Giải chuyên đề Sinh học 10 CTST Bài 2: Công nghệ tế bào thực vật và thành phẩm có đáp án

Để sản xuất số lượng lớn các chế phẩm sinh học hay chất có hoạt tính sinh học để chữa bệnh nhưng vẫn hạn chế được tình trạng khai thác quá mức các loài dược liệu quý hiếm, người ta sử dụng kĩ thuật nuôi cấy tế bào tách rời ở quy mô công nghiệp rồi thu chế phẩm sinh học cần sử dụng.

Quy trình công nghệ tế bào thực vật gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1 - Chuẩn bị: Chuẩn bị mẫu nuôi, thiết bị, dụng cụ, hóa chất và môi trường nuôi cấy.

- Giai đoạn 2 - Nuôi cấy: Ở giai đoạn này, có thể sử dụng nhiều phương pháp nuôi cấy khác nhau tùy theo mục đích như nuôi cấy huyền phù tế bào, nuôi cấy hạt phấn, nuôi cấy và dung hợp tế bào trần, nuôi cấy mô sẹo.

- Giai đoạn 3 – Thu nhận: Thu nhận sản phẩm có thể là cây con hoặc sinh khối tế bào.

Khi chuẩn bị thiết bị, dụng cụ nuôi cấy mô tế bào cần đảm bảo điều kiện vô trùng để mẫu nuôi không bị nhiễm khuẩn trong quá trình nuôi cấy. Thông thường, các dụng cụ và thiết bị được khử trùng bằng tia UV hoặc nồi hấp khử trùng.

- Trong kĩ thuật nuôi cấy mô, kĩ thuật tạo được giống mới là nuôi cấy và dung hợp tế bào trần vì tế bào lai mang bộ nhiễm sắc thể của hai loài khác nhau.

- Kĩ thuật tạo được các dòng thuần chủng là nuôi cấy hạt phấn vì nuôi cấy hạt phấn tạo những cây đơn bội, sau đó, tiến hành lưỡng bội hóa cây đơn bội để thu được cây thuần chủng hữu thụ.

- Tùy theo mục đích nuôi cấy, sản phẩm thu được có thể là sinh khối tế bào hoặc cây con.

- Mục đích sử dụng của các sản phẩm khi nuôi cấy mô tế bào:

+ Sinh khối tế bào sau khi được thu nhận sẽ tiếp tục tiến hành xử lí, tinh chế để thu nhận các chất cần thiết.

+ Cây con tiếp tục được nuôi trong môi trường nuôi cấy cho đến khi đạt được kích thước nhất định. Sau đó, các cây này sẽ được đem trồng trong điều kiện ngoại cảnh để cây phát triển tự nhiên.

Phương pháp nuôi cấy mô tế bào thực vật in vitro tạo các cây con giống hệt mẹ về mặt di truyền vì: Trong nuôi cấy mô tế bào thực vật in vitro, các cây con được sinh ra từ các mẩu mô của cây mẹ thông qua quá trình nguyên phân.

- Ưu điểm của nuôi cấy mô tế bào thực vật in vitro:

+ Tạo ra được số lượng lớn các giống cây trồng trong một thời gian ngắn.

+ Tái sinh được các cây con hoàn chỉnh từ những bộ phận khác nhau của cây gốc.

+ Tạo ra các cây con đồng nhất về mặt di truyền tạo điều kiện thuận lợi cho việc chăm sóc, thu hoạch và tiêu thụ sản phẩm.

+ Tạo ra nguồn cây giống sạch bệnh.

- Nhược điểm:

+ Đòi hỏi trình độ kĩ thuật cao.

+ Do đồng nhất về mặt di truyền nên khi điều kiện môi trường sống trở nên bất lợi có thể gây chết hàng loạt, dẫn đến thiệt hại lớn về mặt kinh tế.

Cần tiến hành chọn lọc các dòng tế bào trước khi nuôi cấy vì: Trong nuôi cấy hạt phấn, các hạt phấn riêng lẻ có thể mọc trên môi trường nhân tạo và hình thành các dòng đơn bội. Các dòng tế bào này mang các kiểu gene khác nhau do kết quả của quá trình tạo giao tử. Do đó, cần tiến hành chọn lọc các dòng tế bào mang các kiểu gene quy định các tính trạng mong muốn rồi mới tiến hành nuôi cấy.