Trả lời nhanh
Công nghệ gen được ứng dụng nhằm tạo ra các tế bào, sinh vật có gen bị biến đổi hoặc có thêm gen mới (sinh vật biến đổi gen) và nhờ đó sản xuất ra nhiều sản phẩm sinh học có lợi như insulin, hormone tăng trưởng, vaccine, giống cây trồng, vật nuôi mới. Lý do: bản chất của công nghệ gen là chuyển gen từ loài này sang loài khác.
Đây là câu hỏi quen thuộc trong phần “Ứng dụng di truyền học” của Sinh học 12 (và phần công nghệ gen ở Sinh học 9 chương trình cũ). Đề thường để dạng điền khuyết: “Công nghệ gen được ứng dụng nhằm tạo ra …”. Bạn cần nhớ trọng tâm là tạo ra sinh vật mang gen đã được con người chủ động biến đổi, chứ không phải tạo biến dị ngẫu nhiên.
Công nghệ gen là gì?
Công nghệ gen là quy trình tạo ra những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến đổi hoặc có thêm gen mới, dựa trên kĩ thuật chuyển gen. Sinh vật nhận gen lạ và biểu hiện được gen đó gọi là sinh vật biến đổi gen (GMO).
Quy trình tạo ADN tái tổ hợp và chuyển gen
Quy trình gồm ba bước chính, bạn nên nhớ theo thứ tự:
- Tạo ADN tái tổ hợp: dùng enzim giới hạn (restrictaza) cắt gen cần chuyển và cắt thể truyền (plasmid hoặc virus), rồi dùng enzim nối (ligaza) gắn chúng lại.
- Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận: ví dụ biến nạp vào vi khuẩn E. coli.
- Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp: dùng gen đánh dấu (như gen kháng kháng sinh) để chọn đúng tế bào đã nhận gen.
Công nghệ gen tạo ra những gì? Các ví dụ điển hình
| Đối tượng | Sản phẩm tạo ra | Ví dụ |
|---|---|---|
| Vi sinh vật | Chủng vi khuẩn sản xuất chất có giá trị | E. coli mang gen người sản xuất insulin, hormone somatostatin |
| Thực vật | Giống cây trồng biến đổi gen | Gạo vàng giàu tiền vitamin A, bông và ngô kháng sâu (gen Bt), cà chua chín chậm |
| Động vật | Giống vật nuôi biến đổi gen | Cừu, bò mang gen người để tiết protein người trong sữa; cá chuyển gen tăng trưởng nhanh |
| Y học | Thuốc, vaccine, liệu pháp gen | Vaccine tái tổ hợp, sửa gen bệnh bằng cách đưa gen lành vào tế bào |
Vì vậy, các phương án đúng thường chứa cụm như “sinh vật biến đổi gen”, “giống mới mang gen của loài khác”, “sản phẩm sinh học (insulin, hormone, vaccine…)”.
Cách loại trừ phương án sai
Trang này không có sẵn bốn phương án gốc, nên bạn hãy dùng các tiêu chí sau để tự kiểm tra bất kỳ phương án nào:
- Loại phương án nói về “tạo giống bằng gây đột biến” (dùng tác nhân vật lý, hóa học): đó là phương pháp gây đột biến, không phải chuyển gen.
- Loại phương án nói “lai hữu tính giữa các cá thể cùng loài”: đó là lai giống truyền thống.
- Loại phương án “nhân bản cá thể giống hệt bản gốc”: đó là nhân bản vô tính, không đổi gen.
- Chọn phương án có nội dung chuyển gen, ADN tái tổ hợp, sinh vật biến đổi gen, sản phẩm sinh học.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm công nghệ gen với công nghệ tế bào (nuôi cấy mô, nhân bản vô tính, dung hợp tế bào trần).
- Nghĩ rằng công nghệ gen chỉ dùng cho thực vật; thực tế còn dùng cho vi sinh vật, động vật và y học.
- Quên thể truyền: gen cần chuyển không tự vào được tế bào nhận nếu thiếu vector (plasmid, virus).
Mẹo nhớ
Nhớ câu: “Cắt – Nối – Chuyển – Chọn“. Cắt bằng restrictaza, nối bằng ligaza, chuyển vào tế bào nhận, chọn dòng tế bào có ADN tái tổ hợp.
Bài luyện tập
- Enzim nào dùng để nối đoạn gen với plasmid khi tạo ADN tái tổ hợp?
Đáp án: ligaza. Restrictaza chỉ làm nhiệm vụ cắt. - Việc đưa gen sản xuất insulin của người vào vi khuẩn E. coli thuộc kĩ thuật nào?
Đáp án: công nghệ gen (chuyển gen), vì vi khuẩn được thêm gen mới và biểu hiện ra insulin. - Vì sao cần gen đánh dấu trong bước phân lập?
Đáp án: để phát hiện và chọn ra những tế bào đã nhận ADN tái tổ hợp, vì không phải tế bào nào cũng nhận được.
Câu hỏi thường gặp
Công nghệ gen được ứng dụng nhằm tạo ra cái gì?
Nhằm tạo ra các tế bào, sinh vật biến đổi gen (có gen mới hoặc gen bị biến đổi) và các sản phẩm sinh học có lợi như insulin, hormone, vaccine, giống cây trồng, vật nuôi mới.
Công nghệ gen khác gây đột biến ở điểm nào?
Công nghệ gen là chủ động chuyển một gen xác định vào tế bào nhận. Gây đột biến dùng tác nhân làm biến đổi ngẫu nhiên vật chất di truyền, khó định hướng.
Các bước chính của công nghệ gen là gì?
Gồm ba bước: tạo ADN tái tổ hợp, đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận, phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp.
Thể truyền trong công nghệ gen là gì?
Là phân tử ADN có khả năng nhân đôi độc lập trong tế bào nhận, dùng để mang gen cần chuyển vào, thường là plasmid hoặc virus.