Bài giảng Sinh học Khối 12 - Bài 20: Tạo giống nhờ công nghệ gen

nh sản xuất prôtêin thông qua tuyến sữa của cừu 
1. Phương pháp tạo động vật biến đổi gen 
- Thu nhận sữu từ cừu chuyển gen 
- Thu nhận prôtêin 
- Tạo ADN tái tổ hợp 
2. Những thành tựu đạt được trong công nghệ chuyển gen ở động vật 
- Tạo ra động vật chuyên sản xuất prôtêin quý dùng trong y dược 
 Vd : Sản xuất hormone sinh trưởng từ cá , chuột  
Cá hồi chuyển gen hormone sinh trưởng ( phải ) và cá hồi đối chứng ( trái ) 
- Tạo ra những động vật có tốc độ lớn nhanh , hiệu quả sử dụng thức ăn cao 
Vd : tạo giống lợn nhiều nạc , ít mỡ . 
Lợn siêu nạc 
2. Những thành tựu đạt được trong công nghệ chuyển gen ở động vật 
- Tạo ra động vật chuyển gen cung cấp nội quan cấy ghép cho người 
Vd : Lợn 
David Ayares ( ảnh lớn ) và đàn lợn chuyển gen người 
( ảnh nhỏ ) 
- Tạo ra động vật chuyển gen làm mô hình nghiên cứu bệnh của người 
Vd : Lợn , chuột , gà  
Chuột chuyển gen mang NST số 21  Nghiên cứu hội chứng Down 
2. Những thành tựu đạt được trong công nghệ chuyển gen ở động vật 
- Tạo động vật chống chịu môi trường tốt 
 Vd: chuyển gen chống lạnh AFP (antifreeze protein) vào cá  tạo giống cá có khả năng sống vào mùa đông 
- Nâng cao năng suất , chất lượng của động vật 
 Vd : Thay thế các gen protêin sữa bò bằng các gen protêin sữa người  tạo ra sữa bò giống như sữa người 
A. Tạo ADN tái tổ hợp 
C. Tiêm ADN tái tổ hợp vào hợp tử 
E. Lấy trứng thụ tinh trong ống nghiệm 
B. Hợp tử phát triển thành phôi 
D. Cấy phôi vào tử cung của con cái khác 
F. Con cái mang thai và sinh con chuyển gen 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
Tạo 
động vật chuyển gen 
Sắp xếp đúng trình tự các bước tạo động vật chuyển gen? 
 D. Cấy phôi vào tử cung 
 của con cái khác 
F. Con cái mang thai , 
sinh con vật chuyển gen 
A. Tạo ADN tái tổ hợp 
 E. Lấy trứng thụ tinh 
 trong ống nghiệm 
C. Tiêm ADN tái tổ hợp 
vào hợp tử 
B. Hợp tử phát triển 
thành phôi 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
Tạo 
động vật chuyển gen 
NHÓM 2 
Tạo giống cây trồng biến đổi gen 
 Một số loại cây trồng chuyển gen quan trọng hiện nay: 
Sản phẩm 
Đặc điểm 
Cải dầu 
Chống chịu chất diệt cỏ , hàm lượng laurate cao , hàm lượng oleic acid cao 
Ngơ 
Chống chịu chất diệt cỏ , kháng cơn trùng 
Bơng 
Chống chịu chất diệt cỏ , kháng cơn trùng 
Khoai tây 
Kháng cơn trùng , kháng virus 
Đậu tương 
Chống chịu chất diệt cỏ , hàm lượng oleic acid cao 
Bí 
Kháng virus 
Cà chua 
Chín chậm , kháng kí sinh 
Lúa 
Chống chịu chất diệt cỏ , sản xuất vitamin A 
Đu đủ 
Kháng virus 
1. Thành tựu đạt được trong cơng nghệ chuyển gen ở thực vật 
Cây bơng chuyển gen Bt kháng sâu bệnh ( bên phải ) 
va ̀ cây bơng khơng chuyển gen Bt mẫn cảm với sâu bệnh ( bên trái ) 
Chuyển gen Bt kháng sâu bệnh từ vi khuẩn vào cây bông 
Cải dầu chuyển gen kháng sâu bệnh 
Ngô chuyển gen kháng sâu bệnh ( phải ) và ngô bình thường ( trái ) 
Khoai tây bình thường ( trái ) và khoai tây chuyển gen ( phải ) 
Cà chua chuyển gen kháng sinh vật ký sinh ( bên phải ) 
và cà chua đối chứng ( bên trái ) 
Ðu đủ chuyển gen kháng virus (trên) và đu đủ đối chứng (dưới) 
Hạt đối chứng 
Hạt gạo biến đổi gen 
“ Gạo vàng ” cĩ khả năng tổng hợp -carotene ( tiền chất tạo vitamin A) trong hạt 
- B1: Tạo ADN tái tổ hợp 
- B2: Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận ( mơ hoặc tế bào thực vật ). 
- B3: Phân lập tế bào nhận chứa ADN tái tổ hợp . 
- B4: Tái sinh thành cây chuyển gen bằng phương pháp nuơi cấy mơ . 
2. Phương pháp tạo cây chuyển gen 
Đưa ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận ( mơ hoặc tế bào thực vật ). 
- Tạo ADN tái tổ hợp 
- Tái sinh thành cây chuyển gen bằng phương pháp nuơi cấy mơ . 
- Phân lập tế bào nhận chứa ADN tái tổ hợp 
B3 
B4 
B2 
B1 
VI SINH VẬT CHUYỂN GEN 
12A1 
NHÓM 3 
 Tạo dòng vi sinh vật biến đởi gen 
Tạo ra dòng vi khuẩn mang gen của loài khác như gen insulin của người . Những dòng vi khuẩn này có kha ̉ năng sinh sản cao nên có thê ̉ nhanh chóng sản sinh ra mợt lượng lớn insulin làm thuớc chữa bệnh tiểu đường . 
12A1 
Ecoli 
Insulin 
Diesel 
. 
Chuyển gen 
12A1 
E. coli thuộc họ vi khuẩn Enterobacteriaceae và thường được sử dụng làm sinh vật mơ hình cho các nghiên cứu về vi khuẩn. 
Escherichia coli (thường được viết tắt là E. coli ) là một trong những lồi vi khuẩn chính ký sinh trong đường ruột của động vật máu nĩng (bao gồm chim và động vật cĩ vú ). Vi khuẩn này cần thiết trong quá trình tiêu hĩa thức ăn và là thành phần của khuẩn lạc ruột . 
12A1 
Diesel sinh học là nguồn năng lượng thay thế tốt cho nhiên liệu diesel lấy ra từ dầu mỏ . Loại năng lượng này cĩ thể giúp con người giảm được lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính vì những vi khuẩn tạo ra nĩ hấp thụ khí carbon dioxide, nhờ đĩ giảm được lượng khí này trong khơng khí 
Cấu trúc của phân tử insulin 
Insulin là mợt hormone được tiết ra bởi tê ́ bào beta trong đảo Langerhans của tuyến tụy khi đợng vật tiêu thức ăn , đây là hormone quan trọng nhất cho quá trình lưu trư ̃, sư ̉ dụng đường , acid amin va ̀ acid béo va ̀ duy trì lượng đường trong máu . 
Ngoài ra , ta còn có thể dùng ecoli để sản xuất vitamin, protein, kháng sinh , axit amin với chi phí thấp nhưng mang lại hiệu quả cao . 
12A1 
1 . Các bước cần tiến hành trong kĩ thuật chuyển gen: 
M,lllllllllll 
gjhhj 
Chọn câu trả lời đúng nhất 
12A1 
CÂU 1 
CÂU 2 
GHGJ 
Insulin là gì ? 
A. Insulin là mợt hormone được tiết ra bởi tê ́ bào beta trong đảo Langerhans của tuyến tụy khi đợng vật tiêu thức ăn . 
B. Insulin là mợt axit amin được tiết ra bởi tê ́ bào beta trong đảo Langerhans của tuyến tụy khi đợng vật tiêu thức ăn . 
C. Insulin là mợt protenin được tiết ra bởi tê ́ bào beta trong đảo Langerhans của tuyến tụy khi đợng vật tiêu ăn thức ăn . 
D. Khơng cĩ đáp án nào . 
 Việc sử dụng thực phẩm chuyển gen giống như đi may bay, biết đôi khi có rủi ro là máy bay có thể gặp tai nạn , nhưng chúng ta không thể không đi mà chỉ có cách chuẩn bị tốt nhất là đảm bảo cho chuyến bay được an toàn 
PGS LêTrần Bình , Viện trưởng Viện Công nghệ sinh học 
 Cung cấp nguồn lương thực 
 Tăng cường chất lượng thực phẩm : Vd lúa giàu carotenoid ( tiền vitamin A) 
 Loại trừ thực phẩm có mang các chất độc hoặc các chất gây dị ứng 
 Sản xuất nhiều loại hóa chất ( dầu chiết từ hạt đậu nành , cải dầu ), sợi sinh học tổng hợp ( chủ yếu bắt nguồn từ sợi gai dầu và sợi lanh ); dược phẩm ( sản xuất insulin dành cho những bệnh nhân tiểu đường ) 
 Cải thiện môi trường 
Lợi ích của thực phẩm biến đổi gen: 
 Tăng sản lượng 
 Giảm chi phí sản xuất 
Nguy cơ tiềm ẩn của cây chuyển gen: 
 Vô tình đưa những chất gây dị ứng hoặc làm giảm dinh dưỡng vào thực phẩm 
 Phát tán những gen biến nạp trong cây trồng sang họ hàng hoang dại 
 Sâu bệnh có nguy cơ tăng cường tính kháng với các chất độc tiết ra từ cây chuyển gen 
 Nguy cơ những chất độc này tác động tới sinh vật không phải sinh vật cần diệt . 
Củng cố 
Câu 1.Người ta phải dùng thê ̉ truyền đê ̉ chuyển mợt gen tư ̀ tê ́ bào này sang tê ́ bào khác là vì: 
Nếu khơng có thê ̉ truyền thi ̀ gen cần chuyển sẽ khơng chui vào được tê ́ bào nhận . 
B. Nếu khơng có thê ̉ truyền thi ̀ gen có vào được tê ́ bào nhận cũng khơng thê ̉ nhân lên va ̀ phân li đờng đều vê ̀ các tê ́ bào con khi tê ́ bào phân chia . 
C. Nếu khơng có thê ̉ truyền thi ̀ kho ́ có thê ̉ thu được nhiều sản phẩm của gen trong tê ́ bào nhận . 
D. Nếu khơng có thê ̉ truyền thi ̀ gen sẽ khơng tạo ra sản phẩm trong tê ́ bào nhận . 
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 
 Câu 2: Vì sau cà chua biến đổi gen cĩ thể được bảo quản lâu dài mà khơng bị hỏng ? 
A.Vì cĩ 1 gen trong hệ gen của chúng bị biến đổi 
B.Vì đưa 1 gen lạ vào hệ gen của chúng 
C.Vì chúng cĩ khả năng kháng virut 
D.Vì gen làm chín quả bị bất hoạt 
 Câu 3:Ưu điểm nổi bật của kĩ thuật chuyển gen so với các phương pháp lai truyền thớng là gì ? 
A.Dễ thực hiện , thao tác nhanh , ít tốn thời gian 
B.Tổng hợp được các phân tử ADN lai giữa lồi này và lồi khác 
C.Sản suất các sản phẩm sinh học trên qui mơ cơng nghiệp 
D.Lai giữa các lồi xa nhau trong hệ thống phân loại khơng giao phối được 
hhhhhhhhhhhhhhhh 
T 
H 
E 
E 
N 
D 
 CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÍ THẦY CÔ ĐÃ 
 ĐẾN DỰ GIỜ 
Tại sao chọn tuyến sữa ??? 
- Tuyến sữa là một hệ thống sx khổng lồ có khả năng tạo ra từ 23g protêin /kg cơ thể ( bò sữa ) đến 205g ( chuột ) protêin /kg cơ thể trong thời kỳ tiết sữa tối đa . 
- Nồng độ tb trong tuyến sữa của đv có vú lớn hơn trong nuôi cấy tb thông thường từ 100 đến 1000 lần . 
- Sữa là dịch tiết của cơ thể có thể được thu nhận một cách dễ dàng nhất , đặc biệt là từ đv nhai lại . 
- S ự biểu hiện của gen ở tuyến sữa của đv có vú là chính xác về thời gian . 
- S ản lượng sữa tiết ra ở đv có vú khá lớn : ở dê lên đến 800 l/năm,cừu 400l/năm, bò 8000 l/năm , chuột 1.5ml/lần 
Ngoài tuyến sữa có thể chọn các cơ quan khác để nhận gen chuyển không ? 
- Động vật chuyển gen sx ra dược phẩm ở trong bàng quang : Kerr (1998) đã nghiên cứu tạo ra chuột chuyển gen sản xuất hormone sinh trưởng người từ nước tiểu 
- Máu : hemoglobin người được tạo ra từ lợn chuyển gen (Sharma, 1994). 
KỸ THUẬT CẤY GEN DÙNG PLASMIT LÀM THỂ TRUYỀN 
Enzim cắt 
Enzim cắt Restrictaza 
Gắn đoạn bị cắt vào plasmit nhờ enzim nối Ligaza 
Chuyển đến tế bào nhận 
ADN của tế  bào nhận 
ADN Plasmit 
tái tổ hợp  dạng vịng 
ADN tái tơ ̉ hợp