BÀI 18: CHU KÌ TẾ BÀO VÀ QUÁ TRÌNH NGUYÊN PHÂN I. CHU KÌ TẾ BÀO
1. Khái niệm chu kì tế bào
- Chu kì tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào, gồm một chuỗi các sự kiện có trật tự từ khi 1 tế bào phân chia tạo thành 2 tế bào con cho đến khi các tế bào con này tiếp tục phân chia.
2. Diễn biến của chu kì tế bào
- Chu kì tế bào gồm: Kì trung gian và quá trình nguyên phân.
- Kì trung gian:
+ Chiếm phần lớn chu kì tế bào (khoảng 90% thời gian chu kì tế bào).
+ Là thời kì diễn ra các quá trình tổng hợp vật chất cần thiết chuẩn bị cho sự phân chia tế bào; trong đó sự kiện quan trọng nhất là sự nhân đôi của ADN, NST.
+ Được chia thành 3 pha: Pha G1, pha S và pha G2.
* Pha G1: Là thời kì sinh trưởng chủ yếu của tế bào; diễn ra sự tổng prôtêin, gia tăng tế bào chất,... làm tăng kích thước và khối lượng tế bào.
* Pha S: Ở pha này diễn ra sự nhân đôi ADN, từ đó nhân đôi NST làm NST từ trạng thái đơn chuyển sang trạng thái kép. Ở tế bào động vật, sự nhân đôi trung tử cũng diễn ra ở pha này.
* Pha G2: Diễn ra trong thời gian ngắn, tiến hành tổng hợp các chất còn lại cần cho quá trình phân bào.
3. Kiểm soát chu kì tế bào
- Vai trò: Thời gian và tốc độ phân chia tế bào ở các bộ phận khác nhau của cùng một cơ thể là rất khác nhau → Chu kì tế bào phải được kiểm soát một cách chặt chẽ nhằm đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể.
- Được thực hiện nhờ các điểm kiểm soát xuất hiện ở pha G1 và G2 của kì trung gian. Nếu vượt qua điểm kiểm soát này thì tế bào tiếp tục chu kì, nếu không vượt qua điểm kiểm soát thì tế bào sẽ đi vào quá trình biệt hóa.
- Nếu cơ chế kiểm soát chu kì tế bào bị hư hỏng hoặc trục trặc, cơ thể sẽ bị lâm bệnh. Ví dụ: Bệnh ung thư là một bệnh xuất hiện do các tế bào ung thư đã thoát khỏi các cơ chế kiểm soát chu kì tế bào của cơ thể nên nó phân chia liên tục tạo nên các khối u chèn ép các cơ quan khác.
II. QUÁ TRÌNH NGUYÊN PHÂN
- Là hình thức phân chia tế bào phổ biến ở các sinh vật nhân thực, xảy ra ở tất cả các loại tế bào trừ tế bào sinh dục chín.
- Là hình thức phân bào nguyên nhiễm (các tế bào con được giữ nguyên số lượng số NST so với tế bào mẹ).
- Gồm 2 giai đoạn: phân chia nhân và phân chia tế bào chất.
1. Phân chia nhân
- Quá trình phân chia nhân có thể được chia thành 4 kì: kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cuối.
a. Kì đầu
- NST kép bắt đầu co xoắn. Tế bào chứa 2n NST kép.
- Trung tử tiến về 2 cực của tế bào, thoi vô sắc hình thành.
- Màng nhân và nhân con biến mất.
b. Kì giữa
- NST kép co xoắn cực đại, có hình dạng và kích thước đặc trưng cho loài. Tế bào chứa 2n NST kép.
- NST kép tập trung thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc.
c. Kì sau
- Mỗi NST kép tách nhau ra ở tâm động, hình thành 2 NST đơn đi về 2 cực của tế bào.
- Tế bào chứa 4n NST đơn.
d. Kì cuối
- Các NST đơn dãn xoắn dần. Tế bào chứa 4n NST đơn.
- Màng nhân và nhân con xuất hiện.
- Thoi vô sắc biến mất.
2. Phân chia tế bào chất
- Sau khi hoàn tất việc phân chia nhân, tế bào chất bắt đầu phân chia thành 2 tế bào con. Kết quả hình thành 2 tế bào con có bộ NST giống nhau và giống hệt mẹ.
- Sự phân chia tế bào chất diễn ra khác nhau đối với tế bào động vật và tế bào thực vật:
+ Đối với tế bào động vật: Phân chia tế bào chất bằng cách thắt màng tế bào ở vị trí mặt phẳng xích đạo (hình thành eo thắt).
+ Đối với tế bào thực vật: Phân chia tế bào chất bằng cách hình thành vách ngăn từ trong ra tại vị trí mặt phẳng xích đạo.
III. Ý NGHĨA CỦA QUÁ TRÌNH NGUYÊN PHÂN 1. Đối với sinh vật đơn bào
- Nguyên phân là cơ chế sinh sản của các sinh vật đơn bào. Từ 1 tế bào mẹ qua nguyên phân tạo 2 tế bào con giống nhau và giống hệt mẹ.
2. Đối với sinh vật đa bào
- Nguyên phân làm tăng số lượng tế bào → giúp cho cơ thể đa bào lớn lên.
- Nguyên phân giúp cơ thể tái sinh những mô hoặc cơ quan bị tổn thương.
- Đối với các loài đa bào sinh sản vô tính, nguyên phân là hình thức sinh sản tạo ra các cá thể con có kiểu gen giống kiểu gen của các thể mẹ. Phương pháp giâm, chiết, ghép cành và nuôi cấy mô đều dựa trên cơ sở của quá trình nguyên phân.
