Phân bào là gì? Nguyên phân, giảm phân, ý nghĩa và so sánh

Phân bào là quá trình một tế bào mẹ phân chia để tạo ra các tế bào con. Ở sinh vật nhân thực có hai hình thức phân bào chính là nguyên phân và giảm phân. Đây là cơ sở của sự sinh trưởng, sinh sản và di truyền ở mọi sinh vật, đồng thời là phần kiến thức trọng tâm của Sinh học lớp 9 và lớp 10. Trong bài viết này, bạn sẽ hiểu rõ phân bào là gì, chu kỳ tế bào, các kỳ của nguyên phân và giảm phân, bảng so sánh chi tiết cùng ý nghĩa sinh học kèm bài tập vận dụng có lời giải.

Phân bào là gì?

Phân bào (còn gọi là phân chia tế bào) là quá trình một tế bào mẹ phân chia để tạo thành các tế bào con mới. Nhờ quá trình này, cơ thể sinh vật lớn lên do tăng số lượng tế bào, thay thế các tế bào già hoặc bị tổn thương, đồng thời tạo ra tế bào sinh dục (giao tử) phục vụ cho sinh sản.

Ở sinh vật nhân thực, quá trình phân bào diễn ra theo một chu kỳ chặt chẽ gọi là chu kỳ tế bào. Có hai hình thức phân bào chính: nguyên phân xảy ra ở tế bào sinh dưỡng và giảm phân xảy ra ở tế bào sinh dục chín khi hình thành giao tử. Để hiểu sâu hơn về đơn vị thực hiện quá trình này, bạn có thể tham khảo bài tế bào là gì và tế bào nhân thực là gì.

Chu kỳ tế bào

Chu kỳ tế bào là khoảng thời gian giữa hai lần phân bào liên tiếp, bao gồm kỳ trung gian và quá trình phân chia tế bào. Trong đó, kỳ trung gian chiếm phần lớn thời gian và được chia thành ba pha:

• Pha G1: tế bào tổng hợp các chất, tăng kích thước và chuẩn bị nguyên liệu cho quá trình nhân đôi.
• Pha S: ADN và nhiễm sắc thể (NST) nhân đôi, mỗi NST trở thành NST kép gồm hai crômatit dính nhau ở tâm động.
• Pha G2: tế bào tiếp tục tổng hợp protein, hình thành thoi phân bào và chuẩn bị bước vào phân chia.

Sau kỳ trung gian là quá trình phân bào (pha M) gồm phân chia nhân và phân chia tế bào chất. Việc NST đã nhân đôi ở pha S là điều kiện bắt buộc để mỗi tế bào con nhận đủ vật chất di truyền.

Nguyên phân

Nguyên phân là hình thức phân bào diễn ra ở tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục sơ khai. Quá trình phân chia nhân trong nguyên phân gồm bốn kỳ liên tiếp:

• Kỳ đầu: các NST kép bắt đầu co xoắn, màng nhân và nhân con dần tiêu biến, thoi phân bào (thoi vô sắc) được hình thành.
• Kỳ giữa: các NST kép co xoắn cực đại và xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào.
• Kỳ sau: hai crômatit trong mỗi NST kép tách nhau ra ở tâm động, di chuyển về hai cực đối diện của tế bào.
• Kỳ cuối: các NST dãn xoắn trở lại, màng nhân và nhân con xuất hiện, tế bào chất phân chia tạo thành hai tế bào con.

Kết quả: từ một tế bào mẹ có bộ NST lưỡng bội (2n), nguyên phân tạo ra hai tế bào con giống hệt nhau và giống hệt tế bào mẹ, đều mang bộ NST 2n. Nhờ đó bộ nhiễm sắc thể đặc trưng của loài được duy trì ổn định qua các thế hệ tế bào.

Giảm phân

Giảm phân là hình thức phân bào xảy ra ở tế bào sinh dục chín để tạo ra giao tử. Điểm đặc biệt của giảm phân là NST chỉ nhân đôi một lần nhưng tế bào phân chia liên tiếp hai lần, gọi là giảm phân I và giảm phân II.

Giảm phân I

• Kỳ đầu I: các NST kép trong cặp tương đồng bắt đôi (tiếp hợp) với nhau và có thể xảy ra trao đổi chéo, tạo cơ sở cho biến dị tổ hợp.
• Kỳ giữa I: các cặp NST kép tương đồng xếp thành hai hàng trên mặt phẳng xích đạo.
• Kỳ sau I: mỗi NST kép trong cặp tương đồng phân li về một cực của tế bào.
• Kỳ cuối I: tạo ra hai tế bào con, mỗi tế bào mang bộ NST đơn bội ở trạng thái kép (n kép).

Giảm phân II

Giảm phân II diễn ra tương tự nguyên phân: hai crômatit trong mỗi NST kép tách nhau về hai cực. Kết quả từ hai tế bào (n kép) tạo ra bốn tế bào con mang bộ NST đơn bội (n).

Kết quả chung: từ một tế bào mẹ (2n), giảm phân tạo ra bốn tế bào con (giao tử) có bộ NST giảm đi một nửa (n). Khi thụ tinh, hai giao tử n kết hợp khôi phục lại bộ NST lưỡng bội 2n đặc trưng của loài.

So sánh nguyên phân và giảm phân

Nguyên phân và giảm phân đều là quá trình phân bào, đều trải qua các kỳ (kỳ đầu, kỳ giữa, kỳ sau, kỳ cuối) và đều có sự nhân đôi ADN ở kỳ trung gian trước khi phân chia. Tuy nhiên hai quá trình khác nhau ở nhiều điểm cơ bản như bảng dưới đây:

Ý nghĩa sinh học của phân bào

Phân bào giữ vai trò nền tảng đối với sự sống, thể hiện ở các khía cạnh sau:

• Sinh trưởng và phát triển: nguyên phân làm tăng số lượng tế bào, giúp cơ thể lớn lên và thay thế các tế bào già, chết hoặc bị tổn thương.
• Sinh sản: nguyên phân là cơ sở của sinh sản vô tính; giảm phân kết hợp với thụ tinh là cơ sở của sinh sản hữu tính.
• Di truyền ổn định: nguyên phân duy trì bộ NST 2n qua các thế hệ tế bào; giảm phân và thụ tinh giúp bộ NST lưỡng bội của loài được ổn định qua các thế hệ cơ thể.
• Tạo biến dị: sự trao đổi chéo và phân li độc lập của NST trong giảm phân tạo ra nhiều loại giao tử khác nhau, làm phát sinh biến dị tổ hợp, tăng tính đa dạng di truyền cho sinh vật.

Chính nhờ cơ chế phân bào ổn định mà các đặc điểm di truyền như nhóm máu được truyền lại một cách quy luật từ thế hệ này sang thế hệ khác.

Bài tập vận dụng có lời giải

• Bài 1: Ở sinh vật nhân thực có mấy hình thức phân bào? Lời giải: Có hai hình thức chính là nguyên phân (ở tế bào sinh dưỡng) và giảm phân (ở tế bào sinh dục chín).
• Bài 2: Một tế bào có bộ NST 2n = 8 tiến hành nguyên phân một lần thì tạo ra bao nhiêu tế bào con và mỗi tế bào có bao nhiêu NST? Lời giải: Nguyên phân một lần tạo 2 tế bào con, mỗi tế bào giữ nguyên bộ NST 2n = 8.
• Bài 3: Cũng tế bào 2n = 8 trên nếu tiến hành giảm phân thì tạo ra mấy tế bào con và mỗi tế bào có bao nhiêu NST? Lời giải: Giảm phân tạo 4 tế bào con, mỗi tế bào có bộ NST đơn bội n = 4.
• Bài 4 (trắc nghiệm): Giảm phân tạo ra các tế bào con có bộ NST như thế nào? A. 2n B. n C. 3n D. 4n. Đáp án: B (bộ NST đơn bội n).

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Phân bào là gì?

Phân bào là quá trình một tế bào mẹ phân chia tạo ra các tế bào con. Ở sinh vật nhân thực có hai hình thức chính là nguyên phân và giảm phân.

Có mấy hình thức phân bào ở sinh vật nhân thực?

Có hai hình thức: nguyên phân xảy ra ở tế bào sinh dưỡng và giảm phân xảy ra ở tế bào sinh dục chín để tạo giao tử.

Nguyên phân tạo ra mấy tế bào con?

Nguyên phân tạo ra hai tế bào con giống hệt nhau và giống hệt tế bào mẹ, đều mang bộ NST lưỡng bội 2n.

Giảm phân tạo ra mấy tế bào con?

Giảm phân gồm hai lần phân chia liên tiếp, tạo ra bốn tế bào con (giao tử) có bộ NST đơn bội n, tức giảm đi một nửa so với tế bào mẹ.

Điểm khác nhau cơ bản giữa nguyên phân và giảm phân là gì?

Nguyên phân phân chia một lần tạo 2 tế bào 2n giữ nguyên bộ NST, còn giảm phân phân chia hai lần tạo 4 tế bào n có bộ NST giảm một nửa và tạo biến dị tổ hợp.

Phân bào có ý nghĩa gì đối với sinh vật?

Phân bào giúp cơ thể sinh trưởng, thay thế tế bào, tạo giao tử cho sinh sản, duy trì ổn định bộ NST của loài và tạo biến dị làm phong phú vốn di truyền.

Kết luận

Tóm lại, phân bào là quá trình phân chia tế bào gồm hai hình thức nguyên phân (2n → 2n) và giảm phân (2n → n), là cơ sở của sinh trưởng, sinh sản và di truyền. Nắm vững chu kỳ tế bào, các kỳ của nguyên phân, giảm phân và điểm khác biệt giữa chúng sẽ giúp bạn học tốt phần tế bào học. Mời bạn tham khảo thêm các bài kiến thức khác trên chuyên mục tin tức của Hoàng Hà Mobile.

Xem thêm:

• Amino axit là gì? Cấu tạo, tính chất và vai trò
• Vi khuẩn là gì? Cấu tạo, hình dạng và vai trò