Thực hiện tiêu bản về sự sinh sản của tế bào thực vật

Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh UÛY BAN NHAÂN DAÂN TÆNH AN GIANG TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC AN GIANG.  KHOA SÖ PHAÏM BOÄ MOÂN SINH ÑEÀ TAØI NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC (CAÁP TRÖÔØNG) Thöïc hieän tieâu baûn veà söï sinh saûn cuûa teá baøo thöïc vaät Chuû nhieäm ñeà taøi: TRAÀN THÒ NGOÏC THANH Coäng taùc vieân: PHAN THÒ KIM NGAÂN -2002- 1 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh PHAÀN MÔÛ ÑAÀU 1.Lyù do choïn ñeà taøi: Xuaát phaùt töø taàm quan troïng cuûa vieäc hoïc thöïc haønh trong quaù trình hoïc moân sinh vaät – moân khoa hoïc thöïc nghieäm – Phaàn thöïc haønh seõ laøm saùng toû cho noäi dung cuûa phaàn lyù thuyeát, neân hoïc sinh vaät khoâng theå thieáu thöïc haønh ñöôïc. Vieäc hoïc thöïc haønh coøn coù vai troø quan troïng hôn nöõa; bôûi ta ñaøo taïo giaùo vieân caáp II; neân naâng cao chaát löôïng vaø hieäu quaû cuûa vieäc hoïc thöïc haønh cho sinh vieân laø goùp phaàn tích cöïc trong vieäc ñaøo taïo ñoäi nguõ giaùo vieân töông lai coù trình ñoä vaø naêng löïc giaûng daïy toát. Vì theá, trong quaù trình giaûng daïy moân sinh vaät, chuùng toâi ñaõ noå löïc tìm caùc bieâïn phaùp nhaèm giaûng daïy coù chaát löôïng hôn veà maët thöïc haønh. Trong nhöõng naêm qua, tình hình hoïc sinh thöïc haønh boä moân sinh ôû tröôøng ta coøn nhieàu khoù khaên, cuï theå nhö khi hoïc veà quaù trình sinh saûn ôû teá baøo thöïc vaät, chuùng ta chæ giaûng daïy phaàn lyù thuyeát vaø haèng naêm phaûi ñöa sinh vieân ñi hoïc phaàn thöïc haønh taïi caùc tröôøng ñaïi hoïc khaùc: Ñaïi hoïc Caàn Thô, Ñaïi hoïc Noâng Laâm TP. Hoà Chí Minh, vaø neáu khoâng coù ñieàu kieän ñi hoïc thì vieäc hoïc thöïc haønh cho phaàn naøy xem nhö gaùc laïi, neân vieäc hoïc chöa ñöôïc chuû ñoäng, laïi maát nhieàu thôøi gian vaø coâng söùc maø hieäu quaû vieäc hoïc chöa cao. Do ñoù vieäc thöïc hieän tieâu baûn taïm thôøi vaø coá ñònh veà söï sinh saûn cuûa teá baøo vaø thöïc vaät laø moät trong nhöõng noäi dung maø chuùng toâi vaãn haèng quan taâm trong quaù trình giaûng daïy. Phoøng thí nghieäm cuûa tröôøng Ñaïi hoïc An Giang chöa coù tieâu baûn coá ñònh veà söï sinh saûn cuûa teá baøo thöïc vaät vaø cuõng chöa höôùng daãn sinh vieân thöïc hieän tieâu baûn taïm thôøi ñeå hoïc trong giôø thöïc haønh cho loaïi baøi naøy. Ñaây laø moät khieám khuyeát lôùn trong quaù trình ñaøo taïo theo yeâu caàu chöông trình maø Boä ñaõ ban haønh. Vieäc toå chöùc cho sinh vieân hoïc thöïc haønh taïi phoøng thí nghieäm luoân ñem laïi hieäu quaû cao cho quaù trình ñaøo taïo. Hình aûnh thaät seõ giuùp cho sinh vieân khaéc saâu kieán thöùc, hieåu roõ hôn veà giôùi töï nhieân, ñem laïi söï höùng thuù trong hoïc taäp, giuùp hoï töï tin hôn vôùi kieán thöùc maø hoï coù ñöôïc. Ñeà taøi naøy seõ goùp phaàn tích cöïc cho vieäc hoïc taäp cuûa sinh vieân Cao ñaúng sö phaïm cuõng nhö sinh vieân Ñaïi hoïc sö phaïm ngaønh sinh hoïc. Chuùng toâi cho raèng ñaây laø vieäc laøm thieát thöïc ñeå naâng cao chaát löôïng trong nhaø tröôøng hieän nay. 2. Muïc tieâu, nhieäm vuï vaø giôùi haïn cuûa ñeà taøi: 2.1. Muïc tieâu: -Thöïc hieän tieâu baûn taïm thôøi veà quaù trình sinh saûn ôû teá baøo thöïc vaät. 2 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh -Thöïc hieän tieâu baûn coá ñònh veà quaù trình sinh saûn ôû teá baøo thöïc vaät. 2.2. Nhieäm vuï: Tham khaûo caùc taøi lieäu coù lieân quan ñeán vieäc thöïc hieän ñeà taøi: -Teá baøo – nhaân teá baøo – nhieãm saéc theå vaø söï phaân chia teá baøo. -Caùc qui trình thöïc hieän tieâu baûn taïm thôøi vaø tieâu baûn coá ñònh. -Löïa choïn phöông phaùp toái öu ñeå thöïc hieän ñeà taøi. 2.3. Giôùi haïn: -Ñeà taøi khoâng ñi saâu nghieân cöùu hình daïng vaø soá löôïng nhieãm saéc theå trong quaù trình phaân baøo. -Thöïc hieän tieâu baûn veà caùc giai ñoaïn phaân baøo, duøng ñeå quan saùt döôùi kính hieån vi quang hoïc vôùi vaät kính coù soá boäi giaùc X10 vaø X40. 3. Ñoái töôïng vaø phöông phaùp nghieân cöùu: 3.1. Ñoái töôïng: -Tieán trình nguyeân phaân thöïc hieän treân teá baøo moâ phaân sinh cuûa thöïc vaät. -Tieán trình giaûm phaân thöïc hieän treân nuï hoa cuûa thöïc vaät. 3.2. Phöông phaùp: Ñeå thöïc hieän ñeà taøi naøy chuùng toâi söû duïng phoái hôïp nhieàu phöông phaùp: -Phöông phaùp phaân tích vaø toång hôïp caùc taøi lieäu coù lieân quan ñeán ñeà taøi. -Phöông phaùp quan saùt vaø so saùnh. -Phöông phaùp thöïc haønh thí nghieäm. 4. Nhöõng ñoùng goùp môùi cuûa ñeà taøi: Ñeà taøi naøy ñaõ ñöôïc nhieàu tröôøng ñaïi hoïc thöïc hieän, nhöng haàu heát caùc tröôøng CÑSP chöa thöïc hieän ñöôïc, taïi tröôøng ta töø tröôùc ñeán nay do ñieàu kieän vaø hoaøn caûnh neân cuõng chöa thöïc hieän ñöôïc baøi hoïc thöïc haønh naøy. Khi laøm ñeà taøi naøy chuùng toâi khoâng coù tham voïng tìm ra moät quy trình môùi maø chæ mong goùp moät phaàn nhoû vaøo vieäc phuïc vuï cho söï hoïc taäp cuûa hoïc sinh vaø sinh vieân trong tænh nhaø. 3 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh Maëc duø taøi lieäu höôùng daãn thöïc haønh cho sinh vieân khoâng coù phaàn höôùng daãn cuï theå cho ñeà taøi naøy maø chæ coù phaàn höôùng daãn quy trình chung, chuùng toâi phaûi töøng böôùc doø laïi quy trình ñeå cuoái cuøng tìm ra caùch thöïc hieän quy trình cho phuø hôïp vôùi ñeà taøi nghieân cöùu. 5. Caùc giaù trò thöïc teá cuûa ñeà taøi: -Tieâu baûn ñöôïc söû duïng cho sinh vieân CÑSP cuõng nhö sinh vieân ÑHSP trong giôø thöïc haønh moân di truyeàn hoïc. -Cung caáp ñoà duøng hoïc taäp cho giaùo vieân PTCS vaø PTTH. 4 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh CÔ SÔÛ LYÙ THUYEÁT CUÛA ÑEÀ TAØI 1.Teá baøo: Cô theå thöïc vaät cuõng nhö baát kyø moät cô theå soáng naøo khaùc ñieàu ñöôïc caáu taïo bôûi nhöõng ñôn vò cô baûn gioáng nhau goïi laø teá baøo. Vì teá baøo khoâng thaáy ñöôïc baèng maét thöôøng neân nhöõng hieåu bieát veà teá baøo tuyø thuoäc vaøo trình ñoä phaùt trieån cuûa kính hieån vi. Hieän nay vôùi kính hieån vi ñieâïn töû ngöôøi ta quan saùt ñöôïc ôû möùc sieâu cô caáu cuûa raát nhieàu caáu töû hieän dieän trong teá baøo. Hoïc thuyeát teá baøo (Cell theory) töùc quan nieäm cho raèng taát caû caùc sinh vaät ñöôïc caáu taïo töø caùc teá baøo do nhaø thöïc vaät hoïc J.Schleiden coâng boá vaøo naêm 1838 vaø nhaø ñoäng vaät hoïc T.Schwann coâng boá naêm 1839 ôû Ñöùc, ñeán naêm 1858, quan ñieåm treân ñöôïc hoaøn chænh theâm do moät baùc só ngöôøi Ñöùc R.Virchov: Taát caû caùc teá baøo ñeàu baét nguoàn töø nhöõng teá baøo soáng tröôùc noù vaø khoâng coù söï hình thaønh teá baøo ngaãu nhieân töø chaát voâ sinh . Naêm1862, nhaø baùc hoïc Phaùp L.Pasteur chöùng minh chaéc chaén raèng söï soáng khoâng töï ngaãu sinh. Ngaøy nay, hoïc thuyeát teá baøo hieän ñaïi khaúng ñònh raèng: “Taát caû caùc sinh vaät ñeàu caáu taïo neân töø teá baøo, vaø caùc saûn phaåm cuûa teá baøo, nhöõng teá baøo môùi ñöôïc taïo neân töø söï phaân chia cuûa nhöõng teá baøo tröôùc noù, coù söï gioáng nhau cô baûn veà thaønh phaàn hoaù hoïc vaø caùc hoaït tính veà trao ñoåi chaát giöõa caùc loaïi teá baøo vaø hoaït ñoäng cuûa cô theå laø söï tích hôïp hoaït tính cuûa caùc ñôn vò teá baøo ñoäc laäp”. Coù nhöõng cô theå sinh vaät noùi chung vaø cô theå thöïc vaät noùi rieâng chæ coù moät teá baøo, moïi quaù trình hoaït ñoäng soáng nhö: sinh tröôûng, phaùt trieån, ñoàng hoaù, sinh saûn,… ñeàu do baûn thaân teá baøo ñoù ñaûm nhieäm. Noù laø ñôn vò ñoäc laäp, coøn tuyeät ñaïi ña soá tröôøng hôïp cô theå thöïc vaät caáu taïo töø nhieàu teá baøo. 2. Nhaân teá baøo: Nhaân laø moät trong nhöõng thaønh phaàn quan troïng cuûa teá baøo. Ñoù laø trung taâm cuûa caùc quaù trình sinh hoïc, ñieàu khieåm moïi hoaït ñoäng soáng cuûa teá baøo. Ñaëc bieät trong quaù trình phaân chia teá baøo. Thöôøng trong moãi teá baøo chæ coù moät nhaân. Tuy nhieân cuõng coù nhöõng tröôøng hôïp: 5 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh -Caùc teá baøo nhoû beù ôû möùc tieán hoaù thaáp nhö cuûa vi khuaån, Taûo lam khoâng coù nhaân. Noùi caùch khaùc, chaát nhaân khoâng taäp trung thaønh nhaân maø khueách taùn trong chaát teá baøo, goïi laø teá baøo tieàn nhaân vaø nhöõng sinh vaät naøy goïi laø sinh vaät tieàn nhaân (Prokaryotae). -ÔÛ taûo Vaucheria, naám moác vaø caùc loaïi naám tuùi teá baøo coù nhieàu nhaân. Thoâng thöôøng moãi teá baøo coù moät nhaân. Caùc teá baøo coù nhaân hình thaønh roõ raøng ñöôïc goïi laø teá baøo nhaân thöïc. Caùc teá baøo nhaân thöïc coù ôû caùc sinh vaät nhaân thöïc (Eukaryotae). Nhaân teá baøo coù nhieàu hình daïng vaø kích thöôùc khaùc nhau. Thoâng thöôøng noù coù hình caàu, hình baàu duïc, nhöng cuõng coù khi ôû caùc teá baøo daøi vaø heïp nhaân keùo daøi ra, hoaëc ôû caùc teá baøo giaø thì nhaân deït laïi coù hình dóa. Kích thöôùc trung bình cuûa nhaân töø 5 ñeán 50µ. Trong teá baøo non, nhaân thöôøng naèm ôû giöõa, coøn trong teá baøo giaø nhaân thöôøng bò doàn ra saùt maøng teá baøo. Nhaân ôû traïng thaùi nghæ, khoâng phaân chia goàm caùc phaàn sau ñaây: -Maøng nhaân: bao quanh nhaân, coù tính chaát taïm thôøi bieán maát khi nhaân phaân chia. -Chaát nhaân: chieám gaàn heát phaàn ôû phía trong maøng nhaân goàm dòch nhaân vaø chaát nhieãm saéc (deã baét maøu khi nhuoäm). -Moät vaøi nhaân con (hay coøn goïi laø haïch nhaân) hình caàu ,chieát quang hôn chaát nhaân . 3.Nhieãm saéc theå: 3.1 Hình thaùi nhieãm saéc theå: Khi nhuoäm teá baøo ñang phaân chia baèng moät maøu base, coù theå nhìn thaáy döôùi kính hieån vi thöôøng caùc caáu truùc hình que nhuoäm maøu ñaäm, neân ñöôïc goïi laø nhieãm saéc theå (chromosome = chromo maøu + some - theå, coù nghóa theå nhuoäm maøu). Moãi nhieãm saéc theå coù hình daïng ñaëc tröng, roõ nhaát ôû kyø giöõa (metaphase) cuûa nguyeân phaân . Taâm ñoäng (centromere) laø ñieåm thaét eo chia nhieãm saéc theå thaønh hai vai vôùi chieàu daøi khaùc nhau .Theo quy taéc chung, vai ngaén hôn ñöôïc goïi laø vai p vaø vai q daøi hôn. Döïa vaøo vò trí taâm ñoäng, coù theå phaân bieät hình thaùi caùc nhieãm saéc theå: taâm giöõa (metacentric). Khi hai vai baèng nhau, taâm ñaàu (acrocentric) khi hai vai khoâng baèng nhau vaø taâm muùt (telocentric) khi taâm ñoäng naèm gaàn cuoái (hình sô ñoà caùc kieåu nhieãm saéc theå ôû kyø giöõa vaø kyø sau). Treân nhieãm saéc theå coù theå thaáy caùc veät ñaäm hôn, goïi laø chromomere (veät nhieãm saéc). 6 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh ÔÛ caùc teá baøo dinh döôõng (soma) moãi nhieåm saéc theå coù moät caëp gioáng veà hình thaùi, ñöôïc goïi laø caùc nhieãm saéc theå töông ñoàng (homologous) trong ñoù moät chieác laø cuûa meï vaø moät chieác laø cuûa cha. Boä nhieãm saéc theå coù caëp goïi laø löôõng boäi (2n) vaø ñôn boäi (n) khi moãi nhieãm saéc theå chæ coù moät chieác, gaëp ôû teá baøo giao töû. Ngoaøi ra, ôû nhieàu ñoäng vaät coù söï khaùc nhau giöõa caù theå ñöïc vaø caùi ôû moät caëp nhieãm saéc theå giôùi tính (Sexual). Taát caû caùc teá baøo cuûa moät loaøi noùi chung coù soá löôïng nhieãm saéc theå coá ñònh ñaëc tröng cho loaøi ñoù. Ví duï teá baøo ôû caây baép coù 20 nhieãm saéc theå, ôû ruoài giaám coù 8 nhieãm saéc theå, ôû ngöôøi coù 46 nhieãm saéc theå. 3.2. Chaát nhieãm saéc vaø dò nhieãm saéc: Vaøo nhöõng naêm 1930, khi quan saùt baèng kính hieån vi quang hoïc ôû kyø trung gian nhaän thaáy treân nhieãm saéc theå coù vuøng nhuoäm maøu ñaäm ñöôïc goïi laø chaát dò nhieãm saéc (heterochromatine), phaân bieät vôùi phaàn coøn laïi nhuoäm maøu nhaït laø chaát nguyeân nhieãm saéc (euchromatine). Chaát nguyeân nhieãm saéc laø chaát nhieãm saéc (chromatine) ôû traïng thaùi daõn xoaén, coøn chaát dò nhieãm saéc laø bieåu hieän daïng cuoän xoaén cao. 7 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh AND cuûa chaát nguyeân nhieãm saéc ôû traïng thaùi hoaït ñoäng, coøn ôû chaát dò nhieãm saéc thì AND khoâng phieân maõ ñöôïc vaø thöôøng sao cheùp muoän hôn. 4. Chu trình teá baøo vaø söï phaân baøo ôû Eukaryotae: Phaân chia teá baøo laø ñaëc tính caên baûn cuûa taát caû sinh vaät. Söï sinh saûn voâ tính vaø taêng tröôûng cuûa caùc moâ cô theå nhôø nguyeân phaân (Mitose) laø kieåu phaân baøo taïo ra caùc teá baøo con coù kieåu gen gioáng y nhö teá baøo meï. Sinh saûn höõu tính nhôø giaûm phaân laø kieåu phaân baøo taïo caùc teá baøo sinh duïc hay giao töû coù soá nhieãm saéc theå giaûm moät nöõa vôùi kieåu gen ña daïng. 4.1. Chu trình teá baøo (cell cycle): Caùc teá baøo cuûa sinh vaät Eukaryotae traûi qua nhieàu giai ñoaïn noái tieáp nhau vaø keát thuùc baèng söï phaân chia taïo ra teá baøo môùi. Toaøn boä quaù trình töø teá baøo ñeán teá baøo theá heä keá tieáp ñöôïc goïi laø chu trình teá baøo, goàm 4 giai ñoaïn: M, G1, S, vaø G2. Söï phaân chia teá baøo chæ chieám moät phaàn cuûa chu trình teá baøo (Hình sô ñoà chu trình teá baøo). -M (Mitosis) laø giai ñoaïn nguyeân phaân. -G1 (Growthe) keùo daøi töø sau khi teá baøo phaân chia ñeán baét ñaàu sao cheùp vaät chaát di truyeàn. Söï tích luyõ vaät chaát noäi baøo ñeán moät luùc naøo ñoù ñaït ñieåm tôùi haïn (restriction site) thì teá baøo baét ñaàu toång hôïp AND. -S (Synthesis) laø giai ñoaïn toång hôïp AND. Cuoái giai ñoaïn naøy soá löôïng AND taêng gaáp ñoâi vaø chuyeån sang G2 . -G2 laø giai ñoaïn ñöôïc noái tieáp sau S ñeán baét ñaàu phaân chia teá baøo. Trong suoát giai ñoaïn naøy, soá löôïng ADN gaáp ñoâi cho ñeán khi teá baøo phaân chia. Khoaûng thôøi gian goàm G1, S vaø G2 teá baøo khoâng phaân chia vaø ñöôïc goïi chung laø kyø trung gian (interphase). Chính ôû kyø trung gian naøy, teá baøo thöïc hieän 8 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh caùc hoaït ñoäng soáng chuû yeáu khaùc vaø sao cheùp boä maùy di truyeàn. Coù hai thôøi kyø chính trong moät chu trình teá baøo: thôøi kyø trung gian vaø thôøi kyø phaân chi. Thôøi kyø phaân chia goàm hai giai ñoaïn: Giai ñoaïn phaân chia nhaân (Mitosis) vaø giai ñoaïn phaân chia teá baøo chaát (cytokinensis). Thôøi gian caàn thieát cho moãi giai ñoaïn khaùc nhau raát nhieàu tuyø theo loaïi teá baøo. Tuy nhieân, kyø trung gian thöôøng chieám phaàn lôùn thôøi gian cuûa moät chu trình teá baøo. 4.2. Söï phaân baøo nguyeân phaân (Mitosis): Mitosis laø kieåu di truyeàn cô baûn gioáng nhau ôû taát caû teá baøo sinh döôõng. Cô cheá mitosis laø boä nhieãm saéc theå ñöôïc oån ñònh töø theá heä naøy sang theá heä khaùc. Tìm hieåu mitosis laø tìm hieåu söï phaân chia nhaân vaø nhaát laø nhieãm saéc theå hoaït ñoäng dieãn tieán nhö theá naøo. Noäi dung mitosis ñôn giaûn: moãi nhieãm saéc theå töï taùi baûn, nhaân ñoâi vaø khi phaân baøo chuùng taùch ñoâi ñi veà moãi cöïc teá baøo. Keát quaû hình thaønh hai teá baøo con gioáng nhau veà soá löôïng vaø chaát löôïng caùc phaân töû ADN cuûa nhaân. Mitosis laø moät tieán trình lieân tuïc goàm caùc giai ñoaïn cô baûn nhö sau: Prophase, metaphase, anaphase vaø telophase; interphase laø giai ñoaïn giöõa hai laàn phaân baøo lieân tieáp, nghóa laø giöõa cuoái telophase vaø ñaàu prophase keá tieáp. -Interphase : Trong giai ñoaïn naøy ADN taùi baûn, ñaây laø luùc teá baøo hoaït ñoäng nhaát. Hieän dieän moät hay nhieàu haïch nhaân. Nhaân daïng khoái, maøng nhaân roû reät, noäi dung beân trong ñeàu ñaën ñoù laø nhieãm saéc chaát, khoâng phaân bieät ñöôïc chi tieát nhieãm saéc theå döôùi kính hieån vi quang hoïc. -Prophase: Nhieãm saéc theå chaát trong nhaân daàn daàn roõ daïng. Vaøo prophase sôùm, coù daïng chaám nhuyeãn mòn ñeàu, sau laø chaám saäm hoaëc daáu phaåy, sôïi daøy töông öùng nhieãm saéc theå. Moãi nhieåm saéc theå goàm hai thaønh phaàn goïi laø nhieãm saéc töû (chromatid) gaén vaøo nhau ôû vuøng ñaëc bieät laø taâm ñoäng. Vò trí taâm ñoäng roõ vaøo cuoái prophase, nhieãm saéc theå töông ñoái xoaén nhieàu: quan saùt nhaân coøn daïng troøn, haïch nhaân môø daàn. -Metphase: 9 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh Coù söï hình thaønh thoi voâ saéc, taâm ñoäng cuûa moãi nhieåm saéc theå ñoâi gaén vôùi thoi voâ saéc vaø xeáp ôû maët phaúng giöõa teá baøo goïi laø maët phaúng xích ñaïo, nhieãm saéc theå ôû traïng thaùi cöïc xoaén coù hình thaùi ñaëc tröng nhôø vò trí eo thaét. -Anaphase: Giai ñoaïn naøy baét ñaàu luùc taâm ñoäng taùch ñoâi. Hai nhieãm saéc töû cuûa moãi nhieãm saéc theå hoaøn toaøn taùch rôøi haún nhau vaø moãi nhieãm saéc töû laø moät nhieãm saéc theå. Caùc nhieãm saéc theå con tröôït treân thoi di chuyeån veà moät trong hai cöïc. Nhö vaäy moãi cöïc coù ñuùng soá nhieãm saéc theå maø teá baøo coù. Thoi voâ saéc bieán maát. -Telophase: Khi hai boä nhieãm saéc theå veà ñeán hai cöïc chuùng ñöôïc bao baèng moät maøng nhaân môùi. Sau ñoù caùc nhieãm saéc theå baét ñaàu thaùo xoaén vaø trôû laïi hình daïng nhö kyø trung gian, haïch nhaân cuõng töø töø xuaát hieän trôû laïi. ÔÛ teá baøo thöïc vaät baäc cao,sau khi phaân chia nhaân teá baøo chaát phaân chia baèng caùch hình thaønh moät maøng ñaëc bieät goïi laø ñóa teá baøo( cell plate) baèng chaát pectin. Ñóa teá baøo ban ñaàu ñöôïc hình thaønh ôû trung taâm cuûa teá baøo chaát vaø töø töø lan ra cho ñeán khi chaïm vaøo maët ngoaøi vaø caét ñoâi chaát teá baøo cuûa teá baøo meï goàm hai phaàn, moãi phaàn mang moät nhaân môùi. Ñoàng thôøi maøng teá baøo môùi ñöôïc hình thaønh treân cô sôû ñóa teá baøo ñoù vaø keát thuùc söï phaân chia teá baøo. Thôøi gian phaân baøo noùi treân tieáp dieãn tuøy thuoäc vaøo loaïi moâ, traïng thaùi sinh lyù cuûa teá baøo vaø caùc ñieàu kieän beân ngoaøi. Thöôøng noù keùo daøi töø 60 – 120 phuùt. Kyø ñaàu daøi nhaát roài ñeán kyø cuoái, coøn hai kyø kia chæ ñoä vaøi phuùt. Ví duï ôû moâ phaân sinh cuûa reã haønh. Kyø ñaàu Kyø giöõa Kyø sau Kyø cuoái 74 phuùt 1 phuùt 2,5 phuùt 4 phuùt 4.3.Söï phaân baøo giaûm phaân: (Meiosis) Phaàn lôùn sinh vaät baäc cao sinh saûn baèng con ñöôøng höõu tính. Phöông thöùc sinh saûn naøy coù lieän quan ñeán vieäc taïo thaønh caùc giao töû( töùc caùc teá baøo sinh saûn ñöïc vaø caùi). Keát quaû cuûa söï phaân chia teá baøo naøy laøm cho soá löôïng nhieãm saéc theå trong caùc teá baøo sinh saûn giaûm ñi coøn moät nöõa so vôùi ôû teá baøo dinh döôõng. Nhôø hieän töôïng naøy neân teá baøo giao töû chæ coøn n nhieãm saéc theå, vaø laø nhöõng teá baøo ñôn boäi. Sau khi thuï tinh ( söï keát hôïp giöõa giao töû ñöïc vaø giao töû caùi) seõ taïo thaønh hôïp töû löôõng boäi (2n), nghóa laø soá löôïng nhieãm saéc theå laïi ñöôïc phuïc hoài ñaûm baûo 10 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh ñöôïc tính ñaëc tröng veà soá löôïng nhieãm saéc theå cuûa töøng loaøi qua caùc theá heä, giöõ ñöôïc soá boäi theå cho loaøi. Ñeå hình thaønh teá baøo ñôn boäi caàn coù moät cô cheá laøm giaûm soá löôïng nhieãm saéc theå cuûa teá baøo ñi moät nöõa , nghóa laø caàn coù söï chuyeån töø daïng löôõng boäi sang daïng ñôn boäi. Cô cheá ñoù ñöôïc ñaûm baûo trong quaù trình phaân baøo giaûm nhieãm. Quaù trình phaân baøo giaûm nhieãm goàm hai laàn phaân chia lieân tieáp: laàn 1 vaø laàn 2. Moãi laàn phaân chia ñeàu goàm 4 kyø: Prophase, Metaphase, anaphase, vaø Telophase. Keát quaû töø moät teá baøo meï löôõng boäi 2n hình thaønh neân 4 teá baøo ñôn boäi n. Tuy teá baøo phaân chia hai laàn nhöng nhieãm saéc theå chæ nhaân ñoâi coù moät laàn vaøo kyø trung gian, tröôùc khi teá baøo ñi vaøo quaù trình phaân chia. Chính vì vaäy maø soá löôïng nhieãm saéc theå giaûm ñi moät nöõa ôû teá baøo con. Trong laàn phaân chia 1 coù quaù trình tieáp hôïp (Synapsis) xaûy ra giöõa caùc caëp nhieãm saéc theå trong caëp töông ñoàng, taïo thaønh caùc theå löôõng trò (bivalent). Sau ñoù moãi nhieãm saéc theå trong caëp töông ñoàng ôû theå löôõng trò taùch rôøi nhau vaø phaân ly veà hai cöïc teá baøo. Sö phaân ly trong töøng caëp nhieãm saéc theå töông ñoàng xaûy ra ñoäc laäp vôùi nhau. Trong quaù trình tieáp hôïp coù theå xaûy ra hieän töôïng trao ñoåi cheùo giöõa caùc ñoaïn nhieãm saéc theå mang gen ( Hình tieáp hôïp caùc nhieãm saéc theå töông ñoàng vaø söï taïo thaønh hình cheùo). Hieän töôïng naøy xaûy ra ôû möùc ñoä nhieãm saéc töû. Trao ñoåi cheùo daãn ñeán laøm thay ñoåi thaønh phaàn cuûa heä gen. Moãi nhieãm saéc töû ñeàu coù xaùc xuaát nhö nhau trong khaû naêng trao ñoåi cheùo vôùi caùc nhieãm saéc töû khaùc trong töøng theå löôõng trò. 11 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh Caùc teá baøo con tuy coù soá löôïng nhieãm saéc theå baèng nhau nhöng thaønh phaàn nhieãm saéc theå coù theå khoâng gioáng nhau do nguoàn goác cuûa chuùng coù theå khaùc nhau ( töø cô theå cha hoaëc töø cô theå meï), vaø do keát quaû cuûa hieän töôïng trao ñoåi cheùo. Töø ñoù daãn ñeán nhöõng bieán dò taùi toå hôïp trong con caùi. Vì vaäy, phaân baøo giaûm nhieãm coù yù nghóa raát quan troïng trong quaù trình sinh saûn höõu tính, trong choïn loïc vaø tieán hoùa. Quaù trình phaân baøo giaûm nhieãm xaûy ra nhö sau: 4.3.1.Laàn phaân chia thöù nhaát: -Interphase:Noäi dung nhaân töông ñoái ñoàng nhaát, khoù phaân bieät caùc phaàn töû di truyeàn döôùi kính hieån vi quang hoïc. -Prophase 1: Giai ñoaïn naøy dieãn ra phöùc taïp vaø töông ñoái daøi so vôùi caùc giai ñoaïn khaùc. Döïa vaøo traïng thaùi cuûa nhieãm saéc theå coù theå phaân bieät thaønh 5 giai ñoaïn nhoû nhö sau: +Leptotene (Maønh ty): 12 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh Nhieãm saéc theå daïng sôïi maõnh, chöa thaáy ñöôïc daïng keùp. Nhieãm saéc theå baét ñaàu xoaén. Maøng nhaân vaø haïch nhaân vaãn coøn. +Zygotene ( Hieäp ty): Nhieãm saéc theå tieáp tuïc xoaén. Caùc nhieãm saéc theå töông ñoàng baét caëp vaø tieáp hôïp (Synapsis) vôùi nhau töø moät ñaàu cuûa nhieãm saéc theå taïo thaønh theå löôõng trò (bivalent). +Pachytene (Haäu ty): Nhieãm saéc theå tieáp tuïc xoaén, daøy leân, thaáy ñöôïc moãi bivalent goàm coù 4 sôïi hay 4 nhieãm saéc töû( tetrad). Nhieãm saéc theå xoaén chaët vaø xaûy ra hieän töôïng trao ñoåi cheùo (Crossing over) giöõa caùc nhieãm saéc töû trong caëp töông ñoàng. +Diplotene(Song ty): Nhieãm saéc theå trong töøng caëp töông ñoàng baét ñaàu taùch nhau ra khoûi ñaàu töø vuøng taâm ñoäng. Cuoái kyø naøy giöõa 2 nhieãm saéc theå töông ñoàng vaãn coøn dính nhau ôû moät vaøi ñieåm goïi laø ñieåm baét cheùo (chiasma) cho ñeán kyø giöõa I). +Diakinesis (Xuyeân ñoäng): Nhieãm saéc theå xoaén cöïc ñaïi vaø mang hình daïng ñaëc tröng. Maøng nhaân vaø haïch nhaân bieán maát. Thoi voâ xaéc hình thaønh. -Metaphase 1: Maønh nhaân khoâng coøn, thoi voâ saéc xuaát hieän. Caùc nhieãm saéc theå taäp trung treân maët phaúng xích ñaïo theo töøng caëp töông ñoàng. Taâm ñoäng dính treân sôïi tô voâ saéc. Caùc nhieãm saéc theå vaãn coøn dính nhau ôû caùc chiasma. 13 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh -Anaphase 1: Nhieãm saéc theå trong töøng caëp töông ñoàng phaân ly vaø tröôït treân sôïi tô voâ saéc veà phía hai cöïc teá baøo. Moãi nhieãm saéc theå keùp ñi veà moät cöïc, khoâng coù söï taùch taâm ñoäng. -Telophase 1: Nhieãm saéc theå taäp trung ôû 2 cöïc teá baøo. Nhieãm saéc theå hôi daõn xoaén, nhaân con xuaát hieän, maøng nhaân hình thaønh. Vaùch teá baøo nhaên caùch taïo thaønh 2 teá baøo con, vaùch naøy xuaát hieän hay khoâng tuøy loaøi thöïc vaät. Vaäy giai ñoaïn naøy goàm 2 teá baøo, moãi teá baøo coù nhieãm saéc theå ñôn boäi (n) daïng keùp (2 nhieãm saéc töû). Do hieän töôïng trao ñoåi cheùo vaø phaân ly ñoäc laäp, hai teá baøo con, noùi chung khoâng gioáng heät nhau veà maët di truyeàn. ÔÛ ñoäng vaät, teá baøo con ñi vaøo kyø trung gian nhöng, hoaøn toaøn khoâng coù söï nhaân ñoâi ADN. 4.3.2.Laàn phaân chia thöù 2: -Prophase 2: Giai ñoaïn naøy xaûy ra raát nhanh, ôû moät soá loaøi ñoâi khi khoâng tìm thaáy. Maøng nhaân, haïch nhaân bieán maát. Nhieãm saéc theå xuaát hieän ôû daïng sôïi baét phaåm ñaäm, phaân boá ñeàu trong nhaân. -Metaphase 2: Thoi voâ saéc hình thaønh, nhieãm saéc theå keùp taäp trung treân maët phaúng xích ñaïo vuoâng goùc vôùi maët phaúng xích ñaïo ôû laàn phaân chia 1 theo töøng nhieãm saéc theå keùp. -Anaphase 2: Taâm ñoäng phaân chia caùc nhieãm saéc töû taùch nhau tröôït veà phía hai cöïc teá baøo. -Telophase 2: Nhieãm saéc theå daõn xoaén. 14 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh Maøng nhaân, haïch nhaân xuaát hieän. Maøng teá baøo hình thaønh. Moãi teá baøo con ôû Telophase 1 phaân chia thaønh hai teá baøo con. Moãi teá baøo trong boán teá baøo con coù nhieãm saéc theå ñôn boäi (n) gioáng nhau. Nhöng ñaëc ñieåm nhieãm saéc theå khoâng gioáng nhau. 4.4.So saùnh nguyeân phaân vaø giaûm phaân: Hình sô ñoà so saùnh nguyeân phaân vaø giaûm phaân 4.4.1.Gioáng nhau: -Sao cheùp ADN tröôùc khi vaøo phaân baøo. -Ñeàu phaân thaønh 4 kyø. -Söï phaân ñeàu moãi loaïi nhieãm saéc theå veà caùc teá baøo con. -Hình thaønh thoi voâ saéc. 4.4.2.Khaùc nhau: Baûng so saùnh caùc ñaëc tính chuû yeáu cuûa nguyeân phaân vaø giaûm phaân: Nguyeân phaân(Mitosis) Giaûm phaân (Meiosis) 1. Xaûy ra ôû teá baøo xoma. 2. Moät laàn phaân baøo: 2 teá baøo con. 3. Soá nhieãm saéc theå giöõ nguyeân: 1 teá baøo 2n Æ 2 teá baøo 2n. 4. Moät laàn sao cheùp AND moät laàn chia. 5. Thöôøng, caùc caëp nhieãm saéc theå 1. Xaûy ra teá baøo sinh duïc. 2. Hai laàn phaân baøo taïo 4 teá baøo con. 3. Soá nhieãm saéc theå giaûm moät nöõa. 1 teá baøo 2n Æ 4 teá baøo n. 4. Moät laàn sao cheùp ADN, hai laàn chia. 5. Caùc nhieãm saéc theå töông ñoàng baét 15 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh töông ñoàng khoâng baét caëp. 6. Thöôøng, khoâng coù trao ñoåi cheùo. 7. Taâm ñoäng chia ôû kyø giöõa. 8. Duy trì söï gioáng nhau: teá baøo con coù kieåu gen gioáng kieåu gen teá baøo meï. 9. Teá baøo chia nguyeân phaân coù theå laø löôõng boäi (2n) hay ñôn boäi (n). caëp ôû kyø tröôùc 1. 6. Ít nhaát moät trao ñoåi cheùo cho moät caëp töông ñoàng. 7. Taâm ñoäng khoâng chia ôû kyø giöõa 1, nhöng chia ôû kyø giöõa 2. 8. Taïo söï ña daïng trong caùc saûn phaåm cuûa giaûm phaân. 9. Giaûm phaân luoân luoân xaûy ra ôû teá baøo löôõng boäi (2n) hoaëc ña boäi (>2n). 4.4.3.Giaûm phaân taïo söï ña daïng di truyeàn: Xeùt tröôøng hôïp ñôn giaûn khi teá baøo coù hai caëp nhieåm saéc theå töông ñoàng: AABB ôû meï vaø A’A’B’B’ ôû cha. Cha meï coù hai loaïi giao töû AB vaø A’B’. Theá heä con AA’BB’ qua giaûm phaân seõ taïo ra 4 loaïi giao töû, ngoaøi hai loaïi AB vaø A’B’ gioáng caùc giao töû cha meï, coøn coù theâm hai loaïi môùi laø A’B vaø AB’. Soá toå hôïp khaùc nhau ñöôïc taïo ra qua giaûm phaân laø 2n ( n laø soá caëp nhieãm saéc theå). 16 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh Hình Giaûm phaân taïo ra söï ña daïng caùc giao töû. 17 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh CAÙCH THÖÏC HIEÄN TIEÂU BAÛN VEÀ SÖÏ SINH SAÛN CUÛA TEÁ BAØO THÖÏC VAÄT Coù hai loaïi tieâu baûn: -Tieâu baûn taïm thôøi: laø tieâu baûn chæ giöõ ñöôïc maãu vaät trong moät thôøi gian ngaén ñeå quan saùt ngay. Muïc ñích ñeå höôùng daãn sinh vieân thao taùc thöïc haønh trong giôø hoïc taïi phoøng thí nghieäm. -Tieâu baûn coá ñònh: muïc ñích löu giöõ maãu vaät, toå chöùc teá baøo coøn nguyeân daïng, phuïc vò laâu daøi trong giaûng daïy vaø nghieân cöùu. QUI TRÌNH THÖÏC HIEÄN TIEÂU BAÛN TAÏM THÔØI. 1. Chuaån bò: duïng cuï – hoaù chaát – maãu vaät 1.1 Duïng cuï: Vôùi loaïi tieâu baûn taïm thôøi, caàn caùc duïng cuï sau ñaây: -Kính hieån vi vôùi vaät kính coù ñoä phoùng ñaïi 10 vaø 40 laàn. -Lame (baûn kính) lamelle (laù kính). -Dóa ñoàng hoà. -OÁng huùt. -Kim muõi giaùo, kim nhoïn = duøi huyû tuyû. -Ñuûa thuyû tinh -Bình tam giaùc. -Coác thuyû tinh. -Pheåu thuyû tinh. -Caân ñieän töû. -Beáp ñieän. -Keïp. 18 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh -Löôõi dao lam – giaáy thaém. 1.2 Hoaù chaát: -Thuoác nhuoäm Carmin, hematoxyline. -Coàøn tuyeät ñoái. -Acid aceâtic 45 %. -Pheøn saét: NH4Fe(SO4)2 12H2O. -HCl 1N -Nöôùc caát. 1.3Maãu vaät: -Moâ phaân sinh cuûa reå haønh. -Nuï hoa cuûa thöïc vaät. 2. Caùch pha cheá hoaù chaát: Trong phaïm vi cuûa ñeà taøi vôùi loaïi tieâu baûn taïm thôøi, caùc hoaù chaát caàn ñöôïc pha cheá nhö sau: 2.1. Dung dòch carnoy: Duøngñeå ñònh hình maãu vaät : Hoaù chaát: Coàn tuyeät ñoái: 3 phaàn Acid aceâtic ñaäm ñaëc: 1 phaàn Caùch pha: dung dòch carnoy ñöôïc pha baèng caùch hoaø laãn ba phaàn coàn vaøo moät phaàn Acid aceâtic. 2.2 Dung dòch carmin – Aceâtic: duøng ñeå nhuoäm nhieãm saéc theå trong nhaân teá baøo. Khi nhuoäm nhaân seõ baét maøu ñoû ñaäm. Hoaù chaát: Acid aceâtic 45%: 100ml Boät carmin maøu ñoû: 1 gam. Caùch pha: 1 gam boät carmin hoaø vôùi 100 ml Acid aceâtic 45%. Ñun hoån hôïpï naøy trong moät bình tam giaùc treân ngoïn löûa yeáu töø 30 phuùt ñeán 1 giôø, duøng ñuûa thuyû tinh khuaáy nheï cho boät carmin tan heát. Cuoái cuøng cho vaøo hoån hôïp hai caây ñinh seùt, cho vaøo vaø vôùt ra ngay. Ñeå nguoäi roài ñem loïc. 19 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh 2.3 Dung dòch Hematoxyline – pheøn saét: duøng ñeå nhuoäm nhieãm saéc theå trong nhaân teá baøo. Khi nhuoäm nhaân seõ baét maøu xanh ñen. Hoaù chaát: Hematoxyline: 1 gam Acid aceâtic 45 %: 1 gam. Pheøn saét (NH4Fe(SO)4)2 . 12H2O: 0,5% Caùch pha: 1 gam hematoxyline hoaø vôùi 100 ml Acid aceâtic 45%, cho vaøo hoån hôïp naøy 0,5 % pheøn saét. Duøng ñuûa thuyû tinh khuaáy tan. Ñeå khoaûng 15 ngaøy ñem loïc. Khi nhuoäm pha dung dòch naøy vôùi Acid aceâtic 45% theo tyû leä: 1:1 hoaëc 2:1 tuyø theo yeâu caàu phaåm ñaäm hay lôït. 2.4 Dung dòch HCl 1N: duøng ñeå laøm meàm maãu vaät. Hoaù chaát: HCl ñaäm daëc. Nöôùc caát. Caùch pha: HCl (H = 1 ; Cl = 35,46) HCl coù M = 36,46; d = 1,118; C% = 36 Ta coù: C% = ⇒ mddHCl x10046.36 mdd HCl = 36 10046,36 x Theå tích cuûa mddHCl seõ laø: Vdd= 6,90588352,9010046,36 ≈= mlHClm x dd Ñeå coù dung dich HCl 1N, ñong 90,6ml HCl nguyeân chaát cho vaøo bình ñònh löôïng, sau ñoù cho nöôùc caát vaøo ñuû 1 lít dung dòch HCl 1N. Neáu caàn 100ml dung dòch HCl 1N, ta chæ laáy 1 theå tích HCl ñaäm ñaëc laø: ml06,9 10 6,90 = , sau ñoù cho vaøo oáng ñong 100ml, tieáp tuïc cho nöôùc caát vaøo ñeán vaïch 100ml. 2.5 Pheøn saét 0,5 %: Duøng ñeå pha tuoác nhuoäm Hematoxyline. -Coâng thöùc cuûa pheøn saét: NH4Fe(SO4)2 . 12H2O. 20 Ñeà taøi nghieân cöùu khoa hoïc Boä moân sinh (N = 14; H = 1; O = 16; Fe = 56; S = 32) -NH4Fe(SO4)2 . 12H2O = 482g. -NH4Fe(SO4)2 = 216g. -0,5% pheøn saé._.