Ứng dụng di truyền học (Chuyên đề Sinh học ôn thi Tốt nghiệp 2025)

Trang trước Trang sau

Chuyên đề Ứng dụng di truyền học có trong bộ Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Sinh học năm 2025 đầy đủ lý thuyết và bài tập đa dạng có lời giải giúp học sinh có thêm tài liệu ôn tập cho bài thi tốt nghiệp THPT môn Sinh học.

Xem thử Đề thi Tốt nghiệp Sinh 2025 Xem thử Đề thi thử Sinh 2025 Xem thử Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Sinh Xem thử 1200 câu trắc nghiệm Sinh

Chỉ từ 350k mua trọn bộ Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Sinh học 2025 theo cấu trúc mới bản word có lời giải chi tiết:

I. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

KIẾN THỨC LÝ THUYẾT

1. Kiến thức về công nghệ gene và ứng dụng

- Khái niệm công nghệ gene: Công nghệ gene là quy trình kĩ thuật thao tác trên phân tử DNA (tách chiết, nhân bản, cắt nối phân tử DNA) làm thay đổi kiểu gene và kiểu hình của sinh vật nhằm tạo ra các sản phẩm của gene sử dụng trong thực tiễn.

- Công nghệ gene gồm công nghệ DNA tái tổ hợp và công nghệ tạo sinh vật biến đổi gene.

a. Công nghệ DNA tái tổ hợp

- Khái niệm: Công nghệ DNA tái tổ hợp là quy trình kĩ thuật tạo ra phân tử DNA từ hai nguồn khác nhau (thường từ hai loài) rồi chuyển vào tế bào nhận với mục đích tạo được nhiều sản phẩm protein của gene chuyển.

- Nguyên lí tạo DNA tái tổ hợp là sử dụng các kĩ thuật di truyền tách chiết gene ra khỏi tế bào, kĩ thuật nhân bản gene, kĩ thuật cắt và ghép nối các đoạn DNA với nhau sao cho gene khi đưa vào tế bào nhận có thể tạo ra được sản phẩm có chức năng.

Ứng dụng di truyền học (Chuyên đề Sinh học ôn thi Tốt nghiệp 2025)

- Quy trình tạo phân tử DNA tái tổ hợp:

+ Bước 1: Tách gene cần chuyển từ tế bào cho; tách DNA dùng làm vector tách dòng từ một trong các nguồn như plasmid của vi khuẩn, DNA của virus, nhiễm sắc thể nhân tạo ở nấm men,…

+ Bước 2: Cắt lấy gene cần chuyển và cắt vector tách dòng bằng cùng một loại enzyme cắt giới hạn (restrictase) để tạo các đầu dính có trình tự nucleotide bổ sung.

+ Bước 3: Dùng ezyme nối (ligase) gắn gene cần chuyển vào vector tách dòng để tạo thành DNA tái tổ hợp.

- Một số thành tựu: Công nghệ DNA tái tổ hợp đạt được nhiều thành tựu quan trọng, đặc biệt là tạo ra các dòng vi sinh vật biến đổi gene đem lại nhiêu ứng dụng trong nghiên cứu di truyền học và trong đời sống.

+ Trong ngành y học - dược phẩm: Tạo các chủng vi khuẩn E.coli mang gene sản xuất protein tái tổ hợp: hormone sinh trưởng (GH) ở động vật có vú, somatostatin, insulin, kháng thể đơn dòng, enzyme, vaccine, interferon,…; bệnh suy giảm miễn dịch thể kết hợp trầm trọng (SCID) do đột biến gene mã hóa enzyme adenosine deaminase (ADA) được chữa khỏi bằng cách đưa gene lành vào cơ thể người bệnh nhờ công nghệ DNA tái tổ hợp;…

+ Trong ngành công nghiệp và bảo vệ môi trường: Vi sinh vật biến đổi gene được sử dụng trong nhiều ngành sản xuất công nghiệp như ngành sản xuất ethanol từ các vật liệu thực vật hay ngành công nghiệp xử lí nước thải, xử lí các hoá chất độc hại gây ô nhiễm môi trường, tách chiết các kim loại nặng độc hại, tăng cường thu hồi dầu,...

+ Trong nông nghiệp: Một số loại vi khuẩn biến đổi gene giúp cây trồng tăng cường hấp thụ nitrogen, ức chế các vi khuẩn và nấm gây bệnh cho cây,…

+ Trong nghiên cứu: Tạo dòng nấm men mang gene (chứa điểm khởi đầu nhân đôi, trình tự DNA lặp lại,…) của người và nhiều loài sinh vật khác, phục vụ cho việc phân tích trình tự nucleotide, xác định vùng chức năng và nghiên cứu các cơ chế biểu hiện của gene này.

b. Công nghệ tạo thực vật và động vật biến đổi gene

Khái niệm sinh vật biến đổi gene

- Sinh vật biến đổi gene là sinh vật có hệ gene đã được biến đổi, chủ yếu là có thêm gene mới từ loài khác.

- Các động vật và thực vật có thêm gene từ các loài khác còn được gọi là động vật và thực vật chuyển gene.

- Mục đích tạo thực vật và động vật biến đổi gene là tạo ra những sinh vật có các đặc điểm khác thường chưa từng tồn tại trong tự nhiên, phục vụ các nhu cầu khác nhau của con người.

Nguyên lí tạo động vật và thực vật biến đổi gene

Nguyên lí tạo động vật biến đổi gene

- Dựa trên nguyên lí chung của công nghệ gene: (1) nguyên lí tái tổ hợp DNA là sự dung hợp giữa hai hay nhiều đoạn DNA gắn với nhau tạo ra phân tử DNA tái tổ hợp, (2) nguyên lí biểu hiện gene là thông tin mã hóa trình tự amino acid trên gene được biểu hiện thành protein trong tế bào sống thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã.

- Ngoài ra còn dựa trên một số nguyên lí đặc trưng:

+ Tế bào nhận gene chuyển ở động vật là trứng vừa mới được thụ tinh.

+ Trứng vừa mới thụ tinh khi nhân của tinh trùng và nhân của trứng chưa hòa nhập với nhau là thời điểm thích hợp để nhận gene chuyển.

+ Để chuyển gene vào tế bào động vật, người ta có thể dùng phương pháp vi tiêm hoặc sử dụng virus, tế bào trứng, tinh trùng, tế bào gốc phôi,… như một loại vector để chuyển gene.

+ Hợp tử chuyển gene sau đó được nuôi cấy thành phôi nang rồi đưa vào tử cung của "mẹ nuôi" cho mang thai sinh ra con vật chuyển gene.

+ Để xác định sự có mặt của gene chuyển, người ta tiến hành chọn lọc cơ thể chuyển gene nhờ sử dụng các kĩ thuật như PCR, lai phân tử,…

Nguyên lí tạo thực vật biến đổi gene

- Dựa trên nguyên lí chung của công nghệ gene: (1) nguyên lí tái tổ hợp DNA là sự dung hợp giữa hai hay nhiều đoạn DNA gắn với nhau tạo ra phân tử DNA tái tổ hợp, (2) nguyên lí biểu hiện gene là thông tin mã hóa trình tự amino acid trên gene được biểu hiện thành protein trong tế bào sống thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã.

- Ngoài ra còn dựa trên một số nguyên lí đặc trưng:

+ Ti plasmid (đã làm mất khả năng gây bệnh) là vector được sử dụng phổ biến để chuyển gene vào cơ thể thực vật. Ngoài ra, để chuyển gene vào thực vật có thể dùng súng bắn gene, chuyển gene trực tiếp qua ống phấn, vi tiêm ở tế bào trần, dùng virus,…

+ Việc chuyển plasmid tái tổ hợp vào tế bào thực vật có thể tiến hành theo 2 phương pháp là dùng xung điện hoặc dùng vi khuẩn A. tumefaciens.

+ Tế bào thực vật được chuyển gene sau đó được nuôi cấy cho tái sinh thành các cây trồng biến đổi gene.

Một số thành tựu

- Đối với thực vật: Tạo ra giống lúa có tên là "lúa vàng" có thêm gene tổng hợp nên tiền chất của vitamin A; tạo giống bông chuyển gene có được gene lấy từ vi khuẩn tạo ra độc tố chống lại sâu hại; tạo ra giống đậu tương được chuyển gen ZD91 có hàm lượng methionine cao; một số cây trồng như khoai tây, cà chua được chuyển gene mã hóa protein kháng nguyên của virus, từ đó sản phẩm được sử dụng trực tiếp hoặc làm nguyên liệu sản xuất vaccine;…

- Đối với động vật: Cừu chuyển gene đã được tạo ra có gene quy định protein antithrombin của người; cá hồi chuyển gene có thêm gene quy định hormone sinh trưởng có tốc độ sinh trưởng cao hơn nhiều so với cá hồi bình thường; tạo giống bò chuyển gene mã hóa fibrinogen; tạo giống chuột được chuyển gene mã hóa albumin huyết thanh của người;…

c. Sản xuất, sử dụng sản phẩm biến đổi gene

- Lợi ích từ sản phẩm biến đổi gene:

+ Giúp đảm bảo an ninh lương thực, thực phẩm.

+ Nâng cao giá trị dinh dưỡng của thực phẩm.

+ Cung cấp các hoạt chất, vaccine dùng trong y, dược học.

+ Giảm sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ.

+ Giảm nguy cơ dị ứng từ các hợp chất tự nhiên.

+ Tăng khả năng làm sạch môi trường của sinh vật.

- Nguy cơ từ sản phẩm biến đổi gene:

+ Có nguy cơ tiềm ẩn gây hại sức khỏe người sử dụng.

+ Có nguy cơ phát tán gene không mong muốn.

+ Tăng khả năng kháng kháng sinh.

+ Có thể kích hoạt phản ứng miễn dịch và dị ứng.

+ Gây suy giảm đa dạng sinh học.

+ Có nguy cơ gây hại môi trường.

→ Vì vậy, nhiều quốc gia không cấm sử dụng thực phẩm biến đổi gene nhưng yêu cầu nhà sản xuất ghi rõ trên bao bì sản phẩm là thực phẩm biến đổi gene để cho người tiêu dùng lựa chọn.

- Ứng dụng công nghệ gene cũng gây quan ngại về vấn đề đạo đức sinh học. Ví dụ: Việc sử dụng DNA tái tổ hợp trong việc chữa các bệnh di truyền cũng gây quan ngại vì chưa thể đảm bảo gene được thay thế có hoạt động bình thường và không ảnh hưởng đến các gene khác hay không. Do vậy, sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp để chỉnh sửa hệ gene người được cho là vi phạm đạo đức và đang bị cấm nghiên cứu ở nhiều quốc gia.

2. Kiến thức về thành tựu chọn, tạo giống bằng lai hữu tính

a. Khái quát về chọn, tạo giống vật nuôi, cây trồng

- Giống cây trồng là một quần thể cây trồng có thể phân biệt được với quần thể cây trồng khác thông qua sự biểu hiện của ít nhất một đặc tính di truyền được cho đời sau; đồng nhất về hình thái, ổn định qua các chu kì nhân giống; có giá trị canh tác và giá trị sử dụng.

- Giống vật nuôi là quần thể vật nuôi cùng loài, cùng nguồn gốc, có ngoại hình và cấu trúc di truyền tương tự nhau, được hình thành, củng cố, phát triển do tác động của con người; phải có số lượng bảo đảm để nhân giống và di truyền được những đặc điểm của giống cho thế hệ sau.

- Dòng là một nhóm vật nuôi trong giống, mang những đặc điểm chung của giống nhưng có đặc điểm riêng đã ổn định.

- Chọn giống vật nuôi và cây trồng là cách thức con người phát hiện ra những cá thể có các đặc điểm di truyền ưa thích rồi cho chúng lai với nhau tạo ra các dòng và giống thuần chủng.

- Các giống vật nuôi và cây trồng có thế được chọn và tạo ra bằng nhiều phương pháp khác nhau.

- Tạo giống vật nuôi và cây trồng thường được tiến hành theo các bước: (1) tạo ra các dòng thuần chủng khác nhau; (2) lai các dòng với nhau để tìm ra được các cá thể có tổ hợp các đặc tính di truyền mong muốn; (3) nhân giống và chọn lọc ra giống thuần chủng. Các dòng, giống thuần chủng cũng có thể được lai với nhau để tìm tổ hợp lai cho con lai có ưu thế lai cao (con lai có năng suất, sức chống chịu cao hơn hẳn so với các dòng bố mẹ) (phép lai kinh tế).

b. Một số thành tựu chọn, tạo giống vật nuôi, cây trồng bằng lai hữu tính

- Vật nuôi: Giống lợn siêu lạc được lai tạo và chọn lọc từ giống lợn Landrace của Đan Mạch; giống bò BBB được lai tạo từ giống bò thuần chủng của Bỉ với giống bò Shorthorn của Anh với ưu điểm vượt trội là khả năng tăng trưởng cơ bắp cao, trọng lượng cơ thể lớn; giống lợn lai kinh tế Ỉ Móng Cái và Đại Bạch có sức sống cao, tăng trọng nhanh, tỉ lệ nạc cao; giống cá trê lai; giống cá chép lai;…

- Cây trồng: Giống lúa ST25 với khả năng chống chịu bệnh tốt, cho gạo hạt dài, thơm được tạo ra từ lai tạo và chọn lọc từ giống lúa đột biến CD20; giống Đài thơm 8 với ưu điểm không bị đổ, bông lúa to, năng suất cao, hạt gạo ngon được công ti Cổ phần giống cây trồng Miền Nam lai tạo; giống cà chua P375 được tạo ra bằng phương pháp lai tạo và chọn lọc từ giống cà chua Đài Loan; giống đậu tương AK02 được tạo ra bằng phương pháp lai tạo và chọn lọc từ giống đậu tương vàng Mường Khương; giống ngô lai LVN10, LVN4, LVN20; giống nhãn lồng; giống bưởi da xanh;…

................................

................................

................................

Xem thử Đề thi Tốt nghiệp Sinh 2025 Xem thử Đề thi thử Sinh 2025 Xem thử Chuyên đề ôn thi Tốt nghiệp Sinh Xem thử 1200 câu trắc nghiệm Sinh

Xem thêm các chuyên đề ôn thi tốt nghiệp THPT môn Sinh học năm 2025 có đáp án hay khác:

Trang trước Trang sau
Giải bài tập lớp 12 sách mới các môn học