Bài 1. Khái quát về công nghệ tế bào - Chuyên đề học tập Sinh 10 Chân trời sáng tạo

Câu hỏi mở đầu

Tại sao từ một tế bào (hợp tử) lại có thể phát triển thành một có thể hoàn chỉnh có đầy đủ các cơ quan?

Lời giải chi tiết:

Hợp tử là tế bào 2n được hình thành từ sự kết hợp giữa tinh trùng (n) và trứng (n) trong thụ tinh.

Hợp tử lớn lên và phát triển thành phôi và cơ thể nhờ có quá trình nguyên phân rất nhiều lần để hìn thành một khối các tế bào gọi là phôi. Sau đó mỗi nhóm tế bào của phôi được phân hóa (biệt hóa) để phát triển thành một bộ phận hoặc một cơ quan của cơ thể cũng nhờ hình thức nguyên phân.

CH 1, 2

1. Em hãy cho ví dụ để chứng minh công nghệ tế bào đã thay đổi nền nông nghiệp của toàn thế giới.

2. Ngoài nông nghiệp, công nghệ tế bào còn có vai trò trong những lĩnh vực nào khác? Cho ví dụ.

Lời giải chi tiết:

Giải câu 1:

- Nhờ ứng dụng công nghệ tế bào, người ta đã tạo được nhiều giống vật nuôi, cây trồng có năng suất cao, phẩm chất tốt, có khả năng chịu hạn, chịu rét, kháng sâu bệnh,... 

Ví dụ:Giống lúa DR2, giống khoai tây sạch bệnh,...

CH 3

3. Hãy chứng minh mỗi tế bào đã chuyên hóa đều chứa một lượng thông tin di truyền tương đương với lượng thông tin di truyền của một cơ thể trưởng thành.

Lời giải chi tiết:

   Ở sinh vật đa bào, tất cả các tế bào đều bắt nguồn từ một tế bào duy nhất là hợp tử. Sau khi được hình thành, hợp tử nguyên phân cho ra các tế bào con, các tế bào này biệt hóa tạo thành các loại tế bào khác nhau trong cơ thể. Do các tế bào được tạo ra từ quá trình nguyên phân nên có bộ nhiễm sắc thể giống như hợp tử ban đầu/

Luyện tập

Hãy tìm một số ví dụ để chứng minh các tế bào khi đi vào các con đường biệt hóa khác nhau sẽ có chức năng khác nhau.

Lời giải chi tiết:

Tế bào phôi có thể biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau như:

• Ở thực vật: Tế bào biểu bì rễ hình thành lông hút để hút nước và muối khoáng, tế bào mạch gỗ và mạch rây để vận chuyển các chất, tế bào hạt đậu hình thành nên khí khổng thực hiện quá trình thoát hơi nước và trao đổi khí,..
• Ở động vật: Tế bào cơ tim tham gia vào sự co bóp của tim, tế bào hồng cầu vận chuyển O2 và CO2 tế bào cơ tham gia và sự vận động của cơ thể,...

CH 4, 5

4. Thế nào là quá trình phản biệt hóa của tế bào? Quá trình này có ý nghĩa gì trong công nghệ tế bào thực vật?

5. Tại sao trong công nghệ tế bào thực vật, người ta có thể dùng một loại mô bất kì để tái tạo thành cơ thể hoàn chỉnh?

Lời giải chi tiết:

Giải câu 4:

    Phản biện hóa là quá trình một tế bào đã chuyên hóa cũng có khả năng quay trở lại trạng thái của tế bào đã phôi trong những điều kiện nhất định để thực hiện quá trình phân chia tế bào. Trong công nghệ tế bào thực vật, nhờ điều khiển được quá trình phản biệt hóa của tế bào mà người ta có thể dùng một loại mô bất kì để tái tạo thành cơ thể hoàn chỉnh.

Giải câu 5:

  Do tế bào thực vật có tính toàn năng, tế bào có khả năng biệt hóa và phản biệt hóa. Nhờ có đặc tính này, trong công nghệ tế bào, đặc biệt là đối với tế bào thực vật, ngời ta có thể sử dụng một loại mô bất kì trên cơ thể thực vật để tái tạo chúng thành nhiều cơ thể hoàn chỉnh.

CH 6

6. Sự biệt hóa ở tế bào động vật dựa trên những cơ sở nào?

Lời giải chi tiết:

 Sự biệt hóa ở tế bào động vật dựa trên việc biểu hiện các gene đặc thù. ự biểu hiện của các gene khác nhau ở các tế bào khác nhau được “chỉ dẫn” bởi các nguồn thông tin khác nhau.

CH 7, 8

7. Ở giai đoạn phôi gồm hai tế bào này có biểu hiện gene giống nhau không? Giải thích. Nguyên nhân nào dẫn đến hiện tượng trên?

Lời giải chi tiết:

Giải câu 7:

   Hai tế bào này có này có biểu hiện gene không giống nhau do mỗi tế bào chứa phân tử điều hòa biểu hiện gene khác nhau. Nguyên nhân là do sự phân chia tế bào chất không đồng đều.

Giải câu 8:

   Các tế bào tiết ra các phân tử tín hiệu và truyền các phân tử này vào các tế ào lân cận. Sau đó, các phân tử tín hiệu tác động đến các gene cần thiết.

Luyện tập

Điều gì sẽ xảy ra nếu sự truyền tín hiệu diễn ra không chính xác trong quá trình phát triển phôi?

Lời giải chi tiết:

Trong quá trình phát triển của phôi, nếu sự truyền tín hiệu không chính xác có thể ảnh hưởng đến quá trình biệt hóa tế bào, làm cho tế bào không thực hiện chức năng do thiếu bào quan, ảnh hưởng đến sự phát sinh hình thái của các cơ quan hoặc cơ cơ quan nằm không đứng vị trí,... hậu quả là cơ thể phát triển không bình thường, giảm sức sống, thậm chí gây chết.

CH 9

9. Trong tương lai công nghệ tế bào có thể giúp tái sinh những loài vật đã bị tuyệt chủng không? Tại sao?

Lời giải chi tiết:

Công nghệ tế bào trong tương lai có thể giúp tái sinh các loài sinh vật đã bị tuyệt chủng vì từ những mẫu mô hay tế bào còn lại, người ta có thể đem nuôi cấy trong môi trường thích hợp và cho phát triển thành cá thể mới. Ngoài ra, có thể dùng phương pháp thụ tinh nhân tạo từ tinh trùng và trứng (đã được cất giữ trong môi trường thích hợp) để tạo nên cá thể mới. 

Vận dụng

Nếu trong tương lai em là một nhà khoa học, em sẽ ứng dụng công nghệ tế bào để tạo ra sản phẩm gì nhằm phục vụ cho đời sống con người? Tại sao em lại có lựa chọn đó?

Lời giải chi tiết:

Đề ra ý tưởng ứng dụng công nghệ tế bào và phân tích hiệu quả của ý tưởng đó:

- Tên ý tưởng, sản phẩm.

- Lĩnh vực, phạm vi ứng dụng.

- Đối tượng nghiên cứu.

- Phương pháp, quy trình thực hiện.

- Hiệu quả mang lại.

Ví dụ:

Nhân giống giống cây thủy trúc chuyển gen tăng khả năng hấp thụ kim loại nặng có trong nước.

- Hiện nay nguồn nước trong ao hồ sông suối đang bị ô nhiễm bởi nhiều kim loại năng, các kim loại nặng có trong nguồn nước có ảnh xấu đến sức khỏe của các loài sinh vật sử dụng trực tiếp nguồn nước ( bao gồm cả con người). Cây thủy trúc có khả năng hấp thụ kim loại nặng lọc sạch nguồn nước, vậy khi ta tối ưu gen quy định khả năng hấp thụ kim loại nặng của cây hỗ trợ giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

- Đối tượng: Cây thủy trúc biến đổi gen.

- Phương pháp, quy trình thực hiện:

Cấy truyền gen:

Nhân giống vô tính:

- Hiệu quả mang lại: Giảm lượng kim loại nặng có trong nguồn nước.

Bài tập trang 9

1. Các tiêu chí nào mà sản phẩm tạo thành từ công nghệ tế bào đang hướng đến trong giai đoạn hiện nay?

A. Giá thành rẻ và chất lượng cao.

B. Giá thành rẻ và chất lượng trung bình.

C. Chất lượng cao thân thiện với môi trường.

D. Chất lượng và số lượng đều cao.

Lời giải chi tiết:

Giải câu 1:

Chọn A, C.

Tiêu chí mà sản phẩm tạo thành từ công nghệ tế bào đang hướng đến trong giai đoạn hiện nay:

- Giá thành rẻ và chất lượng cao.

- Chất lượng cao thân thiện với môi trường.

Giải câu 2:

Việc ứng dụng công nghệ tế bào góp phần đảm bảo an ninh lương thực trên thế giới vì nhờ ứng dụng công nghệ tế bào đã tạo ra nhiều loại vật nuôi, cây trồng có năng suất cao, khả năng chống chịu tốt, sạch bệnh,... cung cấp đầy đủ nhu cầu về lương thực, thực phẩm cho con người trong tình hình gia tăng dân số như hiện nay.

Giải câu 3:

Việc ứng dụng công nghệ tế bào sẽ mở ra cơ hội phát triển cho những ngành nghề sau:

- Y học: Tạo ra các chế phẩm sinh học, các chất có hoạt tính sinh học dùng trong chẩn đoán bệnh, chữa bệnh; Tạo các mô, cơ quan để thay thế  cho người bệnh.

- Công nghiệp thực phẩm: Tạo ra các loại thức ăn giàu dinh dưỡng cho gia súc, gia cầm,...

- Các ngành liên quan đến quản lí: Quản lí dự án, quản lí cơ sở nghiên cứu về công nghệ tế bào,...