Câu hỏi Tự luận Sinh học 10 Bài 2 Chân Trời Sáng Tạo, kèm giải thích

Câu hỏi Tự luận Sinh học 10 Bài 2 Chân Trời Sáng Tạo là một bài tập giúp bạn ôn tập và nâng cao kiến thức về các chủ đề liên quan đến sự sống, sự di truyền và sự tiến hóa của các sinh vật. Bài tập gồm 10 câu hỏi, yêu cầu bạn giải thích các khái niệm, nguyên tắc, cơ chế và ứng dụng của các quá trình sinh học quan trọng. Bạn có thể tham khảo giải thích của mình cho các câu hỏi này ở trên. Mình hy vọng bạn sẽ học được nhiều điều thú vị và bổ ích từ bài tập này. Chúc bạn học tốt!

Bài 2: Các phương pháp nghiên cứu và học tập môn Sinh học

Câu 1: Giải thích ý nghĩa của khái niệm "sự sống" và nêu các đặc điểm chung của các sinh vật sống.

Câu 2: Nêu các nguyên tắc cơ bản của thuyết tiến hóa và cho ví dụ minh họa.

Câu 3: So sánh và phân biệt giữa quá trình tế bào phân chia nguyên phân và giảm phân. Nêu vai trò của mỗi quá trình trong sự sinh sản và di truyền.

Câu 4: Giải thích cơ chế của quá trình nhận thức và phản ứng của các sinh vật đối với các yếu tố môi trường bên ngoài và bên trong.

Câu 5: Nêu các bước cơ bản của quá trình tổng hợp protein trong tế bào và cho biết vai trò của ADN, ARN, riboxom và các yếu tố khác liên quan.

Câu 6: Phân biệt giữa quang hợp và hô hấp ở các sinh vật sống. Nêu vai trò của mỗi quá trình trong chu trình vòng đời của các sinh vật.

Câu 7: Giải thích cách thức hoạt động của hệ miễn dịch ở người và nêu các loại tế bào, kháng nguyên, kháng thể liên quan.

Câu 8: Nêu các nguyên nhân và hậu quả của sự biến đổi gen ở các sinh vật sống. Cho ví dụ về một số loại biến đổi gen có lợi và có hại cho sự sống.

Câu 9: Giải thích cơ chế của sự di truyền tính trạng ở các sinh vật theo luật Mendel và luật độc lập của các gen.

Câu 10: Nêu các phương pháp hiện đại trong công nghệ sinh học và ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực như y học, nông nghiệp, công nghiệp, môi trường.

​

Giải thích chi tiết:

Câu 1: Sự sống là khái niệm chỉ sự tồn tại và hoạt động của các cấu trúc phân tử phức tạp có khả năng tự duy trì, tự sao chép và thích nghi với môi trường. Các sinh vật sống có các đặc điểm chung sau đây:

- Có cấu tạo tế bào, là đơn vị cơ bản nhất của sự sống.

- Có chất di truyền, là ADN hoặc ARN, chứa thông tin di truyền và chỉ dẫn cho hoạt động của tế bào.

- Có quá trình trao đổi chất và năng lượng, là sự lấy và tiêu thụ các chất và năng lượng từ môi trường để duy trì hoạt động và sinh trưởng.

- Có quá trình sinh sản, là sự tạo ra các cá thể mới giống hoặc khác với cá thể cha mẹ.

- Có quá trình tiến hóa, là sự thay đổi di truyền theo thời gian để thích nghi với môi trường.

Câu 2: Thuyết tiến hóa là lý thuyết khoa học giải thích sự xuất hiện và phát triển của các loài sinh vật trên Trái Đất. Các nguyên tắc cơ bản của thuyết tiến hóa là:

- Sự biến dịch, là sự xuất hiện của những biến thể di truyền trong một quần thể do các nguyên nhân như đột biến, lai ghép, di chuyển gen.

- Sự thiên nhiên chọn lọc, là sự ưu thế sinh tồn và sinh sản của những cá thể có những biến thể di truyền phù hợp với môi trường so với những cá thể không có hoặc có ít biến thể di truyền.

- Sự phân hóa loài, là sự hình thành các loài mới từ các quần thể ban đầu do sự cô lập địa lý, sinh học hoặc sinh thái.

Một ví dụ minh họa cho quá trình tiến hóa là sự biến dạng của cổ hươu nai trong quần thể hươu nai ở Châu Phi. Các hươu nai có cổ dài có lợi thế khi ăn lá cây cao so với các hươu nai có cổ ngắn. Do đó, các hươu nai có cổ dài được thiên nhiên chọn lọc và có nhiều con cái hơn. Theo thời gian, cổ của các hươu nai dần dài ra để phù hợp với môi trường sống.

Câu 3: Quá trình tế bào phân chia nguyên phân (hay còn gọi là phân bào) là quá trình tạo ra hai tế bào con có số lượng và cấu trúc nhiễm sắc thể giống nhau với tế bào mẹ. Quá trình tế bào phân chia giảm phân (hay còn gọi là giảm bào) là quá trình tạo ra bốn tế bào con có số lượng nhiễm sắc thể bằng một nửa so với tế bào mẹ. Các sự khác biệt chính giữa hai quá trình này là:

- Số lần phân chia: Nguyên phân chỉ có một lần phân chia, gồm các giai đoạn chuẩn bị, tiền nguyên phân, nguyên phân và hậu nguyên phân. Giảm phân có hai lần phân chia, gồm các giai đoạn chuẩn bị, tiền giảm phân I, giảm phân I, tiền giảm phân II và giảm phân II.

- Số lượng và kiểu nhiễm sắc thể: Nguyên phân tạo ra hai tế bào con có số lượng và kiểu nhiễm sắc thể (đơn bội hay kép bội) giống nhau và giống với tế bào mẹ. Giảm phân tạo ra bốn tế bào con có số lượng nhiễm sắc thể bằng một nửa và kiểu nhiễm sắc thể đơn bội, khác với tế bào mẹ có kiểu nhiễm sắc thể kép bội.

- Sự trao đổi gen: Nguyên phân không có sự trao đổi gen giữa các cặp nhiễm sắc thể đồng dạng. Giảm phân có sự trao đổi gen giữa các cặp nhiễm sắc thể đồng dạng trong giai đoạn tiền giảm phân I, tạo ra sự đa dạng di truyền.

Vai trò của quá trình tế bào phân chia nguyên phân trong sự sinh sản và di truyền là:

- Duy trì số lượng và cấu trúc nhiễm sắc thể không đổi qua các thế hệ.

- Tạo ra các tế bào mới để sinh trưởng, tái tạo và phục hồi các mô và cơ quan.

- Tham gia vào sự sinh sản vô tính ở một số loài sinh vật đơn bào và đa bào.

Vai trò của quá trình tế bào phân chia giảm phân trong sự sinh sản và di truyền là:

- Tạo ra các tế bào giao tử (tinh trùng và trứng) có số lượng nhiễm sắc thể thích hợp cho việc kết hợp trong quá trình thụ tinh.

- Tạo ra sự đa dạng di truyền trong quần thể do sự trao đổi gen và sự phối hợp ngẫu nhiên của các nhiễm sắc thể.

- Tham gia vào sự sinh sản hữu tính ở các loài sinh vật đa bào.

Câu 4: Quá trình nhận thức và phản ứng của các sinh vật đối với các yếu tố môi trường bên ngoài và bên trong là quá trình gồm các giai đoạn sau đây:

- Nhận biết: Là sự nhận diện và phân biệt các yếu tố môi trường bên ngoài và bên trong bằng các cơ quan giác quan (mắt, tai, mũi, lưỡi, da) hoặc các cấu trúc nhạy cảm (như vi thể, nang thần kinh, tế bào cảm quang) của các sinh vật. Ví dụ: Con người nhận biết ánh sáng, âm thanh, mùi vị, nhiệt độ, áp suất bằng các giác quan; cây cỏ nhận biết ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm bằng các tế bào cảm quang và nang thần kinh.

- Truyền xung: Là sự chuyển tiếp thông tin từ các cơ quan giác quan hoặc các cấu trúc nhạy cảm đến các trung tâm xử lý thông tin (như não bộ, tủy sống, gangli) của các sinh vật bằng các xung thần kinh hoặc các chất truyền dẫn hóa học. Ví dụ: Con người truyền xung thần kinh từ các giác quan đến não bộ qua các dây thần kinh; cây cỏ truyền xung hóa học từ các tế bào cảm quang và nang thần kinh đến các tế bào khác qua các chất truyền dẫn như axit abscisic, ethylene.

- Xử lý thông tin: Là sự phân tích, so sánh và đánh giá thông tin từ các yếu tố môi trường bên ngoài và bên trong để đưa ra quyết định phù hợp với sự sống và phát triển của các sinh vật. Ví dụ: Con người xử lý thông tin bằng não bộ để có thể nhận biết, nhớ, suy nghĩ và học hỏi; cây cỏ xử lý thông tin bằng các tế bào có khả năng phản ứng với các chất truyền dẫn hóa học để có thể điều chỉnh hoạt động sinh lý.

- Phản ứng: Là sự thực hiện hành động hoặc thay đổi hoạt động sinh lý của các sinh vật theo kết quả của quá trình xử lý thông tin để thích nghi với môi trường. Ví dụ: Con người phản ứng bằng cách di chuyển, nói, viết hoặc thay đổi biểu hiện cảm xúc; cây cỏ phản ứng bằng cách uốn cong, xoắn lại, rụng lá hoặc ra hoa.

Câu 5: Các bước cơ bản của quá trình tổng hợp protein trong tế bào là:

- Phiên mã: ADN chứa thông tin di truyền được sao chép thành ARN thông tin (mARN) bởi enzim ARN polymerase trong nhân tế bào. MARN mang thông tin về trình tự các axit amin cần tổng hợp protein.

- Dịch mã: MARN được vận chuyển ra ngoài nhân tế bào và gắn với riboxom, là những cấu trúc có chức năng tổng hợp protein. Riboxom đọc thông tin trên mARN theo từng bộ ba nucleotit gọi là mã, mỗi mã tương ứng với một axit amin. ARN vận chuyển (tARN) mang axit amin đến riboxom và ghép với mã trên mARN theo nguyên tắc bổ sung. Các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit để tạo thành chuỗi polipeptit, là protein hoàn chỉnh.

Câu 6: Quang hợp và hô hấp ở các sinh vật sống có những điểm giống và khác nhau sau:

- Giống nhau: Đều là quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào. Đều là các chuỗi phản ứng ôxi hóa - khử phức tạp. Đều có sự tham gia của chất vận chuyển electron.

- Khác nhau: Quang hợp là quá trình tổng hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ (CO2 và H2O) dưới tác dụng của ánh sáng và sắc tố quang hợp (diệp lục). Quang hợp biến năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học trong các hợp chất hữu cơ và giải phóng O2 ra môi trường. Quang hợp chỉ xảy ra ở các sinh vật có khả năng quang hợp, như thực vật xanh, tảo và một số vi khuẩn. Hô hấp là quá trình phân giải các chất hữu cơ (như glucozo) thành các chất vô cơ (CO2 và H2O) trong điều kiện có O2 hoặc không có O2. Hô hấp giải phóng năng lượng hóa học tiềm ẩn trong các chất hữu cơ thành năng lượng dễ sử dụng là ATP. Hô hấp xảy ra ở tất cả các loại tế bào.

- Vai trò: Quang hợp cung cấp nguyên liệu cho sự sống, duy trì chu trình cacbon, giảm hiệu ứng nhà kính và sản sinh oxy cho quá trình hô hấp. Hô hấp cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống, duy trì chu trình oxy - cacbon, tham gia vào các quá trình tổng hợp và phân giải các chất trong cơ thể.

Câu 7: Hệ miễn dịch ở người là một hệ thống phòng thủ tự nhiên của cơ thể, bao gồm một mạng lưới cân bằng của các tế bào, protein, mô và cơ quan hoạt động cùng nhau để bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân gây bệnh, như vi khuẩn, virus, nấm, ký sinh trùng và các tế bào ung thư. Cách thức hoạt động của hệ miễn dịch ở người có thể được mô tả như sau:

- Hệ miễn dịch bao gồm hai loại: Miễn dịch bẩm sinh và miễn dịch thích nghi. Miễn dịch bẩm sinh là loại miễn dịch có sẵn từ khi sinh ra, không phân biệt các loại tác nhân gây bệnh, phản ứng nhanh chóng và không tạo ra bộ nhớ miễn dịch. Miễn dịch thích nghi là loại miễn dịch phát triển sau khi tiếp xúc với tác nhân gây bệnh, có khả năng nhận biết và phân biệt các loại tác nhân gây bệnh, phản ứng chậm hơn nhưng hiệu quả hơn và tạo ra bộ nhớ miễn dịch để ngăn ngừa sự tái nhiễm.

- Các tác nhân gây bệnh được gọi là kháng nguyên, là các chất lạ có thể kích hoạt hệ miễn dịch. Kháng nguyên có thể là các phân tử trên bề mặt của vi khuẩn, virus, nấm, ký sinh trùng hoặc các tế bào ung thư. Kháng nguyên được nhận diện bởi các tế bào miễn dịch thông qua các cấu trúc gọi là thụ thể, là các protein đặc hiệu có khả năng ghép với kháng nguyên theo nguyên tắc khóa - khóa.

- Các tế bào miễn dịch là các tế bào chuyên biệt có chức năng phòng thủ cơ thể khỏi các tác nhân gây bệnh. Các tế bào miễn dịch được sản xuất từ các tế bào gốc trong xương và tuần hoàn trong máu, huyết tương và mô liên kết. Có hai loại chính của tế bào miễn dịch là: Tế bào lympho và tế bào hạt. Tế bào lympho là các tế bào miễn dịch thích nghi, có hai loại là: Tế bào T và tế bào B. Tế bào T có vai trò điều tiết hoặc tiêu diệt các tế bào nhiễm trùng hoặc ung thư. Tế bào B có vai trò sản xuất kháng thể, là các protein đặc hiệu có khả năng nhận diện và gắn với kháng nguyên để vô hiệu hóa chúng. Tế bào hạt là các tế bào miễn dịch bẩm sinh, có nhiều loại như: Tế bào đa nhân, tế bào ăn mòn, tế bào tự nhiên giết, tế bào basophil, tế bào eosinophil và tế bào neutrophil. Các tế bào hạt có vai trò tiêu diệt các vi khuẩn, virus, nấm, ký sinh trùng hoặc các mô tổ chức lạ một cách cơ học hoặc hóa học.

Câu 8: Sự biến đổi gen ở các sinh vật sống là sự thay đổi trong cấu trúc hay số lượng của ADN trong nhân hoặc ngoài nhân của các tế bào sống. Sự biến đổi gen có thể xảy ra do các nguyên nhân tự nhiên hoặc do can thiệp của con người, như bức xạ, hóa chất, virus hoặc các phương pháp biến đổi gen. Sự biến đổi gen có thể có những hậu quả sau:

- Tạo ra sự đa dạng di truyền trong quần thể, là cơ sở cho quá trình tiến hóa và thích nghi của các sinh vật.

- Tạo ra những biến thể di truyền có lợi cho sự sống, như khả năng chống bệnh, kháng thuốc, khả năng sinh sản cao, khả năng chịu đựng môi trường khắc nghiệt. Ví dụ: Vi khuẩn có khả năng kháng thuốc doanh trùng do biến đổi gen; cây lúa có khả năng chịu hạn do biến đổi gen.

- Tạo ra những biến thể di truyền có hại cho sự sống, như gây bệnh, gây dị tật, gây suy giảm chức năng, gây mất cân bằng sinh thái. Ví dụ: Con người mắc bệnh Down do biến đổi gen; cây cà chua có màu xanh lá do biến đổi gen.

Câu 9: Cơ chế của sự di truyền tính trạng ở các sinh vật theo luật Mendel và luật độc lập của các gen là:

- Luật Mendel là luật di truyền đơn hình, chỉ áp dụng cho các tính trạng do một gen quy định và có hai alen trội - lặn. Luật này nói rằng: Trong thể dị hợp, alen trội sẽ biểu hiện, alen lặn sẽ bị ẩn. Khi thể dị hợp sinh sản, alen trội và alen lặn sẽ tách rời và được phân phối ngẫu nhiên cho các tế bào giao tử. Khi hai tế bào giao tử kết hợp, sẽ tạo ra các thể con có tỉ lệ kiểu hình và kiểu gen nhất định. Ví dụ: Nếu lai hai thể dị hợp Aa với nhau, sẽ thu được tỉ lệ kiểu hình 3: 1 (3 trội, 1 lặn) và tỉ lệ kiểu gen 1: 2: 1 (1 AA, 2 Aa, 1 aa).

- Luật độc lập của các gen là luật di truyền đa hình, áp dụng cho các tính trạng do hai hoặc nhiều gen quy định và có hai alen trội - lặn. Luật này nói rằng: Các gen quy định các tính trạng khác nhau nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau sẽ được phân li độc lập và kết hợp ngẫu nhiên trong quá trình giảm phân và thụ tinh. Khi lai hai thể dị hợp cho hai tính trạng khác nhau, sẽ thu được tỉ lệ kiểu hình và kiểu gen theo quy tắc nhân. Ví dụ: Nếu lai hai thể dị hợp AaBb với nhau, sẽ thu được tỉ lệ kiểu hình 9: 3: 3: 1 (9 AB, 3 Ab, 3 aB, 1 ab) và tỉ lệ kiểu gen 1: 2: 1: 2: 4: 2: 1: 2: 1 (1 AABB, 2 AABb, 1 AAbb, 2 AaBB, 4 AaBb, 2 Aabb, 1 aaBB, 2 aaBb, 1 aabb).

Câu 10: Các phương pháp hiện đại trong công nghệ sinh học và ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực như y học, nông nghiệp, công nghiệp, môi trường là:

- Kỹ thuật gen tái tổ hợp là phương pháp cắt ghép ADN từ các nguồn khác nhau để tạo ra ADN tái tổ hợp có chứa thông tin di truyền mong muốn. Phương pháp này được ứng dụng trong việc sản xuất các protein có giá trị y tế như insulin, hormone tăng trưởng, interferon; trong việc cải tiến các giống cây trồng và vật nuôi có khả năng chống bệnh, chống sâu bọ, chịu hạn; trong việc xử lý chất thải công nghiệp và bảo vệ môi trường.

- Kỹ thuật PCR (phản ứng chuỗi polymerase) là phương pháp nhân bản ADN trong điều kiện nhiệt độ khác nhau bằng sự tham gia của enzim polymerase, các đoạn khởi đầu (primer) và các nucleotit. Phương pháp này được ứng dụng trong việc phát hiện và xác định các gen bệnh, các kháng sinh kháng khuẩn, các dấu vết di truyền; trong việc nhận dạng và phân loại các loài sinh vật; trong việc nghiên cứu cấu trúc và chức năng của gen .

- Kỹ thuật sinh tổng hợp là phương pháp tổng hợp ADN từ các nucleotit đơn giản bằng cách sử dụng máy tổng hợp ADN hoặc enzim polymerase. Phương pháp này được ứng dụng trong việc tạo ra các gen mới, các đoạn khởi đầu, các đánh dấu di truyền; trong việc tạo ra các sinh vật nhân tạo có chứa ADN tổng hợp; trong việc nghiên cứu về nguồn gốc và tiến hóa của sự sống .

- Kỹ thuật chỉnh sửa gen là phương pháp thay đổi hoặc chèn thêm thông tin di truyền vào ADN của một sinh vật bằng cách sử dụng các công cụ như kỹ thuật CRISPR-Cas9, kỹ thuật ZFNs, kỹ thuật TALENs. Phương pháp này được ứng dụng trong việc điều trị các bệnh di truyền, cải thiện các tính trạng của cây trồng và vật nuôi, nghiên cứu về biểu hiện gen và quy trình phát triển .

- Kỹ thuật nuôi cấy tế bào và mô là phương pháp nuôi cấy các tế bào hoặc mô của một sinh vật trong một môi trường nhân tạo có chứa các chất dinh dưỡng, hormone và yếu tố sinh trưởng. Phương pháp này được ứng dụng trong việc sản xuất các vaccine, kháng thể, protein có giá trị y tế; trong việc nhân giống các loài cây quý hiếm, có giá trị kinh tế; trong việc tái tạo các cơ quan và mô bị tổn thương hoặc mất đi .