Sự sinh sản của tế bào

I. Yêu cầu. - Quan sát, nhận diện sự biến đổi về hình dạng của tế bào sợi nuôi cấy khi phân bào vô nhiễm. - Quan sát, nhận diện sự biến đổi về hình dạng của tế bào, bào tương tế bào, nhân tế bào và nhiễm sắc thể ở các thời kỳ của phân bào nguyên nhiễm đối với tế bào sợi nuôi cấy, tế bào rễ củ hành, Bài 5: SỰ SINH SẢN CỦA TẾ BÀO. SỰ PHÂN BÀO CỦA TẾ BÀO PROKARYOTE (binary fission- trực phân) Phân tử DNA gắn với màng trước khi nhân đôi và phân bào ở vị trí khởi đầu nhân đôi. DNA thực hiện nhân đôi, tế bào kéo dài nhờ tổng hợp màng, Mỗi bản sao DNA sẽ gắn vào phần khác nhau trên màng tế bào. 3. Tế bào kéo dài ra 2 DNA cũng sẽ tách rời 4. Màng lõm phía trong và tách thành 2 tế bào con (tương tự nhau về mặt di truyền) -Nhiễm sắc thể (NST)(chưa nhân đôi) -Nhiễm sắc thể nhân đôi (1 NST) gồm 2 Nhiễm sắc tử chị em (giống nhau hoàn toàn) dính nhau ở tâm động -Tâm gắn thoi: gắn với vi ống của thoi vô sắc theo hướng đối diện trong quá trình nguyên phân. -Nhiễm sắc tử chị em tách rời - nhiễm sắc thể độc lập (NST con) Thuật ngữ: Chu kỳ tế bào Một chu kỳ tế bào bắt đầu khi tế bào hình thành đến khi phân chia (hoặc chết đi) * Pha không phân chia: G1 (gap 1): sợi nhiễm sắc S phase: DNA nhân đôi (khởi động trong G1), hình thành NST nhân đôi. G2 (gap 2) chuẩn bị phân chia, NST bắt đầu co ngắn, tổng hợp vi ống (thoi vô sắc), nhân đôi trung tử. (Một tế bào không bao giờ phân chia, sau G1 sẽ chuyển vào G0). * Nguyên phân: NST biểu hiện rõ SỰ PHÂN BÀO CỦA TẾ BÀO EUKARYOTE NGUYÊN PHÂN 1. Quá trình nguyên phân đảm bảo cho việc phân chia nhiễm sắc thể (Mitosis) đồng đều. 2. Quá trình phân chia tế bào chất (cytokinesis) và các bào quan tương đối đồng đều. Cấu trúc của thoi vô sắc Kì đầu (Prophase) NST bắt đầu -cấu trúc hình que. NSTgồm 2 sợi - nhiễm sắc tử chị em (sister chromatid) chị em gắn với nhau ở tâm động. Màng nhân tan rã. NST di chuyển như thế nào? – Vi ống thoi vô sắc hình thành gặp nhau ở xích đạo: * Một số gắn vào vị trí tâm gắn thoi NST * Vi ống vận chuyển cặp trung tử về các cực, vùng này được gọi là thể sao. Kỳ giữa (metaphase): - Thoi vô sắc di chuyển Nhiễm sắc thể gồm 2 chromatid sắp xếp ở xích đạo của tế bào. Kỳ sau (anaphase): - Các nhiễm sắc tử chị em được tách tâm động, Protein vận động kéo NST dọc theo vi ống thoi vô sắc từ xích đạo về 2 cực của tế bào. ra và kéo về 2 cực đối diện của thoi vô sắc. - Vi ống tan rã - Mỗi nhiễm sắc tử được kéo về 2 cực – NST độc lập.(hai bộ nhiễm sắc thể được bó gọn trong 2 nhân mới hình thành). Kì giữa (Metaphase) Kì sau (Anaphase) Kì cuối (Telophase) - Nhiễm sắc thể di chuyển đến các cực, thoi vô sắc biến mất. - Màng nhân tái tạo hình thành nên 2 nhân tách rời bên trong tế bào. - Nhiễm sắc thể trở lại dạng sợi nhiễm sắc (chromatin). Hình thành rãnh cắt, sự lõm vào của màng nguyên sinh nhờ vòng vi ống (protein actin) giữa tế bào -Túi golgi chứa vật liệu cấu trúc vách tế bào hoà nhập với vi ống tạo cấu trúc đĩa tế bào. - khi cellulose và các thành phần sợi khác được tích tụ -một vách ngăn giữa - Vật liệu màng hoà nhập mỗi bên của đĩa Ngoại lệ: Phân chia tế bào chất (cytokinesis): Phân chia tế bào chất xảy ra đồng thời với kỳ cuối, hoặc ngay sau hoàn thành nguyên phân. Hoàn thành tách thành 2 tế bào con. Kết quả: Từ một tế bào mẹ ban đầu, sau nguyên phân sẽ tạo 2 tế bào con có chứa vật chất di truyền giống nhau (mỗi tế bào chứa đầy đủ thành phần nhiễm sắc thể tế bào ban đầu). 2.1. Phân bào nguyên nhiễm ở tế bào sợi nuôi cấy.  Cách làm tiêu bản. Tế bào phôi thai người được lấy trong điều kiện vô trùng đem nuôi cấy ở điều kiện vô trùng, nhiệt độ, độ pH và môi trường thích hợp, có chất kích thích phân bào là phytohemaglutinin (PHA). Giờ thứ 70 của quá trình nuôi cấy, cho colchicin vào môi trường nuôi cấy để cho các tế bào đang phân chia dừng lại ở kỳ giữa. Thu hoạch giờ thứ 72 của quá trình nuôi cấy. Lấy tế bào, định hình, để khô, nhuộm bằng Hematoxyline và gắn lamen bằng bome canada. Hình 6. Phân bào nguyên nhiễm ở tế bào sợi nuôi cấy. Kỳ đầu Gian kỳ Kỳ giữa Hình 7. Phân bào nguyên nhiễm ở tế bào sợi nuôi cấy. Hình 8. Phân bào nguyên nhiễm ở tế bào sợi nuôi cấy. Hình 9. Tế bào sợi nuôi cấy. Hình 10. Tế bào sợi nuôi cấy. Hình 11. Tế bào sợi nuôi cấy. 2.2. Phân bào nguyên nhiễm ở tế bào rễ củ hành. Cách làm tiêu bản: Lấy một chậu thủy tinh, đổ gần đầy nước, đặt một liếp sắt trên miệng chậu thủy tinh, thêm nước cho gần sát liếp sắt. Để củ hành trên liếp sắt (cho phần gốc rễ củ hành quay xuống dưới). Sau 1-2 ngày, củ hành mọc rễ, cắt lấy phần chóp rễ, cố định mẫu vật trong dung dịch carnoy, đun với Hematoxylin- acetic trong 10 phút, để nguội vớt ra, xong đem ép mỏng trên phiến kính. Khử nước bằng nhựa canada. Hình 11. Phân bào nguyên nhiễm ở tế bào rễ củ hành. Hình 12. Phân bào nguyên nhiễm ở tế bào rễ củ hành. Hình 13. Phân bào nguyên nhiễm ở tế bào rễ củ hành. Hình 14. Phân bào nguyên nhiễm ở tế bào rễ củ hành. I. Yêu cầu. - Quan sát, nhận diện sự biến đổi về hình dạng của tế bào sợi nuôi cấy khi phân bào vô nhiễm. - Quan sát, nhận diện sự biến đổi về hình dạng của tế bào, bào tương tế bào, nhân tế bào và nhiễm sắc thể ở các thời kỳ của phân bào nguyên nhiễm đối với tế bào sợi nuôi cấy, tế bào rễ củ hành, tế bào bạch cầu người. - Quan sát, nhận diện, phân biệt được hình dạng của tế bào, bào tương tế bào, nhân tế bào, nhiễm sắc thể ở các tế bào dòng tinh và các giai đoạn của quá trình phân bào giảm nhiễm đối với tế bào tinh hoàn ếch và tế bào tinh hoàn châu chấu. Bài 5: SỰ SINH SẢN CỦA TẾ BÀO. II. Nội dung.1. Phân bào vô nhiễm ở tế bào sợi nuôi cấy (Amitosis). Cách làm tiêu bản: Tế bào phôi thai người được lấy trong điều kiện vô trùng, đem nuôi cấy trong điều kiện vô trùng, nhiệt độ, độ pH và môi trường thích hợp có chất kích thích phân bào là PHA (Phytohemaglutinin). Thu hoạch vào giờ thứ 72 của quá trình nuôi cấy lấy tế bào cố định rồi nhuộm màu bằng Hematoxyline, gắn lamen bằng bome canada. Hình 3. Phân bào vô nhiễm ở tế bào sợi nuôi cấy. Giảm phân: Là quá trình phân bào trong đó làm giảm một nữa số lượng NST trong tế bào sinh dục – quá trình hình thành giao tử. Qua thụ tinh, số lượng NST được khôi phuc lại số lượng đặc trưng (trong tế bào trứng thụ tinh -hợp tử) của cá thể loài. Thế hệ cơ thể: - Duy trì số lượng NST đặc trưng của loài từ thế hệ này sang thế hệ khác. Đa dạng giữa các cá thể trong loài về mặt di truyền. Hầu hết sinh vật sinh sản hữu tính - Qua mỗi thế hệ cơ thể, số lượng nhiễm sắc thể không tăng lên gấp đôi? Thuật ngữ: - NST đồng dạng: NST của hầu hết tế bào Eukaryote: mỗi loại nhiễm sắc thể tồn tại thành cặp – 2 NST giống nhau về hình dạng và kích thước. Chú ý: Nhiễm sắc tử chị em # một cặp NST # Nhiễm sắc thể đồng dạng ((không giống nhau hoàn toàn về mặt di truyền – khác nguồn gốc) *Một cơ thể phát triển bình thường: tế bào mang bộ nst có 1 nguồn gốc từ bố và 1 từ mẹ. Tế bào sinh dưỡng (lưỡng bội - 2n) -tồn tại thành cặp đồng dạng *Số lượng giảm đi trong tế bào sinh dục qua quá trình giảm phân (đơn bội n) (chỉ còn lai 1 trong cặp đồng dạng) Đơn bội và lưỡng bội QUÁ TRÌNH GIẢM PHÂN NST nhân đôi (DNA nhân đôi)- 1 lần 2 lần phân bào (giảm phân 1, giảm phân 2) Tế bào lưỡng bôi - Sau giảm phân chỉ còn một NST trong cặp đồng dạng (đơn bội) -Cặp nhiễm sắc thể đồng dạng bắt cặp - tiếp hợp. Protein gắn các nst đồng dạng với nhau vài điểm gọi là chiasmata – 4 nhiễm sắc tử (2 trong mỗi nst) -Nhiễm sắc tử của các cặp đồng dạng (không thuộc nhiễm sắc tử chị em) trao đổi vật chất di truyền – Trao đổi chéo. - Thoi vô sắc gắn mỗi nst của cặp đồng dạng.(khác nguyên phân?) Ý nghĩa của bắt cặp, tiếp hợp:…(khác nguyên phân)? Kỳ đầu 1: Kỳ giữa 1: -Mỗi NST trong cặp đồng dạng di chuyển ngẫu nhiên (1của bố, 1của mẹ một cực đối diện, ngẫu nhiên các cặp khác….) Chú ý: Chiều hướng phân bố của NST trong giảm phân và nguyên phân Sự phân li ngẫu nhiên của các căp nhiễm sắc thể tương đồng ở kì sau I Kỳ sau 1: - Cặp nst đồng dạng tách rời nhau đi về 2 cực của tế bào - Nhiễm sắc tử vẫn còn gắn với nhau ở tâm động - Số lượng đã giảm một nữa (?) Kỳ cuối 1 2 nhân, mỗi chứa 1 trong mỗi cặp đồng dạng Mỗi nst ở đạng nhân đôi - Phân chia tế bào chất: 2 tế bào con chuẩn bị cho phần bào lần 2 Giảm phân 2: Bắt đầu 2 tế bào (từ giảm phân 1)- 4 tế bào con Giống nguyên phân. NST dạng nhân đôi dính với nhau ở tâm động phân phối đều vào tế bào mới với cùng số lượng và giống nhau (mỗi 2 tế bào trong 4 tế bào). (kỳ đầu 2: sợi thoi gắn với tâm gắn thoi mỗi nhiễm sắc tử về 2 cực đối diện Kỳ giữa 2: xếp dọc xích đạo Kỳ sau 2 Nhiễm sắc tử tách rời tâm động của mỗi nhiễm sắc thể Kỳ cuối: 2 nhân hình thành, còn một nst trong mỗi cặp đồng dạng) QUÁ TRÌNH SINH GIAO TỬ (Gametogenesis) Giảm phân I Giảm phân II 2.4. Phân bào giảm nhiễm dòng tinh hoàn ếch. Cách làm tiêu bản: Mô tinh hoàn là một trong một số mô có quá trình phân chia liên tục. Nếu định hình tức thời các tế bào trong ống sinh tinh thì ta sẽ có hình ảnh các tế bào phân chia liên tục trong quá trình từ tinh nguyên bào đến tinh trùng. Mổ ếch, lấy tinh hoàn ếch cố định trong hổn dịch acid picric, acid acetic và formol (dung dịch Boain). Đúc parafin, cắt lát mỏng bằng máy, khử parafin, khử nước, nhuộm màu bằng Hematoxyline – Eosine, gắn lamen bằng bome canada. Hình 20. Phân bào giảm nhiễm dòng tinh hoàn ếch.1. Tinh nguyên bào; 2. Tinh bào I; 3. Tinh bào II; 4. Tinh trùng. 1 2 3 4 Hình 21. Phân bào giảm nhiễm dòng tinh hoàn ếch.1. Tinh nguyên bào; 2. Tinh bào I; 3. Tinh tử; 4. Tinh trùng. 1 3 4 2 2.3. Phân bào giảm nhiễm dòng tinh hoàn châu chấu.  Cách làm tiêu bản:Tinh hoàn châu chấu được lấy trực tiếp ngay trong bụng châu chấu đực vào mùa hoạt động sinh dục (tháng 9 – tháng 10 âm lịch), thường tinh hoàn nằm ngang đốt thứ 3)Tinh hoàn châu chấu có dạng như hình nải chuối, túi tinh hoàn như quả chuối. Sau khi lấy ra, tinh hoàn được ngâm ngay vào dung dịch nhược trương để phá vỡ màng tế bào, bào tương têá bào và các khoang gian bào. Như vậy các tế bào chỉ còn lại phần nhân. Lấy ra cố định trong dung dịch carnoy, để khô, nhuộm màu bằng Hematoxylin. Hình 15. Phân bào giảm nhiễm ở châu chấu. Hình 16. Phân bào giảm nhiễm ở châu chấu. Hình 17. Phân bào giảm nhiễm ở châu chấu. Hình 18. Phân bào giảm nhiễm ở châu chấu. Kỳ sau 1 Kỳ sau 2 Hình 19. Phân bào giảm nhiễm ở châu chấu. Kỳ giữa 1 giảm phân: Không có sự bắt cặp của NST đồng dạng. -Tâm gắn thoi ở mỗi nhiễm sắc tử ở 2 phía đối diện Thoi vô sắc kéo nhiếm sắc tử chị em táh qua tâm động đi về 2 phía. Sự bắt cặp, tiếp hợp của cặp NST đồng dạng. Tâm gắn thoi của các nhiễm sắc tử hoà nhập thành một. Thoi vô sắc chỉ gắn một phía tâm động (nst đồng dạng tách nhau ra, nhiễm sắc tử chị em chưa tách rời) nguyên phân Phân ly độc lập: 223 tổ hợp ngẫu nhiên Thụ tinh: 223 X 223 loại hợp tử (trao đổi chéo xảy ra- nhiễm sắc tử chị em không hoàn toàn giống nhau như ban đầu?) Ý nghiã của giảm phân: -Duy trì số lượng NST đặc trưng loài qua thế hệ sinh sản hữu tính. -Duy trì tính đa dạng về mặt di truyền (cá thể mới khác biệt về mặt di truyền so với bố mẹ).