Bài 24. Tạo giống bằng công nghệ tế bào

PHIẾU HỌC TẬP BÀI 24: TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO Học sinh: Lớp: Hoàn thành phiếu học tập sau Ưu điểm Một số thành tựu 1. Nuôi cấy hạt phấn 2. Nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo 3. Tạo giống bằng phương pháp chọn dòng tế bào xoma có biến dị 4. Dung hợp tế bào trần 5. Cấy truyền phôi 6. Nhân bản vô tính bằng kĩ thuật chuyển nhân Bài 19 TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO Khái niệm công nghệ tế bào: Khái niệm công nghệ tế bào: phương pháp nuôi cấy mô tế bào môi trường dinh dưỡng nhân tạo, tạo mô, quan thể hoàn chỉnh với đầy đủ tính trạng thể gốc trở thành ngành kĩ thuật, có qui trình xác định I Tạo giống thực vât Nuôi cấy hạt phấn *Cách tiến hành: + Cách 1: Gây lưỡng bội dòng tế bào 1n thành 2n cho mọc thành 2n + Cách 2: Cho dòng đơn bội mọc thành đơn bội, sau lưỡng bội hóa thành 2n đột biến đa bội Ưu điểm: - Có hiệu cao Tạo giống có suất cao, phẩm chất tốt Tạo giống chủng với số lượng lớn, thời gian ngắn Thành tựu: lúa chiêm có khả chịu lạnh Nuôi cấy mô tế bào invitrô tạo mô sẹo *Cách tiến hành - Lấy phần thể thực vật ( rễ, thân, lá, ) Nuôi cấy môi trường dinh dưỡng tạo mô sẹo Mô sẹo biệt hóa thành rễ, thân, Tái sinh thành trưởng thành Đưa đồng ruộng Ưu điểm: Kĩ thuật cho phép tạo thời gian ngắn số lượng lớn có kiểu gen với ban đầu, có suất cao, phẩm chất tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái định, chống chịu nhiều loại sâu bệnh Bảo tồn nguồn gen quí khỏi bị tuyệt chủng Thành tựu: Ở Việt Nam thành công khoai tây, mía, dứa số quý khác Tạo giống chọn dòng tế bào xôma có biến dị Lúa chịu lạnh Cà chua chịu hạn Cách tiến hành: - Chọn lọc dòng tế bào 2n mang đột biến gen, đột biến số lượng NST - Nuôi tế bào sinh dưỡng 2n môi trường nhân tạo, chúng sinh sản thành nhiều dòng tế bào có nhiều biến dị (biến dị dòng tế bào xôma) Ưu điểm: Được dùng để tạo nhiều giống trồng đa dạng kiểu gen kiểu hình giống Thành tựu: Giống lúa DR2 chịu hạn, chịu nóng, suất cao chọn từ dòng xôma có biến dị giống CR203 Dung hợp tế bào trần Ưu điểm: Là phương pháp tạo giống lai xa mà phương pháp lai hữu tính thực Tạo giống mang đặc điểm hai loài mà cách tạo giống thông thường làm Thành tựu: Tạo Pomato lai từ tế bào khoai tây cà chua TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO Khái niệm Nuôi cấy mô- tế bào thực vật là kĩ thuật cho phép nuôi cấy dễ dàng những tế bào thực vật hay mô phân sinh sạch bệnh trong môi trường nhân tạo thích hợp để tạo ra những khối tế bào hay những cây hoàn chỉnh trong ống nghiệm. CƠ SỞ SINH LÍ CỦA CÔNG NGHỆ NUÔI CẤY MÔ- TẾ BÀO Tính toàn năng Là khả năng của 1 tế bào hình thành 1 cây hòan chỉnh trong điều kiện nuôi cấy thích hợp, do trong tế bào có chứa bộ AND(NST) hoàn chỉnh, chứa toàn bộ thông tin di truyền cho 1 chu kì sống hoàn chỉnh. I. TẠO GIỐNG THỰC VẬT Sự phân chia phân hóa và phản phân hóa của tế bào Phân hóa: 1 tế bào 1 khối tế bào (phân hóa) mô cơ quan hệ cơ quan. Phản phân hóa: khi các tế bào đã phân hóa thành các mô chức năng riêng biệt nhưng vẫn có thể quay về trạng thái chức năng phôi sinh ban đầu ki gặp điều kiện thuận lợi. Tùy từng tế bào, từng loại mô, từng thời kì sinh trưởng, phát triển mà các gen phù hợp hoạt động; các gen không cùng hoạt động như nhau trong các giai đoạn phát triển của cơ thể (do cơ chế điều hòa hoạt động của gen). 1 2 6 4 3 5 Quy trình công nghệ nuôi cấy mô tế bào thực vật Các phương pháp trong công nghệ tế bào thực vật: 1.Nuôi cấy hạt phấn 2.Nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo 3.Tạo giống bằng chọn dòng tế bào soma có biến dị 4.Dung hợp tế bào trần 1. Nuôi cấy hạt phấn Hạt phấn có thể "mọc" trên môi trường nuôi nhân tạo thành dòng tế bào đơn bội. Sự đa dạng của các giao tử do giảm phân tạo ra cho phép chọn lọc được các dòng tế bào có bộ gen đơn bội khác nhau dựa vào sự biểu hiện thành kiểu hình của các alen lặn. Để có giống cây trồng cho sn xut thì cần lưỡng bội hoá các dòng đơn bội này dựa vào gây đột biến đa bội các thể đơn bội thành thể lưỡng bội. ưu điểm nổi bật của phương pháp là các giống cây trồng nhận được đều thuần chủng Ví dụ tạo giống lúa chiêm chịu lạnh người ta trực tiếp nuôi hạt phấn ở môi trường lạnh (8 10 C) . Khả năng chịu lạnh của hạt phấn có thể do gen đột biến, do tổ hợp gen mới. GIẢM PHÂN Aa TẾ BÀO MẸ HẠT PHẤN A a NUÔI TRONG Ống nghiệm Mô đơn bội ( a ) Mô đơn bội ( A ) CÔNSIXIN CÂY 2n ( aa ) CÂY 2n ( AA ) HẠT PHẤN Sơ đồ nuôi cấy tế bào hạt phấn 2. Nuụi cy t bo thc vt in vitro to mụ so Dựa vào khả năng tạo mô sẹo là mô gồm nhiều tế bào chưa biệt hoá, có khả năng sinh trưởng mạnh từ đó điều khiển cho tế bào biệt hoá thành các mô khác nhau (rễ, thân, lá .) và tái sinh thành cây trưởng thành. Dựa vào việc tìm ra môi trường nuôi cấy chuẩn kết hợp với việc sử dụng các chất hoocmôn sinh trưởng như auxin, giberilin, xitokinin . Kĩ thuật này cho phép nhân nhanh các giống cây trồng có năng suất cao, chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái nhất định, chống chịu bệnh tật . Sơ đồ nuôi cấy mô củ Cà rốt 3. Chn dũng t bo soma cú bin d Nuôi cấy tế bào có 2n NST trên môi trường nhân tạo Dựa vào biến dị số lượng nhiễm sắc thể kiểu dị bội, chúng sinh sản thành nhiều dòng tế bào có các tổ hợp nhiễm sắc thể khác nhau, với biến dị cao hơn mức bình thường. ý nghĩa đặc biệt quan trọng của phương pháp là tạo ra các giống cây trồng mới có các kiểu gen khác nhau của cùng một giống ban đầu Giáo án sinh học lớp 12 chương trình nâng cao - Tiết: 25 Bài: TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO I. Mục tiêu bài dạy. - Nêu được các ứng dụng công nghệ tế bào trong chọn giống cây trồng, vật nuôi - Từ những thành tựu của cộng nghệ tế bào trong chọn giống mới ở vật nuôi, cây trồng xây dựng được niềm tin vào khoa học về công tác chọn giống mới cho HS. II. Phương tiện dạy học. Hình cây pomato và hình cặp gấu trúc song sinh do nhân bản vô tính. III. Tiến trình tổ chức dạy học. 1. Ổn định lớp. 2. Kiểm tra bài cũ. o Thế nào là tạo giống bằng PP gây đột biến? o Tạo giống bằng PP gây ĐB gồm những bước nào? o Nêu 1số thành tựu về tạo giống bằng PP gây đột biến? 3. Giảng bài mới. Nội dung Hoạt động thầy & trò I. TẠO GIỐNG THỰC VẬT 1. Nuôi cấy hạt phấn  Cách tiến hành - Nuôi hạt phấn trên môi trường nhân tạo thành các dòng tế bào đơn bội - Chọn lọc in vitro ở mức tế bào những dòng Hãy cho biết công nghệ tế bào là gì? Tại sao mỗi giao tử đều có số lượng NST là n nhưng lại không giống nhau về kiểu gen?  chúng mang tổ hợp gen của bố mẹ rất khác nhau do BDTH. Vì thế, khi nuôi trên môi trường có đặc tính mong muốn. - Lưỡng bội hoá các dòng tế bào đơn bội: + Lưỡng bội hoá dòng tế bào (n) thành (2n) rồi cho mọc thành cây. + Cho dòng tế bào (n) mọc thành cây (n) rồi mới lưỡng bội hoá thành cây (2n).  Ưu điểm: Tạo ra các dòng thuần chủng; tính trạng chọn lọc được sẽ rất ổn định. Ví dụ: SGK. 2. Nuôi cấy tế bào thực nhân tạo, chúng sẽ mọc thành các dòng đơn bội có kiểu hình rất khác nhau Có mấy cách để tạo cây lưỡng bội từ cây n? Khi lưỡng bội hoá các dòng đơn bội thì KG của chúng sẽ như thế nào? Ưu điểm của PP này là gì? Hãy nêu thành tựu đã đạt vật in vitro tạo mô sẹo - Cách tiến hành: + Nuôi tế bào xôma trong môi trường nhân tạo, thành mô sẹo (callus) + Sử dụng các loại hormone sinh trưởng để điều khiển mô sẹo thành cây hoàn chỉnh. - Ưu điểm: Nhân nhanh giống cây trồng quý - hiếm và sạch bệnh. 3. Tạo giống bằng chọn dòng tế bào xôma có biến dị được của PP này? Sự thành công của nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo dựa trên cơ sở nào?  Việc phát hiện ra môi trường nuôi cấy chuẩn có bổ sung các hormone sinh trưởng. Những loại tế bào nào của TV có thể nuôi cấy được? Cách tiến hành nuôi cấy tế bào TV? Ưu điểm chủ yếu của PP Nuôi cấy tế bào có 2n NST trên môi trường nhân tạo sẽ xuất hiện biến dị cao hơn mức bình thường. Các biến dị này được chọn lọc thành các giống cây mới. 4. Dung hợp tế bào trần - Cách tiến hành: + Loại bỏ thành xenlulose thành tế bào trần + Cho dung hợp 2 khối nhân và tế bào chất thành một  Tế bào lai xôma. + Tái sinh tế bào lai này là gì? Khi nuôi cấy các tế bào 2n trong môi trường nhân tạo sẽ phát sinh nhiều biến dị hơn trong môi trường tự nhiên. Biến dị dạng nào có thể tạo ra khi nuôi cấy? (2n – 1; 2n – 2; 2n + 1; …) Loại tế bào nào được sử dụng? (n hay 2n) Tại sao phải bỏ vách tế bào xenlulose của tế bào xôma thành cây lai xôma (thể song nhị bội) - Ưu điểm: tạo cây lai khác loài mang đặc điểm của cả 2loài. II. TẠO GIỐNG ĐỘNG VẬT 1. Cấy truyền phôi (công nghệ tăng sinh ở động vật) - Cách tiến hành: Tách phôi thành 2 hay nhiều phần, mỗi phần sau đó sẽ phát triển thành một phôi riêng biệt. - Ứng dụng: + Phối hợp hai hay trước khi cho dung hợp? Có ý nghĩa trong lai khác loài, vì sao? So sánh PP này với lai khác loài bằng sinh sản hữu tính? Ưu điểm của PP này là gì? Ví dụ: SGK (hình cây Pomato cuối bài) Bài 24. TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nêu được các ứng dụng công nghệ tế bào trong chọn giống cây trồng vật nuôi - Từ những thành tựu của công nghệ tế bào trong chọn tạo ở vật nuôi, cây trồng xây dựng niềm tin vào khoa học về công tác tạo giống mới. - Nêu được 1 số thành tựu tạo giống ở việt nam - 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 2. Kĩ năng: - Phát triển kỹ năng phân tích kênh hình, kỹ năng so sánh khái quát tổng hợp, làm việc độc lập với sgk - Nâng cao kỹ năng pt hiện tượng qua chọn tạo giống mới từ nguồn biến dị đột biến và công nghệ tế bào II. Phương tiện: - Hình: SGK - Thiết bị dạy học: máy chiếu,tranh ảnh III. Phng phỏp: - Vn ỏp - Nghiờn cu SGK (kờnh hỡnh) IV. Tin trỡnh: 1. nh t chc: - Kim tra s s v nhc nh gi trt t: 2. KTBC: 3. Bi mi : Phng phỏp Ni dung GV: T bo thc vt cú tớnh ton nng: t bo hoc mụ thc vt u cha b gen quy nh ca loi chỳng u cú kh nng sinh sn vụ tớnh to thnh cõy trng thnh. GV: Ti sao mi giao t u cú NST l n, nhng li khụng ging nhau v kiu gen? I. To ging cụng ngh t bo. 1. Nuụi cy ht phn. - Mi ht phn mang t hp gen rt khỏc nhau do bin d t hp. vỡ th nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn đơn bội mụi trng nhõn to in vitro ( trong ng nghim) tạo các mô đơn bội phát triển thành cây đơn bi cú kiu hỡnh khỏc nhau chn lc. Từ các cõy đơn bội nuôi trong ống nghiệm sử lí hoá chất cônsixin tạo cây lỡng GV: Thành công của nuôi cấy tế bào thực vật invitro tạo mô sẹo dựa trên cơ sở nào? GV: Ở thực vật của có thể nuôi cấy những loại tế bào nào? HS: Tế bào thực vật có tính toàn năng bất kì tế bào thực vật nào hoặc mô của cơ thể như thân, rễ,… đều chứa bộ gen quy định loài đó chúng có khả năng sinh sản vô tính để tạo cây trưởng thành. 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,… GV: Các tế bào xôma 2n tạo thành các dòng tế bào? Để sử dụng các dòng có tính trạng mong muốn khác nhau. GV: Tại sao phải bóc lớp thành xenlulôzơ của tế bào? GV: Nêu cách dung hợp của 2 tế bào? So sánh sự khác nhau với lai hữu tính. HS: Không có quá trình kết hợp các giao tử. GV:Để tạo ra nhiều cá thể con có phẩm chất giống nhau từ một hợp tử - 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 BD. - 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 Bài 24. TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Nêu được các ứng dụng công nghệ tế bào trong chọn giống cây trồng vật nuôi - Từ những thành tựu của công nghệ tế bào trong chọn tạo ở vật nuôi, cây trồng xây dựng niềm tin vào khoa học về công tác tạo giống mới. - Nêu được 1 số thành tựu tạo giống ở việt nam - 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 2. Kĩ năng: - Phát triển kỹ năng phân tích kênh hình, kỹ năng so sánh khái quát tổng hợp, làm việc độc lập với sgk - Nâng cao kỹ năng pt hiện tượng qua chọn tạo giống mới từ nguồn biến dị đột biến và công nghệ tế bào II. Phương tiện: - Hình: SGK - Thiết bị dạy học:,tranh ảnh III. Phng phỏp: - Vn ỏp - Nghiờn cu SGK (kờnh hỡnh) IV. Tin trỡnh: 1. nh t chc: - Kim tra s s v nhc nh gi trt t: 2. KTBC: 3. Bi mi : Phng phỏp Ni dung GV: T bo thc vt cú tớnh ton nng: t bo hoc mụ thc vt u cha b gen quy nh ca loi chỳng u cú kh nng sinh sn vụ tớnh to thnh cõy trng thnh. GV: Ti sao mi giao t u cú NST l n, nhng li khụng ging nhau v kiu gen? I. To ging cụng ngh t bo. 1. Nuụi cy ht phn. - Mi ht phn mang t hp gen rt khỏc nhau do bin d t hp. vỡ th nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn đơn bội mụi trng nhõn to in vitro ( trong ng nghim) tạo các mô đơn bội phát triển thành cây đơn bi cú kiu hỡnh khỏc nhau chn lc. Từ các GV: Thành công của nuôi cấy tế bào thực vật invitro tạo mô sẹo dựa trên cơ sở nào? GV: Ở thực vật của có thể nuôi cấy những loại tế bào nào? HS: Tế bào thực vật có tính toàn năng bất kì tế bào thực vật nào hoặc mô của cơ thể như thân, rễ,… đều chứa bộ gen quy định loài đó cây ®¬n béi nu«i trong èng nghiÖm sö lÝ ho¸ chÊt c«nsixin t¹o c©y lìng 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 chúng có khả năng sinh sản vô tính để tạo cây trưởng thành. GV: Các tế bào xôma 2n tạo thành các dòng tế bào? Để sử dụng các dòng có tính trạng mong muốn khác nhau. 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. GV: Tại sao phải bóc lớp thành xenlulôzơ của tế bào? GV: Nêu cách dung hợp của 2 tế bào? So sánh sự khác nhau với lai hữu tính. HS: Không có quá trình kết hợp các giao tử. GV:Để tạo ra nhiều cá thể con có phẩm chất giống nhau từ một hợp tử làm cách nào? HS: Tách phôi ra nhiều phần, mỗi phần phát 4. Dung hợp tế bào trần. - Loại bỏ thành ...Khái niệm công nghệ tế bào: Khái niệm công nghệ tế bào: phương pháp nuôi cấy mô tế bào môi trường dinh dưỡng nhân tạo, tạo mô, quan thể hoàn chỉnh với đầy đủ tính... lượng NST - Nuôi tế bào sinh dưỡng 2n môi trường nhân tạo, chúng sinh sản thành nhiều dòng tế bào có nhiều biến dị (biến dị dòng tế bào xôma) Ưu điểm: Được dùng để tạo nhiều giống trồng đa dạng... tựu: Ở Việt Nam thành công khoai tây, mía, dứa số quý khác Tạo giống chọn dòng tế bào xôma có biến dị Lúa chịu lạnh Cà chua chịu hạn Cách tiến hành: - Chọn lọc dòng tế bào 2n mang đột biến gen,