Giáo án phụ đạo Sinh học 12 phần Ứng dụng di truyền

Ngày soạn: Tiết 13,14,15,16 ÔN TẬP CHUYÊN ĐỀ ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC I. Mục tiêu. 1.Kiến thức. - Biết được nguồn vật liệu cho chọn giống từ tự nhiên và nhân tạo. - Vai trò của BDTH trong chọn giống vật nuôi và cây trồng. - Biết cách tạo ƯTL và sử dụng ƯTL. - Hiểu được cơ sở khoa học nguồn vật liệu cho chọn giống từ việc gây đột biến tạo nguồn vật liệu cho chọn giống vật nuôi và cây trồng. - Giải thích được cơ chế phát sinh và vai trò của đột biến trong qúa trình tạo nguyên liệu( VLDT) - Trình bày được 1 số quy trình và thành tựu tạo giống thực vật bằng công nghệ tế bào - Trình bày được kỹ thuật nhân bản vô tính ở động vật và nêu ý nghĩa thực tiễn của phương pháp này - Hiểu được bản chất các khái niệm công nghệ gen - Nắm được quy trình chuyển gen -Nêu được khái niệm sinh vật biến đổi gen và các ứng dụng của công nghệ gen trong việc tạo ra các giống sinh vật biến đổi gen 2. Kỹ năng. - Nâng cao kỹ năng phát triển hiện tượng qua chọn tạo giống mới từ các nguồn biến dị. II. Tiến trình tổ chức dạy học. 1. ổn định tổ chức. - Kiểm tra sĩ số. - Kiểm tra bài tập về nhà 2. Ôn tập. Giáo viên và học sinh ôn lại kiến thức đã học thuộc phần ứng dụng di truyền học Hoạt động của thầy và trò Nội dung Giáo viên giới thiệu về nguồn biến dị cho chọn giống Gv: Ghi các câu hỏi lên bảng và gọi các học sinh lên trình bày. GV: Câu 1: Em h·y nªu quy tr×nh chän gièng từ nguồn biến dị tổ hợp? - HS: Lên bảng trình bày - GV: Chỉnh sửa và chuẩn hóa kiến thức GV:-XÐt phÐp lai : P: AaBb x AaBb -ViÕt kq KG KH cã ë F1 ? HS: F1: 16 tæ hîp víi 4 nhãm KH, 9 nhãm KG. GV:Em cã nhËn xÐt g× vÌ sè l­îng tæ hîp KG vµ KH ? GV:BiÕn dÞ tæ hîp lµ g× ? vai trß ? GV:T¹i sao BDTH l¹i cã vai trß ®Æc biÖt quan träng trong viÖc t¹o gièng míi ? HS: §BG chØ lµm xuÊt hiÖn 1 gen míi ë 1 c¸ thÓ riªng lÎ nµo ®ã.Qua giao phèi gen nµy ®­îc ph¸t t¸n trong QT, nÕu lµ gen tréi th× sÏ biÓu hiÖn ngay thµnh KH, nÕu lµ gen lÆn th× khi gÆp tæ hîp ®ång hîp tö míi biÓu hiÖn thµnh KH.C¸c tæ gen míi cã KH míi nµy chÝnh lµ nguån nguyªn liÖu cho chän gièng. Chóng sÏ ®­îc nh©n lªn thµnh tËp ®oµn gièng c©y trång vËt nu«i. GV:- Dßng thuÇn lµ g×? - Ph­¬ng ph¸p t¹o dßng thuÇn ? ý nghÜa ? GV:P:®ùc(§B)AAbbCCDD x c¸i(lang hång)aaBBccdd F1: (lai KT) AaBbCcDd GV: F1 cã ®Æc ®iÓm g× vÒ KG vµ KH so víi P? GV:ThÕ nµo lµ ­u thÕ lai ? GV: Nguyªn nh©n của ưu thế lai ? GV: Phương pháp tạo ưu thế lai ? GV:Lµm thÕ nµo ®Ó duy tr× ¦TL ? GV: - Viện lúa quốc tế IRRI người ta lai khác dòng tạo ra nhiều giống lúa tốt có giống lúa đã trồng ở việt nam như : IR5. IR8 - C¸c gièng ng« lai: n¨ng suÊt cao. - §Ëu t­¬ng lai: n¨ng suÊt cao. GV:Quy trình tạo giống mới bằng phương pháp gây đột biến gồm mấy bước? Hs: Nhớ lại kiến thức và trả lời Gv: Gọi 3 học sinh lên bảng trình bày 3 phương pháp tạo giống bằng công nghệ tế bào thực vật. Hs: Lên bảng và trả lời Gv: vấn đáp để học sinh nắm chắc kiến thức về phương pháp tạo giống bằng công nghệ tế bào động vật. Giáo viên và học sinh ôn lại quy trình tạo giống nhờ công nghệ gen. I. Giíi thiÖu vÒ nguån gen tù nhiªn vµ nh©n t¹o 1. Nguån gen tù nhiªn -Lµ c¸c d¹ng cã trong tù nhiªn vÒ 1 vËt nu«i hay c©y trång nµo ®ã. - C¸c gièng ®Þa ph­¬ng cã tæ hîp nhiÒu gen thÝch nghi tèt víi ®iÒu kiÖn m«i tr­êng n¬i chóng sèng. 2. Nguån gen nh©n t¹o - Lµ c¸c kÕt qu¶ lai gièng cña 1 tæ chøc nghiªn cøu gièng c©y trång, vËt nu«I ®­îc cÊt gi÷, b¶o qu¶n trong 1 “Ng©n hµng gen”. II. Chän gièng tõ nguån biÕn dÞ tæ hîp - BDTH xuÊt hiÖn do sù tæ hîp l¹i VCDT cña bè mÑ qua qu¸ tr×nh giao phèi. - BDTH lµ nguyªn nh©n cña sù ®a d¹ng vÒ KG, phong phó vÒ KH cña gièng. 1.Tạo gièng thuần dựa trên nguồn biến dị tổ hợp. - Cho tự thụ phấn hoặc giao phối cận huyết ®Ó tạo ra c¸c tæ hợp gen mong muốn ( dòng thuần ). - Sau ®ã cho lai gièng vµ chän läc c¸c tæ hîp gen mong muèn VD: H×nh: 22 - SGK : T¹o dßng thuÇn AabbCC. 2.Tạo giống lai có ưu thế lai cao. -Khái niệm :Là hiện tượng con lai có năng suất, sức chống chịu, khả năng sinh trưởng phát triển cao vượt trội so với các dạng bố mẹ.BiÓu hiÖn râ nhÊt ë lai kh¸c dßng. - §Æc ®iÓm:BiÓu hiÖn cao nhÊt ë con lai F1, sau ®ã gi¶m dÇn qua c¸c thÕ hÖ.Nªn k dïng con lai F1 ®Ó lµm gièng mµ chØ dïng vµo môc ®Ých KT. - Nguyªn nh©n: Giả thuyết siêu trội: KiÓu gen AaBbCc có kiểu hình vượt trội sovới AABBCC, aabbcc ,AAbbCC, AABBcc.Khi cho con lai cã ¦TL cao tù thô phÊn th× tØ lÖ dÞ hîp gi¶m -> ¦TL gi¶m. - Phương pháp tạo ưu thế lai. + Lai khác dòng ®¬n : Tạo dòng thuần (A, B) b»ng tự thụ phấn qua 5-7 thế hệ -> råi cho A x B -> D + Lai khác dòng kÐp: + Lai thuËn nghÞch: - §Ó duy tr× ¦TL ng­êi ta dïng p2 lai lu©n chuyÓn ë §V hoÆc cho s2 sinh d­ìng ë TV. - Một sè thành tựu ë VN. + C©y trång: Ng« : gièng LVN 10, LVN 89, HQ 2000 Lóa lai F1 + VËt nu«i : Con lai F1 ë lîn, bß,dª, gµnh­ bß vµng Thanh Ho¸ x bß H«nsten Hµ lan ; VÞt Cá x vÞt BÇu III. Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến. - Quy trình: Gồm 3 bước. a) xử lí mẫu vật bằng tác nhân gây đột biến. -Tác nhân vật lí: tia tử ngoại, tia phóng xạ và sốc nhiệt. - Tác nhân hoá học. + Hoá chất gây siêu ĐBG :EMS (êtyl mêtal sunphônat), NMU(nitrôzô mêtyl urê), 5- BU(5-brôm uraxin)... + Hóa chất gây ĐB (SLNST) đa bội thể :cônsixin * Lưu ý: để gây đột biến có hiệu quả phải lựa chọn tác nhân, liều lượng và thời gian xử lí của các tác nhân gây đột biến. b) Chọn lọc các thể ĐB có kiểu hình mong muốn. - Dựa vào thể đột biến có lợi trong các thể đột biến tạo thành. - Mỗi thể đột biến chỉ cho một tính trạng có lợi của sản phẩm giống-> chọn các sản phẩm này rồi cho lai với nhau để tạo ra sản phẩm cuối cùng mang đặc tính mong muốn của giống. c) Tạo dòng thuần chủng. - Để củng cố và nhân nhanh thể đột biến có lợi, tạo ưu thế lai. III. Tạo giống công nghệ tế bào. 1. Nuôi cấy hạt phấn. - Mỗi hạt phấn mang tổ hợp gen rất khác nhau do biến dị tổ hợp. vì thế nu«i cÊy h¹t phÊn hoÆc no·n ®¬n béi ở môi trường nhân tạo in vitro ( trong ống nghiệm) t¹o c¸c m« ®¬n béi ph¸t triÓn thµnh c©y ®¬n bội có kiểu hình khác nhau chọn lọc. Tõ c¸c cây ®¬n béi nu«i trong èng nghiÖm sö lÝ ho¸ chÊt c«nsixin t¹o c©y l­ìng béi hoặc gây đột biến tạo cây tứ bội cã cïng mét kiÓu gen. - Phương pháp có hhiệu quả cao chọn được cây có đặc tính như: kháng thuốc diệt cỏ, chịu hạn, chịu phèn, kháng bệnh, VD: tạo lúa chiêm chịu hạn, 2. Nuôi cấy tế bào thực vật intro tạo mô sẹo. - Kĩ thuật nuôi cấy tế bào thực vật vitro kết hợp với sử dụng các hooc môn sinh trưởng auxin, gibêrlin, xitôkinin, nuôi cấy nhiều loại tế bào tạo mô sẹo sinh ra cây trưởng thành. - Nuôi cấy tế bào cho phép nhân nhanh các giống cây trồngcó năng suất cao chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái, chống chịu bệnh tật, - Thành tựu : tạo cây trồng khoai tây. Dứa, mía, một số giống cây trồng quý bảo tồn nguồn gen khỏi nguy cơ tuyệt chủng. 3. Tạo giống bằng chọn dòng tế bào xôma có biến dị. - Nuôi cấy tế bào 2n sử dụng tạo ra nhiều dòng tế bào mới trong việc tạo ra các cây trồng mới có nhiều gen khác nhau của cùng một giống ban đầu. - Thành tựu: giống lúa DR2 chịu hạn, chịu nóng năng xuất cao từ giống CR203. 4. Dung hợp tế bào trần. - Loại bỏ thành xenlulôzơ của tế bào bằng enzim hoặc vi phẫu tạo tế bào trần. - Lai tÕ bµo trần cùng loài hay khác loài t¹o nªn gièng lai ë thùc vËt. - Thành tựu: tạo cây pomato là cây lai giữa khoai tây và cà chua. II. Tạo giống động vật. 1. Cấy truyền phôi. - Là công nghệ tăng sinh sản ở động vật: phôi được lấy từ động vật cho cấy vào động vật nhận. - Tiến hành: + Tách phôi ra nhiều phần, mỗi phần phát triển thành nhiều hợp tử riêng cấy vào con cái. + Phối hợp nhiều phôi tạo thể khảm. + Biến đổi các thành phần trong tế bào theo hướng có lợi cho con người. 2. Nhân bản vô tính bằng kĩ thuật chuyển nhân. - Nhân bản vô tính ở ĐV được nhân bản từ tế bào xôma, không cần có sự tham gia của nhân tế bào sinh dục, chỉ cân tế bào chất của noãn bào. *Các bước tiến hành : + Tách tế bào tuyến vú cua cừu cho nhân , nuôi trong phòng thí nghiệm. + Tách tế bào trứng cuả cừu khác loại bỏ nhân của tế bào này. + Chuyển nhân của tế bào tuyến vú vào tế bào trứng đã bỏ nhân. + Nuôi cấy trên môi trường nhân tạo để trứng ph¸t triÓn thành phôi. + Chuyển phôi vào tử cung của cừu mẹ để nó mang thai. - Thành tựu: thành công trên chuột, khỉ, bò, lợn, dê, * ý nghĩa: - Nhân nhanh giống vật nuôi quý hiếm. - Tạo ra các giới động vật mang gen người nhằm cung cấp cơ quan nội tạng cho người bệnh. IV TẠO GIỐNG NHỜ CÔNG NGHỆ GEN * Quy trình chuyển gen. 1. Tạo ADN tái tổ hợp. * K/n :KT tạo ADN tái tổ hợp là KT gắn gen cần chuyển vào thể truyền * Cách tiến hành: - Tách ADN nhiÔm s¾c thÓ ra khái tÕ bµo cho vµ ADN plasmit ra khái tÕ bµo vi khuÈn. - C¾t ADN cña tÕ bµo cho, AND plasmit t¹i nh÷ng ®iÓm x¸c ®Þnh nhê Enzim c¾t giới hạn restrictaza - Chộn 2 loại ADN để bắt cặp bổ sung - Thêm enzim nối ligaza tạo liên kết phôtphođieste => tạo ADN tái tổ hợp. * Véc tơ chuyển gen là phân tử ADN có k/n tự nhân đôi tồn tại độc lập trong tế bào và mang được gen cần chuyển. - Plasmit có ADN dạng vòng, mạch kép, n»m trong tÕ bµo chất của vi khuÈn. - Thực khuẩn thể lamđa ( VR lây nhiễm khuẩn) 2. Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận. - Phương pháp biến nạp : Dùng muối canxi clorua hoặc xung điện cao áp làm giãn màng sinh chất của tế bào để ADN tái tổ hợp dễ dàng đi qua. - Phương pháp tải nạp: VR lây nhiễm khuẩn chủ động xâm nhập vào tế bào VK 3. Tách dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp. - Dựa vào dấu chuẩn hoặc các gen đánh dấu ở thể truyền . VD: gen đánh dấu có thể là gen kháng kháng sinh 4. HỆ THỐNG CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM: