ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΕΩΡΓΙΑ ΚΑΙ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΑ

Question 1

Πως αυξάνεται η φυτική και ζωική παραγωγή, έτσι ώστε να καλυφθούν οι συνεχώς αυξανόμενες ανάγκες του ανθρώπινου πληθυσμού σε τροφή;

Answer 1

α) Με τις ελεγχόμενες από τον άνθρωπο διασταυρώσεις φυτών και ζώων
β) ΜΕ τους διαγονιδιακούς ή γενετικά τροποποιημένους οργανισμούς

Question 2

Πως οι ελεγχόμενες διασταυρώσεις βελτιώνουν την παραγωγή;

Answer 2

Ένας τρόπος βελτίωσης της φυτικής και ζωικής παραγωγής είναι οι ελεγχόμενες από τον άνθρωπο διασταυρώσεις φυτών και ζώων. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιείται επιλογή φυτών και ζώων που έχουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά, όπως φυτά µε μεγάλο μέγεθος καρπών, µε ανθεκτικότητα σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες ή ζώα που παράγουν μεγάλη ποσότητα κρέατος.
Οι οργανισμοί αυτοί διασταυρώνονται µε σκοπό τη δημιουργία απογόνων µε
επιθυμητά χαρακτηριστικά

Question 3

Ποια είναι τα μειονεκτήματα των ελεγχόμενων διασταυρώσεων;

Answer 3

α) Πρόκειται για χρονοβόρα, επίπονη διαδικασία, καθώς απαιτούνται συνεχείς διασταυρώσεις
β) Οι απόγονοι που προκύπτουν φέρουν ορισμένους μόνο από τους επιθυμητούς χαρακτήρες μαζί με άλλες μη επιθυμητές ιδιότητες

Question 4

Ποιοι οργανισμού ονομάζονται γενετικά τροποποιημένοι ή διαγονιδιακοί;

Answer 4

Η Γενετική Μηχανική δίνει τη δυνατότητα προσθήκης νέων
γονιδίων απευθείας στον οργανισμό. Καθιστά συνεπώς δυνατή σε σύντομο χρονικό διάστημα τη δημιουργία γενετικά τροποποιημένων φυτών και ζώων, που έχουν τους επιθυμητούς χαρακτήρες όπως, για παράδειγμα, ανθεκτικότητα σε ασθένειες. Τα φυτά και τα ζώα που έχουν υποστεί γενετική αλλαγή με τη χρήση των τεχνικών Γενετικής Μηχανικής ονομάζονται διαγονιδιακά ή γενετικά τροποποιημένα

Question 5

Με ποιον τρόπο το βακτήριο Agrobacterium tumefaciens επηρεάζει την ανάπτυξη των φυτικών οργανισμών;

Answer 5

Το βακτήριο Agrobacterium tumefaciens, το οποίο ζει στο
έδαφος, διαθέτει τη φυσική ικανότητα να μολύνει φυτικά κύτταρα μεταφέροντας σ’ αυτά ένα πλασμίδιο που ονομάζεται Ti (Ti = tumor inducing factor). Το πλασμίδιο Ti ενσωματώνεται στο γενετικό υλικό των φυτικών κυττάρων, και δημιουργεί εξογκώματα (όγκους) στο σώμα των φυτών.

Question 6

Με ποια διαδικασία δημιουργούνται διαγονιδιακά φυτά ;

Answer 6

α) Το πλασμίδιο Τι απομονώνεται από το βακτήριο Agrobacterium tumefaciens
β) Τα γονίδια που δημιουργούν τους όγκους στα φυτά απενεργοποιούνται, τοποθετώντας στο πλασμίδιο το γονίδιο που θα προσδώσει στο φυτό μια επιθυμητή ιδιότητα
γ) Το ανασυνδυασμένο πλασμίδιο εισάγεται στα φυτικά κύτταρα που αναπτύσσονται σε ειδικές καλλιέργειες στο εργαστήριο
δ) Τα τροποποιημένα αυτά φυτικά κύτταρα τελικά δίνουν ένα νέο φυτικό οργανισμό, που περιέχει και εκφράζει το ξένο γονίδιο
στ) Τα διαγονιδιακά φυτά που δημιουργούνται έχουν τη δυνατότητα να μεταβιβάζουν τις νέες ιδιότητες στους απογόνους τους

Question 7

6 ιδιότητες που έχουν μεταβιβάσει στα φυτά οι επιστήμονες μέσω της τροποποίησης του γενετικού υλικού;

Answer 7

Έχουν δημιουργηθεί φυτά
α) ανθεκτικά στα έντομα και στα ζιζάνια
β) τα προϊόντα των οποίων έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής από το χωράφι έως τον καταναλωτή
γ) μεγάλο μέγεθος καρπών
δ) ανθεκτικά σε ακραίες περιβαλλοντικές συνθήκες
ε) ανθεκτικά σε ασθένειες
στ) με κάποια ιδιότητα που τα κάνει πιο ελκυστικά στον καταναλωτή

Question 8

Ποια είναι τα κυριότερα φυτά που έχουν τροποποιηθεί;

Answer 8

σόγια
καλαμπόκι
βαμβάκι
καπνός
ελαιοκράμβη

Question 9

3 τρόποι καταπολέμησης εντόμων που καταστρέφουν τις γεωργικές καλλιέργειες

Answer 9

εντομοκτόνα
ψεκασμός του Bacillus thuringiensis
δημιουργία γενετικά τροποποιημένων φυτών

Question 10

Ποιος ήταν ο πρώτος χρονικά τρόπος που εφαρμόστηκε για την αντιμετώπιση των εντόμων μετά από των Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο; Τι μειονεκτήματα παρουσίαζε ο τρόπος αυτός

Answer 10

Μετά το Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο χρησιμοποιήθηκαν
πολλά εντομοκτόνα. Με την πάροδο των χρόνων όμως έγινε κατανοητό ότι ήταν επικίνδυνα για την υγεία του ανθρώπου και προκαλούσαν μεγάλη οικολογική καταστροφή. Ήταν λοιπόν
αναγκαίο να βρεθούν εναλλακτικοί τρόποι αντιμετώπισης του προβλήματος.

Question 11

βακτήριο Bacillus thuringiensis

Answer 11

Το βακτήριο Bacillus thuringiensis, που ζει στο έδαφος, παράγει µια ισχυρή τοξίνη, η οποία μπορεί να καταστρέψει πολλά είδη εντόμων και σκωλήκων και είναι 80.000 φορές πιο ισχυρή από πολλά εντομοκτόνα. Τα βακτήρια αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την καταπολέμηση των εντόμων

Question 12

Πως το βακτήριο bacillus thuringiensis βοηθά στην καταπολέμηση εντόμων; (ΠΑΛΙΑ)

Answer 12

Αρχικά τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται στο εργαστήριο και στη συνέχεια ψεκάζονται
στον αγρό. Όμως η τεχνική αυτή είναι αρκετά δαπανηρή, επειδή τα βακτήρια δεν επιβιώνουν για μεγάλο χρονικό διάστημα και κατά συνέπεια χρειάζονται συνεχείς ψεκασμοί.

Question 13

Ποικιλίες Bt;

Answer 13

Έγιναν προσπάθειες απομόνωσης του γονιδίου του βακτηρίου Bacillus thuringiensis που παράγει την τοξίνη, και μεταφοράς του στα φυτά. Η μεταφορά στα φυτά έγινε με τη βοήθεια του πλασμιδίου Τι του Agrobacterium tumefaciens. Τα γενετικά τροποποιημένα φυτά θα είναι έτσι ανθεκτικά στα διάφορα έντομα. Το πρώτο φυτό στο οποίο ενσωματώθηκε το γονίδιο της
ανθεκτικότητας στα έντομα του Bacillus thuringiensis ήταν το
καλαμπόκι. (Τα γενετικά τροποποιημένα φυτά αυτού του τύπου
αποτελούν τις ποικιλίες Bt).

Question 14

Ποια ζώα ονομάζονται διαγονιδιακά;

Answer 14

Διαγονιδιακά ονομάζονται τα ζώα εκείνα στα οποία έχει τροποποιηθεί το γενετικό υλικό τους µε την προσθήκη γονιδίων, συνήθως από κάποιο άλλο είδος

Question 15

Ποια είναι η σημαντικότερη μέθοδος δημιουργίας διαγονιδιακών ζώων ;

Answer 15

Η σημαντικότερη από αυτές είναι η μικροέγχυση
α) Σε ωάρια ενός ζώου που έχουν γονιμοποιηθεί στο εργαστήριο γίνεται εισαγωγή ξένου ΔΝΑ με ειδική μικροβελόνα
β) Το ξένο γενετικό υλικό ενσωματώνεται συνήθως σε κάποιο από τα χρωμοσώματα του πυρήνα του ζυγωτού
γ) Το ζυγωτό τοποθετείται στη συνέχεια στην μήτρα της θετής μητέρας, ενός ζώου στο οποίο θα αναπτυχθεί το έμβρυο
Η μικροέγχυση είναι η μοναδική μέθοδος δημιουργίας διαγονιδιακών αγελάδων προβάτων χοίρων και αιγών

Question 16

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα παραγωγής φαρμακευτικών πρωτεινών από διαγονιδιακά ζώα;

Answer 16

Τα διαγονιδιακά ζώα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή
χρήσιμων πρωτεϊνών σε μεγάλη ποσότητα. Όπως έχει ήδη αναφερθεί είναι δυνατή η παραγωγή πρωτεϊνών, όπως η ινσουλίνη και η ανθρώπινη αυξητική ορμόνη, από βακτήρια. Στις περισσότερες όμως περιπτώσεις οι πρωτεΐνες αυτές δεν είναι ακριβώς ίδιες µε τις πρωτεΐνες του ανθρώπου, επειδή τα βακτήρια δεν διαθέτουν τους μηχανισμούς τροποποίησης των πρωτεϊνών που διαθέτουν οι ευκαρυωτικοί οργανισμοί. Μια πολλά υποσχόμενη ιδέα είναι η παραγωγή πρωτεϊνών από κύτταρα των
μαστικών αδένων των ζώων, για παράδειγμα των προβάτων
και των αγελάδων. Με αυτό τον τρόπο θα είναι δυνατή η συλλογή της πρωτεΐνης από το γάλα των ζώων

Question 17

Ποια είναι η πιο πετυχημένη εφαρμογή του gene pharming;

Answer 17

Η πιο επιτυχημένη εφαρμογή αφορά την παραγωγή της ανθρώπινης α1-αντιθρυψίνης (ΑΑΤ = alpha antitrypsin) από πρόβατα. Η πρωτεΐνη αυτή παράγεται στο ήπαρ του ανθρώπου και η απουσία της, που είναι αποτέλεσμα μετάλλαξης του γονιδίου,
έχει ως αποτέλεσμα γενετική ασθένεια, που οδηγεί στο εµφύσηµα. Για την παραγωγή της πρωτεΐνης αυτής από τα πρόβατα
απομονώθηκε το φυσιολογικό γονίδιο της ΑΑΤ του ανθρώπου
και στη συνέχεια µε μικροέγχυση τοποθετήθηκε σε γονιμοποιημένο ωάριο προβάτου. Το πρόβατο που γεννήθηκε από το γονιμοποιημένο αυτό ωάριο ήταν η Tracy, της οποίας οι απόγονοι συνεχίζουν να έχουν το ξένο γονίδιο και να παράγουν την ΑΑΤ.

Question 18

Ποια άλλη πρωτεΐνη παράγεται όπως η α1 αντιθρυψίνη;

Answer 18

Εκτός από την ΑΑΤ, και άλλες χρήσιμες πρωτεΐνες παράγονται
με τον ίδιο τρόπο, όπως ο παράγοντας IX, μία πρωτεΐνη που
συμμετέχει στο μηχανισμό πήξης του αίματος και χορηγείται σε
άτομα που πάσχουν από αιμορροφιλία Β

Question 19

Βήματα παραγωγής ανθρώπινης φαρμακευτικής πρτ από ένα διαγονιδιακό ζώο

Answer 19

α) Απομόνωση του ανθρώπινου γονιδίου που κωδικοποιεί τη φαρμακευτική πρωτείνη που μας ενδιαφέρει
β) Μικροέγχυση του γονιδίου στον πυρήνα ενός γονιμοποιημένου ωαρίου του ζώου
γ) Τοποθέτηση του γενετικά τροποποιημένου ζυγωτού στη μήτρα ενήλικου ζώου για κυοφορία
δ) Γέννηση του διαγονιδιακού ζώου
ε) Διασταυρώσεις του διαγονιδιακού ζώου με σκοπό να περάσει η τροποποιημένη γενετική πληροφορία στους απογόνους
στ) Παραγωγή, απομόνωση και καθαρισμός της φαρμακευτικής πρωτείνης

Question 20

Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της χρήσης διαγονιδιακών φυτών και ζώων για την αύξηση της φυτικής και ζωικής παραγωγή;

Answer 20

Α) Επιλογή και προσθήκη μόνο επιθυμητών ιδιοτήτων με ταυτόχρονη διατήρηση των παλιών επιθυμητών χαρακτηριστικών
Β) Ταχύτατη παραγωγή βελτιωμένων φυτών και ζώων σε σχέση με παραδοσιακές τεχνικές

Question 21

Με ποιον τρόπο δημιουργήθηκε το κλωνοποιημένο πρόβατο dolly;

Answer 21

Το 1997, όταν οι ερευνητές του Ινστιτούτου Roselin της Σκωτίας ανακοίνωσαν ότι κλωνοποίησαν ένα
πρόβατο, το νέο έκανε αμέσως το γύρο του κόσμου με πηχυαίους τίτλους. Το πρόβατο Dolly δημιουργήθηκε, όταν ο πυρήνας ενός κυττάρου του µαστικού αδένα ενός εξάχρονου προβάτου τοποθετήθηκε στο ωάριο ενός άλλου προβάτου. Από το ωάριο είχε προηγουμένως αφαιρεθεί ο πυρήνας. Το έμβρυο το
οποίο δημιουργήθηκε ύστερα από 3-4 διαιρέσεις εμφυτεύτηκε στη μήτρα θετής μητέρας-προβατίνας, η
οποία γέννησε τη Dolly.

Question 22

Ποια άλλα ζώα κλωνοποιήθηκαν

Answer 22

αμφίβια
θηλαστικά

Question 23

Που συνεισφέρει η κλωνοποίηση ;

Answer 23

α) Η κλωνοποίηση όμως είναι πολύ χρήσιμη στον πολλαπλασιασμό διαγονιδιακών ζώων. Η δημιουργία
ενός διαγονιδιακού ζώου που παράγει τον ανθρώπινο παράγοντα πήξης του αίματος, για παράδειγμα, κοστίζει 1-2 εκατομμύρια ευρώ. Με κλωνοποίηση
μπορούν εύκολα να παραχθούν πολλά πανομοιότυπα ζώα και έτσι ακόμη μεγαλύτερες ποσότητες του φαρμάκου
β) προστασία από την εξαφάνιση διάφορων ζώων του
πλανήτη μας. Στις καταψύξεις πολλών ζωολογικών κήπων υπάρχουν κατεψυγμένα ωάρια και σπερματοζωάρια ή έμβρυα ζώων που κινδυνεύουν να εξαφανιστούν. Πυρήνες από αυτά τα κύτταρα μπορούν να μεταφερθούν σε απύρηνα ωοκύτταρα του είδους που
µας ενδιαφέρει και στη συνέχεια να κυοφορηθούν στο ίδιο ή σε συγγενικό είδος ζώου.