de cuong hoc HK2

1. Giới thiệu về nguồn gen tự nhiên và nguồn gen nhân tạo
1.1. Nguồn gen tự nhiên
* Khái niệm: Nguồn gen tự nhiên là tập hợp các giống vật nuôi, cây trồng có sẵn trong tự
nhiên của một vùng miền nào đó.
Ví dụ:



Các chủng giống ở một địa phương hay các dạng vật nuôi, cây trồng ở trung
tâm phát sinh giống.
o
Các chủng giống này mang các đặc điểm thích nghi với điều kiện và mơi
trường sống của địa phương đó.
1.2. Nguồn gen nhân tạo
* Khái niệm: Nguồn gen nhân tạo là tập hợp các tổ hợp gen về giống vật ni và cây trồng
phát sinh trong q trình lai tạo của con người.
o


Ví dụ: Là các tổ hợp gen được lưu giữ trong các trung tâm tạo giống.
Viện nghiên cứu lúa quốc tế (IRRI) mỗi năm nhận được khoảng 60000 tổ hợp gen mới về
các giống lúa, cung cấp cho các giống lúa cho các quốc gia trên thế giới.
2. Chọn giống dựa trên nguồn biến dị tổ hợp
Biến dị tổ hợp là biến dị xuất hiện do sự tổ hợp của những tính trạng có sẵn ở đời bố mẹ.
Phương pháp cơ bản tạo nguồn biến dị tổ hợp là phương pháp lai giống.
2.1. Tạo giống thuần dựa trên nguồn biến dị tổ hợp
* Cách tiến hành:
Bước 1: Chọn các dòng thuần chủng khác nhau
Bước 2: Lai các dòng thuần để tạo tổ hợp gen mong muốn dựa trên kiểu hình.
Bước 3: Cho các tổ hợp gen đã lựa chọn tự thụ phấn hoặc giao phối gần để tạo dòng
thuần chủng.

* Cơ chế tạo biến dị tổ hợp




Do sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các cặp gen alen nằm trên các cặp NST
tương đồng khác nhau trong quá trình giảm phân và thụ tinh.

Do hiện tượng hốn vị gen.
Ví dụ: Lai hai giống lúa thuần chủng thân cao, chín sớm và thân thấp, chín muộn.


Pt/c: Cao, sớm

x

thấp, muộn

F1: 100% AABB (cao, sớm)
F2: 9 cao, sớm : 3 cao, muộn : 3 thấp, sớm : 1 thấp, muộn.
9A-B-

3A-bb

3aaB-

1aabb

Ta chọn biến dị thấp, sớm, tự thụ để tạo ra dòng thuần, sử dụng làm giống.
2.2. Tạo giống lai có ưu thế lai cao

* Khái niệm: Ưu thế lai là hiện tượng con lai có năng suất, chất lượng, sức chống chịu, khả
năng sinh trưởng và phát triển tốt hơn so với các sạng bố mẹ.
* Giải thích:


Giả thuyết siêu trội: Con lai khi lai hai hoặc nhiều dịng thuần khác nhau thì con lai ở trạng
thái dị hợp tử về nhiều cặp gen tốt hơn so với các dạng bố mẹ ở trạng thái đồng hợp.
AABBdd < AaBbDd > aabbDD
Có sự tương tác giữa các gen cùng alen.
* Phương pháp tiến hành: Lai khác dòng (phương pháp cơ bản)
Bước 1: Chọn các dòng thuần chủng khác nhau
Bước 2: Lai các dòng thuần chủng khác nhau tạo con lai có ưu thế lai cao dùng vào
mục đích kinh tế.
* Lưu ý:







Tiến hành phép lai thuận nghịch.
Tiến hành lai khác dòng đơn hoặc lai khác dòng kép.
Con lai có ưu thế lai cao chỉ dùng để ni lấy sản phẩm, không dùng làm giống.

1. Khái niệm tạo giống bằng phương pháp gây đột biến
* Mỗi một kiểu gen sẽ có một năng suất nhất định, mỗi giống có một năng suất tối đa trong
điều kiện nuôi trồng tối ưu.
Như vậy, mỗi giống sẽ có một mức trần về năng suất ⇒ sử dụng phương pháp gây đột biến
để nâng cao mức trần về năng suất của giống.

Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến là phương pháp sử dụng tác nhân vật lý
hoặc hóa học gây biến đổi vật liệu di truyền của các giống vật nuôi cây trồng nhằm tạo
ra các tổ hợp gen mới để đáp ứng nhu cầu thịu hiếu của con người.
2. Quy trình tạo giống bằng phương pháp gây đột biến
2.1. Xử lí mẫu vật bằng tác nhân đột biến
Chú ý:


Loại tác nhân, liều lượng, cường độ, thời gian xử lí mẫu vật để mang lại hiệu quả như
mong muốn.

Cách chọn mẫu vật gây đột biến.
2.2. Lựa chọn các thể đột biến có kiểu hình mong muốn
Dựa trên các đặc điểm có thể nhận biết được


Đối với vi khuẩn: thường phân lập dựa trên mơi trường khuyết dưỡng.
Ví dụ: Dịng vi khuẩn khuyết dưỡng với chất A tức là dòng vi khuẩn này không thể sinh
trưởng, phát triển trên môi trường nuôi cấy có chất A.
Sau khi gây đột biến, ni cấy trên mơi trường thiếu chất A, nếu dịng vi khuẩn nào sinh
trưởng, phát triển được chính là dịng vi khuẩn cần tìm.
2.3. Tạo dịng thuần chủng


Cho tự thụ hoặc giao phối gần để tạo tổ hợp, đối với vi khuẩn thì hco nhân lên và tạo dòng
đột biến.
Lưu ý: phương pháp tạo giống bằng cách gây đột biến có hiệu quả cao đối với vi sinh vật vì:
Chúng có tốc độ sinh sản nhanh
Dễ dàng phân lập các dịng đột đột biến (có hệ gen đơn).
3. Một số thành tựu ở Việt Nam

3.1. Thành tựu trong công tác tạo giống bằng sử dụng tác nhân vật lý
Tác nhân vật lý: Tia gama, tia UV, sôc nhiệt...



Ví dụ: Từ giống lúa Mộc tuyền được xử lý bằng tia gama tạo ra giống lúa MT1, có nhiều đặc
tính tốt: chịu phèn, chua, chín sớm, thấp cây, năng suất tăng 15-20%.
Ngô M1 được xử lý tạo ra 12 dịng đột biến, chọn ra giống ngơ DT1: chín sớm, năng suất
tăng, hàm lượng protein tăng khoảng 1,5%.
3.2. Thành tựu trong công tác tạo giống bằng sử dụng tác nhân hóa học

Tác nhân hóa học: conxisin, 5BU, EMS, NMU...

Ví dụ:
o
Táo Gia Lộc được xử lý bằng NMU để tạo ra giống táo má hồng, quả to, ngọt
hơn,...
o
Sử dụng conxisin tạo ra giống nho, dưa hấu không hạt, giống dâu tằm VH13
3n.
. Công nghệ tế bào thực vật
1.1. Nuôi cấy hạt phấn

Ni cấy hạt phấn
Ý nghĩa:
o
Tạo giống cây trồng có kiểu gen đồng hợp về tất cả các gen.
o
Ứng dụng: chọn các giống cây trồng có khả năng chịu hạn hay chịu lạnh, chịu
phèn, chịu mặn, khả năng chống chịu sâu bệnh...


Ví dụ: Chọn được dịng lúa chiêm chịu lạnh.
o
Các tính trạng đã được chọn lọc sẽ di truyền ổn định vì kiểu gen của cây lưỡng
bội là đồng hợp về tất cả các gen.
1.2. Nuôi cây mô thực vật invitro


Nuôi cây mô thực vật invitro

Cơ sở khoa học: Khả năng phản phân hóa và phân hóa của tế bào thực vật.

Ý nghĩa:
o
Giúp nhân nhanh giống cây trồng có năng suất cao, có chất lượng tốt, thích
nghi với điều kiện sinh thái nhất định.
o
Tạo giống cây trồng đồng nhất về kiểu gen, sạch bệnh.
o
Giúp nhân nhanh các giống cây trồng quý hiếm hay giống cây khó sinh sản
hữu tính.
1.3. Tạo giống bằng chọn dịng tế bào xoma có biến dị


Tạo giống bằng chọn dịng tế bào xoma có biến dị

Cơ sở khoa học: Dựa trên hiện tượng đột biến số lượng NST tạo các thể lệch bội.

Ý nghĩa: Tạo các giống có kiểu gen khác nhau từ dịng tế bào xoma ban đầu.
1.4. Dung hợp tế bào trần

Dung hợp tế bào trần

Ý nghĩa: Tạo cây lai mang bộ NST lưỡng bội của hai lồi (hai lồi có họ hàng cách xa
nhau) mà phương pháp lai xa và đa bội hóa khơng làm được.
→ Phương pháp này tạo ra hướng tạo giống cây trồng mới.

o
o

Lưu ý: Dung hợp tế bào trần bằng phương pháp:
Sử dụng muối CaCl2 kết hợp với xung điện cao áp.
Sử dụng keo sinh học Etylen glycol.

2. Công nghệ tế bào động vật
2.1. Cấy truyền phôi



Cấy truyền phơi
Ý nghĩa:
o
Tạo đàn giống vật ni có kiểu gen đồng nhất.
o
Nhân nhanh đàn giống đối với động vật sinh sản chậm.
o
Nhân nhanh các lồi thú q hiếm.

2.2. Cơng nghệ nhân bản vơ tính động vật
2.2. Cơng nghệ nhân bản vơ tính động vật



Nhân bản vơ tính
Ý nghĩa:
o
Nhân nhanh các giống vật nuôi quý hiếm từ tế bào xoma.
o
Giúp nhân bản các cá thể động vật mang gen của người từ đó tạo ra các cơ
quan nội tạng để thay thế các cơ quan bị hỏng tránh hiện tượng loại thải.

1. Khái niệm

Cơng nghệ gen là quy trình tạo ra tế bào hoặc sinh vật có hệ gen bị biến đổi hoặc có
thêm gen mới.

Kỹ thuật chuyển gen (kỹ thuật tạo ADN tái tổ hợp) đóng vai trị trung tâm của cơng
nghệ gen.
2. Quy trình chuyển gen

Bước 1: Tạo ADN tái tổ hợp.

Bước 2: Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận.

Bước 3: Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp.
2.1. Tạo ADN tái tổ hợp

Bước 1: Cắt gen cần chuyển và plasmit của vi khuẩn bằng enzim cắt (restrictaza).

Bước 2: Nối gen cần chuyển và plasmit bằng enzim nối ligaza → ADN tái tổ hợp.

* Lưu ý:


Gen cần chuyển là gen cần chuyển từ sinh vật này sang sinh vật khác.
Plasmit là phân tử ADN dạng vịng, có trong tế bào chất của vi khuẩn, có khả năng
nhân đôi độc lập với ADN của vi khuẩn.

Thể truyền là vật thể truyền gen từ sinh vật này sang sinh vật khác, có thể là plasmit,
phagơ hoặc NST nhân tạo... Đặc điểm của thể truyền: Có khả năng nhân đơi độc lập
hoặc có khả năng gắn vào hệ gen của tế bào nhận.

Enzim cắt (restrictaza) cắt các phân tử ADN và tạo thành các đầu dính.
2.2. Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận

Trong trường hợp gen cần chuyển được sử dụng để tạo ra lượng lớn sản phẩm thì
người ta thường dùng E.Coli làm tế bào nhận.
o
Ưu điểm: Dễ nuôi cấy, sinh sản nhanh, đẽ phân lập.

Phương pháp biến nạp: sử dụng muối CaCl2 và xung điện cao áp khoảng 5000V làm
giãn màng sinh chất của tế bào nhận.

Phương pháp tải nạp: Sử dụng phagơ, xâm nhập vào tế bào vi khuẩn.

Ngồi ra cịn sử dụng súng bắn gen, vi kim tiêm...
2.3. Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
Thường sử dụng thể truyền có gen đánh dấu (gen phát sáng, gen kháng sinh...)



3. Thành tựu của công nghệ gen

Thành tựu nổi bật:
o
Giúp tái tổ hợp vật chất di truyền của các loài rất xa nhau trong bậc thang tiến
hóa.
o
Tạo ra sinh vật biến đổi gen.
o
Sinh vật biến đổi gen là sinh vật được con người làm biến đổi hệ gen đê phục
vụ cho mục đích của con người.

Phương pháp:
o
Làm biến đổi một gen có sẵn trong hệ gen
o
Làm cho sinh cật có thêm gen mới
o
Làm bất hoạt một gen
3.1. Tạo giống động vật chuyển gen
a. Mục đích

Tạo ra các giống động vật có năng suất và chất lượng cao hơn.

Tạo ra các giống động vật có thể cho sản phẩm dùng để chữa bệnh cho con người
hoặc phục vụ cho nhu cầu của con người.
b. Phương pháp

Phương pháp phổ biến là sử dụng vi kim tiêm để đưa gen cần chuyển vào hợp tử ở
giai đoạn nhân non. (đây là giai đoạn nhân của trứng và nhân của tinh trùng chưa hòa

hợp thành một

Phương pháp khác: Đưa gen cần chuyển vào tinh trùng ở động vật sau đó cho thụ
tinh trong ống nghiệm tạo thành hợp tử.
c. Một số thành tựu

Tạo ra giống cừu sản xuất sữa có huyết thanh của con người và tách chiết huyết
thanh để điều trị bệnh.

Tạo ra giống bị sản xuất sữa có r - protein để sản xuất protein C dùng để chữa bệnh
máu vón cục gây tắc mạch.
3.2. Một số thành tựu trong qua trình tạo giống thực vật chuyển gen
a. Mục đích

Tạo ra các giống cây trồng có năng suất về hàm lượng tinh bột, đường... cao hơn.

Tạo ra các giống cây trồng cho sản phẩm phục vụ lợi ích của con người như kháng
thể, chất dẻo...



Rút ngắn thời gian tạo giống.
b. Phương pháp chuyển gen

Chuyển gen bằng plasmit, bằng virut như virut khảm thuốc lá.

Sử dụng vi kim tiêm đối với tế bào trần.

Sử dụng biện pháp chuyển gen vào ống phấn...
c. Một số thành tựu


Tạo giống cà chua có gen tạo etylen bị bất hoạt.

Tạo giống lúa gạo vàng có mang gen tổng hợp ß - caroten.

Tạo giống cà chua tím có mang gen tổng hợp Anto cianin là chất làm chậm quá trình
ung thư.

Tạo giống đu đủ kháng virut...
4. Tạo giống vi sinh vật chuyển gen
4.1. Mục đích
Tạo ra các giống vi sinh vật có khả năng sản xuất ra các sản phẩm phục vụ lợi ích con
người.
4.2. Phương pháp

Đối với vi khuẩn: Sử dụng plasmit làm thể truyền.

Đối với sinh vật nhân thực có thể sử dụng NST nhân tạo.
4.3. Một số thành tựu

Tạo chủng vi khuẩn E.Coli có mang gen tổng hợp insulin ở người.

Tạo ra chủng vi khuẩn E.Coli có mang gen tổng hợp somatostatin.
Cơng nghệ tế bào là gì?
- Để nhận được mô non, cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh hoàn toàn giống với cơ thể gốc, người ta
phải thực hiện những cơng việc gì? Tại sao cơ quan hoặc cơ thể hồn chỉnh lại có kiểu gen như
dạng gốc?

Lời giải chi tiết
- Công nghệ tế bào là ngành kỹ thuật về quy trình ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế bào hoặc mô

để tạo ra cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh.
- Để nhận được sản phẩm từ q trình ni cấy tế bào, ta phải thực hiện các bước sau:
+ Tách tế bào hoặc mô từ cơ thể rồi mang đi nuôi cấy để tạo mô non ( mơ sẹo)
+ Dùng hoocmon sinh trưởng kích thích mơ non để chúng phân hóa thành các cơ quan hoặc cơ
thể hoàn chỉnh.
Cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh có kiểu gen hồn tồn như dạng gốc vì cơ thể hoàn chỉnh được
sinh từ một tế bào của dạng gốc , có bộ gen trong nhân được sao chép lại ngun vẹn thơng qua q
trình ngun phân .

Xem thêm tại: />
- Người ta sử dụng kĩ thuật gen vào mục đích gì?


- Kĩ thuật gen gồm những khâu chủ yếu nào?
- Cơng nghệ gen là gì?

Lời giải chi tiết
Người ta sử dụng kĩ thuật gen nhằm mục đích chuyển một đoạn ADN mang 1 hoặc 1 cụm gen từ tế
bào của loài cho ( tế bào cho) sang tế bào của loài nhận nhờ thể truyền
Kĩ thuật gen gồm 3 khâu:
+ Khâu 1: Tách ADN NST của tế bào và tách phân tử ADN dùng làm thể truyền từ virut hoặc vi
khuẩn
+ Khâu 2: Tạo ADN tái tổ hợp ( ADN lai) bằng cách cắt ADN của tế bào cho và phân tử ADN làm
thể truyền ở vị trí xác định nhờ enzim cắt chuyên biệt. Ghép ADN của tế bào cho vào ADN thể truyền
nhờ enzim nối.
+ Khâu 3: Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận và nghiên cứu sự biểu hiện của gen được
chuyển.
Công nghệ gen là ngành kĩ thuật về quy trình ứng dụng kĩ thuật gen.

Cơng nghệ sinh học là gì? Gồm những lĩnh vực nào?

- Tại sao Công nghệ sinh học là hướng ưu tiên và phát triển trên thế giới và ở Việt Nam?

Lời giải chi tiết
Công nghê sinh học là ngành công nghệ sử dụng tế bào sống và các quá trình sinh học để tạo ra sản
phẩm sinh học cần thiết cho con người.
Gồm 7 lĩnh vực:
+ Công nghệ lên men
+ Công nghệ tế bào
+ Công nghệ enzim
+ Công nghệ chuyển nhân và chuyển phơi
+ Cơng nghệ sinh học xử lí môi trường
+ Công nghệ gen
+ Công nghệ sinh học y - dược
Công nghệ sinh học là hướng ưu tiên và phát triển trên thế giới và ở Việt Nam vì ngành này có nhiều
vai trị quan trọng trong cuộc sống đem lại hiệu quả kinh tế và xã hội cao.

Trong sản xuất và đời sống, kĩ thuật gen được ứng dụng trong những lĩnh vực chủ yếu nào?


Lời giải chi tiết
Trong sản xuất và đời sống, kĩ thuật gen được ứng dụng để chuyểngen để ra các giống mới
+Tạo ra các chủng vi sinh vật mới có khả năng sản xuất ra nhiều loại sản phẩm sinh học ( axit amin ,
prôteein , hoocmon , kháng sinh )
+Tạo giống cây trồng biến đổi gen mang nhiều đặc điểm quý như có năng suất cao , có khả năng
kháng bệnh, chống chịu tốt , tăng thời gian bảo quản , khó bị đập nát
+ Tạo giống động vật biến đổi gen