Lý thuyết Sinh học 10 Bài 21: Công nghệ tế bào
A. Lý Thuyết
I. Công nghệ tế bào là gì?
1. Khái niệm công nghệ tế bào
- 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.
Các bước cơ bản trong công nghệ tế bào thực vật
2. Nguyên lí của công nghệ tế bào
- Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào: dựa trên tính toàn năng, khả năng biệt hóa và phản biệt hóa, khả năng phân chia và điều khiển sự biệt hóa bằng thành phần môi trường trong đó quan trọng nhất là hormone sinh trưởng.
- Nguyên lí của công nghệ tế bào: mỗi tế bào chứa hệ gene của tế bào quy định tất cả các đặc tính và tính trạng của cơ thể sinh vật. Các tế bào toàn năng có khả năng biệt hóa và phản biệt hóa thành những loại tế bào khác nhau trong cơ thể. Do đó, tùy thuộc vào điều kiện môi trường nuôi cấy mà tế bào có thể tạo ra các sản phẩm công nghệ khác nhau.
Các bước cơ bản nuôi cấy mô ở cà rốt
- Tính toàn năng của tế bào:
+ Tính toàn năng của tế bào là khả năng biệt hóa và phản biệt hóa của tế bào thành những loại tế bào khác nhau trong cơ thể.
+ Tính toàn năng của tế bào động vật và thực vật khác nhau: Tế bào thực vật trưởng thành có thể phân chia và biệt hóa để hình thành cây hoàn chỉnh, tế bào động vật trưởng thành thường chỉ có thể hình thành những loại tế bào nhất định.
Khả năng biệt hóa và tự làm mới của tế bào gốc động vật
II. Công nghệ tế bào thực vật
1. Công nghệ tế bào thực vật
- Công nghệ tế bào thực vật được thực hiện dựa trên tính toàn năng của tế bào để tạo ra các mô tế bào, các cơ quan hay các cơ thể mới.
- Quy trình nhân giống bằng công nghệ tế bào thực vật:
+ Bước 1: Tách các mẫu mô từ cơ quan của cơ thể thực vật.
+ Bước 2: Cho các mẫu mô nuôi cấy trong môi trường thích hợp để tạo mô sẹo.
+ Bước 3: Bổ sung hormone kích thích sinh trưởng để kích thích mô sẹo phát triển thành cây con.
+ Bước 4: Đem cây con chuyển sang trồng trong vườn ươm cho phát triển thành cây trưởng thành.
+ Bước 5: Đem cây trưởng thành từ vườn ươm chuyển sang trồng trong môi trường thực địa.
Nhân nhanh giống cây trồng từ mảnh mô lá
- Mục đích nhân giống bằng công nghệ tế bào thực vật:
+ Cung cấp đủ số lượng cây trồng trong một thời gian ngắn và đồng nhất về đặc tính di truyền nhằm đáp ứng yêu cầu của sản xuất.
+ Bảo tồn được một số nguồn gene thực vật quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng.
2. Một số thành tựu của công nghệ tế bào thực vật
- Công nghệ tế bào thực vật được ứng dụng khá rộng rãi trong nhân giống in vitro ở cây trồng và trong tạo giống cây trồng mới.
- Một số thành tựu:
+ Nhân nhanh các giống cây ăn quả bao gồm chuối già Nam Mỹ, chuối sứ, dâu tây chịu nhiệt, dừa, dứa,...
+ Nhân nhanh các giống cây cảnh có giá trị cao như lan hồ điệp, lan rừng đột biến,… và cây cảnh ngắn ngày như hoa hồng, thược dược, cúc, đồng tiền,...
+ Nhân nhanh các giống cây dược liệu như đinh lăng, đẳng sâm, sâm Ngọc Linh,...
+ Nhân nhanh các giống cây lấy gỗ như bạch đàn, keo lai, cầm lai,...
Một số thành tựu nuôi cấy mô tế bào thực vật ở Việt Nam
III. Công nghệ tế bào động vật
1. Công nghệ tế bào động vật
- Công nghệ tế bào động vật được thực hiện dựa trên tính toàn năng và khả năng biệt hóa của tế bào gốc. Tùy theo sự thay đổi về điều kiện và thành phần môi trường nuôi cấy tế bào gốc, nhất là thành phần hormone sinh trưởng, và nhờ quá trình phân bào đã tạo ra các mô, cơ quan hay cơ thể mới.
- Công nghệ tế bào động vật gồm hai kĩ thuật chính là: nhân bản vô tính và cấy truyền phôi.
- Quy trình nhân bản vô tính cừu Dolly:
+ Bước 1: Tách tế bào tuyến vú của con (A) và nuôi trong phòng thí nghiệm.
+ Bước 2: Tách tế bào trứng của con (B), sau đó loại bỏ nhân của tế bào trứng này.
+ Bước 3: Chuyển nhân của tế bào tuyến vú vào tế bào trứng đã loại bỏ nhân tạo nên tế bào lai.
+ Bước 4: Nuôi cấy tế bào lai trên môi trường nhân tạo cho phát triển thành phôi.
+ Bước 5: Cấy phôi vào tử cung của con cừu cái C để “mang thai hộ”.
+ Bước 6: Phôi phát triển thành cơ thể mới tạo ra cừu Dolly có đặc điểm di truyền hầu như giống con cừu A.
Quy trình nhân bản vô tính cừu Dolly
- Quy trình cấy truyền phôi động vật:
+ 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 chuyển vào cơ thể 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.
Quy trình cấy truyền phôi
→ Cấy truyền phôi ở động vật là kĩ thuật chia cắt phôi động vật thành nhiều phôi rồi cấy các phôi này vào tử cung của các con cái khác nhau để tạo ra được nhiều con vật có kiểu gene giống nhau.
2. Một số thành tựu của công nghệ tế bào động vật
- Sử dụng tế bào gốc và công nghệ tế bào gốc để ứng dụng chăm sóc da và hỗ trợ điều trị một số bệnh lí về da.
- Thành lập ngân hàng tế bào gốc MekoStem để thu thập, phân lập, bảo quản, biệt hóa và cung cấp các tế bào gốc từ màng dây rốn nhằm ứng dụng điều trị các tổn thương da và các vết thương mãn tính lâu liền.
- Sử dụng liệu pháp tế bào gốc nuôi niêm mạc miệng của bệnh nhân thành kết mạc để chữa mắt.
- Thành công bước đầu trong ứng dụng công nghệ tế bào gốc điều trị tổn thương vùng cơ tim gây suy tim.
- Thành công nuôi cấy tế bào mầm tinh trùng của chuột thành tinh trùng, mở ra triển vọng trong điều trị vô sinh ở nam giới.
- Chuyển gene thành công tạo ra những con cá phát sáng mở ra cách bảo tồn hoặc chữa bệnh mới.
- Ứng dụng hiểu biết về nhân tố kiểm soát sự tăng trưởng và chuyên biệt hóa của tế bào gốc để kiểm soát cách thức tế bào tạo ra nhiều tế bào giúp hoàn thiện liệu pháp chống ung thư.
Sự biệt hóa tạo các loại tế bào khác nhau của mô phôi từ tế bào gốc
B. Trắc Nghiệm
Câu 1: Công nghệ tế bào là
A. 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.
B. quy trình chuyển gen từ tế bào của loài này sang tế bào của loài khác nhằm tạo ra giống mới có năng suất cao, chất lượng tốt.
C. quy trình tạo ra giống mới đáp ứng yêu cầu của sản xuất bằng cách gây đột biến các giống sẵn có.
D. quy trình tạo ra thế hệ con có năng suất, phẩm chất, sức chống chịu vượt trội hơn hẳn thế hệ bố mẹ.
Đáp án đúng là: A
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.
Câu 2: Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào dựa trên đặc tính nào sau đây?
A. Tính đặc thù của các tế bào.
B. Tính đa dạng của các tế bào giao tử.
C. Tính ưu việt của các tế bào nhân thực.
D. Tính toàn năng của các tế bào.
Đáp án đúng là: D
Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào là tính toàn năng, nguyên lí phân chia và biệt hóa của tế bào.
Câu 3: Các tế bào toàn năng có khả năng nào sau đây?
A. Biệt hóa và phản biệt hóa.
B. Nguyên phân liên tục.
C. Duy trì sự sống vĩnh viễn.
D. Giảm phân liên tục.
Đáp án đúng là: A
Các tế bào toàn năng có khả năng biệt hóa và phản biệt hóa thành những loại tế bào khác nhau trong cơ thể.
Câu 4: Nhân tố nào sau đây có vai trò quan trọng nhất trong điều khiển sự biệt hóa bằng thành phần môi trường?
A. Hàm lượng nitrogen.
B. Hormone sinh trưởng.
C. Enzyme chuyển hóa.
D. Hàm lượng carbohydrate.
Đáp án đúng là: B
Hormone sinh trưởng có vai trò quan trọng nhất trong điều khiển sự biệt hóa bằng thành phần môi trường.
Câu 5: Để tạo ra hàng loạt cây trồng từ một phần của cây mẹ mà vẫn giữ được các đặc tính di truyền thì cần sử dụng phương pháp nào sau đây?
A. Dung hợp tế bào trần.
B. Cấy truyền phôi.
C. Nuôi cấy mô tế bào.
D. Nuôi cấy hạt phấn.
Đáp án đúng là : C
Để tạo ra hàng loạt cây trồng từ một phần của cây mẹ mà vẫn giữ được các đặc tính di truyền thì cần sử dụng phương pháp nuôi cấy mô tế bào.
Câu 6: Cho các phát biểu sau đây:
(1) Các cây con được tạo ra nhờ quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh.
(2) Các cây con được tạo ra có vật chất di truyền trong nhân giống cây mẹ.
(3) Các cây con được tạo ra có năng suất và chất lượng cao vượt trội so với cây mẹ.
(4) Các cây con được tạo ra luôn có năng suất và chất lượng giống nhau.
Số phát biểu đúng khi nói về phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật là
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án đúng là: A
Phát biểu đúng là: (2).
(1) Sai. Trong nuôi cấy mô tế bào thực vật, các cây con được tạo ra nhờ quá trình nguyên phân mà không qua giảm phân và thụ tinh.
(3) Sai. Trong nuôi cấy mô tế bào thực vật, các cây con được tạo ra có vật chất di truyền trong nhân giống cây mẹ nên không thể có năng suất và chất lượng vượt trội.
(4) Sai. Các cây con được tạo ra mặc dù có vật chất di truyền trong nhân giống cây mẹ nhưng nếu được trồng ở những môi trường khác nhau thì có thể thu được năng suất và chất lượng khác nhau.
Câu 7: Cho các bước thực hiện sau đây:
(1) Nuôi cấy tế bào trong môi trường dinh dưỡng thích hợp để tạo mô sẹo.
(2) Chuyển các cây non ra trồng trong bầu đất hoặc vườn ươm.
(3) Tách mô phân sinh từ đỉnh sinh trưởng hoặc từ các tế bào lá non.
(4) Nuôi cấy mô sẹo trong môi trường dinh dưỡng thích hợp để tạo cây con.
Trình tự thực hiện nuôi cấy mô tế bào ở thực vật là
A. (1) → (2) → (3) → (4).
B. (3) → (1) → (4) → (2).
C. (3) → (1) → (2) → (4).
D. (2) → (3) → (1) → (4).
Đáp án đúng là: B
Trình tự thực hiện nuôi cấy mô thực vật là: (3) Tách mô phân sinh từ đỉnh sinh trưởng hoặc từ các tế bào lá non → (1) Nuôi cấy tế bào trong môi trường dinh dưỡng thích hợp để tạo mô sẹo → (4) Nuôi cấy mô sẹo trong môi trường dinh dưỡng thích hợp để tạo cây con → (2) Chuyển các cây non ra trồng trong bầu đất hoặc vườn ươm.
Câu 8: So với phương pháp sinh sản hữu tính, phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật có ưu điểm nào sau đây?
A. Tiến hành dễ dàng và tiết kiệm chi phí nhân giống.
B. Tiến hành trong môi trường tự nhiên, không tốn công sức.
C. Tạo ra số lượng lớn cây giống đồng nhất về mặt di truyền.
D. Tạo ra cây giống thích nghi với nhiều điều kiện môi trường.
Đáp án đúng là: C
So với phương pháp sinh sản hữu tính, phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật có ưu điểm là tạo ra số lượng lớn cây giống đồng nhất về mặt di truyền.
Câu 9: Cho các thành tựu sau đây:
(1) Nhân nhanh nhiều giống cây trồng
(2) Tạo ra nhiều giống cây trồng biến đổi gene
(3) Tạo ra cây mang đặc điểm của cả 2 loài khác nhau khác nhau
(4) Bảo tồn nhiều loài thực vật quý hiếm, có nguy cơ tuyệt chủng
Trong các thành tựu trên, số thành tựu của công nghệ tế bào là
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 1.
Đáp án đúng là: C
Có 3 thành tựu của công nghệ tế bào là: (1), (3), (4).
(2) là thành tựu của công nghệ gene.
Câu 10: Công nghệ tế bào động vật gồm những kĩ thuật chính nào sau đây?
A. Nuôi cấy mô và cấy truyền phôi.
B. Nhân bản vô tính và cấy truyền phôi.
C. Dung hợp tế bào trần và cấy truyền phôi.
D. Nhân bản vô tính và dung hợp tế bào trần.
Đáp án đúng là: B
Công nghệ tế bào động vật gồm 2 kĩ thuật chính là: nhân bản vô tính và cấy truyền phôi.
Câu 11: Cừu Dolly được tạo ra bằng phương pháp nhân giống vô tính không có đặc điểm nào sau đây?
A. Có tuổi thọ ngắn hơn các cá thể cùng loài được sinh ra bằng phương pháp tự nhiên.
B. Được sinh ra từ tế bào soma, không cần có sự kết hợp của giao tử đực và giao tử cái.
C. Mang các đặc điểm di truyền giống hệt cá thể cừu mẹ đã mang thai và sinh ra nó.
D. Có giai đoạn phôi thai diễn ra trong tử cung của con cừu cái như các cá thể cùng loài.
Đáp án đúng là: C
Cừu Dolly có đặc điểm di truyền giống cừu cho nhân (đối với đặc điểm di truyền được quy định bởi gene nhân) và cừu cho trứng (đối với đặc điểm di truyền được quy định bởi gene tế bào chất).
Câu 12: Nhân bản vô tính ở động vật không đem đến triển vọng nào sau đây?
A. Nhân nhanh nguồn gene động vật quý hiếm có nguy cơ tuyệt chủng.
B. Tạo nguồn cơ quan, nội tạng thay thế dùng trong chữa trị bệnh ở người.
C. Tạo ra các loài động vật biến đổi gene để sản xuất thuốc chữa bệnh.
D. Tạo ra những cá thể mới có bộ gene của cá thể gốc được chọn lựa.
Đáp án đúng là: C
Nhân bản vô tính tạo ra những cá thể có kiểu gene giống với cá thể gốc → Nhân bản vô tính không được ứng dụng để tạo ra các loài động vật biến đổi gene để sản xuất thuốc chữa bệnh.
Câu 13: Cấy truyền phôi ở động vật là
A. kĩ thuật chia cắt phôi động vật thành nhiều phôi rồi cấy các phôi này vào cùng một loại môi trường nhân tạo để tạo ra nhiều cá thể có kiểu gene giống nhau.
B. kĩ thuật chia cắt phôi động vật thành nhiều phôi rồi cấy các phôi này vào tử cung của các con cái khác nhau để tạo ra nhiều cá thể có kiểu gene giống nhau.
C. kĩ thuật chia cắt phôi động vật thành nhiều phôi rồi cấy các phôi này vào các loại môi trường nhân tạo khác nhau để tạo ra nhiều cá thể có kiểu gene khác nhau.
D. kĩ thuật chia cắt phôi động vật thành nhiều phôi rồi cấy các phôi này vào tử cung của các con cái khác nhau để tạo ra nhiều cá thể có kiểu gene khác nhau.
Đáp án đúng là: B
Cấy truyền phôi ở động vật là kĩ thuật chia cắt phôi động vật thành nhiều phôi rồi cấy các phôi này vào tử cung của các con cái khác nhau để tạo ra nhiều cá thể có kiểu gene giống nhau.
Câu 14: Cho các đặc điểm sau:
(1) Có kiểu gene đồng nhất
(2) Có kiểu hình hoàn toàn giống nhau
(3) Không thể giao phối với nhau
(4) Có kiểu gene thuần chủng
Các cá thể động vật được tạo ra bằng công nghệ cấy truyền phôi có các đặc điểm là
A. (1), (3).
B. (2), (3), (4).
C. (2), (4).
D. (1), (2), (3).
Đáp án đúng là: A
Trong cấy truyền phôi, các cá thể động vật được tạo ra từ một phôi gốc (mang kiểu gene nhất định). Do đó, những cá thể động vật này có kiểu gene đồng nhất và không thể giao phối với nhau (có giới tính như nhau).
(2) Sai. Kiểu hình còn chịu tác động của môi trường nên những cá thể này có thể có kiểu hình khác nhau tùy thuộc vào môi trường.
(4) Sai. Những cá thể này có thể có kiểu gene thuần chủng hoặc không phụ thuộc vào phôi gốc.
Câu 15: Ứng dụng nào sau đây không phải là ứng dụng của công nghệ tế bào gốc?
A. Tái tạo các mô để thay thế các mô, cơ quan bị tổn thương hoặc bị bệnh.
B. Mở ra phương pháp điều trị mới trong điều trị vô sinh và hiếm muộn.
C. Bảo tồn giống động vật quý hiếm, phục hồi các nhóm động vật đã bị tuyệt chủng.
D. Tạo ra những động vật có khả năng bất tử để sản xuất các chế phẩm sinh học.
Đáp án đúng là: D
Tạo ra những động vật có khả năng bất tử để sản xuất các chế phẩm sinh học không phải là ứng dụng của công nghệ tế bào gốc.
Xem thêm các bài Lý thuyết Sinh học 10 sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Lý thuyết Bài 18: Chu kỳ tế bào
Lý thuyết Bài 19: Quá trình phân bào
Lý thuyết Bài 22: Khái quát về vi sinh vật
Lý thuyết Bài 24: Quá trình tổng hợp và phân giải ở vi sinh vật
