Giáo án sinh học 12 bài 5

Chơng IV-ứng dụng DTH vào CG-
Đ
5.Kỹ thuật di truyền- Biên soạn: Nguyễn Văn Vu
chơng iV
ứng dụng di truyền học vào chọn giống
Đ 5 - Kỹ thuật di truyền
I. Mục đích yêu cầu :
Qua bài học này học sinh phải:
- Giải thích đợc kỷ thuật di truyền
- Nêu đợc các khâu của kỷ thuật cấy gen bằng sơ đồ kỷ thuật cấy gen.
- Giải thích đợc nội dung của từng khâu trong kỷ thuật cấy gen.
- Nêu đợc những ứng dụng kỷ thuật di truyền trong thực tiễn tạo giống mới.
- Từ những thành tựu của kỷ thuật di truyền trong chọn tạo giống mới, học sinh
hình thành đợc niềm tin vào khoa học.
II. Đồ dùng dạy học :
Tranh vẽ phóng to hình 13 và 14 SGK hoặc 1 sơ đồ cấy gen khác.
III. Tiến trình bài giảng :
1- ổn định kiểm diện lớp.
2- Kiểm tra bài cũ : Chữa bài tập hoặc bài thực hành.
3- Nội dung bài mới:
- Giống là gì?
Giống là một tập hợp cá thể sinh vật do con
ngời chọn tạo ra, có phản ứng nh nhan trớc cùng
một Đ/K ngoại cảnh, có những tập tính di
truyền đặc trng chất lợng tốt, NS cao và ổn định,
thích hợp với những Đ/K khí hậu, đất đai và KT
SX nhất định
- Nhiệm vụ của ngành chọn giống là gì?
Nhiệm vụ của ngành chọn giống là cải tiến
những giống hiện có, tạo ra những giống mới
nhằm đáp ứng yêu cầu của SX và đời sống

- Đặc điểm của công tác chọn giống cổ
truyền và hiện đại là gì?
Từ xa, loài ngời đã biết chọn giống theo kinh
nghiệm
- Đặc điểm của công tác chọn giống cổ truyền:
+ Chủ yếu là chọn lọc các cá thể có những biến
dị tốt đã nảy sinh ngẫu nhiên, tự phát.
Hiện nay: các thành tựu về lai tạo, gây đột
biến nhân tạo, đặc biệt là những thành tựu về
KT di truyền phát triển...
- Đặc điểm của công tác chọn giống hiện đại
+ Chủ động tạo ra nguồn biến dị cho chọn giống
đồng thời hoàn thiện các phơng pháp CL nhằm
củng cố và tăng cờng những tính trạng mong
muốn
- Thế nào KT di truyền?
I. Khái niệm về KT DT
+ KT là gì? (là phơng pháp SD các phơng
tiện, công cụ để chế tạo ra những giá trị vật
chất)
Trang 1
Chơng IV-ứng dụng DTH vào CG-
Đ
5.Kỹ thuật di truyền- Biên soạn: Nguyễn Văn Vu
+ Công nghệ là gì ? (Là KT sử dụng công
cụ, máy móc, trang thiết bị để SX ra những SP
công nghiệp. )
+ Phân biệt KT di truyền và CNSH ?
Công nghệ sinh học đợc hiểu là KT sử dụng
các đối tợng sống, các quá trình sinh học theo

quy trình công nghệ và trên quy mô công
nghiệp.
KT di truyền là
- Là kỷ thuật thao tác trên vật liệu DT dựa
vào những hiểu biết về cấu trúc hoá học
của axit nuclêic và DT VSV
Tuy rằng KT DT đợc sử dụng có hiệu qủa
trong CNSH nhng đặt trong chơng CG Đ5 chỉ
đề cập KT DT dới góc độ là một hớng cải biến
tính DT ở cấp độ phân tử phục vụ cho việc cải
tiến giống và tạo giống mới.
Một trong những KT DT đợc sử dụng phổ
biến và có nhiều ý nghĩa thực tiện là KT cấy
gen.
- KT cấy gen là gì? - KT cấy gen là chuyển ADN từ tế bào
cho sang tế bào nhận bằng cách dùng
plasmit làm thể truyền
- Plasmit là gì?
Plasmit là những cấu trúc nằm trong tế bào
chất của vi khuẩn. Tuỳ loài VK, mỗi TB chứa
từ vài chục đến vài trăm plasmit. Plasmit chứa
ADN dạng vòng, gồm khoảng 8.000 - 200.000
cặp nucleotit. ADN của plasmit tự nhân đôi
độc lập với ADN của NST
- Quá trình cấy gen thông qua sử dụng plasmit
làm thể truyền gồm 3 khâu chủ yếu:
Bớc 1:
KT cấy gen gồm 3 khâu:
1- Tách ADN NST của tế bào cho và
tách plasmit ra khỏi tế bào.

Tiến trình nh sau:
- Chọn, phân lập đoạn ADN mang gen mong
muốn từ cơ thể sống.
- Cắt ADN bằng E đặc hiệu.Trong nhiều trờng
hợp số đoạn ADN đợc cắt ra rất lớn, do đó phải
chọn đúng đoạn ADN có gen mong muốn. (Ph-
ơng pháp đợc dùng phổ biến là dùng mẫu ARN
đặc hiệu có đánh dấu phóng xạ: các đoạn ADN
đợc lai với mẫu ARN đánh dấu để chọn đúng
ADN có mang gen, đợc phát hiện qua ảnh chụp
Trang 2
Chơng IV-ứng dụng DTH vào CG-
Đ
5.Kỹ thuật di truyền- Biên soạn: Nguyễn Văn Vu
phóng xạ tự ghi , sau đó đợc tách ra). Đôi khi
đoạn ADN mong muốn đợc tổng hợp in vitro
(trong phòng thí nghiệm)
- Tách plasmit ra khỏi tế bào VK
Bớc 2:
2- Cắt và nối ADN của tế bào cho và
ADN plasmit ở những điểm xác định, tạo
nên ADN tái tổ hợp.
Thao tác cắt, tách đoạn ADN đợc thực hiện
nhờ Ecắt (restrictaza) . Các phân tử E này nhận
ra và cắt đứt ADN ở những nucleotít xác định
nhờ đó ngời ta có thể tách các gen mã hoá
những protein nhất định. Đoạn ADN đã đợc
phân lập mang gen mong muốn và plasmit đợc
cắt bởi cùng một loại enzim cắt (cho phép tạo
nên các đầu mút ăn khớp với nhau theo nguyên

tắc bổ sung trên đoạn ADN mang gen mong
muốn và plasmit,tạo d/k cho việc gắn nối đoạn
ADN vào plasmit). Plasmit sẽ bị cắt và mở
vòng.
- Ecắt Ecắt
ADNcủa TB cho


Đoạn bị cắt ra
( 2 ) (1)
Đặc điểm của E cắt (restrictaza) là nhận ra và cắt
phân tử ADN ở những nucleotit xác định. VD:
restrictaza E coli RI chỉ cắt ADN ở giữa G và A,
restritaza Hind III lại cắt ADN giữa A và A. Nhờ các
''dao cắt '' chính xác đó, có thể cắt tách các gen mã hoá
những protein xác định.
Thao tác nối đoạn ADN đợc thực hiện nhờ E
nối (ligaza): Qua sự xúc tác của enzim ligaza,
đoạn ADN mang gen mong muốn đợc gắn vào
ADN của plasmit, plasmit đóng vòng tạo thành
phân tử plasmit mang ADN tái tổ hợp.
Gắn đoạn bị cắt vào
plasmit nhờ Enối

ADN tái tổ hợp
+ Cắt nhờ E cắt
+ Nối nhờ E nối
Bớc 3:
3- Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào
nhận, tạo điều kiện cho gen đã ghép đ ợc

biểu hiện.
- Quá trình chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào
nhận đợc làm nh sau:
+ Trộn plasmit ADN tái tổ hợp với VK chủ
(VK đợc dùng phổ biến hiện nay là E.coli), đã
đợc xử lý bằng CaCl
2
.
+ Thông qua vai trò CaCl
2
, plasmit dễ xâm
nhập qua màng E.coli. ADN tái tổ hợp trong
plasmit vẫn còn nguyên vẹn và VK chủ vẫn
sống bình thờng.
Trang 3
Chơng IV-ứng dụng DTH vào CG-
Đ
5.Kỹ thuật di truyền- Biên soạn: Nguyễn Văn Vu
+ Các VK chủ sau đó đợc kiểm tra để bảo đảm
là đã nhận đợc plasmit tái tổ hợp
- Sự biểu hiện của ADN tái tổ hợp trong TB VK
chủ :
+ ADN tái tổ hợp sẽ đợc nhân lên cùng với sự
nhân lên của VK theo cơ chế tơng tự cơ chế tự
nhân đôi của ADN VK.
+ Dựa vào cơ sở vật chất của VK chủ , ADN tái
tổ hợp sẽ thực hiện sao mã qua xúc tác của
enzim polimeraza và sau đó tham gia vào quá
trình giải mã để tổng hợp nên các prôtêin do nó
mang tính trạng.

+ Do VK có chế độ phân chia cực nhanh, nên
ADN tái tổ hợp trong chúng cũng nhân đôi
nhanh chóng cho phép sản xuất 1 lợng prôtêin
tơng ứng rất lớn đem lại hiệu quả kinh tế rất
cao
ADN tái tổ hợp đợc phân phối cho các tế bào con khi
phân bào hoặc di chuyển vào tế bào vi khuẩn khác bằng
cách xuyên qua màng tế bào (Cơ chế biến nạp). Một số
plasmit có khả năng đính vào NST của TBVK nhận
Tế bào nhận đợc dùng phổ biến là VK
E.coli do khả năng sinh sản của nó
Tế bào E.coli cứ 30
phút
sinh sản 1 lần . Sau
12
h
1TB 16 triệu TB . Có nhiều trong đờng
ruột.
- Vai trò của plasmit trong KTDT?
Plasmit nhận đoạn ADN của TB cho tạo
thành plasmit mang ADN tái tổ hợp .
Plasmit mang ADN tái tổ hợp đi vào TB
nhận.
Trong TB nhận, plasmit mang ADN tái tổ
hợp này tồn tại và tự nhân đôi độc lập với ADN
trong NST. ở 1 số plasmit có khả năng cấy
đoạn ADN tái tổ hợp vào ADN NST của TB
nhận.
- Phân biệt ADN của NST và ADN của
plasmit?

+ Giống nhau: Đều có cấu trúc là các nuclêôtit
và có khả năng tự nhân đôi đúng mẫu.
+ Khác nhau:
ADN NST ADN plasmit
Trang 4
Chơng IV-ứng dụng DTH vào CG-
Đ
5.Kỹ thuật di truyền- Biên soạn: Nguyễn Văn Vu
Dạng chuỗi dài Dạng vòng
Trong nhân TB (ở SV
có nhân)
Trong TBC của VK
Số nuclêôtit lớn Số nuclêôtit ít hơn
nhiều
Không làm thể
truyền các gen
Có thể làm thể truyền
các gen từ TB cho
đến TB nhận
- Trong KT cấy gen ngời ta còn dùng thể
thực khuẩn làm thể truyền
- Thể thực khuẩn là gì? (Thể thực khuẩn là
những vi rút ký sinh trong các TBVK).
Thờng dùng thể thực khuẩn lambđa để
chuyển gen vào VK. ADN của thể thực khuẩn
lambđa chứa khoảng 5 nghìn cặp nucleotit.
Tiến trình nh sau :
+ Dùng enzim cắt giới hạn cắt 1 đoạn của ADN
thể cho (tơng ứng với 1 hay 1 số gen) và 1 đoạn
ADN tơng ứng ở ADN của thể thực khuẩn

lambđa nhằm tạo các đầu nối ăn khớp với
nhau.
ADN thực khuẩn thể ADN TB cho

Ecắt

(1) (2)
+ Sử dụng enzim nối để gắn đoạn ADN thể cho
vào ADN của thể thực khuẩn tạo thành ADN
tái tổ hợp.
+ Cho thực khuẩn thể mang ADN tái tổ hợp
xâm nhập vào TB VK nhận nh E.coli
+ Hỗn hợp thể lai ADN và VK đợc cấy vào MT
trên đĩa petri để phân lập các dòng VK có
mang ADN tái tổ hợp bằng cách căn cứ các vết
tan trên đĩa thạch petri

E nối

ADN tái tổ hợp (lai)

Hỗn hợp ADN lai và E.coli

Vết phân lập trên đĩa petri
Sơ đồ cấy gen nhờ thực khuẩn thể
II. ứng dụng KT di truyền
Dùng KTDT để tạo ra các chủng VSV
có khả năng SX 1 số lợng rất lớn các chế
phẩm sinh học có hoạt tính cao nh: axit
amin, prôtêin, VTM, E, hoocmon, kháng

sinh...
Ngời ta đã nắm đợc cấu trúc của nhiều loại
hoocmôn (hoocmôn tuyến giáp, trên thận...)
nhng việc tổng hợp hoá học của các hoocmôn
Trang 5