 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.

Giải nhanh:

* Nông nghiệp:

- Tạo giống cây chịu hạn hán, sâu bệnh tốt hơn, tăng năng suất và chất lượng.

- Phát triển cây trồng hấp thụ CO2 tốt, giảm tác động của biến đổi khí hậu.

- Tạo cây trồng đổi tạo gen 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 cho các bệnh di truyền hoặc ung thư.

- Tiên phong trong nghiên cứu và phát triển vaccine và 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 cho ứng dụng trong công nghiệp và y tế.

- Làm cơ sở cho nghiên cứu về nguồn gen quý giá, tạo ra các giải pháp mới trong nông nghiệp, y học và môi trường.