I. PHƯƠNG PHÁP TẠO GIỐNG NHỜCÔNG NGHỆ TẾ BÀO
Công nghệ tế bào là một ngành kĩ thuật áp dụng phương pháp nuôi cấy mô hoặc tế bào trong môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo ra những mô, cơ quan hay cơ thể hoàn chỉnh mang đặc tính của cơ thể cho mô, tế bào.
Các giai đoạn của công nghệ tế bào
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.
Cơ sở di truyền
- 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 nguyên phân. Có nghĩa là bất kì tế bào nào 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.
II. TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO Ở THỰC VẬT
Hình 1. Quy trình tạo giống bằng công nghệ tế bào ở thực vật.
a] Nuôi cấy hạt phấn; b] Nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo; c] Dung hợp tế bào trần; d] Chọn dòng tế bào xô ma có biến dị
III. TẠO GIỐNG MỚI BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO Ở ĐỘNG VẬT
1. Cấy truyền phôi
- Là kĩ thuật phân cắt phôi động vật thành nhiều phôi rồi nuôi cấy các phôi này vào tử cung khác nhau để tạo ra được nhiều con vật có kiểu gen giống nhau.
- Quy trình cấy truyền phôi:
- Bước 1: Tách lấy phôi từ động vật cho phôi.
- Bước 2: Sử dụng các biện pháp để tác động vào phôi đó trước khi cho vào tế bào nhận:
*Cách 1: Tách phôi này thành 2 hay nhiều phần, mỗi phần cho phát triển thành 1 phôi riêng biệt. Cách này áp dụng đối với các động vật quý hiếm, đẻ ít.
*Cách 2: Phối hợp 2 hay nhiều phôi lại để tạo thành 1 thể khảm: Cách này mở ra 1 hướng mới, tạo vật nuôi khác loài. Cơ thể này có bộ NST từ 2 hợp tử khác nhau ban đầu.
*Cách 3: Làm biến đổi thành phần trong tế bào của phôi khi mới phát triển theo hướng có lợi cho con người.
- Bước 3: Cấy phôi đã chịu tác động ở bước 2 vào tử cung của các động vật nhận phôi để các động vật này mang thai và sinh con.
- Ứng dụng: Cấy truyền phôi giúp tăng sinh ở động vật, tạo ra giống có kiểu gen đồng nhất, cho năng suất cao, đồng đều trong cùng 1 điều kiện nuôi dưỡng. Cấy truyền phôi mở ra hướng mới tạo được vật nuôi khác loài thông qua sự phối hợp phôi để hình thành thể khảm theo hướng có lợi cho con người.
2. Nhân bản vô tính ở động vật bằng kĩ thuật chuyển nhân
- Quy trình:
- Bước 1. Tách tế bào sinh dưỡng [2n] của động vật cho nhân nuôi trong phòng thí nghiệm [là tế bào tuyến vú trong công nghệ tạo cừu Doly].
- Bước 2. Tách trứng của 1 động vật khác, sau đó loại bỏ nhân của tế bào trứng.
- Bước 3. Chuyển nhân của tế bào động vật cho nhân vào trong tế bào chất của tế bào trứng đã bị loại bỏ nhân.
- Bước 4. Nuôi cấy tế bào trứng đã được chuyển nhân trong môi trường dinh dưỡng nhân tạo để trứng phân chia, phân cắt tạo ra phôi.
- Bước 5. Chuyển phôi vào trong tử cung của 1 động vật khác để động vật này mang thai. Sau 1 thời gian mang thai [giống tự nhiên], động vật này sẽ sinh được con non có kiểu hình của động vật cho nhân.
- Ứng dụng:
+ Nhân lên nhanh chóng giống vật nuôi quý hiếm hoặc làm tăng năng suất chăn nuôi.
+ Tạo ra động vật mang gen người, ứng dụng trong y học như: động vật có thể cung cấp cơ quan nội tạng người giúp cho việc thay thế, ghép nội quan cho người bệnh mà không bị hệ miễn dịch của người bệnh đào thải.
+ Có ý nghĩa đặc biệt trong việc nhân bản động vật biến đổi gen.
Tạo giống cây trồng bằng công nghệ tế bào không gồm phương pháp:
A.
Nuôi cấy hạt phấn, lai xôma
B.
C.
Chọn dòng tế bào xôma có biến dị.
D.
Nuôi cấy tế bào thực vật Invitro tạo mô sẹo.
Xem toàn bộ tài liệu Lớp 12: tại đây
Xem thêm các sách tham khảo liên quan:
- Giải Sinh Học Lớp 12
- Giải Sinh Học Lớp 12 [Ngắn Gọn]
- Sách Giáo Viên Sinh Học Lớp 12
- Sách Giáo Viên Sinh Học Lớp 12 Nâng Cao
- Sách Bài Tập Sinh Học Lớp 12
Giải Bài Tập Sinh Học 12 – Bài 24: Tạo giống bằng công nghệ tế bào [Nâng Cao] giúp HS giải bài tập, cung cấp cho học sinh những hiểu biết khoa học về đặc điểm cấu tạo, mọi hoạt động sống của con người và các loại sinh vật trong tự nhiên:
Sách giải bài tập công nghệ 12 – Bài 24: Tạo giống bằng công nghệ tế bào [Nâng Cao] giúp HS giải bài tập, lĩnh hội các kiến thức, kĩ năng kĩ thuật và vận dụng được vào thực tế cần khơi dậy và phát huy triệt để tính chủ động, sáng tạo của học sinh trong học tập:
Trả lời câu hỏi Sinh 12 nâng cao Bài 24 trang 95: Từ kiến thức đã học, hãy cho biết công nghệ tế bào là gì.
Lời giải:
– Công nghệ tế bào là một quy trình công nghệ dùng để tạo ra những tế bào [thực vật, động vật] mới, các tế bào này được tạo điều kiện phát triển thành cơ thể mới trong môi trường xác định. Công nghệ tế bào giúp cho các nhà chọn giống có thể chủ động hoàn toàn trong việc tạo ra các giống vật nuôi, cây trồng ở mức dưới cơ thể.
Bài 1 trang 97 sgk Sinh học 12 nâng cao: Hãy phân biệt các phương pháp chọn giống thực vật bằng kĩ thuật nuôi cấy tế bào.
Lời giải:
| Nguồn nguyên liệu ban đầu | Hạt phấn [n] | Tế bào 2n | Tế bào 2n | 2 dòng tế bào có bộ NST 2n của 2 loài khác nhau |
| Cách tiến hành | Nuôi trên môi trường nhân tạo, chọn lọc các dòng đơn bội có biểu hiện tính trạng mong muốn khác nhau, cho lưỡng bội hóa. | Nuôi trên môi trường nhân tạo để tạo thành mô sẹo, bổ sung hoocmôn kích thích sinh trưởng cho phát triển thành cây trưởng thành. | Nuôi trên môi trường nuôi cấy nhân tạo, chọn lọc các dòng tế bào xoma có biến dị số lượng NST khác nhau, sử dụng để tạo ra các giống cây trồng mới. | Tạo tế bào trần, cho dung hợp hai khối nhân và tế bào chất thành một, nuôi trong môi trường nhân tạo cho phát triển thành cây lai. |
| Cơ sở di truyền của phương pháp | Tạo dòng thuần lưỡng bội từ dòng đơn bội. | Mô sẹo gồm nhiều tế bào chưa biệt hóa, có khả năng sinh trưởng mạnh, điều khiển cho tế bào biệt hóa thành các mô khác nhau, tái sinh ra cây trưởng thành. Tạo dòng thuần đơn bội. | Dựa vào biến dị số lượng NST tạo thể dị bội khác nhau. | Lai xa, lai khác loài tạo thể song nhị bội, không thông qua lai hữu tính, tránh hiện tượng bất thụ. |
| Hiệu quả | Hiệu quả cao khi chọn các dạng cây có đặc tính: kháng thuốc diệt cỏ, chịu lạnh, chịu hạn, kháng bệnh…, tính trạng chọn lọc rất ổn định. | Nhân nhanh giống cây trồng có năng suất cao, chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái, chống chịu tốt. | Sử dụng để tạo ra các giống cây trồng mới, có các kiểu gen khác nhau của cùng một giống ban đầu. | Giống mới mang đặc điểm của hai loài khác nhau, vượt qua hàng rào sinh học trong lai xa. |
Bài 2 trang 97 sgk Sinh học 12 nâng cao: Nêu lợi ích của chọn giống thực vật bằng công nghệ tế bào.
Lời giải:
Lợi ích của chọn giống thực vật bằng công nghệ tế bào:
– Phương pháp nuôi cấy hạt phấn: Phương pháp này có hiệu quả cao khi chọn các dạng cây có khả năng: kháng thuốc diệt cỏ, chịu lạnh, chịu hạn, chịu phèn, chịu mặn, … Các dòng đều thuần chủng vì chúng được lưỡng bội hóa từ bộ gen đơn bội ban đầu, tính trạng chọn lọc được sẽ rất ổn định.
– Nuôi cấy tế bào thực vật invitro tạo mô sẹo: Kĩ thuật này giúp nhân nhanh giống cây trồng có năng suất cao, chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái nhất định, chống chịu tốt với nhiều loại sâu bệnh… giúp một số giống cây quý hiếm được bảo tồn nguồn gen khỏi nguy cơ tuyệt chủng.
– Tạo giống bằng chọn dòng xôma có biến dị: Phương pháp này dùng để tạo ra các giống cây trồng mới, có kiểu gen khác nhau của cùng một giống ban đầu.
– Dung hợp tế bào trần: Tạo giống mới mang đặc điểm của cả hai loài mà lai hữu tính không thể tạo ra được, giúp vượt qua hàng rào sinh học trong lai xa.
Bài 3 trang 97 sgk Sinh học 12 nâng cao: So sánh hai phương pháp cấy truyền phôi và nhân bản vô tính bằng kĩ thuật chuyển nhân ở động vật.
Lời giải:
| Giống nhau | – Tạo giống có vốn gen ổn định không bị biến dị tổ hợp, bảo đảm nhân nhanh giống ban đầu. | ||
| Khác nhau | Mục đích |
Tạo nhiều con giống có phẩm chất giống nhau từ một hợp tử ban đầu. – Dùng để nhân giống đối với loài thú quý hiếm, vật nuôi sinh sản chậm. |
Nhân nhanh giống vật nuôi quý hiếm hoặc tăng năng suất trong chăn nuôi. – Tạo ra các giống động vật mang gen người, cung cấp cơ quan nội tạng cho người bệnh. |
| Cách tiến hành |
– Tách phôi ra khỏi động vật cho, tách phôi thành 2 hay nhiều phần, mỗi phần phát triển thành 1 hợp tử riêng biệt. – Cấy phôi vào động vật nhận. |
– Tách tế bào xoma của động vật cho nhân, nuôi trong phòng thí nghiệm.
– Tách tế bào trứng của loài động vật nhận nhân, loại bỏ nhân của tế bào trứng. – Chuyển nhân của tế bào cho nhân vào trứng đã bị bỏ nhân. Nuôi cấy trên môi trường nhân tạo cho trứng phân cắt thành phôi. – Chuyển phôi vào tử cung của động vật mang thai. |
|
| Cơ sở di truyền | Do các cá thể được nhân lên từ 1 hợp tử ban đầu nên có cùng kiểu gen sẽ tạo ra một tập hợp giống đồng nhất về kiểu gen, kiểu hình một cách nhanh chóng. | Động vật có vú có thể được nhân bản lên từ tế bào xoma, không cần có sự tham gia của nhân tế bào sinh dục, chỉ cần chất tế bào của 1 noãn bào. |
Bài 4 trang 97 sgk Sinh học 12 nâng cao: Hãy chọn phương án trả lời đúng nhất. Thực chất của phương pháp cấy truyền phôi là
A. tạo ra nhiều cá thể từ một phôi ban đầu.
B. phối hợp vật liệu di truyền của nhiều loài trong một phôi.
C. cải biến thành phần của phôi theo hướng có lợi cho con người.
D. cả A, B và C
Lời giải:
Đáp án A