Giải Câu hỏi 2 trang 28 Chuyên đề Sinh học 12

Lời giải

Gợi ý sưu tầm và tổng hợp tài liệu

Đây là câu hỏi mở, yêu cầu sưu tầm tư liệu về các loài vi khuẩn (hoặc vi sinh vật) được chuyển gene để nâng cao khả năng phân giải, làm sạch các chất gây ô nhiễm. Có thể tổng hợp theo các nhóm sau:

1. Vi khuẩn chuyển gene làm sạch dầu mỏ (phân giải hydrocarbon)
- Trong tự nhiên đã có các vi khuẩn phân giải dầu như *Pseudomonas putida*, *Alcanivorax*, *Rhodococcus*... Chúng mang các gene mã hóa enzyme (ví dụ enzyme oxygenase) phân giải các hydrocarbon trong dầu mỏ thành những chất không độc hoặc ít độc hơn.
- Bằng công nghệ chuyển gene, người ta chuyển và kết hợp nhiều gene phân giải các loại hydrocarbon khác nhau vào một chủng vi khuẩn, tạo ra chủng "siêu vi khuẩn" có thể phân giải đồng thời nhiều thành phần của dầu. Ví dụ điển hình là chủng *Pseudomonas* mang tổ hợp nhiều plasmid phân giải (dầu loang, dầu tràn trên biển) do A. Chakrabarty tạo ra — đây là sinh vật biến đổi gene đầu tiên được cấp bằng sáng chế.
- Ứng dụng: xử lí sự cố tràn dầu trên biển, làm sạch đất và nước nhiễm dầu.

2. Vi khuẩn chuyển gene phân giải nhựa, túi nylon (nhựa PE, PET)
- Một số vi khuẩn tiết enzyme phân giải nhựa, nổi bật là *Ideonella sakaiensis* tiết enzyme PETase và MHETase phân giải nhựa PET thành các đơn phân ban đầu.
- Nhờ công nghệ gene, người ta chuyển gene mã hóa enzyme PETase vào vi khuẩn khác (như *E. coli*) hoặc cải biến gene để tăng hoạt tính, độ bền nhiệt của enzyme, giúp phân giải túi nylon, chai nhựa nhanh và hiệu quả hơn.
- Ứng dụng: xử lí rác thải nhựa, góp phần tái chế nhựa và giảm ô nhiễm "trắng".

3. Vi khuẩn chuyển gene xử lí kim loại nặng, thuốc trừ sâu, chất độc khác
- Chuyển gene giúp vi khuẩn tích lũy hoặc biến đổi kim loại nặng (thủy ngân, chì, arsenic...) thành dạng ít độc, hoặc phân giải thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm công nghiệp.

Cách trình bày tư liệu sưu tầm
- Nên lập bảng gồm các cột: *Tên vi khuẩn — Gene/enzyme được chuyển — Chất ô nhiễm được xử lí — Ứng dụng thực tế — Nguồn tài liệu*.
- Nguồn đáng tin cậy: sách giáo khoa, tạp chí khoa học, website của viện nghiên cứu, Bộ Tài nguyên và Môi trường...

Ý nghĩa chung: Việc dùng vi khuẩn chuyển gene để làm sạch môi trường là một hướng của công nghệ sinh học môi trường (bioremediation): an toàn, chi phí thấp, thân thiện với môi trường, biến chất ô nhiễm thành chất không độc, góp phần phát triển bền vững.

Đáp số