Bài 2. Tế bào gốc và một số thành tựu
Câu hỏi mở đầu trang 11
Hằng ngày, cơ thể mỗi người phải tạo ra hàng tỉ tế bào mới để thay thế cho các tế bào chết và bị tổn thương. Các tế bào này có nguồn gốc từ đâu?
Lời giải chi tiết:
Dựa vào cơ chế nguyên phân, cơ thể tạo ra hàng tỉ tế bào mới giúp cơ thể thay tế các tế bào chết và bị tổn thương. Các tế bào này có nguồn gốc từ tế bào gốc, loại tế bào có khả năng phân chia và biệt hóa thành nhiều laoij tế bào khác nhau.
CH tr 14 Dừng lại và suy ngẫm trang 14
1. Thế nào là tế bào gốc? Có bao nhiêu loại tế bào gốc và chúng được phân loại theo các tiêu chí nào?
2. Các nhà khoa học sử dụng các loại tế bào gốc nhằm những mục đích gì?
Lời giải chi tiết:
Giải câu 1:
- Tế bào gốc là những tế bào có thể phân chia và biệt hóa thành nhiều loại tế bào có cấu trúc và chức năng khác nhau (tế bào chuyên hóa). Tế bào gốc được phân loại theo các tiêu chí khác nhau.
- Các loại tế bào gốc và tiêu chí phân loại tế bào gốc
- Tế bào gốc được sử dụng để nghiên cứu quá trình biệt hóa tế bào; nghiên cứu hỗ trợ chữa trị một số bệnh ở người (ung thư, tiểu đường type1,...); nghiên cứu chế tạo cơ quan, nội tạng thay thế cho người bệnh.
CH tr 14 Luyện tập và vận dụng
1. Ở người, có loại tế bào không những không có tính toàn năng mà thậm chí mất hoàn toàn nhân tế bào, hãy cho biết đó là loại tế bào nào? Việc bị mất nhân đem lại lợi ích gì đối với tế bào đó?
2. Giả sử có điều kiện làm nghiên cứu, hãy nêu ý tưởng thiết kế thí nghiệm kiểm chứng một loại tế bào chuyên hoá của cơ thể động vật hoặc thực vật vẫn còn tính toàn năng.
3. Có nhiều nhà khoa học đã tiến hành thí nghiệm chuyển một số tế bào phôi từ vị trí này sang vị trí khác của phôi và thấy rằng phôi có tế bào được chuyển vị trí phát triển rất dị dạng khác với ở phôi đối chứng. Thí nghiệm này chứng minh được điều gì?
Lời giải chi tiết:
Giải câu 1:
Hồng cầu trưởng thành ở người là loại tế bào đã bị mất nhân.
- Tế bào hồng cầu chủ yếu chứa các phân tử hemoglobin có chức năng vận chuyển oxygene.
- Việc mất nhân khiến tế bào có thể chứa được nhiều phân tử hemoglobin hơn, tăng khả năng vận chuyển oxygene của hồng cầu. Bên cạnh đó việc duy trì nhân không cần thiết gây tiêu tốn nhiều năng lượng cho tế bào.
- Để kiểm tra xem tế bào chuyên hóa của cơ thể động vật hoặc thực vật có tính toàn năng hay không, có thể tiến hành nuôi cấy các tế bào này trong môi trường nhân tạo.
Ví dụ: Thiết kế thí nghiệm “Nhân bản vô tính cây bạch quả”
Bước 1: Chọn vật liệu nuôi cấy
- Chọn mẫu tốt, không bị nhiễm bệnh
- Cách làm:
+ Chọn cây mẹ khỏe, sạch bệnh.
+ Chọn mô phân sinh đỉnh chồi, đỉnh rễ, bộ phận non (lá cây)
Bước 2: Khử trùng
- Mẫu và dụng cụ cần được tẩy rửa, khử trùng
- Tiến hành cắt lá cây thành phần tử nhỏ, tẩy rửa, khử trùng ở buồng vô trùng
Bước 3: Tạo chồi
- Môi trường dinh dưỡng:
+ Nguyên tố đa lượng: N, S, Ca, K, P
+ Nguyên tố vi lượng: Fe, B, Mo, I, Cu
+ Đường: Glucozơ, Saccarozơ
+ Chất điều hòa sinh trưởng: Auxin, Cytokinin
- Để phát triển thân cành cho chồi trong môi trường dinh dưỡng có bổ sung Cytokine hoạt hóa tạo chồi
- Tiền hành ghi các mẫu lá cây được cắt vào trong thạch môi trường, sao cho mặt cắt của lá tiếp xúc với bề mặt thạch.
Bước 4: Tạo rễ
- Đặt mẫu cấy vào nơi có cường độ ánh sáng cao, ổn định.
- Theo dõi quá trình phát triển của mẫu (Mẫu lá - Mô sẹo - Phát triển chồi, lá)
- Khi chồi đạt tiêu chuẩn về chiều cao, số lá thì chuyển sang môi trường tạo rễ, bổ sung chất kích thích auxin, IBA…
Bước 5: Cấy cây vào môi trường thích ứng
- Chuyển cây sang môi trường thích ứng gần giống với môi trường tự nhiên về: nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng…
Bước 6: Trồng cây trong vườn ươm
- Khi cây đủ chiều cao, thân lá thì chuyển cây ra vườn ươm
Khi chuyển tế bào phôi từ vị trí này sang vị trí khác dẫn đến phôi phát triển có những dị dạng nhất định chứng tỏ tín hiệu từ các tế bào lân cận ảnh hưởng đến quá trình biệt hóa tế bào thành loại tế bào chuyên hóa nhất định.