Câu hỏi: Trình bày những ưu thế của công nghệ tế bào?
Trả lời:
- Tạo số lượng lớn giống cây trồng, vật nuôi trong thời gian ngắn mang kiểu gen giống với cây ban đầu
- Triển vọng nhân nhanh nguồn gen động vật quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng
- Chủ động cung cấp các cơ quan thay thế cho các bệnh nhân bị hỏng các cơ quan tương ứng.
Hãy cùng Top lời giải tìm hiểu thêm kiến thức về công nghệ tế bào nhé!
1. Công nghệ tế bào là gì?
- Công nghệ tế bào là ngành kĩ thuật về quy trình ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế bào hoặc mô để tạo ra cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh.
- Công nghệ tế bào gồm hai giai đoạn thiết yếu là:
+ Tách tế bào hoặc mô từ cơ thể rồi nuôi cấy ở môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo thành mô sẹo.
+ Dùng hoocmon tăng trưởng kích thích mô sẹo phân hó thành cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh.
- Vì cơ thể hoàn chỉnh được sinh ra từ một tế bào của dạng gốc, Có bộ gen nằm trong nhân tế bào và được sao chép lại nên cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh có kiểu gen của dạng gốc.
2. Các bước tiến hành
- Bước 1: Lấy tế bào hoặc mô từ cơ thể mang đi nuôi cấy ở môi trường dinh dưỡng để tạo mô sẹo.
- Bước 2: Để kích thích mô sẹo phân hóa thành cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh người ta sử dụng đến hoocmoon sinh trưởng.
3. Ứng dụng công nghệ tế bào
a. Nhân giống vô tính trong ống nghiệm ở cây trồng
- Phương pháp này giúp nhân nhanh số lượng cây giống, rút ngắn thời gian tạo cây con, bảo tổn một số nguồn gen thực vật quý hiếm.
- Một số thành tựu đã đạt được khi áp dụng phương pháp này như là nhân giống ở khoai tây, mía, hoa phong lan, cây gỗ quý.
Lưu ý:Ở nhân giống vô tính trong ống nghiệm ở cây trồng không sử dụng các tế bào đã qua phân hóa [ hoặc già] vì phải trải qua khâu phản phân hóa tốn thời gian, hóa chất và kinh phí.
b. Ứng dụng nuôi cấy tế bào và mô trong chọn giống cây trồng
- Dòng tế bào xoma biến dị được phát hiện và chọn lọc giúp tế bào mới có năng suất và chất lượng tốt nhất, phù hợp với điều kiện của môi trường.
Ví dụ:
+ Giống lúa CR203 là dòng tế bào chịu nóng và khô hạn tốt lại cho năng suất cao.
+ Tạo giống lúa DR2 có năng suất và độ thuần chủng cao, chịu được nóng và khô hạn tốt.
- Ưu điểm là tạo các giống cây trổng mới, có các kiều gen khác nhau của cùng một giống ban đầu
- Phương pháp này tạo ra các giống mới dựa vào hiện tượng đột biến gen và biến dị số lượng NST tạo thể lệch bội khác nhau.
c. Nhân bản vô tính ở động vật
- Nhân nhanh nguồn gen động vật quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng.
- Tạo cơ quan nội tạng của động vật từ tế bào động vật đã được chuyển gen người để chủ động cung cấp các cơ quan thay thế cho các bệnh nhân bị hỏng cơ quan.
- Những thành tựu công nghệ tế bào:
+ Trên thế giới, thành tựu công nghệ tế bào nổi bật và đáng nghi nhớ nhất đó là nhân bản vô tính thành công ở cừu, chú cừu được nhân bản vô tính có tên là Cừu Đôli
+ Việt Nam đã nhân bản vô tính thành công trên cá trạch
4. Bài tập
Bài tập 1: Hãy chọn phương án sai:
Phương pháp vi nhân giống ở cây trồng và nhân bản vô tính ở động vật có nhiều ưu việt hơn so với nhân giống vô tính bằng cách: giâm, chiết, ghép vì:
A.Ít tốn giống
B.Tạo ra nhiều biến dị tốt
C.Sạch mầm bệnh
D.Nhân nhanh nguồn gen quý hiếm
Đáp án đúng:A.Ít tốn giống
Bài tập 2:Hãy điền từ thích hợp vào những chỗ trống sau đây
"Khi ứng dụng công nghệ tế bào trên đối tượng là thực vật [hoặc động vật], người ta đều phải____[1]___ khỏi cơ thể rồi nuôi cấy trong___[2]____thích hợp để tạo thành____[3]____[hay mô sẹo]. Tiếp đến để kích thích mô sẹo phân hóa thành cơ quan [hay cơ thể hoàn chỉnh] thì người ta dùng__[4]_____.
Đáp án:
1. tách rời tế bào
2. cơ thể mới
3. mô non
4. hoocmon sinh trưởng
Bài tập 3:Người ta tách mô phân sinh [từ đỉnh sinh trưởng hoặc từ tế bào lá non] nuôi cấy trong môi trường nào để tạo ra mô sẹo?
A.Môi trường tự nhiên
B.Môi trường dinh dưỡng đặc trong ống nghiệm
C.Kết hợp môi trường nhân tạo và tự nhiên
D.Môi trường dinh dưỡng trong vườn ươm
Đáp án đúng:B.Môi trường dinh dưỡng đặc trong ống nghiệm
Bài tập 4:Hãy nêu những ưu điểm và triển vọng của nhân giống vô tính trong ống nghiệm.
Đáp án:
- Ưu điểm của nhân giống vô tính trong ống nghiệm: phương pháp có hiệu quả, tăng nhanh số lượng cá thể trong một thời gian ngắn, đáp ứng được yêu cầu của sản xuất. Giúp cho việc bảo tồn một số nguồn gen thực vật quý hiếm có nguy cơ bị tiệt chủng.
- Triển vọng của nhân giống vô tính trong ống nghiệm nhằm nhân nhanh nguồn gen quý hiếm có nguy cơ bị tiệt chủng. Đối với động vật việc nhân bản vô tính để tạo cơ quan nội tạng động vật từ các tế bào động vật đã được chuyển gen người mở ra khả năng chủ động cung cấp các cơ quan thay thế cho bệnh nhân bị hỏng các cơ quan tương ứng.
Tóm tắt Lý thuyết Sinh 12 Bài 19 Tạo giống nhờ công nghệ tế bào ngắn gọn, hay nhất. Tổng hợp toàn bộ Lý thuyết Sinh 12 đầy đủ, chi tiết.
I. PHƯƠNG PHÁP TẠO GIỐNG NHỜ CÔNG 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 truyềncần 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
| Phương pháp tạo giống | Ưu điểm, ứng dụng |
| Nuôi cấy hạt phấn | Tạo ra các dòng thuần chủng, tình trạng chọn lọc sẽ rất ổn định Dùng để chọn các cây có đặc tính chống chịu hạn, chịu lạnh, chịu mặn, kháng thuốc diệt cỏ,… Dùng để tạo ra dòng thuần chủng, tình trạng chọn lọc sẽ rất ổn định. |
Nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo | Nhân nhanh giống cây trồng quý hiếm và sạch bệnh, tạo ra nhiều cá thể mới có kiểu gen giống với cá thể ban đầu. |
| Dung hợp tế bào trần | Tạo ra các cây lai khác loài mang đặc điểm của cả 2 loài nhưng không cần phải trải qua sinh sản hữu tính, tránh hiện tượng bất thụ của con lai |
| Chọn dòng tế bào xô ma có biến dị | Tạo các giống cây trồng mới,có các kiểu gen khác nhau của cùng một giống ban đầu. |
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 vậtbằng 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.