Приложения в науката, биотехнологиите, медицината, земеделието
Знанията за клетката и ДНК се използват в биотехнологиите, медицината и земеделието. Чрез генно инженерство ген от един организъм се пренася в друг, например гена за човешки инсулин в бактерии с помощта на плазмид. Клонирането, стволовите клетки и клетъчните култури се използват за лечение, изпитване на лекарства и производство на ваксини. В земеделието се прилагат селекция, микроразмножаване, биологична защита и при строг контрол генно модифицирани растения.
Какво да запомним
- Рекомбинантна ДНК: съединени фрагменти от различни организми; плазмидите са вектори.
- Рестриктазите режат ДНК, а ДНК-лигазата свързва фрагментите.
- Овцата Доли (1996 г.) е клонирана чрез пренасяне на ядро от телесна клетка в яйцеклетка без ядро.
- Ваксините съдържат отслабени или убити причинители или техни части; има и иРНК ваксини.
- PCR удвоява ДНК при всеки цикъл: след 10 цикъла от 1 молекула се получават 210 = 1024 копия.
Пример
Човешкият инсулин за диабетици се произвежда от бактерии, в които чрез плазмид е вкаран човешкият ген за инсулин; бактериите се размножават бързо и синтезират големи количества хормон.
Проверете се: 50 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Коя молекула често се използва като вектор за пренасяне на ген в бактерия?
- Плазмид
- Нишесте
- Хемоглобин
- Рибозома
Отговор: Плазмид
Генът се вгражда в плазмид, който се въвежда в бактерията.
Как се нарича ДНК, получена чрез съединяване на фрагменти от различни организми?
- Рекомбинантна ДНК
- Матрична ДНК
- Денатурирана ДНК
- Митохондриална ДНК
Отговор: Рекомбинантна ДНК
Рекомбинантната ДНК се създава в лаборатория с ензими рестриктази и лигази.
Коя технология позволява точно редактиране на гени и е отличена с Нобелова награда по химия през 2020 г.?
- PCR
- CRISPR-Cas9
- Клониране
- Електрофореза
Отговор: CRISPR-Cas9
Наградата е присъдена на Еманюел Шарпантие и Дженифър Дудна.
Кой хормон, освен инсулина, се произвежда чрез генно инженерство за лечение на изоставане в растежа?
- Тироксинът
- Тестостеронът
- Адреналинът
- Растежният хормон (соматотропин)
Отговор: Растежният хормон (соматотропин)
Преди това растежният хормон се извличал трудно от хипофизи на починали хора.
Какво представлява генната терапия?
- Ваксиниране срещу грип
- Въвеждане на здрав ген в клетки на пациент с генетично заболяване
- Хирургично отстраняване на орган
- Лечение с антибиотици
Отговор: Въвеждане на здрав ген в клетки на пациент с генетично заболяване
Генната терапия на телесни клетки не се предава на потомството.
Как се наричат организмите с геном, променен чрез генно инженерство?
- Хибриди
- Мутанти
- ГМО
- Клонинги
Отговор: ГМО
ГМО означава генетично модифициран организъм.
Кой ензим свързва („зашива“) фрагментите ДНК при получаване на рекомбинантна ДНК?
- ДНК-лигазата
- Амилазата
- Пепсинът
- РНК-полимеразата
Отговор: ДНК-лигазата
ДНК-лигазата свързва краищата на фрагментите ДНК.
Защо бактериите са удобни за генно инженерство?
- Имат оформено ядро
- Нямат ДНК
- Размножават се бързо и лесно приемат плазмиди
- Не се делят
Отговор: Размножават се бързо и лесно приемат плазмиди
Бактериите се делят на всеки 20-30 минути и лесно приемат чужди плазмиди.
Какво е трансген?
- Ген, пренесен от един вид в друг
- Ген, който се е загубил
- Ген на вирус в капсида
- Всеки ген на човека
Отговор: Ген, пренесен от един вид в друг
Трансгенът е чужд ген, вграден в генома на организма.
Защо генът и плазмидът се разрязват с една и съща рестриктаза?
- За да се унищожи плазмидът
- За да се получат съвместими „лепливи“ краища, които се свързват
- За да се удвои ДНК
- За да се получи РНК
Отговор: За да се получат съвместими „лепливи“ краища, които се свързват
Една рестриктаза оставя еднакви едноверижни краища, които се свързват комплементарно.
Кои микроорганизми превръщат млякото в кисело мляко?
- Плесени
- Млечнокисели бактерии
- Вируси
- Дрожди
Отговор: Млечнокисели бактерии
Млечнокиселите бактерии превръщат лактозата в млечна киселина.
Кои организми се използват при производството на хляб и бира?
- Водораслите
- Бактериофагите
- Млечнокиселите бактерии
- Дрождите
Отговор: Дрождите
Дрождите извършват алкохолна ферментация.
Какво е характерно за Bt царевицата?
- Съдържа ген от кактус за устойчивост на суша
- Съдържа ген от морков за витамин A
- Съдържа бактериален ген за белтък, отровен за някои насекоми вредители
- Расте без вода
Отговор: Съдържа бактериален ген за белтък, отровен за някои насекоми вредители
Генът е от почвената бактерия Bacillus thuringiensis.
Кой метод позволява от малко парче растителна тъкан да се получат много еднакви растения?
- Микроразмножаване чрез тъканни култури
- Опрашване
- Мейоза
- Кръстосване
Отговор: Микроразмножаване чрез тъканни култури
Растенията се получават чрез митоза и са генетично еднакви.
Защо отглеждането на ГМО е под строг контрол в ЕС?
- Възможните рискове за околната среда и здравето трябва да бъдат оценени
- ООН ги е забранила
- ГМО не могат да се размножават
- Доказано е, че всички ГМО са отровни
Отговор: Възможните рискове за околната среда и здравето трябва да бъдат оценени
Всеки ГМО се оценява поотделно преди разрешаване.
Кой продукт се получава чрез ферментация на грозде с дрожди?
- Кисело мляко
- Вино
- Оцет от ябълки
- Сирене
Отговор: Вино
Дрождите превръщат захарта в гроздето в етанол и CO2.
Как се нарича създаването от човека на нови сортове растения и породи животни?
- Селекция
- Мутация
- Ферментация
- Фотосинтеза
Отговор: Селекция
Селекцията подбира и кръстосва организми с полезни признаци.
Какво е биологична защита на растенията?
- Пръскане с отрови
- Отглеждане без вода
- Използване на естествени врагове на вредителите
- Изгаряне на нивите
Отговор: Използване на естествени врагове на вредителите
Например калинките изяждат листните въшки, без да се използват химикали.
Какво е хетерозис (хибридна сила)?
- Болест по растенията
- Метод за клониране
- Вид ферментация
- По-голяма жизненост на хибридите от първо поколение
Отговор: По-голяма жизненост на хибридите от първо поколение
Хибридите от първо поколение често са по-едри и продуктивни от родителите си.
Как се получава биогазът?
- Чрез разграждане на органични отпадъци от микроорганизми без кислород
- Чрез изгаряне на въглища
- Чрез фотосинтеза
- Чрез електролиза на вода
Отговор: Чрез разграждане на органични отпадъци от микроорганизми без кислород
Анаеробни бактерии разграждат оборския тор и отпадъците до газ, богат на метан.
Какво съдържат повечето ваксини?
- Отслабени или убити причинители или техни части
- Готови антитела
- Хормони
- Антибиотици
Отговор: Отслабени или убити причинители или техни части
Антигените във ваксината предизвикват образуване на антитела и клетки на паметта.
Какъв тип са ваксините срещу COVID-19 на Pfizer-BioNTech и Moderna?
- Живи отслабени ваксини
- Серуми
- иРНК ваксини
- Антибиотици
Отговор: иРНК ваксини
иРНК носи информация за вирусен белтък, който клетките синтезират за кратко.
Защо кръвта от пъпната връв се съхранява в специални банки?
- Съдържа хормони на растежа
- Не е необходима за нищо
- Богата е на стволови клетки, които могат да се използват за лечение
- Съдържа много антибиотици
Отговор: Богата е на стволови клетки, които могат да се използват за лечение
Стволовите клетки от пъпна връв могат да образуват кръвни клетки.
Какво се сравнява при ДНК анализ за установяване на родство?
- Размерът на клетките
- Броят на еритроцитите
- Кръвната захар
- Специфични участъци от ДНК
Отговор: Специфични участъци от ДНК
Детето наследява половината от ДНК от майката и половината от бащата.
Как действа пеницилинът срещу бактериите?
- Повишава телесната температура
- Засилва делението им
- Разрушава вирусния капсид
- Нарушава изграждането на клетъчната им стена
Отговор: Нарушава изграждането на клетъчната им стена
Пеницилинът е открит от Александър Флеминг през 1928 г.
Какво е антибиотик?
- Вещество, което убива или спира растежа на бактерии
- Готово антитяло
- Вирус
- Хормон
Отговор: Вещество, което убива или спира растежа на бактерии
Антибиотиците действат срещу бактерии, но не и срещу вируси.
Какъв имунитет се създава след ваксинация?
- Вроден
- Изкуствен пасивен
- Изкуствен активен
- Естествен пасивен
Отговор: Изкуствен активен
Организмът сам образува антитела и клетки на паметта, затова имунитетът е активен.
Кои стволови клетки се пренасят при трансплантация на костен мозък?
- Нервните
- Кръвотворните
- Мускулните
- Кожните
Отговор: Кръвотворните
Кръвотворните стволови клетки дават началото на всички кръвни клетки.
Какво е пренатална диагностика?
- Лечение след раждането
- Ваксиниране на бебета
- Изследване на кръвната група
- Изследване на плода за генетични заболявания преди раждането
Отговор: Изследване на плода за генетични заболявания преди раждането
Чрез анализ на клетки на плода може да се установи например хромозомна аномалия.
Какво представляват моноклоналните антитела?
- Еднакви антитела от един клон клетки, насочени срещу един антиген
- Антибиотици от плесени
- Ваксини с жив вирус
- Хормони на растежа
Отговор: Еднакви антитела от един клон клетки, насочени срещу един антиген
Получават се от клонирани клетки и разпознават точно една мишена; използват се в тестове и лечение.
Как се нарича получаването на генетично еднакви копия на организъм?
- Мутация
- Селекция
- Клониране
- Кръстосване
Отговор: Клониране
Клонингите имат еднакъв генетичен материал.
През коя година е родена овцата Доли, първият бозайник, клониран от клетка на възрастен организъм?
- 1996
- 1982
- 1953
- 2010
Отговор: 1996
Доли е родена на 5 юли 1996 г. в Шотландия.
Какъв метод е използван при клонирането на Доли?
- Пренасяне на ядро от телесна клетка в яйцеклетка без ядро
- Кръстосване на две овце
- Предизвикана мутация
- Разделяне на зародиш на две
Отговор: Пренасяне на ядро от телесна клетка в яйцеклетка без ядро
Ядрото е взето от клетка на млечната жлеза на възрастна овца.
Кои стволови клетки могат да се превърнат във всички видове клетки на тялото?
- Еритроцитите
- Ембрионалните (плурипотентни)
- Клетките на кожата
- Невроните
Отговор: Ембрионалните (плурипотентни)
Шиня Яманака получава Нобелова награда през 2012 г. за превръщането на зрели клетки в плурипотентни.
За какво се използват клетъчните култури в медицината?
- За производство на кислород
- За съхраняване на кръв
- За изпитване на лекарства и производство на ваксини
- За смилане на храна
Отговор: За изпитване на лекарства и производство на ваксини
В клетъчни култури се размножават например вируси за производство на ваксини.
Кое е пример за естествено клониране при растенията?
- Опрашване на цветовете
- Размножаване на ягодата с вкореняващи се стълони
- Образуване на семена
- Кръстосване на сортове
Отговор: Размножаване на ягодата с вкореняващи се стълони
При вегетативното размножаване потомството е генетично еднакво с родителя.
На кое животно е ядрената ДНК на клонираното животно?
- На майката, родила малкото
- На овцата, дала яйцеклетката
- На донора на ядрото
- На всички поравно
Отговор: На донора на ядрото
Яйцеклетката е без ядро, затова ядрената ДНК идва от донора на телесната клетка.
С какво се различава терапевтичното от репродуктивното клониране?
- Няма разлика
- Терапевтичното създава нов организъм
- Репродуктивното е само при растенията
- Терапевтичното цели клетки и тъкани за лечение, а не нов организъм
Отговор: Терапевтичното цели клетки и тъкани за лечение, а не нов организъм
Репродуктивното клониране цели цял нов организъм, а терапевтичното клетки за лечение.
Какво са индуцираните плурипотентни стволови клетки?
- Зрели клетки, препрограмирани до състояние като ембрионалните
- Клетки на вируси
- Видове еритроцити
- Полови клетки
Отговор: Зрели клетки, препрограмирани до състояние като ембрионалните
Чрез включване на няколко гена зрели клетки се връщат в плурипотентно състояние.
Защо насаждение от клонинги на едно растение е уязвимо при нова болест?
- Клонингите растат по-бавно
- Всички са генетично еднакви и ако едно е чувствително, всички са
- Клонингите нямат корени
- Клонингите не правят фотосинтеза
Отговор: Всички са генетично еднакви и ако едно е чувствително, всички са
Липсата на генетично разнообразие означава еднаква чувствителност към болестта.
С кой уред могат да се видят вирусите и рибозомите?
- Със светлинен микроскоп
- С електронен микроскоп
- С лупа
- С телескоп
Отговор: С електронен микроскоп
Електронният микроскоп има много по-голяма разделителна способност от светлинния.
Какво означава секвениране на ДНК?
- Размножаване на ДНК
- Разрязване на ДНК
- Оцветяване на хромозомите
- Определяне на последователността на нуклеотидите
Отговор: Определяне на последователността на нуклеотидите
Секвенирането позволява да се прочете генетичната информация.
Как се нарича науката за клетката?
- Анатомия
- Цитология
- Ембриология
- Геномика
Отговор: Цитология
Името идва от гръцкото kytos (клетка).
Кое свойство на ДНК позволява тя да се използва за идентифициране на хора?
- ДНК се променя всеки ден
- ДНК е еднаква при всички хора
- ДНК се съдържа само в кръвта
- Всеки човек (без еднояйчните близнаци) има уникална ДНК
Отговор: Всеки човек (без еднояйчните близнаци) има уникална ДНК
Сравняват се силно вариращи участъци от ДНК.
Какво е биоинформатиката?
- Производство на ваксини
- Отглеждане на бактерии
- Обработка на биологични данни с компютърни методи
- Изучаване на вкаменелости
Отговор: Обработка на биологични данни с компютърни методи
Тя се използва например за сравняване на геноми и търсене на гени.
Кой уред увеличава изображението на клетките с помощта на лещи и светлина?
- Телескопът
- Термометърът
- Светлинният микроскоп
- Барометърът
Отговор: Светлинният микроскоп
Светлинният микроскоп увеличава до около 1000-2000 пъти.
Какво прави гел-електрофорезата на ДНК?
- Разделя фрагментите ДНК по размер
- Синтезира ДНК
- Оцветява хромозомите
- Убива бактериите
Отговор: Разделя фрагментите ДНК по размер
Под действие на електрично поле фрагментите се движат в гела с различна скорост според размера си.
За какво служи оцветяването на препаратите при микроскопиране?
- За да убие клетките
- За да се различат по-добре структурите
- За да се увеличат клетките
- За да се стоплят клетките
Отговор: За да се различат по-добре структурите
Багрилата се свързват с различни структури и ги правят по-ясно видими.
Кой метод разделя органелите според плътността им чрез бързо въртене?
- Електрофорезата
- Микроскопията
- Секвенирането
- Центрофугирането
Отговор: Центрофугирането
При центрофугиране по-тежките частици се утаяват първи, а по-леките остават горе.
Всеки цикъл на PCR удвоява ДНК. Колко копия се получават от една молекула след 10 цикъла?
- 20
- 100
- 1024
- 512
Отговор: 1024
Броят се удвоява 10 пъти: 210 = 1024.