| แก่น | เพิ่มเติม |
|---|---|
| 1 ระบุว่าแบคทีเรียมีประโยชน์ในเทคโนโลยีชีวภาพและการดัดแปลงพันธุกรรมเนื่องจากอัตราการสืบพันธุ์ที่รวดเร็วและความสามารถในการสร้างโมเลกุลซับซ้อน | 2 อภิปรายว่าทำไมแบคทีเรียจึงมีประโยชน์ในเทคโนโลยีชีวภาพและการดัดแปลงพันธุกรรม โดยจำกัดอยู่ที่: (ก) ความกังวลด้านจริยธรรมน้อยเมื่อทำการดัดแปลงและเพาะเลี้ยง (ข) การมีอยู่ของ plasmids |
ชีวเทคโนโลยีและการดัดแปลงพันธุกรรม
Biology IGCSE · หัวข้อ 21
7:59
ชีวเทคโนโลยีและการดัดแปลงพันธุกรรม
ถังเหล็กอุ่นและคนเบาๆ ภายในถังเช่นนี้ จีโนมของจุลินทรีย์มีชีวิตนับพันล้านตัวกำลังทำงานให้เรา — สร้างเพนิซิลลีน อาหารโปรตีนที่เรียกว่า…
การบรรยายภาษาอังกฤษ · คำบรรยายภาษาอังกฤษ + 中文 ลอยตัวบนภาพ
21.1
ทำไมแบคทีเรียถึงมีประโยชน์
หลักสูตร
แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International
เทคโนโลยีชีวภาพ ใช้สิ่งมีชีวิต (หรือ เอนไซม์ ของ它们) เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์ แบคทีเรีย มีประโยชน์เป็นพิเศษเนื่องจาก:
- they reproduce very fast (a high rate of reproduction).
- They can make complex molecules. → -พวกมันสามารถสร้าง โมเลกุล ที่ซับซ้อนได้
- (ส่วนเสริม) มีการกังวลเรื่อง จริยธรรม น้อยมากในการ培育她们, และ她们มี plasmids (วง DNA ขนาดเล็กที่จัดการง่าย)
คำศัพท์
ฝึกฝน
| English | ไทย |
|---|---|
| rate/reɪt/ | อัตราส่วน |
| molecules/ˈmɒlɪkjuːlz/ | โมเลกุล |
| ethical/ˈeθɪkl/ | จริยธรรม |
| plasmids/ˈplæzmɪdz/ | พลasmid |
21.2
เทคโนโลยีชีวภาพในการปฏิบัติ
หลักสูตร
| แก่น | เพิ่มเติม |
|---|---|
| 1 อธิบายบทบาทของการหายใจแบบ aerobics ในยีสต์ระหว่างการผลิตเอทานอลเพื่อ用作 biofuels | |
| 2 อธิบายบทบาทของการหายใจแบบ anaerobic ในยีสต์ระหว่างการทำขนมปัง | |
| 3 อธิบายการใช้ pectinase ในการผลิตน้ำผลไม้ | |
| 4 ตรวจสอบและอธิบายการใช้ผงซักฟอกชีวภาพที่มีเอนไซม์ | |
| 5 อธิบายการใช้ lactase เพื่อผลิตนมไร้แลคโตส | |
| 6 อธิบายวิธีที่ fermenters สามารถใช้สำหรับการผลิตสินค้าที่มีประโยชน์ในปริมาณมากโดยแบคทีเรียและรา รวมถึงอินซูลิน เพนซิลลิน และ mycoprotein | |
| 7 อธิบายและอธิบายcsที่ต้องควบคุมใน fermenter ได้แก่: อุณหภูมิ, pH, ออกซิเจน, การจ่ายสารอาหาร และผลเสีย |
แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International
ยีสต์: เชื้อเพลิงชีวภาพและขนมปัง
ยีสต์ ทำ การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน (without oxygen), สร้าง เอทานอล และคาร์บอนไดออกไซด์
- เอทานอลสามารถใช้เป็น เชื้อเพลิงชีวภาพ ได้
- ในการทำขนมปัง, คาร์บอนไดออกไซด์ทำให้ dough พอง
เอนไซม์ในอุตสาหกรรม
- เพคตินาเส สลายผนังเซลล์เพื่อปล่อยน้ำผลไม้มากขึ้น ให้ juice มากขึ้นและใสขึ้น
- ผงซักฟอกที่มีสารชีวภาพประกอบด้วยเอนไซม์ (เช่น โปรตีเอสและไลเปส) ที่ช่วยย่อยคราบสิ่งสกปรก แม้ในอุณหภูมิต่ำก็ตาม
- (ส่วนเสริม) แลคเทส ทำการย่อย แลคโตส เพื่อผลิตน้ำนมปราศจากแลคโตส สำหรับผู้ที่ไม่สามารถย่อยแลคโตสได้
เครื่องหมัก (ส่วนเสริม)
เครื่องหมัก คือถังขนาดใหญ่ที่ใช้เพาะเลี้ยงแบคทีเรียหรือราเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์ เช่น อินซูลิน, เพนิซิลลิน และ ไมโคโปรตีน สภาวะภายในต้องถูกควบคุมอย่างละเอียด: อุณหภูมิ, pH, ออกซิเจน, การจ่ายสารอาหาร และการกำจัดของเสีย
สำรวจ
ห้องปฏิบัติการประยุกต์ใช้ชีววิทยา
จัดประเภทตัวอย่างชีววิทยาตามปัญหาที่แก้ได้
สำรวจ
Fermenter control loop
ดูว่า Bioreactor รักษาระดับการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ได้ดีที่สุดได้อย่างไร
คำศัพท์
ฝึกฝน
| English | ไทย |
|---|---|
| biotechnology/ˌbaɪəʊtekˈnɒlədʒi/ | biotechnology |
| enzymes/ˈenzaɪmz/ | เอนไซม์ |
| bacteria/bækˈtɪərɪə/ | แบคทีเรีย |
| yeast/jiːst/ | yeast |
| anaerobic respiration/ˌæneəˈrəʊbɪk ˌrespɪˈreɪʃn/ | การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน |
| ethanol/ˈeθənɒl/ | เอทานอล |
| biofuel/ˌbaɪəʊˈfjuːəl/ | เชื้อเพลิงชีวภาพ |
| pectinase/ˈpektɪneɪs/ | เพคตินเอช |
| washing powders/ˈwɒʃɪŋ ˈpaʊdəz/ | ผงซักฟอก |
| lactase/ˈlækteɪs/ | แลคเตส |
| lactose/ˈlæktəʊs/ | แลคโตส |
| fermenter/fɜːˈmentə/ | เครื่องหมัก |
| insulin/ˈɪnsjuːlɪn/ | อินซูลิน |
| penicillin/ˌpenɪˈsɪlɪn/ | เพนิซิลลิน |
| mycoprotein/ˈmaɪkəprəʊtiːn/ | ไมโคโปรตีน |
| temperature/ˈtemprɪtʃə/ | อุณหภูมิ |
| oxygen/ˈɒksɪdʒn/ | ออกซิเจน |
21.3
การดัดแปลงพันธุกรรม
หลักสูตร
| แก่น | เพิ่มเติม |
|---|---|
| 1 อธิบายการดัดแปลงพันธุกรรมว่าเป็นการเปลี่ยนสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตโดยการลบ เปลี่ยน หรือแทรกยีนเฉพาะตัว | 3 สรุปขั้นตอนการดัดแปลงพันธุกรรมโดยใช้การผลิตโปรตีนมนุษย์ด้วยแบคทีเรียเป็นตัวอย่าง โดยจำกัดอยู่ที่: (ก) การแยก DNA ที่ประกอบเป็นยีนมนุษย์โดยใช้ restriction enzymes สร้าง sticky ends (ข) การตัด DNA ของ bacterial plasmid ด้วย restriction enzyme เดียวกัน สร้าง complementary sticky ends (ค) การแทรก DNA ของมนุษย์เข้าไปใน bacterial plasmid โดยใช้ DNA ligase เพื่อสร้าง recombinant plasmid (ง) การแทรก recombinant plasmids เข้าไปในแบคทีเรีย (รายละเอียดเฉพาะเจาะจงไม่จำเป็น) (จ) การเพิ่มจำนวนแบคทีเรียที่มี recombinant plasmids (ฉ) การแสดงออกในแบคทีเรียของยีนมนุษย์เพื่อสร้างโปรตีนมนุษย์ |
| 2 สรุปตัวอย่างของการดัดแปลงพันธุกรรม: (ก) การแทรกยีนมนุษย์เข้าไปในแบคทีเรียเพื่อผลิตโปรตีนมนุษย์ (ข) การแทรกยีนเข้าไปในพืชผลเพื่อให้ความต้านทาน herbicides (ค) การแทรกยีนเข้าไปในพืชผลเพื่อให้ความต้านทานแมลงศัตรูพืช (ง) การแทรกยีนเข้าไปในพืชผลเพื่อปรับปรุงคุณภาพทางโภชนาการ | |
| 4 อภิปรายข้อดีและข้อเสียของการดัดแปลงพันธุกรรมพืช รวมถึงถั่วเหลือง ข้าวโพด และข้าว |
แหล่งที่มา: หลักสูตร Cambridge International
การดัดแปลงพันธุกรรม หมายถึงการเปลี่ยน สารพันธุกรรม ของสิ่งมีชีวิตโดยการลบ เปลี่ยน หรือแทรก ยีน แต่ละตัว
การสร้างโปรตีนมนุษย์ในแบคทีเรีย (ส่วนเสริม)
เช่นเดียวกับการสร้าง โปรตีน ของมนุษย์ (เช่น อินซูลิน) ในแบคทีเรีย:
- ตัดยีนของมนุษย์ออกจากDNAของมนุษย์โดยใช้ เอนไซม์จำกัด ซึ่งจะทำให้เกิด ปลายเหนียว
- ตัดวงพลาสมิดของแบคทีเรียด้วย เอนไซม์จำกัดชนิดเดียวกัน เพื่อให้ได้ปลายเหนียวที่ตรงกัน
- เชื่อมต่อยีนของมนุษย์เข้ากับพลาสมิดโดยใช้ DNA ลิเกส เพื่อสร้าง พลาสมิดรวม
- นำพลาสมิดรวมเข้าไปในแบคทีเรีย
- แบคทีเรียเพิ่มจำนวนและ แสดงออก ยีนของมนุษย์ ทำให้เกิดโปรตีนของมนุษย์
ตัวอย่างวิธีทำ. เรียงขั้นตอนการสร้างอินซูลินของมนุษย์ในแบคทีเรียให้ถูกต้อง เอนไซม์จำกัด ตัดยีนอินซูลินของมนุษย์ออกจากDNAของมนุษย์ ทิ้งไว้เป็นปลายเหนียว เอนไซม์จำกัดชนิดเดียวกัน ตัดวงพลาสมิดของแบคทีเรีย sehingga ปลายเหนียวตรงกับยีน ลิเกส เชื่อมต่อยีนเข้ากับพลาสมิด เกิดเป็นพลาสมิดรวม พลาสมิดถูกนำไปใส่ในแบคทีเรีย และแบคทีเรียเพิ่มจำนวนในเครื่องหมัก โดยแต่ละตัวแสดงออกยีนและสร้างอินซูลินของมนุษย์ คะแนนสองคะแนนขึ้นอยู่กับความแม่นยำ: ต้องใช้ เอนไซม์ชนิดเดียวกัน ตัดทั้งยีนและพลาสมิด ซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้ปลายเหนียวเข้ากัน; และลิเกส เชื่อมต่อ - ไม่ได้ตัด
ตัวอย่างของการดัดแปลงพันธุกรรม
การดัดแปลงพันธุกรรมถูกนำไปใช้เพื่อ:
- ใส่ยีนของมนุษย์ลงในแบคทีเรียเพื่อสร้างโปรตีนของมนุษย์ (เช่น อินซูลิน)
- ใส่ยีนลงใน พืชผล เพื่อให้เกิด ความต้านทาน ต่อ ยา除草剂
- ใส่ยีนลงในพืชเพื่อให้เกิดความต้านทานต่อแมลงศัตรูพืช
- ใส่ยีนลงในพืชเพื่อปรับปรุงคุณค่าทางอาหาร
(ส่วนเสริม) พืช GM เช่น ถั่วเหลือง ข้าวโพด และข้าว สามารถให้ผลผลิตสูงขึ้นและมีโภชนาการที่ดีขึ้น แต่บางคนกังวลเรื่องผลกระทบต่อสุขภาพSpecieswild species และค่าใช้จ่ายของเมล็ดพันธุ์ GM
สำรวจ
เส้นทางดัดแปลงพันธุกรรม
ติดตามขั้นตอนหลักจากยีนที่มีประโยชน์ไปยังสิ่งมีชีวิตที่ถูกดัดแปลง
คำศัพท์
ฝึกฝน
| English | ไทย |
|---|---|
| genetic modification/dʒɪˈnetɪk ˌmɒdɪfɪˈkeɪʃn/ | การดัดแปลงพันธุกรรม |
| genetic material/dʒɪˈnetɪk məˈtɪərɪəl/ | สารพันธุกรรม |
| genes/dʒiːnz/ | ยีนส์ |
| protein/ˈprəʊtiːn/ | โปรตีน |
| restriction enzymes/rɪˈstrɪkʃn ˈenzaɪmz/ | เอนไซม์จำกัด |
| sticky ends/ˈstɪki endz/ | ปลายเหนียว |
| ligase/ˈlɪɡeɪs/ | ไลเกซ |
| recombinant plasmid/ˌriːˈkɒmbɪnənt ˈplæzmɪd/ | พลาสมิดรวม |
| express/ekˈspres/ | แสดงออก (expression) |
| crop plants/krɒp plænts/ | พืชเศรษฐกิจ |
| resistance/rɪˈzɪstəns/ | ความต้านทาน |
| herbicides/ˈhɜːbɪsaɪdz/ | สาร除草剂 ( herbicides ) |
21.3
ข้อแนะนำสำหรับการสอบ
- ใช้แบคทีเรียเพราะมันสืบพันธุ์เร็ว สร้างโมเลกุลซับซ้อน และมีพลาสมิด
- ยีสต์ (หายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน) → เอทานอล (เชื้อเพลิงชีวภาพ) และคาร์บอนไดออกไซด์ (ขนมปัง) เอนไซม์: เพคตินเอช (น้ำผลไม้), โปรตีเอสและไลเปส (ผงซักฟอก), แลคเทส (น้ำนมปราศจากแลคโตส)
- เครื่องหมักสร้างอินซูลิน เพนิซิลลิน และไมโคโปรตีน; ควบคุมอุณหภูมิ, pH, ออกซิเจน, สารอาหาร และของเสีย
- การดัดแปลงพันธุกรรม: ตัดยีนด้วยเอนไซม์จำกัด (ปลายเหนียว) → เชื่อมเข้ากับพลาสมิดด้วยลิเกส (พลาสมิดรวม) → ใส่ในแบคทีเรีย → แสดงออกยีนเพื่อสร้างโปรตีน
- พืช GM สามารถทนยา除草剂หรือแมลงศัตรูพืช ได้ หรือมีโภชนาการที่ดีขึ้น
บทเรียนเชิงโต้ตอบสำหรับหัวข้อนี้
ทำทีละขั้นตอน พร้อมแบบฝึกหัดตรวจสอบผลทันที