Bài 20. Tạo giống nhờ công nghệ gen
Chia sẻ bởi Hà Thị Nhung |
Ngày 08/05/2019 |
53
Chia sẻ tài liệu: Bài 20. Tạo giống nhờ công nghệ gen thuộc Sinh học 12
Nội dung tài liệu:
ở thực vật
ở chuột thí nghiệm
Tiết 21: TẠO GIỐNG NHỜ CÔNG NGHỆ GEN
Nghiên cứu mục I.1, em hãy cho biết:
Công nghệ gen là gì?
Kỹ thuật chuyển gen là gì?
I. Công nghệ gen
1. Khái niệm công nghệ gen
Công nghệ gen là qui trình tạo ra những tế bào hoặc sinh vật
có gen bị biến đổi hoặc có thêm gen mói
Kỹ thuật chuyển gen là kỹ thuật tạo ADN tái tổ hợp để chuyển
gen từ tế bào này sang tế bào khác và đóng vai trò trung tâm của
công nghệ gen
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
Thể truyền là một phân tử ADN nhỏ có khả năng tự nhân đôi 1 cách độc lập với hệ gen của tế bào cũng như có thể gắn vào hệ gen của tế bào.
Ví dụ: plasmit, virut (ADN của VR đã được biến đổi) hoặc 1 số nST nhân tạo (nấm men)
Nghiên cứu mục I.2 SGK em hãy cho biết:
Thể truyền là gì?
ADN tái tổ hợp là gì?
- Plasmid là phân tử ADN nhỏ, dạng vòng nằm trong tế bào chất của nhiều loài vi khuẩn.
- Plasmit có khả năng nhân đôi độc lập với hệ gen của tế bào.
ADN tái tổ hợp là một phân tử ADN nhỏ được lắp ráp từ các đoạn
ADN lấy từ các tế bào khác nhau (thể truyền và gen cần chuyển)
Thể truyền cần phải có đặc điểm gì?
Đặc điểm của thể truyền:
Phải nhỏ dễ xâm nhập vào
tế bào
Có nhiều bản sao.
Chứa 1 vài gen đánh dấu
Có 1 hoặc vài trình tự Nu đặc
thù để enzim giới hạn nhận
biết và cắt
Sơ đồ chuyển gen bằng plasmit
Dựa vào sơ đồ chuyển gen chuyển gen, em hãy mô tả các bước tiến hành của kỹ thuật chuyển gen?
a. Tạo ADN tái tổ hợp.
Tách chiết được thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bào.
Dùng enzim cắt Restrictaza để cắt ADN tạo ra một loại đầu đính.
Dùng enzim nối Ligaza để gắn chúng lại thành ADN tái tổ hợp.
b. Đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào nhận.
Để đưa ADN tái tổ hợp vào trong màng tế bào người ta dùng muối CaCl2 hoặc xung điện để làm giãn màng sinh chất của tế bào, làm cho phân tử ADN tái tổ hợp dẽ dàng đi qua màng
c. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
Chọn thể truyền có gen đánh dấu để phân biệt tế bào nào nhận được ADN tái tổ hợp.
Nhờ gen đánh dấu người ta biết được các tế bào có ADN tái tổ hợp.
Các restrictaza- enzim giới hạn
Các restrictaza có tính chất chung là cắt cầu diestephosphat nối các nucleotit cạnh nhau trong ADN và ARN.
Đặc điểm nổi bật là mỗi loại enzim nhận ra và cắt ADN ở những nucleotit xác định nên gọi là các enzim giới hạn.
Enzim cắt thu được từ vi khuẩn
Phân tử ADN của plasmit và đoạn gen cần cấy vào bị cắt ra từ pt ADN cho do cùng một loại enzim cắt, vì vậy chúng tạo ra những đầu so le giống nhau, khi trộn hai sản phẩm này với nhau, chúng sẽ liên kết bổ sung cho nhau để tạo thành phân tử ADN tái tổ hợp.
Các ligaza
Các enzim ligaza có sẵn trong tất cả các loại tế bào và có vai trò quan trọng trong quá trình nhân đôi của ADN
Xúc tác phản ứng nối (ligation) bằng cách hình thành cầu diestephosphat nối các nucleotit liên tiếp nhau
Đang dùng phổ biến là enzim ADN-ligaza của E. coli và của phage T4
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GIỐNG BIẾN ĐỔI GEN
Khái niệm sinh vật biến đổi gen
Sinh vật biến đổi gen là sinh vật mà hệ gen của nó đã được con người làm biến đổi cho phù hợp với lợi ích của mình
Người ta có thể làm biến đổi hệ gen của một sinh vật theo 3 cách sau:
+ Đưa thêm một gen lạ vào hệ gen
+ Làm biến đổi một gen có sẵn trong hệ gen
+ Loại bỏ hoặc làm bất hoạt một gen nào đó trong hệ gen.
Ví dụ: ở cà chua gen làm chín quả bị bất hoạt nên có thể vận chuyển xa hoặc bảo quản lâu dài mà không bị hỏng.
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen
động VậT
Tạo được những giống mới có năng suất và chất lượng cao hơn về sản phẩm.
Đặc biệt tạo được các giống mới sản xuất ra thuốc chữa bệnh cho con người dưới dạng thực phẩm.
Kĩ thuật vi tiêm, sử dụng tế bào gốc, dùng tinh trùng như vectơ mang gen.
Vi tiêm
Phương pháp tạo động vật biến đổi gen
-Lấy trứng ra khỏi con vật nào đó.
-Cho thụ tinh trong ống nghiệm.
-Tiêm gen cần chuyển vào hợp tử và hợp tử phát triển thành phôi.
-Cấy phôi đã được chuyển gen vào tử cung con vật khác để mang thai và sinh đẻ bình thường. Sinh ra một con vật chuyển gen
Sử dụng gen chỉ thị Luciferaza
Nguyên tắc
Luciferaza là một loại prôtêin có trọng lượng 62 kDa phát ra ánh sáng ở bước sóng 562 nm (màu vàng-xanh lục).
Là gen được phát hiện và tách ra từ loài côn trùng Photynis pyralis.
Sử dụng gen chỉ thị GFP (green fluorescene protein)
GFP là một loại prôtêin có trọng lượng 32 kDa phát ra ánh sáng ở bước sóng 509 nm (màu xanh lụcsáng).
Là gen được phát hiện và tách ra từ loài sứa Aequorea victoria.
Sử dụng gen chỉ thị GFP (green fluorescene protein)
Ví dụ: Chuyển gen ở cá
Thực VậT
Sản xuất các chất bột đường với năng suất cao, sản xuất các loại prôtêin trị liệu, các kháng thể và chất dẻo. Thời gian tạo giống mới rút ngắn đáng kể.
Chuyển gen bằng virut, chuyển gen trực tiếp qua ống phấn, vi tiêm, dùng súng bắn gen ...
Cây cà chua chuyển gen
Gen kéo dài thời gian chín
Làm chậm quá trình chín nhũn quả
Tăng cường chất lượng quả và kéo dài thời gian bảo quản sau thu hoạch
Gen kháng bệnh virút
Kháng với virút CMV
Góp phần giảm lượng thuốc trừ sâu sử dụng trong quá trình trồng trọt
Giống lúa được chuyển gen tổng hợp ?-carotene (giống lúa vàng). Sau quá trình tiêu hoá, ?-carotene được chuyển hoá thành vitamin A.
Khoảng 120 triệu trẻ em trên thế giới bị các rối loạn do thiếu vitamin A. Giống lúa vàng mang lại "niềm hy vọng" trong việc bảo vệ khoảng 1 đến 2 triệu bệnh nhân bị các rối loạn do thiếu vitamin A.
Gạo bình thường
Gạo hạt vàng
Sử dụng gen chỉ thị
súng bắn gen
Cây đậu tương chuyển gen
Kháng sâu (Bt)
Kháng sâu bệnh (insect resistance)
Góp phần làm giảm lượng thuốc trừ sâu cần sử dụng (bảo vệ môi trường và giảm chi phí sản xuất)
Thay đổi thành phần axít béo
Làm thay đổi thành phần và giá trị dinh dưỡng
Cây ngô chuyển gen
Kháng bệnh
Kháng sâu bệnh (Bt)
Kháng mọt sau thu hoạch (CMx, serpin)
Chín sớm
Rút ngắn thời gian trồng trọt
Kháng thuốc diệt cỏ
.
Cây bông chuyển gen kháng sâu Bt
Mang gen kháng sâu Bt
Góp phần hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu
Bông chuyển gen Bt kháng sâu bệnh (phải) và bông không chuyển gen mẫn cảm với sâu bệnh (trái)
Cây đu đủ (Carica papaya L.) được chuyển gen kháng bệnh virút (trái) và cây đối chứng (phải)
Có khả năng khang virút CMV
Được đánh giá là góp phần vào việc phục hồi nền công nghiệp sản xuất đu đủ ở Hawaii.
VI SINH VậT
Tạo được các chủng vi khuẩn cho sản phẩm mong muốn không có trong tự nhiên.
ví dụ
Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người
Insulin là hoocmôn tuyến tuỵ, có chức năng điều hoà glucôzơ trong máu. Trường hợp insulin do cơ thể sản xuất ra không đủ hoặc mất chức năng sẽ bị bệnh đái tháo đường, glucôzơ bị thải ra qua nước tiểu.
Gen tổng hợp insulin được tách ra từ cơ thể người và chuyển vào vi khuẩn E.coli bằng vectơ là plasmit.
Sản xuất ở�quy mô công nghiệp, tổng hợp ra insulin giống như trong cơ thể người với số lượng lớn hơn rất nhiều, đáp ứng được nhu cầu thuốc chữa bệnh của con�người.
Câu 1: Trong kĩ thuật chuyển gen, đối tượng thường được sử dụng làm “nhà máy” sản xuất các sản phẩm sinh học là:
A. Virút
B. Vi khuẩn E. Coli
C. Plasmid
D. Thể thực khuẩn Lămda(λ)
Câu 2: ADN tái tổ hợp được tạo ra do:
A. Chuyển đoạn tương hỗ giữa các cặp NST tương đồng
B. Lặp đoạn NST ở những vị trí xác định
C. Kết hợp đoạn ADN của tế bào với ADN của thể truyền ở những điểm xác định
D. Chèn 1 đoạn ADN này vào 1 phân tử ADN khác cùng ở trong nhân tế bào ở 1 vị trí xác định
Câu 3:Trong kĩ thuật chuyển gen, enzym nào được sử dụng để nối các đoạn ADN của tế bào cho vào ADN của plasmit?
A. Polymeraza
B. Tirozinaza
C. Restrictaza
D. Ligaza
Câu 4: Trong kĩ thuật chuyển gen trước khi đưa vào tế bào nhận các thao tác được thực hiện theo trình tự sau:
A. Tách ADN cắt phân tử ADN nối ADN cho và nhận
B. Cắt phân tử ADN nối ADN cho và nhận tách ADN
C. Cắt phân tử ADN tách ADN nối ADN cho và nhận
D. Nối ADN cho và nhận cắt phân tử ADN tách ADN
Câu 5: Plasmit là gì?
A. 1 bào quan có mặt trong tế bào chất của tế bào
B. 1 cấu trúc di truyền trong ti thể và lạp thể
C. 1 phân tử ADN có khả năng tự nhân đôi độc lập
D. 1 cấu trúc di truyền có mặt trong tế bào chất của vi khuẩn
Câu 6: Khâu nào là khâu cuối cùng trong quá trình kĩ thuật cấy gen bằng plasmit:
A. Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận
B. Tách ADN nhiễm sắc thể của tế bào cho và tách plasmit khỏi tế bào
C. Nối ADN của tế bào cho vào plasmit
D. Tạo ADN tái tổ hợp
ở chuột thí nghiệm
Tiết 21: TẠO GIỐNG NHỜ CÔNG NGHỆ GEN
Nghiên cứu mục I.1, em hãy cho biết:
Công nghệ gen là gì?
Kỹ thuật chuyển gen là gì?
I. Công nghệ gen
1. Khái niệm công nghệ gen
Công nghệ gen là qui trình tạo ra những tế bào hoặc sinh vật
có gen bị biến đổi hoặc có thêm gen mói
Kỹ thuật chuyển gen là kỹ thuật tạo ADN tái tổ hợp để chuyển
gen từ tế bào này sang tế bào khác và đóng vai trò trung tâm của
công nghệ gen
2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển gen
Thể truyền là một phân tử ADN nhỏ có khả năng tự nhân đôi 1 cách độc lập với hệ gen của tế bào cũng như có thể gắn vào hệ gen của tế bào.
Ví dụ: plasmit, virut (ADN của VR đã được biến đổi) hoặc 1 số nST nhân tạo (nấm men)
Nghiên cứu mục I.2 SGK em hãy cho biết:
Thể truyền là gì?
ADN tái tổ hợp là gì?
- Plasmid là phân tử ADN nhỏ, dạng vòng nằm trong tế bào chất của nhiều loài vi khuẩn.
- Plasmit có khả năng nhân đôi độc lập với hệ gen của tế bào.
ADN tái tổ hợp là một phân tử ADN nhỏ được lắp ráp từ các đoạn
ADN lấy từ các tế bào khác nhau (thể truyền và gen cần chuyển)
Thể truyền cần phải có đặc điểm gì?
Đặc điểm của thể truyền:
Phải nhỏ dễ xâm nhập vào
tế bào
Có nhiều bản sao.
Chứa 1 vài gen đánh dấu
Có 1 hoặc vài trình tự Nu đặc
thù để enzim giới hạn nhận
biết và cắt
Sơ đồ chuyển gen bằng plasmit
Dựa vào sơ đồ chuyển gen chuyển gen, em hãy mô tả các bước tiến hành của kỹ thuật chuyển gen?
a. Tạo ADN tái tổ hợp.
Tách chiết được thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bào.
Dùng enzim cắt Restrictaza để cắt ADN tạo ra một loại đầu đính.
Dùng enzim nối Ligaza để gắn chúng lại thành ADN tái tổ hợp.
b. Đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào nhận.
Để đưa ADN tái tổ hợp vào trong màng tế bào người ta dùng muối CaCl2 hoặc xung điện để làm giãn màng sinh chất của tế bào, làm cho phân tử ADN tái tổ hợp dẽ dàng đi qua màng
c. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
Chọn thể truyền có gen đánh dấu để phân biệt tế bào nào nhận được ADN tái tổ hợp.
Nhờ gen đánh dấu người ta biết được các tế bào có ADN tái tổ hợp.
Các restrictaza- enzim giới hạn
Các restrictaza có tính chất chung là cắt cầu diestephosphat nối các nucleotit cạnh nhau trong ADN và ARN.
Đặc điểm nổi bật là mỗi loại enzim nhận ra và cắt ADN ở những nucleotit xác định nên gọi là các enzim giới hạn.
Enzim cắt thu được từ vi khuẩn
Phân tử ADN của plasmit và đoạn gen cần cấy vào bị cắt ra từ pt ADN cho do cùng một loại enzim cắt, vì vậy chúng tạo ra những đầu so le giống nhau, khi trộn hai sản phẩm này với nhau, chúng sẽ liên kết bổ sung cho nhau để tạo thành phân tử ADN tái tổ hợp.
Các ligaza
Các enzim ligaza có sẵn trong tất cả các loại tế bào và có vai trò quan trọng trong quá trình nhân đôi của ADN
Xúc tác phản ứng nối (ligation) bằng cách hình thành cầu diestephosphat nối các nucleotit liên tiếp nhau
Đang dùng phổ biến là enzim ADN-ligaza của E. coli và của phage T4
II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GIỐNG BIẾN ĐỔI GEN
Khái niệm sinh vật biến đổi gen
Sinh vật biến đổi gen là sinh vật mà hệ gen của nó đã được con người làm biến đổi cho phù hợp với lợi ích của mình
Người ta có thể làm biến đổi hệ gen của một sinh vật theo 3 cách sau:
+ Đưa thêm một gen lạ vào hệ gen
+ Làm biến đổi một gen có sẵn trong hệ gen
+ Loại bỏ hoặc làm bất hoạt một gen nào đó trong hệ gen.
Ví dụ: ở cà chua gen làm chín quả bị bất hoạt nên có thể vận chuyển xa hoặc bảo quản lâu dài mà không bị hỏng.
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen
động VậT
Tạo được những giống mới có năng suất và chất lượng cao hơn về sản phẩm.
Đặc biệt tạo được các giống mới sản xuất ra thuốc chữa bệnh cho con người dưới dạng thực phẩm.
Kĩ thuật vi tiêm, sử dụng tế bào gốc, dùng tinh trùng như vectơ mang gen.
Vi tiêm
Phương pháp tạo động vật biến đổi gen
-Lấy trứng ra khỏi con vật nào đó.
-Cho thụ tinh trong ống nghiệm.
-Tiêm gen cần chuyển vào hợp tử và hợp tử phát triển thành phôi.
-Cấy phôi đã được chuyển gen vào tử cung con vật khác để mang thai và sinh đẻ bình thường. Sinh ra một con vật chuyển gen
Sử dụng gen chỉ thị Luciferaza
Nguyên tắc
Luciferaza là một loại prôtêin có trọng lượng 62 kDa phát ra ánh sáng ở bước sóng 562 nm (màu vàng-xanh lục).
Là gen được phát hiện và tách ra từ loài côn trùng Photynis pyralis.
Sử dụng gen chỉ thị GFP (green fluorescene protein)
GFP là một loại prôtêin có trọng lượng 32 kDa phát ra ánh sáng ở bước sóng 509 nm (màu xanh lụcsáng).
Là gen được phát hiện và tách ra từ loài sứa Aequorea victoria.
Sử dụng gen chỉ thị GFP (green fluorescene protein)
Ví dụ: Chuyển gen ở cá
Thực VậT
Sản xuất các chất bột đường với năng suất cao, sản xuất các loại prôtêin trị liệu, các kháng thể và chất dẻo. Thời gian tạo giống mới rút ngắn đáng kể.
Chuyển gen bằng virut, chuyển gen trực tiếp qua ống phấn, vi tiêm, dùng súng bắn gen ...
Cây cà chua chuyển gen
Gen kéo dài thời gian chín
Làm chậm quá trình chín nhũn quả
Tăng cường chất lượng quả và kéo dài thời gian bảo quản sau thu hoạch
Gen kháng bệnh virút
Kháng với virút CMV
Góp phần giảm lượng thuốc trừ sâu sử dụng trong quá trình trồng trọt
Giống lúa được chuyển gen tổng hợp ?-carotene (giống lúa vàng). Sau quá trình tiêu hoá, ?-carotene được chuyển hoá thành vitamin A.
Khoảng 120 triệu trẻ em trên thế giới bị các rối loạn do thiếu vitamin A. Giống lúa vàng mang lại "niềm hy vọng" trong việc bảo vệ khoảng 1 đến 2 triệu bệnh nhân bị các rối loạn do thiếu vitamin A.
Gạo bình thường
Gạo hạt vàng
Sử dụng gen chỉ thị
súng bắn gen
Cây đậu tương chuyển gen
Kháng sâu (Bt)
Kháng sâu bệnh (insect resistance)
Góp phần làm giảm lượng thuốc trừ sâu cần sử dụng (bảo vệ môi trường và giảm chi phí sản xuất)
Thay đổi thành phần axít béo
Làm thay đổi thành phần và giá trị dinh dưỡng
Cây ngô chuyển gen
Kháng bệnh
Kháng sâu bệnh (Bt)
Kháng mọt sau thu hoạch (CMx, serpin)
Chín sớm
Rút ngắn thời gian trồng trọt
Kháng thuốc diệt cỏ
.
Cây bông chuyển gen kháng sâu Bt
Mang gen kháng sâu Bt
Góp phần hạn chế sử dụng thuốc trừ sâu
Bông chuyển gen Bt kháng sâu bệnh (phải) và bông không chuyển gen mẫn cảm với sâu bệnh (trái)
Cây đu đủ (Carica papaya L.) được chuyển gen kháng bệnh virút (trái) và cây đối chứng (phải)
Có khả năng khang virút CMV
Được đánh giá là góp phần vào việc phục hồi nền công nghiệp sản xuất đu đủ ở Hawaii.
VI SINH VậT
Tạo được các chủng vi khuẩn cho sản phẩm mong muốn không có trong tự nhiên.
ví dụ
Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người
Insulin là hoocmôn tuyến tuỵ, có chức năng điều hoà glucôzơ trong máu. Trường hợp insulin do cơ thể sản xuất ra không đủ hoặc mất chức năng sẽ bị bệnh đái tháo đường, glucôzơ bị thải ra qua nước tiểu.
Gen tổng hợp insulin được tách ra từ cơ thể người và chuyển vào vi khuẩn E.coli bằng vectơ là plasmit.
Sản xuất ở�quy mô công nghiệp, tổng hợp ra insulin giống như trong cơ thể người với số lượng lớn hơn rất nhiều, đáp ứng được nhu cầu thuốc chữa bệnh của con�người.
Câu 1: Trong kĩ thuật chuyển gen, đối tượng thường được sử dụng làm “nhà máy” sản xuất các sản phẩm sinh học là:
A. Virút
B. Vi khuẩn E. Coli
C. Plasmid
D. Thể thực khuẩn Lămda(λ)
Câu 2: ADN tái tổ hợp được tạo ra do:
A. Chuyển đoạn tương hỗ giữa các cặp NST tương đồng
B. Lặp đoạn NST ở những vị trí xác định
C. Kết hợp đoạn ADN của tế bào với ADN của thể truyền ở những điểm xác định
D. Chèn 1 đoạn ADN này vào 1 phân tử ADN khác cùng ở trong nhân tế bào ở 1 vị trí xác định
Câu 3:Trong kĩ thuật chuyển gen, enzym nào được sử dụng để nối các đoạn ADN của tế bào cho vào ADN của plasmit?
A. Polymeraza
B. Tirozinaza
C. Restrictaza
D. Ligaza
Câu 4: Trong kĩ thuật chuyển gen trước khi đưa vào tế bào nhận các thao tác được thực hiện theo trình tự sau:
A. Tách ADN cắt phân tử ADN nối ADN cho và nhận
B. Cắt phân tử ADN nối ADN cho và nhận tách ADN
C. Cắt phân tử ADN tách ADN nối ADN cho và nhận
D. Nối ADN cho và nhận cắt phân tử ADN tách ADN
Câu 5: Plasmit là gì?
A. 1 bào quan có mặt trong tế bào chất của tế bào
B. 1 cấu trúc di truyền trong ti thể và lạp thể
C. 1 phân tử ADN có khả năng tự nhân đôi độc lập
D. 1 cấu trúc di truyền có mặt trong tế bào chất của vi khuẩn
Câu 6: Khâu nào là khâu cuối cùng trong quá trình kĩ thuật cấy gen bằng plasmit:
A. Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận
B. Tách ADN nhiễm sắc thể của tế bào cho và tách plasmit khỏi tế bào
C. Nối ADN của tế bào cho vào plasmit
D. Tạo ADN tái tổ hợp
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Hà Thị Nhung
Dung lượng: |
Lượt tài: 1
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)