Skip to content · ⁨ข้ามไปยังเนื้อหา⁩

Genetic technology · ⁨เทคโนโลยีทางพันธุกรรม⁩

A-Level Biology · ⁨Biology A-Level⁩ · Topic 19 · ⁨หัวข้อ 19⁩

Video lesson for this topic · ⁨บทเรียนวิดีโอสำหรับหัวข้อนี้⁩ Open the video page · ⁨เปิดหน้าวิดีโอ⁩
8:31

เทคโนโลยีทางพันธุกรรม

ต้นฝ้ายสองต้น.在同一田地,同一昆虫,同一周.左边那株几乎没被碰过.右边那株已被啃食至只剩光秃的茎.这…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ⁩

19.1

Principles of genetic technology · ⁨หลักการของเทคโนโลยีทางพันธุกรรม⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. define the term recombinant DNA
  2. explain that genetic engineering is the deliberate manipulation of genetic material to modify specific characteristics of an organism and that this may involve transferring a gene into an organism so that the gene is expressed
  3. explain that genes to be transferred into an organism may be: • extracted from the DNA of a donor organism • synthesised from the mRNA of a donor organism • synthesised chemically from nucleotides
  4. explain the roles of restriction endonucleases, DNA ligase, plasmids, DNA polymerase and reverse transcriptase in the transfer of a gene into an organism
  5. explain why a promoter may have to be transferred into an organism as well as the desired gene
  6. explain how gene expression may be confirmed by the use of marker genes coding for fluorescent products
  7. explain that gene editing is a form of genetic engineering involving the insertion, deletion or replacement of DNA at specific sites in the genome
  8. describe and explain the steps involved in the polymerase chain reaction (PCR) to clone and amplify DNA, including the role of Taq polymerase
  9. describe and explain how gel electrophoresis is used to separate DNA fragments of different lengths
  10. outline how microarrays are used in the analysis of genomes and in detecting mRNA in studies of gene expression
  11. outline the benefits of using databases that provide information about nucleotide sequences of genes and genomes, and amino acid sequences of proteins and protein structures
ไทย
  1. นิยามคำว่า ดีเอ็นเอรวม (recombinant DNA)
  2. อธิบายว่า วิศวกรรมพันธุกรรม คือการจัดการสารพันธุกรรมอย่างมีเจตนาเพื่อแก้ไขลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิต ซึ่งอาจเกี่ยวข้องกับการส่งยีนเข้าไปในสิ่งมีชีวิตเพื่อให้ยีนนั้นแสดงออก
  3. อธิบายว่ายีนที่จะส่งเข้าไปในสิ่งมีชีวิตอาจได้มาจาก: • การสกัดจากดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตต้นแบบ • การสังเคราะห์จาก mRNA ของสิ่งมีชีวิตต้นแบบ • การสังเคราะห์ทางเคมีจากนิวคลีโอไทด์
  4. อธิบายบทบาทของ เอนไซม์ตัดจำเพาะ (restriction endonucleases), DNA ligase, พลาสมิด, DNA polymerase และ ** reverse transcriptase** ในการส่งยีนเข้าไปในสิ่งมีชีวิต
  5. อธิบายว่าทำไม โปรโมเตอร์ อาจต้องถูกส่งเข้าไปในสิ่งมีชีวิตพร้อมกับยีนที่ต้องการ
  6. อธิบายยืนยันการแสดงออกของยีนโดยใช้ ยีนมาร์เกอร์ ที่รหัสผลิตภัณฑ์เรืองแสง
  7. อธิบายว่า การแก้ไขยีน (gene editing) เป็นรูปแบบหนึ่งของวิศวกรรมพันธุกรรมที่ เกี่ยวข้องกับการแทรก ลบ หรือแทนที่ดีเอ็นเอที่ตำแหน่งเฉพาะในจีโนม
  8. อธิบายและอธิบายขั้นตอนที่เกี่ยวข้องกับ ปฏิกิริยาโซ่พอลิเมอเรส (PCR) เพื่อทำสำเนาและขยายดีเอ็นเอ รวมถึงบทบาทของ Taq polymerase
  9. อธิบายและอธิบายวิธีที่ใช้ อิเล็กโทรฟอเรซิสเจล (gel electrophoresis) ในการแยก frags ดีเอ็นเอที่มีความยาวต่างกัน
  10. อธิบายว่า ไมโครแ-array ถูกใช้ในการวิเคราะห์จีโนมและตรวจจับ mRNA ในการศึกษาการแสดงออกของยีนอย่างไร
  11. อธิบายประโยชน์ของการใช้ฐานข้อมูลที่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีนและจีโนม และลำดับกรดอะมิโนของโปรตีนและโครงสร้างโปรตีน

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

Recombinant 重组 DNA is DNA that has been made by joining together DNA from two different sources. Genetic engineering 基因工程 is the deliberate changing of an organism's genetic material — often by transferring a gene 基因 into an organism so that the gene is expressed (switched on to make its protein 蛋白质).

The gene to be transferred can be obtained in three ways:

  • cut out of the DNA of a donor 供体 organism,
  • made from the donor's mRNA, using the enzyme reverse transcriptase 逆转录酶,
  • built chemically from nucleotides 核苷酸.

The tools

Tool Role
restriction endonuclease 限制性内切酶 cuts DNA at a specific base sequence, leaving "sticky ends"
DNA ligase 连接酶 joins pieces of DNA together
plasmid 质粒 a small ring of bacterial DNA used as a cloning vector 载体 to carry the gene into a cell
DNA polymerase 聚合酶 copies DNA
reverse transcriptase makes DNA from an mRNA template

A promoter 启动子 often has to be transferred along with the gene. The promoter is the "switch" that lets the gene be transcribed in its new organism, so without it the gene would stay silent.

To check the gene has gone in and is working, scientists add a marker gene 标记基因 next to it — for example one that codes for a fluorescent 荧光 (glowing) product. If the cells glow, the transfer worked.

Gene editing

Gene editing 基因编辑 is a precise form of genetic engineering. It inserts, deletes or replaces DNA at an exact site in the genome 基因组.

Copying and sorting DNA

  • the polymerase chain reaction 聚合酶链式反应 (PCR) is used to clone 克隆 and amplify 扩增 DNA — to make millions of copies. It repeats cycles of heating and cooling, using a heat-stable enzyme called Taq polymerase.
  • gel electrophoresis 凝胶电泳 separates DNA fragments 片段 by length. The fragments move through a gel in an electric field, and shorter fragments move further, so the lengths spread out into bands.
  • microarrays 微阵列 are used to study whole genomes and to detect which genes are switched on, by picking up their mRNA.
  • databases 数据库 store the nucleotide sequences of genes and the amino acid 氨基酸 sequences of proteins, so scientists anywhere can compare them.
ไทย

DNA แบบ recombinant คือ DNA ที่สร้าง通过将来自两个不同来源的DNA连接而成。Genetic engineering คือการเปลี่ยนแปลงสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตอย่างตั้งใจ — มักโดยการ transferred一个基因进入生物体使该基因被表达(switched on to make its protein)

เครื่อง thermal cycler บนโต๊ะที่มีฝาเปิดอยู่
เครื่อง thermal cycler (เครื่อง PCR) สร้างสำเนาของตัวอย่าง DNA จำนวนมาก

ยีนที่ต้องการส่งผ่านสามารถหาได้ในสามวิธี:

  • ตัดออกจาก DNA ของสิ่งมีชีวิต donor,
  • สร้างจาก mRNA ของ donor โดยใช้เอนไซม์ reverse transcriptase,
  • สร้างขึ้นทางเคมีจาก nucleotides

เครื่องมือ

เครื่องมือ บทบาท
restriction endonuclease ตัด DNA ที่ลำดับเบสเฉพาะ ทิ้ง "sticky ends" ไว้
DNA ligase เชื่อมต่อชิ้นส่วนของ DNA เข้าด้วยกัน
plasmid วงกลมเล็ก ๆ ของ DNA แบคทีเรียที่ใช้เป็น cloning vector เพื่อพา基因เข้าไปในเซลล์
DNA polymerase สำเนา DNA
reverse transcriptase สร้าง DNA จากแม่แบบ mRNA
เอนไซม์ restriction ทิ้ง sticky end แบบ single-stranded ไว้บนชิ้นส่วน DNA ที่ถูกตัด; geneที่ถูกตัดด้วยเอนไซม์เดียวกันจะมี sticky end ที่ตรงกัน ทำให้ DNA ligase จับคู่และเชื่อมต่อกันได้
restriction endonuclease ทิ้ง sticky ends ที่ตรงกัน; DNA ligase เชื่อมต่อ基因เข้ากับ DNA ที่ถูกตัด

promoter มักจะต้องส่งผ่านพร้อมกับ基因 Promoter เป็น "สวิตช์" ที่ทำให้基因สามารถ transcribed ในสิ่งมีชีวิตใหม่ได้ ดังนั้นหากไม่มี promoter基因จะظلsilent

เพื่อตรวจสอบว่า基因เข้าและทำงานได้ นักวิทยาศาสตร์เพิ่ม marker gene ข้างๆ — ตัวอย่างเช่น gene ที่ codify สำหรับผลิตภัณฑ์ fluorescent (เรืองแสง) ถ้าเซลล์เรืองแสง แสดงว่าการ transfer ทำงานสำเร็จ

基因ถูกเชื่อมเข้ากับplasmidที่ถูกเปิดออกโดยligaseเพื่อสร้างrecombinant plasmid แล้วถูกแบคทีเรียดูดซึม
plasmid ทำหน้าที่เป็นcloning vector: geneถูกเชื่อมเข้าไปและrecombinant plasmidถูกแบคทีเรียดูดซึม

การแก้ไข基因

Gene editing เป็นรูปแบบที่แม่นยำของการทำ genetic engineering มัน insert, delete หรือ replace DNA ที่ตำแหน่งที่แน่นอนใน genome

การคัดลอกและจัดเรียง DNA

  • polymerase chain reaction (PCR) ใช้เพื่อ clone และ amplify DNA — เพื่อสร้างสำเนาจำนวนล้านcopies มันทำซ้ำวงจรของการให้ความร้อนและความเย็น โดยใช้ enzyme ที่ทนความร้อนที่เรียกว่า Taq polymerase
วงจรสามขั้นตอน: ให้ความร้อนถึง 95 องศาเพื่อแยกสาย ความเย็นลงที่ 55 องศาเพื่อให้ primers附着 และ 72 องศาเพื่อให้ Taq polymerase สร้างสายใหม่ ซึ่งทำซ้ำเพื่อ加倍DNA ทุกครั้ง
PCR ทำซ้ำวงจรให้ความร้อนและเย็น; แต่ละวงจร加倍DNA สร้างสำเนาจำนวนล้านcopies
  • gel electrophoresis แยก DNA fragments ตามความยาว Fragments เคลื่อนที่ผ่าน gel ในสนามไฟฟ้า และ fragments ที่สั้นกว่าเคลื่อนที่ไกลกว่า ดังนั้นความยาวจึงกระจายออกเป็นแถบ
gel ที่มี wells ที่ขั้วลบและ DNA fragments เคลื่อนที่ลง hacia positive end; fragments ที่สั้นกว่าเดินทางไกลกว่า แยกออกเป็นแถบ
Gel electrophoresis: DNA เคลื่อนที่ hacia + end และ fragments ที่สั้นกว่าเดินทางไกลกว่า จัดเรียงตามความยาว
agarose gel จริงที่ถ่ายภายใต้แสง UV: DNA ladder ที่ติดสีมีแถบที่เว้นระยะเท่ากันในช่องซ้าย มีแถบสีส้มและเขียวสว่างในระดับต่างๆ ในช่องตัวอย่าง
เจลจริงภายใต้แสง UV: แถบด้านซ้ายคือ DNA ladder และแถบเรืองแสงแสดงถึงการแยก fragments ตามความยาว
  • microarrays ใช้เพื่อศึกษา genome ทั้งชุดและระบุยีนที่ทำงานอยู่ โดยการจับกับ mRNA ของยีนเหล่านั้น
  • databases เก็บลำดับนิวคลีโอไทด์ของยีนและลำดับ กรดอะมิโน ของโปรตีน เพื่อให้วิทยาศาสตร์ทั่วโลกสามารถนำมาเปรียบเทียบกันได้
Explore · ⁨สำรวจ⁩

The tools of genetic technology · ⁨เครื่องมือของเทคโนโลยีทางพันธุกรรม⁩

Genetic engineering moves a useful gene into another organism so it makes a desired protein. · ⁨วิศวกรรมทางพันธุกรรมย้ายยีนที่มีประโยชน์เข้าไปในสิ่งมีชีวิตอื่นเพื่อให้สร้างโปรตีนที่ต้องการได้⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
recombinant/ˌriːˈkɒmbɪnənt/ รีคอมบินันต
genetic engineering/dʒɪˈnetɪk ˌendʒɪˈnɪərɪŋ/ วิศวกรรมพันธุกรรม
gene/dʒiːn/ gene
protein/ˈprəʊtiːn/ โปรตีน
donor/ˈdəʊnə/ ผู้ให้
reverse transcriptase/rɪˈvɜːs trænˈskrɪpteɪs/ reverse transcriptase
nucleotide/ˈnjuːklɪɒtaɪd/ นิวคลีโอไทด์
restriction endonuclease/rɪˈstrɪkʃn ˈendəʊnjuːklɪeɪs/ เอนโดนิวคลีเอสจำกัด
ligase/ˈlɪɡeɪs/ ไลเกซ
plasmid/ˈplæzmɪd/ พลัสมิด
cloning vector/ˈkləʊnɪŋ ˈvektə/ เวกเตอร์คลอنین
polymerase/ˌpɒlɪməˈreɪz/ 聚合酶
promoter/prəˈməʊtə/ พรอมอเตอร์
marker gene/ˈmɑːkə dʒiːn/ ยีนมาร์คเกอร์
fluorescent/flʊəˈresənt/ เรืองแสง
gene editing/dʒiːn ˈedɪtɪŋ/ การแก้ไขยีน
genome/ˈdʒiːnəʊm/ จีโนม
polymerase chain reaction/ˌpɒlɪməˈreɪz tʃeɪn rɪˈækʃn/ ปฏิกิริยาโซ่พอลิเมอเรส
clone/kləʊn/ คลอ닝
amplify/ˈæmplɪfaɪ/ ขยายความ
gel electrophoresis/dʒel ɪˌlektrəʊfɔːˈriːsɪs/ เจลอิเล็กโทรฟอเรซิส
fragment/ˈfræɡmənt/ фрагмент fragment
microarray/ˈmaɪkrəʊəreɪ/ ไมโครอาเรย์
database/ˈdeɪtəbeɪs/ ฐานข้อมูล
amino acid/əˈmiːnəʊ ˈæsɪd/ กรดอะมิโน
19.2

Genetic technology in medicine · ⁨เทคโนโลยีทางพันธุกรรมในทางการแพทย์⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. explain the advantages of using recombinant human proteins to treat disease, using the examples insulin, factor VIII and adenosine deaminase
  2. outline the advantages of genetic screening, using the examples of breast cancer (BRCA1 and BRCA2), Huntington’s disease and cystic fibrosis
  3. outline how genetic diseases can be treated with gene therapy, using the examples severe combined immunodeficiency (SCID) and inherited eye diseases
  4. discuss the social and ethical considerations of using genetic screening and gene therapy in medicine
ไทย
  1. อธิบายข้อดีของการใช้ โปรตีนมนุษย์รวม (recombinant human proteins) ในการรักษาโรค โดยใช้ตัวอย่างเช่น อินซูลิน, factor VIII และ adenosine deaminase
  2. อธิบายข้อดีของการ คัดกรองพันธุกรรม โดยใช้ตัวอย่างเช่น มะเร็งเต้านม (BRCA1 และ BRCA2), โรคฮันติงตัน และ ภาวะ囊性纤维化 (cystic fibrosis)
  3. อธิบายวิธีการรักษาโรคพันธุกรรมด้วย บำบัดยีน (gene therapy) โดยใช้ตัวอย่างเช่น ภูมิคุ้มกันบกพร่องรวมรุนแรง (SCID) และโรคตาที่สืบทอด
  4. พิจารณาประเด็นทางสังคมและจริยธรรมของการใช้การคัดกรองพันธุกรรมและบำบัดยีนในทางการแพทย์

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

Recombinant human proteins

A human gene can be put into bacteria or other cells so that they make a recombinant human protein — an exact copy of the human one. This is safer and never in short supply, and it avoids using proteins taken from animals or donors. Examples are insulin 胰岛素 (for diabetes 糖尿病), factor VIII (for haemophilia) and adenosine deaminase (for a faulty immune system).

Genetic screening

Genetic screening 基因筛查 tests a person's DNA for disease alleles before symptoms appear. Examples are the BRCA1 and BRCA2 alleles (which raise the risk of breast cancer 乳腺癌), Huntington's disease 亨廷顿病, and cystic fibrosis 囊性纤维化. Knowing the result helps people make informed choices about treatment and family.

Gene therapy

Gene therapy 基因治疗 treats a genetic disease by putting a working copy of a gene into the patient's cells. It has been used for SCID (a disease in which the immune system fails) and for some inherited eye diseases.

Social and ethical questions

Genetic screening and gene therapy raise concerns: who should see your genetic results, whether insurers or employers could misuse them, whether changes are safe and permanent, and who decides. These ethical 伦理 and social questions must be weighed against the benefits.

ไทย

โปรตีนมนุษย์รีคอมบินันต์

ยีนมนุษย์สามารถใส่เข้าไปในแบคทีเรียหรือเซลล์อื่นเพื่อให้สร้าง โปรตีน มนุษย์ รีคอมบินันต์ — ซึ่งเป็นสำเนาที่ตรงกันเป๊ะกับของมนุษย์ วิธีนี้ปลอดภัยกว่าและไม่ขาดแคลน และหลีกเลี่ยงการใช้โปรตีนจากสัตว์หรือผู้บริจาค ตัวอย่างเช่น อินซูลิน (用于治疗 เบาหวาน), factor VIII (用于治疗 hemophilia) และ adenosine deaminase (用于治疗ระบบภูมิคุ้มกันผิดปกติ)

แผนภาพ 5 ขั้นตอน: ยีนอินซูลินมนุษย์ถูกใส่เข้าไปใน plasmid, นำเข้าแบคทีเรีย, ปลูกใน fermenter, แล้วทำให้บริสุทธิ์เป็นอินซูลินมนุษย์
เครื่องมือเดียวกันนี้สร้างโปรตีนมนุษย์: ยีนอินซูลินถูกใส่เข้าไปในแบคทีเรีย ซึ่งกลายเป็นโรงงานมีชีวิต — ดังนั้นอินซูลินจึงเป็นสำเนาที่ตรงกันเป๊ะกับของมนุษย์และไม่ขาดแคลน

Genetic screening

การคัดกรองทางพันธุกรรม ทดสอบ DNA ของบุคคลเพื่อหา allele ที่ทำให้เกิดโรค ก่อนที่อาการจะปรากฏ ตัวอย่างเช่น allele BRCA1 และ BRCA2 (ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อ มะเร็งเต้านม), Huntington's disease, และ cystic fibrosis การทราบผลช่วยให้ผู้คนตัดสินใจอย่างมีข้อมูลเกี่ยวกับการรักษาและครอบครัว

Gene therapy

การบำบัดด้วยยีน รักษาโรคทางพันธุกรรมโดยการใส่สำเนาที่ยังทำงานอยู่ของยีนเข้าไปในเซลล์ของผู้ป่วย ถูกใช้สำหรับ SCID (โรคที่ระบบภูมิคุ้มกันล้มเหลว) และโรคตาบางชนิดที่สืบทอดมา

คำถามด้านสังคมและจริยธรรม

การคัดกรองทางพันธุกรรมและการบำบัดด้วยยีนก่อให้เกิดข้อกังวล: ใครควรเห็นผลการทดสอบทางพันธุกรรมของคุณ, บริษัทประกันหรือนายจ้างอาจนำไปใช้ในทางผิดได้หรือไม่, การเปลี่ยนแปลงนั้นปลอดภัยและถาวรหรือไม่, และใครเป็นผู้ตัดสินใจ ความกังวลด้าน จริยธรรม และสังคมเหล่านี้ต้องถูกพิจารณาเทียบกับประโยชน์ที่ได้รับ

Explore · ⁨สำรวจ⁩

Making human insulin with GM bacteria · ⁨การผลิตอินซูลินมนุษย์ด้วยแบคทีเรีย GM⁩

Step through it. The human insulin gene goes into bacteria, which then churn out exact human insulin in fermenters. · ⁨ขั้นตอนการทำงาน: ยีนอินซูลินมนุษย์เข้าไปในแบคทีเรีย ซึ่งจะผลิตอินซูลินมนุษย์ที่ตรงกันเป๊ะในเครื่องหมัก⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
insulin/ˈɪnsjuːlɪn/ อินซูลิน
diabetes/ˌdaɪəˈbiːtiːz/ เบาหวาน
genetic screening/dʒɪˈnetɪk ˈskriːnɪŋ/ การคัดกรองทางพันธุกรรม
breast cancer/brest ˈkænsə/ มะเร็งหน้าอก
Huntington's disease/ˈhʌntɪŋtnz dɪˈziːz/ โรคฮันติงตัน
cystic fibrosis/ˈsɪstɪk fɪˈbrəʊsɪs/ โรค囊性纤维化 (Cystic Fibrosis)
gene therapy/dʒiːn ˈθerəpi/ บำบัดด้วยยีน
ethical/ˈeθɪkl/ จริยธรรม
genetically modified organism/dʒɪˈnetɪkli ˈmɒdɪfaɪd ˈɔːɡənɪzəm/ สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม
19.3

Genetically modified organisms in agriculture · ⁨สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรมในการเกษตร⁩

Syllabus · ⁨หลักสูตร⁩
English
  1. explain that genetic engineering may help to solve the global demand for food by improving the quality and productivity of farmed animals and crop plants, using the examples of GM salmon, herbicide resistance in soybean and insect resistance in cotton
  2. discuss the ethical and social implications of using genetically modified organisms (GMOs) in food production
ไทย
  1. อธิบายว่า วิศวกรรมพันธุกรรม อาจช่วยแก้ปัญหาความต้องการอาหารทั่วโลกโดยการปรับปรุงคุณภาพและผลผลิตของสัตว์เลี้ยงและพืชผลทางการเกษตร โดยใช้ตัวอย่างเช่น ปลาแซลมอน GM, ความต้านทานต่อสารกำจัดวัชพืช ในถั่วเหลือง และ ความต้านทานต่อแมลง ในฝ้าย
  2. พิจารณาผลกระทบทางจริยธรรมและสังคมของการใช้ สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (GMOs) ในการผลิตอาหาร

Source: Cambridge International syllabus · ⁨แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International⁩

English

Genetic engineering can help feed a growing world by improving farmed animals and crops. Examples of genetically modified organisms 转基因生物 (GMOs) are:

  • GM salmon 鲑鱼 that grow to size faster.
  • soybean 大豆 made resistant to a herbicide 除草剂, so weeds can be sprayed without harming the crop.
  • cotton 棉花 made resistant to insect pests 害虫, because it makes a protein that kills the insects.

GMOs also raise ethical and social questions: whether they are safe to eat, what effect they have on the environment and wild species, whether the engineered genes might spread, and whether a few large companies should control the food supply.

Worked example. A tiny DNA sample from a crime scene must be amplified and then compared with a suspect's. Outline the two techniques and what each achieves. PCR copies the DNA in repeated cycles: denaturation at about $95\ °\text{C}$ separates the strands, annealing at about $55\ °\text{C}$ lets primers bind at each end of the target, and extension at about $72\ °\text{C}$ has Taq polymerase build the new strands. Each cycle doubles the amount, so $n$ cycles give $2^n$ copies - 30 cycles turn one molecule into roughly a billion. Gel electrophoresis then separates the fragments: DNA is negatively charged because of its phosphate groups, so it moves towards the anode, and shorter fragments travel further through the gel. Matching band patterns point to the same source. Taq polymerase is used because it is thermostable - an ordinary polymerase would denature at $95\ °\text{C}$ in the very first cycle.

ไทย

วิศวกรรมทางพันธุกรรม สามารถช่วยเลี้ยงโลกที่มีประชากรเพิ่มขึ้น bằngการพัฒนาสัตว์และพืชฟาร์ม ตัวอย่างของ สิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (GMOs) ได้แก่:

  • GM salmon that grow to size faster.
  • ถั่วเหลือง ถูกทำให้ทนต่อ สารกำจัดวัชพืช เพื่อให้สามารถพ่นสารกำจัดวัชพืชโดยไม่ทำลายผลผลิต
  • ผ้าฝ้าย ที่ทนต่อแมลง ศัตรูพืช, เนื่องจากผลิตโปรตีนที่ฆ่าแมลง
ต้นผ้าฝ้ายสองต้นวางข้างกัน: ต้นซ้ายมีใบเขียวสมบูรณ์, ต้นขวาถูกกินเหลือแต่ก้านฉีกขาดโดยแมลง
ทั้งสองต้นเผชิญกับแมลงเหมือนกัน ผ้าฝ้าย GM ที่ทนต่อแมลงทางซ้ายแทบไม่ถูกทำร้าย ส่วนผ้าฝ้ายธรรมดาทางขวาถูกกินจนเหลือแต่ก้าน — เนื่องจากพืช GM ผลิตโปรตีนที่ฆ่าแมลงขณะมันกำลังกิน

GMOs ยังก่อให้เกิดคำถามด้านจริยธรรมและสังคม: ว่าปลอดภัยต่อการบริโภคหรือไม่, มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสายพันธุ์ป่าอย่างไร, ยีนที่ถูกดัดแปลงอาจแพร่กระจายได้หรือไม่, และบริษัทขนาดใหญ่ไม่กี่แห่งควรควบคุมแหล่งอาหารหรือไม่

ตัวอย่างฝึกหัด. ตัวอย่าง DNA ขนาดเล็กจากสถานที่เกิดเหตุต้องถูกขยายจำนวนแล้วเปรียบเทียบกับผู้ต้องสงสัย อธิบายเทคนิคทั้งสองและสิ่งที่แต่ละเทคนิคทำได้ PCR ทำซ้ำกระบวนการคัดลอก DNA: denaturation ที่อุณหภูมิประมาณ $95\ °\text{C}$ แยกสาย, annealing ที่อุณหภูมิประมาณ $55\ °\text{C}$ ให้ primer จับที่ปลายทั้งสองของเป้าหมาย, และ extension ที่อุณหภูมิประมาณ $72\ °\text{C}$ ทำให้ Taq polymerase สร้างสายใหม่ Each cycle double จำนวน, ดังนั้น $n$ รอบจะให้ $2^n$ สำเนา - 30 รอบเปลี่ยนโมเลกุลเดียวให้เป็นประมาณหนึ่งพันล้าน Gel electrophoresis จะแยก fragments: DNA มี ประจุลบ เนื่องจากหมู่ phosphate, จึงเคลื่อนที่ไปหา anode, และ fragments สั้นจะเดินทางไกลกว่า ผ่านเจล ลวดลายแถบที่ตรงกันชี้ไปที่แหล่งกำเนิดเดียวกัน Taq polymerase ใช้เพราะเป็น thermostable — polymerase ปกติจะ denature ที่ $95\ °\text{C}$ ในรอบแรกเลย

Explore · ⁨สำรวจ⁩

How a GMO is made · ⁨วิธีการสร้าง GMO⁩

Step through it — the same recombinant-DNA toolkit, now used to give a crop or microbe a brand-new useful gene. · ⁨ขั้นตอนการทำงาน — ชุดเครื่องมือ DNA รีคอมบินันตเดียวกันนี้ ใช้เพื่อให้พืชหรือจุลินทรีย์มียีนใหม่ที่มีประโยชน์⁩

Vocabulary · ⁨คำศัพท์⁩ Train · ⁨ฝึกฝน⁩
English ไทย
salmon/ˈsæmən/ ปลาแซลมอน
soybean/ˈsɔɪbiːn/ ถั่วเหลือง
herbicide/ˈhɜːbɪsaɪd/ ยาฆ่าหญ้า
cotton/ˈkɒtn/ ฝ้าย
pest/pest/ ศัตรูพืช
19.3

Exam tips · ⁨ข้อแนะนำสำหรับการสอบ⁩

English
  • Outline the toolkit: restriction enzymes (cut at specific sequences, sticky ends), ligase (join), plasmid vectors, and PCR (amplify).
  • Explain gel electrophoresis: DNA separates by size, smaller fragments travel further — used in genetic fingerprinting.
  • Give a balanced benefit vs concern for GMOs and gene therapy.
ไทย
  • อธิบายชุดเครื่องมือ: restriction enzymes (ตัดที่ลำดับเฉพาะ, sticky ends), ligase (เชื่อม), plasmid vectors, และ PCR (ขยายจำนวน)
  • อธิบาย gel electrophoresis: DNA แยกตามขนาด, fragments เล็กเดินทางไกลกว่า — ใช้ในการทำ genetic fingerprinting
  • ให้ ประโยชน์ vs ข้อกังวล ที่สมดุลสำหรับ GMOs และการบำบัดด้วยยีน

Interactive lessons on this topic · ⁨บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที⁩

Past Papers · ⁨ข้อสอบย้อนหลัง⁩

More topics in A-Level Biology · ⁨Biology A-Level⁩ · ⁨หัวข้อเพิ่มเติมใน A-Level Biology · ⁨Biology A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨เข้าสู่ระบบหรือสร้างบัญชี⁩

IGCSE, A-Level & AP