Hãy trình bày ứng dụng của các kỹ thuật sinh học phân tử: PCR, điện di, giải trình tự gene, Southern blot, Northern blot, Western blot và chuyển gene trong bảo vệ môi trường.
Lý thuyết các kỹ thuật sinh học phân tử.
PCR:
- Xác định vi khuẩn và vi rút trong môi trường: PCR giúp phát hiện và xác định vi khuẩn và vi rút có hại trong nước, đất, và không khí. Điều này hỗ trợ trong quản lý môi trường và dự phòng bệnh dịch.
- Đánh giá đa dạng vi sinh vật trong môi trường tự nhiên: PCR được sử dụng để xác định loài vi sinh vật có trong môi trường, từ đó đánh giá sự đa dạng sinh học và tình trạng môi trường.
Diện di
- Kiểm tra chất lượng nước: Điện di gel giúp phân tích và xác định tình trạng ô nhiễm nước bằng cách kiểm tra sự xuất hiện của vi sinh vật, vi khuẩn, và các hợp chất hóa học.
- Xác định kích thước gen trong vi sinh vật: Điện di gel được sử dụng để xác định kích thước của gen trong vi sinh vật, từ đó hiểu về đa dạng di truyền và tương tác gen.
Giải trình tự gen: Phân tích đa dạng gen trong môi trường tự nhiên: Giải trình tự gene giúp xác định thứ tự nucleotide của các gen có ảnh hưởng đến môi trường. Điều này hỗ trợ nghiên cứu về sự thích nghi của vi sinh vật và cây trồng.
Southern Blot: Xác định sự xuất hiện của vi khuẩn chứa gen chống kháng trong đất: Southern Blot được sử dụng để phân tích và xác định sự xuất hiện của một đoạn ADN cụ thể trong mẫu đất. Điều này liên quan đến việc theo dõi vi khuẩn chứa gen chống kháng sau khi chúng được thả vào môi trường.
Northern Blot: Nghiên cứu biểu hiện gen trong cây trồng và vi sinh vật: Northern Blot dùng để phân tích và xác định sự xuất hiện của một đoạn ARN cụ thể trong mẫu. Điều này giúp hiểu về biểu hiện gen và tương tác gen trong môi trường.
Chuyển gene: Tạo cây trồng chống sâu bệnh và chịu môi trường khắc nghiệt: Chuyển gene là quá trình đưa một đoạn gen từ một loài sang loài khác. Trong bảo vệ môi trường, chuyển gene được sử dụng để tạo ra cây trồng có khả năng chống sâu bệnh, chịu hạn hán, và phục hồi đất.
Các bài tập cùng chuyên đề
Trước đây, các loại protein (hormone, enzyme, kháng thể,...) tự nhiên được phân lập trực tiếp từ cơ thể của các loài sinh vật. Tuy nhiên, phương pháp này gặp nhiều khó khăn trong quá trình tinh sạch, chi phí sản xuất cao, phải sử dụng số lượng lớn động vật, hoạt tính của protein chưa được như mong muốn, thành phần amino acid của protein ở động vật khác so với ở người nên có thể gây hiện tượng dị ứng khi sử dụng. Các nhà khoa học có thể khắc phục những khó khăn này bằng cách nào?
Đọc thông tin trong Bảng 4.1, hãy nhận xét tính đặc trưng về hệ gene ở một số loài sinh vật.
Đọc đoạn thông tin và quan sát Hình 4.1, hãy cho biết:
a) Kết quả của dự án Hệ gene người là gì?
b) Hiện nay, giải mã hệ gene người đang được ứng dụng trong những lĩnh vực nào? Cho ví dụ.
Tại sao việc giải mã thành công hệ gene người đã mở ra nhiều triển vọng trong việc bảo vệ sức khỏe con người?
Quan sát Hình 4.2, hãy cho biết thế nào là gene đột biến và ảnh hưởng của đột biến gene sinh vật.
Quan sát Hình 4.3, hãy:
a) Xác định các dạng đột biến điểm.
b) Dự đoán sự thay đổi của gene (số lượng và trình tự nucleotide, số liên kết hydrogen) và protein sẽ bị ảnh hưởng như thế nào trong mỗi dạng đột biến đó.
Quan sát Hình 4.6 và mô tả quy trình tạo DNA tái tổ hợp.
Quan sát Hình 4.7, hãy cho biết công nghệ DNA tái tổ hợp được ứng dụng trong những lĩnh vực nào. Cho ví dụ.
Quan sát Hình 4.8, hãy cho biết nguyên lí của tạo thực vật biến đổi gene.
Quan sát Hình 4.9, hãy cho biết nguyên lí của tạo động vật biến đối gen.
Công nghệ gene có vai trò như thế nào đối với đời sống con người?
Theo em, việc tạo giống sinh vật biến đối gene có trái với đạo đức sinh học không? Tại sao? Quan điểm của em như thế nào về việc sản xuất và sử dụng sản phẩm biến đổi gene?
Hiện nay, sinh vật biến đổi gene được tạo ra ngày càng nhiều và dân trở nên phổ biến. Giải thích có nên sử dụng sinh vật biến đổi gene không?
Dựa vào thông tin ở bảng 11.1, hãy nhận xét đặc điểm hệ gene của một số loài sinh vật.
Quan sát hình 11.1 và nêu một số thành tựu của việc giải trình tự hệ gene người.
Hãy cho biết lợi ích của việc giải trình tự hệ gene người.
Quan sát hình 11.2 và mô tả quá trình tạo DNA tái tổ hợp.
Quan sát hình 11.3 và mô tả sơ đồ quá trình sản xuất vaccine phòng bệnh viêm gan B.
Lấy thêm ví dụ thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp trong điều trị bệnh ở người.
Quan sát hình 11.4, nêu nguyên lí tạo thực vật chuyển gene.
Quan sát hình 11.5, mô tả nguyên lí tạo động vật biến đổi gene.
Dựa trên thông tin trong bảng 11.2, lấy ví dụ để tranh luận, phản biện các lợi ích hoặc nguy cơ/rủi ro của sinh vật biến đổi gene và sản phẩm biến đổi gene.
Hiện nay, một số quốc gia trên thế giới đã cho phép thương mại hóa một số thực phẩm biến đổi gene. Hãy sưu tầm các tài liệu về lợi ích và rủi ro của thực phẩm biến đổi gene làm minh chứng để tranh luận về các ý kiến ủng hộ hoặc phản đối việc sử dụng thực phẩm biến đổi gene.
Làm thế nào các nhà khoa học có thể chuyển được gene từ loài này sang loài khác?
Công nghệ DNA tái tổ hợp là gì? Tóm tắt nguyên lý.
Sưu tầm thêm một số thành tựu của công nghệ DNA tái tổ hợp.
Thế nào là sinh vật biến đổi gene?
Sưu tập một số thành tựu tạo sinh vật biến đổi gene.
Nếu tách một gene của người khỏi hệ gene rồi gắn vào plasmid tạo DNA tái tổ hợp, sau đó chuyển vào tế bào E.coli thì vi khuẩn có tạo ra được protein của gene người hay không? Giải thích.
Hiện nay nước ta có nhiều loại cây trồng biến đổi gene được trồng ở nhiều địa phương. Hãy tìm hiểu những loại cây trồng nào đang được trồng ở địa phương em và ở Việt Nam nói chung.
