Sinh học 10 Chân trời sáng tạo Bài 19: Quá trình phân bào

a. Quá trình nguyên phân

Mỗi loài sinh vật đều có bộ nhiễm sắc thể đặc trưng về số lượng, hình dạng và cấu trúc. Trong cơ thể sinh vật, các tế bào sinh dưỡng bình thường có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n). Để duy trì bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội từ tế bào mẹ sang các tế bào con, tế bào mẹ phải thực hiện quá trình nguyên phân.

Hình 19.1. Các pha của chu kì phân bào

- Quá trình nguyên phân là một phần của chu kì tế bào, trước khi diễn ra nguyên phân, tế bào trải qua giai đoạn chuẩn bị (kì trung gian).

- Kì trung gian ở các loại tế bào khác nhau thì không giống nhau, thường kéo dài, chiếm gần hết thời gian của chu kì. Gồm 3 pha: G: Tế bào tổng hợp các chất cần thiết cho sự sinh trưởng; S: Nhân đôi DNA và nhiễm sắc thể; các nhiễm sắc thể được nhân đôi nhưng vẫn đính với nhau ở tâm động tạo nên một nhiễm sắc thể kép gồm 2 chromatid; G: Tổng hợp các chất cho tế bào. Nhiễm sắc

- Kì đầu: Ở đầu kì đầu, nhiễm sắc thể kép dạng sợi mảnh. Thoi phân bào bắt đầu xuất hiện. Cuối kì đầu, nhiễm sắc thể co xoắn, màng nhân dần biến mất. Thoi phân bào được hình thành. Kì giữa: Các nhiễm sắc thể kép co xoắn cực đại tập trung thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào và có hình dạng đặc trưng cho loài

- Kì sau: Các nhiễm sắc tử (chromatid) tách nhau ở tâm động và di chuyển về hai cực của thoi phân bào. Kì cuối: Nhiễm sắc thể dân xoắn, thoi phân bào tiêu biến, màng nhân xuất hiện. Phân chia tế bào chất ở đầu kì cuối, tế bào chất phân chia dần và tách tế bào mẹ thành hai tế bào con. Ở tế bào động vật, màng tế bào co thắt lại ở vị trí giữa tế bào (tạo eo thắt). Ở tế bào thực vật, hình thành vách ngăn ở mặt phẳng xích đạo.

Hình 19.2. Các kì của nguyên phân: Kì đầu (a), Kì giữa (b), Kì sau (c), kì cuối (d)

Hình 19.3. Sự phân chia tế bào chất ở tế bào động vật (a) và tế bào thực vật (b)

b. Ý nghĩa của quá trình nguyên phân

- Các tế bào của mô phân sinh định ở thực vật nằm ở vị trí đỉnh của thân, đỉnh của chồi nách và đỉnh của rễ nguyên phân làm gia tăng chiều dài của thân và rễ, làm phát sinh thêm cành nhánh cho cây, tham gia vào quá trình sinh trưởng sơ cấp của cây. Mô phân sinh đỉnh có cả ở cây Một là mầm và cây Hai lá mầm.

- Nguyên phân còn giúp thay thế các tế bào già, bị tổn thương; tái sinh bộ phận; là cơ sở của hình thức sinh sản ở sinh vật đơn bảo và sinh sản vô tính ở sinh vật đa bào.

- Nguyên phân là cơ chế đảm bảo sự ổn định bộ nhiễm sắc thể của loài qua các thế hệ tế bào.

Hình 19.4. Nguyên phân ở tế bào mô phân sinh thực vật

- Trước khi diễn ra giảm phân, tế bào trải qua giai đoạn chuẩn bị (kì trung gian). Kì trung gian ở các loại tế bào khác nhau thì không giống nhau, thường kéo dài, chiếm gần hết thời gian của chu kì. Gồm 3 pha, Gi: Tế bào tổng hợp các chất cần thiết cho sự sinh trưởng; S: Nhãn đôi DNA và nhiễm sắc thể; các nhiễm sắc thể được nhận đối nhưng vẫn định với nhau ở tâm động tạo nên một nhiễm sắc thể kép gồm 2 chromatid; G: Tổng hợp các chất cho tế bào. Nhiễm sắc thể ở dạng sợi mảnh.

a. Quá trình giảm phân

Giảm phân xảy ra ở tế bào sinh dục chín gồm hai lần phân bào liên tiếp.

Giảm phân I

- Kì đầu I: Các nhiễm sắc thể kép bắt đôi với nhau theo từng cặp tương đồng. Sau khi tiếp hợp, các nhiễm sắc thể kép dẫn ca xoắn lại. Các nhiễm sắc thể kép trong cặp nhiễm sắc thể kép tương đồng có thể trao đổi các đoạn chromatid cho nhau, sau đó xoắn lại. Màng nhân và nhân con tiêu biến. Thoi phân bào được hình thành.

Hình 19.5. Trao đổi chéo giữa các chromatid trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng ở kì đầu l

- Kì giữa I: Các cặp nhiễm sắc thể kép tương đồng sau khi bắt đôi và cọ xoắn cực đại di chuyển về mặt phẳng xích đạo của tế bào và xếp thành hai hàng. Dây tơ phân bào từ các cực tế bào chỉ định vào tâm động ở một nhiễm sắc thể kép của cặp nhiễm sắc thể tương đồng.

- Kì sau I: Mỗi nhiễm sắc thể kép trong cặp nhiễm sắc thể kép tương đồng được dây tơ phân bào kéo về mỗi cực của tế bào (phân li về hai cực tế bào).

- Kì cuối I: Ở mỗi cực của tế bào, các nhiễm sắc thể kép dẫn dẫn xoắn, màng nhân và nhân con xuất hiện, thoi phân bào tiêu biến và tế bào chất phân chia tạo thành hai tế bào con có bộ nhiễm sắc thể đơn bội kép (n nhiễm sắc thể kép).

- Sau khi kết thúc giảm phân I, các tế bào tham gia vào giảm phân II mà không nhân đôi nhiễm sắc thể.

Giảm phân II

- Kì đầu II: Các nhiễm sắc thể dần co xoắn lại. Màng nhân và nhân con tiêu biến. Thoi phân bào được hình thành.

- Kì giữa II: Các nhiễm sắc thể kép tập trung thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào.

- Kì sau ll: Các chromatid tách nhau ở tâm động và tiến về hai cực của tế bào.

- Kì cuối II: Màng nhân và nhân con xuất hiện. Tế bào chất phân chia.

Sau giảm phân II, các tế bào con sẽ biến đổi thành các giao tử. Ở thực vật, các tế bào con tiếp tục nguyên phân một số lần để hình thành hạt phần và túi noãn. Ở động vật, bốn tế bào đơn bội tạo ra bốn tinh trùng (ở con đực) hoặc bốn tế bào đơn bội tạo ra một tế bào trứng và ba thể định hưởng (ở con cái).

Hình 19.6. Các kì của quá trình giảm phân

- Trong giảm phân, tế bào sinh dục (2n) đã chín trải qua hai lần phân bào liên tiếp là giảm phân I và giảm phân II, nhưng tế bào chỉ nhân đôi DNA và nhiễm sắc thể một lần nên sinh ra giao tử có bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n). Có hai loại giao tử là giao tử đực (tinh trùng hoặc tinh tử) và giao tử cái (trứng hoặc noãn).

b. Ý nghĩa của quá trình giảm phân

- Sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các cặp nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân đã tạo ra nhiều biến dị tổ hợp giúp giới sinh vật đa dạng và phong phú, là nguyên liệu của chọn lọc tự nhiên và tiến hoá, giúp các loài có khả năng thích nghi với điều kiện sống mới và khẳng định sinh sản hữu tính (chủ yếu là do các biến dị tổ hợp) có ưu thế hơn sinh sản vô tính.

- Giảm phân kết hợp với quá trình thụ tinh tạo ra nhiều biến dị tổ hợp, tạo nguồn nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên và đảm bảo cho sinh vật thích nghi với điều kiện sống mới. Giảm phân tạo giao tử mang bộ nhiễm sắc thể đơn bội của loài, qua thụ tinh bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của loài được khôi phục và cùng với nguyên phần góp phần duy trì ổn định bộ nhiễm

Hình 19.7. Quá trình tạo giao tử

c. Một số nhân tố ảnh hưởng đến quá trình giảm phân

Quá trình giảm phân chịu ảnh hưởng của:

– Điều kiện vật lí, hoá học và môi trường sống: Nguyên bào I trong giai đoạn phân chia rất nhạy cảm với chất phóng xạ, trong khi tế bào sinh dục sơ khai và giao tử ít bị ảnh hưởng hơn. Tuy nhiên, nếu tiếp xúc với chất phóng xạ cường độ cao, tất cả các loại tế bào sinh dục sơ khai đều bị ảnh hưởng có thể dẫn đến vô sinh không hồi phục.

- Sóng điện thoại di động có thể ảnh hưởng đến quá trình giảm phân. Từ trường với tần số thấp và cường độ cao cũng có thể gây tổn thương quá trình tạo giao tử. Các kết quả nghiên cứu năm 2001 đã ghi nhận từ trường điện có thể ảnh hưởng đến quá trình sinh tinh và gây vô sinh ở nam giới. Các thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ và các dung môi hữu cơ,... có thể gây ảnh hưởng xấu lên quả trình giảm phân tạo giao tử. Đặc biệt, chất dioxin cũng được ghi nhận có tác động lên quá trình giảm phân và có thể gây vô sinh. Nhiễm độc một số kim loại nặng (như chì, cadmium và thuỷ ngân) có thể làm giảm số lượng và chất lượng giao tử và gây vô sinh.

- Một số thuốc điều trị nội tiết tố cũng gây ức chế tuyến yên và quá trình giảm phân, đồng thời gây tổn thương nhiễm sắc thể nên ảnh hưởng đến quá trình sinh giao tử và gây tình trạng vô sinh tạm thời.

+ Chế độ ăn uống. Chế độ ăn thiếu chất (như vitamin, hay một số acid béo, amino acid và kẽm) có thể ảnh hưởng trực tiếp lên sự sinh trưởng của cơ thể và cơ quan sinh dục nên gây ảnh hưởng và làm giảm số lượng giao tử. Hút thuốc và uống rượu cũng có thể ảnh hưởng trực tiếp đến số lượng giao tử.

+ Các yếu tố khác như di truyền, hormone,... cũng ảnh hưởng đến quá trình giảm phân. Di truyền đóng vai trò quan trọng trong chức năng sinh sản ở nam và nữ. Các yếu tố di truyền tác động lên tất cả các giai đoạn của hệ thống sinh sản bao gồm: hình thành giới tính, quá trình sinh giao tử (trứng và tinh trùng), cũng như những giai đoạn đầu phát triển của phôi.

- Các nguyên nhân di truyền như bất thường về số lượng và cấu trúc nhiễm sắc thể, tiền sử sản khoa phức tạp và bất thường di truyền dẫn đến rối loạn nội tiết ảnh hưởng đến khả năng tạo các kích tố sinh dục làm tăng khả năng vô sinh.

- Một số bệnh mạn tính như suy thận, suy gan, bệnh nội tiết,... làm giảm lượng giao tử tạo thành. Ngoài ra, các phương pháp điều trị ung thư như phẫu thuật, xạ trị, hoá trị cũng ảnh hưởng tới quá trinh sinh giao tử hoặc làm ngừng hoàn toàn giảm phân.

d. So sánh sự khác biệt của quá trình nguyên phân và quá trình giảm phân

Hình 19.8. khác biệt cơ bản của hai quá trình phân bào

Bài 1.

Cơ chế nào giúp một hợp từ phát triển thành cơ thể gồm rất nhiều tế bào có bộ nhiễm sắc thể giống nhau và giống bộ nhiễm sắc thể trong hợp từ ban đầu?

Phương pháp giải:

Phân bào ở tế bào nhân thực gồm hai quá trình: nguyên phân và giảm phân.

+ Nguyên phân là quá trình nguyên phân, các tế bào con giống hệt nhau và giống hệt tế bào con.

+ Giảm phân là quá trình phân bào giảm nhiễm, các tế bào con tạo ra giảm đi một nửa so với tế bào mẹ.

Lời giải chi tiết:

Nguyên phân là cơ chế giúp một hợp từ phát triển thành cơ thể gồm rất nhiều tế bào có bộ nhiễm sắc thể giống nhau và giống bộ nhiễm sắc thể trong hợp từ ban đầu.

Bài 2.

Cơ chế nào giúp cơ thể tạo được sự đa dạng di truyền ở thế hệ sau của các loài sinh vật sinh sản hữu tính?

Phương pháp giải:

Phân bào ở tế bào nhân thực gồm hai quá trình: nguyên phân và giảm phân.

+ Nguyên phân là quá trình nguyên phân, các tế bào con giống hệt nhau và giống hệt tế bào con.

+ Giảm phân là quá trình phân bào giảm nhiễm, các tế bào con tạo ra giảm đi một nửa so với tế bào mẹ.

Lời giải chi tiết:

Giảm phân là cơ chế giúp cơ thể tạo được sự đa dạng di truyền ở thế hệ sau của các loài sinh vật sinh sản hữu tính.

Sau bài học này, học sinh sẽ nắm được:

- Dựa vào cơ chế nhân đối và phân li của nhiễm sắc thể để giải thích được quá trình nguyên phân và giảm phân; nguyên phân là cơ chế sinh sản của tế bào, cùng với giảm phân, thụ tinh là cơ sở của sinh sản hữu tính ở sinh vật.

- Trình bày được một số nhân tố ảnh hưởng đến quá trình giảm phân.

- Lập được bảng so sánh quá trình nguyên phần và quá trình giảm phân.

- Vận dụng kiến thức về nguyên phân và giảm phân vào giải thích một số vấn đề trong thực tiễn.

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Sinh học 10 Chân trời sáng tạo Bài 19 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  Chọn ý đúng: Nguyên phân xảy ra ở mọi sinh vật. Sinh vật nào sau đây sẽ không trải qua quá trình giảm phân?

  • A. Con người
  • B. Cây
  • C. Vi khuẩn
  • D. Nấm

• Câu 2:

  Các giai đoạn của nguyên phân và meiosis giống nhau: prophase, metase, anaphase và telophase. Tuy nhiên, một cái gì đó là khác nhau. Khẳng định nào sau đây là đúng?

  • A. Quá trình giảm phân gồm mỗi giai đoạn xảy ra hai lần.
  • B. Quá trình nguyên phân liên quan đến việc telophase xảy ra hai lần.
  • C. Quá trình giảm phân bao gồm mỗi giai đoạn xảy ra hai lần.
  • D. Không có điều nào trong số này là đúng.

• Câu 3:

  Hãy cho biết: Nguyên phân tạo ra một số lượng tế bào khác với giảm phân. Khẳng định nào đúng?

  • A. Giảm phân tạo ra hai tế bào trong khi nguyên phân tạo ra bốn tế bào.
  • B. Giảm phân tạo ra 1/5 số lượng tế bào so với nguyên phân.
  • C. Giảm phân tạo ra một phần mười số lượng tế bào như nguyên phân.
  • D. Nguyên phân tạo ra hai tế bào trong khi giảm phân tạo ra bốn tế bào.

Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Sinh học 10 Chân trời sáng tạo Bài 19 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Mở đầu 1 trang 90 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Mở đầu 2 trang 90 SGK Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 1 trang 90 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 2 trang 90 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 3 trang 91 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 4 trang 91 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 5 trang 91 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 6 trang 92 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 7 trang 93 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 8 trang 93 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 9 trang 93 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 10 trang 94 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Luyện tập trang 94 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 12 trang 95 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Hình thành kiến thức mới 13 trang 95 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải Bài tập 1 trang 95 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải Bài tập 2 trang 95 Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.1 trang 56 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.2 trang 56 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.3 trang 56 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.4 trang 56 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.5 trang 56 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.6 trang 56 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.7 trang 56 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.8 trang 56 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.9 trang 56 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.10 trang 56 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.11 trang 56 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.12 trang 57 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.13 trang 57 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.14 trang 57 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.15 trang 57 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.16 trang 57 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.17 trang 57 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.18 trang 57 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.19 trang 57 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.20 trang 58 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.21 trang 58 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.22 trang 58 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.23 trang 58 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.24 trang 58 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.25 trang 58 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.26 trang 58 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.27 trang 58 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.28 trang 58 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.29 trang 58 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.30 trang 59 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.31 trang 59 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.32 trang 59 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.33 trang 59 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.34 trang 59 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Giải bài 19.35 trang 59 SBT Sinh học 10 Chân trời sáng tạo - CTST

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Sinh học HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!