Giải chuyên đề học tập Sinh học 10 KNTT 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?

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. 

I. 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 chia theo các tiêu chí nào?

Tế bào gốc là những tế bào có thể phân chia và biệt hoá thành nhiều loại tế bào có cấu trúc và chức năng khác nhau (tế bào chuyên hoá). Tế bào gốc được phân loại theo các tiêu chí khác nhau:

• Theo vị trí phát sinh, người ta có thể chia tế bào gốc thành hai loại: tế bào gốc phôi và tế bào gốc trưởng thành.
• Xét về khả năng biệt hoá thành nhiều hay ít loại tế bào chuyên hoá thì tế bào gốc lại được chia thành: tế bào gốc toàn năng, tế bào gốc vạn năng, tế bào gốc đa tiềm năng và tế bào gốc đơn năng.
• Tế bào gốc còn được phân chia theo nguồn gốc xuất xứ: tế bào gốc tự nhiên và tế bào gốc cảm ứng.
• 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 hoá các tế bào chuyên hoá thành tế bào gốc nhằm mục đích chữa bệnh hoặc nghiên cứu quá trình biệt hoá tế bào.

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

Tế bào gốc được các nhà khoa học sử dụng để nghiên cứu quá trình biệt hoá tế bào; nghiên cứu trong hỗ trợ chữa trị một số bệnh ở người (ung thư, tiểu đường type1,...); bước đầu thành công trong tạo ra mô, cơ quan,... của cơ thể người từ tế bào gốc, đem lại triển vọng tạo ra các cơ quan, tạng để thay thế cho người bệnh và chống lại hiện tượng đào thải sau ghép.

Luyện tập và vận dụng

Bài 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?

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.

Bài 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.

Để kiểm tra xem tế bào chuyên hoá 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 hoá các tế bào của một loài nào đó là không dễ dàng. Một cách khác để kiểm tra xem tế bào chuyên hoá còn đẩy 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.

Bài 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?