Trả lời nhanh
Công nghệ tế bào động vật gồm ba giai đoạn chung: chuẩn bị (mẫu, dụng cụ, môi trường vô trùng), nuôi cấy (sơ cấp, thứ cấp, 3D) và thu nhận sản phẩm (sinh khối, mô, cơ quan). Ứng dụng tiêu biểu là cấy truyền phôi, nhân bản vô tính và sản xuất vaccine, kháng thể, da nhân tạo. Các con vật nhân bản giống nhau vì cùng mang vật chất di truyền từ một cơ thể.
Bài 3 nằm trong Chuyên đề 1 (Công nghệ tế bào) của Sinh học 10 Chân trời sáng tạo. Trang này giúp em nắm mạch kiến thức, hiểu vì sao sách trả lời như vậy và biết bấm vào đúng bài giải chi tiết từng câu hỏi. Em nên học theo thứ tự: quy trình chung → cấy truyền phôi → nhân bản vô tính → thành tựu.
1. Các giai đoạn chung của công nghệ tế bào động vật
- Chuẩn bị: chọn mẫu (mô hoặc tế bào), xử lí mẫu, chuẩn bị dụng cụ, thiết bị, hoá chất và môi trường nuôi cấy trong điều kiện vô trùng.
- Nuôi cấy: đặt tế bào vào môi trường dinh dưỡng, giữ nhiệt độ (khoảng 37 °C ở động vật có vú), độ ẩm và khí CO2 phù hợp để tế bào phân chia.
- Thu nhận sản phẩm: thu sinh khối tế bào hoặc mẫu mô, cơ quan để nghiên cứu, sản xuất chế phẩm hoặc cấy ghép.
So sánh giai đoạn chuẩn bị: tế bào động vật và tế bào thực vật
| Tiêu chí | Tế bào động vật | Tế bào thực vật |
|---|---|---|
| Điều kiện | Vô trùng, chuẩn bị dụng cụ và hoá chất | Vô trùng, chuẩn bị dụng cụ và hoá chất |
| Xử lí mẫu | Dùng enzyme tách mô thành tế bào đơn, loại mô chết, phần thừa | Khử trùng bề mặt mẫu (cành, lá, chồi…) |
| Môi trường | Thành phần phức tạp, thường bổ sung huyết thanh | Đơn giản hơn: muối khoáng, đường, vitamin, chất điều hoà sinh trưởng |
Mẹo nhớ: tế bào động vật không có thành tế bào nên dễ tổn thương và “đòi hỏi” nhiều chất hơn; muốn có tế bào riêng lẻ phải dùng enzyme cắt các liên kết giữa chúng.
Vai trò của huyết thanh
Huyết thanh (thường là huyết thanh bào thai bò) chứa nhiều yếu tố tăng trưởng, hormone, protein giúp tế bào bám dính, chất khoáng, chất hữu cơ… Nhờ đó tế bào sống và phân chia tốt. Đây là điểm các em hay thiếu: không chỉ “cung cấp dinh dưỡng” mà còn kích thích sinh trưởng và giúp tế bào bám vào giá thể.
Các phương pháp nuôi cấy
- Nuôi cấy sơ cấp: tế bào lấy trực tiếp từ mô cơ thể, nuôi lần đầu.
- Nuôi cấy thứ cấp (tạo dòng tế bào): cấy chuyền tế bào từ nuôi cấy sơ cấp sang bình mới, có thể tạo dòng tế bào ổn định.
- Nuôi cấy trên giá thể 3 chiều (3D): tế bào phát triển trong không gian ba chiều, gần với môi trường trong cơ thể hơn nên tạo được mô, cơ quan thu nhỏ.
Sản phẩm thu được
Sinh khối tế bào dùng để sản xuất kháng thể, vaccine, enzyme, hormone; mẫu mô, cơ quan dùng nghiên cứu sự phát triển, biểu hiện gene hoặc cấy ghép cho cơ thể (ví dụ da nhân tạo cho người bỏng).
2. Ứng dụng: cấy truyền phôi
Cấy truyền phôi là kĩ thuật lấy phôi từ con cái cho phôi (cao sản, đặc tính tốt) rồi cấy vào tử cung con cái nhận phôi để mang thai và sinh con. Quy trình rút gọn: chọn vật cho – vật nhận → gây động dục cùng pha → thụ tinh, thu phôi → kiểm tra, (có thể bảo quản, tách phôi) → cấy phôi vào vật nhận.
Vì sao đời con có thể giống nhau về kiểu gene?
Khi phôi sớm được tách thành nhiều phần và mỗi phần phát triển thành một cơ thể, tất cả đều bắt nguồn từ một hợp tử qua nguyên phân nên có cùng kiểu gene. Lưu ý: nếu cấy các phôi từ những lần thụ tinh khác nhau thì các con chỉ là anh chị em, không giống hoàn toàn.
Vì sao phải gây động dục cùng pha?
Phôi chỉ làm tổ được khi niêm mạc tử cung ở đúng giai đoạn. Gây động dục cùng pha làm chu kì sinh sản của vật cho và vật nhận đồng bộ: vật cho sản sinh trứng, còn tử cung vật nhận sẵn sàng đón phôi và mang thai.
Lựa chọn vật cho phôi, vật nhận phôi
- Vật cho phôi: con cái cao sản, đặc tính tốt, để khai thác tiềm năng di truyền.
- Vật nhận phôi: khoẻ mạnh, không bệnh, sinh lí sinh sản bình thường, khả năng nuôi thai tốt (không cần là giống cao sản).
Ưu điểm và hạn chế
| Ưu điểm | Hạn chế |
|---|---|
| Nhân nhanh số con từ một cá thể cái quý trong thời gian ngắn | Chi phí cao, đòi hỏi kĩ thuật và thiết bị chuyên sâu |
| Phôi đông lạnh dễ vận chuyển, giúp bảo tồn nguồn gene quý | Tỉ lệ thành công chưa ổn định |
| Giảm thời gian chọn giống, cải thiện đàn nhanh | Nếu tạo nhiều con cùng kiểu gene, đa dạng di truyền của đàn giảm |
3. Nhân bản vô tính động vật
Nhân bản vô tính là tạo cá thể mới có bộ gene nhân giống cá thể cho nhân mà không qua thụ tinh. Ca nổi tiếng là cừu Dolly: lấy nhân của tế bào tuyến vú (tế bào xôma 2n) chuyển vào tế bào trứng đã loại bỏ nhân, kích thích cho phát triển thành phôi rồi cấy vào cừu mang thai hộ.
Ba điều cần hiểu sâu
- Tại sao tế bào xôma tạo được cả cơ thể? Tế bào trưởng thành vẫn giữ đủ bộ gene; khi nhân được “lập trình lại” trong tế bào chất của trứng, các gene cần thiết được bật lên và phôi phát triển bình thường.
- Tại sao DNA của Dolly không hoàn toàn giống cừu cho nhân? DNA trong nhân giống cừu cho nhân, nhưng DNA ti thể nằm trong tế bào chất lại đến từ tế bào trứng của cừu khác.
- Tại sao Dolly sớm mắc bệnh của cừu già? Nhân lấy từ tế bào đã trưởng thành nên mang “dấu vết tuổi” (một giả thuyết là đầu mút nhiễm sắc thể ngắn hơn), cùng với hạn chế của kĩ thuật lúc đó. Đây là lí do người ta còn thận trọng.
Ý nghĩa và vấn đề đạo đức
Nhân bản vô tính giúp nhân nhanh giống vật nuôi quý, bảo tồn loài nguy cấp, tạo vật nuôi chuyển gene sản xuất dược phẩm, phục vụ nghiên cứu y học. Với con người, phần lớn các nước và các tổ chức khoa học phản đối nhân bản sinh sản vì tỉ lệ thất bại cao, nguy cơ dị tật và nhiều vấn đề đạo đức – pháp lí. Khi trả lời câu “Vận dụng”, em nên nêu rõ quan điểm và đưa ít nhất hai lí do.
Phân biệt cấy truyền phôi và nhân bản vô tính
| Tiêu chí | Cấy truyền phôi | Nhân bản vô tính |
|---|---|---|
| Nguồn gốc con | Từ hợp tử (có thụ tinh) | Từ nhân tế bào xôma + trứng bỏ nhân (không thụ tinh) |
| Kiểu gene con | Kết hợp gene bố và mẹ; chỉ giống nhau nếu tách từ một phôi | Gần như giống cá thể cho nhân |
| Mục đích | Nhân nhanh con của cặp bố mẹ tốt | Sao chép cá thể có đặc tính quý |
4. Thành tựu của công nghệ tế bào động vật
- Sản xuất vaccine, kháng thể đơn dòng, interferon, hormone từ tế bào nuôi cấy.
- Nuôi cấy da, giác mạc… phục vụ điều trị bỏng và tổn thương mô.
- Nhân bản và cấy truyền phôi ở bò, cừu, chó, ngựa… phục vụ chăn nuôi và bảo tồn.
- Tạo mô hình tế bào để thử thuốc, giảm thử nghiệm trên động vật.
5. Gợi ý giải từng câu hỏi trong bài
Bấm vào từng câu để xem lời giải chi tiết:
- Mở đầu trang 19: vì sao các chú chó nhân bản giống hệt nhau
- Kiến thức mới 1 trang 19: giai đoạn chuẩn bị giống và khác nuôi cấy tế bào thực vật
- Kiến thức mới 2 trang 20: vai trò của huyết thanh
- Kiến thức mới 3 trang 20: các phương pháp nuôi cấy tế bào động vật
- Kiến thức mới 4 trang 21: sản phẩm của nuôi cấy tế bào động vật
- Kiến thức mới 5 trang 21: vì sao cấy truyền phôi cho đời con giống kiểu gene
- Kiến thức mới 6 trang 22: chọn vật cho phôi và vật nhận phôi
- Kiến thức mới 7 trang 22: gây động dục cùng pha
- Kiến thức mới 8 trang 22: ưu điểm và hạn chế của cấy truyền phôi
- Kiến thức mới 9 trang 23: nhận định đúng sai theo Hình 3.6
- Kiến thức mới 10 trang 23: phôi bốn tế bào đã biệt hoá
- Kiến thức mới 11 trang 23: DNA của cừu Dolly
- Kiến thức mới 12 trang 23: bệnh của cừu Dolly lúc sáu tuổi
- Kiến thức mới 13 trang 23: ý nghĩa nhân bản vô tính động vật
- Luyện tập trang 23: vì sao cá thể nhân bản không phải lúc nào cũng giống nhau
- Vận dụng trang 24: có nên nhân bản vô tính con người không
- Kiến thức mới 14 trang 25: lợi ích của thành tựu công nghệ tế bào động vật
- Bài tập 1 trang 27: tình huống nhân bản cừu Dolly
- Bài tập 2 trang 27: kĩ thuật viên cần chuẩn bị gì
- Bài tập 3 trang 27: ảnh hưởng của cấy truyền phôi đến kinh tế – xã hội
- Bài tập 4 trang 27: thành tựu có ảnh hưởng nhiều nhất trong tương lai
6. Bài luyện tập tự đặt
Câu 1. Vì sao khi cấy chuyền tế bào động vật bám dính vào đáy bình, người ta thường xử lí bằng enzyme (như trypsin)?
Đáp án: Enzyme phá các protein liên kết giữa tế bào với bề mặt bình và giữa các tế bào với nhau, giúp thu được tế bào đơn để chuyển sang bình mới mà không làm vỡ tế bào.
Câu 2. Một bò cái cao sản cho 5 phôi, từ 5 lần thụ tinh khác nhau với tinh dịch của cùng một bò đực, cấy cho 5 bò nhận. Năm bê con có giống nhau hoàn toàn về kiểu gene không?
Đáp án: Không. Mỗi phôi là một hợp tử riêng, được tổ hợp giao tử khác nhau nên kiểu gene khác nhau (chỉ giống khi cùng một phôi được tách ra).
Câu 3. Cừu A cho nhân, cừu B cho trứng, cừu C mang thai hộ. Cừu con sinh ra có đặc điểm di truyền trong nhân giống cừu nào? Gene ti thể giống cừu nào?
Đáp án: Gene nhân giống cừu A; gene ti thể giống cừu B (cừu C chỉ cung cấp môi trường mang thai, không truyền gene).
7. Lỗi sai thường gặp
- Nhầm “cấy truyền phôi” với “nhân bản vô tính”: cấy truyền phôi vẫn qua thụ tinh.
- Cho rằng con nhân bản giống 100% cá thể gốc cả về kiểu hình: môi trường, ti thể, biến đổi ngẫu nhiên vẫn ảnh hưởng.
- Quên điều kiện vô trùng khi nêu giai đoạn chuẩn bị.
- Chỉ nói huyết thanh “cung cấp chất dinh dưỡng” mà bỏ yếu tố tăng trưởng, kết dính tế bào.
8. Các bài khác trong Chuyên đề 1
- Bài 1: Khái quát về công nghệ tế bào
- Bài 2: Công nghệ tế bào thực vật và thành tựu
- Bài 4: Tế bào gốc và công nghệ tế bào gốc
- Ôn tập chuyên đề 1
- Giải toàn bộ Chuyên đề học tập Sinh học 10 Chân trời sáng tạo
Cùng chuyên đề: Mục lục khác cùng môn, lớp: Lý thuyết Sinh 10 Chân trời sáng tạo: kiến thức trọng tâm cả năm; Sinh 10 Chân trời sáng tạo: mục lục giải SGK đủ 31 bài và 6 chương; Giải SGK Sinh 10 Cánh diều: 22 bài, 10 chủ đề và ôn tập 3 phần.
Câu hỏi thường gặp
Công nghệ tế bào động vật gồm những giai đoạn nào?
Gồm ba giai đoạn chung: chuẩn bị (mẫu, dụng cụ, hoá chất, môi trường vô trùng), nuôi cấy tế bào và thu nhận sản phẩm như sinh khối tế bào hoặc mẫu mô, cơ quan.
Vì sao cấy truyền phôi phải gây động dục cùng pha?
Để chu kì sinh sản của vật cho và vật nhận đồng bộ: vật cho tạo trứng còn tử cung vật nhận ở trạng thái thích hợp để phôi làm tổ và phát triển.
Vì sao DNA của cừu Dolly không hoàn toàn giống cừu cho nhân?
DNA trong nhân giống cừu cho nhân, nhưng DNA ti thể nằm trong tế bào chất lấy từ tế bào trứng của cừu khác nên bộ DNA tổng thể không giống hoàn toàn.
Cấy truyền phôi khác nhân bản vô tính ở điểm nào?
Cấy truyền phôi dùng phôi từ hợp tử có thụ tinh, còn nhân bản vô tính chuyển nhân tế bào xôma vào trứng bỏ nhân, không qua thụ tinh nên con gần như giống cá thể cho nhân.