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

Giải Sinh học 10 Bài 19: Quá trình phân bào

Mở đầu trang 90 Sinh học 10: Cơ chế nào giúp một hợp tử 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 tử ban đầu? 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?

Trả lời:

- Cơ chế giúp một hợp tử 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 tử ban đầu: nguyên phân.

- 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: giảm phân và thụ tinh.

Câu hỏi 1 trang 90 Sinh học 10: Quan sát Hình 19.1 và cho biết: Quá trình nguyên phân gồm mấy kì?

Trả lời:

Quá trình nguyên phân gồm 4 kì: kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cuối.

Câu hỏi 2 trang 90 Sinh học 10: Quan sát Hình 19.1 và cho biết: Sau một lần nguyên phân thì thu được bao nhiêu tế bào từ một tế bào ban đầu?

Trả lời:

Sau 1 lần nguyên phân thu được 2 tế bào từ 1 tế bào ban đầu.

Câu hỏi 3 trang 91 Sinh học 10: Quan sát Hình 19.2 và cho biết: Giai đoạn phân chia nhân ở quá trình nguyên phân gồm các kì nào?

Trả lời:

Giai đoạn phân chia nhân ở quá trình nguyên phân gồm các kì là: Kì đầu, kì giữa, kì sau.

Câu hỏi 4 trang 91 Sinh học 10: Quan sát Hình 19.2 và cho biết: Trong các kì của nguyên phân, nhiễm sắc thể, thoi phân bào và màng nhân có sự thay đổi như thế nào?

Trả lời:

Sự thay đổi của nhiễm sắc thể, thoi phân bào và màng nhân qua các kì của nguyên phân:

- Kì đầu: Các nhiễm sắc thể kép dần co xoắn. Hình thành thoi phân bào. Màng nhân tiêu biến.

- Kì giữa: Các nhiễm sắc thể kép co xoắn cực đại và tập trung thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo. Thoi phân bào đính vào nhiễm sắc thể tại tâm động. Màng nhân không xuất hiện.

- Kì sau: Nhiễm sắc thể kép tách nhau tại tâm động thành hai nhiễm sắc thể đơn về hai cực tế bào. Thoi phân bào kéo về hai cực tế bào. Màng nhân không xuất hiện.

- Kì cuối: Nhiễm sắc thể đơn duỗi xoắn. Thoi phân bào dần tiêu biến. Màng nhân xuất hiện.

Câu hỏi 5 trang 91 Sinh học 10: Quan sát Hình 19.3 và cho biết quá trình phân chia tế bào chất trong nguyên phân có gì khác nhau ở tế bào động vật và thực vật.

Trả lời:

Sự khác nhau của quá trình phân chia tế bào chất trong nguyên phân ở tế bào động vật và thực vật:

- Tế bào động vật: tế bào chất phân chia bằng cách hình thành eo thắt theo hướng từ ngoài vào trong để tách thành hai tế bào con.

- Tế bào thực vật: tế bào chất phân chia bằng cách hình thành vách ngăn theo hướng từ trong ra ngoài để tách thành hai tế bào con.

Luyện tập trang 91 Sinh học 10: Trình bày ý nghĩa về sự thay đổi hình thái nhiễm sắc thể trong các kì của quá trình nguyên phân.

Trả lời:

Ý nghĩa về sự thay đổi hình thái nhiễm sắc thể trong các kì của quá trình nguyên phân:

- Từ đầu kì đầu cho đến đầu kì sau, các nhiễm sắc thể ở trạng thái co xoắn giúp nhiễm sắc thể thu gọn cấu trúc không gian, nhờ đó, các nhiễm sắc thể có thể di chuyển một cách dễ dàng, tránh va chạm đứt gãy trong quá trình phân li ở kì sau.

- Ở đầu kì cuối cho đến khi kết thúc nguyên phân, các nhiễm sắc thể dãn xoắn để tạo điều kiện thuận lợi cho nhiễm sắc thể nhân đôi ở chu kì tế bào tiếp theo.

Câu hỏi 6 trang 92 Sinh học 10: Hãy quan sát Hình 19.4 và cho biết nguyên phân có ý nghĩa như thế nào đối với sự sinh trưởng, phát triển của cây.

Trả lời:

Các tế bào của mô phân sinh đỉnh 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.

Câu hỏi 7 trang 93 Sinh học 10: Quan sát Hình 19.6 và cho biết: Giảm phân là gì? Giảm phân gồm mấy giai đoạn chính?

Trả lời:

- Giảm phân là quá trình phân bào giảm nhiễm xảy ra trong quá trình hình thành giao tử, tế bào con được tạo ra sau quá trình giảm phân có số lượng nhiễm sắc thể giảm đi một nửa.

- Giảm phân gồm 2 lần phân bào liên tiếp: giảm phân I và giảm phân II.

Câu hỏi 8 trang 93 Sinh học 10: Quan sát Hình 19.6 và cho biết: Kể tên các kì của quá trình giảm phân.

Trả lời:

Giảm phân gồm 2 lần phân bào liên tiếp, mỗi lần phân bào có 4 kì:

- Giảm phân I: Kì đầu I, kì giữa I, kì sau I, kì cuối I.

- Giảm phân II: Kì đầu II, kì giữa II, kì sau II, kì cuối II.

Câu hỏi 9 trang 93 Sinh học 10: Quan sát Hình 19.6 và cho biết: Trong các kì phân bào giảm phân, nhiễm sắc thể, thoi phân bào và màng nhân có sự thay đổi như thế nào?

Trả lời:

- Kì trung gian: Nhiễm sắc thể nhân đôi thành nhiễm sắc thể kép. Trung thể tự nhân đôi. Màng nhân vẫn xuất hiện.

- Kì đầu I: Nhiễm sắc thể kép dần co xoắn, tiếp hợp và có thể có trao đổi chéo. Thoi phân bào hình thành. Màng nhân tiêu biến.

- Kì giữa I: Nhiễm sắc thể kép co xoắn cực đại có hình dạng đặc trưng, xếp thành hai hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Thoi phân bào đính vào nhiễm sắc thể tại tâm động. Màng nhân không xuất hiện.

- Kì sau I: Cặp nhiễm sắc thể kép tương đồng tách thành hai nhiễm sắc thể kép, phân li về hai cực của tế bào. Thoi phân bào kéo về hai cực tế bào. Màng nhân không xuất hiện.

- Kì cuối I: Nhiễm sắc thể kép dãn xoắn. Thoi phân bào tiêu biến. Màng nhân xuất hiện.

- Kì trung gian: Nhiễm sắc thể kép không nhân đôi, bắt đầu co xoắn. Trung thể tự nhân đôi. Màng nhân vẫn xuất hiện.

- Kì đầu II: Nhiễm sắc thể kép dần co xoắn. Thoi phân bào hình thành. Màng nhân tiêu biến.

- Kì giữa II: Nhiễm sắc thể kép co xoắn cực đại, xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Thoi phân bào đính vào nhiễm sắc thể tại tâm động. Màng nhân không xuất hiện.

- Kì sau II: Nhiễm sắc thể kép tách nhau ở tâm động tạo thành hai nhiễm sắc thể đơn phân li về hai cực của tế bào. Thoi phân bào kéo về hai cực tế bào. Màng nhân không xuất hiện.

- Kì cuối II: Nhiễm sắc thể đơn dãn xoắn. Thoi phân bào tiêu biến. Màng nhân xuất hiện.

Câu hỏi 10 trang 94 Sinh học 10: Hãy quan sát quá trình hình thành giao tử ở Hình 19.7 và cho biết ý nghĩa của quá trình giảm phân.

Trả lời:

Ý nghĩa của quá trình giảm phân:

- 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 phân góp phần duy trì ổn định bộ nhiễm sắc thể đặc trưng cho loài.

- Nhờ có sự trao đổi chéo giữa hai chromatid ở kì đầu I và sự phân li độc lập của các cặp nhiễm sắc thể tương đồng ở kì sau I, giảm phân tạo ra nhiều loại giao tử. Qua sự kết hợp ngẫu nhiên giữa giao tử trong thụ tinh, tạo ra rất nhiếu 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.

Luyện tập trang 94 Sinh học 10: Lập bảng so sánh số lượng nhiễm sắc thể trong các giai đoạn khác nhau của quá trình nguyên phân và giảm phân.

Trả lời:

Gọi bộ nhiễm sắc thể trong tế bào là 2n.

→ Số lượng nhiễm sắc thể trong các giai đoạn khác nhau của quá trình nguyên phân:

→ Số lượng nhiễm sắc thể trong các giai đoạn khác nhau của quá trình giảm phân:

Câu hỏi 11 trang 95 Sinh học 10: Hãy lập bảng so sánh điểm giống và khác nhau của hai quá trình phân bào nguyên phân và giảm phân.

Trả lời:

Bài tập 1 trang 95 Sinh học 10: Tại sao quá trình giảm phân tạo ra các tế bào con có số lượng nhiễm sắc thể giảm đi một nửa?

Trả lời:

Quá trình giảm phân tạo ra các tế bào con có số lượng nhiễm sắc thể giảm đi một nửa là do nhiễm sắc thể chỉ nhân đôi 1 lần nhưng lại có 2 lần phân bào.

Bài tập 2 trang 95 Sinh học 10: Hãy thiết kế một mô hình thể hiện các kì của quá trình phân bào nguyên phân hoặc giảm phân bằng các vật liệu, dụng cụ gợi ý sau: len (ít nhất ba màu, để thể hiện hai nhiễm sắc thể trong cặp tương đồng và thoi phân bào), keo dán, giấy roki, bút lông,… Trình bày mô hình đã thiết kế được.

Trả lời:

Học sinh trình bày mô hình đã thiết kế theo các nội dung sau:

- Nguyên vật liệu (nêu rõ vật liệu nào mô tả cho thành phần nào của tế bào).

- Các bước thực hiện.

- Nội dung mô hình.

Lý thuyết Sinh học 10 Bài 19: Quá trình phân bào

I. Quá trình nguyên phân (phân bào nguyên nhiễm)

1. Quá trình nguyên phân

- Khái niệm: Nguyên phân là quá trình phân bào nguyên nhiễm, tế bào con được tạo thành có số lượng nhiễm sắc thể giữ nguyên so với tế bào ban đầu.

- Đặc điểm:

+ Trong nguyên phân, bộ nhiễm sắc thể của tế bào mẹ có sự biến đổi hình thái qua các kì phân 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 thường không giống nhau, thường kéo dài, chiếm gần hết thời gian của chu kì. Trong kì trung gian, các nhiễm sắc thể nhân đôi tại thành nhiễm sắc thể kép.

- Diễn biến: Nguyên phân gồm 2 quá trình là quá trình phân chia nhân và quá trình phân chia tế bào chất.

+ Quá trình phân chia nhân gồm 4 kì:

+ Phân chia tế bào chất: Phân chia tế bào chất diễn ra ở đầu kì cuối, tế bào chất phân chia dần và tách tế bào mẹ thành 2 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.

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

- Kết quả: Qua nguyên phân, từ một tế bào mẹ ban đầu (2n) tạo ra 2 tế bào con có bộ nhiễm sắc thể giống nhau và giống mẹ.

2. Ý nghĩa của quá trình nguyên phân

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

- Đối với cơ thể đa bào:

+ Nguyên phân giúp tăng số lượng tế bào để cơ thể sinh trưởng và phát triển. Ví dụ: Các mô phân sinh đỉnh ở thực vật phân chia liên tục giúp làm tăng chiều dài của thân và rễ, phát sinh thêm cành nhánh cho cây.

Nguyên phân ở tế bào mô phân sinh thực vật

+ Nguyên phân giúp thay thế các tế bào già, bị tổn thương; tái sinh bộ phận.

- Đối với cơ thể đơn bào và cơ thể đa bào sinh sản vô tính, nguyên phân là cơ sở của hình thức sinh sản.

III. Quá trình giảm phân (phân bào giảm nhiễm)

1. Quá trình giảm phân

- Trong giảm phân, tế bào sinh dục ở thời kì chín có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) trải qua hai lần phân bào liên tiếp gọi là giảm phân I và giảm phân II, nhưng nhiễm sắc thể chỉ nhân đôi một lần vào kì trung gian trước khi giảm phân.

- Kết quả: Các tế bào con đơn bội được tạo ra qua giảm phân sẽ trải qua quá trình biến đổi hình thành nên giao tử đực (tinh trùng ở động vật, tinh tử ở thực vật) hoặc giao tử cái (trứng ở động vật, noãn ở thực vật).

+ Ở thực vật: Các tế bào con tiếp tục nguyên phân một số lần để hình thành hạt phấn và túi noãn.

Hình thành giao tử ở thực vật

+ 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 hướng (ở con cái).

Hình thành giao tử ở động vật

2. Ý nghĩa của quá trình giảm phân

- Giảm phân kết hợp với thụ tinh đã tạo ra nhiều biến dị tổ hợp, giúp giới sinh vật đa dạng và phong phú, tạo nên nguồn nguyên liệu cho quá trình tiến hóa, giúp các loài có khả năng thích nghi với điều kiện sống luôn thay đổi:

+ Sự trao đổi chéo giữa hai chromatid trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng ở kì đầu I và sự phân li độc lập, tổ hợp tự do của các cặp nhiễm sắc thể trong giảm phân I đã tạo ra nhiều loại giao tử.

+ Sự kết hợp ngẫu nhiên của các loại giao tử trong thụ tinh tạo ra nhiều biến dị tổ hợp

- Sự kết hợp của 3 quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh là cơ chế để duy trì ổn định bộ nhiễm sắc thể đặc trưng cho các loài sinh sản hữu tính qua các thế hệ:

+ Giảm phân tạo giao tử mang bộ nhiễm sắc thể đơn bội của loài, qua thụ tinh tạo hợp tử, bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của loài được khôi phục.

+ Tế bào hợp tử 2n trải qua nhiều lần nguyên phân và biệt hóa tế bào phát triển thành cơ thể đa bào trưởng thành.

Sự thụ tinh ở người

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

Quá trình giảm phân chịu ảnh hưởng của:

- Điều kiện vật lí, hóa học và môi trường sống: Các chất phóng xạ, sóng điện thoại, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, nhiều dung môi hữu cơ, chất dioxin, một số kim loại nặng (chì, cadmium, thủy ngân), một số thuốc điều trị nội tiết,… đều có thể tác động đến quá trình giảm phân, làm giảm số lượng và chất lượng giao tử và gây vô sinh tạm thời hoặc vô sinh không hồi phục.

- Chế độ ăn uống: Chế độ ăn thiếu chất (thiếu vitamin, một số acid béo, amino acid, kẽm), hút thuốc lá và uống rượu có thể làm giảm số lượng giao tử.

- Các yếu tố khác:

+ Di truyền: Yếu tố di truyền tác động lên tất cả các giai đoạn của hệ thống sinh sản. Sự bất thường về di truyền (đột biến cấu trúc và số lượng nhiễm sắc thể, tiền sử sản khoa phức tạp, bất thường di truyền dẫn đến rối loạn nội tiết) 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.

+ Các phương pháp điều trị ung thư như phẫu thuật, xạ trị, hóa trị cũng ảnh hưởng tới quá trình sinh giao tử hoặc làm ngừng hoàn toàn giảm phân.

4. So sánh sự khác biệt giữa quá trình nguyên phân và quá trình giảm phân

Khác biệt cơ bản của hai quá trình phân bào

Xem thêm lời giải bài tập Sinh học lớp 10 Chân trời sáng tạo với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Bài 20: Thực hành: Quan sát tiêu bản các kì phân bào nguyên phân và giảm phân

Bài 21: Công nghệ tế bào

Ôn tập chương 4

Bài 22: Khái quát về vi sinh vật

Bài 23: Thực hành: Một số phương pháp nghiên cứu vi sinh vật