Bài 21: Công nghệ tế bào

>> Xem chi tiết: Lý thuyết công nghệ tế bào - Sinh 10 Chân trời sáng tạo

Mở đầu 

Các phương pháp lai tạo giống vật nuôi và cây trồng truyền thống tạo ra các cá thể con mang những đặc tính di truyền giống bố mẹ và những đặc điểm sai khác so với bố mẹ. Vậy, để tạo ra hàng loạt cây trồng từ một phần cơ thể (mô hoặc tế bào) và mang đặc điểm giống hệt cơ thể bố, mẹ thì người ta thường dùng phương pháp nào? Tại sao?

Hướng dẫn giải:

Nuôi cấy mô tế bào thực vật là tổng hợp những kỹ thuật được sử dụng để duy trì và nuôi cấy các tế bào, mô hoặc cơ quan thực vật trong điều kiện vô trùng trên môi trường nuôi cấy giàu dinh dưỡng với những thành phần đã xác định.

Lời giải chi tiết:

Để tạo ra hàng loạt cây trồng từ một phần cơ thể (mô hoặc tế bào) và mang đặc điểm giống hệt cơ thể bố, mẹ thì người ta thường dùng phương pháp nuôi cấy tế bào thực vật vì tế bào có tính toàn năng (một tế bào có thể biệt hóa tạo thành các tế bào có chức năng nhất định).

Câu hỏi 

Quan sát Hình 21.1 và 21.2, cho biết thế nào là công nghệ tế bào.

Hướng dẫn giải:

Quan sát nguyên liệu, sản phẩm và quá trình của công nghệ tế bào thực vật và nêu nhận xét.

Lời giải chi tiết:

Công nghệ tế bào là quy trình kĩ thuật ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế bào hoặc nuôi cấy mô trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo ra cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh.

Luyện tập mục I trang 98 SGK Sinh học – Chân trời sáng tạo 10

Nêu những thành tựu của công nghệ tế bào mà em biết.

Hướng dẫn giải:

Công nghệ tế bào là quy trình kĩ thuật ứng dụng phương pháp nuôi cấy tế bào hoặc nuôi cấy mô trên môi trường dinh dưỡng nhân tạo để tạo ra cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh.

Lời giải chi tiết:

- Một số thành tựu của công nghệ tế bào thực vật:

+ Nhân giống các giống cây quý hiếm như các cây dược liệu, cây gỗ quý, cây thuộc loài nằm trong sách đỏ như cây sâm ngọc linh, đinh lăng, bạch đàn, keo,...

+ Tạo ra cây có đặc tính tốt, có năng suất cao như có tính kháng sâu bệnh, kháng thuốc diệt cỏ, các giống cây tam bội không hạt,...

+ Sản xuất các chất có hoạt tính sinh học để sản xuất vaccine, hormone,...

- Một số thành tựu của công nghệ tế bào động vật:

+ Tạo mô, cơ quan thay thế như gan, tim,...

+ Tạo ra các động vật chuyển gene có hormone, kháng thể,... để sản xuất thuốc, vaccine.

+ Nhân bản vô tính động vật.

Câu hỏi 

Câu 2: Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào là gì?

Câu 3: Quan sát Hình 21.2 và 21.3, cho biết nguyên lí để thực hiện công nghệ tế bào là gì.

Câu 4: Quan sát Hình 21.3 và 21.4, cho biết tính toàn năng của tế bào là gì. Tính toàn năng của tế bào thực vật và động vật giống hay khác nhau?

Hướng dẫn giải:

- Mô tế bào được cấu tạo từ các tế bào có cấu trúc và chức năng như nhau nên khi tách riêng mô để nuôi trong một môi trường thích hợp, đầy đủ chất dinh dưỡng, mô tế bào có thể phát triển thành mô cơ quan hoặc mô cơ thể.

- Biệt hóa là quá trình một tế bào có thể biến đổi thành một tế bào mới có tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng.

- Phản biệt hóa là quá trình một tế bào đã biệt hóa phát triển thành tế bào mới giống hệt nó (không còn tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng).

Lời giải chi tiết:

Câu 2: Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào là dựa trên tính toàn năng của tế bào, khả năng biệt hoá và phản biệt hoá, khả năng phân chia và điều khiển sự biệt hoá bằng thành phần môi trường, trong đó quan trọng nhất là hormone sinh trưởng.

Câu 3: Công nghệ tế bào dựa trên nguyên lí về tính toàn năng của tế bào, khả năng biệt hoá và phản biệt hoá của tế bào.

Câu 4: 

- Tính toàn năng là khả năng biệt hoá và phản (giải) biệt hoá của một tế bào thành những loại tế bào khác nhau trong cơ thể.

 - Tính toàn năng của tế bào thực vật và động vật khác nhau. Một tế bào bất kì của thực vật đều có khả năng biệt hóa, còn một tế bào động vật có khả năng biệt hóa hoặc phản biệt hóa.

Câu hỏi

Câu 5: Hãy cho biết mô sẹo có thể phát triển thành bộ phận nào của cây con?

Câu 6: Trình bày tóm tắt quy trình thực hiện nhân giống cây trồng bằng công nghệ tế bào thực vật.

Hướng dẫn giải:

- Các tế bào có tính toàn năng nên có khả năng biệt hoá và phản (giải) biệt hoá thành những loại tế bào có cấu trúc và chức năng khác nhau trong cơ thể.

- Khi tách riêng mô để nuôi trong một môi trường thích hợp, đầy đủ chất dinh dưỡng, mô tế bào có thể phát triển thành mô cơ quan hoặc mô cơ thể.

Lời giải chi tiết:

Câu 5: Mô sẹo có thể phát triển thành tất cả các bộ phận của cây con để tạo thành cây con hoàn chỉnh.

Câu 6: Quy trình thực hiện nhân giống cây trồng bằng công nghệ tế bào thực vật:

- Quy trình thực hiện nhân giống cây trồng bằng công nghệ tế bào thực vật:

+ Tách và nuôi cấy mô phân sinh.

+ Nuôi cấy mô sẹo thành cơ thể mới.

+ Nuôi trồng các cây con ở môi trường thực địa.

Câu hỏi

Câu 7: Quan sát Hình 21.6 và trình bày quy trình thực hiện nhân bản vô tính vật nuôi.

Câu 8: Quan sát Hình 21.7 và cho biết thế nào là cấy truyền phôi động vật.

Câu 9: Trình bày sơ đồ quy trình cấy truyền phôi động vật.

Hướng dẫn giải:

- Quan sát hình 21.6 và nêu quy trình nhân bản vô tính vật nuôi.

- Quan sát hình 21.7 và nêu khái niệm cấy truyền phôi động vật.

- Kĩ thuật cấy truyền phôi động vật gồm các bước sau:

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.

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.

Lời giải chi tiết:

Câu 7: Quy trình thực hiện nhân bản vô tính vật nuôi (các cơ thể tham gia trong quá trình là cùng loài):

+ Xử lý các tế bào thực hiện nhân bản vô tính.

+ Dung hợp tế bào.

+ Nuôi cấy tế bào lai.

+ Tạo cơ thể mới.

Câu 8: Công nghệ cấy truyền phôi bò là một quá trình nuôi cấy và đưa phôi được tạo ra từ cơ thể bò mẹ này (bò cho phôi) vào cơ thể bò mẹ khác (bò nhận phôi) để tạo thành cá thể bò mới.

Câu 9:

Câu hỏi 

Trong thực tế, đã có những thành tựu công nghệ tế bào động vật nào được đưa vào ứng dụng và sản xuất?

Hướng dẫn giải:

- Một số thành tựu của công nghệ tế bào động vật:

+ Tạo mô, cơ quan thay thế như gan, tim,...

+ Tạo ra các động vật chuyển gene có hormone, kháng thể,... để sản xuất thuốc, vaccine.

+ Nhân bản vô tính động vật.

Lời giải chi tiết:

Những thành tựu công nghệ tế bào động vật nào được đưa vào ứng dụng và sản xuất:

- Ghép da của bệnh nhân bị tổn thương da do bỏng từ một phần da ở chân, tay.

- Ghép nội tạng từ mô nội tạng lợn.

- Sản xuất trứng có khả năng chữa bệnh Wolman từ gà chuyển gene , sữa chữa bệnh suy giảm antithrombin alfa từ dê chuyển gene,...

- ....

Bài tập

Câu 1: Vì sao tính toàn năng của tế bào là cơ sở để thực hiện công nghệ tế bào?

Câu 2:  Hãy phân tích các bước thực hiện quy trình nhân giống bằng công nghệ tế bào thực vật ở cà rốt và nhân bản cừu Dolly bằng công nghệ tế bào động vật.

Câu 3: Sưu tầm hình ảnh và thông tin trên sách, báo,... về các phương pháp tạo giống bằng công nghệ tế bào thực vật (như nuôi cấy hạt phấn, dung hợp tế bào trần...) và chia sẻ với bạn.

Câu 4: Nhân bản vô tính và cấy truyền phôi ở động vật có những đặc điểm gì giống và khác nhau.

Hướng dẫn giải:

- Tính toàn năng là khả năng biệt hoá và phản (giải) biệt hoá của một tế bào thành những loại tế bào khác nhau trong cơ thể.

- Quy trình thực hiện nhân giống cây trồng bằng công nghệ tế bào thực vật:

+ Tách và nuôi cấy mô phân sinh.

+ Nuôi cấy mô sẹo thành cơ thể mới.

+ Nuôi trồng các cây con ở môi trường thực địa.

- Quy trình nhân bản cừu Dolly bằng công nghệ tế bào động vật:

+ Xử lý các tế bào thực hiện nhân bản vô tính.

+ Dung hợp tế bào.

+ Nuôi cấy tế bào lai.

+ Tạo cơ thể mới.

- Quy trình thực hiện cấy truyền phôi động vật:

+ Tách lấy phôi từ động vật cho phôi.

+ Sử dụng các biện pháp để tác động vào phôi đó trước khi cho vào tế bào nhận.

+ 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.

Lời giải chi tiết:

Câu 1: Tính toàn năng của tế bào là cơ sở để thực hiện công nghệ tế bào vì dựa vào tính toàn năng, công nghệ tế bào có thể sản xuất ra cơ quan hoặc cơ thể hoàn chỉnh với số lượng lớn một cách nhanh chóng.

Câu 2:  Quy trình nhân giống bằng công nghệ tế bào thực vật ở cà rốt:

- Quy trình thực hiện nhân giống cây trồng bằng công nghệ tế bào thực vật:

+ Tách và nuôi cấy mô phân sinh: Tách mô phân sinh (từ đỉnh sinh trưởng hoặc từ các tế bào lá non) rồi nuôi cấy trên môi trường dinh dưỡng đặc trong ống nghiệm để các tế bào của mô phân sinh phân chia tạo ra các mô sẹo.

+ Nuôi cấy mô sẹo thành cơ thể mới: Chuyển mô sẹo sang nuôi cấy tiếp tục trong ống nghiệm khác chứa môi trường dinh dưỡng đặc và bổ sung hormone sinh trưởng phù hợp để kích thích chúng phân hoá thành cây con hoàn chỉnh.

+ Nuôi trồng các cây con: Các cây non được chuyển sang trồng trong các bầu đất ở điều kiện vườn ươm trước khi mang trồng ngoài thực địa.

Quy trình nhân bản cừu Dolly bằng công nghệ tế bào động vật:

- Quy trình thực hiện nhân bản vô tính cừu:

+ Xử lý các tế bào: Lấy nhân từ tế bào tuyến vú của cừu A và loại nhân từ tế bào trứng của cừu B.

+ Dung hợp tế bào: Đưa nhân của tế bào tuyến vú của cừu A vào tế bào đã loại nhân từ tế bào trứng của cừu B để tạo tế bào lai.

+ Nuôi cấy tế bào lai: Nuôi các tế bào lai ở môi trường có dinh dưỡng và nhiệt độ thích hợp để tạo ra phôi.

+ Tạo cơ thể mới: Chuyển phôi vào cừu C để phôi được phát triển thành cơ thể cừu mới.

Câu 3: Em có thể tìm kiếm các thông tin và hình ảnh về các phương pháp tạo giống bằng công nghệ tế bào thực vật trên sách bào, internet,...

Câu 4: Những đặc điểm gì giống và khác nhau của nhân bản vô tính và cấy truyền phôi ở động vật: