Giải SGK Chuyên đề Sinh học 12 Bài 1. Khái quát sinh học phân tử và các thành tựu

Trả lời:

Việc giải trình tự hệ gene người đem lại nhiều ứng dụng trong thực tiễn như:

- Trong y học: Giải trình tự hệ gene của người giúp bác sĩ biết được người đó có mang gene hây bệnh hay không, qua đó đưa ra các biện pháp phòng và điều trị bệnh. Ngoài ra, việc giải trình tự hệ gene người cũng cho phép phát triển các phương pháp điều trị bệnh di truyền phân tử mới như liệu pháp gene và chỉnh sửa gene.

- Trong pháp y: Giải trình tự hệ gene người được ứng dụng trong ngành pháp y để tìm ra thủ phạm trong các vụ án, danh tính nạn nhân trong các vụ tai nạn hoặc xác định mối quan hệ huyết thống.

- Trong nghiên cứu tiến hóa: Giải trình tự hệ gene người được ứng dụng trong việc xác định mối quan hệ họ hàng giữa con người với các sinh vật khác, xây dựng cây phát sinh chủng loại.

Trả lời:

Một số phát minh quan trọng trong sinh học phân tử:

- Phương pháp giải trình tự DNA: giúp giải trình tự gene và hệ gene.

- Kĩ thuật tạo DNA tái tổ hợp: giúp tạo sinh vật biến đổi gene, xây dựng ngân hàng gene,…

- Kĩ thuật chỉnh sửa gene nhờ hệ thống CRISPR - Cas9: giúp chỉnh sửa gene trong tế bào theo ý muốn của con người.

Trả lời:

Một số thành tựu ứng dụng của sinh học phân tử trong nông nghiệp:

- Ứng dụng kĩ thuật giải trình tự DNA để giải mã hệ gene của cây trồng, vật nuôi nhằm xác định các chỉ thị phân tử liên quan đến năng suất, chất lượng và khả năng chống chịu của cây trồng, vật nuôi; từ đó ứng dụng trong công tác chọn và tạo giống. Ví dụ: Sử dụng dữ liệu giải trình tự hệ gene của cây lúa giúp xác định gene chi phối tính trạng số hạt trên bông, các nhà khoa học tiến hành lai giữa các giống KC25 (dòng cho gene) và Khang Dân 18 (dòng nhận gene) để tổ hợp các tính trạng tăng số hạt trên bông vào giống Khang Dân 18.

- Sử dụng kĩ thuật tạo DNA tái tổ hợp đã tạo ra nhiều giống vật nuôi, cây trồng biến đổi gene phục vụ nhu cầu con người như giống cừu có chất lượng lông tốt, giống lợn có nhiều nạc, giống bò sớm thành thục sinh dục, giống lúa có khả năng chịu mặn, giống lúa gạo vàng chứa β-carotene, giống đậu tương kháng thuốc diệt cỏ, giống đu đủ kháng virus,…

- Kĩ thuật PCR và một số kĩ thuật khác được sử dụng rộng rãi để xác định các tác nhân gây bệnh cho cây trồng (ví dụ như bệnh héo lá Fusarium, bệnh mốc sương khoai tây), vật nuôi (ví dụ như bệnh cúm gia cầm, bệnh tiêu chảy ở bò do virus,...). - Các kĩ thuật sinh học phân tử như mã vạch DNA, vân tay DNA,... được sử dụng để bảo tồn nhiều loài động vật, thực vật quý hiểm, định hướng khai thác bền vững tài nguyên di truyền.

Trả lời:

Một số thành tựu trong việc ứng dụng sinh học phân tử để tạo ra những vi khuẩn có khả năng xử lí ô nhiễm môi trường:

- Tạo chủng Pseudomonas florescens HK44 xử lí ô nhiễm dầu.

- Tạo chủng Pseudomonas K-62 xử lí ô nhiễm thuỷ ngân.

- Tạo chủng Vibrio natriegens cải biến để xử lí nhựa PET trong điều kiện mặn.

Trả lời:

- Nguyên tắc an toàn sinh học trong ứng dụng sinh học phân tử vào thực tiễn: cần tuân thủ nghiêm ngặt quy trình kĩ thuật phòng thí nghiệm để bảo vệ cán bộ nghiên cứu khỏi nguy cơ lây nghiễm các vi sinh vật biến đổi di truyền và ngăn ngừa khả năng chúng phát tán từ phòng thí nghiệm ra ngoài môi trường; cấm các loại thí nghiệm có nguy cơ nguy hiểm cao; quy định ghi nhãn mác thực phẩm có nguồn gốc biến đổi gene (GMO) để người tiêu dùng có quyền lựa chọn và phòng tránh rủi ro;…

- Đạo đức sinh học trong ứng dụng sinh học phân tử vào thực tiễn: Người nghiên cứu hoặc sử dụng kĩ thuật sinh học phân tử cần tuân thủ các luật, quy định và hướng dẫn đạo đức sinh học. Ví dụ: trước khi đưa các kĩ thuật sinh học phân tử vào ứng dụng đều phải trải qua giai đoạn thử nghiệm nghiêm ngặt, được Hội đồng đạo đức Y sinh phê duyệt, đảm bảo tối đa tính chính xác, khoa học và hạn chế tuyết đối những rủi ro gặp phải trong nghiên cứu, thử nghiệm và sử dụng sau này; tránh tác động tiêu cực của nghiên cứu đối với sinh vật sử dụng trong thí nghiệm sinh học phân tử; kết quả nghiên cứu phải hướng tới lợi ích của cộng đồng;…