1. Mục tiêu
- Sau thí nghiệm này có thể hiểu được:
+ Các sự kiện liên quan đến chu kỳ tế bào, nguyên phân, giảm phân.
+ So sánh và đối chiếu giảm phân, nguyên phân.
+ Quan sát và phân biệt được các giai đoạn của quá trình nguyên phân và giảm phân.
2. Tổng quan a. Chu kì tế bào:
+ Chu kỳ tế bào bắt đầu với sự hình thành của một tế bào mới và kết thúc bằng sự nhân lên của tế bào đó.
+ Mỗi tế bào đều trải qua chu kì tế bào bao gồm các giai đoạn: G1, S, G2 và M.
+ Ba giai đoạn đầu thuộc về kỳ Trung gian, giai đoạn M là giai đoạn nguyên phân gồm các kỳ đầu, kỳ sau, kỳ giữa, kỳ cuối.
30
b. Quá trình nguyên phân:
- Kỳ Trung gian (Interphase)
Kỳ Trung gian có 3 giai đoạn trong chu kì tế bào G1, S, G2. Khi ấy, màng nhân sẽ hiện rõ rệt và tế bào hoạt động mạnh nhất, xuất hiện một hay nhiều hạch nhân để tổng hợp những protein cần thiết.
- Kỳ Đầu (Prophase)
Là kỳ đầu tiên trong giai đoạn M . Ở kì này, nhiễm sắc chất dần được xoắn chặt nên thấy rõ được dưới kính hiển vi quang học. Lúc này, sau khi được nén chặt, nhiễm sắc thể gồm 2 nhiễm sắc tử dính vào nhau ở tâm động và màng nhân cũng dần biến mất.
- Kỳ Giữa (Metaphase)
Nhân không còn được phân biệt rõ. Ở tế bào có sự xuất hiện thoi vô sắc từ các vi sợi, nhiễm sắc thể gồm 2 nhiễm sắc tử ở dạng cực xoắn, có dạng eo thắt ở tâm động. Các centromere của mọi nhiễm sắc thể đều sắp xếp trên cùng một mặt phẳng xích đạo. Hai cực của thoi vô sắc nằm đối diện nhau trong tế bào.
- Kỳ Sau (Anaphase)
Tâm động dần tách đôi nhay ra, hai nhiễm sắc tử trong các nhiễm sắc thể tách rời nhau và di chuyển về 2 cực của tế bào. Từ đó sẽ cho thấy ở mỗi cực tế bào mang đầy đủ số lượng nhiễm sắc thể 2n đặc trưng của tế bào đó.
- Kỳ Cuối (Telophase)
Tế bào kéo dài ra, thoi vô sắc biến mất hoàn toàn. Sau khi các nhiễm sắc thể tiến gần đến 2 cực thì có khuynh hướng hợp lại thành khối. Đồng thời có sự phân chia tế bào chất và hình thành màng nhân trở lại bao quanh bộ nhiễm sắc thể. Qua đó tạo thành 2 tế bào con hoàn chỉnh. Các nhiễm sắc thể dần tháo xoắn, hạch nhân xuất hiện lại, tiếp tục kỳ trung
31
gian tiếp theo trong chu kỳ tế bào.
c. Quá trình giảm phân
- Giảm phân là quá trình phân bào giảm nhiễm trong quá trình hình thành giao tử. Trong giảm phân, tế bào sinh dục (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 có một lần ở kỳ trung gian trước giảm phân I, nên sinh ra giao tử có bộ nhiễm sắc thể đơn bội: giao tử đực (tinh trùng hoặc tinh tử) và giao tử cái (trứng hoặc noãn) có n NST đơn.
- Giảm phân kết hợp với thụ tinh và nguyên phân là cơ chế duy trì bộ nhiễm sắc thể đặc trưng và ổn định của loài qua các thế hệ về sau. Sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các cặp NST trong quá trình giảm phân đã tạo ra nhiều biến dị tổ hợp giúp giới sinh vật đa dạng, phong phú, là nguyên liệu của chọn lọc tự nhiên và tiến hóa, giúp các loài có khả năng thích nghi với điều kiện sống mới và khẳng định sinh sản hữu tính (chủ yếu là do các biến dị tổ hợp) có ưu thế hơn sinh sản vô tính.
32
6.2 Quy trình: Quan sát và vẽ sơ đồ quá trình nguyên phân ở tế bào thực vật 1. Mẫu, hóa chất, dụng cụ
• Mẫu (đã chuẩn bị sẵn): chóp rễ hành.
• Hóa chất
HCl 1 N 1 lọ Nước cất 1 bình Phẩm nhuộm Carmin 1% 1 lọ Glycerin 1 lọ
• Dụng cụ Giấy thấm
Lam kính hiển vi và lamen 1 bộ Kim mũi giáo 1 cái Dĩa nhôm 1 cái Ống nhỏ giọt 1 cái Kính hiển vi quang học 1 cái 2. Thao tác
a. Phần thu mẫu
• Hành đỏ được trồng trên cát ẩm đến khi rễ có độ dài chừng 0.5-1 cm.
• Cắt chóp rễ 2 mm ( lấy trong thời gian 10-13 giờ).
• Cố định mẫu trong dung dịch Carnoy.
• Sau đó rửa lại với cồn 90 độ, mỗi lần 10 phút.
• Giữ mẫu trong cồn 70 độ.
b. Phần làm tiêu bản nhuộm tạm thời
• Lấy mẫu (2-3 chóp rễ) giữ trong cồn 70 độ, rửa lại với nước cất.
• Làm mềm rễ bằng HCl 1 N trong 15 phút, sau đó rửa với nước lại thật kỹ.
• Nhuộm rễ với 2-3 giọt thuốc nhuộm Carmin trong 10-15 phút.
• Dùng kim mũi giáo làm bẹp mẫu với glycerin.
• Quan sát ở độ phóng đại 40X
33
6.3 Kết quả
Hình 1: Kỳ trung gian Hình 2 : Kỳ đầu
Hình 3: Kỳ giữa Hình 4: Kỳ sau
34
Hình 5: Kỳ cuối
6.4 Thảo luận và giải thích kết quả
Sau khi thực hiện xong thí nghiệm quan sát quá trình nguyên phân ở tế bào thực vật cho thấy có sự khác biệt ở các kì của quá trình nguyên phân:
- Kì trung gian: NST tiến hành nhân đôi.
- Kì đầu: NST bắt đầu co xoắn. Màng nhân và nhân con biến mất. Trung tử và thoi phân bào xuất hiện. Thoi phân bào đính vào 2 phía của tâm động.
- Kì giữa: NST co xoắn cực đại và xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào.
- Kì sau: 2 chromatid trong từng NST kép tách nhau ở tâm động thành 2 NST đơn và đi về hai cực của tế bào.
- Kì cuối: NST duỗi xoắn, nằm trong 2 nhân mới. Tế bào hình thành eo thắt để phân chia tế bào chất.