Giáo án điện tử chuyên đề sinh học 12 kết nối bài 3: Công nghệ gene

BÀI 3: CÔNG NGHỆ GENE

Xin chào các em đến với bài học ngày hôm nay!

A. KHỞI ĐỘNG

Quan sát và trả lời các câu hỏi sau:

(1) Sinh vật biến đổi gene mang lại những lợi ích gì cho con người?

(2) Sinh vật biến đổi gene được tạo ra bằng cách nào?

(3) Vì sao trên thế giới hiện nay vẫn còn nhiều tranh cãi về việc sử dụng sinh vật biến đổi gene?

B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu về khái niệm và quy trình công nghệ gene

Công nghệ gene là gì? Công nghệ gene tạo ra những sản phẩm nào? 

Hãy vẽ sơ đồ phác thảo ba bước của một quy trình công nghệ gene cơ bản. Lấy ví dụ về nhân dòng và biểu hiện một gene của người (như gene quy định hormone sinh trưởng HGH) trong tế bào vi khuẩn E.coli. Mục đích chuyển gene HGH của người vào tế bào vi khuẩn là gì?

Dự kiến sản phẩm:

1. Khái niệm

- Công nghệ gene là quy trình công nghệ sử dụng các kĩ thuật DNA tái tổ hợp để thay đổi kiểu gene và kiểu hình của sinh vật.

- Công nghệ gene tạo ra các sinh vật biến đổi gene.

2. Quy trình công nghệ gene

Bước 1: Phân lập gene chuyển: phân lập gene đích ra khỏi hệ gene của tế bào cho và nhân bản thành nhiều bản sao giống nhau.

Bước 2: Cài gene cần chuyển vào vector: trộn gene đích với vector (sau khi đã xử lí bằng enzyme giới hạn) và enzyme ligase để chúng nối lại với nhau, tạo ra DNA tái tổ hợp.

Bước 3: Chuyển vector vào tế bào nhận: vector mang gene đích được đưa vào tế bào nhận bằng nhiều cách khác nhau: biến nạp, tải nạp, súng bắn gene, vi tiêm,...

Hoạt động 2: Tìm hiểu cơ sở khoa học của chuyển gene

- Hoàn thành phiếu học tập số 1

- Tại sao vector cần có ba thành phần (thuộc tính phân tử): trình tự khởi đầu tái bản, gene chỉ thị chọn lọc và vị trí nhân dòng?

Dự kiến sản phẩm:

1. Vai trò của vector

- Giúp mang gene đích vào trong tế bào nhận.

- Giúp gene đích có thể tồn tại, tái bản, phiên mã và dịch mã bình thường trong tế bào nhận.

2. Đặc điểm của vector

- Có một trình tự khởi đầu tái bản.

- Có gene chỉ thị chọn lọc, ví dụ: gene kháng kháng sinh, gene phục hồi khuyết dưỡng,...

- Có vị trí nhân dòng.

3. Tạo vector tái tổ hợp

- Xử lí gene đích và vector bằng cùng một loại enzyme giới hạn.

- Trộn vector với gene đích, bổ sung enzyme ligase để nối gene đích vào vector.

Hoạt động 3: Tìm hiểu về chuyển gene ở thực vật và động vật

Hoạt động theo nhóm:

+ Nhóm 1, 3: Tìm hiểu về quy trình chuyển gene ở thực vật.

+ Nhóm 2, 4: Tìm hiểu về quy trình chuyển gene ở động vật.

Dự kiến sản phẩm:

1. Chuyển gene ở thực vật

- Mục đích: Tạo giống thực vật chuyển gene (GMO) mang các đặc điểm mong muốn.

- Phương pháp chuyển gene thường dùng:

+ Chuyển gene nhờ Ti - plasmid.

+ Chuyển gene bằng súng bắn gene, xung điện.

- Thành tựu: Tạo được các giống GMO có đặc điểm mong muốn như:

+ Chống chịu điều kiện bất lợi của môi trường (chịu hạn, chịu lạnh, chịu nhiệt).

+ Chống sâu bệnh.

+ Giảm chi phí sau thu hoạch.

+ Tăng hiệu quả hấp thụ chất dinh dưỡng, chống xói mòn đất.

+ Giá trị dinh dưỡng cao.

2. Chuyển gene ở động vật

- Mục đích: 

+ Tạo tế bào chuyển gene sử dụng vào liệu pháp gene để chữa bệnh di truyền.

+ Tạo động vật chuyển gene mang các đặc điểm mong muốn.

- Phương pháp chuyển gene thường dùng:

+ Chuyển gene nhờ virus.

+ Chuyển gene bằng vi tiêm.

...................................................

C. LUYỆN TẬP

Khoanh tròn vào đáp án đặt trước câu trả lời đúng

Câu 1. Bước nào sau đây không có trong quy trình chuyển gene?

A. Phân lập gene. 

B. Tạo DNA tái tổ hợp.

C. Đưa vector vào tế bào nhận. 

D. Li giải tế bào nhận để tách chiết DNA.

Câu 2. Để chuyển gene vào thực vật hai lá mầm, loại vector nào sau đây được ưu tiên sử dụng?

A. Virus.                B. Ti – plasmid.               C. NST nhân tạo.            D. Cosmid.

Câu 3. Về lí thuyết, quy trình chuyển gene sử dụng vector Ti – plasmid không thể tạo ra sinh vật biến đổi gene nào sau đây?

A. Cây bông Bt.                                  B. Cây đậu tương Bt. 

C. Khoai tây Bt.                                 D. Dê mang gene protein tơ nhện.

Câu 4. Quy trình tạo DNA tái tổ hợp không thể thiếu loại enzyme nào sau đây? 

A. DNA polymerase.                           B. RNA polymerase.

C. Ligase.                                          D. Protease.

Câu 5. Trong quy trình chuyển gene vào thực vật, vector tái tổ hợp có thể được đưa 

vào tế bào nhận bằng cách nào?

1. Nhờ vi khuẩn A. tumefaciens.

2. Dùng súng bắn gene.

3. Dùng xung điện.

4. Vi tiêm.

A. 1, 2, 4.              B. 2, 3, 4.              C. 1, 2, 3.              D. 1, 3, 4.

Gợi ý trả lời:

D. VẬN DỤNG

1. Việc sử dụng cây GMO và động vật chuyển gene trong thực tiễn có thể mang lại các lợi ích và rủi ro gì so với các cây trồng và vật nuôi truyền thống?

2. Tại sao độc tố Bt có nguồn gốc vi khuẩn Bacillus thuringiensis được cây GMO tạo ra làm chết côn trùng (sâu bệnh) khí chúng ăn phải nhưng lại không gây độc cho chính vi khuẩn và cây GMO?

3. Dựa vào kiến thức đã học, hãy trình bày quy trình các bước cần phải làm để tạo ra được vi khuẩn chuyển gene có thể sản sinh ra hormone sinh trưởng của người (HGH).

4. Hãy sưu tầm các tài liệu về vi khuẩn chuyển gene có khả năng làm sách các chất gây ô nhiễm môi trường như dầu mỏ, túi nylon,...

Hướng dẫn về nhà:

- Ôn lại kiến thức đã học và làm bài tập về nhà.

- Chuẩn bị Bài 3 - Công nghệ gene.

Trân trọng cảm ơn sự quan tâm và theo dõi của các em, hẹn gặp lại!