Bài 20. Tạo giống nhờ công nghệ gen

Tiết 24 - Bài 20
TẠO GiỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ GEN
I. CÔNG NGHỆ GEN
Công nghệ gen
TB vi khuẩn E.coli bình thường
TB vi khuẩn E.coli mang gen mã hóa Insulin của người
Cà chua bình thường chứa gen gây chín
Công nghệ gen
Cà chua có gen gây chín bị bất hoạt
1. Khái niệm công nghệ gen
I. CÔNG NGHỆ GEN
1. Khái niệm công nghệ gen
-
Công nghệ gen: là quy trình tạo ra những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến đổi hoặc thêm gen mới.
Kỹ thuật chuyển gen: là kỹ thuật tạo ADN tái tổ hợp để chuyển gen từ tế bào này sang tế bào khác.
ADN tái tổ hợp
ADN tái tổ hợp là gì?
I. CÔNG NGHỆ GEN
1. Khái niệm công nghệ gen
-
Công nghệ gen: là quy trình tạo ra những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến đổi hoặc thêm gen mới.
Kỹ thuật chuyển gen: là kỹ thuật tạo ADN tái tổ hợp để chuyển gen từ tế bào này sang tế bào khác.
ADN tái tổ hợp: phân tử ADN được tạo thành từ các đoạn ADN có nguồn gốc khác nhau

ADN tái tổ hợp
I. CÔNG NGHỆ GEN
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
ADN tái tổ hợp
Tế bào chứa ADN tái tổ hợp
Tế bào không chứa ADN tái tổ hợp
Nêu các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
I. CÔNG NGHỆ GEN
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
ADN tái tổ hợp
Tế bào chứa ADN tái tổ hợp
Tế bào không chứa ADN tái tổ hợp
Tạo ADN tái tổ hợp
Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận
Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
I. CÔNG NGHỆ GEN
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
a. Tạo ADN tái tổ hợp
ADN tái tổ hợp
* Cách tiến hành:
- Tách plasmit và gen ra khỏi tế bào.
Lần lượt xử lý plasmit và gen bằng cùng 1 enzim giới hạn (Restrictaza):


Trộn plasmit và gen cùng enzim Ligaza:
I. CÔNG NGHỆ GEN
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
a. Tạo ADN tái tổ hợp
ADN tái tổ hợp
* Cách tiến hành:
Vai trò của enzim giới hạn và enzim Ligaza
I. CÔNG NGHỆ GEN
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
a. Tạo ADN tái tổ hợp
ADN tái tổ hợp
* Cách tiến hành:
- Tách plasmit và gen ra khỏi tế bào.
Lần lượt xử lý plasmit và gen bằng cùng 1 enzim giới hạn (Restrictaza):
Mở vòng plasmit và cắt gen có đầu dính tương ứng.
Trộn plasmit và gen cùng enzim Ligaza:
Nối plasmit và gen thành ADN tái tổ hợp.
I. CÔNG NGHỆ GEN
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
a. Tạo ADN tái tổ hợp
* Cách tiến hành:
* Thể truyền (vector):
Đặc điểm:
+ Kích thước nhỏ.
+ Có khả năng nhân đôi độc lập với tế bào chủ hoặc có thể gắn vào hệ gen của tế bào.
+ Chứa gen đánh dấu.
Một số loại thể truyền:
+ Plasmit
+ Virut
+ NST nhân tạo

I. CÔNG NGHỆ GEN
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
* Phương pháp biến nạp:
Dùng muối CaCl2
Dùng xung điện
* Nguyên tắc:
Làm giãn thành tế bào Phân tử ADN tái tổ hợp dễ dàng đi qua
b. Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận (biến nạp)
Vector tái tổ hợp
Tế bào chủ E.coli
Tế bào chứa ADN tái tổ hợp
I. CÔNG NGHỆ GEN
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
* Một số phương pháp biến nạp khác:
b. Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận (biến nạp)
Vi tiêm
Thể truyền virut tự xâm nhập vào tế bào chủ
I. CÔNG NGHỆ GEN
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
c. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
Nếu vector có chứa gen kháng Ampicillin (kháng sinh) thì làm thế nào để chọn được dòng tế bào chứa vector
I. CÔNG NGHỆ GEN
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
c. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
Nguyên tắc: Nhờ gen đánh dấu trong thể truyền.
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
1. Khái niệm sinh vật biến đổi gen
* Khái niệm: Là sinh vật có hệ gen đã được con người làm biến đổi cho phù hợp với mục đích của mình.
* Phương pháp tạo sinh vật biến đổi gen:
Cà chua bị bất hoạt gen gây chín
Bò có gen mã hóa cazein hoạt động mạnh
Những sinh vật trên được tạo ra bằng cách nào?
Dê mang gen Lactoferin của người
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
1. Khái niệm sinh vật biến đổi gen
* Khái niệm: Là sinh vật có hệ gen đã được con người làm biến đổi cho phù hợp với mục đích của mình.
* Phương pháp tạo sinh vật biến đổi gen:
Cà chua bị bất hoạt gen gây chín
Dê mang gen Lactoferin của người
Bò có gen mã hóa cazein hoạt động mạnh
-PP1: Đưa thêm gen lạ (khác loài) vào hệ gen  Sinh vật chuyển gen.
- PP3: Loại bỏ hoặc làm bất hoạt gen không mong muốn trong hệ gen.
-PP2: Làm biến đổi gen có sẵn trong hệ gen (tăng cường, ức chế hoặc biểu hiện bất thường).
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
Tổ 1
Tổ 2
Tổ 3
Tổ 4
GV
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
a. Tạo động vật chuyển gen
* Quy trình:
Lấy trứng từ con cái (1) rồi cho thụ tinh nhân tạo thành hợp tử.
Tiêm gen cần chuyển (ADN tái tổ hợp) vào hợp tử.
Cấy hợp tử vào con cái (2).
Con (2) sinh ra con chuyển gen (3)
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
a. Tạo động vật chuyển gen
* Quy trình:
Chuyển gen ở động vật đẻ trứng
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
a. Tạo động vật chuyển gen
* Thành tựu:
Chuột nhắt chứa gen hooc môn sinh trưởng của chuột cống (trái)
Động vật phát sáng
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
a. Tạo động vật chuyển gen
* Thành tựu:
Dê chuyển gen, tạo các protein trong sữa:
- Protein tơ nhện
Antitrombin – yếu tố điều hòa đông máu ở người.
Lactoferin – Chất kháng sinh tự nhiên thường có trong sữa non của người.
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
a. Tạo động vật chuyển gen
* Thành tựu:
Bò chuyển gen cho sữa có chất lượng tăng:
Tăng hàm lượng Lactoferin và Lyzozim tăng khả năng kháng khuẩn của sữa.
Tăng cazein – protein quan trọng trong sữa.
Giảm hàm lượng lactozo  trẻ em dễ hấp thu.
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
a. Tạo động vật chuyển gen
* Thành tựu:
Động vật lấy thịt biến đổi gen: tăng lượng hooc môn tăng trưởng  thể trọng và tỉ lệ nạc/mỡ tăng.
Lợn siêu nạc
Cá hồi kích thước lớn
Cừu lấy thịt
Bò lấy thịt
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
b. Tạo giống cây trồng biến đổi gen
* Quy trình:
(soma)
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
b. Tạo giống cây trồng biến đổi gen
* Thành tựu:
Cây bông chuyển gen Bt kháng sâu bệnh (bên trái) và cây bông không chuyển gen Bt mẫn cảm với sâu bệnh (bên phải )
Cà chua chuyển gen kháng sinh vật ký sinh
Cà chua đối chứng
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
b. Tạo giống cây trồng biến đổi gen
* Thành tựu:
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
b. Tạo giống cây trồng biến đổi gen
* Thành tựu:
Gạo bình thường (trái) và “gạo vàng” (phải) chứa β-caroten

II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
b. Tạo giống cây trồng biến đổi gen
* Thành tựu:
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
b. Tạo giống cây trồng biến đổi gen
* Thành tựu:
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GiỐNG BIẾN ĐỔI GEN
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen.
c. Tạo dòng vi sinh vật biến đổi gen
* Thành tựu:
Các dòng VSV có khả năng tổng hợp các loại protein:
Protein có hoạt tính sinh học: Hooc môn (Insulin), kháng thể, enzim…
Enzim phân hủy rác thải, dầu loang …  làm sạch môi trường.
Protein độc tiêu diệt côn trùng gây hại: muỗi, ong mắt đỏ…
CỦNG CỐ
Câu 1. Người ta phải dùng thể truyền để chuyển một gen từ tế bào này sang tế bào khác là vì:
A. Nếu không có thể truyền thì gen cần chuyển sẽ không chui vào được tế bào nhận.
B. Nếu không có thể truyền thì gen có vào được tế bào nhận cũng không thể nhân lên và phân li đồng đều về các tế bào con khi tế bào phân chia.
C. Nếu không có thể truyền thì khó có thể thu được nhiều sản phẩm của gen trong tế bào nhận.
D. Nếu không có thể truyền thì gen sẽ không tạo ra sản phẩm trong tế bào nhận.
CỦNG CỐ
Câu 2. Ưu thế nổi bật của kĩ thuật chuyển gen so với các phương pháp lai truyền thống là gì?
A. Dễ thực hiện, thao tác nhanh, tốn ít thời gian
B. Tạo ra được các phân tử ADN chứa thành phần của các loài hoàn toàn khác nhau.
C. Sản suất các sản phẩm sinh học trên qui mô công nghiệp
D. Lai giữa các loài xa nhau trong hệ thống phân loại không giao phối được
CỦNG CỐ
Câu 3. Hãy chọn những nhận định đúng trong các nhận định sau:
A. Enzim dùng để cắt mở vòng plasmit là restrictaza
B. Dùng các loại enzim restrictaza khác nhau để cắt mở vòng plasmit và đoạn gen cần chuyển.
C. Để nối tạo được ADN tái tổ hợp thì đòi hỏi các đầu cắt phải khớp với nhau theo nguyên tắc bổ sung.
D. Tạo giống bằng công nghệ gen giúp tạo giống mới một cách nhanh nhất.
CỦNG CỐ
Câu 4. Nhóm sinh vật nào sau đây là thành quả của công nghệ gen:
Cừu cho sữa chứa protein huyết tương người, nho tam bội không hạt, cà chua chín chậm.
Vi khuẩn tiết Insulin, ngô có gen kháng sâu hại, cừu Dolly.
C. Gạo hạt vàng, sữa dê có protein tơ nhện, vi khuẩn tạo kháng thể người.
D. Lúa lùn thuần chủng, sữa bò có kháng thể người, bông kháng sâu.
CỦNG CỐ
Câu 5 (sgk-86). Trong việc thay thế gen bệnh bằng gen lành ở người, thể truyền được sử dụng là virut. Tại sao không dùng thể truyền plasmit?
Trả lời
Plasmit chỉ tồn tại trong tế bào vi khuẩn.
Một số virut ký sinh trong tế bào người và có khả năng cài gen vào hệ gen người.
 Sử dụng virut làm thể truyền nếu tế bào chủ là tế bào người hoặc động vật.
CHÂN THÀNH
CẢM ƠN!
Tạo động vật chuyển gen
* Quy trình:
Chuyển gen ở động vật đẻ trứng