Tế bào chuẩn bị trước khi phân chia
Trước khi phân chia, tế bào lớn lên, nhân đôi DNA và kiểm tra các điều kiện cần thiết. Kì trung gian vì thế là giai đoạn hoạt động; DNA chỉ được nhân đôi một lần ở pha S.
Các pha của chu kì
| Pha | Diễn biến chính |
|---|---|
| G₁ | Tế bào sinh trưởng, tổng hợp các thành phần cần thiết |
| S | DNA nhân đôi; mỗi NST đã nhân đôi gồm hai chromatid chị em |
| G₂ | Tiếp tục chuẩn bị và kiểm tra trước phân bào |
| M | Phân chia nhân và thường tiếp theo là phân chia tế bào chất |
G₁, S và G₂ thuộc kì trung gian. Một số tế bào có thể ra khỏi chu kì ở trạng thái G₀; không phải mọi tế bào đều liên tục phân chia.
Điểm kiểm soát giúp chu kì diễn ra đúng
| Điểm kiểm soát | Điều cần được đáp ứng trước khi đi tiếp |
|---|---|
| G₁/S | Điều kiện sinh trưởng và việc bước vào nhân đôi DNA |
| G₂/M | DNA và sự chuẩn bị trước phân bào |
| Thoi phân bào | NST gắn phù hợp với thoi trước khi chromatid tách |
Khi có vấn đề, chu kì có thể dừng để xử lí. Điểm kiểm soát làm giảm sai sót nhưng không bảo đảm tuyệt đối; rối loạn điều hòa có thể dẫn đến tăng sinh bất thường.
Bốn kì nguyên phân
| Kì | Dấu hiệu chính |
|---|---|
| Đầu | NST co xoắn; thoi phân bào hình thành, màng nhân dần bị tháo dỡ |
| Giữa | NST kép xếp ở mặt phẳng xích đạo |
| Sau | Chromatid chị em tách thành NST đơn và đi về hai cực |
| Cuối | NST dãn xoắn; hai màng nhân mới dần hình thành |
DNA đã nhân đôi ở pha S, không phải ở kì giữa. Nhận diện kì dựa vào trạng thái và vị trí NST.
Với một tế bào lưỡng bội có bộ NST $2n$ và lượng DNA ở G₁ là $2C$:
| Mốc | Trong toàn tế bào |
|---|---|
| G₁ | $2n$ NST đơn; $2C$ DNA |
| G₂ hoặc kì giữa | $2n$ NST kép; $4C$ DNA |
| Kì sau, trước chia tế bào chất | $4n$ NST đơn; $4C$ DNA; mỗi cực nhận $2n$ NST đơn |
| Mỗi tế bào con sau phân chia | $2n$ NST đơn; $2C$ DNA |
Con số $4n$ ở kì sau là cách đếm NST trong một tế bào chưa chia tế bào chất, không có nghĩa tế bào con trở thành tứ bội.
Phân chia tế bào chất
Tế bào động vật thường co thắt vùng giữa; tế bào thực vật hình thành phiến tế bào rồi phát triển thành vách ngăn. Phân chia nhân và phân chia tế bào chất có liên hệ nhưng không đồng nhất. Nếu nhân đã chia mà tế bào chất chưa chia, vẫn chưa có hai tế bào riêng.
Nhận kì từ dấu hiệu NST
Mẫu A có NST kép xếp ở mặt phẳng xích đạo; mẫu B có chromatid chị em đã tách và đi về hai cực. Trong nguyên phân, A là kì giữa và B là kì sau. Nếu chưa biết loại phân bào, cần thêm dữ kiện để phân biệt kì sau nguyên phân với kì sau II.
Đếm nhiễm sắc thể ở kì sau
Một tế bào lưỡng bội có $2n=6$ đang ở kì sau nguyên phân, các chromatid chị em đã tách nhưng tế bào chất chưa phân chia. Cách đếm nào đúng?
Ở kì sau, chromatid chị em đã tách nên không còn được đếm là NST kép.
Đúng. Mỗi chromatid tách ra được tính là một NST đơn và hai nhóm phân li đều nhau.
Tổng toàn tế bào là 12 NST đơn; mỗi cực chỉ nhận một nửa số đó.
Tế bào chất chưa phân chia nên chưa có hai tế bào con; mỗi nhân con tương lai nhận bộ $2n=6$.
Lời giải
Trước khi tách, tế bào có 6 NST kép. Ở kì sau, 12 chromatid tách nhau và mỗi chromatid trở thành một NST đơn, nên toàn tế bào tạm thời có 12 NST đơn; mỗi cực nhận 6. Sau khi hoàn tất phân chia, mỗi tế bào con vẫn có $2n=6$, không phải tứ bội. Chọn B.
Kết quả và ý nghĩa
Khi sao chép, phân li và phân chia diễn ra bình thường, nguyên phân tạo hai tế bào con giữ bộ NST như tế bào mẹ trước nhân đôi. Quá trình giúp tăng số tế bào, thay thế tế bào và là cơ sở của nhiều hình thức sinh sản vô tính.
Tính số tế bào qua các lần nguyên phân
Một tế bào nguyên phân ba lần; mọi tế bào con đều tiếp tục phân chia, không chết và hoàn tất phân chia tế bào chất:
$$1\rightarrow2\rightarrow4\rightarrow8=2^3\text{ tế bào}.$$
Công thức $N_0\times2^k$ chỉ dùng khi $N_0$ tế bào ban đầu cùng trải qua đủ $k$ lần theo các điều kiện trên. Cần phân biệt tổng số tế bào cuối cùng với số tăng thêm.
Tính số tế bào sau nguyên phân
Ba tế bào cùng nguyên phân hai lần. Mọi tế bào con đều tiếp tục phân chia, không có tế bào chết và mỗi lần đều hoàn tất phân chia tế bào chất. Kết quả nào đúng?
Hai lần nguyên phân làm mỗi tế bào ban đầu tạo bốn tế bào, không phải hai.
Số 9 là lượng tế bào tăng thêm, không phải tổng cuối cùng.
Đúng. Ba tế bào ban đầu tạo 12 tế bào, nên số tăng thêm là $12-3=9$.
Đã nhân thêm một hệ số 2 không có trong điều kiện bài toán.
Lời giải
Mỗi tế bào ban đầu tạo $2^2=4$ tế bào sau hai lần phân chia. Do đó:
$$3\times2^2=12\text{ tế bào cuối cùng}.$$
Số tăng thêm là $12-3=9$ tế bào. Chọn C.
Nối với cách đếm NST
Theo dõi G₁ → S → G₂ → M và tách ba đại lượng: số tế bào, số NST và lượng DNA. Phần đếm sâu hơn được dùng lại ở [Nhiễm sắc thể và sự phân li trong phân bào](/hoc/bai/sinh-nhiem-sac-the-va-su-phan-li/).
Đang học