Giải Bài Tập Sinh Học 9 – Bài 32: Công nghệ gen giúp HS giải bài tập, cung cấp cho học sinh những hiểu biết khoa học về đặc điểm cấu tạo, mọi hoạt động sống của con người và các loại sinh vật trong tự nhiên: Sách giải bài tập công nghệ 9 – Bài 32: Công nghệ gen giúp HS giải bài tập, lĩnh hội các kiến thức, kĩ năng kĩ thuật và vận dụng được vào thực tế cần khơi dậy và phát huy triệt để tính chủ động, sáng tạo của học sinh trong học tập: – Người ta sử dụng kĩ thuật gen vào mục đích gì? – Kĩ thuật gen gồm những khâu chủ yếu nào? – Công nghệ gen là gì? Trả lời: – Người ta sử dụng kĩ thuật gen vào mục đích chuyển một đoạn ADN mang một hoặc một cụm gen từ tế bào của loài cho sang tế bào của loài nhận. – Kĩ thuật gen gồm 3 khâu: + Khâu 1: Tách AND NST của tế bào cho và tách phân tử ADN dùng làm thể truyền từ vi khuẩn hoặc virut. + Khâu 2: Tạo ADN tái tổ hợp (ADN lai), AND của tế bào cho và phân tử ADN làm thể truyền được cắt ở vị trí xác định nhờ các enzim cắt chuyên biệt, ngay lập tức, ghép đoạn ADN của tế bào cho vào ADN làm thể truyền nhờ enzim nối. + Khâu 3: Chuyển AND tái tổ hợp vào tế bào nhận, tạo điều kiện cho gen đã ghép được biểu hiện. – Công nghệ gen là ngành kĩ thuật về quy trình ứng dụng kĩ thuật gen. – Công nghệ sinh học là gì? Gồm những lĩnh vực nào? – Tại sao Công nghệ sinh học là hướng ưu tiên đầu tư và phát triển trên thế giới và ở Việt Nam? Trả lời: – Công nghệ sinh học là một ngành công nghệ và sử dụng tế bào sống và các quá trình sinh học tế bào để tạo ra các sản phẩm sinh học cần thiết cho con người. Gồm các lĩnh vực: + Công nghệ lên men để sản xuất các chế phẩm vi sinh dùng trong chăn nuôi, trồng trọt và bảo quản. + Công nghệ tế bào thực vật và động vật. + Công nghệ chuyển nhân và phôi. + Công nghệ sinh học xử lí môi trường. + Công nghệ enzim/protein để sản xuất axit amin từ nhiều nguồn nguyên liệu, chế tạo các chất cảm ứng sinh học (biosensor) và thuốc phát hiện chất độc. + Công nghệ gen là công nghệ cao và là công nghệ quyết định sự thành công của cách mạng sinh học. + Công nghệ sinh học y – dược (Công nghệ sinh học trong Y học và dược phẩm). – Công nghệ sinh học là hướng ưu tiên đầu tư và phát triển vì ngành này có hiệu quả kinh tế và xã hội cao Lời giải: – Kĩ thuật gen là các thao tác tác động lên ADN để chuyển một đoạn ADN mang một hoặc một cụm gen từ tế bào của loài cho (tế bào cho) sang tế bào của loài nhận (tế bào nhận) nhờ thể truyền. – Kĩ thuật gen gồm 3 khâu cơ bản: + Khâu 1: Tách ADN NST của tế bào cho và tách phân tử ADN dùng làm thể truyền từ vi khuẩn hoặc virut. + Khâu 2: Tạo ADN tái tổ hợp (ADN lai) bằng cách cắt ADN của tế bào và phân tử ADN làm thể truyền ở vị trí xác định nhờ enzim cắt chuyên biệt. Ghép đoạn ADN của tế bào cho vào ADN thể truyền nhờ enzim nối. + Khâu 3: Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận. Khi vào tế bào động vật, thực vật và nấm men, AND tái tổ hợp được gắn vào NST của tế bào nhận, tự nhân đôi truyền qua các thế hệ tế bào tiếp theo qua cơ chế phân bào, chỉ huy tổ hợp prôtêin đã mã hoá trong đoạn đó. Nếu vào tế bào vi khuẩn, đoạn ADN này tồn tại cùng với thể truyền, độc lập với NST của tế bào nhận nhưng vẫn có khả năng tự nhân đôi và chỉ huy tổng hợp prôtêin tương ứng. – Công nghệ gen là ngành kĩ thuật về quy trình ứng dụng kĩ thuật gen. Lời giải: Trong sản xuất và đời sống, công nghệ gen được ứng dụng trong: – Tạo ra các chủng vi sinh vật mới có khả năng sản xuất nhiều loại sản phẩm sinh học với số lượng lớn và giá thành rẻ. Ví dụ, chủng E.coli được cấy gen mã hóa insulin ở người trong sản xuất thì giá của insulin để chữa bệnh đái tháo đường rẻ hơn hàng vạn lần so với tách chiết từ mô động vật. – Tạo giống cây trồng biến đổi gen. Ví dụ: tạo giống lúa giàu vitamin A, chuyển gen kháng sâu từ đậu tương dại vào đậu tương trồng và ngô. – Tạo động vật biến đổi gen. Ví dụ: chuyển gen sinh trưởng ở bò vào lợn, chuyển gen tổng hợp hoocmon sinh trưởng ở người vào cá trạch. Lời giải: – Công nghệ sinh học là ngành công nghệ sử dụng tế bào sống và các quá trình sinh học để tạo ra các sản phẩm sinh học cần thiết cho con người. – Công nghệ sinh học gồm các lĩnh vực: + Công nghệ lên men để sản xuất các chế phẩm vi sinh dùng trong chăn nuôi, trồng trọt và bảo quản. + Công nghệ tế bào thực vật và động vật. + Công nghệ enzim/prôtêin để sản xuất axit amin từ nhiều nguồn nguyên liệu, chế tạo các chất cảm ứng sinh học (biosensor) và thuốc phát hiện chất độc. + Công nghệ chuyển nhân và chuyển phôi. + Công nghệ sinh học xử lí môi trường. + Công nghệ gen (là công nghệ cao) quyết định sự thành công của cuộc cách mạng sinh học. + Công nghệ sinh học y – dược (Công nghệ sinh học trong Y học và dược phẩm).
Công nghệ sinh học là gì? Gổm những lĩnh vực nào? Cho biết vai trò của công nghệ sinh học và tùng lĩnh vực trong sản xuất và đời sống. Các câu hỏi tương tự
BÀI TẬP MÔNNHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA CHỦ NGHĨA MÁC- LÊNINVai trò của công nghệ sinh học đối với phát triển nông nghiệpI. Định nghĩa về “ Công nghệ sinh học ” Công nghệ sinh học là bộ môn tập hợp các ngành khoa học và công nghệ gồm: sinh học phân tử, di truyền học, vi sinh vật học, sinh hóa học, công nghệ học, nhằm tạo ra các quy trình công nghệ khai thác ở quy mô công nghiệp các hoạt động sống của vi sinh vật, tế bào động, thực vật để sản xuất các sản phẩm có giá trị phục vụ đời sống, phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường. CNSH được chia làm 3 giai đoạn chính trong sự phát triển: * CNSH truyền thống: chế biến các thực phẩm dân dã đã có từ lâu đời như tương, chao, nước mắm ... theo phương pháp truyền thống; xử lí đất đai, phân bón để phục vụ nông nghiệp ...* CNSH cận đại: có sử dụng công nghệ trong quá trình chế biến sản phẩm như việc sử dụng các nồi lên men công nghiệp để sản xuất ở quy mô lớn các sản phẩm sinh hạt như mì chính, acid amin, acid hữu cơ, chất kháng sinh, vitamin, enzym ...1* CNSH hiện đại: Công nghệ di truyền, công nghệ tế bào, công nghệ enzym và protein, công nghệ vi sinh vật, công nghệ lên men, công nghệ môi trường... Các ĐH ở Việt Nam hiện đang đào tạo một số chuyên ngành như công nghệ vi sinh, công nghệ tế bào, công nghệ mô - công nghệ protein -enzym và kỹ thuật di truyền, công nghệ sinh học (CNSH) nông nghiệp, CNSH công nghiệp, CNSH môi trường, CNSH thực phẩm, CNSH y dược, tin - sinh học. Ngày nay, CNSH đang được ứng dụng vào trong rất nhiều lĩnh vực như công nghiệp, nông nghiệp, y học, dịch vụ, du lịch… nhằm phục vụ cho mọi như cầu của cuộc sống như dinh dưỡng, giải trí, chăm sóc sức khỏe... Bằng những kiến thức sinh học về thực vật, động vật, nấm, vi khuẩn,... và sử dụng “công nghệ DNA tái tổ hợp” những nhà khoa học đang cố gắng tạo ra những cây trồng, vật nuôi có năng suất và chất lượng cao, những loại thực phẩm, dược phẩm phục vụ cho việc chữa bệnh cho con người...II. Những thành tựu của công nghệ sinh học trong nông nghiệp. CNSH là một ngành khoa học mũi nhọn không giống với vi sinh vật công nghiệp đã có từ xa xưa với kỹ nghệ sản xuất rượu, bia, sữa chua, phomát, nước chấm... Theo liên đoàn CNSH châu Âu (EFB) thì CNSH là sự kết hợp của các ngành khoa học tự nhiên và khoa học công nghệ nhằm ứng dụng các vi sinh vật, các tế bào, một số thành phần của tế bào hoặc các phân tử tương tự tạo ra những sản phẩm phục vụ cho con người. CNSH đạt được những thành tựu to lớn và có triển vọng phát triển mạnh mẽ trong những năm tới là do đã thừa hưởng được một cách tổng hợp những kết quả của các ngành khoa học cơ bản như vi sinh vật học, di truyền học, 2sinh hóa học, sinh lý học, sinh học phân tử, miễn dịch học, vi sinh vật học ứng dụng, công nghệ sinh hóa học (Biochemical engineering)... CNSH đang phát triển trên cơ sở các kỹ thuật mới mẻ: kỹ thuật di truyền; kỹ thuật dung hợp tế bào; kỹ thuật phản ứng sinh học (bao gồm kỹ thuật lên men, kỹ thuật enzym, thiết bị phản ứng sinh học); kỹ thuật nuôi cấy mô; kỹ thuật nuôi cấy tế bào; kỹ thuật cấy chuyển phôi (embryotransplan-tation); kỹ thuật cấy chuyển nhân (nucleustransplan-tation) v.v... Những thành tựu này đang chuẩn bị cho một cuộc cách mạng sinh học trong các ngành kinh tế - kỹ thuật. Trong phạm vi bài này chúng tôi chỉ đề cập đến những ứng dụng CNSH trong lĩnh vực nông nghiệp. 1. Kỹ thuật cấy mô Phương pháp cấy mô đã được áp dụng từ lâu bởi các nhà trồng hoa và các nhà chọn giống muốn nhân nhanh những giống đặc cấp, cải thiện hiệu quả của từng thời kỳ chọn lọc. Ngày nay với tiến bộ kỹ thuật nuôi cấy mô người ta có thể sản xuất giống trong phòng thí nghiệm để đưa ra sản xuất nhanh chóng hơn nhiều lần phương pháp cổ điển. Nhờ kết quả này mà một người có thể sản xuất ra 130.000 cây hồng trong một năm và chỉ cần có một cây hồng gốc, so với phương pháp cũ như dâm cành thì người đó chỉ có thể sản xuất được tối đa 50 cây mà thôi. Như vậy, với công nghệ mới này năng suất của người công nhân nông nghiệp đã tăng lên 2.500 lần - không có lĩnh vực kỹ nghệ nào có thể sánh nổi. Kỹ thuật sản xuất giống trong phòng thí nghiệm còn là biện pháp hữu hiệu để xây dựng những chương trình chọn lọc tối ưu. Kỹ thuật nuôi cấy mô còn cho phép với một quy trình dài có được những sản phẩm có tính di truyền hoàn hảo như nhau và như thế có thể sử dụng như "bố mẹ lai" và cũng dùng để tạo ra những dòng mới.3 2. Kỹ thuật sinh học phân tử Kỹ thuật sinh học phân tử có phạm vi ứng dụng rộng rãi, cho phép chúng ta phát hiện những độc hại trong quá trình sản xuất, trong thức ăn hay trong hệ sinh thái (trong đất, các nôi vi sinh...). Kỹ thuật sinh học phân tử còn giúp cho việc chọn lọc ở giai đoạn rất sớm từ phôi hay mầm non của những cá thể mang những đặc tính có lợi như giới tính, sức chống chịu bệnh, sức kháng trong những điều kiện đặc biệt. Chẳng hạn phôi của bê 6 ngày tuổi đã xác định được là bê đực hay bê cái. Điều này có ý nghĩa rất lớn đối với sản xuất nông nghiệp. Những "ống thăm dò phân tử" cũng được dùng để xác định cấu trúc của các tổ chức, các bộ phận, cho phép tách rời được AND đặc thù của một bộ phận hay một tính năng cụ thể, đánh giá được chính xác chất lượng tinh dịch và sự phát triển của phôi. Với kỹ thuật sinh học phân tử người ta đã sản xuất ra được chất kháng thể monoclinaux có tác dụng rất đa dạng trong việc chẩn đoán. Vì vậy ứng dụng đặc biệt nổi bật của sinh học phân tử được thực hiện trong lĩnh vực chẩn đoán (bệnh dịch cây trồng và gia súc) và trong chọn giống.3. Kỹ thuật di truyền Cho đến nay, cách mạng chính về CNSH là kỹ thuật di truyền (hay kỹ thuật tái tổ hợp gen). Giờ đây người ta có thể thực hiện đưa 1 gen lạ vào bất cứ bộ phận nào chỉ cần kiểm tra "sự đồng ý" của tế bào tiếp nhận gen mới. Thành công này có ý nghĩa đặc biệt lớn lao bởi nó cho phép tách rời quy trình sinh học phức tạp thành những phần đơn giản, từ đó dễ dàng xác định được nhiệm vụ và kiểu hoạt động của từng gen, cho phép xác định được mối tương quan giữa cấu trúc với nhiệm vụ của những phân tử.4 Kỹ thuật di truyền đã mở ra những triển vọng, viễn cảnh mới về lý thuyết thì thật không có giới hạn: con người có thể thiết kế và chế tạo ra những vi sinh vật, những tế bào mà trước đây chưa hề có. Những vi sinh vật nhân tạo này có thể tổng hợp ra ở quy mô công nghiệp những sản phẩm có giá trị phục vụ đắc lực cho việc bảo vệ sức khỏe và nâng cao chất lượng sống của con người. Đương nhiên, nông nghiệp và y tế ứng dụng thành quả kỹ thuật di truyền nhiều nhất, đây là những lĩnh vực đột phá thực hiện cuộc cách mạng CNSH. Về trồng trọt, việc chuyển vào tế bào thực vật một gen lạ của vi khuẩn (chẳng hạn gen cố định nitơ, gen kháng thuốc diệt cỏ, gen kháng côn trùng, gen kháng bệnh...) sẽ khiến cho cây trồng có được những phẩm chất đặc biệt. Mới đây Mỹ đã chế tạo được loại ngô kháng sâu bệnh do từng tế bào của loại ngô này đã mang gen sản sinh tinh thể diệt côn trùng của loài vi khuẩn trừ sâu Bacillus thuringiensis. Việc tạo ra cây khoai - cà (pomato) nhờ quá trình dung hợp tế bào của cây khoai tây với tế bào của cây cà chua là một thành tựu độc đáo. Cây khoai - cà mọc ra củ khoai tây ở bộ rễ dưới đất và sinh ra quả cà chua ở trên cây. Cho đến nay gần 20 loại cây trồng đã được nghiên cứu thay đổi mật mã di truyền, trong đó thêm 20 loại cây đã đạt được những lợi ích như các nhà tạo giống mong muốn và được đưa ra sản xuất. Đối với chăn nuôi, kết quả có phần hạn chế hơn do việc thực hiện khá tốn kém và thời gian theo dõi rất dài. Tuy vậy đã có trên 10 loài bao gồm bò, heo, dê, cừu, thỏ, gà, cá... được chú ý nghiên cứu. Hướng nghiên cứu nhằm tạo ra được những giống gia súc và vật nuôi có sức đề kháng bệnh tật, có khả năng cải thiện đáng kể về chất lượng của thịt, sữa và trứng. Người ta hy vọng trong thời gian không xa sẽ tạo được loại thịt heo có tỷ lệ nạc rất cao, 5giống như thịt bò, sữa bò có tỷ lệ đạm cao, trứng gà có lòng đỏ to, màu đỏ đậm hơn, tỷ lệ lecithine cao và vỏ cứng. Với kỹ thuật cấy ghép gen, cấy ghép hợp tử, nuôi cấy tế bào, việc chọn lọc nhân giống gia súc đã đạt được bước tiến có ý nghĩa rất quan trọng. Từ một con bò giống tốt được chọn lọc cho thụ tinh nhân tạo với một giống tốt khác sẽ tạo được hợp tử lai mang đặc tính chọn lọc cần thiết, có thể dễ dàng lấy được hợp tử này ra và vận chuyển từ nước này sang nước khác để cấy vào tử cung của các con bò địa phương bắt chúng mang thai để đẻ ra những bê con có những đặc tính ưu việt được chọn lọc. Hơn thế nữa, người ta còn có thể tạo ra được rất nhiều phôi bằng cách tách từng tế bào ra khi hợp tử bắt đầu phân chia. Các phôi này được kiểm tra nhiễm sắc thể (để giữ lại toàn những phôi tạo ra bê cái), những phôi này được bảo quản lâu dài bằng kỹ thuật đông lạnh để có thể vận chuyển đến khắp mọi nơi trên trái đất. Kỹ thuật di truyền còn cho phép các nhà tạo giống lấy bỏ nhân từ trứng đã thụ tinh của một con bò bình thường rồi cấy thay thế vào đó nhân của tế bào một con bò có những đặc tính tốt được chọn lọc, tạo ra được trứng thụ tinh có nhân mới. Đến đây có thể đưa trở lại trứng này vào tử cung của con bò bình thường để cho nó mang thai và đẻ ra bê con có được những đặc tính như các chuyên gia tạo giống mong muốn.II. Ứng dụng công nghệ sinh học trong Nông nghiệp ở nước ta và trên thế giới Hiện nay, trên thế giới, công nghệ sinh học ngày càng phát triển mạnh mẽ và đạt được nhiều thành tựu to lớn. Đặc biệt, trong lĩnh vực nông nghiệp, việc tăng cường sử dụng và trao đổi các sản phẩm công nghệ sinh học đang thúc đẩy sự phát triển ở mỗi quốc gia. 6 |
