Góc sáng tạo:
Nếu em là nhà Sinh học với trình độ công nghệ sinh học
tiên tiến nhất thế giới. Em sẽ tạo ra những sinh vật:
- Có đặc tính đặc biệt như thế nào?
- Ứng dụng gì trong đời sống?

BÀI 5: CÔNG NGHỆ GENE

KHÁI NIỆM CÔNG NGHỆ GENE
- Là quy trình kĩ thuật sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp để thay
đổi kiểu gene và kiểu hình của sinh vật, tạo ra các sản phẩm
protein ứng dụng trong thực tiễn.
- Công nghệ gene gồm công nghệ DNA tái tổ hợp và công nghệ
tạo sinh vật biến đổi gene.

Nội dung
I
I
I
III

Công nghệ DNA tái tổ hợp
Công nghệ tạo thực vật và động vật biến
đổi gene
Công nghệ tạo thực vật và động vật
biến đổi gene

Công nghệ DNA tái tổ
I hợp
1. Khái niệm

Công nghệ DNA tái tổ
I hợp
1. Khái niệm
- Là quy trình kĩ thuật tạo ra phân tử DNA từ hai nguồn
khác nhau rồi chuyển vào tế bào nhận.
- DNA tái tổ hợp gồm một gene và DNA dùng làm vector.

Gene
cần chuyển

DNA
tái tổ hợp

Plasmid
(của vi khuẩn)

(2) DNA/gene mã hóa protein mong muốn được phân lập từ mô sống
hoặc tổng hợp nhân tạo
Gene cần chuyển

Vị trí cắt giới hạn

Plasmid
(1) Vector tách dòng từ nhiều nguồn khác nhau
TÁCH DÒNG VÀ TẠO DNA TÁI TỔ HỢP

Restrictase

Restrictase

Gene
cần chuyển

Restrictase

Enzyme giới hạn restrictase cắt DNA tại những vị trí nhận biết đặc hiệu tạo nên các đầu dính có trình
tự nucleotide bổ sung, tạo điều kiện cho việc bắt cặp giữa hai đoạn DNA với nhau
TÁCH DÒNG VÀ TẠO DNA TÁI TỔ HỢP

ligase

ligase
Gene cần chuyển

Enzyme nối ligase xúc tác hình thành liên kết
phosphodiester nối hai đoạn DNA với nhau

TÁCH DÒNG VÀ TẠO DNA TÁI TỔ HỢP

Gene cần chuyển

DNA
tái tổ hợp

AND tái tổ hợp chứa gene của hai loài khác nhau

TÁCH DÒNG VÀ TẠO DNA TÁI TỔ HỢP

DNA
tái tổ hợp

Biến nạp
(CaCl2/xung điện)

Tải nạp
(virus)

Môi trường thích hợp để gene được biểu hiện

Tế bào nhận (E.coli)

2. Nguyên lí
Sử dụng kĩ thuật tách chiết gene ra khỏi tế bào, kĩ thuật
nhân bản gene, kĩ thuật cắt và ghép nối các DNA với
nhau sao cho khi đưa vào tế bào nhận có thể tạo ra sản
phẩm chức năng.
3. Một số thành tựu

3. Một số thành tựu
- Trong nghành dược phẩm: Tạo hormone insulin của người…
- Trong nghành CN và bảo vệ môi trường: Sử dụng sinh vật biến đổi
gene trong nghành sản xuất công nghiệp: sản xuất ethanol từ vật liệu
thực vật hay CN xử lí nước thải, xư lí hóa chất độc hại, tách chiết
các kim loại nặng độc hại, tăng cường thu hồi dầu…
- Trong nông nghiệp: Tạo vi khuẩn biến đổi gene giúp cây trồng
tăng cường hấp thụ nitrogen, ức chế các vi khuẩn và nấm gây bệnh.

3. Một số thành tựu

Hormone insulin – đái tháo đường

Ngô NK66 Bt/GT năng xuất cao, chống chịu tốt

Vaccine – Covid-19

Vi khuẩn tăng khả năng xử lí chất thải

CÂY TRẦU
BÀ CÓ KHẢ
NĂNG LỌC
KHÔNG KHÍ

II. Công nghệ tạo thực vật và động vật
biến đổi gene
1. Khái niệm biến đổi gen
- Là những sinh vật có hệ gene đã được biến đổi, chủ
yếu là có thêm gene mới từ loài khác.

Quan sát sơ đồ dưới đây, nêu nguyên lí tạo động vật chuyển gene?
1

2

Trứng vừa thụ tinh

3

Vi tiêm gene chuyển vào trứng mới thụ
tinh

4

Nuôi cấy tạo phôi, chuyển vào chuột
mang thai hộ

Chuột mang thai hộ, sàng lọc cừu mang
gene chuyển

Nhân giao tử cái
Gene
chuyển

Chuột mang gene chuyển
Nhân giao tử đực

Sơ đồ tạo động vật chuyển gene

Quan sát sơ đồ dưới dây, nêu nguyên lí tạo thực vật chuyển gene?
Súng bắn gene chứa các hạt
chứa DNA tái tổ hợp được bọc
bằng vàng hay vonfram vào tế
bào/súng bắn gene

Gene cần chuyển
T- DNA
Vi khuẩn
A.tumefaciens

Plasmid
tái tổ hợp

Ti plamid

2

1

3
Biến nạp plamid
tái tổ hợp vào tế
bào thực vật

Phân lập gene
cần chuyển

Tạo plasmid
tái tổ hợp

4
Tái sinh cây trồng biến
đổi gene

T-DNA mang gene cần chuyển được
chuyển từ vi khuẩn sang TBC của TB
chủ, sao đó xậm nhập vào nhân và
hợp nhất với DNA của NST

Sơ đồ tạo thực vật chuyển gene

NGUYÊN LÍ TẠO THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT BIẾN ĐỔI GENE
- Dựa trên DNA tái tổ hợp, tạo ra các tế bào thực vật hoặc hợp tử của động
vật có được gene chuyển.
- Ở động vật: sử dụng trứng vừa mới được thụ tinh dùng làm tế bào nhận
gene→ dùng kim tiêm bơm bản sao gene vào tế bào.
- Ở thực vật: chuyển DNA tái tổ hợp vào tế bào bằng súng bắn gene hoặc
virus.

III

Một số thành tựu tạo sinh vật biến đổi
gene ở thực vật và động vật

Sâm đất chuyển gene sản xuất flavonoid điều
trị bệnh

Đậu tương chuyển gene có hàm
lượng methionine cao

Cà chua chuyển gene kháng virus

Giống “lúa vàng” có gene tổng hợp –
β- carotene

3. Một số thành tựu
* Đối với thực vật:
- Giống “lúa vàng” có gene tổng hợp nên tiền chất vitamin A.
- Chuyển gen trừ sâu từ vi khuẩn vào cây bông và đã tạo được giống cây bông kháng sâu hại

- Cừu có gene tổng hợp antithrombin tiết vào sữa cừu chiết xuất làm thuốc
chống đông máu; cá hồi có hormone sinh trưởng nhanh…

3. Một số thành tựu
* Đối với động vật:
- Tạo ra các dòng vi khuẩn mang gen của loài khác có thể nhanh
chóng sản sinh ra một lượng lớn insulin là thuốc chữa bệnh tiểu
đường ở người.
- Tạo cừu chuyển gene tạo protein antithrombin của người ->
dùng làm thuốc chống đông máu.
- Cá hồi chuyển gene có thêm gene quy định hormone sinh
trưởng, tốc dộ sinh trưởng cao hơn.

Bò
Cá hồi

Cừu

chuyển gene mã hóa fibrinogen

Chuột
chuyển gene chứa hormone sinh
trưởng làm tăng tốc độ sinh trưởng
lên nhiều lần
chuyển gene mã hóa albumin huyết
thanh

chuyển gene tổng hợp được huyết
thanh và α -1-antitrypsin ở người
chữa bệnh thủng khí phổi

Theo em, việc tạo giống sinh vật biến đổi gene có trái với
đạo đức sinh học không? Tại sao? Quan điểm của em như thế
nào về việc sản xuất và sử dụng sản phẩm biến đổi gene?

Công nghệ DNA tái tổ hợp :
A. gồm công nghệ DNA tái tổ hợp và công nghệ tạo sinh vật biến đổi gene.
B. là quy trình kĩ thuật sử dụng công nghệ DNA tái tổ hợp để thay đổi kiểu gene và kiểu
hình của sinh vật.
C. là quy trình kĩ thuật tạo ra phân tử DNA từ hai nguồn khác nhau rồi chuyển vào tế bào
nhận.
D. tạo ra đoạn DNA có khả năng làm vector có khả năng tái bản cũng như đảm bảo cho
gene biểu hiện.

Cho các phát biểu sau, đâu là phát biểu Sai về nguyên lí của DNA tái tổ hợp:
A. Sử dụng các kĩ thuật di truyền tách chiết gene ra khỏi tế bào, kĩ thuật nhân bản gene, kĩ
thuật cắt và ghép nối các đoạn DNA với nhau sao cho gene khi đưa vào tế bào nhận có thể
tạo ra được các sản phẩm chức năng.
B. Thực hiện dựa trên: (1) nguyên lí tái tổ hợp DNA là sự dung hợp giữa hai hay nhiều đoạn
DNA gắn với nhau tạo ra phân tử DNA tái tổ hợp, (2) nguyên lí biểu hiện gene.
C. Sử dụng cùng loại enzyme giới hạn cắt đoạn DNA ngoại lai và vector rồi nhờ enzyme nối
để tạo vector tái tổ hợp trước khi đưa vào tế bào nhận.
D. Đoạn DNA ngoại lai được gắn vào vector biểu hiện và đưa vào thể nhận, gene biểu hiện
tạo ra các sản phẩm RNA hoặc protein tái tổ hợp.

Trong tách dòng và tạo DNA tái tổ hợp, các nhà khoa học có thể dùng
vector tách dòng từ nhiều nguồn khác nhau như: plasmid từ vi khuẩn, DNA của
virus (phage), nhiễm sắc thể nhân tạo ở nấm men… Trong đó loại vector được
sử dụng phổ biến nhất là:
A. nhiễm sắc thể nhân tạo.
C. DNA của virus.

B. plasmid.
D. súng bắn gene.

Sơ đồ dưới đây mô tả nguyên lí tạo thực vật mang gene kháng vi khuẩn gây bệnh
nhờ công nghệ DNA tái tổ hợp. Số nào của sơ đồ thể hiện DNA tái tổ hợp?

4

Cho các công cụ sau:
1. Ligase

2. Restrictase

3. Plasmid

4. DNA của tế bào cho

5. mRNA

6. Vi khuẩn E.coli

Xác định số công cụ được dùng để tạo DNA tái tổ hợp?

5