Giáo án điện tử chuyên đề Sinh học 10 kết nối Bài 3: Công nghệ tế bào động vật và thành tựu

CHÀO MỪNG CÁC EM

ĐẾN VỚI BÀI HỌC MỚI!

KHỞI ĐỘNG

Xem video sau: Các cặp bố mẹ lựa chọn lưu trữ tế bào cuống rốn cho con

Đặt vấn đề:

Việc thay thế các bộ phân bị bệnh, bị tổn thương trên cơ thể người đang gặp phải những khó khăn là thiếu nguồn tạng hiến và xảy ra hiện tượng đào thải sau ghép. Đó là những vấn đề lớn cần các nhà khoa học nghiên cứu giải quyết. Một trong các hướng nghiên cứu là sử dụng các tạng động vật biến đổi gene để chống lại hiện tượng đào thải ở người bệnh hoặc nuôi cấy mô tế bào tạo ra các tạng để ghép cho người bệnh.

Công nghệ nuôi cấy tế bào động vật còn đem lại những triển vọng nào khác trong tương lai?

BÀI 3

CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT VÀ THÀNH TỰU

NỘI DUNG BÀI HỌC

I

Các giai đoạn chung của công nghệ tế bào động vật

II

Một số thành tựu và triển vọng của công nghệ tế bào động vật

I

CÁC GIAI ĐOẠN CHUNG CỦA CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

► THẢO LUẬN NHÓM

Câu 1. Công nghệ tế bào động vật là gì?

Câu 2. Nêu các giai đoạn chung của công nghệ nuôi cấy tế bào ?

Câu 3. Các loại tế bào nào thường được lựa chọn để nuôi cấy trong phòng thí nghiệm? Mục đích của việc nuôi cấy các loại tế bào này là gì ?

Khái niệm

Công nghệ tế bào động vật là quy trình nuôi cấy tế bào trong điều kiện nhân tạo để chúng phân chia, phục vụ cho các mục đích nghiên cứu cũng như ứng dụng trong thực tiễn.

Các giai đoạn chung

Chuẩn bị môi trường nuôi cấy đầy đủ chất dinh dưỡng và các yếu tố sinh trưởng thích hợp. Khử trùng môi trường và dụng cụ chứa môi trường nuôi cấy (bình thuỷ tinh,...).

Tách tế bào từ cơ thể động vật. 

Chuyển tế bào động vật vào trong môi trường nuôi cấy đựng trong các bình thuỷ tinh rồi đặt vào trong tủ nuôi cấy với chế độ nhiệt độ thích hợp để các tế bào phân chia và có thể biệt hoá thành các loại tế bào khác nhau.

Các loại tế bào dễ nuôi cấy trong phòng thí nghiệm thường là những tế bào phôi sớm.

II

MỘT SỐ THÀNH TỰU VÀ TRIỂN VỌNG CỦA CÔNG NGHỆ TẾ BÀO ĐỘNG VẬT

Những thành tựu của công nghệ tế bào động vật thể hiện ở ba lĩnh vực:

• Nhân bản vô tính động vật.
• Liệu pháp tế bào gốc.
• Liệu pháp gene.

1. Nhân bản vô tính động vật

• Khái niệm: là công nghệ tạo ra các con vật giống hệt về kiểu gene mà không thông qua quá trình sinh sản hữu tính.
• Ví dụ: nhân bản vô tính cừu Dolly.

1. Nhân bản vô tính động vật

Nhà khoa học người Anh Ian Wilmut – cha đẻ của cừu Dolly

Đọc nội dung mục II.1, quan sát Hình 3.1 tr.16 và trả lời câu hỏi mục dừng lại và suy ngẫm

• 1. Trình bày quy trình nhân bản vô tính ở động vật.
• 2. Nêu nguyên nhân khiến việc nhân bản vô tính động vật vẫn chưa thực sự thành công

Câu 1. Quy trình nhân bản vô tính ở động vật:

Tách tế bào cho nhân từ một loại mô nào đó của con vật cẩn nhân bản. Nuôi cấy tế bào trong môi trường nhân tạo để nhân tế bào được đưa về trạng thái giải biệt hoá giống như nhân của tế bào hợp tử và tách lấy nhân tế bào.

Tách tế bào trứng từ con vật cho trứng, sau đó loại bỏ nhân của tế bào trứng.

Câu 1. Quy trình nhân bản vô tính ở động vật:

Dung hợp nhân tế bào của con vật cần nhân bản vào trứng đã mất nhân.

Nuôi cấy tế bào trứng được cấy nhân cho phát triển thành phôi sớm trong môi trường nhân tạo.

Cấy phôi vào tử cung con cái cho mang thai.

Tỉ lệ nhân bản thành công các con vật còn khá thấp

Con vật nhân bản có tuổi thọ thấp hơn bình thường → Quy trình nhân bản cần phải hoàn thiện nhiều hơn nữa

Câu 2. Nguyên nhân khiến việc nhân bản vô tính động vật vẫn chưa thực sự thành công

Cừu Dolly (sinh năm 1996) được coi là “Anh hùng thầm lặng” của khoa học trên khắp nước Anh, được tiêm mũi an tử vào năm 2003 do bệnh phổi quá trầm trọng.

Việc tái lập trình hệ gene của tế bào cho nhân chưa được hoàn thiện

• Trong quá trình biệt hoá tế bào: nhiều gene được đóng/ mở bằng cách methyl hoá (gắn thêm nhóm –CH3) một số vị trí nucleotide (cytosine).
• Trong quá trình giải biệt hoá tế bào cho nhân: một số gene trong tế bào cho nhân chưa được khử nhóm methyl nên còn nhiều gene chưa được giải biệt hoá, dẫn đến quá trình phát triển của con vật nhân bản chưa bình thường.

Đọc mục II.2 để tìm hiểu về liệu pháp tế bào gốc và trả lời các câu hỏi:

• Người ta có thể tạo ra các tế bào gốc để chữa bệnh bằng cách nào ?
• Nêu một số thành tựu sử dụng tế bào gốc để chữa bệnh ở người ?

2. Liệu pháp tế bào gốc

Khái niệm:

• Là phương pháp chữa bệnh bằng cách truyền tế bào gốc được nuôi cấy ngoài cơ thể vào người bệnh.
• Khi vào trong cơ thể, các tế bào này sẽ biệt hoá thành các tế bào nhất định để thay thế cho các tế bào bị bệnh.

Tế bào gốc sử dụng có thể là tế bào gốc phôi, tế bào gốc trưởng thành và tế bào gốc cảm ứng.

Thành tựu

Ứng dụng trong việc hỗ trợ chữa trị một số bệnh ung thư

Thử nghiệm để chữa bệnh tiểu đường type 1, bệnh mù do thoái hóa điểm vàng ở người cao tuổi

Được kì vọng sẽ chữa trị nhiều loại bệnh: Parkinson, người có cơ tim bị tổn thương do đột quỵ hay bị tổn thương các tế bào thần kinh.

Đọc thông tin mục II.3, quan sát hình 3.3; 3.4; 3.5 tr.20, 21 và trả lời các câu hỏi gợi ý:

• Liệu pháp gene là gì? Liệu pháp này được sử dụng cho những đối tượng nào?
• Các bước cơ bản trong liệu pháp gene là gì?
• Trình bày các loại liệu phép gene được thử nghiệm trên động vật.
• Nêu ứng dụng của liệu pháp gene.

Hình 3.3. Các bước cơ bản trong liệu pháp gene

Hình 3.4. Liệu pháp tế bào mầm (a) và liệu pháp tế bào cơ thể (soma) (b)

Hình 3.5. Quy trình liệu pháp gene dùng virus làm vector mang gene lành thay gene bệnh trong tế bào phổi của người bị bệnh u xơ nang

3. Liệu pháp gene

Khái niệm: là phương pháp chữa bệnh di truyền bằng việc thay thế gene bệnh bằng gene lành

Bước 1

Nuôi cấy tế bào gốc (tế bào gốc lấy từ người bệnh hoặc từ người phù hợp)

Bước 2

Tế bào gốc được thay thế gene bệnh bằng gene lành rồi cho phân chia thành nhiều tế bào

Bước 3

Tiêm trở lại cơ thể người bệnh

Các bước cơ bản trong liệu pháp gene

3. Liệu pháp gene

Liệu pháp gene được thử nghiệm trên động vật gồm hai loại:

• Liệu pháp tế bào mầm
• Liệu pháp tế bào cơ thể (soma)

Dừng lại và suy ngẫm

Câu 2. Trình bày sự khác biệt giữa liệu pháp tế bào mầm sinh dục và liệu pháp tế bào cơ thể?

Câu 3. Nêu một số thử nghiệm về liệu pháp gene ở người .

Câu 3

Thử nghiệm về liệu pháp gene ở người: chỉnh sửa gene gây bênh hồng cầu hình liềm.

Câu 2

Khác biệt cơ bản giữa liệu pháp tế bào mầm sinh dục với liệu pháp tế bào cơ thể (soma) là: thay thế gene trong tế bào mầm sinh dục thì gene được thay thế có thể truyền lại cho thế hệ sau, trong khi liệu pháp tế bào soma thì gene thay thế không được truyền lại.

Trả lời

4. Triển vọng công nghệ tế bào động vật

--------------- Còn tiếp ---------------