báo cáo tổng kết học phần thực tập di truyền học

PHẦN 1 GIỚI THIỆUDi truyền học cũng như học phần thực tập di truyền học là môn họcnghiên cứu về tính di truyền và biến dị ở các sinh vật… Mục tiêu của môn học là nghiên cứu, tìm hiểu bản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BÁO CÁO TỔNG KẾT HỌC PHẦN THỰC TẬP DI TRUYỀN HỌC

BỘ MÔN: SINH HỌC – NHÓM 2

Sinh viên thực hiện: Trần Chí Linh Mã số sinh viên: B1303493

Ngành học: Sinh học, Lớp: KH1394A1, Khoa: Khoa học Tự nhiên

Người hướng dẫn: ThS Võ Thị Tú Anh Mã số cán bộ: 002453

2016

PHẦN 1 GIỚI THIỆU

Di truyền học cũng như học phần thực tập di truyền học là môn họcnghiên cứu về tính di truyền và biến dị ở các sinh vật… Mục tiêu của môn học

là nghiên cứu, tìm hiểu bản chất di truyền của của sinh vật, ảnh hưởng của cáctác nhận ngoại cảnh, vật lý, hóa học đến gen và sự biểu hiện kiểu hình ở đờicon… Ngoài ra, môn học còn giúp sinh viên củng cố các kiến thức lý thuyết

đã học, cũng như nắm vững các thao tác sử dụng các dụng cụ thí nghiệm Qua

đó, giúp sinh viên bước đầu tiếp cận với các kỹ thuật cơ bản và áp dụng vàoviệc thực hiện một đề tài hoàn chỉnh hay ứng dụng vào thực tiễn đối với cáclĩnh vực có liên quan

Sau đây nhóm sinh được trình bày kết quả thí nghiệm của những bàisau:

 Kiểm soát biểu hiện gen ở vi khuẩn;

 Đặc điểm hình thái và vòng đời của ruồi giấm (Drosophila

melanogaster);

 Ứng dụng thống kê trong di truyền số lượng;

 Kỹ thuật điện di

PHẦN 2 NỘI DUNG PHÚC TRÌNH NHÓM

Nội dung thực hiện của học phần thực tập di truyền học gồm có 5 bài Trong

đó bài 1:”” đã được thực hiện và nộp phúc trình từ trước do đó trong bài báocáo này nhóm chỉ trình bày kết quả cùa các bài 2, 3, 4 ,5 lần lượt như sau:

Bài 2: Kiểm soát biểu hiện gen ở vi khuẩn

I Mục đích yêu cầu

 Khảo sát sự biểu hiện gen ở tế bào sơ hạch

 Nắm vững các kỹ thuật, thao tác nuôi cấy vi khuẩn

II Phương tiện thí nghiệm

Vi khuẩn E coli GM 2613 được nuôi cấy trên máy lắc trong môi

trường lỏng có bổ sung 1 mg glucose

III Hướng dẫn thực hành

1 Môi trường nuôi cấy

a Công thức môi trường

Công thức pha 1 lít môi trường tối thiểu (minimal medium)

Cho nước vào đến 1 lít, bảo quản ở nhiệt độ phòng.

b Pha chế môi trường đặc

Mỗi nhóm cần chuẩn bị 200 ml môi trường tối thiểu Cho môi trườngtối thiểu vào các bình nắp xanh, thêm agar vào để đạt nồng độ 2,5%, mở lỏngnắp bình và cho vào nồi khử trùng

Lưu ý: Môi trường tối thiểu pha xong phải khử trùng ngay.

2 Bố trí thí nghiệm

Mỗi nhóm thực hiện 4 nghiệm thức:

Đối chứng: Môi trường đặc có bổ sung: 30 gram TSB/1 lít nước

B: Môi trường đặc có bổ sung: Glucose 0,05 M + Lactose 0,025 MC: Môi trường đặc có bổ sung: Lactose 0.05 MKhi agar nguội đến khoảng 70 – 80oC cho thêm đường vào môi trườngtheo các nghiệm thức trên Mỗi nghiệm thức lặp lại 2 lần (2 đĩa, 25 ml môitrường/1 đĩa)

Môi trường được đổ trong tủ hút vô trùng Khi đổ đĩa chú ý không đểtay quơ trên các đĩa petri đã có môi trường để tránh bị nhiễm

Lưu ý: các dụng cụ, môi trường nuôi vi khuẩn phải được khử trùng trước khi rửa hay bỏ.

IV Kết quả

Hình 1 Khuẩn lạc E coli sau một tuần nuôi cấy trên các nghiệm thức

Các khuẩn lạc trên môi trường nuôi cấy không rời do đó không thể xácđịnh được số lượng khuẩn lạc nhưng dựa vào cảm quan ta có thể thấy số lượngkhuẩn lạc trên nghiệm thức A là nhiều nhất kế đó là nghiệm thức B rồi đếnnghiệm thức C và cuối cùng là mẫu đối chứng Kết quả nuôi cấy sau 7 ngàytrên 4 nghiệm thức cho thấy trên nghiệm thức đối chứng khuẩn lạc có kíchthước to nhất đạt kích thước trung bình là 9 mm kế đó là ngiện thức C là 6

mm Riêng đối với nghiệm thức A và B thì kích thước khuẩn lạc ở nghiệmthức B (4mm) có phần lớn hơn A (3,5 mm) nhưng ở mức độ thống kê 5% thì

sự khác biệt này là không có ý nghĩa.Số liệu được trình bày trong bảng 1

Bảng 1 Kích thước khuẩn lạc E coli trên 4 nghiệm thức sau 7 ngày nuôi cấy

Nguyên nhân dẫn đến các kết quả trên có thể là do:

ĐC: Khi cấy vào môi trường không có sẵn các chất dinh dưỡng dễ biến

dưỡng nên khi mới cấy vào thì số lượng E coli bị chết nhiều, làm cho số

lượng khuẩn lạc ở nghiệm thức này ít hơn so với nghiệm thức B và C Khi môitrường không có lactose và glucose (một loại thức ăn ưa thích của vi khuẩn làchất biến dưỡng nhanh chống và hiệu quả nhất) thì AMB vòng được sản xuất.AMB vòng gắn vào và hoạt hóa CAP, sự phiên mã của các operon biến dưỡng

các chất dinh dưỡng tăng lên nhanh chóng làm cho E coli sinh sản nhanh

chống làm gia tăng mật số vì vậy kích thước khuẩn lạc có kích thước to

A: khi môi trường có glucose là chất biến dưỡng nhanh chống và hiệuquả nhất thuận lợi cho sự sống nên khi mới cấy vào tỷ lệ vi khuẩn sống nhiều

làm cho ở nghiệm thức này số lượng khuẩn lạc nhiều hơn Đồng thời E coli

không cần phải phiên mả mà chỉ cần sử dụng các chất dinh dưỡng sẳn có do

đó mà ít gia tăng về mật số làm cho kích thước của lạc nhỏ nhất

B: Khi môi trường có lactose và nồng độ glucose cao hơn thì vi khuẩn

E coli khi mới cấy vào sẽ có tỷ lệ sống nhiều hơn do có sẵn nguồn chất dinh

dưỡng dễ biến dưỡng làm cho số lượng khuẩn lạc nhiều Đồng thời, khi môitrường có lactose và nồng độ glucose cao thì các gen phiên mã, dịch mã ít hoạt

động nên E coli ít sinh sản nên kích thước khuẩn lạc nhỏ.

C: ở nghiệm thức này trong môi trường không có sẵn glucose nên khi

mới cấy vào môi trường các vi khuẩn E coli sẽ khó sống nên số lượng khuẩn

lạc tương đối ít hơn các nghiệm thức khác Trong điều kiện môi trường cólactose, các phân tử lactose liên kết với các protein ức chế, biến đổi cấu hìnhkhông gian của nó, làm protein ức chế không thể liên kết với vùng vận hành

O, operon họat động, các gen cấu trúc hoạt động tiến hành phiên mã Tăngsinh làm gia tăng kích thước khuẩn lạc ở thời gian sau đó

Hình Hoạt động của gen khi môi trường có lactose

Bài 4: Ứng dụng thống kê trong di truyền số lượng

I Mục đích yêu cầu

Biết kỹ thuật thụ phấn cho đậu, tạo các dòng đậu lai

Biết cách thu mẫu, xác định tình trạng số lượng cần ghi nhận, dùngthống kê đơn giản để so sánh sự khác biệt giữa các dòng đậu đũa

II Phương tiện thí nghiệm

Hạt của 2 giống đũa Hồng Điểm trắng và đỏ

Kéo nhỏ, cọ, dĩa petri, băng keo trong, cân, thước, lọ thủy tinh nhỏ

III Hướng dẫn thực hành

1 Trồng đậu

Thời gian: trước khi thực hành 40 ngày.

Bố trí thí nghiệm:

Mỗi tổ trồng 2 luống đậu: 1 luống đậu trắng, 1 luống đậu đỏ Hai luống

kề cách nhau ít nhất 1,5 m, trên cùng một luống 2 vị trí trồng đậu liền kề cáchnhau khoảng 20 cm

Các thành viên trong tổ phân công tưới nước mỗi ngày

Khi đậu ra 2 lá thì tưới phân urê 2 lần/tuần, sau 1 tuần rải thêm NPK ởkhoảng giữa 2 cây đậu liền kề trên 1 luống Khi đậu bắt đầu ra hoa thì khôngtưới phân urê, chỉ cần rải phân NPK

Sau khi trồng khoàng 2 tuần thì bắt đầu làm giàn cho đậu leo

2 Thụ phấn

Khoảng 5 tuần sau khi trồng, đậu bắt đầu ra hoa

Khử nhị đực: chiều hôm trước khi thụ phấn, tiến hành khử nhị đực ởcác nụ hoa cái: tách bỏ các cánh hoa, cắt ngang mỏ két bao lấy nhị và nhụy,sau đó dùng kéo cắt bỏ hoàn toàn các bao phấn của hoa Sau khi khử nhị đựcxong chụp mỏ két lên nhụy như cũ

Chú ý: chọn hoa vừa chín để tiến hành hôm sau thụ phấn Thao tác phải

nhẹ nhàng, tránh làm tổn thương nhụy

Thụ phấn:

Nên tiến hành lúc sáng sớm.

Chọn các hoa nở to, nhị chín (khi chấm phấn tung và lòng bàn tay).Cách tiến hành: mở mỏ két của hoa cái ra, chấm phấn từ hoa của câyđực lên nướm hoa cái (có thể dùng cọ để chấm phấn hay dùng trực tiếp nhị của

hoa đực (tránh làm tổn thương nướm) Sau khi thụ xong chụp mỏ két lên

nướm lại như cũ Ghi nhận lại cẩn thận các thông tin: cây cha, mẹ, ngày lai,người thực hiện lai, đánh số thứ tự hoa được thụ, dán lên hoa và ghi nhận vào

sổ thí nghiệm

Lưu ý: mỗi sinh viên đều phải thực hiện thao tác thụ phấn.

3 Thu mẫu và ghi nhận số liệu

Thu mẫu: mỗi nhóm chọn ngẫu nhiên 10 trái đậu/loại (đậu đỏ, trắng,trắng lai hoặc đỏ lai)với kích thước và độ tuổi tương đối đồng đều

Chú ý: ghi nhận số lượng trái hái ở từng cây, không để lẫn lộn trái – hạt

của đậu lai với đậu tự thụ Ghi nhận số liệu của các trái đậu lai ở từng cây

Các thành viên trong tổ thảo luận các tính trạng số lượng cần ghi nhận

để so sánh sự khác biệt giữa 2 giống đậu trên

Bảng 2 Chiều dài trái và số hạt đậu trung bình của mỗi nghiệm thức:

Chiều dài trung bình (cm) 63,55a 48,00c 58,45b 49,10c

Số hạt trung bình (cm) 17,00a 14,00ab 16,00ab 13,00b

Ghi chú: Các giá trị có chữ cái theo sau trong cùng một hàng khác nhau sẽ khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức 5%

Hình 2 Đậu tươi và đậu khôDựa vào bảng số liệu, có thể thấy rằng chiều dài mỗi loại đậu là khácnhau Đậu trắng (63,55 cm) dài nhất rồi đến đậu đen (58,45 cm) Riêng đậutrắng lai (48,00 cm) có ngắn hơn đậu đen lai (49,10 cm) nhưng so về mặtthống kê 5% là khác biệt không ý nghĩa

Hình 2 Trái đậu ở 4 nghiệm thức theo thứ tự từ trái sang phải là: trắng lai,

trắng, đen lai, đen.

Khi so sánh về số lượng hạt ở từng nghiệm thức, đậu trắng cho sốlượng hạt nhiều nhất sắp sĩ là 17 hạt và đậu đen lai cho số hạt là ít nhất sắp sĩ

13 hạt Nhận thấy, khi lai 2 giống đậu với nhau trái tạo ra có chiều dài ngắnhơn đậu bình thường và cho số hạt cũng ít hơn Hạt đậu lai tạo ra, thường cónhiều hạt lép

Hình 3 Đậu trắng lai cho hạt đậu lépKhi so sánh về độ nhăn của các dòng đậu nhận thấy đậu trắng lai chohạt đậu nhăn nhiều nhất, đậu đen lai cho hạt đậu nhăn ít hơn, đậu trắng cho hạtnhăn hơn đậu đen nhưng không bằng các giống đậu lai Chỉ tiêu này rất khóquan sát

Hình So sánh độ nhăn của các nghiệm thức đậu lai và không

Bài 5: Kỹ thuật điện di

I Mục đích yêu cầu

Biết cách sử dụng thiết bị dung trong sinhh học phân tử nhưmicropipette, thiết bị điện di

Biết được nguyên tắc hoạt động của phương pháp điện di

II Phương tiện thí nghiệm

1 Hóa chất

Mẫu 1: Trypan blue

Mẫu 2: Xanh metylen

Ống đong 250 ml và 1000 ml, bếp điện, 3 loại micropipette, eppendorf,

bộ nguồn + bộ điện di + lược (12 giếng), máy vortex

III Hướng dẫn thực hành

1 Nguyên tắc điện di

Kỹ thuật điện di có thể tách riêng các phân tử khác nhau trong hỗn hợp

Kỹ thuật này được sử dụng để phân tích các acid nucleic và protein

Để hiểu được nguyên tác của điện di ta phải trả lời các câu hỏi sau đây:

 Trong một điện trường, vận tốc các phân tử nằm trong pha lỏng di chuyển về diện cực trái dấu tùy thuộc vào các yếu tố nào?

 Các phân tử acid nucleic tích điện âm đồng đều trên khắp bề mặt nên khi chịu tác dụng của điện trường thì chúng sẽ di chuyển về cực dương của điện trường Phương pháp điện di các acid nucleic sử dụng aragose tạo môi trường bán rắn (bản gel) đặt trong điện trường, các phân tử cần phân tích sẽ di chuyển trong bản gel Như vậy tính linh động của phân tử trong bản gel phụ

thuộc vào các yếu tố nào? Tại sao thực hiện phương pháp điện di chúng ta phải chọn nồng độ agarose thích hợp để tạo bản gel?

 Để phát hiện các đoạn phân tử acid nucleic trên gel agarose người ta dung chất nhuộm (ethidium bromide) Cấu trúc phân tử trong các mẫu thí nghiệm này thích hợp với phương pháp điện di tương tự như các phân tử acid nucleic

 Điểu chỉnh thể tích mong muốn

 Gắn típ vào đầu micropipette, không được cầm vào típ cũng như không

để típ đụng vào các vật dụng chung quanh

 Có hai vị trí dừng khi ấn micropipette

 Ấn đến vị trí dừng thứ nhất, đưa típ vào dung dịch cần lấy, nhã ra từ từ

 Để bơm hóa chất đã lấy ra ấn micropipette từ từ đến vị trí dừng thứ nhất, sau đó ấn tiếp tục đến vị trí dừng thứ hai

 Đẩy típ ra

Chú ý:

 Không lấy thể tích dung dịch vượt quá thể tích cho phép của

micropipette

 Khi típ có chứa dung dịch, không để dốc ngược micropipette

 Không hút hóa chất khi micropipette không mang típ

 Khi hút hóa chất nên để típ sâu dưới bề mặt chất lỏng

 Khi hút các loại dung dịch khác nhau cần để thay típ để tránh làm nhiễm các hóa chất hoạt mẫu

Đổ agar lỏng (khoảng 50-600C) vào khuôn

Sau khi gel đặc hoàn toàn tháo lược

Dặt bản gel theo đúng chiều điện di Các giếng cần đặt gần điện cực đen (-) hay đỏ (+) Tại sao?

Làm đầy buồng điện di (đến vạch full line) bằng dung dịch đệm 2(1X)

b Cho mẫu vào giếng điện di

Cho 10 μL mẫu và 2μL glycerol vào eppendorf, hòa tan bằng máy L mẫu và 2μL mẫu và 2μL glycerol vào eppendorf, hòa tan bằng máy L glycerol vào eppendorf, hòa tan bằng máy vortex Tại sao phải pha mẫu với glycerol?

Bơm mẫu vào giếng theo thứ tự Chú ý cách sử dụng micropipette và thao tác trong quá trình bơm mẫu để tránh làm rách giếng, hoặc làm tràn mẫu

ra ngoài giếng

Đậy nắp buồng điện di, nối với nguồn Điện di ở cường độ 90V trong

90 phút

IV Kết quả

Ta có thể quan sát bằng mắt thường thấy hỗn hợp mẫu trong giếng điện

di dịch chuyển chậm từ cực âm sang cực dương

Trong tất cả 5 hỗn hợp mẫu có 2 mẫu điện di thành công (mẫu dịch chuyển hoàn toàn )

Đối với các mẫu thành công sẽ cho ra các vạch màu riêng biệt

Lưu ý:

1 Trong một điện trường, vận tốc các phân tử và tính linh động của phân tử nằm trong pha lỏng di chuyển về diện cực trái dấu tùy thuộc vào các yếu tố : Kích thước, cấu hình phân tử, nồng độ gel, lực điện trường

2 Các phân tử có kích thước khác nhau dịch chuyển ở các tốc đô ̣khác nhau qua các bản gel chứa các nồng đô ̣agarose khác nhau, nên tùy vào loại nào chúng ta phải chọn nồng độ agarose cho thích hợp

3 Các loại gel được sử dụng trong kỹ thuật điện di: agarose Polyacrylamide,

…

4 Chất nhuộm chung với AND để tạo màu xác định là loading dye

5 Bỏ bản gel vào dung dịch nhuộm EtBr (Ethidium bromide) để tạo bang

phát quang

PHẦN 3 NỘI DUNG PHÚC TRÌNH CÁ NHÂN

Câu 1: Ứng dụng của môn TT Di truyền học trong thực tế?

Câu 2: Đề xuất hướng nghiên cứu những ứng dụng trên, việc nghiên cứu đó có dem lại hạnh phúc cho ai không?

1.Trần Chí Linh – B1303493

Thông qua học phần thực tập di truyền học đã phần nào giúp cho sinhviên tiếp cận thực tế nhiều hơn với phòng thí nghiệm cũng như các thí nghiệm

cơ bản trong Sinh học Từ đó giúp cho sinh viên biết xử dụng các thiết bị dụng

cụ trong phòng thí nghiệm như: Micro pipette, nồi khử trùng, tủ cấy… Khôngnhững vậy các bài thực tập trong học phần này còn giúp cho sinh viên ứngdụng những kiến thức đã học vào thực tế như:

Ở bài 1: Kiểm tra được chất lượng tinh trùng cũng như nhận dạng đượcnhững loại tinh trùng nào là bình thường hay dị tật từ đó có thể cải thiện đượcchất lượng sinh sản cho vật nuôi, kể cả con người

Ở bài 2: Từ việc thực hiện thí nghiệm “kiểm soát biểu hiện gen ở vikhuẩn” giúp sinh viên nắm vững các kỹ thuật , thao tác nuôi cấy vi khuẩn saunày khi làm việc trong các phòng vi sinh, hiểu rõ hơn về sự kiểm soát biểuhiện gen ở tế bào sơ hạch ứng dụng trong giảng dạy Ngoài ra,có thể nghiêncứu sự biểu hiện gen trên đối tượng vật nuôi và cây trồng để mang lại hiệuquả, năng suất cao trong hoạt động trồng trọt, chăn nuôi

Ở bài 3: Từ việc quan sát hình thái và vòng đời của ruồi Giấm gây độtbiến sẽ cung cấp những kiến thức cơ bản về đột biến cũng như tác nhân gâyđột biến, ứng dụng vào trong việc phòng tránh các tác nhân gây đột biến cóhại Không chỉ vậy, việc ứng dụng đột biến vào công tác chọn tạo giống, tạo ranhững giống vật nuôi, cây trồng mới, làm da dạng nguồn sinh vật nước nhà

Ở bài 4: Kỹ thuật điện di giúp cho sinh viên biết được thao tác cơ bản

để có thể định danh một loài nào đó cũng như những kiến thức cơ bản để làmviệc trong các phòng các phòng thí nghiệm sinh học phân tử, các bệnh việntrong vai trò xét nghiệm DNA của cha mẹ với con cái, xác nhận người thân…

Ở bài 5: Thông qua việc thực hiện các phép lai trên đậu có thể giúp tanâng cao kỹ thuật thụ phấn cho cây trồng, từ đó có thể áp dụng vào trong việclai tạo các giống cây mang lại hiệu quả cao, kiểu hình đẹp.

Các hướng nghiên cứu sau khi thực hiện các thí nghiệm trong học phầnthực tập di truyền:

Gây đột biến, tổn thương trên ruồi giấm bằng các tác nhân vật lý nhưtia UV hoặc hóa học rồi sử dụng các loại thảo dược từ thiên nhiên để điều trị

Thực hiện gây đột biến bằng tia X, tia UV… trên một cụm callus củamột loài hoa có giá trị kinh tế cao để tạo nên giống mới

Thực hiện thao tác thụ phấn giữa các loài lan đẹp để tạo ra những kiểuhình mới hấp dẫn hơn

Các hướng nghiên cứu trên sẽ mang lại hạnh phúc cho rất nhiều người,

cụ thể là những người mắc bệnh ung thư, các bà con nông dân…

2 Trần Phú Lợi – B1303496

Môn TT.di truyền cung cấp những kiến thức cơ bản về ngành duy truyền học, giúp cho những nghiên cứu của chúng ta trong tương lai trong các lĩnh vực như: y học, chọn tạo giống cây trồng, vật nuôi, có thể dựa vào các đặcđiểm để biết được hướng tiến hoá của sinh vật,…

Bài 1: Giúp chúng ta biết những thao tác cơ bản để làm tiêu bảng quangsát hình dạng và số lượng giao tử động vật ( tinh trùng) Giúp chúng ta phân biệt được tinh trùng bình thường, và tinh trùng kỳ hình Từ đó giúp ta lựa chọnđược nguồn giống tốt trong thực tế Biết các thao tác cơ bản trong việc làm tiêu bản và đếm số lượng của chúng trong một đơn vị thể tích tinh dịch

Bài 2: Giúp ta biết được sự biểu hiện gen của vi khuẩn phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài, giúp ta trong việc nuôi cấy chúng tuỳ vào mục đích nghiên cứu Ngoài ra, chúng ta hiểu sơ lược về cách cấy vi khuẩn vào môi trường, phục vụ cho những nghiên cứu sao này của chúng ta Chúng ta có thể nuôi những giống vi khuẩn mới trong tương lai để tìm ra lợi ích cũng như điểm nguy hại của từng loài giúp đở trong lĩnh vực y học,…

Bài 3: Giúp chúng ta biết được vòng đời của một loài sinh vật ( ruồi giấm), biết cách xây dựng nghiệm thức thí nghiệm và gây đột biến ở mẫu, cũng như cách lấy số liệu Giúp chúng ta trông việc lai tạo, gây đột biến để tạo