Slide bài giảng Khoa học tự nhiên 9 Chân trời bài 45: Ứng dụng công nghệ di truyền vào đời sống

Tóm lược nội dung

BÀI 45. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN VỚI ĐỜI SỐNG

Mở đầu: Drew Weissman và Katalin Kariko là hai nhà khoa học đạt giải Nobel năm 2023 với nghiên cứu ứng dụng công nghệ di truyền để sản xuất vaccine mRNA phòng chống COVID-19. Trong tương lai, công nghệ di truyền sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng hơn vào đời sống và xã hội. Tuy nhiên, liệu tất cả các ứng dụng của công nghệ di truyền đều mang lại lợi ích cho con người và được nhân loại đón nhận không

Trả lời rút gọn:

Công nghệ di truyền đã mở ra những cánh cửa mới trong y học và khoa học, mang lại hy vọng trong việc điều trị các bệnh tật và cải thiện chất lượng cuộc sống. Tuy nhiên, như mọi công nghệ khác, việc áp dụng công nghệ di truyền cũng đòi hỏi sự cân nhắc và quản lý cẩn thận. Mặc dù các ứng dụng của công nghệ này có thể mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng có những rủi ro và thách thức.Trong khi công nghệ di truyền có tiềm năng mang lại nhiều lợi ích cho con người, việc áp dụng nó cần phải được tiến hành một cách có trách nhiệm và cẩn thận, với sự quan tâm đến các vấn đề đạo đức, an toàn và quản lý rủi ro.

1. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN 

Câu 1: Quan sát Hình 45.1 và đọc thông tin ở Bảng 45.1, hãy cho biết giống cây trồng biến đổi gene có những đặc tính vượt trội nào so với giống ban đầu

Trả lời rút gọn:

Giống cây trồng biến đổi gene có những đặc tính vượt trội so với giống ban đầu bao gồm khả năng chịu sâu bệnh, tăng cường năng suất và chất lượng sản phẩm. 

Luyện tập: Hãy tìm hiểu và cho biết ở địa phương em có sử dụng giống cây trồng biến đổi gene không? Nếu có, hãy liệt kê một số loại cây trồng đó

Trả lời rút gọn:

Ở địa phương của em, có sử dụng giống cây trồng biến đổi gen. Một số loại cây trồng đó bao gồm:

Ngô: tăng cường khả năng chống lại sâu bệnh và herbicide, giúp tăng năng suất và giảm việc sử dụng thuốc trừ sâu.

Đậu nành: chịu được các loại herbicide mạnh, giúp người nông dân kiểm soát cỏ dại một cách hiệu quả hơn.

Cây cỏ: tăng khả năng chịu đựng sâu bệnh và chịu nhiệt độ cao hơn, phù hợp với điều kiện khí hậu địa phương.

Câu 2: Đọc thông tin và cho biết những thành tựu công nghệ di truyền nào đã được ứng dụng tại địa phương nơi em sống

Trả lời rút gọn:

Các ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp như cây trồng biến đổi gen (GMO) đã giúp tăng sản lượng và chất lượng của các loại cây trồng quan trọng như lúa, ngô, và đậu. Sự áp dụng của công nghệ này đã giúp nâng cao năng suất của nông dân và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về thực phẩm.

Luyện tập: Tại sao việc sản xuất insulin từ vi khuẩn E.coli có nhiều ưu điểm hơn việc chiết insulin từ tuyến tụy của động vật

Trả lời rút gọn:

Bởi vì phương pháp này có thể đảm bảo mức độ đồng nhất và hiệu quả cao hơn trong sản xuất đại trà. Bằng cách sử dụng kỹ thuật công nghệ sinh học, vi khuẩn E.coli có thể được điều chỉnh gen để sản xuất insulin với chất lượng và khả năng hoạt động tốt nhất. Hơn nữa, quy trình sản xuất này có thể được thực hiện trong môi trường kiểm soát được, giúp giảm chi phí và tăng cường tính ổn định trong sản xuất đại trà. 

Vận dụng: Trong đợt dịch bệnh COVID-19 bùng nổ, Bộ Y tế đã cấp phép cho 8 loại vaccine được sử dụng trong điều kiện khẩn cấp gồm: (1) AstraZeneca; (2) Sputnik; (3) Vero cell; (4) Pfizer; (5) Moderna; (6) Janssen; (7) Hayat-vax; (8) Abdala. Hãy tìm hiểu thông tin và cho biết loại vaccine nào trong số tám loại ở trên được sản xuất nhờ ứng dụng công nghệ mRNA

Trả lời rút gọn:

Trong số 8 loại vaccine, có hai loại vaccine được sản xuất nhờ ứng dụng công nghệ mRNA. Đó là vaccine Pfizer và Moderna. Cả hai loại vaccine này sử dụng công nghệ mRNA để kích thích cơ thể tạo ra miễn dịch chống lại virus SARS-CoV-2, góp phần vào cuộc chiến chống lại dịch bệnh.

Câu 3: Theo em, vi sinh vật biến đổi gene dùng để phân hủy rác thải hữu cơ cần có những đặc tính nào?

Trả lời rút gọn:

Cần có những đặc tính sau đây:

+Khả năng phân hủy: Vi sinh vật cần có khả năng phân hủy các chất hữu cơ trong rác thải, biến đổi chúng thành các sản phẩm không độc hại hoặc dễ dàng phân hủy.

+Tính ổn định: Chúng cần có tính ổn định trong môi trường nơi chúng được sử dụng, đảm bảo rằng chúng không gây ra tác động không mong muốn cho môi trường xung quanh.

+Tính chọn lọc: Vi sinh vật cần có khả năng nhận biết và phân hủy chủng loại cụ thể của rác thải, đảm bảo hiệu quả cao và tránh tác động đến các loại vật liệu khác.

+Tính an toàn: Chúng cần được đánh giá kỹ lưỡng về an toàn cho môi trường và con người, đảm bảo không gây hại khi tiếp xúc với môi trường sống và con người.

+Tính hiệu quả: Vi sinh vật cần có khả năng phân hủy rác thải một cách hiệu quả, giảm thiểu khả năng gây ô nhiễm môi trường và tiết kiệm tài nguyên.

+Khả năng tái tạo: Cần có khả năng sinh sản và tái tạo để duy trì sự tồn tại và hiệu quả của vi sinh vật trong quá trình phân hủy rác thải.

Luyện tập: Hãy tìm hiểu thực tế và cho biết ở địa phương em có sử dụng chế phẩm vi sinh vật để làm sạch môi trường không? Nếu có, hãy xác định đó có phải là vi sinh vật biến đổi gene không?

Trả lời rút gọn:

Ở địa phương của em, việc sử dụng chế phẩm vi sinh vật để làm sạch môi trường là một thực tế đáng chú ý. Tuy nhiên, không phải tất cả các loại chế phẩm vi sinh vật đều là sản phẩm có gen được biến đổi. Một số sản phẩm này được tạo ra từ vi sinh vật tự nhiên, trong khi một số khác có thể chứa vi sinh vật được biến đổi gen để tăng hiệu suất trong quá trình làm sạch môi trường. 

Câu 4: Em hãy nêu ví dụ về ứng dụng công nghệ di truyền  trong an toàn sinh học mà em biết

Trả lời rút gọn:

Sử dụng kỹ thuật CRISPR-Cas9 để chỉnh sửa gen trong các loài vi khuẩn. Kỹ thuật này có thể được sử dụng để tạo ra các loại vi khuẩn mới có khả năng sản xuất các enzyme phân huỷ chất độc hại hoặc tạo ra sản phẩm sinh học hữu ích. Qua việc điều chỉnh gen, chúng ta có thể tạo ra các loài vi khuẩn có khả năng phân hủy chất gây ô nhiễm môi trường một cách hiệu quả hoặc sản xuất các loại thuốc trừ sâu tự nhiên mà không gây hại cho môi trường và con người. 

2. ĐẠO ĐỨC SINH HỌC TRONG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN

Câu 5: Đạo đức sinh học là gì? Tại sao chúng ta cần đặc biệt quan tâm đến vấn đề đạo đức sinh học trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ di truyền?

Trả lời rút gọn:

Đạo đức sinh học là việc áp dụng các nguyên tắc đạo đức vào lĩnh vực sinh học và di truyền học.

 Chúng ta cần đặc biệt quan tâm đến vấn đề này trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ di truyền bởi vì sự tiến bộ trong lĩnh vực này có thể ảnh hưởng đến cuộc sống của con người và toàn xã hội. 

Luyện tập: Tại sao nhân bản vô tính ở người bị các quốc gia trên thế giới xem là vi phạm đạo đức sinh học?

Trả lời rút gọn:

Vì nó đặt ra những câu hỏi đầy thách thức về đạo đức, quyền lợi và tầm quan trọng của con người trong xã hội. Việc tạo ra một cá thể con người mà không có sự tham gia của hai phụ huynh tự nhiên đều đặn có thể dẫn đến việc coi thường giá trị cá nhân và quan hệ gia đình. Ngoài ra, việc thực hiện nhân bản vô tính có thể dẫn đến việc lạm dụng công nghệ trong y tế và thúc đẩy sự phân biệt đối xử giữa những người được tạo ra theo cách này và những người được sinh ra tự nhiên. Điều này gây ra những lo ngại đáng kể về công bằng và sự đa dạng trong xã hội.

Vận dụng: - Năm 1968, Robert Edwards đã cho thụ tinh thành công trứng người trong phòng thí nghiệm. Sau đó, vào năm 1978, với sự hỗ trợ của bác sĩ sản khoa Patrick Steptoe, ông và cộng sự đã tạo ra đứa trẻ bằng thụ tinh trong ống nghiệm đầu tiên ở Anh. Với thành công này, ông đã được trao giải Nobel vào năm 2010

Năm 2018, một nhà khoa học đã công bố kết quả về việc sử dụng kĩ thuật  CRISPR-Cas9 chỉnh sử gene của phôi thai để tạo ra hai bé gái sinh đôi có khả năng đề kháng với HIV. Với công bố này, tháng 12 năm 2019, ông đã bị tòa kết án ba năm tù vì tội vi phạm vấn đề đạo đức trong nghiên cứu

Theo em, tại sao cả hai nghiên cứu đểu được thực hiện trên người nhưng nghiên cứu của Robert Edwards không vi phạm đạo dức sinh học?

Trả lời rút gọn:

Vì các quy định đạo đức và pháp luật lúc đó chưa có sự chỉ rõ về việc thử nghiệm trên con người trong lĩnh vực này. Thêm vào đó, Edwards và đồng nghiệp đã tiến hành nghiên cứu này với mục tiêu chính là giúp các cặp vợ chồng vô sinh có thể có con, điều này được xem là một ứng dụng y học có ích và mang lại lợi ích cho xã hội. Trong khi đó, nghiên cứu sử dụng CRISPR-Cas9 để chỉnh sửa gene của phôi thai với mục đích tạo ra bé gái sinh đôi có khả năng đề kháng với HIV không được coi là đạo đức vì nó làm dấy lên lo ngại về hậu quả không mong muốn và ảnh hưởng đến tính bình đẳng, an toàn và quyền lợi của con người.