Mở đầu trang 95 sinh học 10: Người ta có thể nuôi mảnh mô lá, thân, rễ trong môi trường nhân tạo (hỉnh 16.1) để nhân giống nhanh tạo ra hàng loạt cây con. Việc nhân nhanh giống cây như trên có ý nghĩa như thế nào trong thực tiễn?

Hướng dẫn giải:

Nuôi mảnh lá, thân, rễ trong môi trường nhân tạo giúp nhân nhanh các giống cây quan trọng, giúp tạo ra nhiều cây đồng nhất về kiểu gen, sạch bệnh.

Trả lời:

Nhân giống một bộ phận để nhân giống nhanh tạo ra hàng loạt cây con có ý nghĩa:

- Nhân với số lượng lớn trên quy mô công nghiệp có năng suất cao, có chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái nhất định.

- Cho ra sản phẩm đồng nhất về mặt di truyền, sạch bệnh.

- Khôi phục các cây trồng có nguy cơ tuyệt chủng hay nhân nhanh các giống cây khó sinh sản hữu tính.

I. Công nghệ tế bào

II. Nguyên lí công nghệ tế bào

Câu hỏi 1 trang 95 sinh học 10: Quan sát hình 16.2, trình bày sự khác nhau giữa biệt hoá và phản biệt hoá tế bào.

Hướng dẫn giải:

- Biệt hóa tế bào là quá trình trong đó một tế bào biến đổi từ một loại tế bào thành một loại mới, có tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng, từ đó phân hóa thành các mô, cơ quan đặc thù trong cơ thể.

- Phân biệt hóa là quá trình kích hoạt tế bào đã biệt hóa thành tế bào mới giảm hoặc không còn tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng.

Trả lời:

Phân biệt hóa và biệt hóa đều là quá trình biến đổi tế bào, tuy nhiên biệt hóa tạo ra tế bào mới có tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng, có thể phân hóa thánh các mô, các cơ quan đặc thù; còn phân biệt hóa tạo ra tế bào mới không còn tính chuyên hóa về cấu trúc và chức năng.

Giải Sinh học 10 trang 96 Cánh diều

Luyện tập 1 trang 96 sinh học 10: Trong hai loại tế bào; hồng cầu và hợp tử, loại nào có tính toàn năng? Giải thích.

Hướng dẫn giải:

Tính toàn năng của tế bào là khả năng một tế bào phát triển thành một cơ thể hoàn chỉnh trong môi trường thích hợp.

Trả lời:

Trong hai tế bào hồng cầu và hợp tử, hợp tử là hợp tử có tình toàn năng vì hợp tử có thể phát triển thành một cơ thể mới, còn hồng cầu không có khả năng này.

Vận dụng trang 96 sinh học 10: Trong thực tiễn sản xuất, người nông dân thường dùng kĩ thuật giâm cành đối với một số cây trồng như sắn, mía, rau muống, khoai lang,... Đặc tính nào của tế bào thực vật là nguyên lý để thực hiện kĩ thuật trên?

Hướng dẫn giải:

Giâm cành là phương thức tạo ra một cơ thể mới từ một phần cơ thể (cành). Cành được giâm cần có đủ mắt, đủ chồi.

Trả lời:

Kỹ thuật giâm cành được thực hiện dựa trên tính toàn năng của tế bào vì từ mắt, chồi của cành giâm phát triển thành cơ thể mới.

III. Một số thành tựu của công nghệ tế bào thực vật

Câu hỏi 2 trang 96 sinh học 10: Vì sao người ta thường áp dụng kĩ thuật vi nhân giống để nhân nhanh các giống cây quý hiếm như các cây dược liệu, cây gỗ quý, cây thuộc loài nằm trong sách đỏ (ví dụ: lan kim tuyến, sâm ngọc linh,...)? Kỹ thuật này có ý nghĩa gì?

Hướng dẫn giải:

Các loại cây có trong sách đỏ thường rất khó nhân giống, hiệu suất nhân giống bằng sinh sản hữu tính thấp, do đó cần áp dụng kĩ thuật vi nhân giống để bảo tồn vốn gen quý hiếm của các loài cây này.

Trả lời:

- Người ta áp dụng kĩ thuật vi nhân giống để nhân nhanh các giống cây quý hiếm vì các cây này vì kỹ thuật này tạo ra được số lượng lớn các cây mới trong một thời gian ngắn từ một phần của cây, từ đó bảo tồn được vốn gen của các loài cây này.

- Ý nghĩa của kĩ thuật vi nhân giống:

+ Tạo ra được số lượng lớn các cây con từ một bộ phận ban đầu.

+ Bảo tồn được một số nguồn gen thực vật quý hiếm, có nguy cơ tuyệt chủng.

+ Tiết kiệm diện tích sản xuất giống, thời gian nhân giống.

Giải Sinh học 10 trang 97 Cánh diều

Hướng dẫn giải:

Vi nhân giống được sử dụng để tạo ra các loại cây quý hiếm, các giống cây sạch bệnh virus, tạo nguyên liệu cho quy trình nuôi dịch huyền phù thực vật, chuyển gene vào tế bào thực vật.

Trả lời:

Các ứng dụng của vi nhân giống: 

- Nâng cao chất lượng cây, tạo ra các giống cây sạch bệnh virus.

- Nhân nhanh các giống cây quý hiếm, có khả năng tuyệt chủng.

- Tạo nguyên liệu cho quy trình nuôi dịch huyền phù thực vật.

- Chuyển gene vào tế bào thực vật.

Câu hỏi 3 trang 97 sinh học 10: Kể tên một số giống cây trồng được tạo ra bằng công nghệ tế bào mà em biết.

Hướng dẫn giải:

Các giống cây trồng được tạo ra bằng công nghệ tế bào có giá trị kinh tế cao như kháng sâu bệnh, không có hạt, quả to và ngọt hơn,.....

Trả lời:

Một số giống cây được tạo từ công nghệ tế bào như:

- Giống cà chua lai VT15 có khả năng chịu nhiệt, cho năng suất cao và kháng virus xoăn vàng.

- Giống ổi MT1 không có hạt, dễ trồng ở nhiều loại đất, có thể cho quả quanh năm.

- Giống thanh long LĐ5 có ruột màu tím, cho năng suất cao.

Tìm hiểu thêm trang 97 sinh học 10: Tìm hiểu vì sao một số cây trồng chuyển gene mang nhiều đặc tính tốt về năng suất và phẩm chất nhưng việc trồng và tiêu thụ các sản phẩm của cây trồng chuyển gene vẫn gây những tranh luận trái chiều ở nhiều nơi trên thế giới

Hướng dẫn giải:

Một số tác dụng phụ của các cây trồng biến đổi gene: Dị ứng, làm nhờn kháng sinh, gây độc tố lâu dài,....

Trả lời:

Cây trồng biến đổi gene tuy có nhiều đặc tính tốt về năng suất và phẩm chất nhưng gây tranh cãi trong việc trồng và tiêu thụ vì chúng cùng gây nhiều hạn chế như khả năng gây hại đến sức khỏe con người (như dị ứng, tích lũy độc tố trong cơ thể người); gây mất cân bằng hệ sinh thái; làm lây lan gen kháng thuốc diệt cỏ, thúc đẩy sự tiến hóa của côn trùng gây hại dẫn đến nhờn thuốc;...

IV. Một số thành tựu của công nghệ tế bào động vật

Câu hỏi 4 trang 97 sinh học 10: Nêu một số thành tựu về nuôi cấy tế bào động vật để tạo mô, cơ quan thay thế mà em biết.

Hướng dẫn giải:

Một số thành tựu về nuôi cấy tế bào động vật để tạo mô, cơ quan thay thế được thực hiện chủ yếu ở các tế bào lợn như tế bào gan, tim,... để tạo thành các mô, cơ quan tương ứng thay thế các cơ quan đã hỏng hay suy giảm chức năng.

Trả lời:

Một số thành tựu về nuôi cấy tế bào động vật để tạo mô, cơ quan thay thế :

- Sử dụng tế bào thần kinh lợn để hồi phục tế bào thần kinh người bị tai biến.

- Sử dụng tế bào gan lợn để tạo gan thay thế một phần gan của người bị bại gan.

Giải Sinh học 10 trang 98 Cánh diều

Hướng dẫn giải:

Quan sát hình 16.5 và đưa ra nhận xét

Trả lời:

- Từ tế bào gốc được kích hoạt từ tế bào sinh dưỡng có thể biết hóa để tạo thành tế bào thần kinh, tế bào cơ, các cơ quan, tế bào máu, tế bào xương.

- Nếu dùng dòng tế bào gốc này để điều trị cho người khác thì cần có sự hỗ trợ của thuốc chống đào thải mô, cơ quan.

Câu hỏi 5 trang 98 sinh học 10: Nêu ví dụ chuyển gene ở động vật cho sản phẩm dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh ở người.

Hướng dẫn giải:

Thuốc được tạo ra từ chuyển gene ở động vật là các hormone sinh trưởng, kháng thể, kháng nguyên,....

Trả lời:

Ví dụ chuyển gene ở động vật cho sản phẩm dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh ở người: Chuột chuyển gene để sản xuất thuốc paclitaxel có vai trò kháng ung thư, giảm độc tính của hóa trị.

Giải Sinh học 10 trang 99 Cánh diều

Câu hỏi 6 trang 99 sinh học 10: Trình bày một số ứng dụng của nhân bản vô tính động vật.

Hướng dẫn giải:

Nhân bản vô tính động vật được ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm kinh tế, nghiên cứu và trong y học.

Trả lời:

Một số ứng dụng của nhân bản vô tính: 

- Sử dụng sản phẩm nhân bản vô tính để cung cấp cơ quan thay thế cho người.

- Tạo ra các bản sao của động vật mang tính trạng mong muốn, giá trị cao.

- Sử dụng trong nghiên cứu gene, biệt hóa tế bào,....

- Tạo ra các bản sao của các động vật có nguy cơ tuyệt chủng.

Lý thuyết Sinh học 10 Bài 16: Công nghệ tế bào

I. Công nghệ tế bào động vật

1. Khái niệm

Là quy trình công nghệ nuôi cấy các loại tế bào động vật và tế bào người trong môi trường nhân tạo để tạo ra một lượng lớn tế bào nhằm mục đích nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế.

2. Nguyên lí

Là nuôi cấy các tế bào gốc trong môi trường thích hợp và tạo điều kiện để chúng nguyên phân nhiều lần rồi biệt hóa thành các loại tế bào khác nhau.

Tế bào gốc là những tế bào có thể phân chia và biệt hóa thành nhiều loại tế bào khác nhau.

3. Thành tựu

Ba thành tựu nổi bật và có ý nghĩa lớn trong thực tiễn của công nghệ tế bào động vật là: (1) Nhân bản vô tính vật nuôi; (2) Liệu pháp tế bào gốc và (3) Liệu pháp gene. 

a) Nhân bản vô tính vật nuôi:

Quy trình nhân bản vô tính được mô tả trong hình 19.1. 

Mục đích của nhân bản vô tính là tạo ra nhiều cá thể có cùng kiểu gene ưu việt, tăng số lượng cá thể ở những loài có nguy cơ tuyệt chủng.

b) Liệu pháp tế bào gốc:

Là phương pháp chữa bệnh bằng cách truyền tế bào gốc được nuôi ngoài cơ thể vào người bệnh thay thế các tế bào bị bệnh di truyền.

Dù vậy, phương pháp này vẫn mắc phải sự phản đối về vấn đề đạo đức. 

Ví dụ: dùng liệu pháp tế bào gốc chữa bệnh tiểu đường type I.

c) Liệu pháp gene:

Là phương pháp chữa bệnh di truyền nhờ thay thế gene bệnh bằng gene lành. Một số vấn đề đã giải quyết được:

1. Nhân nuôi tế bào trong ống nghiệm, chỉnh sửa gene hoặc thay thế gene bệnh.

2.  Sàng lọc tế bào được chỉnh sửa gene và nhân bản trong ống nghiệm

3. Truyền các tế bào chỉnh sửa gene vào cơ thể bệnh nhân

Chỉ sử dụng cho người bệnh di truyền do hỏng gene nhất định và phải thuộc loại tế bào liên tục phân chia suốt đời.

II. Công nghệ tế bào thực vật

1. Khái niệm

Là quy trình công nghệ nuôi cấy các tế bào, mô thực vật ở điều kiện vô trùng để tạo ra các cây có kiểu gene giống nhau nhằm nhân giống.

2, Nguyên lí

Là dùng môi trường dinh dưỡng có bổ sung các hormone thực vật thích hợp tạo điều kiện để nuôi cấy các tế bào thực vật tái sinh thành cây mới.

3. Thành tựu

a) Nuôi cấy mô tế bào:

Các mô tế bào chuyên hóa được tách khỏi cây đưa vào ống nghiệm => Nuôi trong điều kiện vô trùng với đầy đủ dinh dưỡng và hormone => tạo thành mô sẹo (mô callus) => mô seo phân chia hình thành rễ, thân, lá và thành cây con.

b) Lai tế bào sinh dưỡng:

Là kĩ thuật lai tế bào sinh dưỡng của hai loài khác nhau để tạo thành tế bào lai, sau đó đưa tế bào lai nuôi cấy trong môi trường đặc biệt để chúng phân chia thành cây lai.

c) Nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh:

Hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh được nuôi cấy trong ống nghiệm rồi cho phát triển thành cây đơn bội hoặc lưỡng bội hóa và nuôi cấy để tạo cây hoàn chỉnh.

Sơ đồ tư duy công nghệ tế bào:

Xem thêm các bài giải SGK Sinh học lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 15: Thực hành làm tiêu bản nhiễm sắc thể để quan sát quá trình nguyên phân, giảm phân ở tế bào thực vật, dộng vật

Ôn tập phần 2

Bài 17 : Vi sinh vật và các phương pháp nghiên cứu vi sinh vật

Bài 18: Sinh trưởng và sinh sản ở vi sinh vật