Sinh vật được tạo ra bằng công nghệ tế bào có đặc điểm gì

Bài viết giới thiệu tóm tắt các phương pháp và quy trình tạo giống bằng công nghệ tế bào

 I. Phương pháp tạo giống  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.

Các phương pháp tạo giống mới bằng công nghệ tế bào ở động vật và thực vật

Các phương pháp tạo giống mới bằng công nghệ tế bào 

Cơ sở di truyền

-  Cơ sở khoa học  của phương pháp nhân giống bằng công nghệ tế bào là tính toàn năng của của tế bào sinh vật

- Mỗi tế bào trong cơ thể sinh vật dều được phát sinh từ hợp tử thông qua quá trình phân bào nguyên nhiễm. Điều đó có nghĩ là bất kì tế bào nào của thực vật như rễ, thân, lá… ở thực vật đều chứa thông tin di truyền  cần 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

• Công nghệ nuối cấy hạt phấn

Ưu điểm của phương pháp này là tạo ra các dòng thuần chủng; tính trạng chọn lọc được sẽ rất ổn định.

Tạo dòng thuần lưỡng bội từ dòng đơn bội dựa trên đặc tính của hạt phấn là có khả năng mọc trên môi trường nhân tạo thành dòng đơn bội và tất cả các gen của dòng đơn bội được biểu hiện ra kiểu hình cho phép chọn lọc invitro [trong ống nghiệm] những dòng có đặc tính mong muốn. 

• Nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo

Ưu điểm của phương pháp này là 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 .

Cách tiến hành :

Ứng dụng : Nhân nhanh các giống cây có năng suất cao, chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sống và duy trì ưu thế lai

Ưu điểm của phương pháp này là 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.

Quy trình tạo giống mới bằng phương pháp dung hợp tế bào trần

Thành tựu tạo ra giống mới từ phương pháp dung hợp tế bào trần 

Sơ đồ tạo cây lai pomato

• Chọn dòng tế bào xô ma có biến dị 

Ưu điểm là tạo các giống cây trồng mới, có các kiểu 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

Quy trình tạo giống mới từ chọn dòng tế bào xô ma có biến dị

III. Tạo giống mới bằng công nghệ tế bào ở động vật 

• Nhân bảo vô tính ở động vật 

Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Sinh lớp 12 - Xem ngay

>> Luyện thi TN THPT & ĐH năm 2023 trên trang trực tuyến Tuyensinh247.com. Học mọi lúc, mọi nơi với Thầy Cô giáo giỏi, đầy đủ các khoá: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng; Tổng ôn chọn lọc.

Câu hỏi:

Ứng dụng nào của công nghệ tế bào tạo được giống mới mang đặc điểm của cả 2 loại khác nhau?

A. Dung hợp tế bào trần
B. Cấy truyền phôi
C. Nuôi cấy hạt phấn
D. Nuôi cấy tế bào, mô thực vật

Đáp án đúng A.

Ứng dụng nào của công nghệ tế bào tạo được giống mới mang đặc điểm của cả 2 loại khác nhau: 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.

Giải thích vì sao chọn A là đáp án đúng:

* Tạo giống bằng công nghệ tế bào:

– 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 mang đặc điểm của cả 2 tế bào.

* Tạo giống bằng 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.

I. PHƯƠNG PHÁP TẠO GIỐNG NHỜCÔNG 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 truyền cần 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

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 vật bằng 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.