Lý thuyết KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 45: Ứng dụng công nghệ di truyền vào đời sống

Với tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 9 Bài 45: Ứng dụng công nghệ di truyền vào đời sống sách Chân trời sáng tạo hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh lớp 9 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn KHTN 9.

Lý thuyết KHTN 9 Chân trời sáng tạo Bài 45: Ứng dụng công nghệ di truyền vào đời sống

1. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN

- Khái niệm: Công nghệ di truyền là các kĩ thuật hiện đại được thực hiện trên nucleic acid để nghiên cứu, điều chỉnh, biến đổi gene nhằm tách, tổng hợp và chuyển gene mục tiêu vào các tế bào vật chủ mới, từ đó tạo ra cơ thể sinh vật mang đặc tính mới (tạo sản phẩm mới).

Công nghệ di truyền

- Công nghệ di truyền đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các lĩnh vực của đời sống và xã hội.

a. Ứng dụng công nghệ di truyền trong nông nghiệp

- Công nghệ di truyền được ứng dụng trong nông nghiệp hiện nay chủ yếu tập trung vào việc tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi chuyển gene có năng suất cao, chống chịu bệnh hoặc có khả năng sinh trưởng và phát triển trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt.

Sơ đồ minh họa chuyển gene ở thực vật

Quy trình tạo thực vật chuyển gene

Quy trình tạo động vật chuyển gene

+ Một số giống cây trồng chuyển gene như: giống ngô được chuyển gene kháng sâu; giống “lúa vàng” được chuyển gene tổng hợp b-carotene; giống đu đủ mang gene kháng virus gây bệnh đốm vòng; giống lúa được chuyển gene tổng hợp lactoferrin có trong sữa người; các giống đậu tương, ngô, bông kháng thuốc diệt cỏ;…

Cây trồng chuyển gene

+ Một số giống vật nuôi chuyển gene: Cá chép được chuyển gene tổng hợp hormone sinh trưởng ở người giúp cá chép sinh trưởng nhanh và có khả năng kháng virus gây bệnh IHNV; bò được chuyển gene tổng hợp protein giúp bò tăng chất lượng sữa; dê được chuyển gene tạo ra tơ nhện để sản xuất sữa dê chứa protein tơ nhện dùng cho nhiều mục đích như tạo dây chằng, giác mạc mắt và sụn, gân nhân tạo, áo giáp quân sự;…

Cá chuyển gene có tốc độ tăng trưởng nhanh hơn

- Ngoài ra, công nghệ di truyền ứng dụng trong nông nghiệp còn được thực hiện trên đối tượng vi sinh vật, giúp tạo ra các giống vi sinh vật được sử dụng làm thuốc trừ sâu sinh học, kháng bệnh cho vật nuôi, cải tạo chất lượng đất, làm sạch chuồng trại chăn nuôi,...

Thuốc trừ sâu sinh học

b. Ứng dụng công nghệ di truyền trong y học, pháp y

Trong y học

- Công nghệ di truyền được ứng dụng trong y học để sản xuất thuốc chữa bệnh, xây dựng các bộ KIT chẩn đoán, sản xuất vaccine, chỉnh sửa gene đột biến,…

- Một số ứng dụng nổi bật:

+ Sử dụng vi khuẩn E. coli mang gene mã hoá protein insulin của người để sản xuất insulin cho người bệnh tiểu đường.

+ Ứng dụng kĩ thuật liệu pháp gene để thay thế gene bệnh bằng gene bình thường nhằm điều trị bệnh suy giảm miễn dịch tổ hợp SCID.

+ Ứng dụng công nghệ mRNA trong sản xuất vaccine phòng chống COVID-19 (giải Nobel trong lĩnh vực Sinh lí học hoặc Y học năm 2023).

Một số ứng dụng công nghệ di truyền trong y học

Trong pháp y

- Trong pháp y, công nghệ di truyền được ứng dụng để phân tích DNA giúp xác định quan hệ họ hàng hoặc xác định được danh tính nạn nhân/tội phạm.

Giám định DNA để định danh cá nhân

c. Ứng dụng công nghệ di truyền trong làm sạch môi trường

- Công nghệ di truyền được ứng dụng trong làm sạch môi trường nhằm tạo ra các sinh vật biến đổi gene có khả năng xử lí ô nhiễm môi trường với các đặc điểm ưu việt như: có khả năng phân huỷ chất thải hiệu quả nhanh; có sức sống, chống chịu tốt; có khả năng chuyển hoá hoá học để trung hoà độc tố, cải tạo môi trường đất;...

- Các sinh vật biến đổi gene ứng dụng trong xử lí ô nhiễm môi trường thường là vi sinh vật (vi khuẩn, vi nấm, vi tảo,...) do:

+ Vi sinh vật có kích thước nhỏ giúp có lợi trong việc nuôi cấy, lưu trữ và nghiên cứu vi sinh vật để ứng dụng.

+ Vi sinh vật có khả năng sinh trưởng nhanh, sinh sản mạnh giúp tạo ra nhiều bản sao của gene mục tiêu, đồng thời vi sinh vật cũng có khả năng tổng hợp và phân giải các chất nhanh tạo điều kiện cho gene mục tiêu biểu hiện, nhờ đó tăng hiệu quả làm sạch môi trường.

+ Vi sinh vật có hình thức dinh dưỡng đa dạng và có thể sống ở những môi trường cực đoan (nhiệt độ cao, độ mặn cao,…) giúp vi sinh vật có thể phát triển tạo điều kiện cho gene mục tiêu biểu hiện trong nhiều loại môi trường ô nhiễm.

- Thành tựu: Một số sản phẩm vi sinh vật biến đổi gene được sử dụng trong xử lí ô nhiễm môi trường hiện nay như: vi khuẩn phân huỷ rác thải hữu cơ, vi khuẩn phân huỷ dầu mỏ, vi khuẩn chuyển hoá kim loại nặng, vi khuẩn phân huỷ thuốc trừ sâu,...

Một số chế phẩm vi sinh xử lí ô nhiễm môi trường

d. Ứng dụng công nghệ di truyền trong an toàn sinh học

- Khái niệm: An toàn sinh học là các biện pháp quản lí để bảo đảm an toàn đối với môi trường, đa dạng sinh học, sức khoẻ con người và vật nuôi.

Các cấp độ an toàn sinh học

- Quá trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ di truyền trực tiếp tác động vào nhiều loại tác nhân sinh học nguy hiểm, vì thế cần thiết phải đảm bảo các nguyên tắc an toàn sinh học một cách nghiêm ngặt.

- Trong an toàn sinh học, công nghệ di truyền được ứng dụng nhằm xác định và tạo ra các sản phẩm giúp kiểm soát các tác nhân gây nguy cơ mất an toàn sinh học: giải nhanh trình tự gene của tác nhân gây bệnh, chẩn đoán nhanh tác nhân gây bệnh, sản xuất vaccine phòng bệnh,…

- Một số ứng dụng công nghệ di truyền trong an toàn sinh học như:

+ Sử dụng kĩ thuật giải trình tự gene thế hệ mới giúp công bố nhanh trình tự gene của các virus gây bệnh nguy hiểm như SARS, COVID-19,... từ đó sản xuất nhanh vaccine để phòng bệnh.

+ Sử dụng kĩ thuật tổng hợp đoạn mồi ứng dụng để phát hiện nhanh vi sinh vật gây bệnh trên vật nuôi, cây trồng và con người bằng kĩ thuật phân tử.

+ Ứng dụng công nghệ kháng thể đơn dòng trong chuẩn đoán nhanh người mắc bệnh COVID-19.

Giải nhanh trình tự gene của tác nhân gây bệnh

2. ĐẠO SỨC SINH HỌC TRONG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN

- Khái niệm: Đạo đức sinh học là những quy tắc ứng xử phù hợp với đạo đức xã hội trong nghiên cứu và ứng dụng những thành tựu của sinh học vào thực tiễn, bao hàm sự đánh giá về lợi ích và rủi ro bởi các can thiệp của con người vào sự sống.

Đạo đức sinh học

- Cần tuân thủ các nguyên tắc đạo đức sinh học trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ di truyền vì: Bên cạnh những lợi ích đem lại, công nghệ di truyền cũng đã can thiệp vào hệ gene của sinh vật, đặc biệt là hệ gene của người, làm thay đổi sự phát triển tự nhiên của sinh vật và phát sinh các vấn đề liên quan đến đạo đức sinh học. Do đó, nếu không đảm bảo các vấn đề về đạo đức sinh học trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ di truyền thì sẽ dẫn đến nhiều hệ lụy cho sự ổn định và phát triển của xã hội.

- Một số ví dụ cụ thể về vấn đề đạo đức sinh học trong nghiên cứu và ứng dụng công nghệ di truyền:

+ Sự kiện nhân bản thành công cừu Dolly đã mở ra nhiều hướng nghiên cứu mới như: bảo tồn động vật quý hiếm, tạo động vật nhân tạo cho các thí nghiệm y sinh, sản xuất các cơ quan nội tạng phục vụ cấy ghép tạng,... Tuy nhiên, nếu thành tựu này được ứng dụng để nhân bản người sẽ mang lại nhiều thách thức cho xã hội. Vì thế, các nước đều cấm nhân bản người; một số nước cho phép ứng dụng để nhân bản các mô, cơ quan của người phục vụ cho mục đích nghiên cứu và cấy ghép.

Nhân bản người là vi phạm pháp luật

+ Công nghệ di truyền liên quan đến chỉnh sửa gene, thay thế gene đã mở ra hướng điều trị các bệnh nan y của người do sai hỏng di truyền bẩm sinh. Tuy nhiên, ngoài sự rủi ro phát sinh trong quá trình thực hiện, có thể gây ra các đột biến không mong muốn, việc thao tác trên phôi người để chỉnh sửa gene cũng chưa nhận được sự đồng thuận cao liên quan đến đạo đức sinh học.

Việc chỉnh sửa gene trên người chưa có sự đồng thuận cao

+ Công nghệ di truyền nghiên cứu phát triển các công cụ phân tử ứng dụng trong chẩn đoán sớm bệnh di truyền, tầm soát các bệnh nan y nhằm hỗ trợ tư vấn và điều trị hiệu quả hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng các công cụ phân tử để chẩn đoán sớm giới tính thai nhi vì mục đích lựa chọn giới tính là vi phạm đạo đức sinh học, bị pháp luật nghiêm cấm.

Chẩn đoán giới tính thai nhi là vi phạm pháp luật

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên lớp 9 Chân trời sáng tạo hay khác:

• Lý thuyết KHTN 9 Bài 43: Di truyền nhiễm sắc thể

• Lý thuyết KHTN 9 Bài 44: Di truyền học với con người

• Lý thuyết KHTN 9 Bài 46: Khái niệm về tiến hoá và các hình thức chọn lọc

• Lý thuyết KHTN 9 Bài 47: Cơ chế tiến hoá

• Lý thuyết KHTN 9 Bài 48: Phát sinh và phát triển của sự sống trên Trái Đất

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 9 hay khác:

• Giải sgk Khoa học tự nhiên 9 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Khoa học tự nhiên 9 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 9 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 9 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 9 Cánh diều (các môn học)

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---