Tạo giống bằng phương pháp gây đột biến và công nghệ tế bào

TẠO GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN VÀ CÔNG NGHỆ TẾ BÀO

A. LÝ THUYẾT CẦN NHỚ

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

a. Xử lí mẫu vật bằng tác nhân gây đột biến

- Xử lí mẫu vật bằng các tác nhân đột biến: với liều lượng và thời gian xử lí thích hợp nếu không sinh vật sẽ chết hay giảm khả năng sinh sản và sức sống.

b. Chọn lọc cá thể đột biến có kiểu hình mong muốn

- Chọn lọc các thể đột biến có kiểu hình mong muốn, ta phải tìm cách nhận biết ra chúng trong các sinh vật bình thường cũng như các thể đột biến khác.

c. Tạo dòng thuần chủng

- Tạo ra dòng thuần chủng: cho các thể đột biến được chọn sinh sản để nhân lên thành dòng thuần.

 

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

 

             

 

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 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 soma 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 soma.

 

                                       

 

- 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 kỹ 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 soma giống như cây lai lưỡng tính.

 

                  

 

 

2. Công nghệ tế bào động vật

- 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.

 

                             

 

 

- Nhân bản vô tính bằng kỹ thuật chuyển gen

+ Đã thành công trong việc tạo ra cừu Dolly 1997

+ Nhân bản vô tính có thể nhân nhanh các giống vật nuôi quí hiếm hoặc tăng năng suất trong chăn nuôi.

                                                        

 

 

B. BÀI TẬP VẬN DỤNG

 

Bài 1: Giả sử có một giống cây cà chua có gen A quy định một tính trạng không mong muốn (dễ mắc bệnh X). Hãy nêu quy trình tạo thể đột biến có kiểu gen aa có khả năng kháng bệnh X?

     Có thể dùng phương pháp gây đột biến bằng tia phóng xạ. Ví dụ, xử lí hạt giống bằng tia phóng xạ để gây đột biến rồi sau đó gieo hạt lên thành cây và cho các cây con nhiễm tác nhân gây bệnh. Sau đó chọn lọc ra các cây có khả năng kháng bệnh. Những cây có khả năng kháng bệnh cho lai với nhau hoặc cho tự thụ phẩn để tạo ra các dòng thuần.

 

Bài 2: Có hai giống lúa, một giống có gen quy định khả năng kháng bệnh X và một giống có gen quy định khả năng kháng bệnh Y. Bằng cách gây đột biến người ta có thể tạo ra giống mới có cả hai gen kháng bệnh X và Ỵ được không? Giải thích cách tiến hành thí nghiệm. Biết rằng gen quy định bệnh X và gen quy định bệnh Y nằm trên hai NST tương đồng khác nhau?

     Có thể lai hai giống cây với nhau rồi sau đó xử lí con lai bằng tác nhân đột biến nhằm tạo ra các đột biến chuyển đoạn nhiễm sắc thể chứa cả hai gen có lợi.

 

Bài 3: Trình bày quy trình tạo giống cây khác loài bằng phương pháp lai tế bào xôma?

      Lai tế bào xôma hay dung hợp tế bào trần, cũng là một kĩ thuật hiện đại góp phần tạo nên giống lai khác loài ở thực vật. Để cho hai tế bào thực vật 2n (tế bào sinh dưỡng) có thể dung hợp với nhau thành một tế bào thống nhất, người ta cần phải loại bỏ thành tế bào trước khi đem lai. Sau đó cho các tế bào đã mất thành tế bào (tế bào trần) của hai loài vào trong môi trường đặc biệt để chúng dung hợp với nhau.

    Cho tế bào lai vào nuôi cấy trong môi trường nuôi cấy đặc biệt cho chúng phân chia và tái sinh thành cây lai khác loài.

 

Bài 4: Giải thích quy trình nhân bản vô tính ở động vật và nêu ý nghĩa thực tiễn của phương pháp này?

    Trong tự nhiên, khi một hợp tử trong những lần phân chia đầu tiên vì một lí do nào đó lại tách ra thành nhiều phôi riêng biệt. Sau đó, những phôi này phát triển thành những cá thể giống nhau.

    Vì vậy phương pháp này có thể áp dụng rộng rãi trong thực tế để nhân nhanh các giống vật nuôi, cây trồng quý hiếm có kiểu gen giống với kiểu gen của cơ thể ban đầu.

 

C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

 

Câu 1: Cho các bước sau:

(1) Cho tự thụ phấn hoặc lai xa để tạo ra các giống thuần chủng.

(2) Chọn lọc các thể đột biến có kiểu hình mong muốn.

(3) Xử lí mẫu vật bằng tác nhân đột biến.

(4) Tạo dòng thuần chủng.

Quy trình tạo giống bằng phương pháp gây đột biến là:

A. (1) → (3) → (2)

B. (3) → (2) → (1)

C. (3) → (2) → (4)

D. (2) → (3) → (4)

Câu 2: Phương pháp gây đột biến nhân tạo được sử dụng phổ biến đối với

A. thực vật và vi sinh vật

B. động vật và vi sinh vật

C. động vật bậc thấp

D. động vật và thực vật

Câu 3: Cho các thành tựu sau:

(1) Tạo cây lưỡng bọi thuần chủng về tất cả các gen.

(2) Tạo giống dâu tằm tam bội.

(3) Tạo giống mới mang đặc điểm của 2 loài.

(4) Tạo giống dưa hấu đa bội.

Các thành tự được tạo ra bằng phương pháp gây đột biến là:

A. (3) và (4)

B. (1) và (3)

C. (1) và (2)

D. (2) và (4)

Câu 4: Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A. Các nhà khoa học Việt Nam đã tạo được giống dâu tằm tam bội (3n) bằng phương pháp tạo ra giống dâu tằm tứ bội (4n), sau đó cho lai nó với giống dâu tằm lưỡng bội để tạo ra giống dâu tằm tam bội (3n).

B. Công nghệ tế bào thực vật giúp nhân giống vô tính các loại cây trông quý hiếm hoặc tạo ra các cây lai khác loài.

C. Kĩ thuật nhân bản vô tính có ý nghĩa trong việc nhân bản động vật biế đổi gen.

D. Trên đối tượng là thực vật và động vật, bằng cách xử lí tác nhân gây đột biế như tia phóng xạ hoặc hóa chất, các nhà di truyền học Việt Nam đã tạo ra nhiều giống cây trồng và vật nuôi có nhiều đặc điểm quý.

Câu 5: Để tạo ra cơ thể mang bộ NST của 2 loài khác nhau mà không qua sinh sản hữu tính, người ta sử dụng phương pháp

A. lai tế bào

B. gây đột biến nhân tạo

C. nhân bản vô tính

D. cây truyền phôi

Câu 6: Trong quy trình nhân bản cừu Đôly, bước nào sau đây là đúng?

A. Lấy trứng của con cừu cho trứng để loại bỏ khối tế bào chất.

B. Lấy nhân từ trứng của con cừu cho trứng.

C. Tế bào trứng mang nhân của tế bào tuyến vú đã đưỡ cấy vào tử cung của con cừu khác để phát triển và sinh nở bình thường.

D. Cừu con sinh ra có kiểu hình giống kiểu hình của cừu cho trứng.

Câu 7: Kĩ thuật nào dưới đây là ứng dụng của công nghệ tế bào trong tạo giống mới ở thực vật?

A. Nuôi cấy hạt phấn

B. Nuôi cấy mô tế bào

C. Cấy truyền phôi

D. Nhân bản vô tính

Câu 8: Bảng dưới đây cho ta biết 1 số thông tin về tạo giống bằng công nghệ tế bào:

Cột A	Cột B
1. Nuôi cấy hạt phấn	a) Tạo nên quần thể cây trồng đồng nhất về kiểu gen
2. Lấy tế bào sinh dưỡng	b) Cần phải loại bỏ thành tế bào trước khi đem lai
3. Nuôi cấy mô tế bào	c) Cần xử lí chất consixin gây lưỡng bội hóa tạo cây lưỡng bội
4. Cấy truyền phôi	d) Kĩ thuật chia cắt phôi động vật thành nhiều phôi

Trong các phương án dưới đây, phương án nào có tổ hợp ghép đôi đúng?

A. 1-a, 2-b, 3-c, 4-d

B. 1-c, 2-b, 3-a, 4-d

C. 1-c, 2-a, 3-c, 4-d

D. 1-b, 2-a, 3-c, 4-d

Câu 9: Trong công nghệ tế bào thực vật, phương pháp nào có sử dụng hóa chất consixin?

A. Nuối cấy mô tế bào và lai tế bào sinh dưỡng

B. Nuối cấy mô tế bào và nuôi cấy hạt phấn

C. Nuôi cấy hạt phấn và lai tế bào sinh dưỡng

D. Nuối cấy mô tế bào

Câu 10: Khi nói về tạo giống bằng công nghệ tế bào, có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng?

(1) Để nhân các giống lan quý, các nhà nghiên cứu cây cảnh đã áp dụng phương pháp nuôi cấy tế bào, mô thực vật.

(2) Khi nuối cấy hạt phấn hay noãn chưa thụ tinh trong môi trường nhân tạo có thể mọc thành các dòng tế bào đơn bội.

(3) Caonsixin là hóa chất có hiệu quả rất cao trong việc gây đột biến đa bội.

(4) Trong lai tế bào, người ta nuôi cấy 2 dòng tế bào sinh dục khác loài.

A. 4               B. 3

C. 2               D. 1

Câu 11: Khi nói về công nghệ tế bào, phát biểu nào sau đây đúng?

A. Nuôi cấy và lưỡng bội hóa hạt phấn có thể tạo ra đời con có kiểu hình khác cây mẹ.

B. Lai 2 tế bào trần cùng loại tạo ra thể song nhị bộ.

C. Nuôi cấy mô tế bào để tạo ra quần thể cây trông có kiểu gen đa dạng.

D. Cây truyền phôi ở động vật chỉ cần sử dụng 1 cá thể cái để nuôi phôi.

Câu 12: Bằng công nghệ tế bào thực vật, người ta có thể nuôi cấy các hạt phấn rồi cho lưỡng bội hóa thành cây lưỡng bội. Bằng kĩ thuật lai xa kèm đa bội hóa đã tạo ra thể song nhị bội. Trong các đặc điểm sau, những đặc điểm nào là chung cho cả 2 phương pháp?

(1) Đều sử dụng hóa chất consixin để gây đột biến.

(2) Đều tạo ra các cá thể có kiểu gen thuần chủng.

(3) Đều tạo ra các cá thể có kiểu gen đồng nhất.

(4) Đều được ứng dụng để nhân nhanh các giống cây quý hiếm.

Đáp án đúng là:

A. (1) và (2)

B. (1) và (3)

C. (1), (2), (3) và (4)

D. (1), (2) và (3)

Câu 13: Cho các phương án sau:

(1) Nhân bản vô tính.

(2) Lai tế bào sinh dưỡng.

(3) Lai giữa các dòng thuần khác nhau tạo ra F1.

(4) Nuôi cấy hạt phấn rồi lưỡng bội hóa các dòng đơn bội.

(5) Lai xa và đa bội hóa.

Các phương pháp dùng dể tạo ra thể song nhị bội là:

A. (1) và (5)

B. (3) và (5)

C. (2) và (5)

D. (4) và (5)

Câu 14: Từ một cơ thể có kiểu gen AabbDdEE, có thể tạo ra cơ thể có kiểu gen nào sau đây bằng phương pháp nuôi cất hạt phấn và lưỡng bội hóa?

A. AabbDdEE

B. AabbDdEE

C. aabbddEE

D. aaBBddEE

 

ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM

 

Bài viết gợi ý: