Chuyên đề Sinh học 10 Bài 3 (Chân trời sáng tạo): Công nghệ tế bào động vật và thành tựu

Giải bài tập Chuyên đề Sinh học 10 Bài 3: Công nghệ tế bào động vật và thành tựu

Mở đầu trang 19 Chuyên đề Sinh học 10: Các con chó trong Hình 3.1 là ba trong số 49 chú chó con được tạo ra từ một chó mẹ có tên Miracle Mill (thuộc giống Chihuahua). Kỉ lục này đã được Viện Kỉ lục Thế giới ở Miami (Mỹ) ghi nhận vào ngày 28/6/2018. Tại sao các chú chó nhân bản này lại giống hệt nhau?

Trả lời:

Các chú chó nhân bản này giống nhau vì: Các chú chó này đều được tạo ra từ sự nguyên phân của tế bào soma ở cùng một con chó mẹ. Do đó, các chú chó này đều có có vật chất di truyền như nhau, kết quả dẫn đến sự biểu hiện của các tính trạng là giống nhau.

B/ Câu hỏi giữa bài

I. CÁC GIAI ĐOẠN CHUNG CỦA CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

Hình thành kiến thức mới 1 trang 19 Chuyên đề Sinh học 10: Giai đoạn chuẩn bị trong nuôi cấy tế bào động vật có gì giống và khác so với nuôi cấy tế bào thực vật?

Trả lời:

- Giống nhau:

+ Đều cần phải tiến hành chuẩn bị mẫu nuôi, thiết bị, dụng cụ, hóa chất và môi trường nuôi cấy.

+ Đều cần đảm bảo điều kiện vô trùng.

- Khác nhau:

+ Khi chuẩn bị mẫu nuôi trong nuôi cấy tế bào động vật cần xử lí mẫu bằng enzyme để tách mô thành tế bào đơn, loại bỏ các mô chết và phần thừa.

+ Môi trường nuôi cấy mô tế bào động vật có thành phần phức tạp hơn nhiều so với nuôi cấy mô tế bào thực vật.

Hình thành kiến thức mới 2 trang 20 Chuyên đề Sinh học 10: Tại sao huyết thanh đóng vai trò quan trọng trong nuôi cấy tế bào động vật?

Trả lời:

Huyết thanh đóng vai trò quan trọng trong nuôi cấy tế bào động vật vì huyết thanh đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp các yếu tố tăng trưởng, kết dính tế bào, hormone, chất hữu cơ và các khoáng chất, đồng thời, huyết thanh còn kích thích sự phục hồi các mô bị tổn thương, chống oxy hóa,…

Hình thành kiến thức mới 3 trang 20 Chuyên đề Sinh học 10: Có những phương pháp nào được dùng để nuôi cấy tế bào động vật?

Trả lời:

Những phương pháp được dùng để nuôi cấy tế bào động vật là: Nuôi cấy sơ cấp, nuôi cấy thứ cấp để tạo dòng tế bào, nuôi cấy tế bào trên giá thể 3 chiều (3D).

Hình thành kiến thức mới 4 trang 21 Chuyên đề Sinh học 10: Những sản phẩm thu được từ quá trình nuôi cấy tế bào động vật được dùng để làm gì?

Trả lời:

Những sản phẩm thu được từ quá trình nuôi cấy tế bào động vật có thể là sinh khối tế bào hoặc mẫu mô, cơ quan. Trong đó, sinh khối tế thông qua các giai đoạn xử lí được dùng để sản xuất kháng thể, vaccine, enzyme,...; các mẫu mô, cơ quan ở động vật sau khi thu nhận có thể được dùng để tiếp tục nghiên cứu sự phát triển của động vật, sự biểu hiện gene,… hoặc cấy ghép vào cơ thể.

II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

Hình thành kiến thức mới 5 trang 21 Chuyên đề Sinh học 10: Tại sao cấy truyền phôi lại cho các cá thể ở đời con giống nhau về kiểu gene?

Trả lời:

Cấy truyền phôi cho các cá thể ở đời con giống nhau về kiểu gene vì: Trong cấy truyền phôi, phôi ban đầu được tách thành nhiều tế bào rồi cho phát triển thành các phôi riêng lẻ, mỗi phôi phát triển thành một cơ thể mới. Từ đó có thể thấy, các cá thể con đều có nguồn gốc từ một phôi ban đầu nguyên phân tạo thành nên chúng có kiểu gene giống nhau.

Hình thành kiến thức mới 6 trang 22 Chuyên đề Sinh học 10: Khi lựa chọn vật cho phôi và vật nhận phôi cần lưu ý những yếu tố nào?

Trả lời:

Những lưu ý khi lựa chọn vật cho phôi và vật nhận phôi:

- Chọn vật cho phôi: Cần lựa chọn những con cái cao sản, mang các đặc tính tốt nhằm khai thác triệt để tiềm năng di truyền.

- Chọn vật nhận phôi: Cần phải đảm bảo các tiêu chuẩn như không mang bệnh tật, sinh trưởng, phát triển bình thường, sinh lí sinh sản bình thường để đảm bảo cho quá trình phát triển của phôi cũng như các cá thể con được sinh ra bình thường.

Hình thành kiến thức mới 7 trang 22 Chuyên đề Sinh học 10: Tại sao cần phải gây động dục cùng pha ở vật cho phôi và vật nhận phôi?

Trả lời:

Cần phải gây động dục cùng pha ở vật cho phôi và vật nhận phôi để đảm bảo các cá thể này có sự chín sinh dục cùng lúc, vật cho phôi có khả năng tạo trứng, còn vật nhận phôi có khả năng mang thai.

Hình thành kiến thức mới 8 trang 22 Chuyên đề Sinh học 10: Kĩ thuật cấy truyền phôi động vật có những ưu điểm và hạn chế gì?

Trả lời:

- Ưu điểm của kĩ thuật cấy truyền phôi: Cho phép nhân nhanh các giống có năng suất cao, có đặc tính quý hiếm vốn có khả năng sinh sản tự nhiên chậm.

- Hạn chế:

+ Các con sinh ra có kiểu gene giống nhau nên dễ chết hàng loạt nếu gặp điều kiện môi trường bất lợi, dẫn đến giảm năng suất và hiệu quả kinh tế.

+ Đòi hỏi yêu cầu kĩ thuật cao, máy móc thiết bị hiện đại.

Hình thành kiến thức mới 9 trang 23 Chuyên đề Sinh học 10: Quan sát Hình 3.6, cho biết các nhận định dưới đây là đúng hay sai? Giải thích.

a) Khi thực hiện chuyển nhân tế bào, nếu dùng nhân của tế bào đã biệt hóa thì vẫn có khả năng điều khiển quá trình phát triển của sinh vật.

b) Việc điều khiển sự phát triển của cơ thể sinh vật phụ thuộc vào hệ gene nằm trong tế bào chất.

Trả lời:

a) Đúng. Vì nhân của tế bào đã biệt hóa vẫn chứa toàn bộ DNA mang thông tin di truyền quy định hầu hết các đặc điểm của cơ thể nên vẫn có khả năng điều khiển quá trình phát triển của sinh vật. Tuy nhiên, khả năng điều khiển quá trình phát triển của cơ thể giảm dần khi mức độ biệt hóa của tế bào cho nhân ngày càng cao.

b) Sai. Việc điều khiển sự phát triển của cơ thể sinh vật chủ yếu do gene ở trong nhân điều khiển.

Hình thành kiến thức mới 10 trang 23 Chuyên đề Sinh học 10: Cho biết nếu mỗi tế bào trong phôi ở giai đoạn bốn tế bào đã được biệt hóa hoàn toàn thì kết quả thí nghiệm ở nhánh trái của sơ đồ Hình 3.6 sẽ như thế nào. Giải thích.

Trả lời:

Nếu mỗi tế bào trong phôi ở giai đoạn bốn tế bào đã được biệt hóa hoàn toàn thì kết quả thí nghiệm ở nhánh trái của sơ đồ Hình 3.6 sẽ thu được kết quả là không có tế bào trứng được chuyển nhân nào phát triển thành nòng nọc do khả năng điều khiển quá trình phát triển giảm dần khi mức độ biệt hóa của tế bào cho nhân ngày càng cao. Ngoài ra, có thể thu được một số mô của nòng nọc khác nhau phụ thuộc vào nhân được cấy truyền.

Hình thành kiến thức mới 11 trang 23 Chuyên đề Sinh học 10: Vì sao các kết quả phân tích lại cho thấy DNA của cừu Dolly không hoàn toàn giống với cừu cho nhân tế bào tuyến vú?

Trả lời:

Các kết quả phân tích cho thấy DNA của cừu Dolly không hoàn toàn giống với cừu cho nhân tế bào tuyến vú vì: Cừu Dolly được tạo ra từ tế bào chuyển nhân, trong đó, tế bào chất có nguồn gốc từ tế bào trứng còn nhân có nguồn gốc từ tế bào tuyến vú. Do đó, ngoài DNA nhân giống cừu cho nhân, cừu Dolly còn nhận DNA của ti thể có nguồn gốc từ cơ thể cho trứng.

Hình thành kiến thức mới 12 trang 23 Chuyên đề Sinh học 10: Tại sao khi cừu Dolly được sáu tuổi nó lại mắc các bệnh thường chỉ có ở những con cừu nhiều năm tuổi?

Trả lời:

Cừu Dolly được sáu tuổi thì nó lại mắc các bệnh thường chỉ có ở những con cừu nhiều năm tuổi vì: Cừu Dolly nhận nhân từ tế bào tuyến vú đã được biệt hóa của con cừu đã nhiều năm tuổi. Do vậy, có thể việc tái lập trình hệ gene từ tế bào cho nhân đã diễn ra không hoàn hảo (một số gene có thể đã không được đóng/mở đúng thời điểm trong quá trình phát triển cá thể) dẫn đến các tế bào trong cơ thể của cừu Dolly đã là các tế bào của cừu nhiều năm tuổi. Điều này khiến cho cừu Dolly đã bắt đầu lão hóa sớm và phát sinh nhiều bệnh.

Hình thành kiến thức mới 13 trang 23 Chuyên đề Sinh học 10: Việc nhân bản vô tính các loài động vật có ý nghĩa gì?

Trả lời:

Ý nghĩa của việc nhân bản vô tính các loài động vật:

- Nhân nhanh giống vật nuôi quý hiếm hoặc tăng năng suất trong chăn nuôi.

- Cho phép tạo ra các giống vật nuôi mang gene người, nhằm cung cấp cơ quan nội tạng cho việc thay thế, ghép nội quan cho người bệnh mà không bị hệ miễn dịch của người loại thải.

Luyện tập trang 23 Chuyên đề Sinh học 10: Các cá thể động vật được nhân bản vô tính thuộc cùng một loài không phải lúc nào cũng có hình dạng và hành vi giống hệt nhau. Tại sao?

Trả lời:

Các cá thể động vật được nhân bản vô tính thuộc cùng một loài không phải lúc nào cũng có hình dạng và hành vi giống hệt nhau vì: Hình dạng và hành vi của con vật ngoài sự quy định do gene nhân còn bị ảnh hưởng bởi ảnh hưởng bởi gene trong tế bào chất và sự tác động của môi trường sống.

Vận dụng trang 24 Chuyên đề Sinh học 10: Theo quan điểm của em, có nên áp dụng phương pháp nhân bản vô tính đối với con người không? Tại sao?

Trả lời:

Không nên áp dụng phương pháp nhân bản vô tính đối với con người. Vì việc nhân bản vô tính ở người sẽ gây nguy hại khó lường đến sự tồn tại của loài người: gia tăng dân số không kiểm soát, nhân bản vô tính trái phép đem đến nhiều hệ lụy như vấn đề nhận dạng tội phạm, việc sinh sản để duy trì nòi giống không còn được xem trọng khiến nguồn gene của loài người không duy trì được sự đa dạng,...

III. THÀNH TỰU CỦA CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

Hình thành kiến thức mới 14 trang 25 Chuyên đề Sinh học 10: Những thành tựu của công nghệ tế bào động vật đã mang đến những lợi ích gì cho con người?

Trả lời:

Lợi ích của những thành tựu công nghệ tế bào động vật đối với con người:

- Nhân nhanh các loài giống vật nuôi có năng suất cao, phẩm chất tốt, có đặc tính di truyền ổn định mà không tốn nhiều thời gian như lai hữu tính.

- Nhân nhanh các loài động vật quý hiếm, bảo vệ các nguồn gene quý, phục hồi đa dạng sinh học.

- Mở ra tiềm năng ứng dụng trong y học để điều trị các loại bệnh hiểm nghèo cho con người.

- Sự kết hợp giữa công nghệ gene và công nghệ tế bào động vật giúp tạo ra nhiều loại chế phẩm sinh học để chữa bệnh cho con người.

- Tạo ra những động vật chuyển gene có năng suất và chất lượng cao để phục vụ cho nhu cầu của con người hoặc những động vật chuyển gene có khả năng sản xuất thuốc cho con người.

Bài tập 1 trang 27 Chuyên đề Sinh học 10: Trong quá trình nhân bản vô tính cừu Dolly, nếu như chuyển nhân của tế bào trứng (lấy từ cừu cái mặt đen) vào tế bào chất của tế bào tuyến vú đã loại bỏ nhân (lấy từ cừu cái mặt trắng) thì kết quả sẽ như thế nào? Giải thích.

Trả lời:

- Nếu chuyển nhân của tế bào trứng vào tế bào chất của tế bào tuyến vú đã loại bỏ nhân thì kết quả tế bào lai sẽ không phát triển được thành phôi, không có cừu mới được sinh ra.

- Giải thích: Bộ nhân của tế bào trứng là bộ nhân đơn bội nên sẽ không thể tiến hành phân chia tạo phôi, đồng thời, chỉ có tế bào chất của tế bào trứng mới chứa các chất dinh dưỡng cần thiết cho quá trình phát triển của phôi và biệt hóa tế bào.

Bài tập 2 trang 27 Chuyên đề Sinh học 10: Các kĩ thuật viên phòng thí nghiệm cần chuẩn bị những gì để hỗ trợ cho việc thực hiện thí nghiệm nghiên cứu về công nghệ tế bào động vật?

Trả lời:

Để hỗ trợ việc thực hiện thí nghiệm nghiên cứu về công nghệ tế bào động vật, các kĩ thuật viên phòng thí nghiệm cần:

- Chuẩn bị mẫu nuôi, thiết bị, dụng cụ, hóa chất và môi trường nuôi cấy.

- Vệ sinh phòng thí nghiệm trước và sau khi sử dụng.

- Kiểm tra các thiết bị thường xuyên.

- Nâng cấp phần mềm máy tính thường xuyên.

Bài tập 3 trang 27 Chuyên đề Sinh học 10: Hãy phân tích sự ảnh hưởng của kĩ thuật cấy truyền phôi động vật đến sự phát triển kinh tế - xã hội.

Trả lời:

Phân tích sự ảnh hưởng của kĩ thuật cấy truyền phôi động vật đến sự phát triển kinh tế - xã hội: Kĩ thuật cấy truyền phôi động vật giúp tạo ra số lượng lớn các giống vật nuôi trong thời gian ngắn, đảm bảo được nguồn cung cấp dồi dào các sản phẩm (thịt, trứng, sữa) cho nhu cầu sử dụng của con người. Nhờ đó, đảm bảo an ninh lương thực, tăng sản lượng xuất khẩu góp phần phát triển kinh tế - xã hội.

Bài tập 4 trang 27 Chuyên đề Sinh học 10: Theo em, trong tương lai thành tựu nào của công nghệ tế bào sẽ có ảnh hưởng nhiều nhất đến đời sống con người? Giải thích.

Trả lời:

- Tìm hiểu về những thành tựu của công nghệ tế bào, học sinh tự trình bày quan điểm cá nhân và đưa ra các dẫn chứng để chứng minh cho quan điểm của mình.

- Câu trả lời tham khảo: Theo em, trong tương lai, thành tựu của công nghệ tế bào sẽ có ảnh hưởng nhiều nhất đến đời sống con người chính là nhân bản vô tính ở động vật. Bởi vì, việc nhân bản vô tính động vật có thể mở ra những bước tiến mới trong nhiều lĩnh vực như chăn nuôi; nghiên cứu và điều trị các căn bệnh hiện nay bằng liệu pháp nhân bản các tế bào gốc hay sản xuất các chế phẩm sinh học,...

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề Sinh 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 4: Tế bào gốc và công nghệ tế bào gốc

Ôn tập chuyên đề 1

Bài 6: Thành tựu của công nghệ enzyme

Bài 7: Quy trình công nghệ sản xuất enzyme

Bài 8: Ứng dụng của enzyme