Sinh học lớp 10 · KNTT · Chương 6

Lý thuyết Sinh học 10 Bài 16: Chu kì tế bào và nguyên phân

Chương 6: Chu kì tế bào và phân bào · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Sinh học 10 Bài 16: Chu kì tế bào và nguyên phân theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá toàn bộ kiến thức trọng tâm, sơ đồ cấu trúc tế bào sinh học chuẩn xác, bảng biểu so sánh trực quan và câu hỏi củng cố có lời giải chi tiết.

Lớp

10 11 12

Môn

Toán học Vật lý Hóa học Ngữ văn Tiếng Anh Sinh học Lịch sử Địa lý Giáo dục kinh tế & pháp luật Tin học Công nghệ

I. Chu kì tế bào của sinh vật nhân thực

- Khái niệm chu kì tế bào: Chu kì tế bào là khoảng thời gian từ khi tế bào được sinh ra, lớn lên và phân chia thành hai tế bào con.

- Các sự kiện chính của chu kì tế bào: Chu kì tế bào gồm 2 giai đoạn gồm kì trung gian và quá trình nguyên phân.

Các giai đoạn trong chu kì tế bào

+ Kì trung gian là giai đoạn sinh trưởng của tế bào, được chia nhỏ thành các pha G₁, S và G₂.

+ Quá trình nguyên phân gồm phân chia nhân và phân chia tế bào chất. Phân chia nhân diễn ra theo 4 kì là kì đầu, kì giữa, kì sau và kì cuối.

Giai đoạn	Pha		Mô tả
Kì trung gian	Pha G₁: Sinh trưởng, cơ sở cho nhân đôi DNA		Diễn ra sự gia tăng kích thước tế bào; hình thành thêm các bào quan như ti thể, ribosome,…; tổng hợp và tích lũy các chất. Cuối pha G₁ có điểm kiểm soát G₁/S giúp tế bào đưa ra “quyết định” có nhân đôi DNA để sau đó bước vào phân bào hay không.
	Pha S: Nhân đôi		Diễn ra sự nhân đôi ADN dẫn đến nhân đôi NST tạo thành NST kép. NST từ thể đơn chuyển sang thể kép gồm hai nhiễm sắc chị em giống hệt nhau và dính nhau ở tâm động. Ngoài ra, ở tế bào động vật còn diễn ra sự nhân đôi trung tử.
	Pha G₂: Sinh trưởng và chuẩn bị cho phân bào		Diễn ra sự tiếp tục gia tăng kích thước tế bào, chuẩn bị các chất cần thiết cho sự phân chia như tổng hợp protein có vai trò đối với sự hình thành thoi phân bào,… Cuối pha G₂ có điểm kiểm soát G₂/M giúp hệ thống kiểm soát của tế bào “rà soát” quá trình nhân đôi DNA xem đã hoàn tất và mọi sai sót đã được sửa chữa hay chưa.
Phân bào	Pha M	Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối	Tế bào ngừng sinh trưởng và toàn bộ năng lượng được tập trung vào phân chia tế bào. Trong pha này có điểm kiểm soát M điều khiển hoàn tất quá trình phân bào.
		Phân chia tế bào chất

- Thời gian cần thiết để hoàn thành một chu kì tế bào là rất khác nhau:

+ Chu kì tế bào của sinh vật nhân thực dài hơn và phức tạp hơn so với chu kì của tế bào nhân sơ do tế bào nhân thực có kích thước và số lượng NST lớn hơn nhiều so với kích thước và số lượng NST của tế bào nhân sơ.

+ Thời gian cần thiết để hoàn thành một chu kì tế bào là rất khác nhau giữa các loại tế bào của cùng một cơ thể.

- Mối quan hệ giữa các giai đoạn của chu kì tế bào: Các giai đoạn của chu kì tế bào có mối quan hệ chặt chẽ với nhau và việc chuyển từ giai đoạn này sang giai đoạn khác được hệ thống kiểm soát chu kì tế bào điều khiển một cách nghiêm ngặt, đảm bảo cho chu kì tế bào diễn ra bình thường.

- Điểm kiểm soát chu kì tế bào: Điểm kiểm soát chu kì tế bào là các tín hiệu kích hoạt quá trình truyền tin tế bào đưa ra các đáp ứng đi tiếp hay dừng chu kì tế bào. Gồm:

+ Tại điểm kiểm soát G₁/S, tế bào sẽ đưa ra “quyết định” nhân đôi DNA để sau đó bước vào phân bào hay không.

+ Tại điểm kiểm soát G₂/M, hệ thống “rà soát” quá trình nhân đôi DNA xem đã hoàn tất chưa và mọi sai sót đã được sữa chữa hay chưa.

+ Tại điểm kiểm soát thoi phân bào, hệ thống kiểm soát chu kì tế bào “rà soát” xem tất cả các NST đã gắn với các vi ống của thoi phân bào hay chưa. Nếu chưa hoàn tất, chu kì tế bào cũng sẽ dừng lại.

Một số điểm kiểm soát chính trong tế bào

II. Nguyên phân

- Nguyên phân (phân bào nguyên nhiễm) xảy ra đối với sinh vật nhân thực, ở các tế bào sinh dưỡng và các tế bào sinh dục sơ khai.

- Gồm: phân chia nhân và phân chia tế bào chất. Trong đó, phân chia nhân được chia thành 4 kì (kì đầu, kì giữa, kì sau và kì cuối), thực chất là phân chia vật chất di truyền (DNA, NST) một cách đồng đều cho hai tế bào con.

1. Phân chia nhân

- Trước khi bước vào quá trình phân chia nhân, tế bào trải qua kì trung gian. Trong đó, có sự phân đôi của nhiễm sắc thể tạo thành nhiễm sắc thể kép.

Mỗi NST kép gồm 2 chromatid

- Sự phân chia nhân trong nguyên phân diễn ra theo 4 kì:

Các kì	Hình ảnh	Diễn biến
Kì đầu		+ Thoi phân bào bắt đầu hình thành. + NST dần co xoắn. + Màng nhân và hạch nhân tiêu biến
Kì giữa		+ Các NST co xoắn tối đa và nằm ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. + Các vi ống của thoi phân bào dính vào 2 phía tâm động của NST.
Kì sau		+ Hai chromatit chị em của mỗi NST kép bắt đầu tách rời nhau thành hai NST đơn và di chuyển trên thoi phân bào đi về hai cực đối diện của tế bào. + Kì sau là kì có thời gian ngắn nhất.
Kì cuối		+ Các NST dãn xoắn. + Hạch nhân và màng nhân tái xuất hiện hình thành hai nhân mới. + Thoi phân bào tiêu biến.

2. Phân chia tế bào chất

- Sau khi phân chia nhân hoàn tất, xảy ra sự phân chia tế bào chất.

- Sự phân chia tế bào chất diễn ra khác nhau giữa tế bào thực vật và tế bào động vật:

+ Ở tế bào thực vật: Hình thành vách ngăn xuất hiện ở mặt phẳng xích đạo chia tế bào thành hai tế bào con.

+ Ở tế bào động vật: Vùng giữa của tế bào động vật dần co thắt lại, chia tế bào thành hai tế bào con.

Phân chia tế bào chất ở tế bào thực vật và động vật

3. Ý nghĩa của nguyên nhân

- Đảm bảo duy trì ổn định vật chất di truyền qua các thế hệ tế bào: Nhờ quá trình nhân đôi và phân li đồng đều các NST về hai cực của tế bào từ một tế bào mẹ tạo ra được hai tế bào con có bộ NST giống nhau và giống với tế bào mẹ.

- Đối với cơ thể nhân thực đơn bào, nguyên phân là hình thức sinh sản tạo ra cá thể mới.

Sinh sản nhờ nguyên phân ở nấm men rượu

- Đối với cơ thể nhân thực đa bào:

+ Nguyên phân làm tăng số lượng tế bào, thay thế các tế bào già và tổn thương, giúp cơ thể lớn lên và tái sinh các bộ phận cơ thể.

Tái sinh đuôi nhờ nguyên phân của thằn lằn

+ Nguyên phân cũng là cơ chế tạo ra các cơ thể mới ở các loài sinh sản vô tính.

Sinh sản vô tính nhờ nguyên phân ở thực vật

III. Bệnh ung thư

1. Cơ sở khoa học về bệnh ung thư

- Cơ chế hình thành khối u: Nếu các tín hiệu kích thích phân bào được sản sinh quá nhiều, trong khi tín hiệu kìm hãm phân bào lại sản sinh quá ít sẽ làm cho tế bào phân chia quá mức dẫn đến hình thành khối u.

- Phân loại khối u: Khối u có hai loại là u lành tính và u ác tính (ung thư).

+ U lành tính: Khối u định vị ở một vị trí nhất định mà các tế bào của nó không phát tán đến các vị trí khác trong cơ thể.

+ U ác tính (ung thư): Tế bào của khối u có thêm đột biến khiến chúng ta có thể tách khỏi vị trí ban đầu, di chuyển đến vị trí mới tạo nên nhiều khối u.

Sự sinh trưởng và di căn của một khối u ác tính ở vú

- Đặc điểm di truyền: Hầu hết các bệnh ung thư là do đột biến gene phát sinh trong các tế bào cơ thể nên không di truyền được. Chỉ khoảng hơn 10% bệnh ung thư là do gene đột biến được truyền từ bố mẹ.

- Tác nhân gây đột biến dẫn đến ung thư:

+ Tác nhân gây đột biến ở môi trường bên ngoài: khói thuốc lá, các độc tố của vi sinh vật có trong các thực phẩm bị mốc, tia tử ngoại, tia phóng xạ, nhiều loại hóa chất như chất độc da cam,…

+ Tác nhân gây đột biến ở bên trong cơ thể: một số loại virus gây bệnh mãn tính (virus viêm gan B, virus gây viêm tử cung), các gốc tự do trong tế bào, sản phẩm của quá trình chuyển hóa và các chất độc hại mà cơ thể hấp thụ qua thức ăn hoặc từ các vi sinh vật sống kí sinh trong cơ thể.

2. Tình trạng ung thư ở Việt Nam và cách phòng tránh bệnh ung thư

- Tình trạng ung thư ở Việt Nam:

+ Những loại ung thư phổ biến nhất Việt Nam là ung thư gan, ung thư phổi, ung thư dạ dày, ung thư đại trực tràng, ung thư tuyến tiền liệt, ung thư tuyến vú,…

+ Tỉ lệ mắc ung thư ở Việt Nam ngày càng gia tăng.

Tỉ lệ mắc một số bệnh ung thư ở nam (a) và nữ (b) năm 2020 ở Việt Nam

- Nguyên nhân khiến tỉ lệ người mắc bệnh ung thư ngày càng gia tăng:

+ Gia tăng tuổi thọ (thời gian tiếp xúc với các tác nhân đột biến dài hơn).

+ Ô nhiễm môi trường sống làm phát sinh nhiều tác nhân đột biến.

+ Thói quen ăn uống không khoa học (uống nhiều rượu bia, ăn nhiều mỡ động vật, ăn các thức ăn bị mốc, hút nhiều thuốc lá, ăn nhiều thực phẩm chế biến sẵn như thịt khun khói, cá muối, thịt nướng cháy,…).

+ Thói quen sinh hoạt không lành mạnh (ít vận động, lười tập thể dục thể thao,…).

- Một số biện pháp phòng tránh bệnh ung thư:

+ Hạn chế tiếp xúc với các nguồn chứa tác nhân gây ung thư.

+ Tích cực rèn luyện thể dục thể thao.

+ Thường xuyên thăm khám sức khỏe định kì để tầm soát phát hiện sớm khối u.

+ Chữa trị triệt để những bệnh viêm nhiễm mãn tính do virus và các loại vi sinh vật.

- Một số biện pháp chữa trị bệnh ung thư:

+ Phẫu thuật cắt bỏ khối u.

+ Chiếu xạ hoặc dùng hóa chất tiêu diệt các tế bào khối u.

+ Dùng tế bào gốc để hỗ trợ quá trình điều trị khối u.

+ Sử dụng liệu pháp miễn dịch tăng cường khả năng đề kháng cùng một số biện pháp khác.

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Trình bày các pha của kì trung gian trong chu kì tế bào và sự kiện quan trọng nhất ở pha S.

Kì trung gian gồm 3 pha: Pha

G_1

(pha sinh trưởng tế bào, tổng hợp RNA, protein và nhân đôi các bào quan); Pha

S

(pha tổng hợp); Pha

G_2

(tế bào tiếp tục sinh trưởng, tổng hợp protein tubulin cấu tạo thoi phân bào và hoàn tất chuẩn bị phân chia). Sự kiện cốt lõi quan trọng nhất xảy ra ở pha S là sự nhân đôi chính xác của phân tử DNA và sự nhân đôi của nhiễm sắc thể từ dạng sợi đơn thành nhiễm sắc thể kép gồm hai nhiễm sắc tử chị em (chromatid) giống hệt nhau đính với nhau ở tâm động.

Hệ thống kiểm soát chu kì tế bào gồm những điểm kiểm soát (checkpoint) nào và có ý nghĩa gì?

Gồm 3 điểm kiểm soát cốt lõi: (1) Điểm kiểm soát

G_1

(điểm chốt then chốt): kiểm tra kích thước tế bào, nguồn dinh dưỡng, tín hiệu tăng trưởng và tổn thương DNA; nếu vượt qua tế bào sẽ bước vào pha S phân chia, nếu không tế bào chuyển sang trạng thái nghỉ

G_0

; (2) Điểm kiểm soát

G_2/M

: kiểm tra sự nhân đôi toàn vẹn của DNA trước khi bước vào nguyên phân; (3) Điểm kiểm soát thoi phân bào (điểm M ở kì giữa): kiểm tra xem tất cả các nhiễm sắc thể kép đã gắn kết đồng đều vào các vi ống của thoi phân bào hay chưa. Ý nghĩa: đảm bảo tế bào phân chia chính xác, ngăn chặn đột biến và ung thư.

Mô tả diễn biến của nhiễm sắc thể qua 4 kì của quá trình nguyên phân (kì đầu, giữa, sau, cuối).

Diễn biến NST: (1) Kì đầu: Các NST kép bắt đầu co xoắn ngắn lại và dày lên, màng nhân và nhân con tiêu biến, thoi phân bào hình thành đính vào tâm động NST; (2) Kì giữa: Các NST kép co xoắn cực đại có hình thái rõ nét nhất, tập trung xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào; (3) Kì sau: Các nhiễm sắc tử chị em của mỗi NST kép tách rời nhau ở tâm động tạo thành 2 NST đơn, trượt theo tơ vô sắc di chuyển đều về 2 cực đối diện của tế bào; (4) Kì cuối: Các NST đơn về đến 2 cực dãn xoắn dài ra, màng nhân và nhân con tái lập bao bọc tạo 2 nhân mới.

Phân biệt cơ chế phân chia tế bào chất ở tế bào thực vật và tế bào động vật.

Ở tế bào động vật: Màng sinh chất ở vùng xích đạo chủ động co thắt lại từ ngoài vào trong nhờ vòng co rút vi sợi actin và myosin, tạo thành một rãnh phân chia eo thắt thắt dần chia tế bào mẹ thành hai tế bào con tách rời. Ở tế bào thực vật: Do có thành tế bào cellulose cứng rắn không thể co thắt được, tế bào hình thành một vách ngăn tế bào (cell plate) ở chính giữa từ các túi tiết của bộ máy Golgi tích tụ và hợp nhất, vách ngăn phát triển lan dần từ trung tâm ra hai bên ngoài màng và thành tế bào để chia đôi tế bào.

I. Chu kì tế bào của sinh vật nhân thực

II. Nguyên phân

III. Bệnh ung thư

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học