Chu kì tế bào và cơ chế nguyên phân
CHU KÌ TẾ BÀO VÀ CƠ CHẾ NGUYÊN PHÂN
I. Chu kỳ tế bào
1. Khái niệm
- Chu kỳ tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào. Chu kì tế bào gồm 2 thời kì:
- Kì trung gian.
- Phân bào (Nguyên phân)
2. Đặc điểm chu kì tế bào
|
# |
Kì trung gian |
Nguyên phân |
|
Thời gian |
- Dài (Chiếm gần hết thời gian của chu kì) |
- Ngắn |
|
Đặc điểm |
- Gồm 3 pha:
|
- Gồm 2 giai đoạn:
|
3. Sự điều hoà chu kì tế bào
- TB phân chia khi nhận biết tín hiệu bên trong và bên ngoài TB.
- TB được điều khiển đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể.
II. Cơ chế nguyên phân
1. Khái niệm
- Nguyên phân là quá trình phân bào nguyên nhiễm, quá trình tạo ra hai tế bào có có bộ máy di truyền trong tế bào giống với tế bào mẹ ban đầu.
- Nguyên phân có thể thấy ở các tế bào Xôma (sinh dưỡng) và tế bào sinh dục sơ khai (tế bào sinh tinh và sinh trứng không có khả năng này)
2. Quá trình nguyên phân
- Quá trình nguyên phân gồm 2 phần: Phân chia nhân và phân chia TB chất
a. Phân chia nhân
|
Các kì |
Đặc điểm |
Hình |
|
Kì đầu |
- Xuất hiện thoi phân bào. - Các NST kép đính vào sợi tơ của thoi phân bào ở tâm động - Màng nhân dần biến mất. - Nhiễm sắc thể kép bắt đầu đóng xoắn. |
|
|
Kì giữa |
- Các nhiễm sắc thể kép xoắn cực đại và xếp thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo và dính với thoi phân bào ở 2 phía của tâm động. |
|
|
Kì sau |
- Mỗi nhiễm sắc thể kép tách nhau ra ở tâm động thành 2 nhiễm sắc thể đơn. - Các nhóm NST đơn phân li về 2 cực của tế bào. |
|
|
Kì cuối |
- NST duỗi xoắn dài ra, mảnh dần thành chất nhiễm sắc - Màng nhân xuất hiện. |
|
b. Phân chia tế bào chất
- Phân chia TB chất diễn ra ở đầu kì cuối.
- Quá trình phân chia tế bào chất ở thực vật & động vật có sự khác nhau:
- Ở Tế bào động vật: Sự phân chia ở một tế bào động vật bình thường bắt đầu bằng sự thành lập của một rãnh phân cắt (cleavage furrow) chạy vòng quanh tế bào. Rãnh này càng ngày càng ăn sâu vào trong cho đến khi nó cắt ngang qua tế bào, tạo ra hai tế bào mới.
- Ở tế bào thực vật: Vì tế bào thực vật có vách xellulozơ tương đối cứng nên không thể tạo các rãnh phân cắt, do đó sự phân chia tế bào chất xảy ra theo một cách khác. Vách tế bào phát triển vào bên trong tế bào cho đến khi hai mép gặp nhau và tách biệt hoàn toàn thành hai tế bào con.
3. Kết quả và ý nghĩa của nguyên phân.
a. Kết quả của Nguyên phân
- Từ 1 tế bào mẹ tạo ra 2 tế bào con giống nhau và giống mẹ
b. Ý nghĩa sinh học
- Với sinh vật nhân thực đơn bào: nguyên phân là cơ chế sinh sản, từ 1 tế bào mẹ cho 2 tế bào con có bộ nhiễm sắc thể giống nhau và giống tế bào mẹ ban đầu.
- Với sinh vật nhân thực đa bào: nguyên phân làm tăng số lượng TB giúp cơ thể sinh trưởng và phát triển. ngoài ra nguyên phân còn giúp cơ thể tái sinh các mô hay TB bị tổn thương.
c. Ý nghĩa thực tiễn
- Ứng dụng để giâm, chiết, ghép cành…
- Nuôi cấy mô có hiệu quả cao.
III. Công thức và bài tập nguyên phân
Ví dụ quá trình nguyên phân của tế bào 2n = 4
- Ở sơ đồ trên ta thấy từ 1 tế bào mẹ ban đầu qua nguyên phân sẽ tạo ra 2 tế bào con, 2 tế bào con này giống nhau có số lượng NST bằng nhau và giống với tế bào mẹ ban đầu.
Dạng 1: Xác định số lượng NST trong các kỳ nguyên phân:
Ví dụ: Cho 1 loài có bộ NST 2n = 6. Xác định số lượng và đặc điểm NST ở kỳ giữa và kỳ sau
Giải: 2n = 6
- Kỳ giữa (NP): số lượng NST 2n = 6 (kép)
- Kỳ sau (NP): số lượng NST 2n = 8 (đơn)
Dạng 2: Xác định số tế bào con tạo ra sau nguyên phân
Nếu số lần nguyên phân của các tế bào bằng nhau:
Gọi k là số đợt NP:
* Nếu có 1 tb mẹ ban đầu qua k lần nguyên phân
\(\Rightarrow \sum tb \ con = 2^k\)
* Nếu có A tế bào ban đầu:
\(\Rightarrow \sum tb \ con = A. 2^k\)
Nếu số lần nguyên phân của các tế bào không bằng nhau:
Giả sử có a tế bào có số lần nguyên phân lần lượt là: x1, x2, x3,….xa (ĐK: nguyên dương)
=> Tổng số TB con = 2 x1+ 2 x2 + 2 x3 + …+ 2 xa
Dạng 3: Xác định số NST trong tb con:
Giả sử 1 loài có bộ NST 2n
* Nếu có 1 tb mẹ qua k đợt nguyên phân:
\(\sum NST \in tb \ con = 2^k.2n\)
* Nếu có A tế bào mẹ qua k đợt nguyên phân:
\(\sum NST\in tb \ con = A.2^k.2n\)
Dạng 4: Xác định số NST môi trường cung cấp
* Nếu có A tế bào qua k đợt nguyên phân:
\(\rightarrow \sum NST\ trong \ tb \ con = A.2^k.2n\)
* Số NST trong tế bào ban đầu A.2n
⇒ Số NST môi trường cung cấp = A.2n.2k - A.2n
= A.2n(2k - 1)
Dạng 5: Xác định số NST mới hoàn toàn trong tế bào con:
\(\sum\) NST trong tb con: A.2n.2k
\(\sum\) NST trong tb mẹ: A.2n.2
⇒ NST mới hoàn toàn: A.2n.2k - A.2n.2
= A.2n(2k - 2)
Ví dụ 1: Có 1 nhóm tế bào sinh dưỡng đang nguyên phân. Trong số đó có: ¼ tế bào nguyên phân 2 đợt. Số tế bào còn lại qua 5 đợt nguyên phân. Tổng tế bào con tạo ra 100. Tính số tế bào con tạo ra từ mỗi nhóm tế bào?
Hướng dẫn giải:
Gọi x là số tế bào ban đầu
Số tế bào con tạo ra từ ¼ tế bào: \(\frac{1}{4}x.2^2 = x\)
Số tế bào con tạo ra từ nhóm tế bào còn lại: \((1- \frac{1}{4})x.2^5= \frac{3}{4}.32 = 24x\)
Ta có: x + 24x =100 ⇒ x = 4
Vậy số tb con tạo ra từ mỗi nhóm tế bào:
Từ ¼ tế bào: 4 (tb con)
Từ nhóm tb còn lại: 24.4 = 96 (tb con)
Ví dụ 2: Ở ngô (2n = 24)có 1 tb sinh dưỡng nguyên phân liên tiếp 1 số lần.
a) Lần nguyên phân thứ 2 có bao nhiêu crômatid ở kỳ giữa trong tất cả tế bào?
b) Sau 6 lần nguyên phân liên tiếp sẽ tạo ra số tế bèo con có bao nhiêu NST?
Dạng 6: Tính số thoi vô sắc hình thành trong nguyên phân
- Tính số thoi vô sắc được hình thành trong quá trình nguyên phân:
Nếu có a tế bào nguyên phân x lần bằng nhau tạo ra a.2x tế bào con thì số thoi vô sắc được hình thành trong quá trình đó là: a.(2x – 1)
Dạng 7: Xác định số NST, số cromatit, số tâm động trong 1 TB qua các kỳ của quá trình nguyên phân
Ta có bảng sau:
Dạng 8: Tính thời gian nguyên phân:
- Nếu tốc độ của các lần nguyên phân liên tiếp không đổi:
Một tế bào tiến hành nguyên phân x lần liên tiếp với tốc độ không đổi, thì: Thời gian nguyên phân = thời gian 1 lần nguyên phân . x
- Nếu tốc độ của các lần nguyên phân liên tiếp không bằng nhau:
Nếu tốc độ nguyên phân ở các lần giảm dần đều thì thời gian của các lần nguyên phân tăng dần đều.
Nếu tốc độ nguyên phân ở các lần tăng dần đều thì thời gian của các lần nguyên phân giảm dần đều.
Trong 2 trường hợp trên, thời gian của các lần nguyên phân liên tiếp sẽ hình thành một dãy cấp số cộng và thời gian của cả quá trình nguyên phân là tổng các số hạng trong dãy cấp số cộng đó
Gọi:
- x là số lần nguyên phân
- u1, u2, u3,....ux lần lượt là thời gian của mỗi lần nguyên phân thứ nhất, thứ 2, thứ 3..., thứ x.
=> Thời gian của quá trình nguyên phân là:
Thời gian N.P= x/2 (u1 + ux)
Gọi d là hiệu số thời gian giữa lần nguyên phân sau với lần nguyên phân liền trước nó
+ Nếu tốc độ nguyên phân giảm dần đều thì d > 0
+ Nếu tốc độ nguyên phân tăng dần đều thì d < 0 Ta có thời gian N.P = x/2 [ 2u1 + ( x - 1 ) d
Bài tập
Có thể bạn quan tâm
Có thể bạn quan tâm
