BÀI 11. HỆ GENE, CÔNG NGHỆ GENE VÀ ỨNG DỤNG

Mở đầu: Hiện nay, sinh vật biến đổi gene được tạo ra ngày càng nhiều và dần trở nên phổ biến. Giải thích có nên sử dụng sinh vật biến đổi gene không?

Giải rút gọn:

Tùy thuộc vào điều kiện thực tế và tính an toàn để quyết định có nên sử dụng sinh vật biến đổi gene không.

I. KHÁI NIỆM HỆ GENE

Câu 1: Dựa vào thông tin ở bảng 11.1, hãy nhận xét đặc điểm hệ gene của một số loài sinh vật.

Giải rút gọn:

Đặc điểm hệ gene ở các loài sinh vật là khác nhau.

II. THÀNH TỰU VÀ ỨNG DỤNG CỦA VIỆC GIẢI MÃ HỆ GENE NGƯỜI

Câu 1: Quan sát hình 11.1 và nêu một số thành tựu của việc giải trình tự hệ gene người. 

Giải rút gọn:

Thành tựu: hệ gene người được giải trình tự hoàn toàn.

Câu 2: Hãy cho biết lợi ích của việc giải trình tự hệ gene người.

Giải rút gọn:

Lợi ích: 

• Ứng dụng trong nghiên cứu sự tiến hoá loài người. 

• Bảo vệ sức khoẻ con người: 

• Phát hiện các đột biến gene gây bệnh di truyền, từ đó đưa ra phương pháp điều trị thích hợp.

• Ứng dụng trong tư vấn di truyền. 

• Nghiên cứu một số loại thuốc điều trị ung thư. 

III. CÔNG NGHỆ DNA TÁI TỔ HỢP

Câu 1: Quan sát hình 11.2 và mô tả quá trình tạo DNA tái tổ hợp.

Giải rút gọn:

Quá trình tạo DNA tái tổ hợp: Sử dụng enzyme giới hạn cắt đoạn DNA ngoại lai và vector, sau đó gắn DNA ngoại lai vào vector nhờ enzyme ligase để tạo vector tái tổ hợp. 

Câu 2: Quan sát hình 11.3 và mô tả sơ đồ quá trình sản xuất vaccine phòng bệnh viêm gan B.

Giải rút gọn:

Quá trình sản xuất: Đưa gene của virus vào plasmid của vi khuẩn, plasmid mang gene chuyển chèn vào DNA của nấm men tạo ra protein virus, tiến hành nuôi cấy để tách chiết protein làm nguyên liệu của vaccine.

Luyện tập: Lấy thêm ví dụ thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp trong điều trị bệnh ở người.

Giải rút gọn:

Ví dụ: bệnh SCID do đột biến gene mã hoá enzyme ADA được điều trị bằng cách đưa gene lành vào cơ thể người bệnh nhờ công nghệ DNA tái tổ hợp.

IV. THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT BIẾN ĐỔI GENE

Câu 1: Quan sát hình 11.4, nêu nguyên lí tạo thực vật chuyển gene.

Giải rút gọn:

Ở thực vật, vector tái tổ hợp thường được biến nạp vào vi khuẩn A. tumefaciens hoặc A. rhizogenesis, sau đó vi khuẩn Agrobacterium được cho lây nhiễm vào tế bào thực vật nhận gene. 

Câu 2: Quan sát hình 11.5, mô tả nguyên lí tạo động vật biến đổi gene.

Giải rút gọn:

Ở động vật, vector tái tổ hợp mang gene ngoại lai được chuyển trực tiếp vào tế bào động vật nhận. Ở động vật có vú, trứng ở giai đoạn tiền nhân thích hợp nhất với sự biến nạp. Phôi mang gene ngoại lai sẽ được đưa vào tử cung của con vật mang thai hộ, từ đó sinh ra cả thể động vật chuyển gene.

V. SẢN XUẤT, SỬ DỤNG SẢN PHẨM BIẾN ĐỔI GENE VÀ ĐẠO SỨC SINH HỌC

Câu 1: Dựa trên thông tin trong bảng 11.2, lấy ví dụ để tranh luận, phản biện các lợi ích hoặc nguy cơ/rủi ro của sinh vật biến đổi gene và sản phẩm biến đổi gene.

Giải rút gọn:

• Phản biện lợi ích:

• Có nguy cơ tiềm ẩn gây hại sức khoẻ người sử dụng

• Có nguy cơ phát tán gene không mong muốn 

• Tăng khả năng kháng kháng sinh

• Có thể kích hoạt phản ứng miễn dịch và dị ứng

• Gây suy giảm đa dạng sinh học

• Có nguy cơ gây hại môi trường

• Phản biện rủi ro:

• Giống vật nuôi, cây trồng có tính trạng tốt 

• Giúp đảm bảo an ninh lương thực, thực phẩm 

• Nâng cao giá trị dinh dưỡng của thực phẩm 

• Cung cấp các hoạt chất, vaccine dùng trong y, dược học

• Giảm sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ

• Giảm nguy cơ dị ứng từ các hợp chất tự nhiên 

• Tăng khả năng làm sạch môi trường của sinh vật

Vận dụng: Hiện nay, một số quốc gia trên thế giới đã cho phép thương mại hoá một số thực phẩm biến đổi gene. Hãy sưu tầm các tài liệu về lợi ích và rủi ro của thực phẩm biến đổi gene làm minh chứng để tranh luận về các ý kiến ủng hộ hoặc phản đối việc sử dụng thực phẩm biến đổi gene.

Giải rút gọn:

• Tài liệu ủng hộ: Báo cáo của WHO về an toàn thực phẩm biến đổi gene

• Tài liệu phản đối: Nghiên cứu của Đại học California về ảnh hưởng của thực phẩm biến đổi gene đến môi trường.