Unit 20: Breeding and Biotechnology (பயிர்ப் பெருக்கம் மற்றும் உயிரித் தொழில்நுட்பவியல்)

அலகு 20: பயிர்ப் பெருக்கம் மற்றும் உயிரித் தொழில்நுட்பவியல் — Tamil Nadu Samacheer Kalvi Book Back Answers & Solutions

Complete official textbook solutions for Breeding and Biotechnology: Plant breeding objectives and methods (selection, hybridization, polyploidy breeding, mutation breeding), Green Revolution (Dr. M.S. Swaminathan, Dr. Norman Borlaug), genetic engineering (recombinant DNA technology, restriction endonucleases, plasmids, DNA ligase), transgenic plants and animals, stem cell technology, and DNA fingerprinting (Alec Jeffreys).

பயிர்ப் பெருக்க முறைகள் (தேர்வு செய்தல், கலப்பினமாக்கல், பன்மடியப் பயிர்ப்பெருக்கம், சடுதிமாற்றப் பயிர்ப்பெருக்கம்), பசுமைப் புரட்சி (டாக்டர் எம்.எஸ். சுவாமிநாதன், டாக்டர் நார்மன் போர்லாக்), மரபுப் பொறியியல் (மறுசேர்க்கை DNA தொழில்நுட்பம், ரெஸ்ட்ரிக்ஷன் என்சைம்கள், பிளாஸ்மிட், DNA லிகேஸ்), மரபணு மாற்றப்பட்ட தாவரங்கள் மற்றும் விலங்குகள், குருத்தணு (Stem cells) மற்றும் DNA விரல்ரேகைத் தொழில்நுட்பத்திற்கான முழுமையான தீர்வுகள்.

📖 Read Official Class 10 Textbook PDF 📱 Share with Classmates on WhatsApp

📐 Important Formulas & Laws Quick Revision

  • Recombinant DNA Tools (மறுசேர்க்கை DNA கருவிகள்): Restriction Endonuclease (Molecular Scissors) + DNA Ligase (Molecular Glue) + Plasmid Vector Enzymes that cut at palindromic sequences and join DNA fragments.
  • Polyploidy Induction (பன்மடியத் தூண்டல்): Colchicine alkaloid inhibits spindle fiber formation during metaphase, doubling chromosome number (2n ➔ 4n) Extracted from autumn crocus (Colchicum autumnale) to create seedless watermelons and triploid bananas.

Part I: Choose the Correct Answer (1 Mark)

1. Which method of crop improvement can be practiced for a virus-infected plant?

வைரஸ் தாக்கப்பட்ட தாவரத்திலிருந்து புதிய ஆரோக்கியமான தாவரங்களை உருவாக்கப் பயன்படும் முறை எது?

  • (a) Stem cutting
  • (b) Meristem culture ✓ (Correct Answer)
  • (c) Root cutting
  • (d) Layering
Explanation: Apical and axillary meristems are perpetually dividing tissue completely free of viruses due to rapid cell division outpacing viral replication and absence of vascular tissues.

2. DNA fingerprinting is based on the principle of identifying ________.

DNA விரல்ரேகைத் தொழில்நுட்பம் எதனை அடையாளம் காணும் கொள்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது?

  • (a) Specific repetitive DNA sequences (VNTRs) ✓ (Correct Answer)
  • (b) Entire genome sequencing
  • (c) Protein differences
  • (d) Lipid ratios
Explanation: DNA fingerprinting identifies unique Variable Number of Tandem Repeats (VNTRs) or mini-satellite repeating sequences specific to each individual (developed by Alec Jeffreys).

3. Organisms with modified genes developed by recombinant DNA technology are called ________.

மறுசேர்க்கை DNA தொழில்நுட்பம் மூலம் மரபணு மாற்றப்பட்ட உயிரினங்கள் எவ்வாறு அழைக்கப்படுகின்றன?

  • (a) Transgenic organisms ✓ (Correct Answer)
  • (b) Mutants
  • (c) Hybrids
  • (d) Polyploids
Explanation: Organisms into whose genome a foreign functional gene has been artificially introduced via genetic engineering are called transgenic organisms or Genetically Modified Organisms (GMOs).

4. The 'molecular scissors' used in genetic engineering are ________.

மரபுப் பொறியியலில் 'மூலக்கூறு கத்திரிக்கோல்' என அழைக்கப்படுபவை எவை?

  • (a) DNA ligases
  • (b) Restriction endonucleases ✓ (Correct Answer)
  • (c) DNA polymerases
  • (d) Helicases
Explanation: Restriction endonucleases cleave phosphodiester bonds at specific palindromic DNA sequences, cutting DNA at precise sites like molecular scissors.

Part II: Fill in the Blanks (கோடிட்ட இடங்களை நிரப்புக)

1. Father of Green Revolution in India is ________.

இந்திய பசுமைப் புரட்சியின் தந்தை ________ ஆவார்.

Answer: Dr. M.S. Swaminathan (டாக்டர் எம்.எஸ். சுவாமிநாதன்)

2. The enzyme that joins cut DNA fragments is ________.

துண்டிக்கப்பட்ட DNA இழைகளை இணைக்கும் நொதி ________ ஆகும்.

Answer: DNA ligase (DNA லிகேஸ் (மூலக்கூறு பசை))

3. Chemical mutagen commonly used to induce polyploidy is ________.

பன்மடியப் பயிர்ப்பெருக்கத்தைத் தூண்டப் பயன்படும் வேதிப்பொருள் ________ ஆகும்.

Answer: Colchicine (கோல்சிசின் (Colchicine))

Part VI: Short Answer Questions — 2 Marks (சுருக்கமான விடையளி)

Q1. What are stem cells? Mention their types.

குருத்தணுக்கள் (Stem cells) என்றால் என்ன? அவற்றின் வகைகள் யாவை?

Answer:
  • 1. Stem cells are undifferentiated, unspecialized biological cells capable of self-renewal through mitotic division and differentiation into various specialized cell types.
  • 2. Types based on origin:
  • - Embryonic Stem Cells: Isolated from the inner cell mass of the early blastocyst (pluripotent).
  • - Adult / Somatic Stem Cells: Found in adult tissues (bone marrow, umbilical cord blood) to replenish damaged cells (multipotent).

Q2. What is DNA fingerprinting? Mention its two forensic applications.

DNA விரல்ரேகைத் தொழில்நுட்பம் என்றால் என்ன? அதன் இரு தடயவியல் பயன்பாடுகளைக் கூறுக.

Answer:
  • 1. DNA fingerprinting is a molecular technique developed by Sir Alec Jeffreys used to identify individuals based on unique patterns in their repetitive mini-satellite DNA sequences (VNTRs).
  • 2. Applications:
  • - Forensic Science: Identifying rapists, murderers, and criminals using crime scene biological samples (blood, semen, hair roots).
  • - Paternity Disputes: Settling parentage controversies and immigration disputes with 100% biological certainty.

Part VII: Long Answer Questions — 5 / 7 Marks (விரிவான விடையளி)

Q1. Describe the essential steps involved in Recombinant DNA Technology (rDNA).

மறுசேர்க்கை DNA தொழில்நுட்பத்தின் (rDNA) முக்கிய படிநிலைகளை விவரிக்கவும்.

Step 1: Isolation of Genetic Material
  • Isolating donor DNA containing the gene of interest (e.g., human insulin gene) and bacterial plasmid vector (e.g., pBR322).
Step 2: Cleavage with Restriction Endonucleases
  • Cutting both donor DNA and plasmid vector using the SAME restriction endonuclease (molecular scissors).
  • This produces complementary single-stranded overhanging ends known as 'sticky ends'.
Step 3: Ligation & Recombinant DNA Formation
  • Joining the foreign gene of interest with the cut plasmid vector using DNA Ligase (molecular glue) to create a Recombinant DNA (chimeric DNA).
Step 4: Transformation into Host & Expression
  • Introducing the recombinant vector into a suitable bacterial host cell (e.g., Escherichia coli) via transformation.
  • Host cells divide in bioreactors, cloning the recombinant DNA and expressing the foreign therapeutic protein (e.g., Humulin - recombinant human insulin).
Conclusion: rDNA technology enables the mass production of lifesaving hormones, vaccines, and genetically enhanced crops.