Chuyên đề Sinh học 10 Bài 4 (Cánh diều): Cơ sở công nghệ tế bào động vật và ứng dụng

Giải bài tập Chuyên đề Sinh học 10 Bài 4: Cơ sở công nghệ tế bào động vật và ứng dụng

A/ Câu hỏi mở đầu

Mở đầu trang 24 Chuyên đề Sinh học 10: “Thịt nuôi cấy” (thịt nhân tạo, hình 4.1) được sản xuất như thế nào? Sản xuất thịt nuôi cấy mang lại những lợi ích tiềm năng gì đối với con người?

Trả lời:

- Thịt nuôi cấy (thịt nhân tạo) được sản xuất bằng phương pháp nuôi cấy mô và tế bào động vật trên môi trường in vitro.

- Những lợi ích tiềm năng đối với con người khi sản xuất thịt nuôi cấy là:

+ Có thể tạo ra bất kì loại thịt nào.

+ Năng suất tạo ra thịt nuôi cấy cao hơn so với chăn nuôi truyền thống (ví dụ nuôi bò từ 2 - 3 năm) mà không bị ảnh hưởng bởi điều kiện tự nhiên.

+ Giảm phát thải khí nhà kính, năng lượng tiêu thụ và giải phóng diện tích đất đang phục vụ cho ngành chăn nuôi.

+ Chi phí tạo ra thịt nuôi cấy dự đoán sẽ rẻ hơn chăn nuôi nếu được công nghiệp hóa quy mô lớn.

B/ Câu hỏi giữa bài

I. KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

Hình thành kiến thức, kĩ năng 1 trang 24 Chuyên đề Sinh học 10: Dựa trên đặc tính sinh học nào của tế bào động vật mà người ta có thể nuôi cấy được mô tế bào trong phòng thí nghiệm?

Trả lời:

Người ta có thể nuôi cấy được mô tế bào động vật trong phòng thí nghiệm dựa trên đặc tính sinh học là khả năng phân chia và biệt hóa của tế bào động vật. Nhờ đặc tính sinh học này, trong nuôi cấy mô tế bào động vật, tế bào có thể hình thành nên các dòng tế bào, mô hoặc cơ quan.

II. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

Hình thành kiến thức, kĩ năng 2 trang 25 Chuyên đề Sinh học 10: Vì sao các dòng tế bào nuôi cấy có thể được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu sinh học?

Trả lời:

Các dòng tế bào nuôi cấy có thể được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu sinh học vì khi sử dụng các dòng tế bào trong nghiên cứu sẽ dễ dàng phân tích bộ nhiễm sắc thể, giảm thiểu chi phí đồng thời hạn chế việc sử dụng động vật trong nghiên cứu.

Hình thành kiến thức, kĩ năng 3 trang 25 Chuyên đề Sinh học 10: Em hãy kể tên một số dòng tế bào đã được thương mại hóa và sử dụng trong nghiên cứu.

Trả lời:

Một số dòng tế bào đã được thương mại hóa và sử dụng trong nghiên cứu: Dòng tế bào ung thư như HeLa (tế bào ung thư cổ tử cung), HT29 (tế bào ung thư đại tràng), K562 (tế bào ung thư bạch cầu), nguyên bào sợi thận chuột hamster BHK – 21, dòng tế bào biểu mô gan người HEPG2,…

Luyện tập 1 trang 26 Chuyên đề Sinh học 10: Hãy tìm thông tin về một số loại vaccine phòng bệnh do virus được sản xuất bằng công nghệ tế bào động vật và công nghệ tế bào động vật kết hợp với công nghệ gene.

Trả lời:

Một số loại vaccine phòng bệnh do virus được sản xuất bằng công nghệ tế bào động vật và công nghệ tế bào động vật kết hợp với công nghệ gene: vaccine phòng bệnh cúm, ho gà, phế cầu, màng não cầu, Hib, viêm gan B, HPV, zona,…

Tìm hiểu thêm trang 26 Chuyên đề Sinh học 10: Liệu pháp gene được áp dụng hoặc có tiềm năng áp dụng điều trị bệnh nào ở người?

Trả lời:

Liệu pháp gene được áp dụng hoặc có tiềm năng áp dụng để điều trị các bệnh di truyền bằng cách phục hồi chức năng của gene đột biến bằng cách đưa bổ sung gene lành vào cơ thể người, hoặc thay thế gene bệnh bằng gene lành như bệnh về thần kinh, bệnh thiếu hụt miễn dịch phức hợp nghiêm trọng, bệnh u xơ nang,…

Luyện tập 2 trang 27 Chuyên đề Sinh học 10: Hãy kể thêm các ứng dụng khác của công nghệ tế bào động vật nghiên cứu và sản xuất các sản phẩm thương mại.

Trả lời:

Một số ứng dụng khác của công nghệ tế bào động vật nghiên cứu và sản xuất các sản phẩm thương mại:

- Sản xuất các enzyme dùng trong chế biến thực phẩm, điều trị bệnh hoặc xử lí ô nhiễm môi trường,…

- Tạo ra giống động vật mới có năng suất và chất lượng sản phẩm cao, đặc biệt là động vật được chuyển gene có thể sản xuất thuốc chữa bệnh cho con người.

- Nuôi cấy tạo các mô, cơ quan thay thế cho các mô, cơ quan của người bệnh (nuôi cấy mô da để thay thế cho bệnh nhân bị bỏng).

Vận dụng 1 trang 27 Chuyên đề Sinh học 10: Tìm hiểu về một số sản phẩm sinh dược được sản xuất bằng công nghệ tế bào động vật.

Trả lời:

Một số sản phẩm sinh dược được sản xuất bằng công nghệ tế bào động vật:

- Kháng thể đơn dòng.

- Chế phẩm enzyme trypsin dùng để chữa bệnh viêm tĩnh mạch huyết khối, viêm tụy,…

- Chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học baculovirus.

Hình thành kiến thức, kĩ năng 4 trang 27 Chuyên đề Sinh học 10: Quan sát hình 4.4 và cho biết cừu Dolly được nhân bản vô tính bằng cách nào. Cừu Dolly có đặc điểm di truyền giống con cừu nào được nêu trong hình?

Trả lời:       

- Cừu Dolly được nhân bản vô tính bằng cách:

+ Lấy tế bào tuyến vú của cừu cho nhân ra khỏi cơ thể.

+ Lấy trứng từ cừu cái trưởng thành, sau đó loại bỏ nhân của tế bào trứng này.

+ Dùng xung điện để dung hợp nhân của tế bào tuyến vú vào tế bào trứng đã loại bỏ nhân.

+ Nuôi cấy trứng đã được cấy nhân trên môi trường nhân tạo để trứng phát triển thành phôi.

+ Cấy phôi vào tử cung của cừu mang thai hộ. Sau thời gian mang thai, cừu mẹ này đã sinh ra cừu Dolly.

- Đặc điểm di truyền chủ yếu do gene nhân quy định → Cừu Dolly có hầu hết các đặc điểm di truyền giống cừu cho nhân.

Hình thành kiến thức, kĩ năng 5 trang 28 Chuyên đề Sinh học 10: Theo em, tuổi sinh học của cừu Dolly có tương ứng với tuổi thực của nó không? Giải thích. Từ đó, hãy cho biết, cần lưu ý điều gì khi thực hiện nhân bản vô tính động vật có vú bằng phương pháp chuyển nhân tế bào soma vào tế bào trứng đã loại bỏ nhân.

Trả lời:

- Tuổi sinh học của cừu Dolly không tương ứng với tuổi thực của nó, vì thông thường một con cừu giống như cừu Dolly có vòng đời từ 12 – 15 năm, tuy nhiên cừu Dolly chỉ sống được đến 7 tuổi.

- Cái chết sớm của cừu Dolly phản ánh một sự tái lập trình hoạt hóa không hoàn toàn của nhân gốc được chuyển → Khi thực hiện nhân bản vô tính động vật có vú bằng phương pháp chuyển nhân tế bào soma vào tế bào trứng đã loại bỏ nhân cần lưu ý về: tuổi thọ của tế bào cho nhân, đảm bảo các tế bào không mắc các loại bệnh,…

Vận dụng 2 trang 28 Chuyên đề Sinh học 10: Nêu quan điểm về những lợi ích và nguy cơ của nhân bản vô tính ở động vật có vú. Em ủng hộ hay phản đối việc nhân bản vô tính động vật có vú và người? Vì sao?

Trả lời:

- Lợi ích của nhân bản vô tính ở động vật có vú:

+ Nhân nhanh giống vật nuôi giữ được phẩm chất tốt phục vụ cho sản xuất.

+ Bảo tồn nguồn gene quý, khôi phục một số loài động vật tuyệt chủng.

+ Mở ra triển vọng cung cấp cơ quan nội tạng cho việc thay thế, ghép nội quan cho người bệnh mà không bị hệ miễn dịch của người thải loại.

- Nguy cơ của nhân bản vô tính động vật có vú:

+ Nguy cơ phát tán các nguồn gene ngoại lai trong phòng thí nghiệm.

+ Mô hình nhân bản vô tính có thể bị áp dụng tùy tiện trên người đem lại những hệ lụy khó lường trong vấn đề an ninh và duy trì vốn gene của loài người.

+ Gây ra những tranh cãi về vấn đề đạo đức sinh học.

- Quan điểm cá nhân về nhân bản vô tính động vật có vú và người: Nhân bản vô tính động vật có vú và người mở ra những triển vọng ứng dụng to lớn đối con người. Tuy nhiên, việc nhân bản vô tính còn nhiều hạn chế như tỉ lệ thành công thấp, các con vật sinh ra không sống được lâu,… dẫn đến những tranh cãi trong vấn đề đạo đức sinh học. Bởi vậy, trước khi tiến hành nhân bản vô tính cần cân nhắc kĩ những lợi ích và tác hại.

Xem thêm lời giải Chuyên đề Sinh học 10 bộ sách Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 5: Các giai đoạn của công nghệ tế bào động vật

Bài 6: Công nghệ tế bào gốc và ứng dụng

Ôn tập chuyên đề 1

Bài 7: Cơ sở khoa học và một số thành tựu của công nghệ enzyme

Bài 8: Sản xuất enzyme tự nhiên