Thayhienedu.com chia sẽ đến các bạn lý thuyết Sinh 12 Kết Nối Tri Thức
LÝ THUYẾT MÔN SINH HỌC LỚP 12
BÀI 5: CÔNG NGHỆ GENE
I.
CÔNG NGHỆ DNA TÁI TỔ HỢP
1. Khái niệm
- Công nghệ DNA tái tổ hợp là quy trình kĩ thuật sử dụng để tạo ra phân tử DNA từ
hai nguồn khác nhau (thường từ hai loài), sau đó chuyển vào tế bào nhận.
- Thành phần cơ bản:
+ Gene chuyển: Đoạn DNA chứa thông tin di truyền cần thiết.
+ Vector: Phân tử DNA có khả năng tự nhân bản, vận chuyển gene
vào tế bào nhận.
Ví dụ thực tế: Sản xuất hormone Insulin cho người bệnh tiểu đường.
Các nhà khoa học lấy gene quy định Insulin của người, gắn vào một loại plasmid
(vector) rồi chuyển vào vi khuẩn E. coli. Vi khuẩn này trở thành
"nhà máy" tí hon, sản xuất ra Insulin tinh khiết giúp cứu sống hàng
triệu bệnh nhân.
2. Nguyên lí
- Là việc sử dụng các kĩ thuật di truyền để:
+ Tách chiết gene ra khỏi tế bào.
+ Nhân bản gene.
+ Cắt và nối các đoạn DNA (nhờ enzyme Restrictase để cắt
và Ligase để nối).
+ Chuyển vào tế bào nhận để biểu hiện thành sản phẩm (protein có chức
năng).
Ví dụ thực tế: Việc tạo ra vi khuẩn có khả năng xử lí dầu loang. Các
nhà khoa học "ghép" các gene phân hủy hydrocacbon vào hệ gene của vi
khuẩn, giúp chúng ăn các vết dầu loang trên biển, làm sạch môi trường một cách
sinh học.
3. Một số thành tựu
- Ngành dược phẩm: Sản xuất thành công insulin, hormone tăng trưởng của
người.
- Ngành công nghiệp và môi trường: Vi khuẩn biến đổi gene giúp sản xuất ethanol, xử lí
nước thải, phân hủy rác thải độc hại, xử lí sự cố tràn dầu.
- Ngành nông nghiệp: Tạo ra các chủng vi khuẩn giúp cây trồng tăng cường hấp
thụ nitrogen.
II.
CÔNG NGHỆ TẠO THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT BIẾN ĐỔI GENE
1.
Khái niệm sinh vật biến đổi gene
- Là sinh vật có hệ gene đã được biến đổi, chủ yếu là do được bổ sung
thêm gene từ loài khác (sinh vật chuyển gene).
- Mục đích: Tạo ra các đặc điểm mới, phục vụ nhu cầu sản xuất và đời sống
của con người.
Ví dụ thực tế: Giống lúa "lúa vàng" có thêm gene tổng hợp
tiền chất vitamin A. Điều này giúp ngăn ngừa tình trạng thiếu hụt vitamin A gây
mù lòa cho trẻ em ở các vùng nghèo.
2. Nguyên lí tạo động vật và thực vật biến đổi gene
- Dựa trên nền tảng công nghệ DNA tái tổ hợp, kết hợp với các kĩ thuật
nuôi cấy mô hoặc thụ tinh nhân tạo.
a.
Nguyên lí tạo động vật biến đổi gene
- Tiêm trực tiếp gene chuyển vào trứng mới thụ tinh hoặc phôi.
- Phôi được cấy vào tử cung của con cái ("mẹ nuôi") để phát triển
thành con non mang gene chuyển.
Ví dụ thực tế: Cừu chuyển gene sản xuất protein antithrombin (chống đông máu) trong sữa. Đây là một bước tiến vĩ đại trong y học, giúp thu hoạch thuốc quý từ nguồn sữa vật nuôi thay vì phải tổng hợp hóa học phức tạp.
b.
Nguyên lí tạo thực vật biến đổi gene
- Chuyển gene bằng các phương pháp: dùng vi khuẩn (như Agrobacterium
tumefaciens) làm "vật trung gian" hoặc sử dụng các kĩ thuật vật
lí (bắn gene).
- Sau đó, nuôi cấy tế bào thực vật trong môi trường đặc
biệt để tái sinh thành cây hoàn chỉnh.
Ví dụ thực tế: Giống bông kháng sâu hại. Gene từ vi khuẩn đất được
đưa vào cây bông, giúp cây tự sản sinh ra độc tố gây hại cho sâu đục thân mà
không ảnh hưởng đến con người, giảm lượng thuốc trừ sâu sử dụng.