1. Chu kỳ tế bào
1.1. Khái niệm chu kỳ tế bào
Chu kỳ tế bào là một khoảng thời gian giữa hai lần phân bào. Chu kỳ tế bào gồm hai giai đoạn là kì trung gian và quá trình nguyên phân.
1.2. Đặc điểm chu kỳ tế bào
a) Kì trung gian
Kì trung gian chiếm phần lớn thời gian của một chu kỳ. Kì trung gian bao gồm 3 pha:
+ G1: Tế bào tổng hợp các chất cần thiết để sinh trưởng tại pha này.
+ S: Diễn ra quá trình nhân đôi ADN và NST; các NST dính với nhau ở tâm động và hình thành NST kép.
+ G2: Tổng hợp các chất còn lại giúp tế bào.
b) Nguyên phân
Quá trình nguyên phân kéo dài trong thời gian ngắn. Nguyên phân bao gồm 2 giai đoạn: Phân chia nhân bao gồm 4 kì (đầu, giữa, sau, cuối) và phân chia tế bào chất.
c) Đặc điểm chính
Chu kỳ tế bào được điều khiển chặt chẽ nhằm đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể.
Trên cùng một cơ thể, tốc độ phân chia của các tế bào ở các bộ phận khác nhau khác nhau.
Các tế bào trong cơ thể đa bào chỉ phân chia khi có tín hiệu. Nếu tín hiệu bị lỗi, tế bào sẽ liên tục phân chia, gây ra bệnh ung thư.
1.3. Điều hoà chu kỳ tế bào
Điểm điều hoà chu kỳ tế bào (kí hiệu là R) là điểm kiểm soát mà ở đó chu kỳ tế bào tiếp tục diễn ra hoặc dừng lại. Các điểm điều hoà chu kỳ tế bào giúp kiểm soát thời gian và tốc độ phân chia của tế bào.
Điểm R xuất hiện ở pha G1 và G2 trong kì trung gian. Nếu vượt qua điểm R, tế bào sẽ tiếp tục chu kỳ, ngược lại, tế bào sẽ vào quá trình biệt hoá. Nếu quá trình phân bào bị lỗi hoặc trục trặc, cơ thể có thể mắc bệnh.
2. Quá trình nguyên phân trong chu kỳ tế bào
2.1. Khái niệm nguyên phân
Nguyên phân (còn gọi là phân bào nguyên nhiễm) là một hình thức sinh sản của tế bào, trong đó vật chất di truyền được chia đều vào các tế bào con.
>>> Xem thêm: Bài 19 Sinh 10 VUIHOC: Quá trình giảm phân – trọn bộ lý thuyết và bài tập
2.2. Diễn biến quá trình nguyên phân
Nguyên phân diễn ra ở cả tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục sơ khai.
Diễn biến của quá trình nguyên phân có thể chia thành 2 giai đoạn: Giai đoạn phân chia nhân và giai đoạn phân chia tế bào chất.
2.2.1. Phân chia nhân
– Kì trung gian: NST tồn tại dưới dạng sợi mảnh.
– Kì đầu:
+ NST bắt đầu co xoắn, màng nhân dần biến mất.
+ Thoi phân bào từ từ xuất hiện.
– Kì giữa: Các NST co xoắn cực đại và xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo, tạo hình chữ V đặc trưng.
– Kì sau: Các nhiễm sắc tử bắt đầu tách ra ở tâm động và di chuyển đều về hai cực của tế bào.
– Kì cuối: NST dãn xoắn và xuất hiện màng nhân.
2.2.2. Phân chia tế bào chất
Phân chia tế bào chất xảy ra ở kì cuối. Tế bào chất chia dần và sau đó tách tế bào mẹ thành hai tế bào con.
– Trong tế bào động vật, màng tế bào co thắt lại ở giữa tạo ra hai tế bào con.
– Trong tế bào thực vật, không co thắt lại ở giữa mà hình thành vách ngăn ở mặt phẳng xích đạo và cũng chia tế bào mẹ thành hai tế bào con.
2.3. Ý nghĩa quá trình nguyên phân
Quá trình nguyên phân là một hình thức sinh sản diễn ra ở cấp độ tế bào, giúp cơ thể có khả năng sinh trưởng, phát triển, tái sinh mô và các cơ quan tổn thương. Nguyên phân là cơ sở cho quá trình sinh sản vô tính.
Ngoài ra, quá trình nguyên phân còn được ứng dụng trong quá trình nuôi cấy mô.
3. Bài tập nguyên phân – Luyện tập bài 18 Sinh 10
3.1. Bài tập SGK cơ bản và nâng cao
Lời giải:
– Chu kỳ tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào, bao gồm 2 giai đoạn là kì trung gian và quá trình nguyên phân.
Kì trung gian chiếm phần lớn chu kỳ tế bào, được chia thành 3 pha nhỏ là G1, S và G2:
+ Pha G1: tế bào tổng hợp các chất cần cho quá trình sinh trưởng, quá trình này bắt đầu từ khi tế bào được sinh ra đến khi tế bào đạt được kích thước tiêu chuẩn.
+ Pha S: Diễn ra quá trình nhân đôi ADN và nhiễm sắc thể. Các nhiễm sắc thể được nhân đôi nhưng chúng vẫn dính với nhau ở tâm động hình thành nên một nhiễm sắc thể kép chứa hai nhiễm sắc tử (hay còn gọi là chrome).
+ Pha G2: tế bào tổng hợp các chất còn lại cần cho quá trình phân bào ở pha này.
– Ý nghĩa của sự điều hòa chu kỳ tế bào: chu kỳ tế bào được điều hòa một cách chặt chẽ nhằm đảm bảo quá trình sinh trưởng, phát triển bình thường và ổn định của cơ thể.
Câu 2: Dựa vào các kiến thức đã học, hãy giải thích vì sao quá trình nguyên phân lại có thể tạo ra được 2 tế bào con với bộ NST giống y hệt như ở tế bào mẹ?
Lời giải:
– Ở kì trung gian, tại pha S, Các nhiễm sắc thể được nhân đôi nhưng chúng vẫn dính với nhau ở tâm động hình thành nên một nhiễm sắc thể kép chứa hai nhiễm sắc tử (hay còn gọi là chrome).
– Trong quá trình nguyên phân:
+ Ở kì giữa: Các NST kép co xoắn cực đại và chúng xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo. Thoi phân bào sẽ đính vào 2 phía của mỗi NST kép tại vị trí tâm động.
+ Ở kì sau: Diễn ra quá trình các nhiễm sắc tử của các NST kép tách nhau ra tại vị trí tâm động hình thành các NST đơn, phân li đồng đều về 2 phía của tế bào.
→ Như vậy, sau nguyên phân thì từ 1 tế bào mẹ ban đầu với bộ NST lưỡng bội (2n) sẽ tạo ra 2 tế bào con với bộ NST (2n) giống y như tế bào mẹ.
Câu 3: Hãy trình bày ý nghĩa của quá trình nguyên phân?
Lời giải:
Ý nghĩa quá trình nguyên phân:
– Đối với các loài sinh vật nhân thực đơn bào thì nguyên phân chính là cơ chế sinh sản. Từ 1 tế bào mẹ ban đầu qua quá trình nguyên phân hình thành nên 2 tế bào con giống y như tế bào mẹ.
– Đối với các loài sinh vật nhân trực trực tiếp, nguyên phân giúp làm tăng số lượng tế bào để cơ thể sinh trưởng, phát triển, tái sinh mô cùng với các bộ phận bị tổn thương.
– Ở các sinh vật có hình thức sinh sản sinh dưỡng, nguyên phân là một hình thức sinh sản giúp tạo ra các cá thể với kiểu gen giống hệt như kiểu gen của cá thể mẹ (đó là sự truyền đạt ổn định bộ NST đặc trưng của loài).
Câu 4: Vì sao trước khi bước vào kì sau thì các NST phải co xoắn tối đa?
Lời giải:
Trước khi bước vào kì sau, các NST phải co xoắn tối đa vì:
– Giúp tạo nên một cấu trúc gọn gàng và dễ di chuyển để thuận lợi cho quá trình phân bào.
– Trong kì sau, NST sẽ di chuyển đều về hai cực của tế bào. Sự co xoắn tối đa của NST giúp quá trình di chuyển diễn ra thuận lợi mà không gây đứt gãy, tránh gây ra các đột biến liên quan đến NST.
Câu 5: Dựa vào các kiến thức đã được học, hãy so sánh nguyên phân và giảm phân?
Lời giải:
* Giống nhau
– Cả hai thuộc vào các hình thức phân bào.
– Cả hai diễn ra một lần nhân đôi ADN.
– Cả hai bao gồm các giai đoạn phân chia nhân, phân chia tế bào chất.
– NST trong cả hai bị tiêu biến ở kì đầu và xuất hiện lại ở kì cuối.
– Màng nhân và nhân con trong cả hai cũng bị tiêu biến ở kì đầu và xuất hiện lại ở kì cuối.
– Thoi phân bào bị tiêu biến ở kì cuối và xuất hiện lại ở kì đầu.
– Diễn biến của các kì trong quá trình giảm phân II rất giống với quá trình nguyên phân.
* Khác nhau:
Nguyên phân Giảm phân
Diễn ra ở cả tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục sơ khai. Chỉ diễn ra ở các tế bào sinh dục chín. Chỉ có duy nhất một lần phân bào. Có tới hai lần phân bào.
Kì đầu không có hiện tượng bắt cặp và trao đổi chéo. Kì đầu I có hiện tượng bắt cặp và trao đổi chéo.
Kì giữa NST xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo. Kì giữa I NST xếp thành hai hàng trên mặt phẳng xích đạo.
Kì sau mỗi NST kép tách ra tạo thành hai NST đơn và phân li về hai cực của tế bào. Kì sau I, mỗi NST kép trong cặp NST kép tương đồng phân li về hai cực của tế bào.
Kết quả từ một tế bào mẹ ban đầu cho ra hai tế bào con giống mẹ. Kết quả từ một tế bào mẹ ban đầu cho ra bốn tế bào con.
Trong tế bào con, số lượng NST được giữ nguyên. Trong tế bào con, số lượng NST giảm đi một nửa.
Tế bào con mang KG giống KG tế bào mẹ → Duy trì tính giống nhau. Tạo ra nhiều tổ hợp gen khác nhau, góp phần vào sự đa dạng và phong phú của các loài sinh vật, giúp sinh vật tăng khả năng thích nghi và tiến hóa.
Bảng đáp án:
1 – A | 2 – D | 3 – B | 4 – B | 5 – B | 6 – B | 7 – A | 8 – C | 9 – B | 10 – D | 11 – A | 12 – B | 13 – D | 14 – B | 15 – A | 16 – A | 17 – D | 18 – B | 19 – C | 20 – D
VUIHOC đã tổng hợp đầy đủ và chi tiết tất cả các kiến thức về quá trình nguyên phân và các bài tập giúp các em ôn tập tốt nhất phần kiến thức quan trọng này. Để học thêm được nhiều kiến thức hay và thú vị về Sinh học 10 cũng như Sinh học THPT, các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký các khóa học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!