Nguyên phân là gì? Ý nghĩa, đặc điểm của quá trình nguyên phân

Trong sinh học lớp 9 chúng ta đã được đi tìm hiểu các kiến thức về nguyên phân. Đây là  phần kiến thức đặc biệt quan trọng, cần phải nắm vững. Để củng cố lại kiến thức về nguyên phân, hiệu rõ nguyên phân là gì và những ý nghĩa, đặc điểm, những thông tin xoay quanh nguyên phân, hãy cùng chúng tôi theo dõi bài viết này nhé!

Nguyên phân là gì?

Trong tiếng Anh, nguyên phân được biết đến là mitosis. Ở sách giáo khoa Sinh học lớp 9 đã định nghĩa cho chúng ta rằng “Nguyên phân chính là phương thức sinh sản của tế bào và sự lớn lên của cơ thể, duy trì ổn định bộ nhiễm sắc thể đặc trưng cho từng loài qua các thế hệ”.

Hiểu đơn giản nguyên phân chính là quá trình diễn ra phân chia tế bào, mà trong đó có một tế bào gốc đã phân chia để tạo thành được 2 tế bào mới giống hệt nhau và giống mẹ về mặt di truyền. Ở bối cảnh chu kỳ tế bào, nguyên phân còn được xác định là một phần có trong quá trình phân chia, trong đó DNA của nhân tế bào đã được chia tạo thành 2 bộ nhiễm sắc thể đúng bằng nhau.

Hầu hết phân chia tế bào trong cơ thể chúng ta đều có liên quan đến nguyên phân. Trong quá trình sinh trưởng, phát triển của mình, nguyên phân đa hỗ trợ cơ thể các sinh vật sản sinh ra tế bào trong suốt vòng đời sinh vật, thay thế cho các tế bào mòn, tế bào bị cũ bằng những tế bào mới.

Nguyên phân đối với các sinh vật nhân chuẩn đơn bào như là men nấm cũng tương tự như hình thức sinh sản, nhờ đó mà chúng có thêm các cá thể mới vào trong quần thể. 

Đặc điểm của quá trình nguyên phân

– Trong quá trình nguyên phân, từ một tế bào gốc chúng sẽ tạo được 2 tế bào con giống hệt như nhau và giống với tế bào mẹ ban đầu. 

– Quá trình nguyên phân đã diễn ra với mục đích chính để tăng trưởng, đồng thời thay thế cho các tế bào đã bị mòn, cũ.

– Những sai lầm trong quá trình nguyên phân nếu như không khắc phục kịp thời có thể dẫn đến nhiều thay đổi trong DNA. Đây là nguyên nhân chính gây ra các rối loạn về mặt di truyền, từ đó gây ra các bệnh, triệu chứng không mong muốn.

– Ở thực vật, nguyên phân cũng ảnh hưởng trực tiếp tới các bộ phận sinh dưỡng của cây chẳng hạn như chóp rễ hay chóp.

– Trong khi quá trình nguyên phân được diễn ra sẽ không xảy ra sự phân chia và kết hợp lại. 

Ý nghĩa của nguyên phân

Nguyên phân mang đến ý nghĩa lớn đối với sự phát triển và sự tăng trưởng của sinh vật, con người trên Trái Đất. Cụ thể những ý nghĩa mà nguyên phân mang lại có thể kể đến như sau:

– Sau mỗi một chu kỳ các nhiễm sắc thể đều sẽ được phân phối tới đều cho tế bào con. Các nhiễm sắc thể ở trong quá trình này thường được phân phối rất đều cho những tế bào con sau chu kỳ đó. Nguyên phân chịu trách nhiệm tạo nên hình dạng nhất định và giúp tăng trưởng, phát triển theo đúng hình dáng chủ thể người hay động vật đó. Hơn nữa, nguyên phân còn giúp duy trì nhiễm sắc thể được ổn định nhất theo số lượng nhất định, giúp số lượng này không bị thay đổi trong tất cả các tế bào cơ thể mỗi loại sinh vật.

– Nguyên phân hỗ trợ duy trì số lượng nhiễm sắc thể không đổi ở các tế bào cơ thể đối với sinh vật.

– Với các sinh vật nhân thực đa bào, nguyên phân giúp tăng số lượng tế bào lên, nhờ đó cũng giúp cho cơ thể có khả năng sinh trưởng phát triển tốt. Ngoài ra, quá trình này còn giúp cho cơ thể được tái sinh các mô, cơ quan bị tổn thương và còn tạo cơ hội mới trong kỹ thuật nuôi cấy mô sống và cấy ghép tạng.

– Đối với các sinh vật sinh sản vô tính, nguyên phân là cơ sở vô cùng quan trọng giúp tạo ra được những cá thể con mới mang kiểu gen hệt như cá thể mẹ.

– Đối với sinh vật sinh sản sinh dưỡng, nguyên phân cũng là một hình thức sinh sản giúp tạo ra được cá thể con có kiểu gen giống cá thể mẹ. Người ta thường xuyên ứng dụng đặc điểm ý nghĩa này của quá trình nguyên phân vào trong quá trình nuôi cấy mô tế bào, chiết, ghép cành đem đến hiệu quả rất cao. 

Quá trình nguyên phân

Nguyên phân là một hình thức phân chia tế bào vô cùng phổ biến ở các sinh vật nhân thực. Trong đó nó có 2 giai đoạn chính là giai đoạn phân chia tế bào chất và phân chia nhân. 

Phân chia nhân

– Kỳ đầu: các nhiễm sắc thể kép bị co xoắn, màng nhân và nhân con kỳ đầu dần tiêu biến và xuất hiện thoi phân bào.

– Kỳ giữa: nhiễm sắc thể kép co xoắn cực đại sau đó xếp thành một hàng tại mặt phẳng xích đạo thoi phân bào. Mỗi một nhiễm sắc thể kép đều được đính với thoi phân bào tại tâm động.

– Kỳ sau; nhiễm sắc thể tự động tạc nhau rồi di chuyển lên thoi phân bào, trở về phía 2 cực tế nào.

– Kỳ cuối: nhiễm sắc thể dần dần giãn xoắn, màng nhân và nhân con xuất hiện.

Phân chia tế bào chất

Sau khi kỳ sau hoàn tất bắt đầu diễn ra phân chia tế bào chất. Cụ thể, tế bào sẽ bắt đầu thực hiện việc phân chia nhằm hình thành nên hai con của tế bào.

Đối với động vật thì việc phân chia tế bào chất thực hiện bằng cách thắt màng tế bào ở mặt phẳng xích đạo. Còn với thực vật sẽ được diễn ra bằng cách hình thành một vết ngăn xenlulozơ ở trung tâm tế bào từ đó giúp ngăn cách 2 tế bào con với nhau.

Kết quả quá trình nguyên phân là từ một tế bào mẹ ban đầu cho ra 2 tế bào con có đặc điểm di truyền như nhau, có đặc điểm di truyền giống như tế bào mẹ. 

Các bước trong quá trình nguyên phân

Dù động hay thực vật đều phải trải qua quá trình nguyên phân với 5 bước sau:

Bước 1: Chu kì tế bào

Tại giai đoạn đầu tiên này, DNA trong tế bào bắt đầu được sao chép với mục đích chuẩn bị phân chia tế bào. Do đó dẫn đến 2 bộ phận nhiễm sắc thể đầy đủ giống nhau. Ngoài nhân là hai trung tâm thì mỗi trung tâm chúng chứa 1 cặp ly tâm và những cấu trúc này đem lại ý nghĩa quan trọng với việc phân chia tế bào.

Bước 2: Phân chia tế bào chất 

Khi diễn ra quá trình phân chia tế bào chất, nhiễm sắc thể sẽ được ngưng tụ thành cấu trúc chữ X dễ dàng nhìn thấy dưới kính hiển vi. Mỗi một nhiễm sắc thể đều sẽ bao gồm 2 nhiễm sắc thể chị em, có chứa thông tin di truyền giống hệ nhau.

Các nhiễm sắc thể được kết hợp với nhau, sao cho 2 bản sao nhiễm sắc thể thứ 1 và 2 bản sao nhiễm sắc thể thứ 2 kết hợp được với nhau.

Ở giai đoạn cuối quá trình phân chia tế bào, các màng bao quanh nhanh bắt đầu được hòa tan giải phóng nhiễm sắc thể. Trục chính phân bào gồm cso vi ống, các protein kéo dài qua tế bào giữa trung tâm khi chúng chuyển đến cực đối diện của tế bào.

Bước 3: Siêu hình

Nhiễm sắc thể được xếp thẳng từ đầu cho tới cuối dọc trung tâm tế bào. Các trung tâm đang ở hai cực đối điện tế bào và các sợi trục chính phân bào được kéo dài. Các sợi trục chính phân bào lức này được gắn vào mỗi sắc tố chị em.

Bước 4: Phản vệ

Các nhiễm sắc thể chị em được trục chính của phân bào tách ra. Trong đó 1 nhiễm sắc thể bị kéo tới một cực còn nhiễm sắc thể còn lại bị kéo sang cực đối diện.

Bước 5: Kỳ cuối

Tại mỗi cực của tế bào sẽ có một bộ nhiễm sắc thể đầy đủ tập hợp với nhau. Một màng được hình thành xung quanh mỗi bộ NST giúp tạo 2 hạt nhân mới. 

Một tế bào đơn lẻ thì sẽ chụm vào giữa tạo thành 2 tế bào con riêng biệt và mỗi tế bào con lại chứa 1 bộ NST đầy đủ trong một nhân. 

Như vậy trên đây chúng tôi đã cùng các bạn đi tìm hiểu chi tiết nguyên phân là gì và ý nghĩa, đặc điểm nguyên phân. Đây là một phần kiến thức quan trọng, hy vọng các bạn đã nắm được để vận dụng vào học tập nghiên cứu tốt nhất.