I. TẠO GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN
1. Quy trình
Gây đột biến tạo giống mới là phương pháp sử dụng các tác nhân vật lí và hóa học, nhằm làm thay đổi vật liệu di truyền của sinh vật để phục vụ cho lợi ích của con người. Phương pháp này đặc biệt có hiệu quả với vi sinh vật.
a] Xử lí mẫu vật bằng tác nhân đột biến
- Lựa chọn tác nhân đột biến thích hợp.
- Xác định liều lượng, cường độ xử lí tối ưu.
- Xác định thời gian xử lí tối ưu.
b] Chọn lọc cá thể đột biến
- Tìm cách nhận biết các thể đột biến có kiểu hình mong muốn.
c] Tạo dòng thuần chủng
- Cho các thể đột biến sinh sản để nhân dòng thuần chủng.
2. Một số thành tựu tạo giống ở Việt Nam
a] Gây đột biến bằng các tác nhân vật lí
- Các loại tia tử ngoại, tia phóng xạ hay sốc nhiệt đều gây nên đột biến gen hoặc đột biến NST, tạo ra các thể đột biến khác nhau. Những thể đột biến có lợi được chọn lọc và trực tiếp nhân thành giống mới hoặc được dùng làm bố mẹ để lai giống.
b] Gây đột biến bằng các tác nhân hóa học
- Một số hóa chất khi thấm vào tế bào sẽ gây đột biến gen như: 5-BU, EMS. Các tác nhân này gây ra sự sao chép nhầm lẫn hoặc làm biến đổi cấu trúc của gen.
c] Một số thành tựu
- Xử lí các tác nhân lí hóa thu được nhiều chủng vi sinh vật, lúa, đậu tương… có nhiều đặc tính quý.
- Sử dụng cônsisin tạo được cây dâu tằm tứ bội.
- Táo Gia Lộc xử lí NMU → Táo má hồng cho năng suất cao.
II. TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
1. Công nghệ tế bào thực vật
- Nuôi cấy hạt phấn: Các hạt phấn đơn bội có thể mọc trên môi trường nuôi nhân tạo thành các dòng tế bào đơn bội. Các dòng này có kiểu gen đơn bội nên alen lặn được biểu hiện thành kiểu hình, cho phép chọn lọc in vitro [trong ống nghiệm] những dòng có các đặc tính mong muốn. Sau đó có thể lưỡng bội hóa để tạo dòng thuần.
- Nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo: Nhờ tìm ra môi trường nuôi cấy chuẩn kết hợp với việc sử dụng các hormone sinh trưởng như auxin, giberelin, xitokinin... người ta có thể nuôi cấy nhiều loại tế bào thực vật tạo mô sẹo.
- Tạo giống bằng chọn dòng tế bào xôma có biến dị: Nuôi cấy tế bào 2n trên môi trường nhân tạo, chúng sinh sản thành nhiều dòng tế bào có các tổ hợp NST khác nhau, các biến dị này gọi là biến dị dòng tế bào xôma.
- Dung hợp tế bào trần: Hai tế bào trần có khả năng dung hợp với nhau tạo thành các dòng tế bào khác nhau và phát triển thành giống mới.
→ Các kĩ thuật trên có hiệu quả cao khi chọn các dạng cây có khả năng: kháng thuốc diệt cỏ, chịu lạnh, chịu hạn, chịu phèn, chịu mặn, kháng bệnh… hoặc sự dung hợp tế bào giữa các mô của cùng một loài hay của các loài khác nhau tạo ra cây lai xôma giống như cây lai lưỡng tính.
2. Công nghệ tế bào động vật
a] Nhân bản vô tính động vật
- Nhân bản vô tính ở động vật được nhân bản từ tế bào xôma, không cần có sự tham gia của nhân tế bào sinh dục, chỉ cần tế bào chất của noãn bào.
- Đã thành công trong việc tạo ra cừu Dolly 1997. Các bước tiến hành:
+ Tách tế bào tuyến vú của cừu cho nhân, nuôi trong phòng thí nghiệm.
+ Tách tế bào trứng của 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 trong môi trường nhân tạo để trứng phát triển thành phôi.
+ Chuyển phôi vào tử cung của cừu mẹ để nó mang thai.
- 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.
b] Cấy truyền phôi
- Là thao tác chuyển phôi từ cơ thể động vật cho sang các cơ thể động vật nhận.
+ Từ một phôi có thể tách và cho phát triển thành nhiều phôi khác nhau.
+ Có thể phối hợp hai hay nhiều phôi thành một thể khảm, có ý nghĩa trong tạo ra loài mới.
+ Có thể làm biến đổi thành phần của tế bào phôi theo hướng có lợi cho con người.
Page 2
SureLRN
Đề bài:
A. vi sinh vật. B. động vật. C. cây trồng. D. động vật bậc cao.
D
I. ĐỘT BIẾN VÀ PHƯƠNG PHÁP TẠO ĐỘT BIẾN
- Khái niệm đột biến sinh học
- Đột biến là những biến đổi bất thường trong vật chất di truyền ở cấp độ phân tử [ADN, gen] hoặc cấp độ tế bào [nhiễm sắc thể], dẫn đến sự biến đổi đột ngột của một hoặc một số tính trạng, những biến đổi này có tính chất bền vững và có thể di truyền cho các đời sau.
- Đột biến là quá trình xảy ra đột ngột, riêng rẽ, ngẫu nhiên, không định hướng ở cơ thể sống trong điều kiện tự nhiên.
- Đa số là đột biến gen lặn và có hại, một số ít có lợi và có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình tiến hóa và chọn giống.
- Tạo đột biến bằng việc sử dụng các tác nhân vật lí
- Tạo đột biến bằng các tác nhân hóa học
- Tạo giống bằng phương pháp sốc nhiệt
- Vi sinh vật : Phương pháp tạo giống sinh vật bằng gây đột biến đặc biệt hiệu quả vì tốc độ sinh sản của chúng rất nhanh nên chúng nhanh chóng tạo ra các dòng đột biến
- Thực vật : Phương pháp gây đột biến được áp dụng đối với hạt khô, hạt nảy mầm, hoặc đỉnh sinh trưởng của thân, cành, hay hạt phấn, bầu nhụy của hoa.
- Động vật: Phương pháp gây đột biến nhân tạo chỉ được sử dụng hạn chế ở một số nhóm động vật bậc thấp, khó áp dụng cho các nhóm động vật bậc cao vì cơ quan sinh sản của chúng nằm sâu trong cơ thể nên rất khó xử lý. Chúng phản ứng rất nhạy và dễ bị chết khi xử lý bằng các tác nhân lí hóa.
- Cơ sở khoa học của chọn giống bằng phương pháp đột biến
- Mỗi một kiểu gen nhất định của một giống chỉ cho một năng suất nhất định. Trong điều kiện nuôi trồng tối ưu thì thì mỗi giống chỉ cho một năng suất tối đa nhất định [mức phản ứng của kiểu gen].
- Để thu được năng cao hơn thì phải thay đổi vật chất di truyền của giống do đó ta sử dụng các tác nhân vật lí, hóa học tác động vào bộ máy di truyền để gây đột biến.
II. QUY TRÌNH TẠO GIỐNG MỚI BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN
Quy trình tạo giống mới bằng phương pháp gây độ biến gồm các bước :
Bước 1: Xử lí mẫu vật bằng tác nhân gây đột biến
Bước 2: Chọn lọc các thể đột biến có kiểu hình mong muốn
Bước 3: Tạo dòng thuần chủng
1. Xử lí mẫu vật bằng tác nhân gây đột biến
| Loại tác nhân | Cơ chế tác động | Đối tượng | Cách sử dụng |
| Các loại tia phóng xạ [ tia X, tia gama, tia bêta, chùm nơtrôn...] | Kích thích và iôn hóa các nguyên tử khi chúng đi xuyên qua các mô sống. Các phân tử ADN, ARN trong tế bào chịu tác động trực tiếp của các tia phóng xạ hoặc chịu tác động gián tiếp của chúng qua quá trình tác động lên các phân tử nước trong tế bào [đặc biệt là các gốc OH- và H2O2 sinh ra có tác dụng ôxi hóa rất mạnh] làm thay đổi cấu trúc phân tử ADN gây ra đột biến gen và đột biến NST. | Tác động vào hạt khô, hạt nảy mầm, hoặc đỉnh sinh trưởng của thân, cành, hay hạt phấn, bầu nhụy của hoa gây ra đột biến gen và đột biến NST. | Chiếu xạ với cường độ và liều lượng thích hợp lên đỉnh sinh trưởng của thân, cành hoặc hạt phấn, bầu nhụy, mô thực vật nuôi cấy. |
| Tia tử ngoại | Không có khả năng xuyên sâu và ion hóa các nguyên tử mà chỉ có khả năng kích thích, nhưng khi được tế bào hấp thu nó cũng gây ra đột biến gen và đột biến NST. | Các tế bào vi sinh vật, bào tử hoặc hạt phấn ở thực vật để gây đột biến gen và đột biến NST. | |
| Nhiệt độ | Tăng giảm nhiệt độ đột ngột [sốc nhiệt] làm cơ chế nội cân bằng của cơ thể không khởi động kịp gây chấn thương bộ máy di truyền | Gây đột biến gen và đột biến nhiễm sắc thể | Thay đổi nhiệt đôi môi trường cách đột ngột |
| Loại tác nhân | Cơ chế tác động | Đối tượng và cách sử dụng |
| 5BU[5 brôm uraxin] | Thay thế T, chuyển đổi cặp A-T thành G-X qua nhân đôi ADN : A-T => A-5BU => G-5BU => G-X. | Thực vật : * Tiêm dung dịch hóa chất vào bầu nhụy, hoặc quấn bông có tẩm hóa chất vào điểm sinh trưởng ở thân, chồi cây. *Quấn bông tẩm hóa chất vào đỉnh sinh trưởng của thân hoặc chồi * Dùng hóa chất dạng hơi để phun Động vật : Dùng hóa chất tác dụng lên tinh hoàn, buồng trứng. |
| Etyl metal sunfonat [EMS] | Gây đột biến thay thế cặp G-X thành cặp A-T | |
| NMU | Thay thế G –X thành X- G hoặc A-T | |
| Acridin | Gây đột biến mất hoặc thêm cặp Nu, nếu được chèn vào mạch khuôn cũ gây đột biến thêm cặp Nu | |
| Côsixin | Rối loạn hình thành thoi vô sắc dẫn đến rồi loạn phân li cặp nhiễm sắc thể |
2. Chọn lọc các thể đột biến có kiểu hình mong muốn
Khi trong quần thể giống xuất hiện các đột biến, dựa vào những đặc điểm có thể nhận biết để tách các cá thể mang đột biến có lợi ra khỏi quần thể giống.
3. Tạo dòng thuần chủng
Sau khi nhận biết được thể đột biến mong muốn, ta cho chúng sinh sản để nhân lên thành dòng thuần chủng theo đột biến tạo được.
III. THÀNH TỰU CỦA PHƯƠNG PHÁP TẠO GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN .
- Trong chọn giống vi sinh vật
Tạo được chủng nấm penicilium đột biến có hoạt tính penicilin tăng gấp 200 lần dạng ban đầu. Tạo được chủng vi khuẩn đột biến có năng suất tổng hợp lizin cao gấp 300 lần dạng ban đầu.
- Trong chọn giống thực vật
- Hướng tạo thể đa bội được chú trọng nhiều đối với các giống cây trồng thu hoạch chủ yếu về thân, lá, củ như cây lấy gỗ, cây lấy sợi, cây rau...
Ví dụ : Rau muống 4n có lá và thân to, sản lượng 30 tạ/ha. Dương liễu 3n lớn mạnh, cho gỗ tốt, dưa hấu, nho tam bội không hạt ; dâu tằm tứ bội
- Xử lý giống lúa Mộc Tuyền bằng tia gama tạo ra giống lúa MT1 chín sớm, cây thấp và cứng, chịu phân, chịu chua, năng suất tăng 15-25%. Lai giống có chọn lọc giữa 12 dòng đột biến từ giống ngô M1 tạo thành giống ngô DT6 chín sớm, năng suất cao, hàm lượng prôtêin tăng 1,5%, tinh bột giảm 4%.
- Táo gia lộc xử lí NMU → táo má hồng cho năng suất cao
Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:
Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Sinh lớp 12 - Xem ngay
>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2023 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.