Sinh 12 Bài 20: Tạo Giống Nhờ Công Nghệ Gen – VUIHOC

1. Công nghệ gen là gì?

Để khởi đầu cho bài 20 tạo giống nhờ công nghệ tiên tiến gen thì tất cả chúng ta cùng khám phá về khái niệm của công nghệ tiên tiến gen .
– Công nghệ gen là quá trình tạo những tế bào hoặc sinh vật có gen bị biến hóa hoặc thêm gen mới, sau đó tạo được những khung hình mới với những đặc thù mới .

– Trọng tâm của công nghệ gen là kỹ thuật tạo ADN tái tổ hợp hay còn gọi là kỹ thuật chuyển gen.

Bạn đang đọc: Sinh 12 Bài 20: Tạo Giống Nhờ Công Nghệ Gen – VUIHOC

– Kỹ thuật chuyển gen hay gọi là kỹ thuật tạo ADN tái tổng hợp là quy trình dùng những cách khác nhau để chuyển một đoạn ADN từ tế bào cho sang tế bào nhận .
– Quy trình tạo giống nhờ công nghệ tiên tiến gen gồm 3 bước như sau :

• Bước 1 : Cần tạo được ADN tái tổng hợp .
• Bước 2 : Chuyển ADN tái tổng hợp vừa tạo được vào tế bào nhận .
• Bước 3 : Cuối cùng phân lập dòng tế bào có ADN tái tổng hợp .

2. Các bước cần tiến hành trong kĩ thuật chuyển gen

Trước khi triển khai những bước trong tiến trình tạo giống nhờ công nghệ tiên tiến gen cần sẵn sàng chuẩn bị tốt những thành phần tham gia tiến trình này. Thành phần tham gia gồm có :
– Tế bào cho : những tế bào có chứa gen cần chuyển thường là vi trùng, thực vật, động vật hoang dã .
– Tế bào nhận : vi trùng, tế bào thực vật như tế bào chồi hay mầm, cũng hoàn toàn có thể là tế bào động vật hoang dã như tế bào trứng, phôi .
– Enzym : gồm enzym cắt số lượng giới hạn và enzym nối .

• Enzyme cắt số lượng giới hạn ( restrictaza ) làm trách nhiệm cắt hai mạch đơn của phân tử ADN ở những vị trí nucleotit xác lập .

• Enzym nối ligaza sẽ tạo link phosphodieste giúp nối mạch ADN, tạo ADN tái tổng hợp .

– Thể truyền hay còn gọi là véc tơ chuyển gen .
– ADN tái tổng hợp .

2.1. Tạo ADN tái tổng hợp

– ADN tái tổng hợp là 1 phân tử ADN nhỏ được lắp ráp từ những đoạn ADN được lấy từ những tế bào khác nhau gồm thể truyền và gen cần chuyển .
– Thể truyền hay còn gọi là véc tơ chuyển gen : Là phân tử ADN có năng lực tự nhân đôi, không chỉ có vậy còn hoàn toàn có thể sống sót độc lập trong tế bào và giúp mang gen từ tế bào này sang tế bào khác .
– Các loại thể truyền thường thấy như plasmit, virut, NST nhân tạo, thể thực khuẩn .
– Khi đã sẵn sàng chuẩn bị đủ những thành phần tham gia thì sẽ thực thi những bước tạo ADN tái tổng hợp :

• Tách ADN ra khỏi tế bào cho đồng thời tách plasmit ra khỏi tế bào vi trùng .
• Cắt đoạn ADN của tế bào cho đồng thời mở vòng của plasmit bằng enzym cắt restrictaza ( enzim này giúp nhận ra vị trí cắt đúng chuẩn ở những nuclêôtit xác lập ) .
• Dùng enzym ligaza để nối đoạn vừa cắt vào plasmit tạo thành ADN tái tổng hợp .

Lưu ý :

• Gen cần chuyển là gen mà người điều tra và nghiên cứu muốn chuyển từ sinh vật này sang sinh vật khác .
• Plasmit là phân tử ADN có dạng vòng, chúng có trong tế bào chất của vi trùng và có năng lực đặc biệt quan trọng đó là nhân đôi độc lập với ADN của vi trùng .
• Thể truyền là vật thể truyền gen từ sinh vật này sang sinh vật khác, hoàn toàn có thể là plasmit, phagơ hoặc NST nhân tạo … Thể truyền có đặc thù cũng rất đặc biệt quan trọng đó là có năng lực nhân đôi độc lập hoặc hoàn toàn có thể gắn vào hệ gen của tế bào nhận .
• Enzym cắt ( restrictaza ) cắt những phân tử ADN theo kiểu tạo thành những đầu dính .

2.2. Đưa ADN tái tổng hợp vào tế bào nhận

• Trong trường hợp muốn dùng gen cần chuyển để tạo ra lượng lớn mẫu sản phẩm thì người ta thường dùng đối tượng người dùng là E.Coli làm tế bào nhận vì chúng có những ưu điểm là dễ nuôi cấy, sinh sản nhanh và thuận tiện phân lập .

• Sử dụng giải pháp biến nạp : dùng giải pháp vật lý hóa học như muối CaCl2 hoặc xung điện cao áp ( khoảng chừng 5000V ) giúp làm giãn màng sinh chất của tế bào nhận .

• Sử dụng giải pháp tải nạp : Dùng phagơ vì chúng mang gen cần chuyển mà gen này sẽ dữ thế chủ động xâm nhập vào tế bào chủ ( vi trùng ) .

• Ngoài ra còn hoàn toàn có thể dùng một số ít giải pháp như sử dụng súng bắn gen, vi kim tiêm …

• Phân tử ADN tái tổng hợp chui qua màng vào tế bào nhận một cách thuận tiện .

2.3. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổng hợp

Cuối cùng là bước sàng lọc những tế bào có ADN tái tổng hợp với mục tiêu nhân lên thành dòng. Vi khuẩn sinh sản nhanh nên có năng lực sản sinh ra một lượng lớn loại sản phẩm của đoạn gen đó. Ta nhận ra được những tế bào có ADN tái tổng hợp bằng cách chọn thể truyền mang gen ghi lại ( gen phát sáng, gen kháng sinh … ) .

3. Ứng dụng công nghệ gen trong tạo giống biến đổi gen

Tạo giống nhờ công nghệ tiên tiến gen được ứng dụng để tạo nên sinh vật biến đổi gen mang lại quyền lợi cho mình .

3.1. Khái niệm sinh vật biến đổi gen

– Khái niệm : Là sinh vật mà hệ gen của chúng được con người làm biến hóa nhằm mục đích mục tiêu tạo sinh vật tương thích với quyền lợi của mình .
– Các cách làm đổi khác hệ gen của sinh vật :
+ Thêm gen lạ đưa vào hệ gen của sinh vật .
+ Biến đổi 1 gen đã sẵn có trong hệ gen của sinh vật .
+ Loại bỏ hoặc hoàn toàn có thể làm bất hoạt một gen nào đó trong hệ gen của sinh vật .

3.2. Những thành tựu của tạo giống biến đổi gen

3.2.1. Tạo động vật hoang dã chuyển gen

– Mục tiêu :

• Tạo giống mới có hiệu suất và chất lượng cao hơn giống khởi đầu .
• Sinh vật biến đổi gen hoàn toàn có thể được tạo ra sẽ sử dụng trong ngành công nghiệp dược phẩm ( như sản xuất thuốc cho con người ) .

– Phương pháp tạo động vật hoang dã chuyển gen :

• Tách trứng ra khỏi khung hình sinh vật rồi sử dụng giải pháp thụ tinh trong ống nghiệm ( cũng hoàn toàn có thể lấy trứng đã thụ tinh ) .
• Đưa gen cần chuyển vào hợp tử bằng cách tiêm .
• Cấy hợp tử đã được chuyển gen vào tử cung của động vật hoang dã khiến nó mang thai và sinh đẻ trọn vẹn thông thường .
• Với trường hợp gen được chuyển gắn thành công xuất sắc vào hệ gen của hợp tử và phôi có năng lực tăng trưởng thông thường để cho sinh ra 1 sinh vật biến đổi gen ( chuyển gen )

– Một số thành tựu tạo động vật hoang dã chuyển gen :

• Gen protein của người được chuyển vào cừu .
• Gen hoocmôn sinh trưởng được chuyển từ chuột cống sang chuột bạch khiến khối lượng tăng gấp đôi .

3.2.2. Tạo giống cây cối biến đổi gen

– Mục tiêu :

• Tạo ra giống cây xanh có năng lực kháng sâu hại .
• Chuyển gen tạo giống cây có đặc tính quý và hiếm .
• Biến đổi gen để tạo giống cây cho ra mẫu sản phẩm được dữ gìn và bảo vệ tốt hơn .

– Phương pháp :

• Tạo ra ADN tái tổng hợp nên cần phải tách thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bào .
• Cắt plasmit và ADN chứa gen cần chuyển nhờ sự tham gia của enzym cắt restrictaza .
• Dùng enzym ligaza để nối đoạn vừa cắt vào plasmit .
• Tái sinh cây từ những tế bào được nuôi cấy hoặc những cây có đặc tính mới có lợi .

– Một số thành tựu tạo giống cây cối biến đổi gen :

• Chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ từ loài thuốc lá cảnh sang cây bông và đậu tương .
• Gen chống vi rút được chuyển vào khoai tây .

3.2.3. Tạo dòng vi sinh vật biến đổi gen

–  Thành tựu điển hình là tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người:

Xem thêm: Điểm chuẩn trường Đại học Công nghiệp Hà Nội (HaUi) năm 2020 2021 2022 mới nhất

• Insulin là hoocmon của tuyến tụy, có tính năng điều hòa glucose trong máu. Khi insulin khung hình sản xuất không đủ hoặc không có tính năng hoàn toàn có thể gây bệnh tiểu đường do glucose bị thải ra qua nước tiểu .

• Tách gen tổng hợp insulin từ khung hình người và chuyển vào vi trùng E.coli bằng plasmid. Sau đó, nuôi cấy vi trùng để sản xuất insulin trên quy mô công nghiệp cung ứng nhu yếu chữa bệnh con người do E.coli sinh sản rất nhanh .

– Tạo chủng vi trùng E.coli giúp sản xuất somatostatin :

• Somatostatin là loại hoocmon được tổng hợp đặc biệt quan trọng đó là từ não động vật hoang dã, chúng giữ tính năng điều hòa hoocmon sinh trưởng và insulin đi vào máu .
• Công nghệ gen ngày càng tăng trưởng, vậy nên hiện nay đã tạo được chủng E.coli sản xuất somatostatin .

– Thành tựu tạo giống vi sinh vật biến đổi gen :

• Tạo nên những vi trùng kháng thể miễn dịch cúm .
• Tạo gen mã hóa insulin sẽ hoàn toàn có thể giúp trị bệnh đái tháo đường .
• Tạo được chủng vi trùng sản xuất ra những loại sản phẩm có lợi trong nông nghiệp .

4. Một số bài tập trắc nghiệm tạo giống mới nhờ công nghệ gen

Câu 1: Trong công nghệ ADN tái tổ hợp, đặc điểm nào sau đây không cần thiết đối với một vector chuyển gen?

A. Có vị trí khởi đầu cho quy trình tái bản .
B. Kích thước lớn để mang gen .
C. Có vị trí cắt đặc hiệu của enzyme cắt số lượng giới hạn .
D. Có gen giúp cho việc nhận biết việc chuyển gen thành công xuất sắc .
Đáp án : B
Phân tử ADN có năng lực kết nối với những phân tử ADN có nguồn gốc khác được gọi là vector chuyển gen .
Điều kiện cần và đủ cho một vector chuyển gen là :
– Có vị trí khởi đầu cho quy trình tái bản .
– Có vị trí đặc hiệu cho enzyme cắt số lượng giới hạn phân biệt .
– Có gen giúp cho việc nhận ra sau khi đã chuyển gen .
→ Như vậy kích cỡ không phải là yếu tố quan trọng cho một vector chuyển gen .

Câu 2: Trong quá trình chuyển gen, thể truyền được chọn thường có gen đánh dấu với mục đích để làm gì?

A. Giúp tất cả chúng ta biết được những tế bào nào đã có được ADN tái tổng hợp .
B. Là để enzim cắt số lượng giới hạn ( restrictase ) nhận ra vị trí cắt trên vector tái tổng hợp .
C. Giúp việc chuyển vector tái tổng hợp vào tế bào nhận một cách thuận tiện hơn .
D. Giúp enzyme ligase hoạt động giải trí tốt hơn .
Đáp án : A
Trong quy trình chuyển gen, những nhà khoa học thường chọn vector có chứa gen ghi lại để nhận ra những tế bào đã có ADN tái tổng hợp .
Các gen như vậy thường là gen kháng kháng sinh. Khi tế bào nhận ADN tái tổng hợp này, chúng sẽ có năng lực kháng lại kháng sinh tương ứng .
Khi đã đưa ADN tái tổng hợp vào trong tế bào nhận, tất cả chúng ta sẽ nuôi cấy tế bào trong thiên nhiên và môi trường có chứa kháng sinh tương thích, những tế bào nào chứa ADN tái tổng hợp sẽ có năng lực sống sót và sinh trưởng được, còn những tế bào nào không nhận được ADN tái tổng hợp sẽ mẫn cảm với kháng sinh và bị tàn phá → giúp tinh lọc được dòng tế bào chuyển gen thành công xuất sắc .

Câu 3: Thứ tự các bước để tạo một plasmit ADN tái tổ hợp là:

A. Tinh sạch ADN chứa gen chăm sóc – kết nối đoạn ADN đó vào plasmit .
B. Tinh sạch ADN chứa gen chăm sóc – cắt ADN đó và plasmit bằng cùng một enzyme số lượng giới hạn – dùng enzyme ligase gắn đoạn ADN mang gen vào plasmit .
C. Tinh sạch ADN chứa gen chăm sóc – đưa đoạn ADN đó vào tế bào vi trùng – dùng enzyme gắn đoạn ADN này với ADN của chính vi trùng .
D. Tinh sạch ADN chứa gen chăm sóc – hòa trộn những đoạn ADN đã phân lập với tế bào chủ đã xử lí bằng CaCl2 – gắn đoạn ADN chứa gen vào plasmit của vi trùng .
Đáp án : B
Quá trình để tạo ra một ADN tái tổng hợp là :
– Tinh sạch ADN chứa gen mà mình chăm sóc .
– Cắt đoạn ADN này và plasmit bởi cùng một enzyme số lượng giới hạn .
– Dùng enzyme ligase gắn đoạn ADN chứa gen vào plasmit, đóng vòng ADN plasmit .

Câu 4: Cho các sản phẩm của kĩ thuật chuyển gen sau:

( 1 ) Bất hoạt gen làm chín quả của một giống cà chua .
( 2 ) Sữa dê có chứa protein của người .
( 3 ) Giống lúa hoàn toàn có thể sinh tổng hợp β-caroten .
( 4 ) Dưa hấu đa bội .
( 5 ) Giống lúa lai HYT 100 cho hiệu suất và chất lượng cao, thời hạn sinh trưởng tương đối ngắn .
( 6 ) Nho quả to, không có hạt, hàm lượng đường trong quả cao .
( 7 ) Chủng vi trùng E.coli có năng lực sinh tổng hợp hormon insulin .
( 8 ) Nhân giống nhanh những loại trồng quý và hiếm, tạo ra nhóm cây cối giống hệt về kiểu gen .
( 9 ) Giống bông hoàn toàn có thể kháng lại sâu hại .
Số mẫu sản phẩm được tạo ra nhờ chuyển gen là :
A. 3
B. 4
C. 6
D. 5
Đáp án D
Các mẫu sản phẩm được tạo bằng phương chuyển gen là : ( 1 ) ( 2 ) ( 3 ) ( 7 ) ( 9 )
Còn ( 4 ) ( 6 ) ( 8 ) là thành tựu từ công nghệ tiên tiến tế bào
( 5 ) là nhờ kỹ thuật lai giống .

Câu 5: Ở mức quy mô công nghiệp, việc sản xuất insulin cần phải chuyển gen mã hóa cho insulin của người vào vi khuẩn E. coli bắt đầu tự việc phiên mã ngược phân tử mARN của đoạn gen đó thành cADN sau đó ADN tái tổ hợp mới được tạo thành rồi đưa vào E. coli. Những giải thích sau về việc làm trên là:

1. ADN của người ở trong nhân nên không thể nào hoạt động giải trí thông thường trong tế bào của vi trùng .
2. Tế bào vi trùng không có cỗ máy phiên mã thích hợp cho gen của người .
3. Cơ chế di truyền ở Lever phân tử của E. coli không thích hợp với ADN tái tổng hợp mang gen của người nên sẽ không tạo ra được mẫu sản phẩm mong ước .
4. Cơ chế di truyền ở Lever phân tử của E. coli không thích hợp với hệ gen ở người nên sẽ không tạo ra được loại sản phẩm như mong ước .
Giải thích hợp lý là :
A. 3
B. 2
C. 4
D. 1

Đáp án: D

Xem thêm: Tin tuyển sinh Đại học Kinh doanh và Công nghệ Hà Nội 2022

Hệ gen của E.coli có cấu trúc không phân mảnh ( không chứa intron ), còn những gen ở người phần nhiều đều có cấu trúc phân mảnh nên cần phải có một chính sách cắt – nối để hoàn thành xong mARN. Tuy nhiên ở sinh vật nhân sơ thì lại không có chính sách này nên mARN mà vi trùng tạo ra không được hoàn thành xong cho nên vì thế loại sản phẩm tạo ra sẽ không như kì vọng .
Trên đây là hàng loạt những thông tin thiết yếu về giải pháp tạo giống nhờ công nghệ tiên tiến gen. Phần kiến thức và kỹ năng này giúp những em hiểu về sinh vật biến đổi gen, cách tạo nên chúng và 1 số ít thành tựu của công nghệ tiên tiến gen. Để ôn tập tốt hơn sinh 12, em hoàn toàn có thể truy vấn ngay Vuihoc. vn để ĐK thông tin tài khoản hoặc liên hệ TT tương hỗ để nhận thêm nhiều bài học kinh nghiệm hay và chuẩn bị sẵn sàng được kiến thức và kỹ năng tốt nhất cho kỳ thi THPT Quốc gia sắp tới nhé !

>> Xem thêm: 

Source: https://vh2.com.vn
Category : Công Nghệ