Giải Sinh lớp 12 Bài 20: Tạo giống nhờ công nghệ gen

Giải Sinh lớp 12 Bài 20: Tạo giống nhờ công nghệ gen

Bài 1 (trang 86 SGK Sinh học 12): Hãy chọn phương án trả lời đúng.

Người ta phải dùng thể truyền để chuyển một gen từ tế bào này sang tế bào khác là vì:

A. Nếu không có thể truyền thì gen cần chuyển sẽ không chui vào được tế bào nhận.

B. Nếu không có thể truyền thì gen có vào được tế bào nhận cũng không thể nhân lên và phân li đồng đều về các tế bào con khi tế bào phân chia.

C. Nếu không có thể truyền thì khó có thể thu được nhiều sản phẩm của gen trong tế bào nhận.

D. Nếu không có thể truyền thì gen sẽ không thể tạo ra sản phẩm trong tế bào nhận.

Lời giải:

Đáp án: c.

Bài 2 (trang 86 SGK Sinh học 12): Hệ gen của sinh vật có thể được biến đổi bằng những cách nào?

Lời giải:

Để làm biến đổi hệ gen của một sinh vật, người ta có thể tiến hành theo 3 cách sau:

– Đưa thêm một gen lạ (thường là gen của một loài khác) vè hệ gen. Sinh vật có được gen của loài khác bằng cách này được gọi là sinh vật chuyển gen.

– Làm biến đổi một gen đã có sẵn trong hệ gen. Một gen nào đó của sinh vật có thể làm biến đổi cho nó sản xuất nhiều sản phẩm hơn (ví dụ, tạo ra nhiều hoocôn sinh trưởng hơn bình thường) hoặc làm cho nó được biểu hiện một cách khác thường (ví dụ, biểu hiện ở những mô mà bình thường nó không được biểu hiện).

– Loại bỏ hoặc làm bất hoạt một gen nào đó trong hệ gen. Một gen không mong muốn nào đó của sinh vật được loại bỏ hoặc làm cho bất hoạt, ví dụ cà chua biến đổi gen có gen làm chín quả bị bất hoạt, vì tế quả cà chua có thể vận chuyển đi xa hoặc bào quản lâu dài.

Bài 3 (trang 86 SGK Sinh học 12): Trình bày phương pháp tạo động vật chuyển gen và những thành tựu toạ giống động vật biến đổi gen.

Lời giải:

* Phương pháp tạo động vật chuyển gen:

– Tạo ADN tái tổ hợp

Trong công nghệ gen, để đưa một gen từ tế bào này sáng tế bào khác, người ta thường phải sử dụng một phân tử ADN đặc biệt được gọi là thể truyền (còn gọi là vectơ). Kĩ thuật gắn gen cần chuyển vào thể truyền được gọi là kĩ thuật tạo ADN tái tổ hợp. ADN tái tổ hợp là một phân tử ADN nhỏ được lắp ráp từ các đoạn ADN lấy từ tế bào khác nhau ( thể truyền và gen cần chuyển).

Thể truyền thực chất là một phân tử ADN nhỏ có khả năng tự nhân đôi một cách độc lập với hệ gen của tế bào cũng như có thể gắn vào hệ gen của tế bào. Thể truyền có thể là các plasmit, virut (thwucj chất là ADN của virut đã được biến đổi) hoặc thậm chí là một số NST nhân tạo ( như đã làm ở nấm men). Plasmit là phân tử ADN nhỏ, dạng vòng, thường có trong tế bào chất của nhiều loài vi khuẩn. Plasmit có khả năng nhân đôi đọc lập với hệ gen của tế bào. Trong một tế bào, mỗi loại plasmit thường có nhiều bản sao.

Để tạo ADN tái tổ hợp, chúng ta cần phải tách chiết được thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bào. Khi có được 2 loại ADN thì cần phải xử lí chúng bằng một loại enzim giới hạn (restrictaza) để tạo ra cùng một loại "đầu dính" có thể khớp nối các đoạn ADN với nhau và sau đó dùng một loại "keo dính" là enzim ligaza để gắn chúng lại thành ADN tái tổ hợp.

– Đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào nhận

Để đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào, ngưới ta có thể dùng muối CaCl2 hoặc dùng xung điện để làm dãn màng sinh chất của tế bào làm cho phân tử ADN tái tổ hợp dễ dàng đi qua màng.

– Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp

Khi chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận ta rất khó nhận biết được tế bào nào đã nhận được ADN tái tổ hợp, tế bào nào không nhận được. Để làm được điều này, các nhà khoa học phải chọn thể truyền có gen đánh dấu. Nhờ có các gen đánh dấu, ngưới ta có thể biết được các tế bào có ADN tái tổ hợp vì sản phẩm của các gen đáng dấu có thể dễ dàng được nhận biết bằng các kĩ thuật nhất định.

* Thành tựu toạ giống động vật biến đổi gen

Người ta đã chuyển thành công gen prôtêin huyết thanh người vào cừu và chuyển thành công gen chứa hoocmôn sinh trưởng của chuột cống và chuột nhắt ( chuột nhắt sinh trưởng nhanh).

Bài 4 (trang 86 SGK Sinh học 12): Trình bày những thành tựu tạo giống cây trồng và vi sinh vật biến đổi gen.

Lời giải:

* Thành tựu tạo giống cây trồng biến đổi gen: Nhờ công nghệ gen, người ta có thể tạo ra nhiều giống cây trồng quý hiếm. Ví dụ, các nhà khoa học đã chuyển gen trừ sâu từ vi khuẩn vào cây bông và đã tạo được giống cây bông kháng sâu hại. Khi sâu ăn lá cây bông này, chất độc do gen của vi khuẩn tạo ra sẽ giết chết sâu. Các nhà khoa học cũng tạo được giống lúa "gạo vàng" có khả năng tổng hợp – carôten (tiềm chất tạo vitamin A) trong hạt.

Tạo giống cây biến đổi gen có sản phẩm được bảo quản tốt hơn cũng được các nhà khoa học quan tâm. Ví dụ, giống cà chua có gen sản sinh êtilen đã được làm cho bất hoạt, vì thế có quả không chín nên có thể vận chuyển đi xa hoặc để lâu không bị hỏng.

* Thành tựu tạo giống sinh vật biến đổi gen: Công nghệ gen có thể được ứng dụng để tạo ra các dòng vi khuẩn mạng gen của loài khác như gen insulin của người. Những dòng vi khuẩn này với khả năng sinh sản cao nên có thể nhanh chóng sản sinh ra một lượng lớn insulin là thuốc chữa bệnh tiểu đường. Hiện nay, nhiều dòng vi sinh vật biến đổi gen đã được tạo ra nhằm phục vụ các mục đích khác nhau của con người, trong đó có việc làm sạch môi trường như phân huỷ rác thải, dầu loang…

Bài 5 (trang 86 SGK Sinh học 12): Trong việc thay thế các gen gây bệnh ở người bằng các gen lành, tại sao các nhà khoa học lại nghiên cứu sử dụng virut làm thể truyền mà không dùng thể truyền plasmit?

Lời giải:

Trong việc thay thế các gen bệnh ở người bằng các gen lành, người ta lại sử dụng virut làm thể truyền mà không dùng plasmit làm thể truyền là vì: Nếu tách ADN của người ra khỏi tế bào rồi tách lấy gen nào đó gắn vào plasmit sau đó đưa vào tế bào vi khuẩn E.coli thì vi khuẩn đó sẽ hoặc không tổng hợp được prôtêin của người hoặc tổng hợp ra được một prôtêin khác với prôtêin của người. Sở dĩ như vậy là do gen của người có phân mảnh nên khi phiên mã cần phải cắt bỏ các loại intrô. Tuy nhiên, tế bào vi khuẩn lại không có hệ enzim cắt bỏ các intrô trong gen người nên mARN được phiên mã từ gen người trong tế bào vi khuẩn hoặc sẽ không được dịch mã hoặc sẽ được dịch mã từ gen người trong tế bào vi khuẩn hoặc sẽ không được dịch mã hoặc sẽ được dịch mã cả phần intrô nên sẽ cho ra prôtêin bất bình thường.