Trình bày quá trình nguyên phân và giảm phân của quá trình phân bào
Chúng ta sẽ đi sâu vào từng bước một, bám sát kiến thức trong Sách giáo khoa Sinh học lớp 10 nhé.
I. QUÁ TRÌNH NGUYÊN PHÂN
Nguyên phân là quá trình phân bào mà tế bào mẹ sẽ tạo ra hai tế bào con có bộ nhiễm sắc thể (NST) giống hệt tế bào mẹ ban đầu về số lượng và chất lượng. Quá trình này diễn ra ở các tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục sơ khai.
Nguyên phân bao gồm hai giai đoạn chính: Kỳ trung gian và Phân chia nhân (với 4 kỳ nhỏ).
1. Kỳ trung gian:
Đây là giai đoạn chuẩn bị cho sự phân bào. Trong kỳ này, tế bào tăng trưởng về kích thước, tổng hợp các chất cần thiết cho sự phân bào và đặc biệt là thực hiện quá trình nhân đôi ADN. Nếu ban đầu tế bào có bộ NST là 2n, thì sau khi nhân đôi, mỗi NST sẽ gồm 2 nhiễm sắc tử chị em dính nhau ở tâm động, nhưng số lượng NST vẫn là 2n.
Số lượng ADN tăng gấp đôi.
2. Phân chia nhân:
Giai đoạn này bao gồm 4 kỳ liên tiếp:
a. Kỳ đầu:
– Nhiễm sắc thể bắt đầu co xoắn và đóng xoắn lại, trở nên rõ nét dưới kính hiển vi.
– Màng nhân và các bào quan như thể Golgi, mạng lưới nội chất bắt đầu tiêu biến.
– Thoi phân bào bắt đầu hình thành từ các trung thể (ở tế bào động vật và nấm men) hoặc từ các vùng ở cực tế bào (ở tế bào thực vật).
b. Kỳ giữa:
– Nhiễm sắc thể co xoắn cực đại, có hình dạng rõ ràng nhất.
– Các nhiễm sắc thể xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Mỗi nhiễm sắc thể lúc này có 2 nhiễm sắc tử chị em.
c. Kỳ sau:
– Tâm động của mỗi nhiễm sắc thể tách nhau.
– Các nhiễm sắc tử chị em giờ đây được gọi là các NST con, di chuyển về hai cực đối diện của tế bào nhờ sự co rút của các sợi tơ thoi phân bào.
– Khi các NST con đến hai cực, chúng bắt đầu duỗi xoắn dần.
d. Kỳ cuối:
– Các NST con dãn xoắn, trở lại dạng sợi mảnh.
– Màng nhân tái xuất hiện, bao bọc lấy hai bộ NST con ở hai cực.
– Các bào quan cũ tái xuất hiện.
– Thoi phân bào tiêu biến.
– Kết thúc quá trình phân chia nhân, hình thành hai nhân mới.
3. Phân chia tế bào chất:
Sau khi phân chia nhân, tế bào chất cũng tiến hành phân chia để tạo thành hai tế bào con.
– Ở tế bào động vật: Màng sinh chất thắt lại từ giữa tế bào và dần dần chia tế bào chất thành hai.
– Ở tế bào thực vật: Xuất hiện vách ngăn từ trung tâm tế bào lan dần ra mép tế bào, tạo thành hai tế bào con.
Kết quả của nguyên phân: Từ một tế bào mẹ 2n NST, tạo ra hai tế bào con 2n NST và 2 bộ gen giống hệt nhau.
II. QUÁ TRÌNH GIẢM PHÂN
Giảm phân là quá trình phân bào đặc biệt, chỉ xảy ra ở tế bào sinh dục, tạo ra các giao tử (tinh trùng, trứng) có bộ NST giảm đi một nửa so với tế bào mẹ. Quá trình này bao gồm hai lần phân bào liên tiếp: Giảm phân I và Giảm phân II.
1. Giảm phân I (Phân bào giảm nhiễm):
Mục đích của giảm phân I là tạo ra hai tế bào con có bộ NST giảm đi một nửa, các NST trong hai tế bào con này vẫn gồm 2 nhiễm sắc tử.
a. Kỳ trung gian I:
Giống như kỳ trung gian của nguyên phân, tế bào tăng trưởng và nhân đôi ADN. Tuy nhiên, trong giảm phân I, các NST kép co xoắn lại và có sự tiếp hợp, trao đổi chéo.
b. Phân chia nhân I (gồm 4 kỳ):
Kỳ đầu I:
– Nhiễm sắc thể co xoắn mạnh.
– Các cặp NST tương đồng (mỗi NST gồm 2 nhiễm sắc tử) bắt cặp với nhau tạo thành các cặp nhiễm sắc thể kép.
– Xảy ra hiện tượng trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc thể tương đồng (chỉ xảy ra ở các đoạn không tương đồng của 2 NST trong cặp). Đây là cơ chế tạo ra sự đa dạng di truyền.
– Màng nhân và thể Golgi tiêu biến.
– Thoi phân bào bắt đầu hình thành.
Kỳ giữa I:
– Các cặp NST kép xếp thành hai hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào.
– Các tâm động của hai NST tương đồng trong cặp không tách nhau mà vẫn dính nhau.
Kỳ sau I:
– Các cặp NST kép tách nhau, các NST kép này (mỗi chiếc vẫn còn 2 nhiễm sắc tử) di chuyển về hai cực của tế bào.
– Đây là điểm khác biệt cơ bản so với kỳ sau của nguyên phân, ở nguyên phân là các nhiễm sắc tử chị em tách nhau.
Kỳ cuối I:
– Các NST kép tiến về hai cực.
– Màng nhân có thể tái xuất hiện hoặc không.
– Thoi phân bào tiêu biến.
– Tế bào chất phân chia, tạo thành hai tế bào con. Mỗi tế bào con lúc này có số lượng NST chỉ bằng một nửa so với tế bào mẹ ban đầu (n NST kép).
2. Giảm phân II (Phân bào nguyên nhiễm):
Giảm phân II diễn ra ở cả hai tế bào con vừa tạo ra từ giảm phân I. Quá trình này tương tự như quá trình nguyên phân, nhưng diễn ra trên bộ NST đã giảm đi một nửa.
a. Kỳ trung gian II:
Ngắn hơn nhiều so với kỳ trung gian của nguyên phân, không có sự nhân đôi ADN. Nhiễm sắc thể có thể đã bắt đầu co xoắn.
b. Phân chia nhân II (gồm 4 kỳ):
Kỳ đầu II:
– Nhiễm sắc thể co xoắn lại.
– Màng nhân và thể Golgi tiêu biến (nếu có tái xuất hiện ở kỳ cuối I).
– Thoi phân bào hình thành.
Kỳ giữa II:
– Nhiễm sắc thể kép xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo.
Kỳ sau II:
– Tâm động của mỗi NST kép tách nhau.
– Các nhiễm sắc tử (giờ là các NST đơn) di chuyển về hai cực của tế bào.
Kỳ cuối II:
– Các NST đơn dãn xoắn.
– Màng nhân tái xuất hiện.
– Thoi phân bào tiêu biến.
– Tế bào chất phân chia, tạo thành các tế bào con.
Kết quả của giảm phân: Từ một tế bào mẹ ban đầu (2n NST), sau hai lần phân bào liên tiếp, tạo ra 4 tế bào con (giao tử) có bộ NST chỉ còn một nửa (n NST đơn).
Tóm tắt sự khác biệt chính giữa Nguyên phân và Giảm phân:
- Mục đích: Nguyên phân để sinh trưởng, sửa chữa mô, sinh sản vô tính. Giảm phân để tạo giao tử cho sinh sản hữu tính.
- Số lần phân bào: Nguyên phân 1 lần. Giảm phân 2 lần.
- Số tế bào con tạo ra: Nguyên phân 2 tế bào. Giảm phân 4 tế bào.
- Bộ NST của tế bào con: Nguyên phân giống tế bào mẹ (2n). Giảm phân bằng một nửa tế bào mẹ (n).
- Hiện tượng trao đổi chéo: Không có ở nguyên phân. Có ở giảm phân I.
- Sự sắp xếp NST ở kỳ giữa: Nguyên phân: NST xếp thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo. Giảm phân I: Cặp NST tương đồng xếp thành 2 hàng. Giảm phân II: NST xếp thành 1 hàng.
- Sự tách nhau của các nhiễm sắc thể ở kỳ sau: Nguyên phân: Các nhiễm sắc tử chị em tách nhau. Giảm phân I: Các NST kép tách nhau. Giảm phân II: Các nhiễm sắc tử chị em tách nhau.
Như vậy, chúng ta đã đi qua chi tiết từng bước của quá trình nguyên phân và giảm phân. Các em hãy xem lại bài, ghi nhớ kỹ các kỳ và những điểm khác biệt quan trọng giữa hai quá trình này nhé. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, đừng ngần ngại hỏi cô.
Chúc các em học tốt!
* Nguyên phân
-Kì trung gian: lúc đầu NST tồn tại ở dạng sợi đơn và duỗi xoắn. NST tự nhân đôi ở pha S để tạo ra NST ở trạng thái kép. Trung thể tự nhân đôi để tạo ra 2 trung thể và chúng di chuyển dần về 2 cực của tế bào.
– Kì đầu: NST ở trạng thái kép bắt đầu đóng xoắn, co ngắn và dày lên. Hai trung thể di chuyển về 2 cực và nằm đối xứng với nhau, 1 thoi tơ vô sắc bắt đầu được hình thành giữa 2 trung thể, màng nhân, nhân con tiêu biến.
– Kì giữa: NST kép đóng xoắn cực đại và có hình dạng đặc trưng (hạt, chữ V, que) được tập trung thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc. Chúng dính với dây tơ vô sắc ở tâm động. Thoi vô sắc đã trở nên hoàn chỉnh.
– Kì sau: NST kép tách nhau ở tâm động để hình thành 2 NST đơn và phân li đều về 2 cực của tế bào nhờ sự co rút của dây tơ vô sắc.
– Kì cuối: NST ở trạng thái đơn và chúng dần duỗi xoắn trở lại để tạo thành dạng sợi mảnh. Màng nhân, nhân con dần xuất hiện để bao bọc lấy bộ NST ở 2 cực của tế bào. Thoi vô sắc dần biến mất. Đồng thời, xảy ra sự phân chia tế bào chất:
* Giảm phân:
– Gồm 2 lần phân bào liên tiếp, mỗi lần phân bào đều gồm giai đoạn chuẩn bị (kì trung gian) và quá trình phân bào chính thức gồm 4 kì: đầu, giữa, sau, cuối.
a. Lần phân bào 1
– Kì trung gian: NST đơn tự nhân đôi trở thành NST kép (gồm 2 cromatit dính nhau ở tâm động), trung thể tự nhân đôi và di chuyển về 2 cực của tế bào.
– Kì đầu 1: NST ở trạng thái kép dần co xoắn đồng thời xảy ra hiện tượng tiếp hợp và có thể trao đổi chéo giữa 2 trong 4 sợi cromatit của cặp NST kép tương đồng. Hai trung thể di chuyển về 2 cực của tế bào. Màng nhân, nhân con tiêu biến.
– Kì giữa 1: NST ở trạng thái kép co ngắn cực đại và có hình dạng đặc trưng. NST kép xếp thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo. Thoi vô sắc đã hoàn chỉnh. NST kép dính với thoi vô sắc ở tâm động.
– Kì sau 1: mỗi NST kép trong từng cặp tương đồng vẫn giữ nguyên trạng thái (không tách nhau ở tâm động) phân li về 2 cực của tế bào nhờ sự co rút của thoi vô sắc. (Mỗi cực có n NST kép).
– Kì cuối 1: NST ở trạng thái kép. Màng nhân, nhân con dần xuất hiện trở lại bao lấy bộ NST ở mỗi cực của tế bào. Thoi vô sắc mờ dần và biến mất. Xảy ra sự phân chia tế bào chất để hình thành 2 tế bào con, mỗi tế bào chứa nNST ở trạng thái kép.
b. Lần phân bào 2:
– Kì trung gian 2: các NST kép không nhân đôi mà đóng xoắn như kì cuối 1, trung thể tự nhân đôi.
– Kì đầu 2: NST kép không xảy ra biến đổi so với kì trung gian, 2 trung thể di chuyênr về 2 cực của tế bào. Một thoi vô sắc được hình thành giưã 2 trung thể (vuông góc với thoi vô sắc GP 1) màng nhân, nhân con tiêu biến.
– Kì giữa 2: NST kép xếp thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đaọ của thoi vô sắc, NST kép đính với thoi vô sắc ở cả 2 phía của tâm động. Thoi vô sắc trở nên hoàn chỉnh.
– Kì sau 2: NST kép tách nhau ở tâm động tạo thành 2 NST đơn phân li về 2 cực của tế bào nhờ sự co rút của thoi vô sắc.
– Kì cuối 2: màng nhân, nhân con xuất hiện trở lại bao lấy bộ NST ở mỗi cực của tế bào (mỗi tế bào có n NST đơn). Thoi vô sắc tiêu biến, diễn ra sự phân chia tế bào chất để hình thành các tế bào con.
1. Nguyên phân
1.1. Khái niệm
– Là hình thúc phân bào giữ nguyên bộ NST, là hình thức sinh sản của tế bào, xảy ra ở hầu hết tế bào trong cơ thể (hợp tử, tb sinh dưỡng, tb mầm sinh dục).
– Trong nguyên phân: từ 1 tế bào mẹ có 2n NST sau 1 lần phân bào sẽ hình thành 2 tế bào con có bộ NST là 2n.
1.2. Cơ chế
Nguyên phân
Giai đoạn chuẩn bị (kì trung gian)
Giai đoạn phân bào chính thức :Kì đầu,Kì giữa,Kì sau,Kì cuối
– Kì trung gian: lúc đầu NST tồn tại ở dạng sợi đơn và duỗi xoắn. NST tự nhân đôi ở pha S để tạo ra NST ở trạng thái kép. Trung thể tự nhân đôi để tạo ra 2 trung thể và chúng di chuyển dần về 2 cực của tế bào.
– Kì đầu: NST ở trạng thái kép bắt đầu đóng xoắn, co ngắn và dày lên. Hai trung thể di chuyển về 2 cực và nằm đối xứng với nhau, 1 thoi tơ vô sắc bắt đầu được hình thành giữa 2 trung thể, màng nhân, nhân con tiêu biến.
– Kì giữa: NST kép đóng xoắn cực đại và có hình dạng đặc trưng (hạt, chữ V, que) được tập trung thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc. Chúng dính với dây tơ vô sắc ở tâm động. Thoi vô sắc đã trở nên hoàn chỉnh.
– Kì sau: NST kép tách nhau ở tâm động để hình thành 2 NST đơn và phân li đều về 2 cực của tế bào nhờ sự co rút của dây tơ vô sắc.
– Kì cuối: NST ở trạng thái đơn và chúng dần duỗi xoắn trở lại để tạo thành dạng sợi mảnh. Màng nhân, nhân con dần xuất hiện để bao bọc lấy bộ NST ở 2 cực của tế bào. Thoi vô sắc dần biến mất. Đồng thời, xảy ra sự phân chia tế bào chất:
+ Ở tế bào động vật: màng sinh chất ngay ở khoảng giữa tế bào co thắt từ ngoài vào trong để phân chia thành 2 tế bào con.
+ Ở tế bào động vật: tế bào mới, được hình thành do thành tế bào ở khoảng giữa phát triển từ trong ra ngoài phân chia ế bào mẹ thành 2 tế bào con.
1.3. Kết quả: Từ 1 tế bào mẹ tạo thành 2 tế bào con có bộ NST giống nhau và giống tế bào mẹ.
2. Giảm phân
2.1. Khái niệm
– Là hình thức phân bào làm bộ NST giảm đi 1 nửa so với tế bào ban đầu, xảy ra ở các tế bào sinh dục giai đoạn chín: noãn bào bậc 1, tinh bào bậc 1.
– Quá trình giảm phân gồm 2 lần phân bào liên tiếp:Từ 1 tế bào sinh dục chín (2n) sau giảm phân hình thành nên 4 tế bào con có bộ NST là n.
2.2. Cơ chế
Gồm 2 lần phân bào liên tiếp, mỗi lần phân bào đều gồm giai đoạn chuẩn bị (kì trung gian) và quá trình phân bào chính thức gồm 4 kì: đầu, giữa, sau, cuối.
a. Lần phân bào 1
– ì trung gian: NST đơn tự nhân đôi trở thành NST kép (gồm 2 cromatit dính nhau ở tâm động), trung thể tự nhân đôi và di chuyển về 2 cực của tế bào.
– Kì đầu 1: NST ở trạng thái kép dần co xoắn đồng thời xảy ra hiện tượng tiếp hợp và có thể trao đổi chéo giữa 2 trong 4 sợi cromatit của cặp NST kép tương đồng. Hai trung thể di chuyển về 2 cực của tế bào. Màng nhân, nhân con tiêu biến
– Kì giữa 1: NST ở trạng thái kép co ngắn cực đại và có hình dạng đặc trưng. NST kép xếp thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo. Thoi vô sắc đã hoàn chỉnh. NST kép dính với thoi vô sắc ở tâm động.
– Kì sau 1: mỗi NST kép trong từng cặp tương đồng vẫn giữ nguyên trạng thái (không tách nhau ở tâm động) phân li về 2 cực của tế bào nhờ sự co rút của thoi vô sắc. (Mỗi cực có n NST kép).
– Kì cuối 1: NST ở trạng thái kép. Màng nhân, nhân con dần xuất hiện trở lại bao lấy bộ NST ở mỗi cực của tế bào. Thoi vô sắc mờ dần và biến mất. Xảy ra sự phân chia tế bào chất để hình thành 2 tế bào con, mỗi tế bào chứa nNST ở trạng thái kép.
b. Lần phân bào 2:
– Kì trung gian 2: các NST kép không nhân đôi mà đóng xoắn như kì cuối 1, trung thể tự nhân đôi.
– Kì đầu 2: NST kép không xảy ra biến đổi so với kì trung gian, 2 trung thể di chuyênr về 2 cực của tế bào. Một thoi vô sắc được hình thành giưã 2 trung thể (vuông góc với thoi vô sắc GP 1) màng nhân, nhân con tiêu biến.
– Kì giữa 2: NST kép xếp thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đaọ của thoi vô sắc, NST kép đính với thoi vô sắc ở cả 2 phía của tâm động. Thoi vô sắc trở nên hoàn chỉnh.
– Kì sau 2: NST kép tách nhau ở tâm động tạo thành 2 NST đơn phân li về 2 cực của tế bào nhờ sự co rút của thoi vô sắc.
– Kì cuối 2: màng nhân, nhân con xuất hiện trở lại bao lấy bộ NST ở mỗi cực của tế bào (mỗi tế bào có n NST đơn). Thoi vô sắc tiêu biến, diễn ra sự phân chia tế bào chất để hình thành các tế bào con.
2.3. Kết quả: Từ một tế bào mẹ qua giảm phân sẽ tạo ra bốn tế bào con.