Giải Bài 2 trang 29 Chuyên đề Sinh học 12

Lời giải

a) Độc tố Bt được tạo ra ở dạng tiền độc tố bất hoạt

Vi khuẩn *Bacillus thuringiensis* không tổng hợp độc tố ở dạng hoạt động, mà tạo ra nó dưới dạng tiền độc tố (protoxin) — các tinh thể protein Cry (δ-endotoxin). Ở dạng này, phân tử chưa có hoạt tính gây độc. Gene *cry* được chuyển vào cây GMO, nên cây cũng chỉ sản sinh protein ở dạng tiền độc tố bất hoạt giống như vậy. Do đó, ngay trong tế bào vi khuẩn và trong mô cây, chất này tồn tại ở dạng vô hại.

b) Độc tố chỉ được hoạt hóa trong ruột côn trùng

Khi sâu (côn trùng) ăn phải lá cây GMO, tinh thể tiền độc tố đi vào ruột giữa của côn trùng. Ruột giữa côn trùng có hai điều kiện đặc biệt:
- Môi trường kiềm mạnh (pH cao) giúp hòa tan tinh thể protein.
- Enzyme protease đặc hiệu cắt tiền độc tố thành độc tố hoạt động.

Nhờ đó, chỉ trong ruột côn trùng, protoxin mới được "cởi bỏ" phần bất hoạt và trở thành độc tố thực sự.

c) Độc tố gắn đặc hiệu với thụ thể ở tế bào ruột côn trùng

Độc tố đã hoạt hóa gắn đặc hiệu vào thụ thể (receptor) trên màng tế bào biểu mô ruột giữa côn trùng. Sự gắn này tạo các lỗ thủng trên màng tế bào, làm tế bào ruột trương nước và vỡ ra. Hậu quả: côn trùng ngừng ăn, liệt ruột và chết.

d) Vì sao không gây độc cho vi khuẩn và cây GMO

- Trong tế bào vi khuẩn và trong cây GMO, protein chỉ tồn tại ở dạng tiền độc tố bất hoạt; ở đây không có môi trường ruột kiềm và không có protease đặc hiệu để hoạt hóa nó.
- Vi khuẩn và tế bào cây không mang thụ thể đặc hiệu mà độc tố cần gắn vào.

Vì thiếu cả điều kiện hoạt hóa lẫn thụ thể đích, độc tố Bt hoàn toàn vô hại với chính vi khuẩn sinh ra nó và với cây GMO, trong khi lại gây chết đặc hiệu cho côn trùng ăn phải.

Đáp số