Chu kỳ tế bào, quá trình nguyên phân và giảm phân

Trong chương trình sinh học lớp 10 thì nội dung về chu kỳ tế bào, nguyên phân và giảm phân các em cần học kỹ và làm bài tập liên quan. Đây là kiến thức hết sức quan trọng để có thể học tiếp những kiến thức liên quan ở lớp tiếp tiếp theo.

• Cơ chế nguyên phân
• Cơ chế giảm phân

Kiến thức các em đọc ở sách giáo khoa sinh học lớp 10, ở phần này tác giả chỉ trích một số câu hỏi thường gặp trong nội dung chuyên đề chu kỳ tế bào, quá trình nguyên phân và giảm phân.

Câu 1. Trình bày khái niệm và nêu những giai đoạn của chu kì tế bào?

– Chu kì tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào liên tiếp. Một chu kì tế bào bao gồm kì trung gian và quá trình nguyên phân. Kì trung gian gồm ba pha theo thứ tự là G1 , S, G2, trong đó pha G1 là thời kì sinh trưởng chủ yếu của tế bào; pha S diễn ra sự nhân đôi của ADN và nhiễm sắc thể. Kết thúc pha S, tế bào sẽ chuyển sang pha G2, lúc này tế bào sẽ tổng hợp tất cả những gì còn lại cần cho quá trình phân bào. Nguyên phân diễn ra ngay sau pha G2.

– Chu kì tế bào được điều khiển một cách rất chặt chẽ. Thời gian và tốc độ phân chia tế bào ở các bộ phận khác nhau của cùng một cơ thể động vật, thực vật là rất khác nhau và được điều khiển nhằm đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể.

Câu 2. Trình bày ý nghĩa của quá trình nguyên phân?

– Với sinh vật nhân thực đơn bào, nguyên phân là cơ chế sinh sản. Từ một tế bào mẹ qua nguyên phân tạo ra 2 tế bào con giống hệt nhau.

– Với sinh vật nhân thực đa bào, nguyên phân làm tăng số lượng tế bào giúp cơ thể sinh trưởng và phát triển, tái sinh các mô, cơ quan bị tổn thương.

– Ở các các sinh vật sinh sản sinh dưỡng, nguyên phân là hình thức sinh sản tạo ra các cá thể con có kiểu gen giống kiểu gen của cá thể mẹ. Ứng dụng đặc điểm này trong nuôi cấy mô tế bào, giâm, chiết, ghép cành đạt hiệu quả.

Câu 3. Trình bày các diễn biến chính của quá trình nguyên phân?

+ Kì đầu: các NST kép sau khi nhân đôi ở kì trung gian bắt đầu co xoắn lại; cuối kì màng nhân và nhân con biến mất; thoi phân bào dần xuất hiện.

+ Kì giữa: các NST kép co ngắn cực đại, tập trung thành 1 hàng dọc ở mặt phẳng xích đạo; thoi phân bào được đính vào 2 phía của NST tại tâm động.

+ Kì sau: 2 nhiễm sắc tử trong mỗi NST kép tách nhau ra và phân ly đồng đều trên thoi phân bào về 2 cực của tế bào.

+ Kì cuối: các NST tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh; màng nhân và nhân con xuất hiện.

– Phân chia tế bào chất:

+ Xảy ra ở kì cuối sau khi hoàn tất việc phân chia vật chất di truyền.

+ Tế bào chất phân chia dần, tách tế bào mẹ thành 2 tế bào con. Các tế bào động vật phân chia tế bào chất bằng cách thắt màng tế bào ở vị trí mặt phẳng xích đạo, còn tế bào thực vật lại tạo thành vách ngăn tế bào ở mặt phẳng xích đạo.

Câu 4. Tại sao các NST lại xoắn tới mức cực đại rồi mới phân chia nhiễm sắc từ nhưng sau khi phân chia xong, NST lại tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh ?

– Các NST xoắn tới mức cực đại rồi mới phân chia nhiễm sắc tử để dễ di chuyển trong quá trình phân bào và phân chia đồng đều vật chất di truyền mà không bị rối loạn.

– Sau khi phân chia xong, NST tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh giúp thực hiện việc nhân đôi ADN, tổng hợp ARN và các prôtêin, chuẩn bị cho chu kì sau.

Câu 5. So sánh 2 quá trình giảm phân và nguyên phân?

– Giống nhau:

+ Đều có bộ máy phân bào (thoi phân bào)

+ Lần phân bào II của giảm phân diễn biến giống nguyên phân: NST kép xếp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào ở kì giữa, các nhiễm sắc tử tách nhau ra và di chuyển trên thoi phân bào về 2 cực của tế bào ở kì sau.

+ NST đều trải qua các biến đổi: tự nhân đôi, đóng xoắn, tập hợp ở mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc, phân li về các cực của tế bào, tháo xoắn

+ Sự biến đổi của màng nhân, trung thể, thoi vô sắc, tế bào chất và vách ngăn tương tự nhau.

+ Đều giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định bộ NST của loài trong các hình thức sinh sản (vô tính và hữu tính).

– Khác nhau:

Câu 6. Trình bày các diễn biến chính các kì của giảm phân?

1. Giảm phân I: Giống nguyên phân, tại kì trung gian, các NST được nhân đôi tạo các NST kép gồm 2 nhiễm sắc tử đính với nhau ở tâm động.

a. Kì đầu I:

– Các cặp NST kép bắt đôi với nhau theo từng cặp tương đồng và có thể trao đổi đoạn crômatit cho nhau (hiện tượng trao đổi chéo). Sau khi tiếp hợp, các NST kép dần co xoắn.

– Thoi phân bào dần hình thành, một số sợi thoi được đính với tâm động của các NST.

– Cuối kì màng nhân, nhân con biến mất.

– Kì đầu I chiếm phần lớn thời gian của quá trình giảm phân, tuỳ từng loài sinh vật mà có thể kéo dài tới vài ngày đến vài chục năm.

b. Kì giữa I:

– Các cặp NST kép tương đồng sau hi co ngắn cực đại sẽ tập trung thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi tơ vô sắc.

– Dây tơ vô sắc từ mỗi cực tế bào chỉ đính vào một phía của mỗi NST kép trong cặp tương đồng.

c. Kì sau I:

– Mỗi NST kép trong cặp NST kép tương đồng di chuyển theo thoi tơ vô sắc về một cực của tế bào.

d. Kì cuối I:

– NST dần dãn xoắn, màng nhân và nhân con xuất hiện, thoi vô sắc biến mất.

– Quá trình phân chia tế bào chất tạo nên 2 tế bào con có số lượng NST kép giảm đi một nửa (n kép).

2. Giảm phân II: giảm phân II cơ bản giống nguyên phân cũng bao gồm các kì: kì đầu II, kì giữa II, kì sau II, kì cuối II. Tuy nhiên ở lần giảm phân II có một điểm cần lưu ý sau:

– Không xảy ra sự nhân đôi và tiếp hợp trao đổi chéo NST.

– Ở kì giữa II, các NST kép chỉ tập trung thành 1 hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc.

– Ở kì sau II, các NST kép tách nhau ở tâm động thành 2 NST đơn, mỗi NST đơn đi về 1 cực của tế bào.

– Kết thúc kì cuối II (kết thúc quá trình phân bào), có 4 tế bào con được tạo ra từ một tế bào mẹ, mỗi tế bào con mang bộ NST đơn bội (n đơn).

– Ở các loài động vật, quá trình phát sinh giao tử đực, 4 tế bào con sẽ biến thành 4 tinh trùng; quá trình phát sinh giao tử cái, 4 tế bào con sẽ biến thành 1 trứng và 3 thể cực. Ở các loài thực vật, sau khi giảm phân các té bào con phải trải qua một số lần phân bào để thành hạt phấn hoặc túi phôi.

Câu 7. Trình bày ý nghĩa của quá trình giảm phân?

– Sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các cặp NST trong quá trình giảm phân kết hợp với quá trình thụ tinh thường tạo ra nhiều biến dị tổ hợp, góp phần làm tăng tính đa dạng của sinh giới. Sự đa dạng di truyền ở thế hệ sau của các loài sinh vật sinh sản hữu tính là nguồn nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên, giúp các loài có khả năng thích nghi với điều kiện sống mới.

– Sự phối kết hợp 3 quá trình nguyên phân, giảm phân, thụ tinh đã đảm bảo duy trì, ổn định bộ NST đặc trưng của những loài sinh sản hữu tính.

Câu 8. Tại sao lại nói giảm phân II có bản chất giống nguyên phân?

– Giảm phân II về cơ bản cũng giống như nguyên phân, đều bao gồm các kì: kì đầu, kì giữa, kì sau và kì cuối. Diễn biến hoạt động của NST cơ bản cũng giống nhau: NST co xoắn, tập trung thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo, các NST kép tách nhau ở tâm động, mỗi NST đơn di chuyển về một cực của tế bào.

– So với nguyên phân, giảm phân II có một số điểm khác biệt: NST không nhân đôi, 2 tế bào con có bộ NST đơn bội ( n ).

Câu 9. Hiện tượng các NST tương đồng bắt đôi với nhau có ý nghĩa gì?

Các NST kép trong cặp tương đồng bắt đôi với nhau suốt theo chiều dọc có thể diễn ra tiếp hợp trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc tử không chị em. Sự trao đổi những đoạn tương ứng trong cặp tương đồng đưa đến sự hoán vị của các gen tương ứng, do đó tạo ra sự tái tổ hợp của các gen không tương ứng. Đó chính là cơ sở tạo nên các giao thử khác nhau về tổ hợp NST, cung cấp nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống.
Tham khảo máy đưa võng tự động và máy hâm sữa cho bé
Xem thêm: 

• Sách giáo viên, sinh viên và học sinh chuyên sinh - Campbell
• Bài tập cơ bản về nguyên phân và giảm phân