Công nghệ gen là gì? Là ngành kỹ thuật về quy trình ứng dụng kỹ thuật gen được ứng dụng nhiều để tạo chế phẩm sinh học, tạo giống cây trồng và động vật biến đổi gen. Để hiểu rõ hơn về đặc điểm, ứng dụng của công nghệ gen trong cuộc sống quý bạn đọc đừng bỏ lỡ bất kỳ nội dung thông tin nào có trong bài viết dưới đây.
Công nghệ gen là gì?
Khái niệm công nghệ gen đã được nhắc tới trong chương trình Sinh học 9. Công nghệ gen có tên gọi tiếng Anh là Genetic Engineering, là sự biến đổi nhân tạo của thành phần di truyền học của sinh vật. Công nghệ gen thường sẽ liên quan tới việc chuyển gen từ một loài sinh vật này sang loài sinh vật khác để loài sau thừa hưởng được những đặc tính của loài trước.
Công nghệ gen còn được gọi là kỹ thuật di truyền hoặc di truyền sửa đổi. Công nghệ gen là một nhánh của công nghệ sinh học, cho phép trực tiếp sửa đổi hoặc loại bỏ một gen hoặc chuyển gen từ một loài cho loài khác.
Khi động vật, thực vật và các sinh vật khác được thay đổi bằng cách sử dụng công nghệ gen thì những sinh vật mới được tạo ra sẽ xếp vào nhóm sinh vật biến đổi gen. Quá trình sửa đổi gen sẽ bao gồm việc cho – nhận một hoặc nhiều gen từ sinh vật này với sinh vật khác, quá trình này được gọi là chuyển gen.
Tựu chung, công nghệ gen là quá trình sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp [rDNA] để thay đổi cấu trúc di truyền của sinh vật.
Ví dụ về công nghệ gen: Cây bông chuyển gen thường chứa một gen từ vi khuẩn có khả năng tạo ra loại thuốc trừ sâu, làm giảm lượng phun thuốc côn trùng gây hại.
Lai kinh tế là gì? Khái niệm, mục đích và cho ví dụ
Đặc điểm của công nghệ gen là gì? Ứng dụng công nghệ gen
Công nghệ gen sử dụng một loạt các kỹ thuật để kiểm soát, chỉnh sửa gen. Đặc biệt là việc di chuyển giữa các loài sinh vật vốn không có gì liên quan tới nhau, được gọi là công nghệ tái tổ hợp DNA. Chẳng hạn như gen từ một loài thực vật có thể được đưa vào cơ thể của động vật và ngược lại có thể chuyển gen từ động vật sang thực vật,…những sinh vật mới được tạo ra theo cách này được gọi là sinh vật biến đổi gen.
Hiện nay, công nghệ gen được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực thực phẩm trồng trọt, động vật chăn nuôi. Ví dụ về ứng dụng công nghệ gen phải kể đến như việc nghiên cứu gen để đảm bảo gà không thể di truyền bệnh cúm gia cầm sang gia súc hoặc chim, không thể phát triển được các loại virus truyền nhiễm gây ra bệnh “bò điên”.
Trong thực vật, công nghệ gen được ứng dụng nhằm tạo ra những cây trồng biến đổi gen như ngô, đậu tương,…với mục đích chính là tăng năng suất cây trồng, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt, hạn chế việc sử dụng thuốc trừ sâu.
Thành tựu của công nghệ gen cũng được ứng dụng trong y học, được sử dụng để tạo ra những loại vắc xin, thuốc mới hoặc vẽ bản đồ gen người để chẩn đoán bệnh hiệu quả hơn. Không những thế, công nghệ gen tạo ra được những động vật biến đổi gen, là nguồn cung cấp nội tạng và mô trong y tế.
ARN là gì? Cấu trúc và chức năng của ARN
Thành tựu ứng dụng công nghệ gen
Ứng dụng công nghệ gen trở nên phổ biến trong thời gian gần đây, người ta có thể thêm hoặc bỏ bớt gen, lấy gen từ sinh vật khác để chuyển vào vật mong muốn. Trong đó, cây trồng biến đổi gen là kết quả phổ biến nhất. Thông qua kỹ thuật này, người sản xuất có thể tạo ra nhiều giống cây trồng mong muốn mà không tốn nhiều thời gian.
Xét về mặt nguyên tắc, kỹ thuật này chỉ tiến hành biến đổi gen từ những gen không liên quan tới giá trị dinh dưỡng thực phẩm, nếu có thì sẽ tác động theo hướng tăng cường hàm lượng dinh dưỡng. Chính vì thế, cây trồng biến đổi gen sẽ giúp tăng năng suất, chất lượng; khả năng chống sâu bệnh,…
Các loại thực phẩm như ngô, khoai, cà chua, dưa hấu,…là những minh chứng rõ nhất của công nghệ biến đổi gen. Ngoài việc tăng năng suất, tăng sức đề kháng, khả năng chịu đựng thuốc diệt cỏ, cây trồng biến đổi gen còn có vòng đời lâu hơn, màu sắc đẹp hơn.
Mặc dù công nghệ gen tạo ra nhiều đột phá nhưng vẫn có không ít người đặt ra câu hỏi các sản phẩm từ công nghệ gen có gây hại cho sức khỏe con người không. Những người ủng hộ công nghệ gen và biến đổi gen cho rằng công nghệ gen giúp tăng năng suất nông nghiệp, giảm sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu giúp cây trồng có khả năng kháng bệnh, sống lâu hơn. Nhờ đó, giúp ngành nông nghiệp tăng năng suất, tăng thu nhập cho người lao động, xóa đói giảm nghèo ở nhiều quốc gia đang phát triển.
Nguyên tử, phân tử là gì – Tổng hợp các kiến thức liên quan
Trong khi đó, những người phản đối lại liệt kê một loạt các mối quan tâm liên quan tới công nghệ gen bao gồm cả đột biến gen, phản ứng dị ứng, thiệt hại môi trường. Những người không ủng hộ cũng lo ngại về việc khó có thể đoán được kết quả từ công nghệ gen.
Các nghiên cứu cũng chỉ ra, thực phẩm biến đổi gen có thể gây ra những vấn đề lâu dài. Nếu thực phẩm biến đổi gen kháng thuốc diệt cỏ, số lượng thuốc diệt cỏ độc hại được sử dụng nhiều hơn mỗi năm. Điều này, không chỉ gây hại tới môi trường mà còn ảnh hưởng tới hệ sinh thái.
Theo cơ quan Quản lý dược phẩm và thực phẩm Hoa Kỳ FDA các loại thực vật biến đổi gen cần phải đáp ứng được các quy định về an toàn như các loại thực phẩm không biến đổi gen. Mặt khác, khó có thể đưa ra kết luận giống nhau giữa các sản phẩm biến đổi gen nên cần phải được kiểm tra kỹ càng, đánh giá chi tiết từng loại.
Một số lượng lớn các loại cây trồng được ứng dụng công nghệ biến đổi hoặc sửa đổi gen đó là ngô, cải dầu, bông, khoai tây, củ cải đường, cà chua, lúa mì,…Những người phản đối hoàn toàn công nghệ gen cho rằng khoa học không nên can thiệp vào quá trình tự nhiên của sinh vật.
Trên đây là những thông tin về công nghệ gen, hy vọng sẽ giúp ích bạn. Để có thêm nhiều thông tin hữu ích khác, quý bạn đọc hãy truy cập website ruaxetudong.org, chắc chắn sẽ giúp ích bạn rất nhiều đó!
Chào bạn Giải bài tập Sinh 9 trang 95
Giải bài tập SGK Sinh học 9 Bài 32 Công nghệ gen giúp các em học sinh trả lời các câu hỏi phần in nghiêng và câu hỏi cuối bài. Đồng thời hiểu được kiến thức về khái niệm kĩ thuật gen và công nghệ gen, ứng dụng công nghệ gen, tạo động vật biến đổi gen.
Soạn Sinh học 9 Công nghệ gen được biên soạn bám sát theo chương trình SGK trang 92 →95. Qua đó giúp học sinh nhanh chóng nắm vững được kiến thức để học tốt môn Sinh học. Vậy sau đây là nội dung chi tiết tài liệu, mời các bạn lớp 9 cùng theo dõi tại đây.
I. Khái niệm kĩ thuật gen và công nghệ gen
- Kĩ thuật gen [kĩ thuật di truyền] 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 sang tế bào của loài nhận nhờ thể truyền.
- Thể truyền: là 1 phân tử ADN nhỏ có khả năng tự nhân đôi 1 cách độc lập với hệ gen của TB cũng như có thể gắn vào hệ gen của tế bào. Ví dụ: plasmit, virut hoặc 1 số NST nhân tạo...
- Các khâu của kĩ thuật gen:
+ Bước 1: Tách ADN của tế bào cho và phân tử ADN dùng làm thể truyền từ vi khuẩn hoặc virut
+ Bước 2: Tạo ADN tái tổ hợp. ADN ở tế bào cho và ADN làm thể truyền được cắt ở vị trí xác định nhờ enzim cắt chuyên biệt. Ghép ADN tế bào cho và ADN làm thể truyền bằng enzim nối.
+ Bước 3: Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận, tạo điều kiện cho gen đã ghép được biểu hiện
- Mục đích: tạo được các phân tử ADN lai tổng hợp ra những phân tử protein những sản phẩm biến đổi gen [vật nuôi, cây trồng, vi sinh vật …].
- Công nghệ gen là: ngành kĩ thuật về quy trình ứng dụng kĩ thuật gen.
II. Ứng dụng công nghệ gen
1. Tạo ra các chủng vi sinh vật mới
- Ứng dụng tạo ra các chủng vi sinh vật mới có khả năng sản xuất nhiều loại sản phẩm sinh học [axit amin, protein, vitamin, enzim, hoocmon, kháng sinh …] với số lượng lớn và giá thành rẻ.
- Tế bào nhận dùng phổ biến hiện nay là E.coli và nấm men. Vì chúng có các ưu điểm: dễ nuôi cấy và có khả năng sinh sản nhanh → Tăng nhanh số bản sao của gen được chuyển gen.
- Ví dụ: dùng chủng E.coli được cấy gen mã hóa hoocmon insulin ở người trong sản xuất thì giá thành insulin rẻ hơn nhiều so với trước đây phải tách chiết từ mô động vật.
2. Tạo giống cây trồng biến đổi gen
- Là lĩnh vực ứng dụng chuyển các gen quý [năng suất, hàm lượng dinh dưỡng cao, kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ và chịu được các điều kiện bất lợi, tăng thời gian bảo quản, khó bị dập nát …] vào cây trồng.
- Ví dụ:
+ Chuyển gen tổng hợp β – caroten [tiền vitamin A] tạo giống lúa giàu vitamin A.
+ Chuyển gen kháng sâu Bt tạo cây bông kháng sâu bệnh.
+ Chuyển gen kháng được nhiều loại thuốc diệt cỏ từ thuốc lá cảnh vào đậu tương, chuyển gen kháng virut gây thối vào củ khoai tây…
3. Tạo động vật biến đổi gen
- Thành tựu chuyển gen vào động vật còn hạn chế vì các hiệu quả phụ do gen được chuyển gây ra ở động vật biến đổi gen.
- 1 số thành tựu:
+ Trên thế giới,chuyển gen sinh trưởng ở bò vào lợn hiệu quả tiêu thụ thức ăn cao hơn, hàm lượng mỡ ít hơn lợn bình thường [xuất hiện các vấn đề: tim to, hay bị loét dạ dày, viêm da]…
+ Ở Việt Nam, chuyển được gen tổng hợp hoocmon sinh trưởng ở người vào cá trạch.
III. Công nghệ sinh học
- Công nghệ sinh học là ngành 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 bao gồm các lĩnh vực:
+ 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 lên men.
+ Công nghệ enzim/protein.
+ Công nghệ gen là công nghệ cao và là công nghệ quyết định sự thành công của cuộc cách mạng sinh học.
+ Công nghệ sinh học y – dược.
Công nghệ sinh học là hướng ưu tiên đầu tư và phát triển trên thế giới và ở Việt Nam vì ngành công nghệ này có hiệu quả kinh tế và xã hội cao.
Trả lời câu hỏi Sinh học 9 trang 93
❓Hãy trả lời các câu hỏi sau:
- 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?'
Gợi ý đáp án
- 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 ADN 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.
Giải bài tập SGK Sinh 9 Bài 32 trang 95
Câu 1
Kĩ thuật gen là gì? Gồm những khâu cơ bản nào? Công nghệ gen là gì?
Gợi ý đáp án
- 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.
Câu 2
Trong sản xuất và đời sống, công nghệ gen được ứng dụng trong những lĩnh vực chủ yếu nào?
Gợi ý đáp án
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.
Câu 3
Công nghệ sinh học là gì? Gồm những lĩnh vực nào? Cho biết vai trò của Công nghệ sinh học và từng lĩnh vực của nó trong sản xuất và đời sống.
Gợi ý đáp án
- 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].
Cập nhật: 19/01/2022