Bài giảng môn Sinh học Lớp 12 - Bài 20: Tạo giống nhờ công nghệ gen - Huỳnh Tấn Chiến và Dương Ngô Anh Nguyên

TẠO GIỐNG NHỜ CÔNG NGHỆ GENBài 20:Huỳnh Tấn ChiếnDương Ngô Anh NguyênI. Công nghệ gen1. Khái niệm công nghệ genCông nghệ gen là một quy trình công nghệ dùng để tạo ra những tế bào và sinh vật có gen biến đổi hoặc có thêm gen mới, từ đó tạo ra cơ thể với những đặc điểm mới.I. Công nghệ gen1. Khái niệm công nghệ genCông nghệ gen là một quy trình công nghệ dùng để tạo ra những tế bào và sinh vật có gen biến đổi hoặc có thêm gen mới, từ đó tạo ra cơ thể với những đặc điểm mới.Kỹ thuật tạo ADN tái tổ hợp để chuyển gen từ tế bào này sang tế bào khác gọi là kỹ thuật chuyển gen.I. Công nghệ gen2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển genTạo ADN tái tổ hợpĐưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào nhậnPhân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợpI. Công nghệ gen2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển genADN tái tổ hợp: phân tử ADN được tạo thành từ các đoạn ADN có nguồn gốc khác nhau.Thể truyền (vecto chuyển gen): phân tử ADN nhỏ dạng vòng có khả năng tự nhân đôi độc lập.Các loại thể truyền: plasmit, virut, NST nhân tạo, thể thực khuẩnADN tái tổ hợpGen ngườiPlasmitGen côn trùngNST nấm menI. Công nghệ gen2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển genADN tái tổ hợp: phân tử ADN được tạo thành từ các đoạn ADN có nguồn gốc khác nhau.Thể truyền (vecto chuyển gen): phân tử ADN nhỏ dạng vòng có khả năng tự nhân đôi độc lập.Các loại thể truyền: plasmit, virut, NST nhân tạo, thể thực khuẩnHệ genPlasmitVi khuẩnNST nhân tạoTế bàoThể thực khuẩnI. Công nghệ gen2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển genTạo ADN tái tổ hợpNguyên liệu: + Gen cần chuyển+ Thể truyền+ Enzim giới hạn (restrictaza) và Enzim nối (ligaza)Tế bào vi khuẩnTế bào cho genPlasmitNhânEnzim giới hạnEnzim giới hạnPlasmit mở vòngGenGen có 2 “đầu dính”Enzim ligazaI. Công nghệ gen2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển genEnzim cắt giới hạn (restrictaza), cắt 2 mạch đơn của phân tử ADN ở những vị trí nucleotit xác định.Enzim nối (ligaza) , tạo liên kết photphodieste làm liền mạch ADN, tạo ADN tái tổ hợp.PlasmitGen cần chuyểnCắt ADN bằng enzim giới hạnThêm enzim nối tạo liên kết photphodiesteADN tái tổ hợpĐầu dínhI. Công nghệ gen2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển genTạo ADN tái tổ hợpCách tiến hành:Tách chiết thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bàoXử lí bằng một loại enzim giới hạn để tạo ra cùng 1 loại đầu dínhDùng enzim nối để gắn chúng tạo ADN tái tổ hợpTế bào vi khuẩnTế bào cho genPlasmitNhânEnzim giới hạnEnzim giới hạnPlasmit mở vòngGenGen có 2 “đầu dính”Enzim ligazaADN tái tổ hợpI. Công nghệ gen2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển genb) Đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào nhận:Dùng muối CaCl2 hoặc xung điện cao áp làm giãn màng sinh chất của tế bào để ADN tái tổ hợp dễ dàng đi qua.Làm giãn màngI. Công nghệ gen2. Các bước cần tiến hành trong kỹ thuật chuyển genc) Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợpChọn thể truyền có gen đánh dấu.Bằng các kỹ thuật nhất định nhận biết được sản phâm đánh dấu.II. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen1. Khái niệm sinh vật biến đổi genKhái niệm: Là sinh vật mà hệ gen của nó làm biến đổi phù hợp với lợi ích của mình.Cách làm biến đổi:+ Đưa thêm 1 gen lạ vào hệ gen của sinh vật+ Làm biến đổi 1 gen đã có sẵn trong gen+ Loại bỏ hoặc làm bất hoạt 1 gen nào đó trong hệ genCà chua có gen kháng ung thư Bắp có gen kháng tuyến trùng đục rễII. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen Một số thành tựu tạo giống biến đổi genĐộng vậtThực vậtVi sinh vậtQuy trìnhThành tựuII. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen Tạo động vật chuyển genCách tiến hành:+ Lấy trứng của con vật cho thụ tinh trong ống nghiệm+ Tiêm gen cần chuyển vào hợp tử phát triển thành phôi+ Cấy phôi được chuyển gen vào tử cung con vật khác để nó mang thai sinh đẻ+ Sinh ra 1 con vật chuyển gen.II. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen Tạo động vật chuyển genThành tựu đạt được:Cừu chuyển gen tạo sữa chứa Protein ngườiChuột nhắt chuyển gen chứa gen hoocmon sinh trưởng của chuột cốngII. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen Tạo động vật chuyển genThành tựu đạt được:Chuột nhắt chuyển gen GFP phát huỳnh quangCá hồi chuyển gen hoocmone tăng trưởngII. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen Cách tiến hành:+ Thêm vào một hoặc nhiều gen trong bộ gen của cây trồng.+ Hai phương pháp phổ biến là phương pháp bắn gen (súng hạt) và chuyển gen gián tiếp thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciensb) Tạo giống cây trồng biến đổi genII. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen b) Tạo giống cây trồng biến đổi genThành tựu đạt được:- Chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ từ loài thuốc lá cảnh vào cây bông, vào đậu tương.Cây bông chuyển gen (bên phải) và cây bông không chuyển gen mẫn cảm với sâu bệnh (bên trái) Bắp chuyển gen BtBt 	 Đối chứngBt 	 Đối chứngĐối chứng Bt Gen tổng hợp β - carotenGạoGạo có tổng hợp β - carotenII. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen c) Tạo dòng vi sinh vật biến đổi genCách tiến hành:+ Các thiết bị vi sinh: Tủ cấy vi sinh, tủ an toàn sinh học cấp 2 , nồi hấp, tủ ấm, tủ ấm lạnh, bể điều nhiệt, kính hiển vi, tủ đông sâuII. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen c) Tạo dòng vi sinh vật biến đổi genThành tựu đạt được:+ Tạo vi khuẩn kháng thể miễn dịch cúm.+ Tạo gen mã hóa insulin trị bệnh đái tháo đường.+ Tạo chủng vi khuẩn sản xuất ra các sản phẩm có lợi trong nông nghiệpChuyển gen VK E.coli kháng sinh, vacxin,..II. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen c) Tạo dòng vi sinh vật biến đổi genThành tựu đạt được:+ Tạo vi khuẩn kháng thể miễn dịch cúm.+ Tạo gen mã hóa insulin trị bệnh đái tháo đường.+ Tạo chủng vi khuẩn sản xuất ra các sản phẩm có lợi trong nông nghiệpGen insulin người VK E.coli SX lượng lớn insulin trị bệnh tiểu đường.II. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen2. Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen c) Tạo dòng vi sinh vật biến đổi genThành tựu đạt được:+ Tạo vi khuẩn kháng thể miễn dịch cúm.+ Tạo gen mã hóa insulin trị bệnh đái tháo đường.+ Tạo chủng vi khuẩn sản xuất ra các sản phẩm có lợi trong nông nghiệpDòng VSV biến đổi gen phân hủy rác, dầu loang,..II. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen3. Ưu điểm và nhược điểm của công nghệ genƯu điểmNhược điểmRút ngắn thời gian tạo giống.Mở ra nhiều ứng dụng mới trong trồng trọt.Tạo được giống mới năng suất cao , phẩm chất tốt, cung cấp sản phẩm cho con người.Tạo ra những sinh vật biến đổi gen có thể kháng thuốc , ảnh hưởng đến sức khỏe con người : dị ứng, nguy cơ tiềm ẩn.CẢM ƠN ĐÃ LẮNG NGHETHE END