Bài học

Một tế bào mẹ tạo ra hai tế bào con giống hệt nhau

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em mô tả đúng các giai đoạn khi một tế bào phân chia thành hai tế bào con, và giải thích vì sao hai tế bào con nhận được đầy đủ và giống hệt vật chất di truyền của tế bào mẹ.

Kiến thức nền cần nhớ

Bài trước em đã biết tế bào lớn lên tới một giới hạn rồi buộc phải phân chia, vì tỉ số diện tích bề mặt trên thể tích giảm quá thấp để trao đổi chất đủ (same-grade bridge). Bài này mô tả chính quá trình phân chia đó diễn ra như thế nào.

Khởi động

Khi một tế bào tách thành hai, hai tế bào con có 'chia đôi' vật chất di truyền của tế bào mẹ, mỗi bên nhận một nửa hay không? Nếu chia đôi như vậy, các thế hệ tế bào sau liệu có còn đủ thông tin di truyền để hoạt động bình thường?

Kiến thức trọng tâm

Trước khi tách thành hai, tế bào mẹ trải qua một bước chuẩn bị quan trọng: toàn bộ vật chất di truyền bên trong nhân được sao chép — nhân đôi — thành hai bản giống hệt nhau. Đây là bước quyết định, vì nó đảm bảo mỗi tế bào con sắp sinh ra sẽ nhận được một bộ vật chất di truyền đầy đủ, không phải một nửa bị cắt bớt.

Sau khi sao chép xong, hai bản vật chất di truyền tách về hai phía đối diện của tế bào. Tế bào chất ở khoảng giữa co thắt dần lại, giống như một sợi dây đang bị kéo chặt ở chính giữa. Cuối cùng, tế bào mẹ tách hẳn thành hai tế bào con riêng biệt — mỗi tế bào con có kích thước nhỏ hơn tế bào mẹ ban đầu, nhưng mang đầy đủ một bộ vật chất di truyền giống hệt tế bào mẹ.

Thứ tự này cố định: vật chất di truyền luôn nhân đôi TRƯỚC khi tế bào chất thắt lại tách đôi, chưa bao giờ ngược lại.

Kết quả cuối cùng là hai tế bào con giống hệt nhau, và giống hệt tế bào mẹ về vật chất di truyền — chỉ khác ở kích thước, vì mỗi tế bào con còn khá nhỏ và sẽ phải lớn lên theo đúng cách đã học ở bài trước, trước khi có thể phân chia tiếp.

Bốn bước này diễn ra ở mọi tế bào biết phân chia, dù là tế bào thực vật hay tế bào động vật, tế bào ở rễ cây hay tế bào ở da người — thứ tự nhân đôi trước, tách sau luôn được giữ nguyên. Điểm khác nhau giữa các loại tế bào chỉ nằm ở tốc độ và tần suất phân chia: có tế bào phân chia vài giờ một lần, có tế bào chỉ phân chia khi cần thay thế hoặc hàn gắn, nhưng chuỗi bốn bước bên trong mỗi lần phân chia thì không đổi. Chính sự ổn định này giải thích vì sao khi quan sát một tiêu bản dưới kính hiển vi, em có thể bắt gặp những tế bào đang ở các giai đoạn phân chia khác nhau cùng một lúc — mỗi tế bào đang thực hiện đúng một trong bốn bước, chỉ là không đồng bộ với các tế bào xung quanh.

Ví dụ

Tính số tế bào con sau một lần phân chia của một mảnh mô

1
Một mảnh mô thực vật gồm 6 tế bào, mỗi tế bào đều phân chia đúng một lần. Hỏi sau lần phân chia này, mảnh mô có tất cả bao nhiêu tế bào?
2
Mỗi lần phân chia, một tế bào mẹ tạo ra hai tế bào con — nghĩa là số tế bào tăng gấp đôi sau mỗi lần phân chia đồng loạt.
3
Với 6 tế bào ban đầu, mỗi tế bào tách thành 2, tổng số tế bào con là $6\times2=12$ .
Với 6 tế bào ban đầu, mỗi tế bào tách thành 2, tổng số tế bào con là $6\times2=12$.
4
Kiểm tra theo cách khác: 6 tế bào mẹ mất đi, thay bằng $6\times2=12$ tế bào con — số tế bào tăng thêm đúng bằng số tế bào ban đầu, tức thêm 6 tế bào.
Kiểm tra theo cách khác: 6 tế bào mẹ mất đi, thay bằng $6\times2=12$ tế bào con — số tế bào tăng thêm đúng bằng số tế bào ban đầu, tức thêm 6 tế bào.
5
Vậy sau lần phân chia này, mảnh mô có 12 tế bào.

Ví dụ

Kiểm tra một nhận định về vật chất di truyền (dạng đề kiểm tra)

1
Một bạn học sinh cho rằng: 'Vì tế bào mẹ tách làm đôi, nên mỗi tế bào con chỉ nhận được một nửa lượng vật chất di truyền so với tế bào mẹ.' Nhận định này đúng hay sai? Giải thích.
2
Trước khi tách đôi, tế bào mẹ đã sao chép (nhân đôi) toàn bộ vật chất di truyền của mình thành hai bản giống hệt nhau — đây là bước diễn ra trước khi tế bào chất thắt lại.
3
Vì có sẵn hai bản đầy đủ trước khi tách, mỗi tế bào con nhận nguyên một bản đầy đủ, không phải một nửa của bản gốc.
4
Nếu tế bào con chỉ nhận một nửa vật chất di truyền, các thế hệ tế bào sau sẽ ngày càng thiếu hụt thông tin di truyền qua mỗi lần phân chia — điều này không xảy ra trong thực tế, vì tế bào con luôn hoạt động và phân chia bình thường như tế bào mẹ.
5
Vậy nhận định của bạn học sinh là sai: nhờ bước nhân đôi vật chất di truyền trước khi tách, mỗi tế bào con nhận đầy đủ và giống hệt bộ vật chất di truyền của tế bào mẹ, không hề bị hụt đi một nửa.

Sai lầm thường gặp

Đừng nhầm 'phân chia thành hai tế bào' với 'chia đôi vật chất di truyền'. Con số 2 chỉ nói tới số tế bào con, không phải lượng vật chất di truyền mỗi bên nhận được. Tế bào mẹ luôn nhân đôi vật chất di truyền TRƯỚC khi tách, nên hai tế bào con nhận đủ, không bị chia đôi.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Phân chia tế bào gồm bốn bước cố định: nhân đôi vật chất di truyền → hai bản tách về hai phía → tế bào chất thắt lại → hai tế bào con hình thành. Nhờ nhân đôi trước, hai tế bào con luôn giống hệt nhau và giống tế bào mẹ.

Nếu quá trình này lặp lại nhiều lần liên tiếp, số tế bào sẽ tăng theo quy luật nào? Bài tiếp theo trả lời câu hỏi đó.