Câu 1 trang 101 SGK Sinh học 12 nâng cao

Công nghệ gen là gì? ADN tái tổ hợp là gì?

Trả lời:

Công nghệ gen là quy trình tạo ra những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến đổi, có thêm gen mới, từ đó tạo ra cơ thể với những đặc điểm mới. Hiện nay công nghệ gen đang được thực hiện phổ biến là tạo ra phân tử ADN tái tổ hợp để chuyển gen.

ADN tái tổ hợp là một phân tử ADN nhỏ được lắp ráp từ các đoạn ADN lấy từ các nguồn khác nhau (gồm thể truyền và gen cần chuyển).

Câu 2 trang 101 SGK Sinh học 12 nâng cao

Trình bày quy trình tạo ADN tái tổ hợp, chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận.

Trả lời:

*    Tạo ADN tái tổ hợp

Trong công nghệ gen, để đưa một gen từ tế bào này sang tế bào khác cần phải sử dụng một phân tử ADN đặc biệt được gọi là thể truyền. 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 các nguồn khác nhau (gồm thể truyền và gen cần chuyển).

Sinh học phân tử đã phát hiện và hiểu rõ cơ chế tác động của hàng loạt enzim. Nhờ đó, các nhà khoa học đã sử dụng chúng thành những công cụ hữu hiệu trong việc cắt (restrictaza), nối (ligaza) để tạo ADN tái tổ hợp.

Mỗi loại enzim cắt hai mạch đơn của phân tử ADN ở những vị trí nuclêôtit xác định. Các vị trí này gọi là trình tự nhận biết, tạo ra các đầu dính. Việc cắt ADN của tế bào cho và ADN của plasmit do cùng một loại enzim cắt. Kết quả tạo ra các đầu dính có trình tự giống nhau. Khi trộn đoạn ADN của tế bào cho với ADN plasmit đã cắt hở, các đầu dính bắt cặp bổ sung với nhau. Enzim nối ligaza có chức năng tạo liên kết phôtphođieste làm liền mạch ADN. Plasmit mang gen lạ gọi là ADN tái tổ hợp.

Để chuyển một gen mong muốn từ sinh vật này sang sinh vật khác, người ta sử dụng các vật chuyển gen hay vectơ chuyển gen. Vectơ chuyển gen là phân tử ADN có khả năng tự nhân đôi, tồn tại độc lập trong tế bào và mang được gen cần chuyển. Có nhiều loại vectơ chuyển gen như:

Vectơ chuyển gen có thể là plasmit: Plasmit nằm trong tế bào chất của vi khuẩn, là ADN vòng, mạch kép. Trong tế bào vi khuẩn có chứa hàng chục plasmit. Vectơ chuyển gen cũng có thể là thực khuẩn thể Iamđa (phagơ λ), đó là virut lây nhiễm vi khuẩn, đoạn ADN của tế bào cho (gen cần cấy) được gắn vào ADN của nó thành ADN tái tổ hợp.                                                                                                       

*     Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận

Phương pháp biến nạp: để đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào, các nhà khoa học có thể dùng muối CaCl₂ hoặc dùng xung điện để làm dãn màng sinh chất của tế bào. Khi đó, phân tử ADN tái tổ hợp dễ dàng chui qua màng vào trong tế bào.

Trường hợp thể truyền là virut lây nhiễm vi khuẩn, khi chúng mang gen cần chuyển và xâm nhập vào tế bào vật chủ (vi khuẩn) được gọi là phương pháp tải nạp.

Khi đã được chuyển vào tế bào chủ, ADN tái tổ hợp điều khiển tổng hợp loại prôtêin đặc thù đã được mã hoá trong nó.

Câu 3 trang 101 SGK Sinh học 12 nâng cao

Làm cách nào nhận biết được dòng tế bào đã nhận được ADN tái tổ hợp ?

Trả lời:

Để nhận biết được tế bào vi khuẩn nào đã nhận được ADN tái tổ hợp, phải chọn thể truyền có các dấu chuẩn hoặc các gen đánh dấu. Nhờ đó ta dễ dàng nhận biết sự có mặt của ADN tái tổ hợp.

Gen đánh dấu có thể là gen kháng kháng sinh. Ví dụ, tế bào nhận là loại mẫn cảm với chất kháng sinh (như tetraxiclin); khi plasmit đã được chuyển gen có gen kháng với tetraxiclin vào trong tế bào mẫn cảm, nó sẽ trở nên kháng được thuốc kháng sinh. Do đó, khi bổ sung tetraxiclin vào môi trường nuôi, tất cả các tế bào không chứa ADN tái tổ hợp sẽ bị chết, trong bình nuôi lúc này chỉ còn lại các tế bào có chứa ADN tái tổ hợp. Dòng tế bào này được nuôi cấy để sản xuất ra sản phẩm mong muốn.

Câu 4 trang 101 SGK Sinh học 12 nâng cao

Sinh vật chuyển gen là gì? Lợi ích của sinh vật chuyển gen như thế nào? Cho ví dụ.

Trả lời:

Sinh vật chuyển gen là các cá thể được bổ sung vào bộ gen của mình những gen đã được tái tổ hợp hoặc những gen đã được sửa chữa, do đó còn gọi là sinh vật biến đổi gen. Sản phẩm của sinh vật biến đổi gen phục vụ tốt hơn cho cuộc sống của con người cả về số lượng và chất lượng.

Thành tựu nổi bật nhất trong ứng dụng công nghệ gen là khả năng cho tái tổ hợp thông tin di truyền giữa các loài đứng xa nhau trong bậc thang phân loại mà lai hữu tính không thể thực hiện được.

Câu 5 trang 101 SGK Sinh học 12 nâng cao

Hãy chọn phương án đúng nhất. Thành quả của công nghệ gen là

A. tuyển chọn được các gen mong muốn ở vật nuôi, cây trồng.

B. cấy được gen của động vật vào thực vật.

C. cấy được gen của người vào vi sinh vật.

D. tất cả các phương án trên. 

Trả lời

Đáp án D. tất cả các phương án trên. 

Giaibaitap.me