BÀI 16 - CÔNG NGHỆ TẾ BÀO

MỞ ĐẦU

Câu 1: Người ta có thể nuôi mảnh mô lá, thân, rễ,... trong môi trường nhân tạo (hình 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?

Đáp án chuẩn:

- Nhân nhanh giống cây trồng để đáp ứng nhu cầu cây giống và giảm chi phí sản xuất cây giống.

- Tạo ra giống đồng nhất về năng suất, phẩm chất và không bị nhiễm bệnh.

- Khôi phục các cây trồng có nguy cơ tuyệt chủng hoặc cây quý hiếm khó sinh sản hữu tính.

I. CÔNG NGHỆ TẾ BÀO

II. NGUYÊN LÝ CÔNG NGHÊ TẾ BÀO

Câu 1: Quan sát hình 16.2, trình bày sự khác nhau giữa biệt hoá và phản biệt hoá tế bào?

Đáp án chuẩn:

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

- Phản biệt hoá là quá trình khiến tế bào đã biệt hoá mất đi tính chuyên hoá về cấu trúc và chức năng, hoặc giảm đi tính này.

Luyện tập 1: Trong hai loại tế bào (hồng cầu và hợp tử) thì loại nào có tính toàn năng? Giải thích.

Đáp án chuẩn:

- Trong hai loại tế bào là hồng cầu và hợp tử, hợp tử có tính toàn năng do có khả năng phân chia và phát triển thành mô, cơ quan, và cơ thể hoàn chỉnh trong môi trường thích hợp.

- Tế bào hồng cầu không có tính toàn năng vì không có khả năng phân chia và phát triển thành các cấu trúc phức tạp như vậy.

Vận dụng: 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 lí để thực hiện kĩ thuật trên?

Đáp án chuẩn:

Trong giâm cành, một đoạn cây có mắt chồi có thể phát triển thành cây mới nhờ tính toàn năng và phân biệt hoá của tế bào thực vật.

III. MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ TẾ BÀO THỰC VẬT

Câu 2: 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,...). Kĩ thuật này có ý nghĩa gì?

Đáp án chuẩn:

* Vi nhân giống là một kỹ thuật quan trọng trong nông nghiệp và bảo tồn sinh vật để nhân nhanh các giống cây quý hiếm. Thay vì phải chờ đợi quá trình tái sinh tự nhiên chậm chạp, kỹ thuật này cho phép ta dễ dàng nhân giống từ một phần nhỏ của cây mẹ, như một mảnh lá, thân cây, hay rễ, để tạo ra hàng loạt cây con trong thời gian ngắn.

* Các ý nghĩa của kỹ thuật vi nhân giống bao gồm:

- Tạo ra số lượng lớn giống cây trong thời gian ngắn và diện tích nhỏ.

- Bảo tồn nguồn gen của các loài cây quý hiếm, giúp đề phòng tuyệt chủng.

- Tạo ra các giống cây sạch, không bị nhiễm virus (qua kỹ thuật nuôi cây mô phân sinh, tạo hạt giống nhân tạo).

- Cung cấp nguyên liệu khởi đầu cho các quy trình nuôi dưỡng tế bào thực vật, chuyển gen vào tế bào thực vật.

* Nhờ vào những lợi ích này, vi nhân giống đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và sử dụng bền vững các nguồn gen của các loài cây quý hiếm.

Luyện tập 2: Trình bày các ứng dụng của vi nhân giống.

Đáp án chuẩn:

- Nhân nhanh giống cây trồng để đạt đặc điểm di truyền đồng đều.

- Bảo tồn các giống cây quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng.

- Tạo ra giống cây không virus (qua kỹ thuật nuôi cấy mô phân sinh, tạo hạt giống nhân tạo).

- Cung cấp nguyên liệu cho quy trình nuôi cấy tế bào thực vật, chuyển gen vào tế bào thực vật.

Câu 3: Kể tên một số giống cây trồng được tạo ra bằng công nghệ tế bào mà em biết?

Đáp án chuẩn:

- Giống lúa CR203 được tạo ra từ tế bào phôi để sản xuất giống lúa DR2, có năng suất và độ thuần chủng cao, chịu nóng và khô hạn tốt.

- Tạo ra cây lai giữa khoai tây và cà chua.

- Sử dụng tế bào trân đơn bội (n) và tế bào trân lưỡng bội (2n) để tạo ra giống dưa hấu không hạt, bưởi cam không hạt và các loại cây trồng khác.

Tìm hiểu thêm: 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?

Đáp án chuẩn:

Cây trồng chuyển gen mang nhiều đặc tính tốt về năng suất và phẩm chất vẫn gây tranh cãi do những nguy cơ tiềm ẩn sau:

- Biểu hiện không dự đoán được của gene và tính chất không ổn định có thể gây hại cho sức khỏe con người và kinh tế người trồng.

- Gene kháng hoặc chống chịu có thể lan sang sinh vật khác, gây thiệt hại môi trường như cỏ dại siêu kháng.

- Sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật tăng cao, như tại Châu Mỹ - Latinh, nơi nấm đậu nành biến đổi gen được trồng rộng rãi, lượng thuốc diệt cỏ sử dụng lên đến 550 lít/năm, đe dọa sức khỏe cộng đồng.

IV. MỘT SỐ THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

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

Đáp án chuẩn:

- Nuôi cấy và biệt hoá tế bào gốc thành tế bào mỡ dùng trong thẩm mỹ.

- Tạo tế bào cơ, tế bào sụn, nguyên bào xương để điều trị các bệnh như tổn thương tim mạch, thoái hóa xương, khớp, bệnh viêm nhiễm.

- Tạo mô da để cấy ghép cho người bị bỏng nặng.

Luyện tập 3: Quan sát hình 16.5 và cho biết tế bào gốc được kích hoạt từ tế bào sinh dưỡng có thể biệt hoá để tạo thành các dòng tế bào nào. Nếu dùng dòng tế bào gốc này để điều trị cho người khác thì có thể gặp những khó khăn gì?

Đáp án chuẩn:

- Tế bào gốc từ tế bào sinh dưỡng có thể biến thành nhiều loại tế bào khác nhau như máu, thần kinh, cơ, xương để tái tạo các cơ quan.

- Tuy nhiên, việc sử dụng tế bào gốc này để điều trị có thể gặp phản ứng miễn dịch đào thải các tế bào sau ghép. Ngoài ra, vấn đề đạo đức cũng là một mối quan ngại, đặc biệt khi phải phá các phôi dù ở giai đoạn phôi sớm, có thể bị coi là vi phạm đạo đức.

Câu 5: Nêu ví dụ chuyển gene ở động vật cho sản phẩm dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh ở người.

Đáp án chuẩn:

- Gà chuyển gene sản xuất trứng dùng trong điều trị bệnh Wolman - suy giảm lipase trong lysosome.

- Dê chuyển gene sản xuất sữa dùng trong điều trị bệnh suy giảm antithrombin alfa, một yếu tố chống đông máu.

- Lạc đà chuyển gene sản xuất protein dược phẩm trong sữa, dùng trong sản xuất thuốc điều trị bệnh di truyền.

Câu 6: Trình bày một số ứng dụng của nhân bản vô tính động vật.

Đáp án chuẩn:

- Tạo mô, cơ quan thay thế để điều trị bệnh cho người.

- Tạo mô, cơ quan làm mô hình sàng lọc thuốc.

- Tạo bản sao của các động vật có nguy cơ tuyệt chủng để bảo tồn sự đa dạng di truyền.