Công nghệ sinh học
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| PCR/ˌpiː siː ˈɑː/ | phản ứng chuỗi polymerase |
| biotechnology/ˌbaɪəʊtekˈnɒlədʒi/ | công nghệ sinh học |
| transformation/trænsfɔːˈmeɪʃn/ | biến đổi gen |
| genetic engineering/dʒɪˈnetɪk ˌendʒɪˈnɪərɪŋ/ | kỹ thuật di truyền |
| gel electrophoresis/dʒel ɪˌlektrəʊfɔːˈriːsɪs/ | điện di gel |
Đai DNA xuất hiện ngay cả trong mẫu kiểm soát trống
- Một xét nghiệm PCR tạo ra một băng trong mẫu và cả trong điều khiển không có khuôn DNA. Kết quả này cần được điều tra trước khi ai đó khẳng định mục tiêu đã hiện diện.
- Các công cụ sinh học giải quyết những câu hỏi khác nhau: PCR khuếch đại một vùng, điện di phân tách các mảnh, trình tự đọc các base và biến đổi đưa DNA vào tế bào.
PCR: sao chép DNA
- Công nghệ sinh học thường bắt đầu bằng việc tạo ra nhiều bản sao của một gen.
- PCR (phản ứng chuỗi polymerase) thực hiện đúng việc này.
- Các chu kỳ nóng lạnh sao chép một đoạn DNA lặp đi lặp lại.
- Trong phản ứng lý tưởng, mỗi chu kỳ sẽ nhân đôi vùng mục tiêu; sự khuếch đại thực tế có thể kém hiệu quả hơn.
Công nghệ sinh học có nghĩa là…
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Công nghệ sinh học sử dụng sinh vật và các phân tử của chúng — như DNA và enzyme — để tạo ra sản phẩm và công cụ.
Kỹ thuật di truyền
- Kỹ thuật di truyền di chuyển một gen từ sinh vật này sang sinh vật khác.
- Một gen có lợi được cắt ra và chèn vào chủ nhà mới.
- Chủ nhà sau đó đọc gen đó và tạo ra protein của nó.
- Điều này cho phép chúng ta trao cho một sinh vật khả năng hoàn toàn mới.
PCR - sao chép DNA
Qua một chu kỳ PCR: nhiệt độ tách các mạch, mồi liên kết và mỗi mạch được sao chép, làm gấp đôi lượng DNA.
PCR làm gì?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
PCR (phản ứng chuỗi polymerase) sao chép một đoạn DNA mục tiêu nhiều lần, nhân đôi số lượng sau mỗi chu kỳ.
Công nghệ sinh học có thể làm gì
- Vi khuẩn được kỹ thuật hóa để sản xuất insulin người cho bệnh nhân tiểu đường.
- Cây trồng được trang bị gen kháng sâu bệnh hoặc bổ sung vitamin.
- DNA có thể được đọc để chẩn đoán bệnh hoặc xác định danh tính cá nhân.
- Liệu pháp gen thậm chí nhắm mục tiêu sửa chữa các gen lỗi ở bệnh nhân.
Chuyển một gen từ sinh vật này sang sinh vật khác được gọi là kỹ thuật di truyền ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Kỹ thuật di truyền chuyển gen giữa các sinh vật — ví dụ, đưa một gen người vào vi khuẩn.
Vi khuẩn có thể được biến đổi để sản xuất insulin người làm thuốc.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Gen insulin người được đưa vào vi khuẩn, sau đó chúng sản xuất insulin với chi phí thấp và an toàn.
Chọn tất cả các phát biểu đúng về công nghệ sinh học.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Các công cụ mạnh mẽ đã dấy lên những câu hỏi đạo đức thực sự đáng suy ngẫm. Ba phát biểu còn lại đều đúng.
PCR phân tách, gắn mồi và kéo dài
- Nung nóng tách DNA, làm tách các chuỗi của nó. Làm mát giúp các mồi ngắn gắn vào các trình tự tương ứng xác định vùng mục tiêu. Sau đó, DNA polymerase chịu nhiệt sẽ kéo dài từ các mồi.
- Các chu kỳ lặp lại khuếch đại vùng đó. Nhân đôi lý tưởng cho 2ⁿ bản sao từ một mục tiêu sau n chu kỳ, nhưng các phản ứng thực tế kém hiệu quả hơn; PCR sao chép DNA đang có sẵn, không phải toàn bộ sinh vật.
Sắp xếp một chu kỳ PCR theo thứ tự.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
Nhiệt độ cao tách các mạch; mồi cung cấp đầu cuối; polymerase kéo dài.
Bắt đầu từ một bản sao mục tiêu, số lượng lý tưởng sau năm chu kỳ nhân đôi là gì?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
2⁵ = 32. Đây là một mô hình lý tưởng, không phải sản lượng thực nghiệm đảm bảo.
Điện di phân tách các mảnh theo kích thước
- Trong điện di trên gel, DNA mang điện tích âm di chuyển về phía cực dương. Trên cùng một gel với cùng điều kiện, các mảnh nhỏ thường di chuyển xa hơn so với các mảnh lớn.
- Thang chuẩn kích thước cung cấp tham chiếu. Vị trí băng tương ứng chỉ ra kích thước mảnh tương tự, chứ không phải bằng chứng cho thấy mọi base trong hai mảnh là giống hệt nhau.
Trong một gel điện tích, một mảnh DNA 200-base-pair và một mảnh DNA 800-base-pair bắt đầu cùng lúc. Mảnh nào thường di chuyển xa hơn?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Các fragment nhỏ hơn dễ dàng đi qua gel hơn.
Biến đổi và trình tự trả lời những câu hỏi khác nhau
- Biến đổi đưa DNA ngoại lai vào tế bào vi khuẩn. Plasmid có thể mang một gene hữu ích; quá trình chọn lọc giúp tìm các tế bào đã thu nhận gene đó, nhưng việc thu nhận không đảm bảo biểu hiện chức năng.
- Trình tự DNA đọc thứ tự nucleotide. Dấu vân tay DNA so sánh các mẫu thông tin giữa các mẫu; việc khớp một mẫu hạn chế hỗ trợ việc so sánh, thay vì chứng minh hai bộ gen hoàn chỉnh giống hệt nhau.
Vị trí băng tần giống nhau duy nhất chứng minh hai mẫu DNA có trình tự nucleotide giống hệt nhau.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
DNA cùng kích thước có thể có trình tự base khác nhau; giải mã trình tự sẽ phân biệt chúng.
Ví dụ minh họa: chọn bằng chứng
- Để hỏi liệu một mẫu có chứa vùng mục tiêu hay không, hãy khuếch đại nó bằng PCR và so sánh sản phẩm với các điều khiển trên gel. Điều khiển dương tính kiểm tra xem phản ứng có hoạt động hay không; điều khiển không có khuôn kiểm tra sự nhiễm bẩn.
- Nếu điều khiển không có khuôn cũng có băng mục tiêu, thì băng của mẫu không phải là bằng chứng đáng tin cậy nếu xét riêng lẻ. Để xác định một sự thay thế base trong hai sản phẩm cùng kích thước, hãy trình tự DNA thay vì dựa vào vị trí trên gel.
Kiểm soát PCR không có khuôn (no-template) có cùng băng tần kích thước mục tiêu như mẫu. Bạn nên điều tra yếu tố nào?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Sản phẩm mục tiêu mà không có khuôn gợi ý sự ô nhiễm hoặc vấn đề khác trong xét nghiệm.
Những công cụ này rất mạnh mẽ, và sức mạnh đi kèm với trách nhiệm. Chỉnh sửa gen và biến đổi sinh vật đặt ra những câu hỏi đạo đức thực sự — về an toàn, công bằng và sự đồng thuận. Công nghệ sinh học phải được sử dụng một cách深思熟虑, không chỉ bởi vì chúng ta có thể.
Vi khuẩn sản xuất insulin người:
- Một số người mắc bệnh tiểu đường cần insulin; các loại chuẩn bị từ trước từng được lấy từ mô động vật.
- Bây giờ, gen insulin người được đưa vào vi khuẩn thông qua kỹ thuật di truyền.
- Các tế bào kỹ thuật di truyền sản xuất protein insulin, chất này phải được xử lý, tinh khiết hóa và kiểm tra chất lượng trước khi sử dụng y tế.
Công nghệ sinh học sử dụng các sinh vật sống và phân tử của chúng như những công cụ. PCR sao chép một đoạn DNA hàng triệu lần; kỹ thuật di truyền chuyển một gen giữa các sinh vật, cho phép (ví dụ) vi khuẩn sản xuất insulin người. Những công cụ mạnh mẽ này mang lại lợi ích to lớn — nhưng cũng đặt ra những câu hỏi đạo đức thực sự.