Bài giảng Sinh học đại cương - Chương VI: Sự sinh trưởng và sinh sản của tế bào

Ch ương VI: Sự sinh trưởng và sinh sản của tế bào 
SỰ PHÂN BÀO 
Chu kì tế bào 
Hai hình thức phân bào ở sinh vật nhân thực 
MITOsIS ( Ngu yên phân) 
Khái niệm: 
 Phân bào nguyên nhiễm là hình thức phân chia tế bào mà trong đó tế bào con được tạo ra có bộ NST được giữ nguyên như tế bào ban đầu(2n) 
Đặc điểm: 
Số lượng NST không thay đổi trong quá trình phân bào 
Sự biến đổi hình thái NST trong Phân bào nguyên nhiễm mang tính chất chu kỳ 
Phân bào nguyên nhiễm là hình thức phân bào đặc trưng cho các loại tế bào :Tế bào sinh dưỡng; tế bào sinh dục sơ khai ; tế bào hợp tử 
C ác kì của nguyên phân 
Kì đầu , Kìø giữa , Kìø sau , Kìø cuối 
Kì đầu ( Prophase) 
Các hiện tượng đặc trưng: 
Hình thành Nhiễm sắc thể 
Màng nhân và hạch nhân cĩ nhiều thay đổi 
Hình thành bộ máy phân bào 
Cấu tạo thoi vơ sắc ( cĩ 2 sợi: các sợi cực chạy và các sợi tâm động) 
Kì giữa ( Metaphase) 
Hiện tượng: tiếp tục cĩ sự biến đổi hình thái và vị trí NST 
 NST đạt trạng thái co xoắn cực đại, 
tạohình dạng và kích thước đặc trưng 
Kì sau ( Anaphase) 
Hiện tượng: sự phân tách và di chuyển về 2 cực của nhiễm sắc tử chị em. 
Sự phân chia TBC thường bắt đầu từ kì sau. 
Kì cuối ( Telophase) 
Hiện tượng: 
 NST di chuyển về cực, biến dạng. Sợi nhiễm sắc dãn xoắn thành chất nhiễm sắc. 
 Hình thành màng nhân, nhân con 
Tiêu biến thoi phân bào 
Sự phân chia TBC thường được hồn tất ở kì cuối. 
Sự phân chia tế bào chất ( Cytokinesis) 
Phân chia TBC được bắt đầu cuối kì sau hoặc đầu kì cuối và diễn ra suốt kì cuối. 
Sự phân chia TBC cĩ sự khác biệt giữa TB động vật và thực vật 
Ở tế bào động vật 
- Bắt đầu bằng sự thành lập 1 rãnh phân cách(cleavagefurrow), chạy vòng quanh tế bào . 
- Vị trí rãnh thường được xác định bằng sự định hướng của thoi phân bào, thường là ở vùng mặt phẳng xích đạo của thoi. 
- Rãnh này càng ngày càng ăn sâu vào trong cho đến khi nó cắt ngang qua tế bào , tạo ra 2 tế bào mới. 
 Ở tế bào thực vật: 
- Vì tế bào thực vật có các vách celluloz tương đối cứngnên không thể tạo ra các rãnh phân cách, do đó sự phân chia tế bào chất được xảy ra theo 1 cách khác. 
 - Ở nhiều loài nấm & tảo màng nguyên sinh & vách phát triểnvào bên trong tế bào cho đến khi 2 mép gặp nhau & tách biệt hoàn toàn thành 2 tế bào con. 
 - Ở thực vật bậc cao, một màng đặt biệt gọi là đĩa tế bào (cell plate) được thành lập ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Đĩa tế bào bắt đầu được hình thành ở trung tâm của tế bào chất & từ từ lan ra cho đến khi chạm vào mặt ngoài của tế bào& cắt tế bào làm 2 phần. 
- Sự nguyên phân đảm bảo cho sự phân phối đồng đều, chính xác NST cho 2 tế bào con, nên đã truyền đạt đầy đủ thông tin di truyền cho tế bào con. 
- Từ 1 tế bào mẹ cho 2 tế bào con , mỗi tế bào con có số NST như nhau & bằng số lượng NST của tế bào mẹ . 
Ý nghĩa sinh học của sự nguyên phân 
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nguyên phân 
 Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến tốc độ phân bào là do tốc độ các phản ứng hoá học phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường & nhiệt độ ảnh hưởng đến trạng thái sinh lý của gen & và các đại phân tử . 
- Ngoài ra các hormon tuyến nội tiết , các chất kích thích không đặc hiệu ( muối Na , K , protein lạ ) các chất hoá học phóng xạ ( như kháng sinh , chất alkyl hoá , phẩm nhuộm tác động lên ADN,colchicine, tác động lên thoi vô sắc , lithium, ức chế sự phan cắt bào tương trypafovin, các phóng xạ ion hoá gây tổn thương NST ) đều ảnh hưởng đến quá trình phân bào 
MEIOSIS ( Giảm phân) 
Khái niệm : Giảm phân là quá trình tạo ra các tế bào đơn bội, cĩ bộ Nst giảm một nửa so với trong TB xơ ma 
Đặc điểm: 
Xảy ra ở TB sinh dục thời kì chín 
Quá trình giảm phân xảy ra 2 lần phân bào liên tiếp 
Như chúng ta đã biết, sự nguyên phân giúp duy trì số lượng nhiễm sắc thể khơng đổi trong các tế bào dinh dưỡng. Trong các tế bào giao tử (trứng và tinh trùng), số lượng nhiễm sắc thể chỉ bằng một nửa so với tế bào dinh dưỡng để khi thụ tinh (một trứng kết hợp với một tinh trùng) tạo thành hợp tử, số lượng nhiễm sắc thể lưỡng bội được khơi phục trở lại. Quá trình phân chia làm số lượng nhiễm sắc thể trong giao tử cịn một nửa gọi là sự giảm phân. 
Quá trình giảm phân gồm hai lần phân chia, kết quả từ một tế bào lưỡng bội (2n) tạo ra bốn tế bào đơn bội (n). 
Lần phân chia thứ nhất cĩ sự giảm số lượng nhiễm sắc thể 
lần phân chia thứ hai cĩ sự phân ly của các nhiễm sắc tử. 
 Các giai đoạn giảm phân: mỗi lần phân chia gồm 4 giai đoạn: kỳ trước, kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối. 
 Giữa hai lần phân chia khơng cĩ kỳ trung gian. 
Giảm phân I 
Phân bào giảm phân 1 cĩ thời gian kéo dài và diễn biến rất phức tạp, đặc biệt ở giai đoạn kì trước 1. 
+ Kì trước 1 
Dựa vào trạng thái của nhiễm sắc thể cĩ thể phân biệt kỳ trước 1 thành 5 giai đoạn nhỏ : 
 Lepto nema : Các nhiễm sắc thể xuất hiện dưới dạng sợi mãnh, chưa thấy được dạng kép. Nhiễm sắc thể bắt đầu xoắn. M àng nhân và hạch nhân chưa tiêu biến. 
Zygo nema :   Nhiễm sắc thể tiếp tục xoắn. Các nhiễm sắc thể tương đồng bắt cặp và tiếp hợp với nhau từ một đầu của nhiễm sắc thể tạo thành thể lưỡng trị. 
Pachy nema :   Nhiễm sắc thể tiếp tục xoắn, dày lên, cĩ thể thấy được mỗi bivalent gồm cĩ 4 sợi hay 4 nhiễm sắc tử. Trong giai đoạn này nhiễm sắc thể xoắn chặt và xảy ra hiện tượng trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc tử trong cặp tương đồng. Dưới kính hiển vi cĩ thể nhận ra những điểm tại đĩ các nhiễm sắc tử bắt chéo. 
Diplo nema :   Nhiễm sắc thể trong từng cặp tương đồng bắt đầu tách nhau ra bắt đầu từ vùng tâm động. Cuối kỳ này 2 nhiễm sắc thể tương đồng vẫn cịn dính nhau ở một vài điểm chiasma (cho đến kỳ giữa I). 
Diakinesis:   Nhiễm sắc thể xoắn cực đại và mang hình dạng đặc trưng. Màng nhân và hạch nhân biến mất. Thoi vơ sắc hình thành 
 Kỳ giữa I 
Các cặp nhiễm sắc thể tương đồng hoạt động như một đơn vị thống nhất, di chuyển và tập trung về mặt phẳng xích đạo 
 Kỳ sau I 
Tâm động của hai nhiễm sắc thể khơng phân chia, do đĩ chỉ cĩ sự tách và phân ly về hai cực tế bào của hai nhiễm sắc thể. 
 Kỳ cuối I 
Hai nhân mới tạo thành chứa bộ đơn bội kép, số lượng bằng nửa của TB mẹ. 
Sự phân chia TBC diễn ra hình thành 2 TB con tuy đều chứa bộ NsT n kép nhưng lại khác nhau về nguồn gốc thậm chí cả cấu trúc 
K ì trung gian 
Kì trung gian ( Interphage) nằm giữa 2 giai đoạn phân bào giảm nhiễm, nhân con ở trạng thái nghỉ ngắn và khơng cĩ sự nhân đơi VCDT 
Giảm phân 2 
Đặc điểm: 
Cũng bao gồm 4 kì tương tự như nguyên phân, quá trình như sơ đồ. 
Thời gian nhanh, chỉ chiếm 1- 10% cả quá trình giảm phân. 
Kết quả. 
Ý nghĩa của sự giảm phân 
Nhờ cĩ giảm phân, giao tử được tạo thành mang bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n) và qua thụ tinh bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) được phục hồi. nhờ đĩ thơng tin di truyền được truyền đạt ổn định qua các đời, đảm bảo cho thế hệ sau mang những đặc điểm của thế hệ trước.Sự phân li độc lập và trao đổi chéo cùng với sự kết hợp ngẫu nhiên của các loại giao tử qua thụ tinh đã tạo ra các hợp tử mang những tổ hợp nhiễm sắc thể khác nhau. Đây chính là cơ sở tế bào học để giải thích nguyên nhân tạo ra sự đa dạng về kiểu gen và kiểu hình đưa đến sự xuất hiện nguồn biến dị tổ hợp phong phú ở những lồi sinh sản hữu tính 
Cơ sở TB học của hiện tượng trao đổi chéo 
Sự trao đổi chéo xảy ra ở kì đầu 1 là nhờ sự tiếp hợp chính xác của 2 NST tương đồng nhờ phức hệ tiếp hợp, cĩ sự tổng hợp thêm ADN cần thiết và hoạt động của các Protein nhờ SSB Protein ( Protein gây bất ổn định ADN ); Rec A protein cũng như các enzim đặc trưng cho quá trình hốn vị gen giữa 2 đoạn ADN tương đồng. 
So sánh nguyên phân- giảm phân 
Giống nhau: 
Sao chép ADN trước khi vào phân bào. 
Đều phân thành 4 kì với các hoạt động lặp lại theo chu kì. 
 So sánh  nguyên phân- giảm phân  
Kh á c nhau