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

Tóm tắt các thành tựu trong tạo giống mới và sản xuất giống nhờ công nghệ gen.

Phương pháp giải

Kể tên một số thành tựu tạo giống nhờ công nghệ gen trên các phương pháp như: 

- Công nghệ sinh học: nổi bật chế tạo ra insulin

- Cây trồng biến đổi gen

- Công nghệ sinh học nano

Hướng dẫn giải

Thành tựu chủ yếu của công nghệ gen là kĩ thuật tái tổ hợp ADN nhằm tạo ra các loài sinh vật biến đổi gen, các cá thể hoặc các tế bào mang gen mới nhằm phục vụ các lợi ích của con người.

- Trong lĩnh vực công nghệ sinh học, từ năm 1980, người ta đã thành công trong việc chuyển gen điều khiển tổng hợp insulin ở người vào vi khuẩn E. coli để tổng hợp insulin (dùng để chữa bệnh tiểu đường) với giá thành rất thấp so với trước đây. Bằng cách tương tự, ngày nay, người ta đã tổng hợp được hoocmôn sinh trưởng ở người, các loại inteíeron chống virut và ung thư, các loại enzim urokinaza, các loại prôtêin quý hiếm như timôzin tăng cường miễn dịch, hemôpôêtin chữa bệnh thiếu máu, các loại vacxin tái tổ hợp ngừa bệnh viêm gan siêu vi B, viêm não Nhật Bản, sởi, bại liệt ở người ; vacxin ngừa bệnh lở mồm long móng ở gia súc.

- Về cây trồng biến đổi gen : cây thuốc lá biến đổi gen đầu tiên đưa vào ứng dụng năm 1983, đến năm 1986 thành công với cây bông và cây đậu tương có khả năng kháng sâu bệnh và kháng thuốc diệt cỏ. Đến nay, thực vật biến đổi gen đã tăng rất nhanh về số chủng loại và diện tích gieo trồng, mang lại hiệu quả kinh tế cao.

- Trên thế giới đã phát triển một lĩnh vực ứng dụng quan trọng là công nghệ sinh học nano (Nanobiotechnology) tạo ra các thiết bị hiển vi đưa vào cơ thể để tiêu diệt virut và các tế bào ung thư ; tạo ra các chip sinh học và máy tính sinh học, mở ra những triển vọng nghiên cứu và ứng dụng vô cùng quan trọng. Khởi đầu từ Ixraen và gần đây nhất, các nhà khoa học của Anh và Nhật Bản có những nghiên cứu nền tảng cho một kỉ nguyên công nghệ mới thể hiện mối quan hệ lí thú giữa công nghệ sinh học và công nghệ thông tin.

Phân tử ADN tái tổ hợp là gì?

A. Là phân tử ADN lạ được chuyển vào tế bào thể nhận.

B. Là phân tử ADN tìm thấy trong thể nhân của vi khuẩn.

C. Là đoạn ADN của tế bào cho kết hợp với ADN của plasmit.

D. Là một dạng ADN cấu tạo nên các plasmit của vi khuẩn.

Phương pháp giải

Kỹ thuật chuyển gen (kỹ thuật tạo ADN tái tổ hợp) là chuyển một đoạn ADN từ tế bào cho sang tế bào nhận bằng nhiều cách khác nhau.

Hướng dẫn giải

Phân tử ADN tái tổ hợp là đoạn ADN của tế bào cho kết hợp với ADN của plasmit.

Chọn C

Trong kĩ thuật chuyển gen bằng plasmit làm thể truyền, phân tử ADN tái tổ hợp được tạo ra theo quy trình nào?

A. Tách ADN ra khỏi tế bào cho —» tách plasmit ra khỏi tế bào vi khuẩn —» cắt ADN vừa tách thành những đoạn (gen) cần thiết và cắt plasmit.

B. Cắt ADN từ tế bào thể cho thành những đoạn (gen) cần thiết -» tách gen vừa cắt và plasmit ra khỏi tế bào thể cho và tế bào vi khuẩn -> nối gen vừa tách vào plasmit.

C. Cắt ADN từ tế bào thể cho thành những đoạn (gen) cần thiết và cắt mở vòng plasmit -» chuyển gen và plasmit vừa cắt vào tế bào thể nhận —> trong tế bào thể nhận, gen vừa cắt được nối vào plasmit mở vòng nhờ enzim nối.

D. Tách ADN của tế bào thể cho và tách plasmit khỏi tế bào chất của vi khuẩn —> cắt mở vòng plasmit và ADN thể cho ở những đoạn (gen) cần thiết --> nối gen vừa cắt vào ADN của plasmit đã mở vòng.

Phương pháp giải

- Quy trình tạo ra phân tử ADN tái tổ hợp:

+ Tách chiết thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bào

+ Tạo ADN tái tổ hợp

• Cắt đoạn ADN của tế bào cho và mở vòng plasmit bằng enzim cắt giới hạn (restrictaza)
• Nối đoạn vừa cắt vào plasmit tạo thành ADN tái tổ hợp nhờ enzim nối ligaza.

Hướng dẫn giải

Trong kĩ thuật chuyển gen bằng plasmit làm thể truyền, phân tử ADN tái tổ hợp được tạo ra theo quy trình: tách ADN của tế bào thể cho và tách plasmit khỏi tế bào chất của vi khuẩn —> cắt mở vòng plasmit và ADN thể cho ở những đoạn (gen) cần thiết --> nối gen vừa cắt vào ADN của plasmit đã mở vòng.

Chọn D

Đặc điểm quan trọng của plasmit để được chọn làm vật liệu chuyển gen là gì ?

A. Gồm 8000 đến 200000 cặp nuclêôtit.

B. Có khả năng nhân đôi độc lập đối với hệ gen của tế bào

C. Chỉ tồn tại chủ yếu trong tế bào chất của tế bào nhân sơ.

D. Dễ đứt và dễ nối.

Phương pháp giải

Plasmid là các phân tử ADN mạch đôi dạng vòng nằm ngoài ADN nhiễm sắc thể

Hướng dẫn giải

Do nằm ngoài ADN nhiễm sắc thể nên nó có khả năng nhân đôi độc lập đối với hệ gen của tế bào

Chọn B

Các thành tựu nổi bật của kĩ thuật chuyển gen là

A. tạo nhiều loài vật nuôi, cây trồng biến đổi gen.

B. sản xuất nhiều loại thực phẩm biến đổi gen ở quy mô công nghiệp.

C. tạo nhiều chủng vi khuẩn có tốc độ sinh sản nhanh.

D. tạo nguồn nguyên liệu đa dạng cho chọn giống vật nuôi, cây trồng.

Phương pháp giải

Kể tên một số thành tựu nổi bật tạo giống nhờ công nghệ gen trên các phương diện như:

- Tạo động vật chuyển gen

- Tạo giống cây trồng biến đổi gen

- Tạo giống vi sinh vật biến đổi gen

Hướng dẫn giải

Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen

a) Tạo động vật chuyển gen: Tạo nên giống mới có năng suất và chất lượng cao hơn; dùng trong ngành công nghiệp dược phẩm (như nhà máy sinh học sản suất thuốc cho con người).

b) Tạo giống cây trồng biến đổi gen: Tạo giống cây trồng kháng sâu hại, giống cây chuyển gen có đặc tính quý, giống có sản phẩm được bảo quản tốt hơn.

c) Tạo giống vi sinh vật biến đổi gen

*Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người

- Gen tổng hợp insulin được tách từ cơ thể người và chuyển vào vi khuẩn E.coli bằng plasmid. Sau đó, nuôi cấy vi khuẩn để sản xuất insulin trên quy mô công nghiệp đáp ứng nhu cầu chữa bệnh cho con người

*Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất somatostatin

Chọn A

Ưu thế nổi bật của kĩ thuật chuyển gen so với các phương pháp lai truyền thống là gì?

A. Dễ thực hiện, thao tác nhanh, ít tốn thời gian.

B. Tổng hợp được các phân tử ADN lai giữa loài này và loài khác.

C. Sản xuất các sản phẩm sinh học trên quy mô công nghiệp.

D. Chuyển gen giữa các loài xa nhau trong hệ thống phân loại không giao phối được với nhau.

Phương pháp giải

Hướng dẫn giải

Ưu thế nổi bật của kĩ thuật chuyển gen so với các phương pháp lai truyền thống là tổng hợp được các phân tử ADN lai giữa loài này và loài khác.

Chọn B

Loại bỏ hoặc làm bất hoạt một gen không mong muốn trong hệ gen là ứng dụng quan trọng của

A. Công nghệ gen.

B. Công nghệ tế bào.

C. Công nghệ sinh học

D. Kĩ thuật vi sinh.

Phương pháp giải

Công nghệ gen là biến đổi gen theo mong muốn của con người, từ đó tạo ra cơ thể với những đặc điểm mới.

Hướng dẫn giải

Loại bỏ hoặc làm bất hoạt một gen không mong muốn trong hệ gen là ứng dụng quan trọng của công nghệ gen.

Chọn A

Enzim giới hạn (restrictaza) dùng trong kĩ thuật chuyển gen có tác dụng gì ?

A. Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận.

B. Cắt và nối ADN của plasmit ở những điểm xác định.

C. Mở vòng plasmit và cắt phân tử ADN tại những điểm xác định.

D. Nối đoạn gen cho vào plasmit.

Phương pháp giải

Enzim cắt giới hạn (restrictaza) là enzim cắt đoạn ADN của tế bào cho và mở vòng plasmit.

Hướng dẫn giải

Enzim giới hạn (restrictaza) dùng trong kĩ thuật chuyển gen có tác dụng mở vòng plasmit và cắt phân tử ADN tại những điểm xác định.

Chọn C

Enzim nối (ligaza) dùng trong kĩ thuật chuyển gen có tác dụng gì?

A. Nối và chuyển đoạn ADN lai vào tế bào lai.

B. Cắt và nối ADN của plasmit ở những điểm xác định.

C. Mở vòng plasmit và nối phân tử ADN tại những điểm xác định.

D. Nối đoạn gen của tế bào cho vào plasmit tạo thành phân tử ADN tái tổ hợp.

Phương pháp giải

Enzim nối ligaza nối đoạn vừa cắt vào plasmit tạo thành ADN tái tổ hợp.

Hướng dẫn giải

Enzim nối (ligaza) dùng trong kĩ thuật chuyển gen có tác dụng nối đoạn gen của tế bào cho vào plasmit tạo thành phân tử ADN tái tổ hợp.

Chọn D

Khi chuyển một gen tổng hợp prôtêin của người vào vi khuẩn E. coli, các nhà khoa học đã làm được điều gì có lợi cho con người?

A. Sản xuất insulin với giá thành hạ, dùng chữa bệnh tiểu đường cho người.

B. Prôtêin hình thành sẽ làm giảm tác hại của vi khuẩn đối với người.

C. Lợi dụng khả năng sinh sản nhanh, trao đổi chất mạnh của vi khuẩn để tổng hợp một lượng lớn prôtêin đáp ứng nhu cầu nhiều mặt của con người.

D. Thuần hoá một chủng E. coli để nuôi cấy vào hệ tiêu hoá của người.

Phương pháp giải

Một số thành tưu tạo giống nhờ công nghệ gen mang lại lợi ích to lớn cho con người:

- Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người:

Gen tổng hợp insulin được tách từ cơ thể người và chuyển vào vi khuẩn E.coli bằng plasmid. Sau đó, nuôi cấy vi khuẩn để sản xuất insulin trên quy mô công nghiệp đáp ứng nhu cầu chữa bệnh cho con người

- Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất somatostatin:

Bằng công nghệ gen hiện nay đã tạo được chủng E.coli sản xuất somatostatin

Hướng dẫn giải

Khi chuyển một gen tổng hợp prôtêin của người vào vi khuẩn E. coli, các nhà khoa học đã lợi dụng khả năng sinh sản nhanh, trao đổi chất mạnh của vi khuẩn để tổng hợp một lượng lớn prôtêin đáp ứng nhu cầu nhiều mặt của con người.

Chọn C

Điểm giống nhau trong kĩ thuật chuyển gen với plasmit và với virut làm thể truyền là

A. prôtêin tạo thành có tác dụng tương đương.

B. thể nhận đều là E. coli.

C. các giai đoạn và các loại enzim tương tự.

D. đòi hỏi trang thiết bị nuôi cấy như nhau.

Phương pháp giải

Một số điểm giống nhau trong kĩ thuật chuyển gen với plasmit và với virut làm thể truyền

- Loại gen mà plasmit và vi rut có thể mang khác nhau ( kích thước,..) do đó protein tạo thành sẽ không có tác dụng như nhau

- Thể nhận của các loại thể truyền là khác nhau,thường thì sẽ là vi khuẩn E.Coli chứ không phải thể nhận đều là E.Coli

- Các giai đoạn cắt gen cần chuyển, tạo ADN tái tổ hợp,..đều giống nhau và sử dụng các enzim giống nhau

- Do 2 loại thể truyền khác nhau do đó thiết bị nuôi cấy tất nhiên sẽ khác nhau

Hướng dẫn giải

A sai vì Protein tạo ra từ hai kĩ thuật có tác dụng khác nhau

B sai do thể nhận của các thể truyền có thể khác nhau

D sai trang thiết bị nuôi cấy khác nhau với các loại môi trường thích hợp

Chọn C

Điểm khác nhau trong kĩ thuật chuyển gen với plasmit và với virut làm thể truyền là

A. virut có thể tự xâm nhập tế bào phù hợp.

B. sự nhân lên của virut diễn ra trong nhân, sự nhân lên của plasmit diễn ra trong tế bào chất

C. chuyển gen bằng virut bị hạn chế là chỉ chuyển được gen vào vi khuẩn thích hợp với từng loại virut nhất định.

D. cả A, B và C.

Phương pháp giải

Điểm khác nhau giữa kĩ thuật chuyển gen với plasmit và với virut làm thể truyền:

- Plasmid cần có các enzim phân cắt và nối tham gia mới có thể xâm nhập vào tế bào

- Sự nhân lên của virut diễn ra trong nhân, sự nhân lên của plasmit diễn ra trong tế bào chất do  plasmid ko gắn gen vào bộ gen của vật chủ

- Chuyển gen bằng virut bị hạn chế là chỉ chuyển được gen vào vi khuẩn thích hợp với từng loại virut nhất định.

Hướng dẫn giải

Xét các phát biểu, phát biểu đúng là D

Chọn D

Chuyển gen tổng hợp chất kháng sinh của xạ khuẩn (Penicillium sp.) vào vi khuẩn (E. coli), người ta đã giải quyết được vấn đề gì trong sản xuất kháng sinh?

A. Tăng sản lượng.

B. Nâng cao chất lượng sản phẩm,

C. Hạ giá thành

D. Rút ngắn thời gian.

Phương pháp giải

Do thời gian nhân lên của vi khuẩn rất nhanh do đó thò gian sản xuất kháng sinh nhanh hơn

Hướng dẫn giải

Chuyển gen tổng hợp chất kháng sinh của xạ khuẩn (Penicillium sp.) vào vi khuẩn (E. coli), người ta có thể rút ngắn thời gian.trong sản xuất kháng sinh

Chọn D

Kĩ thuật chuyển gen đã ứng dụng loại kĩ thuật nào sau đây ?

A. Kĩ thuật gây đột biến nhân tạo.

B. Kĩ thuật tạo ADN tái tổ hợp.

C. Kĩ thuật xử lí enzim.

D. Kĩ thuật xử lí màng tế bào.

Phương pháp giải

Kỹ thuật chuyển gen (kỹ thuật tạo ADN tái tổ hợp) là chuyển một đoạn ADN từ tế bào cho sang tế bào nhận bằng nhiều cách khác nhau.

Hướng dẫn giải

Kĩ thuật chuyển gen đã ứng dụng loại kĩ thuật tạo ADN tái tổ hợp.

Chọn B

Trường hợp nào sau đây không được xem là sinh vật đã bị biến đổi gen ?

A. Chuối nhà 3n có nguồn gốc từ chuối rừng 2n.

B. Bò tạo ra nhiều hoocmôn sinh trưởng nên lớn nhanh, năng suất thịt và sữa đều tăng.

C.Cây đậu tương có mang gen kháng thuốc diệt cỏ từ cây thuốc lá cảnh Petunia.

D. Cà chua bị bất hoạt gen gây chín sớm.

Phương pháp giải

Sinh vật biến đổi gen là một sinh vật mà vật liệu di truyền của nó đã bị biến đổi theo ý muốn chủ quan của con người.

Hướng dẫn giải

Chuối nhà có bộ 3n có nguồn gốc từ chuối rừng 2n nhừ con đừng tự đa bội. do đó không phải là sinh vật biến đổi gen

Chọn A

Dạng đột biến nào dưới đây là rất quý trong chọn giống cây trồng nhằm tạo ra những giống năng suất cao, phẩm chất tốt hoặc không hạt ?

A. Đột biến gen.

B. Đột biến lệch bội.

C. Đột biến đa bội.

D. Đột biến chuyển đoạn gen.

Phương pháp giải

Thể đa bội lẻ thường không có khả năng sing giao tử bình thường nên thường không có hạt, nhưng quả to năng suất tốt

Hướng dẫn giải

Đột biến đa bội rất quý trong chọn giống cây trồng nhằm tạo ra những giống năng suất cao, phẩm chất tốt hoặc không hạt vì tạo ra các cá thể to, năng suất tốt

Chọn C

Làm thế nào để nhận biết việc chuyển phân tử ADN tái tổ hợp vào tế bào thể nhận đã thành công?

A. Chọn thể truyền có các dấu chuẩn dễ nhận biết.

B. Dùng CaCl₂ làm dãn màng tế bào hoặc xung điện.

C. Dùng xung điện làm thay đổi tính thấm của màng sinh chất.

D. Dùng phương pháp đánh dấu bằng đồng vị phóng xạ.

Phương pháp giải

Sử dụng thể truyền là các gen đánh dấu có thể dễ dàng nhận biết được sự có mặt của các ADN tái tổ hợp bằng cách nhận biết được sản phẩm đánh dấu.

Hướng dẫn giải

Chọn thể truyền có các dấu chuẩn dễ nhận biết để nhận biết việc chuyển phân tử ADN tái tổ hợp vào tế bào thể nhận đã thành công

Chọn A

Quy trình tạo cừu biến đổi gen sản sinh prôtêin người trong sữa gồm các bước :

(1)  Tạo ra ADN tái tổ hợp chứa gen người và chuyển vào tế bào xôma của cừu.

(2)  Chọn lọc và nhân dòng tế bào chuyển gen.

(3)  Nuôi cấy tế bào xôma đã qua xử lí của cừu trong môi trường nhân tạo.

(4)  Lấy nhân tế bào chuyển gen rồi cho vào tế bào trứng đã huỷ nhân để tạo ra tế bào chuyển nhân.

(5)  Kích thích tế bào chuyển nhân phát triển thành phôi và cấy phôi vào tử cung của cừu cái để phôi phát triển thành cợ thể.

Các bước tiến hành đúng theo thứ tự là:

A. (1) -> (2) -> (3) -> (4) -> (5)

B. (2) -> (1) -> (3) -> (4) -> (5).

C. (3) -> (2) -> (1) -> (4) -> (5)

D. (1) -> (3) -> (2) -> (4) -> (5).

Phương pháp giải

Quy trình tạo cừu biến đổi gen:

-Tạo ra ADN tái tổ hợp chứa gen người và chuyển vào tế bào xôma của cừu

- Nuôi cấy tế bào xôma đã qua xử lí của cừu trong môi trường nhân tạo

- Chọn lọc và nhân dòng tế bào chuyển gen

- Lấy nhân tế bào chuyển gen rồi cho vào tế bào trứng đã huỷ nhân để tạo ra tế bào chuyển nhân

- Kích thích tế bào chuyển nhân phát triển thành phôi và cấy phôi vào tử cung của cừu cái để phôi phát triển thành cợ thể.

Hướng dẫn giải

Xét các quy trình đã cho quy trình đúng là D

Chọn D