CHUYÊN đề kỹ THUẬT DI TRUYỀN và ỨNG DỤNG

HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ  HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ XII MÔN SINH HỌC CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT DI TRUYỀN VÀ ỨNG DỤNG Tháng 8/2019 CHUYÊN ĐỀ: KỸ THUẬT DI TRUYỀN VÀ ỨNG DỤNG MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài 2 Mục đích đề tài .3 PHẦN 2: NỘI DUNG NHÂN DÒNG ADN 1.1 Các enzyme cắt giới hạn 1.2 Vector tách dòng .10 1.3 Kỹ thuật nhân dòng 16 1.4 Các ứng dụng kỹ thuật tách dòng 21 PCR – PHẢN ỨNG CHUỖI TRÙNG HỢP 22 2.1 Các thành phần tham gia vào phản ứng PCR 22 2.2 Phản ứng PCR xảy 24 2.3 Các ứng dụng phản ứng PCR 27 GIẢI MÃ TRÌNH TỰ ADN 28 3.1 Nguyên lý giải mã trình tự ADN 28 3.2 Phương pháp hóa học Maxam-Gilbert 28 3.3 Phương pháp kết thúc chuỗi trùng hợp nhờ dideoxynucleotide 30 3.4 Giải mã trình tự ADN tự động 34 CÂU HỎI LUYỆN TẬP 36 PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 52 Kết luận .52 Đề nghị 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO .53 PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Kỹ thuật di truyền thao tác thay đổi gen công nghệ sinh học Nó bao gồm phương pháp kỹ thuật dùng để thay đổi nhân tố di truyền tế bào, bao gồm dịch chuyển gen loài khác loài để tạo sinh vật hoàn hảo Những thành tựu rực rỡ di truyền học đem lại nhận thức cấu tạo vận hành máy di truyền thể sống Cùng với phát triển mạnh mẽ di truyền học, lĩnh vực nghiên cứu di truyền học đời, kỹ thuật di truyền hay gọi cơng nghệ gen cơng nghệ di truyền (genetic engineering) Có thể nói, kỹ thuật di truyền tập hợp nhiều kỹ thuật hóa học, sinh học phân tử, vi sinh vật học, mà đó, vai trò hàng đầu thuộc tư phương pháp di truyền Công nghệ di truyền sử dụng phương pháp sinh học phân tử để tách DNA từ thể sống sau cắt, nối gen DNA Bằng cách vậy, người ta loại bỏ gen không mong muốn đưa vào gen đặc hiệu theo chủ ý lựa chọn Các thao tác cắt, nối DNA thực bên thể sống ống nghiệm (in vitro) Phân tử DNA tạo dựng sau thao tác cắt, nối có số đặc điểm khác với phân tử DNA ban đầu tách từ tế bào sống, gọi DNA tái tổ hợp kỹ thuật gọi kỹ thuật tái tổ hợp DNA Sự tái tổ hợp DNA đánh giá thành công sau đưa phân tử DNA tái tổ hợp vào tế bào sống chúng biểu hoạt tính di truyền hệ cháu mang phân tử DNA tái tổ hợp Kỹ thuật di truyền áp dụng nhiều lĩnh vực khác bao gồm nghiên cứ, y học, công nghệ sinh học, nông nghiệp Trong nghiên cứu, GMO dùng để nghiên cứu chức gen qua phương pháp làm chức năng, tạo chức mới, theo dõi biểu gen Bằng cách loại bỏ số gen với chức biết đến, tạo sinh vật mơ hình động vật để nghiên cứu bệnh người Ngồi việc tạo nội tiết tố, vắc-xin, dược phẩm khác, kỹ thuật di truyền có tiềm chữa bệnh qua phương pháp điều trị gen Những phương pháp kỹ dùng để tạo dược phẩm có ứng dụng công nghiệp khác sản xuất enzyme để tạo thuốc tẩy, phơ mai, sản phẩm khác Chính vậy, kỹ thuật gen thực trở thành nhu cầu hiểu biết để người sử dụng cơng nghệ nhằm phục vụ mục đích khác Ở nước ta, kỹ thuật gen không giảng dạy bậc đại học THPT mà ngày thâm nhập vào nhiều lĩnh vực hoạt động khoa học lĩnh vực kinh tế khác Tuy nhiên, nội dung kiến thức dùng để ôn thi đại học kỹ thuật gen trở thành nội dung đề thi tuyển chọn học sinh giỏi Quốc gia Olympic Sinh học Đây nội dung tương đối khó, học sinh phải sử dụng nhiều kiến thức chuyên ngành kiến thức thực tiễn để giải vấn đề này, nội dung tiếp cận chương trình sinh học THPT Với mong muốn nâng cao chất lượng HSG, cung cấp cho giáo viên học sinh nguồn tư liệu để tham khảo, giảng dạy, học tập quan trọng hoàn thiện kiến thức thân nên Tôi chọn nội dung “ Nguyên lý kỹ thuật di truyền Ứng dụng” làm đề tài nghiên cứu Mục đích đề tài - Cung cấp nguồn tư liệu tham khảo cho giáo viên học sinh chuyên giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi: + Giúp giáo viên học sinh có nhìn tổng quan chuyên sâu phần kỹ thuật di truyền + Hiểu sâu nguyên lý kỹ thuật di truyền ứng dụng việc phân tích gen sản phẩm gen - Giúp học sinh chuyên biết cách đọc tài liệu để phát huy lực theo hướng tự học, tự nghiên cứu: khái quát vấn đề, tự đặt câu hỏi, hiểu nguyên lý phương pháp khả ứng dụng thực tế - Xây dựng hệ thống câu hỏi liên quan đến kỹ thuật di truyền, từ rèn luyện kĩ trả lời câu hỏi cho học sinh - Xây dựng mạch kiến thức chuyên đề, áp dụng để dạy cho đối tượng học sinh PHẦN 2: NỘI DUNG NHÂN DÒNG ADN Nhân dòng gen khái niệm nhóm phương pháp sử dụng để phân lập một trình tự gen (ADN) đặc hiệu từ hỗn hợp phân tử ADN ban đầu tách chiết từ mẫu sinh học vốn có cấu trúc phức tạp, kích thước lớn; khuếch đại (sao chép) trình tự lên số lượng lớn đủ để tiến hành phân tích cấu trúc chức gen tương ứng Khả tinh đoạn gen (ADN) đặc hiệu có số lượng đủ lớn cần thiết để “thao tác” đoạn gen mục tiêu nghiên cứu khác Chẳng hạn, từ phân đoạn ADN tách dòng, người ta tạo phân tử ADN tái tổ hợp mang phân đoạn ADN mang nguồn gốc khác Các phân tử ADN tái tổ hợp làm thay đổi mức độ biểu bình thường gen (chẳng hạn việc dung hợp trình tự mã hóa lồi với trình tự promoter lồi khác) chí mã hóa tổng hợp loại protein “dung hợp” (protein lai) mang trình tự axit amin từ protein có nguồn gốc khác Hiện nay, kỹ thuật tách dòng phân tử (bao gồm PCR) trở thành công cụ thiết yếu nghiên cứu điều hòa biểu gen hệ gen loài sinh vật khác Quá trình tách dòng ADN tạo nên phân tử ADN tái tổ hợp điển hình thường liên quan đến việc sử dụng véctơ trình tự mang thơng tin điều khiển hoạt động nhân lên (khuếch đại) và/hoặc biểu tế bào phân tử ADN tái tổ hợp mang đoạn ADN cài (đoạn trình tự phân lập) bao gồm trình tự gen quan tâm nghiên cứu Các “cơng cụ” để tạo nên phân tử ADN tái tổ hợp enzym giới hạn giúp cắt phân tử ADN vị trí xác định enzym nối cho phép ghép nối phân đoạn ADN có nguồn gốc khác với Bằng việc tạo nên phân tử ADN tái tổ hợp tự nhận lên tế bào chủ, đoạn ADN cài xác định phân lập, tinh nhân lên thành số lượng lớn Tiếp theo đây, mô tả cách phân tử ADN cắt, tái tổ hợp nhân lên, đồng thời đề cập đến việc xây dựng thư viện hệ gen gồm tập hợp phân tử ADN lai chứa đoạn cài xuất phát từ hệ gen cần thiết lập để phục vụ cho việc nghiên cứu, phân tích hệ gen Thơng thường thư viện hệ gen thiết lập việc sử dụng chung loại véctơ mang phân đoạn ADN cài khác Chúng ta thấy cách phân đoạn ADN đặc hiệu xác định phân lập từ thư viện hệ gen 1.1 Các enzyme cắt giới hạn 1.1.1 Enzyme giới hạn Là enzyme endonuclease có vị trí nhận biết điểm cắt ADN đặc hiệu Những enzyme phân huỷ liên kết phosphodieste khung ADN mạch đôi mà không gây tổn hại đến bases Các liên kết hóa học mà bị enzyme cắt nối trở lại loại enzyme khác ligases, phân đoạn giới hạn (sản phẩm phản ứng cắt RE) mà bị cắt từ nhiễm sắc thể gene khác ghép có trình tự đầu dính bổ sung với Nhiều kỹ thuật sinh học phân tử kỹ thuật di truyền dựa vào enzyme giới hạn Phân loại enzyme giới hạn Các nhà sinh hóa chia enzyme cắt giới hạn nói chung thành ba loại, gọi Loại I, Loại II Loại III Đối với hai loại I III, hoạt tính phân giải acid nucleic hay phân giải nhóm methyl thực chung phức hợp enzyme lớn Mặc dù enzyme thuộc hai loại nhận biết trình tự ADN đặc hiệu, vị trí cắt thường cách xa vị trí nhận biết, có đến trăm base Chúng cần ATP để hoạt động Những enzyme bắt đầu việc kiểm tra tình trạng methyl hóa adenine vùng nhận biết Nếu hai adenine khơng methyl hóa (dấu cho thấy ADN ngoại lai), phức hợp enzyme thay đổi cấu hình thực hoạt tính phân giải Tuy nhiên, hai adenine methyl hóa, chứng tỏ ADN tế bào, enzyme thực chức enzyme methyl hóa cho gốc adenine lại để trì ổn định cho ADN gene Với enzyme giới hạn loại II, chức phân giải khơng liên quan đến chức methyl hóa hay phân giải nhóm methyl, vị trí cắt nằm bên hay kế cạnh vị trí nhận biết Ngày người ta biết nhiều enzyme khác loại chúng công cụ sinh học phân tử thiết yếu, đặc biệt thường gặp ứng dụng dòng hóa gene hay phân tích ADN Một số enzyme cắt giới hạn (RE) Vị trí điểm cắt Enzyme giới hạn cắt trình tự lặp đối xứng đọc theo chiều 5´-3´ mạch ADN (palindrome) gọi trình tự nhận biết Vị trí điểm cắt enzyme giới hạn nằm ngồi trình tự nhận biết Một số enzyme tạo vết cắt mạch đối diện tức thời, tạo đoạn ADN "đầu bằng" Hầu hết en tạo vết cắt chéo (hình chữ chi), tạo "đầu dính" Các enzyme giới hạn có ba chức quan trọng, chức cắt ADN chế khác (a) Đầu (Rsal) (b) Đầu dính 5’ (EcoRI) (c) Đầu dính 3’ (Kpnl) 2.1.2 Các loại enzyme cắt giới hạn tạo đoạn ADN khác Điện di gel (gel electrophoresis) áp dụng sinh học phân tử kĩ thuật để phân tích phân tử ADN, RNA hay protein dựa đặc điểm vật lý chúng kích thước, hình dạng hay điểm đẳng điện tích (isoelectric point) Kĩ thuật sử dụng dung dịch đệm (buffer) để dẫn diện tạo điện trường đều, gel (thường agarose hay polyacrylamide) đóng vai trò thể để phân tách phân tử, chất nhuộm khác (ethidium bromide, bạc, xanh Coomassie) để phát vị trí phân tử gel sau điện di Kĩ thuật điện di hoạt động nhờ vào lực kéo điện trường tác động vào phân tử tích điện kích thước lỗ thể (gel) Gel cấu tạo chuỗi cao phân tử (polymer) liên kết chéo với tạo thành hệ thống mạng lưới với kích thước mắc lưới tùy thuộc vào nồng độ chất cao phân tử (agarose, polyacrylamide) phản ứng tạo liên kết chéo Các phân tử phân tách di chuyển gel với vận tốc khác nhờ vào khác (a) lực điện trường tác động lên chúng (nếu phân tử tích điện khác nhau) (b) kích thước phân tử so với kích thước lỗ gel (c) hình dạng, độ cồng kềnh phân tử Gel agarose: Là polysaccharide, thường chiết xuất từ rong biển đỏ định Nó polymer tuyến tính tạo thành từ đơn vị lặp lặp lại agarobiose, disaccharide tạo thành từ D -galactose 3,6-anhydro- L -galactopyranose Agarose hai thành phần thạch, tinh chế từ thạch cách loại bỏ thành phần khác agar, agaropectin Agarose có cấu trúc dạng lưới ba chiều kênh có đường kính từ 50 nm đến> 200 nm tùy thuộc vào nồng độ agarose sử dụng - nồng độ cao mang lại đường kính lỗ chân lơng trung bình thấp Cấu trúc 3-D tổ chức với liên kết hydro bị gián đoạn làm nóng trở lại trạng thái lỏng Quy trình điện di gel agarose Chuẩn bị dung dịch đệm Agarose sử dụng làm Các lỗ gel gel chất để phân tách giếng chứa ADN đoạn ADN Nạp mẫu vào giếng ADN tích điện âm di chuyển Nhuộm gel với gel phía cực dương ethyldium-bromid Vì có cấu trúc dạng lưới phù hợp nên agarose thường sử dụng sinh học phân tử để tách phân tử lớn, đặc biệt ADN, điện di Các gel agarose (thường 0,7 - 2%) điện di chuẩn bị dễ dàng cách đổ dung dịch ấm, lỏng vào khuôn Một loạt agaroses khác trọng lượng phân tử khác tài sản thương mại có sẵn cho mục đích Agarose 10 3’ T G T A T G C C T A A G 5’ 5’ A C A T A C G G A T T C 3’ Câu 4: Cho kết phân tích ADN sau a Mẫu (A B) chứa ADN dạng vòng b Tổng chiều dài phân tử ADN dạng thẳng c Tổng chiều dài phân tử ADN vòng Đáp án: a A b 10kb c 10kb Câu 5: Đoạn mồi sau đâycó thể sử dụng để khuếch đại chuỗi ADN điachs, biết đoạn exon mã hóa protein gen CFTR Đáp án: A Câu 6: Hình bên thể kết phân tích ADN điện trường gel cách nhuôm ethidium bromide Với đoạn ngắn ADN có trình tự hình vẽ, cho biết cắt enzyme cắt giới hạn EcoRi (5’GÂATTC), Alul (5’AGCT) Pstl (5’CTGCAG) Có sản phẩm tạo thành? Đáp án: - EcoRi (5’GAATTC) cắt lần tạo sản phẩm - Alul (5’AGCT) cắt vị trí tạo sản phẩm - Pstl (5’CTGCAG) khơng cắt vị trí Câu 7: Enzyme cắt giới hạn EcoRi (5’GAATTC) Pstl (5’CTGCAG) cắt hình vẽ bên Hãy vị trí 5’ 3’ phân tử bị cắt? Đi thay đổi thể ủ phân tử ADN bị cắt với ADN polymerase với có mặt dNTPs Sau nối đầu BamHI với T4 ligase không? Đáp án: Câu 8: Để lập đồ enzyme cắt giới hạncủa BamHI 3.0kb cho mẫu cắt với EcoRI, Hpall hỗn hợp EcoRI Hpall Sau phân tích sản phẩm phương pháp điện di gel Từ kết lập đồ enzyme cắt giới hạn Đáp án: Bởi Hpall tạo đoạn chứng tỏ cắt lần Bởi Hpall tạo đoạn chứng tỏ cắt vị trí Bản đồ enzyme cắt giới hạn sau: Câu 9: Để nhân dòng đoạn ADN có KpnI vào vector có BamHI Vấn đề đặt BamHI KpnI khơng phù hợp với (hình bên trái) Một cách giải sử dụng đoạn oligonucleotide (hình bên phải) để nẹp lại với (A) Em vẽ hình mơ tả kết hợp KpnI-BamHI oligonucleotide? (B) Vẽ hình mơ tả phân tử sau xử lý với ADN ligase Đáp án: Câu 10: Đoạn mồi sử dụng để khuếch đại phân tử ADN hình vẽ bên Phân tử ADN cần khuếch đại Đoạn mồi phù hợp để thực khuếch đại? Đáp án: Đoạn mồi phù hợp Các đoạn mồi lại khơng bổ sung bổ sung lại khơng hướng Câu 11: Phân tích ADN theo phương pháp Sanger cho kết điện di hình vẽ bên Hãy cho biết trình tự ADN mạch khn? Đáp án: Trình tự mạch bổ sung lấy nguyên liệu từ dNTP là: 5’GTACCCGAAATCAGGA3’  Trình tự mạch khuôn ADN mẫu 3’CATGGGCTTTAGTCCT5’ Câu 12: Phân tích ADN theo phương pháp Sanger cho kết điện di agarose mẫu kiểu dại (wild type) mẫu đột biến (mutant) hình vẽ bên a Hãy cho biết trình tự 5’ – 3’ mẫu kiểu dại b Hãy cho biết trình tự 5’ – 3’ mẫu đột biến Loại đột biến xảy ra? Đáp án: a 5’TGGCGTAAAGTCTGGCATCC3’ b 5’TGGCGTAAGTCTGGCATCC3’ Đột biến điểm dạng cặp nucleotit AT xảy làm khung đọc thay đổi từ ba thứ trở Câu 12: Trong nghiên cứu tạo thư viện plasmid cDNA, đoạn cài dài 10 – 15 kb (kb: nghìn cặp base nito) từ hệ gene vi khuẩn cắt thành phân đoạn enzyme giới hạn EcoRI cài vào vector plasmid vị trí giới hạn EcoRI Trong nghiên cứu này, người ta phải xác định plasmid mang gene purB Để thực việc đó, người ta lấy plasmid khác thư viện đem cắt EcoRI điện di Trong thí nghiệm tiếp theo, plasmid phân tích PCR với cặp mồi có trình tự nằm gene purB, sản phẩm PCR điện di gel Biết để quan sát DNA, trước điện di hai gel bổ sung thuốc nhuộm đặc hiệu DNA (ethidium bromide) Mỗi phát biểu ĐÚNG hay SAI? A Các plasmid chứa đoạn cài nằm gối lên plasmid plasmid B Để xác định plasmid chứa đoạn cài có gene purB, ngồi phương pháp PCR sử dụng phương pháp chọn lọc khuẩn lạc “xanh – trắng” C Để xác định plasmid chứa đoạn cài có gene purB, ngồi phương pháp PCR sử dụng phương pháp lai Southern D Phần trình tự gene purB bắt cặp với đoạn mồi PCR có plasmid plasmid Đáp án: - Phát biểu đúng: A, C, D - Phát biểu sai: B Câu 13: Frederick Sanger (1918-2013) phát minh kĩ thuật giải trình tự DNA, RNA protein; Shankar Balasubramanian (1966-đến nay) phát minh kĩ thuật giải trình tự DNA hiệu cao Trung tâm Chăm sóc Sức khỏe Quốc gia giải trình tự 100.000 hệ gen từ bệnh nhân mắc bệnh gặp, công nghệ giải trình tự khác có giá trị riêng, mô tả Mỗi phát biểu dự án 100.000 hệ gen hay sai? A Công nghệ Illumina phù hợp để tìm biến đổi đơn nucleotide (các đột biến bazơ đơn lẻ) hệ gen bệnh nhân B Công nghệ PacificBiosciences phù hợp để đánh giá biến đổi phiên mã việc giải trình tự RNA C Cơng nghệ PacificBiosciences phù hợp để phát tái xếp đoạn ADN hệ gen bệnh nhân D Giải trình tự Sanger phù hợp để kiểm định (kiểm tra lại) kết giải trình tự, trước dùng thông tin di truyền bệnh nhân để định can thiệp y tế Hướng dẫn giải: - Phát biểu đúng: A, C, D - Phát biểu sai: B Câu 14: Một phản ứng PCR gồm chuỗi nhiều chu kỳ (cycle) nối tiếp để khuếch đại đoạn gen đích lên thành nhiều từ mẫu ADN ban đầu Hỏi trải qua chu kỳ đoạn gen đích tạo Đáp án: chu kỳ thứ Kết giải thích theo sơ đồ sau Câu 15: Michael Smith (1932-2000) phát minh kĩ thuật gây đột biến hướng đích Gần nhà khoa học phát minh công nghệ CRISPR-Cas9 để tiến hành gây đột biến dễ dàng Protein Cas9 từ Streptococcus pyogenes dẫn guideARN (ARN dẫn, gARN) dài 20 bp liên kết với ADN đích Enzyme Cas9 cắt sợi kép ADN vị trí cách ba nucleotide nằm ngược dòng trình tự 5'-NGG-3' (1) Các phân đoạn ADN sợi kép bị cắt enzyme này, sau nối trở lại Gen X cần làm chức nhờ enzyme Cas9 mô tả (2) Một cách khác để knockout gen sử dụng cặp gồm Cas9 cải biến có khả tạo vết cắt sợi đơn ARN dẫn (guideRNA) hướng đích tới vị trí liền kề Chọn trình tự guideARN dẫn Cas9 tới vị trí I = 5'-ATTTTTCGACGTTTAGGCCA-3' = 5'-AUUUUUCGACGUUUAGGCCA-3' = 5'-AUAAAACGUGCAAAUCCGGU-3' = 5'-UUUGCACGUUUAGGCCAAGG-3' = 5'-UUUUUGGGGGCCCAGGAUCU-3' Mỗi phát biểu hay sai? A Sử dụng cặp đôi Cas9 guideARN bị biến đổi làm tăng tổn thương sai đích gen khác B Hệ gen Streptococcus pyogenes ngẫu nhiên có nhiều vị trí NGG mong đợi C Nếu gen khơng có trình tự GG, protein Cas9 từ loài khác cần nghiên cứu Đáp án: - Trình tự đúng: = – AUUUUC ………………… - Phát biểu đúng: C - Phát biểu sai: A B Câu 16: Giả sử em xác định gen nấm men rượu, tương đồng với gen mã hóa tiểu đơn vị enzyme telomerase từ động vật ngun sinh Sau em tạo mơt đột biến đích làm gen chủng lưỡng bội nấm men sau cảm ứng để tạo bào tử sinh tế bào đơn bội Tất bốn bào tử nảy mầm tốt, em tạo khuẩn lạc đĩa thạch Cứ sau ngày, em cấy ria lại khuẩn lạc lên môi trường thạch đĩa Sau lần cấy chuyển liên tục vậy, hệ sau số bào tử ban đầu sinh trưởng kém, chí khơng sinh trưởng Em lấy tế bào từ đĩa gốc nuôi 3, ngày để tách chiết ADN, sau cắt mẫu ADN vị trí cách điểm khởi đầu vùng lặp lại đầu mút nhiễm sắc thể khoảng 35 nucleotit Phân tách phân đoạn điện di, lai chúng với mẫu dò đặc hiệu đầu mút đánh dấu phóng xạ (các băng màu tối) (Hình Q.52) Giả thiết thời gian hệ Hãy câu sau Đúng hay Sai A Độ dài trung bình đầu mút nấm men rượu 300 nucleotit B Bào tử thiếu enzyme tổng hợp đầu mút telomerase C Đầu mút nhiễm sắc thể nấm men rượu không 20 nucleotit sau lần nhân đôi nhiễm sắc thể D Các nấm men rượu đầu mút có kích thước tế bào bình thường Đáp án: - Phát biểu sai: A, B - Phát biểu đúng: C, D Câu 17: Mr Trung nhân dòng trình tự mã hóa (coding sequence-CDS) gen vào vector đặt tên plasmid tạo thành pVN2016 CDS chèn vị trí nhận biết SacII nằm vùng MSC (multi cloning site) vùng gen lacZ vector (Hình Q.93A) CDS chèn có vị trí cắt giới hạn Pstl cách ba kết thúc 0,8 kb Để xác định kích thước hướng CDS chèn, Mr Trung cắt plasmid với enzyme cắt giới hạn khác nhau, sản phẩm cắt trình bày hình Q.93B Dựa vào liệu trên, cho biết câu sau hay sai A CDS dài 2.6 kb có vị trí nhận biết EcoRI điểm cách đầu tận khoảng 0,5 kb B SpeI sử dụng để xác định hướng CDS C CDS chèn vào chiều với lacZ D Nếu plasmid pVN2016 bị cắt hai enzyme SpeI EcoRI đệm Tango (EcoRI SpeI cắt mức tương ứng 100% 20%), đoạn với kích thước 0,5; 0,8; 1,3; 2,1 3,0 kb xác định điện di gel, giả sử khôngquan sát đoạn nhỏ 50 bp Đáp án - Phát biểu đúng: A, D - Phát biểu sai: B, C Câu 18: Tốc độ dịch mã mARN ước tính điện di SDS-PAGE Trong thí nghiệm này, mARN vi rút khảm thuốc (TMV) mã hoá cho protein kích thước 116000 dalton, dịch mã dịch ly giải (lysate) tế bào hồng cầu lưới thỏ có mặt S-methionine Dịch ly giải chứa tất thành phần máy dịch mã tế bào hồng cầu lưới thỏ Cứ sau phút, lấy mẫu để chạy SDS-PAGE Các sản phẩm dịch mã tách biệt hiển thị phóng xạ tự ghi (autoradiography) Như hình đây, polypeptide lớn phát có kích thước tăng theo thời gian, tới đạt kích thước hồn chỉnh sau khoảng 25 phút Hãy xác định câu sau Đúng hay Sai A Tốc độ tổng hợp protein TMV tăng theo cấp số mũ theo thời gian B Nếu khối lượng phân tử trung bình amino acid 110 Dalton, tốc độ trung bình để tổng hợp protein khoảng 35 đến 40 amino acid phút C Dịch ly giải hồng cầu lưới thỏ chứa enzyme methionyl-tARN synthetase D mARN chứa nhiều ba gặp (rare codon) Đáp án - Phát biểu đúng: C, D - Phát biểu sai: A, B Câu 19: Tính trạng lơng lang chuột với biểu sọc vàng xen lẫn sọc đen alen kiểu dại quy định Đột biến thêm đoạn gene làm chuột có màu lơng vàng hoàn toàn Khi lai chuột lang với nhau, đời ln thu tồn chuột lang Khi lai chuột lang với chuột vàng, thu chuột lang chuột vàng với tỷ lệ tương đương Khi lai chuột vàng với chuột vàng, đời thu số chuột vàng gấp lần số chuột lang Khi nhân vùng mang gene quy định tính trạng màu lơng từ mẫu máu chuột lang chuột vàng PCR với cặp mồi đặc hiệu, kết thể hình Xét thí nghiệm này, phát biểu ĐÚNG hay SAI? A So với alen kiểu dại, alen đột biến trội xét tính trạng lại lặn xét tính trạng khác B Liên quan đến tính trạng màu lông, alen đột biến alen kiểu dại đồng trội, chuột lang có sọc vàng sọc đen C Trong thực tế, thực phép lai cá thể có kiểu gene đồng hợp tử alen đột biến D Chuột lang có kiểu gene dị hợp tử chuột vàng có kiểu gene đồng hợp tử Hướng dẫn chấm : Đúng, Sai, Đúng, Sai PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết luận Như vậy, qua chuyên đề giải vấn đề sau đây: - Giúp giáo viên học sinh có nhìn khái qt kỹ thuật di truyền khả ứng dụng thực tế, hệ thống hóa tồn kiến thức sơ nguyên lý để giáo viên học sinh chủ động có kế hoạch cụ thể nghiên cứu, giảng dạy, ôn tập - Có nhiều câu hỏi, tập vận dụng dùng trình hướng dẫn học sinh nghiên cứu chuyên đề để giúp học sinh vận dụng, giải vấn đề thực tiễn ôn tập, củng cố lại kiến thức - Bên cạnh nhờ nghiên cứu chuyên đề rút kinh nghiệm cho việc giảng dạy phần “Di truyền ứng dụng” nói riêng chuyên đề khác sinh học nói chung Đề nghị Việc tìm hiểu, nghiên cứu kỹ thuật di truyền cần thiết Qua đó, áp dụng kỹ thuật di truyền nghiên cứu bệnh di truyền người, khoa học hình sự, cơng nghệ thực vật… Đặc biệt áp dụng kỹ thuật di truyền việc giải mã hệ gen người Với thời gian hạn chế, kiến thức thân có hạn nên đề tài khơng tránh khỏi sai sót, mong góp ý đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Quang Báo, Nguyễn Đức Thành: Lý luận dạy học sinh học, NXB GD Hà Nội, 1996 Sách giáo khoa 12, NXBGD Hà Nội 2008 Sách tập 12, NXB GD Hà Nội 2008 Tài liệu giáo khoa chuyên sinh học trung học phổ thông, NXB Giáo dục Việt Nam, 2010 cuốn: Di truyền học Tiến hóa Đề thi IBO đề thi học sinh giỏi cấp quốc gia Campbell & Reece, Nhà xuất giáo dục Việt Nam dịch xuất năm 2011 Albert, Garland Science Molecular Biology of the Cell, 6th Edition Leland, MCGraw Hill Genetics, 4th Edition ... Các ứng dụng phản ứng PCR Kỹ thuật PCR sử dụng rộng rãi phương tiện nghiên cứu giúp tăng cường khả nghiên cứu gen Phần lớn nghiên cứu di truyền phân tử đòi hỏi việc sử dụng kỹ thuật PCR kỹ thuật. .. thành tựu rực rỡ di truyền học đem lại nhận thức cấu tạo vận hành máy di truyền thể sống Cùng với phát triển mạnh mẽ di truyền học, lĩnh vực nghiên cứu di truyền học đời, kỹ thuật di truyền hay gọi... sinh có nhìn tổng quan chun sâu phần kỹ thuật di truyền + Hiểu sâu nguyên lý kỹ thuật di truyền ứng dụng việc phân tích gen sản phẩm gen - Giúp học sinh chuyên biết cách đọc tài liệu để phát