Bài giảng môn Sinh học lớp 12 - Bài 19: Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến và công nghệ gen

Nội dung text: Bài giảng môn Sinh học lớp 12 - Bài 19: Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến và công nghệ gen

1. BÁO CÁO MÔN SINH HỌC TỔ: 2 LỚP: 12A1
2. I. Khái niệm chung về công nghệ tế bào - Là một ngành kĩ thuật có quy trình xác định trong việc ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế bào hoặc mô tế bào trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo ra những mô, cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh đầy đủ tính trạng của cơ thể gốc. Thế nào là công nghệ tế bào?
3. II. Quy trình - Bước 1: Tách các tế bào từ cơ thể động vật hay thực vật. - Bước 2: Nuôi cấy tế bào trong môi trường nhân tạo để hình thành mô sẹo. - Bước 3: Dùng hoocmon sinh trưởng kích thích mô sẹo phân hóa thành các cơ quan hoặc tạo thành cơ thể hoàn chỉnh.
4. III. Cơ sở di truyền - Cơ sở khoa học của phương pháp nhân giống bằng công nghệ tế bào là tính toàn năng của của tế bào sinh vật. - Mỗi tế bào trong cơ thể sinh vật đều được phát sinh từ hợp tử thông qua quá trình phân bào nguyên nhiễm. Điều đó có nghĩ là bất kì tế bào nào của thực vật như rễ, thân, lá ở thực vật đều chứa thông tin di truyền cần thiết của một cơ thể hoàn chỉnh và các tế bào đều có khả năng sinh sản vô tính để tạo thành cây trưởng thành.
5. 1. Nuôi cấy hạt phấn, hoặc noãn chưa thụ tinh. Công 2. Nuôi cấy tế bào thực nghệ tế vật invitro tạo mô sẹo. bào Tạo giống 3. Lai tế bào sinh bằng công thực vật nghệ tế dưỡng( hay xôma) và bào Công dung hợp tế bào trần. nghệ tế 1. Nhân bản vô tính bào động vật. động vật 2. Cấy truyền phôi.
6. IV. Công nghệ tế bào thực vật 1. Nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh * Nguyên liệu: Hạt phấn (1n) * Cách tiến hành: - Nuôi các hạt phấn trên môi trường nhân tạo(môi trường có agar) hình thành dòng tế bào đơn bội. - Chọn lọc các dòng đơn bội có biểu hiện tính trạng mong muốn khác nhau đều được biểu hiện ra kiểu hình. - Lưỡng bội hóa các dòng đơn bội thành dòng lưỡng bội. Các cây lưỡng bội được phát triển từ dòng này sẽ có kiểu gen đồng hợp tử về tất cả các gen.
7. Môi trường agar nuôi cấy hạt phấn
8. * Thành tựu : Tạo các dòng lúa thuần như: Khao 85, Khao 1105, VH2 Giống lúa Khao 85
9. * Ưu điểm: -Tạo các dòng thuần chủng có tính trạng chọn lọc tương đối ổn định. - Chọn lọc được các cây có đặc tính tốt: chịu lạnh, chịu mặn, chống sâu bệnh - Tạo đơn bội thuận lợi cho việc nghiên cứu di truyền * Nhược điểm: - Khó thao tác do hạt phấn có kích thước nhỏ. - Các giai đoạn phát triển của hạt phấn không đồng đều nên hiệu suất nuôi cấy thường tạo cây đơn bội không cao.
10. 2. Nuôi cấy tế bào thực vật in vitron tạo mô sẹo. * Khái niệm mô sẹo (Callus): Là phần bị cắt hay tổn thương của thân, rễ, lá, được đặt vào môi trường thích hợp, sau một thời gian sẽ xuất hiện phần mô lồi ra có màu trắng nhạt hoặc vàng nhạt. * Đặc tính: phát triển không theo quy luật nhưng có khả năng biệt hóa thành rễ, chồi và phôi để phát triển thành cây hoàn chỉnh. Vậy thế nào là mô sẹo? Mô sẹo có đặc tính gì đặc biệt?
11. . * Nguyên liệu: Tế bào (2n) * Cách tiến hành: - Nuôi cấy các tế bào 2n trong môi trường nhân tạo hình thành mô sẹo. - Bổ sung hoocmon kích thích sinh trưởng cho phát triển thành cây trưởng thành. * Ứng dụng: Nhân nhanh các giống cây trồng có năng suất cao, chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sống và duy trì ưu thế lai, bảo tồn các nguồn gen quý hiếm.
12. Nuôi cấy giống hoa lan từ tế bào in vitron nhờ mô sẹo
13. Nuôi cấy Sâm Cau in vitron tại phòng nuôi cây của Trung tâm Ươm tạo giống.
14. * Nguyên liệu: Tế bào (2n) * Cách tiến hành: - Nuôi cấy các tế bào 2n trong môi trường nhân tạo hình thành mô sẹo. - Bổ sung hoocmon kích thích sinh trưởng cho phát triển thành cây trưởng thành. * Ưu điểm: - Nhân nhanh giống cây trồng quý hiếm và sạch bệnh. - Tạo ra cá thể mới có kiểu gen như cá thể ban đầu. * Nhược điểm: - Tế bào được nuôi cấy nhiều lần không ổn định về mặt di truyền.
15. 3. Lai tế bào sinh dưỡng (xôma) hay dung hợp tế bào trần * Nguyên liệu: Tế bào sinh dưỡng (xôma) (2n) * Tế bào xôma: Là loại tế bào sinh dưỡng đã biệt hóa đảm nhiệm một chức năng nhất định của cơ thể. * Dung hợp tế bào trần: -Tế bào trần là tế bào thực vật bị loại bỏ thành xenlulozo bởi xử lí enzim. - Dung hợp tế bào trần là sự hợp nhất của các tế bào xô ma không có thành tế bào của các cá thể hoặc các loài khác nhau và tái sinh cây lai từ tế bào đã dung hợp.
16. * Ứng dụng: Tạo ra các giống cây trồng mới, có các kiểu gen khác nhau của cùng một giống ban đầu. Lai cây khoai tây với cây cà chua tạo cây khoai-cà (pomato)
17. Quy trình lai khoai tây với cà chua
18. * Ưu điểm: - Tạo các giống cây trồng mới có kiểu gen khác nhau từ cùng một kiểu gen ban đầu. - Lai các loài khác nhau tạo giống mà cách lai bình thường không thể tạo ra được. * Nhược điểm: - Tạo ra giống cây khó có ứng dụng trong thực tế.
19. V. Công nghệ tế bào động vật 1. Nhân bản vô tính ở động vật * Khái niệm: nhân bản vô tính là quá trình nhân nhanh số lượng cá thể không có sự kết hợp của giao tử đực và giao tử cái * Ứng dụng: - Nhân giống vật nuôi quý hiếm với số lượng cá thể ít (đặc biệt là trường hợp không có cá thể đực) - Tạo động vật mang gen người ứng dụng trong y học
20. * Quy trình: - Tách tế bào 2n của động vật cho nhân và nuôi trong môi trường nhân tạo. - Tách tế bào trứng của một động vật khác sau đó loại bỏ nhân của tế bào trứng này. - Chuyển nhân của tế bào cho vào tế bào trứng đã được loại bỏ nhân. - Nuôi cấy trong môi trường nhân tạo cho trứng phát triển thành phôi. - Chuyển phôi vào tử cung của động vật khác để nó mang thai và sinh ra con giống với động vật cho nhân.
21. * Thành tựu: Năm 2003, động vật có vú đầu tiên được nhân bản thành công trên thế giới: đó là cừu Dolly (được nhân bản do nhà khoa học ngưới Scotlen Wilmut Ian)
22. Nhân bản vô tính cá thể lợn cái từ lợn trưởng thành.
23. Nhân bản vô tính dê Noori (Ấn Độ)
24. * Ưu điểm: - Có lợi trong trường hợp mật độ quần thể thấp. - Từng cá thể đơn lẻ có thể sinh sản tạo thế hệ mới. - Nhân nhanh các giống động vật giống y hệt mẹ, phục hồi nhanh số lượng quần thể trong điều kiện mật độ thấp * Nhược điểm: - Không tạo sự đa dạng về di truyền trong quần thể. - Dễ bị chết hàng loạt khi điều kiện môi trường sống thay đổi. - Đặc biệt: Một số ứng dụng của nhân bản vô tính được coi là phi đạo đức.
25. 2. Cấy truyền phôi * Khái niệm: Cấy truyền phôi là quá trình đa phôi được tạo ra từ cá thể mẹ này vào cá thể mẹ khác, phôi vẫn sống và phát triển bình thường thành cá thể mới. * Ứng dụng: Nhân nhanh các giống động vật quý hiếm, tăng hệ số sinh sản cho vật nuôi.
26. * Quy trình: - Lấy phôi từ động vật cho phôi. - Tác động vào phôi bằng một trong các cách sau: + Tách phôi thành hai hay nhiều phần, mỗi phần sau đó sẽ phát triển thành phôi riêng biệt (áp dụng với thú quý hiếm hoặc vật nuôi sinh sản chậm). + Phối hợp hai hay nhiều phôi thành một thể khảm, mở ra hướng tạo vật nuôi khác loài. + Làm biến đổi thành phần tế bào của phôi khi mới phát triển theo hướng có lợi cho con người - Cấy phôi vào động vật nhận và để phôi tự phát triển trong cơ thể mẹ.
27. * Thành tựu: Cấy truyền phôi bò .
28. Cấy truyền phôi bò sữa cao sản Tây Nguyên – một hướng đi đầy triển vọng.
29. Cấy truyền phôi ở ngựa
30. * Ưu điểm: - Tạo ra số lượng lớn vật nuôi trong thời gian ngắn. - Khai thác triệt để những đặc tính tốt của động vật cho phôi và đực giống tốt. - Nhân nhanh những giống quý hiếm. * Nhược điểm: - Khó khăn trong việc chọ phôi và nuôi cấy phôi.
31. VI. Ưu, nhược điểm của phương pháp tạo giống bằng công nghệ tế bào 1. Ưu điểm: - Nhân nhanh giống các loại cây trồng và động vật quý hiếm trong thời gian ngắn. - Tạo nhiều giống mới có lợi cho nông nghiệp, đảm bảo nhiều tính trạng di truyền tốt. 2. Nhược điểm: - Một vài ứng dung có hiệu suất không cao. - Ứng dụng sinh sản vô tính đôi khi được coi là phi đạo đức.