Lý thuyết về học thuyết tế bào - câu hỏi và bài tập Sinh 10

1. Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng của sự sống

1.1. Mọi sinh vật sống trên Trái Đất này đều được cấu tạo có thể từ duy nhất tế bào, nhiều tế bào hoặc hàng tỷ tế bào. Các hoạt động sống trong cơ thể đều diễn ra tại tế bào

Tế bào được biết đến như là một đơn vị cấu trúc cơ bản có chức năng sinh học của những loài sinh vật sống. Tế bào chính là đơn vị nhỏ nhất của sự sống, chúng có khả năng phân chia độc lập, vì vậy mà các tế bào thường được gọi với cái tên "những viên gạch đầu tiên cấu tạo nên sự sống". Còn bộ môn chuyên nghiên cứu về các tế bào thì được gọi là sinh học tế bào. 

Tế bào có cấu tạo bao gồm tế bào chất được bao quanh bởi màng tế bào, ở đó có chứa nhiều phân tử sinh học như axit nucleic hay protêin. Các sinh vật sống có thể được phân chia thành sinh vật đơn bào (chỉ có cấu trúc từ một tế bào, bao gồm các đối tượng như vi khuẩn) hoặc sinh vật đa bào (bao gồm đối tượng như thực vật và động vật). Thống kê cho thấy, số lượng tế bào trong các cơ thể của thực vật và động vật ở mỗi loài là khác nhau. Với cơ thể con người ước tính có hơn 10 nghìn tỷ tế bào như thế.

Phần lớn các tế bào của động vật và thực vật chỉ có thể nhìn thấy được khi quan sát dưới kính hiển vi, với kích thước dao động từ 1 đến 100 micromet. Tế bào đầu tiên được phát hiện bởi Robert Hooke là vào năm 1665, người đã đặt tên cho các đơn vị sinh học của nó. Theo các nghiên cứu, tế bào đã xuất hiện trên trái Đất từ khoảng 4 tỷ năm trước.

1.2. Sơ đồ tư duy khái quát về tế bào

Để dễ hình dung và dễ nắm được bài hơn thì các em có thể học cách tóm tắt kiến thức thông qua sơ đồ tư duy. Dưới đây là minh hoạ một loại sơ đồ tư duy tổng hợp kiến thức về học thuyết tế bào. 

2. Học thuyết tế bào là gì?

Trong sinh học, học thuyết tế bào hay còn có tên gọi khác như thuyết tế bào là một lý thuyết khoa học nhằm miêu tả các tính chất thuộc về tế bào cũng như giải thích được nguồn gốc của sự sống là được bắt nguồn từ các tế bào, đồng thời nó cũng là tiền đề cho học thuyết tiến hóa Darwin sau này. Những tế bào là đơn vị cơ bản trong cấu trúc của tất cả các sinh vật và cũng là đơn vị cơ bản nhất của sự sống. 

F. Engel (1870) đã đánh giá rằng học thuyết tế bào là một trong ba phát kiến vĩ đại nhất trong nền phát triển của khoa học tự nhiên thế kỷ XIX (song song với học thuyết tiến hóa và định luật bảo toàn chuyển hóa năng lượng).

3. Nội dung và ý nghĩa của học thuyết tế bào

Ngày nay, dưới ánh sáng của nền khoa học hiện đại, học thuyết tế bào vẫn giữ y nguyên giá trị cốt lõi và thường được phát biểu dưới ba mệnh đề bao gồm các ý chính sau đây:

Tế bào được xem là đơn vị cấu trúc và chức năng nhỏ nhất của mọi sinh vật sống.
Tế bào được xem là cấu trúc nhỏ nhất mà có biểu hiện đầy đủ toàn bộ các đặc tính cơ bản của sự sống, bao gồm 4 đặc tính chính như sau: 

• Quá trình trao đổi vật chất và năng lượng

• Quá trình sinh trưởng và phát triển

• Quá trình sinh sản

• Sự cảm ứng và quá trình thích nghi

Ngoài ra phải kể đến một số đặc tính khác của sự sống đó là: sự biệt hóa của tế bào, sự chết theo chu trình của tế bào, quá trình điều hòa hoạt động của gen,...

- Mọi sinh vật đều được cấu tạo từ một hay nhiều tế bào. Các tế bào này chứa đầy đủ các hoạt động thiết yếu cho sự tồn tại và phát triển của sinh vật:
Mặc dù sự sống có cơ sở đến mức độ phân tử nhưng lại không có phân tử nào có thể tổng hợp, di truyền và hoạt động ở bên ngoài tế bào. Hiện nay vẫn có nhiều tranh luận xung quanh sự sống tồn tại dưới mức độ tế bào, điển hình là ở virus. Tuy nhiên, vì virus khi ở bên ngoài tế bào chủ tồn tại ở dạng hạt virus và không cho thấy được các đặc tính cơ bản của sự sống nên chưa được xếp vào giới hữu sinh mà thường được gọi là một "dạng sống" hay "thực thể sống", được hiểu là dạng chuyển tiếp từ sự không sống đến sự sống.

- Các tế bào chỉ có thể được sinh ra từ tế bào có trước:
Nhiều quan điểm về tiến hoá cho rằng: tế bào đầu tiên được hình thành ngẫu nhiên trong môi trường Trái Đất nguyên thủy (khoảng 3,5 tỷ năm trước), nhưng tế bào hiện nay không còn khả năng đó nữa và thay vào đó tế bào chỉ có thể được tạo ra từ tế bào có trước. Tất cả tế bào hiện nay đều có một tổ tiên chung.

Ý nghĩa: Học thuyết tế bào cho rằng tính thống nhất trong đa dạng của sinh giới, rằng tất cả các sinh vật hiện tại đều có nguồn gốc từ một tế bào đầu tiên. Đây là một trong ba luận điểm quan trọng của học thuyết tế bào triết học hay trường phái duy vật biện chứng, để chứng minh rằng sinh giới được tạo ra từ ngẫu sinh hóa học và trải qua một quá trình tiến hóa lâu dài, chứ không phải do bất kỳ một yếu tố siêu nhiên nào.

4. Các phương pháp nghiên cứu tế bào học dựa vào học thuyết tế bào

Một số phương pháp thường áp dụng trong nghiên cứu tế bào học là: 

- Thực hiện quan sát tiêu bản NST.

- Phát hiện bộ NST của loài có điểm gì khác biệt so với bộ NST bình thường hay không, dựa vào đó để chẩn đoán các bệnh do đột biến NST gây ra.

Kính hiển vi

Như chúng ta đã biết, tế bào có kích thước rất nhỏ ở mức μm nên không thể nào quan sát được bằng mắt thường. Điều đó thúc đẩy sự ra đời của kính hiển vi, thiết bị giúp chúng ta phóng đại hình ảnh và quan sát được mẫu vật ở kích thước nhỏ. Chỉ số quan trọng đối với một chiếc kính hiển vi là độ phóng đại và độ phân giải.

Hiện nay có hai loại kính hiển vi phổ biến nhất là kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử:

• Kính hiển vi quang học độ phóng đại khoảng 2000 lần, có thể phân biệt được khoảng cách nhỏ nhất là 0.2μm.
• Kính hiển vi điện tử có độ phóng đại khoảng 250.000 lần, có thể phân biệt đến Å.

Gần đây nhiều hãng sản xuất đã cho ra đời các loại kính hiển vi mới nhằm phục vụ tốt hơn cho nhu cầu và mục đích nghiên cứu tế bào như kính hiển vi huỳnh quang, kính hiển vi nổi…

Tách và nuôi cấy tế bào:

Trong nhiều trường hợp các thí nghiệm đòi hỏi một số lượng lớn tế bào của một loại tế bào nào đó vì thế các phương pháp tách chiết và nuôi cấy tế bào ngày càng được cải tiến và hoàn thiện để đáp ứng nhu cầu này.

Phân đoạn các thành phần tế bào:

Tế bào được coi là nhà máy hoá học của sự sống, nơi diễn ra mọi hoạt động, mọi phản ứng cho sự tồn tại và phát triển của sinh vật. Vì tế bào quá phức tạp nên đòi hỏi các phương pháp giúp phân tách các cơ quan, thành phần để tập trung nghiên cứu. Một số các thành tựu khoa học có thể kể đến như: Phương pháp siêu ly tâm, ly tâm gradient, phương pháp sắc ký,...

Ngoài ra, trong nghiên cứu tế bào học còn sử dụng nhiều phương pháp giúp đánh dấu, theo dõi, phân tích, kiểm tra như: Điện di, đánh dấu bằng đồng vi phóng xạ và kháng thể…

Đăng ký ngay khóa học DUO để được lên lộ trình ôn thi tốt nghiệp sớm nhất!

5. Câu hỏi luyện tập về học thuyết tế bào

Để tăng khả năng ghi nhớ phần lý thuyết vừa học, chúng ta cùng làm một số câu hỏi liên quan đến kiến thức về học thuyết tế bào nhé. Làm bài tập sẽ giúp các em hiểu bản chất những gì mình được học một cách hiệu quả nhất.

5.1. Luyện tập về học thuyết tế bào

Câu 1: Hãy nêu nội dung, ý nghĩa của học thuyết tế bào.

Gợi ý đáp án

Có 3 nội dung chính được học thuyết tế bào đề cập tới đó là:

- Tất cả các sinh vật có sự sống đều được hình thành từ một hoặc nhiều tế bào.

- Tế bào chính là đơn vị cơ bản nhất của sự sống.

- Tế bào chỉ có thể được sinh ra từ các tế bào có từ trước

Học thuyết tế bào mang ý nghĩa làm thay đổi nhận thức của giới khoa học thời bấy giờ về cấu tạo của tất cả sinh vật, về sự tiến hoá của sinh giới và của Trái đất, mở ra một hướng nghiên cứu phát triển liên quan đến chức năng của tế bào, cơ thể.

Câu 2: Trình bày những gì em biết về lịch sử phát triển của học thuyết tế bào. Có người nói rằng: “Lịch sử nghiên cứu tế bào gắn liền với lịch sử nghiên cứu và phát triển kính hiển vi”. Em nghĩ sao về ý kiến này?

Gợi ý đáp án

Lịch sử phát triển của học thuyết tế bào được nêu ngắn gọn như sau:

Vào khoảng những năm 1670, Antonie van Leeuwenhoek (An-tô-ni van Lơ-ven-húc) đã phát hiện được sự tồn tại của vi khuẩn cũng như các nguyên sinh động vật. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu này mới chỉ quan sát được hình dạng bên ngoài của tế bào. Những tiến bộ sau này trong việc chế tạo thấu kính hay cụ thể là sự ra đời của kính hiển vi đã cho phép các nhà nghiên cứu khác nhìn thấy được những thành phần khác nhau nằm bên trong tế bào. Khoảng thời gian giữa thế kỉ XIX, học thuyết tế bào đầu tiên chính thức được ra đời. Đến thế kỉ XX, nhờ ứng dụng vô cùng to lớn của kính hiển vi điện tử, của phương pháp lai tế bào, cùng với sự phát triển vượt trội của sinh học phân tử, mà học thuyết tế bào đã được bổ sung để hoàn chỉnh hơn.

Em đồng ý với quan điểm cho rằng lịch sử nghiên cứu tế bào được gắn liền với lịch sử nghiên cứu cũng như quá trình phát triển của kính hiển vi vì theo thời gian, kính hiển vi luôn luôn được cải tiến, độ phóng đại của chúng càng ngày càng lớn hơn đảm bảo cho các nhà nghiên cứu có khả năng quan sát được các tế bào một cách rõ nét và kĩ càng hơn, từ đó có thể nghiên cứu sâu hơn về chúng.

5.2. Luyện tập về tế bào - đơn vị cấu trúc và chức năng của sự sống

Tương tự với phần câu hỏi ở trên, các em hãy luyện tập phần câu hỏi về tế bào, tất cả những kiến thức liên quan đến đơn vị cấu trúc và chức năng của sự sống này nhé!

Câu 1: Trình bay tên cùng với chức năng của một số loại tế bào trong cơ thể người.

Gợi ý đáp án

Một số loại tế bào trong cơ thể người phải kể đến là: tế bào thần kinh, tế bào hồng cầu, tế bào da.

Chức năng của chúng:

• Tế bào thần kinh: tiếp nhận và truyền đạt các thông tin từ khắp các vị trí trên cơ thể, chúng quyết định phản ứng của cơ thể và làm thay đổi trạng thái của các cơ quan bên trong cơ thể. Ngoài ra, chúng cho phép con người ghi nhớ và suy nghĩ về những gì đang diễn ra.

• Tế bào hồng cầu: tế bào quan trọng có chức năng là vận chuyển khí oxy từ phổi đến các mô, và vận chuyển đi khắp mọi nơi trong cơ thể; tiếp thu lượng chất thải và đem chúng trở về phổi, nhận khí cacbonic từ các mô trở về phổi và đào thải khỏi cơ thể.

• Tế bào da: Giúp bảo vệ cơ thể trước các tác động vật lý; Điều chỉnh thân nhiệt; Giúp duy trì cân bằng lượng nước và điện giải trong cơ thể; Tham gia vào quá trình tổng hợp vitamin D cho cơ thể; Giúp cơ thể cảm nhận các kích thích từ môi trường bên ngoài.

Câu 2: Tại sao nói tế bào vừa là đơn vị cấu trúc, vừa là đơn vị chức năng?

*Tế bào được xem là đơn vị cấu trúc:

- Từ các dạng sinh vật đơn giản đến phức tạp thì tế bào luôn là đơn vị cơ bản tạo nên cơ thể sống.

- Trong mỗi tế bào đều có nhiều bào quan có cấu trúc riêng biệt và giữ chức năng nhất định.

- Cấu tạo điển hình của một tế bào gồm: Màng tế bào là phần bao bên ngoài tế bào, chúng được cấu tạo từ chất nguyên sinh nên được gọi là màng sinh chất. Màng sinh chất đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình trao đổi chất giữa tế bào với môi trường bên ngoài. Tế bào chất là vị trí diễn ra tất cả hoạt động sống của tế bào, trong chất tế bào lại chứa nhiều bào quan, giữ chức năng quan trọng như: Ti thể, lạp thể, trung thể, ribôxôm, thể gôngi, lưới nội chất tham gia thực hiện các quá trình sống của tế bào.

* Tế bào là đơn vị chức năng:

- Tất cả các dấu hiệu đại diện cho sự sống như quá trình sinh trưởng, hô hấp, tổng hợp hay phân giải đều được diễn ra bên trong tế bào.

- Tế bào được biết đến là đơn vị hoạt động hài hoà về mặt trao đổi chất, giữ vai trò chỉ đạo các quá trình đó.

- Dù ở bất kỳ phương thức sinh sản nào thì tế bào đều đóng vai trò như mắt xích nối các thế hệ với nhau thông qua vật chất di truyền là NST và ADN.

>>> Bài viết liên quan:

Sinh 10 bài 5 VUIHOC: Lý thuyết và bài tập về protein

Bài 6 sinh học 10 VUIHOC: Axit nuclêic - tổng hợp lý thuyết và bài tập

Tổng quan về tế bào nhân sơ Sinh 10: Đặc điểm và cấu tạo

Tổng quan về tế bào nhân thực - Bài 8 sinh 10 VUIHOC

Màng sinh chất Sinh 10 - Lý thuyết về cấu trúc, thành phần và chức năng

VUIHOC viết bài này nhằm hỗ trợ các em học tập một cách đơn giản nhất về lý thuyết và bài tập liên quan đến phần học thuyết tế bào. Để học nhiều hơn các kiến thức Sinh học 10 cũng như Sinh học THPT thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!