Giải Chuyên đề Sinh học 10 Kết nối tri thức Bài 2: Tế bào gốc và một số thành tựu

Câu hỏi khởi động: Hằng ngày, cơ thể người phải tạo ra hàng tỉ tế bào mới để thay thế cho các tế bào chết và bị tổn thương. Các tế bào mới này có nguồn gốc từ đâu?

Trả lời:

- Tế bào gốc là nững tế bào có thể phân chia tạo ra chính nó cũng như các tế bào chuyên hóa khác nhau. Chính vì vậy cơ thể người phải tạo ra hàng tỉ tế bào mới để thay thế cho các tế bào chết và bị tổn thương thông qua việc phân chia tế bào gốc. 

II. Thành tựu trong sử dụng tế bào gốc

Câu hỏi 1: Thế nào là tế bào gốc? Có bao nhiêu loại tế bào gốc và chúng được phân loại theo các tiêu chí nào?

Trả lời:

- Tế bào gốc là những tế bào có khả năng 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 chia theo nhiều tiêu chí khác nhau:

+ Theo tiêu chí khả năng biệt hóa, tế bào gốc được chia thành 4 loại: tế bào gốc toàn năng, tế bào gốc vạn năng, tế bào gốc đa tiềm năng, tế bào gốc đơn năng.

+ Theo tiêu chí vị trí phát sinh, tế bào gốc được chia thành 2 loại: tế bào gốc phôi và tế bào gốc trưởng thành.

+ Ngoài ra, tế bào gốc còn được phân chia theo tiêu chí nguồn gốc xuất xứ: tế bào gốc tự nhiên và tế bào gốc cảm ứng. Trong đó, tế bào gốc tự nhiên bao gồm các tế bào gốc phôi và tế bào gốc trưởng thành; tế bào gốc cảm ứng là những tế bào gốc được hình thành bằng cách giải biệt hóa các tế bào chuyên hóa thành tế bào gốc nhằm mục đích chữa bệnh hoặc nghiên cứu quá trình biệt hóa tế bào.

Câu hỏi 2: Các nhà khoa học sử dụng các loại tế bào gốc nhằm những mục đích gì?

Trả lời: 

- 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.

Luyện tập và vận dụng

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?

Trả lời:

- 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 là không cần thiết lại gây tiêu tốn nhiều năng lượng.

Luyện tập và vận dụng 2: Giả sử có điều kiện làm nghiên cứu, hãy nêu ý tưởng thiết kế thí nghiệm kiểm chứng một loại tế bào chuyên hóa của cơ thể động vật hoặc thực vật vẫn còn tính toàn năng.

Trả lời:

- Để kiểm tra xem tế bào chuyên hóa của cơ thể động vật/thực vật có còn tính toàn năng hay không, có thể tiến hành nuôi cấy các tế bào trong môi trường nhân tạo để biết được chúng có khả năng phân chia và tái sinh thành cơ thể hoàn chỉnh hay không.

- Tuy nhiên, việc tìm kiếm môi trường dinh dưỡng thích hợp để giải biệt hóa các tế bào của một loài nào đó là không dễ dàng. Một cách khác để kiểm tra xem tế bào chuyên hóa còn đầy đủ vật chất di truyền hay không là nuôi cấy tế bào cho chúng phân chia và kiểm tra bộ nhiễm sắc thể hoặc kiểm tra hàm lượng DNA trong tế bào.

Luyện tập và vận dụng 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?

Trả lời:

- 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.