Show Giải Bài Tập Sinh Học 12 – Bài 26: Tạo giống bằng công nghệ gen (tiếp theo) (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, cung cấp cho học sinh những hiểu biết khoa học về đặc điểm cấu tạo, mọi hoạt động sống của con người và các loại sinh vật trong tự nhiên: Sách giải bài tập công nghệ 12 – Bài 212: Tạo giống bằng công nghệ gen (tiếp theo) (Nâng Cao) giúp HS giải bài tập, lĩnh hội các kiến thức, kĩ năng kĩ thuật và vận dụng được vào thực tế cần khơi dậy và phát huy triệt để tính chủ động, sáng tạo của học sinh trong học tập: Trả lời câu hỏi Sinh 12 nâng cao Bài 26 trang 102: Hãy cho biết thêm một số ứng dụng công nghệ gen trong chọn giống vi sinh vật. Lời giải: Bằng công nghệ gen, người ta đã tạo ra các chủng vi khuẩn cho sản phẩm mong muốn không có trong tự nhiên: insulin chữa bệnh tiểu đường, hoocmôn tăng trưởng cho người (hGH), vacxin viêm gan B để phòng viêm gan B. Trả lời câu hỏi Sinh 12 nâng cao Bài 26 trang 105: Hãy cho biết tạo giống động vật bằng kĩ thuật gen có ưu thế gì hơn so với tạo giống bằng các biện pháp thông thường. Lời giải: – Ưu thế: Chọn giống bằng kĩ thuật gen nhanh có kết quả, có hiệu quả hơn, thay gen đúng mục tiêu nhu cầu của con người. Lời giải: – Việc tạo giống mới bằng công nghệ gen ở vi sinh vật đã phá vỡ ranh giới loài sinh học, từ đó tạo ra các chủng vi sinh vật sản xuất các sản phẩm mong muốn của con người nhanh, dễ sản xuất đặc hiệu, quy mô công nghiệp. – VD: Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người: + Insulin là hoocmôn tuyến tụy có chức năng điều hòa glucôzơ trong máu. Trường hợp insulin do cơ thể sản xuất ra không đủ hoặc mất chức năng sẽ gây 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. Sau đó, vi khuẩn này được 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. Lời giải: – Phương pháp chuyển gen ở thực vật: + Chuyển gen bằng plasmit (Ti – plasmit). + Chuyển gen bằng virut: Nhiều virut được làm vecto chuyển gen ở thực vật, ví dụ virut khảm thuốc lá. + Chuyển gen trực tiếp: Sử dụng lipoxôm, qua ống phấn, vi tiêm, dùng súng bắn gen… Phương pháp dùng súng bắn gen là sử dụng tốc độ cao của vi đạn mang ARN hay ADN xuyên vào trong tế bào. – Ưu điểm của công nghệ gen trong tạo giống cây trồng mới là rút ngắn thời gian tạo giống mới rất đáng kể, có thể chủ động tạo giống thực vật mới theo mục tiêu sản xuất, nhu cầu của con người. – Một số thành tựu: + Hiện nay đã có trên 1200 loại thực vật đã được chuyển gen, có 290 cây cải dầu, 133 giống cây khoai tây và nhiều loài nữa như lúa, ngô, đậu nành… + Cà chua chuyển gen sinh etilen đã bị làm bất hoạt khiến quá trình chín của quả bị chậm lại nên có thể chuyển đi xa hoặc để lâu hơn. + Cây đu đủ chuyển gen kháng virut. + Cây ngô chuyển gen kháng sâu bệnh (gen Bt), kháng mọt sau khi thu hoạch, chín sớm, rút ngắn thời gian trồng. + Chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ từ thuốc lá vào cây bông, cây đậu tương. Lời giải: Các cách chuyển gen tạo giống vật nuôi: – Phương pháp vi tiêm: + Đầu tiên lấy trứng từ con mẹ. Thụ tinh invitro (kết hợp giữa trứng và tinh trùng trong phòng thí nghiệm), cho tế bào trứng này thực hiện phương pháp vi tiêm. + Người ta đưa ADN mang gen cần cấy vào trứng ở giai đoạn nhân non, tức là khi hai khối ADN của giao tử đực và giao tử cái chưa kết hợp thành khối nhân 2n của hợp tử. + Phôi được tạo ra lại được đưa trở lại vào ống dẫn trứng của con mẹ để phôi phát triển. – Sử dụng tế bào gốc: + Lấy các tế bào gốc (tế bào gốc là tế bào có khả năng phân chia mạnh trong phôi). + Chuyển gen. + Cấy trở lại vào phôi. – Dùng tinh trùng như vectơ mang gen: Người ta bơm đoạn ADN vào tinh trùng, tinh trùng sẽ mang đoạn ADN này vào trứng khi thụ tinh. Lời giải: Mô tả hai phương pháp chuyển gen tạo ra các giống bò mới: – Phương pháp vi tiêm: + Đầu tiên lấy trứng bò từ mẹ. Thụ tinh invitro kết hợp giữa trứng và tinh trùng trong phòng thí nghiệm, cho tế bào trứng này thực hiện phương pháp vi tiêm. + Người ta đưa ADN mang gen cần cấy vào trứng ở giai đoạn nhân non, tức là khi hai khối ADN của giao tử đực và giao tử cái chưa kết hợp thành khối nhân 2n của hợp tử. + Phôi được tạo ra lại được đưa trở lại vào ống dẫn trứng của bò mẹ để phôi phát triển. – Phương pháp cấy nhân có gen đã cải biến: + Phương pháp này trước hết người ta nuôi các tế bào và bổ sung ADN mang gen dùng thay đổi mục tiêu của tính trạng theo hướng mong muốn vào dịch nuôi tế bào. + Chọn lọc các tế bào được thay thế gen và cho dung hợp với tế bào trứng đã bị loại mất nhân tế bào. + Tế bào dung hợp được cấy trở lại vào cơ qua sinh sản của bò mẹ. Điểm khác nhau cơ bản của các phương pháp này là: – Phương pháp thứ nhất sử dụng vi tiêm để cấy gen cần thiết vào phôi (thêm gen). – Phương pháp thứ hai đưa gen cần thiết vào phôi bằng cách cải biến gen đựa trên sự tái bản theo nguyên tắc bổ sung của phân tử ADN (sửa chữa gen), sau đó thay khối nhân này cho nhân của tế bào trứng. A. lai tế bào xôma. B. gây đột biến nhân tạo. C. dùng kĩ thuật vi tiêm. D. dùng kĩ thuật chuyển gen nhờ vectơ là plasmit. Lời giải: Đáp án D
ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ GEN I. 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 có 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. Kỹ thuật chuyển gen đóng vai trò trung tâm của công nghệ gen. - Quy trình kỹ thuật chuyển gen: gồm 3 bước:
1. Tạo ADN tái tổ hợp - Thành phần tham gia:
 - ADN tái tổ hợp là một phân tử ADN nhỏ được lắp ráp từ các đoạn ADN lấy từ các tế bào khác nhau. Trong kỹ thuật chuyển gen, ADN tái tổ hợp được tạo ra bằng việc lắp ráp Gen cần chuyển vào Thể truyền. - Gen cần chuyển và thể truyền có thể được thu nhận theo các cách:
=> Để tạo ra ADN tái tổ hợp cần:
2. Đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào nhận- Có 2 phương pháp: Biến nạp và Tải nạp.
3. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp.- Để nhận biết được tế bào nhận có nhận được ADN tái tổ hợp hay không người ta thường chọn thể truyền có các dấu chuẩn hoặc gen đánh dấu. Gen đánh dấu có thể là gen kháng kháng sinh hoặc quy định một đặc tính nào đó có thể nhận biết được. - Ví dụ tế bào nhận là loại tế bào mẫn cảm với thuốc kháng sinh. Khi thiết kế ADN tái tổ hợp trên thể truyền có gen kháng kháng sinh. Sau khi chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận, tế bào nhận được nuôi cấy trên môi trường có thuốc kháng sinh, chỉ có tế bào nào mà chứa ADN tái tổ hợp mới có thể phát triển được. Dòng tế bào này sẽ được nuôi cấy để sản xuất ra sản phâm rmong muốn. II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GEN TRONG TẠO GIỐNG BIẾN ĐỔI GEN1. 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. - Có thể biến đổi hệ gen của sinh vật theo 3 cách:
2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gena. Tạo động vật chuyển gen - Sử dụng công nghệ gen để tạo ra những giống động vật mới có năng suất, chất lượng sản phẩm cao hơn, đặc biệt là tạo động vật chuyển gen có thể sản xuất ra thuốc chữa bệnh cho con người. - Phương pháp thông dụng nhất là Vi tiêm: Trứng của vật nuôi được thụ tinh trong ống nghiệm, Gen cần chuyển được tiêm vào hợp tử ở giai đoạn nhân non (giai đoạn mà nhân của trứng và tinh trùng chưa hoa hợp). Nuôi nhân tạo cho hợp tử phát triển thành phôi rồi mới chuyển phôi vào cơ thể mang thai và sinh con. Thành tựu: Chuyển gen quy định tổng hợp hoocmon sinh trưởng của chuột cống vào cơ thể chuột bạch => chuột chuyển gen có khối lượng gần gấp đôi chuột bình thường. - Phương pháp cấy nhân có gen đã cải biến. Thành tựu: Tạo giống cừu, bò sản xuất protein của người: ADN tái tổ hợp mang gen qua định protein của người được chuyển vào tế bào xoma của cừu. Tế bào xoma được nuôi cấy, chọn lọc, nhân dòng tế bào chuyển gen, sau đó chuyển vào tế bào trứng đã bị loại bỏ nhân giống như phương pháp nhân bản vô tính => sinh ra cừu chuyển gen mà sữa cừu có chứa protein huyết thanh của người. Sản phẩm này được chế biến thành thuốc chống u xơ nang và một số bệnh về đường hô hấp. Tạo ra bò cho sữa chứa r-protein của người. Từ sữa này chế biến ra protein C chữa bệnh máu vón cụ gây tắc mạch ở người. - Phương pháp sử dụng tinh trùng như vectơ mang gen. b. Tạo giống cây trồng biến đổi gen - Tạo giống bằng công nghệ gen mở ra nhiều ứng dụng trong trồng trọt: năng suất tăng cao, phẩm chất tốt, thời gian tạo giống mới rút ngắn. Đến nay đã có hàng ngàn loại thực vật đã được chuyển gen. - Các phương pháp chuyển gen ở thực vật: bằng T-plasmit; bằng virut (virut đốm thuốc lá), chuyển gen trực tiếp qua ống phấn, kỹ thuật vi tiêm ở tế bào trần, dùng súng bắn gen,... Thành tựu:
c. Tạo dòng vi sinh vật biến đổi gen - Tạo chủng vi khuẩn E. coli sản xuất insulin của người: gen tổng hợp insulin được tách ra từ cơ thể người và chuyển vào vi khuẩn E. coli bằng plasmit, sau đó vi khuẩn được nuôi cấy ở quy môi công nghiệp để sản xuất ra insulin giống như cơ thể người với số lượng lớn đáp ứng được nhu cầu thuốc chữa bệnh đái tháo đường cho con người. - Tạo chủng vi khuẩn E. coli sản xuất somatostatin. Gen mã hóa somatostatin được tổng hợp nhân tạo sau đó chuyển vào vi khuẩn E. coli bằng plasmit và sau đó vi khuẩn được nuôi cấy ở quy môi công nghiệp để sản xuất ra somatostatin. Trước đây để lấy chất này cần phải tách chiết từ não cừu với lượng thu được rất ít. - Hiện nay nhiều dòng ví sinh vật biến đổi gen được tạo ra nhằm phụ vụ nhiều mục đích khác nhau của con người trong đó có việc làm sạch môi trường như phân hủy rác thải, dầu loang,... |
