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

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

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG



ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

PHẦN MỞ ĐẦU

1.Lý do chọn đề tài:

Xuất phát từ tầm quan trọng của việc học thực hành trong quá trình học môn sinh vật – môn khoa học thực nghiệm – Phần thực hành sẽ làm sáng tỏ cho nội dung của phần lý thuyết, nên học sinh vật không thể thiếu thực hành được Việc học thực hành còn có vai trò quan trọng hơn nữa; bởi ta đào tạo giáo viên cấp II; nên nâng cao chất lượng và hiệu quả của việc học thực hành cho sinh viên là góp phần tích cực trong việc đào tạo đội ngũ giáo viên tương lai có trình độ và năng lực giảng dạy tốt Vì thế, trong quá trình giảng dạy môn sinh vật, chúng tôi đã nổ lực tìm các biêïn pháp nhằm giảng dạy có chất lượng hơn về mặt thực hành

Trong những năm qua, tình hình học sinh thực hành bộ môn sinh ở trường

ta còn nhiều khó khăn, cụ thể như khi học về quá trình sinh sản ở tế bào thực vật, chúng ta chỉ giảng dạy phần lý thuyết và hằng năm phải đưa sinh viên đi học phần thực hành tại các trường đại học khác: Đại học Cần Thơ, Đại học Nông Lâm

TP Hồ Chí Minh, và nếu không có điều kiện đi học thì việc học thực hành cho phần này xem như gác lại, nên việc học chưa được chủ động, lại mất nhiều thời gian và công sức mà hiệu quả việc học chưa cao Do đó việc thực hiện tiêu bản tạm thời và cố định về sự sinh sản của tế bào và thực vật là một trong những nội dung mà chúng tôi vẫn hằng quan tâm trong quá trình giảng dạy

Phòng thí nghiệm của trường Đại học An Giang chưa có tiêu bản cố định về sự sinh sản của tế bào thực vật và cũng chưa hướng dẫn sinh viên thực hiện tiêu bản tạm thời để học trong giờ thực hành cho loại bài này Đây là một khiếm khuyết lớn trong quá trình đào tạo theo yêu cầu chương trình mà Bộ đã ban hành

Việc tổ chức cho sinh viên học thực hành tại phòng thí nghiệm luôn đem lại hiệu quả cao cho quá trình đào tạo Hình ảnh thật sẽ giúp cho sinh viên khắc sâu kiến thức, hiểu rõ hơn về giới tự nhiên, đem lại sự hứng thú trong học tập, giúp họ tự tin hơn với kiến thức mà họ có được

Đề tài này sẽ góp phần tích cực cho việc học tập của sinh viên Cao đẳng

sư phạm cũng như sinh viên Đại học sư phạm ngành sinh học Chúng tôi cho rằng đây là việc làm thiết thực để nâng cao chất lượng trong nhà trường hiện nay

2 Mục tiêu, nhiệm vụ và giới hạn của đề tài:

2.1 Mục tiêu:

-Thực hiện tiêu bản tạm thời về quá trình sinh sản ở tế bào thực vật

-Thực hiện tiêu bản cố định về quá trình sinh sản ở tế bào thực vật

2.2 Nhiệm vụ:

Tham khảo các tài liệu có liên quan đến việc thực hiện đề tài:

-Tế bào – nhân tế bào – nhiễm sắc thể và sự phân chia tế bào

-Các qui trình thực hiện tiêu bản tạm thời và tiêu bản cố định

-Lựa chọn phương pháp tối ưu để thực hiện đề tài

Để thực hiện đề tài này chúng tôi sử dụng phối hợp nhiều phương pháp:

-Phương pháp phân tích và tổng hợp các tài liệu có liên quan đến đề tài -Phương pháp quan sát và so sánh

-Phương pháp thực hành thí nghiệm

4 Những đóng góp mới của đề tài:

Đề tài này đã được nhiều trường đại học thực hiện, nhưng hầu hết các trường CĐSP chưa thực hiện được, tại trường ta từ trước đến nay do điều kiện và hoàn cảnh nên cũng chưa thực hiện được bài học thực hành này Khi làm đề tài này chúng tôi không có tham vọng tìm ra một quy trình mới mà chỉ mong góp một phần nhỏ vào việc phục vụ cho sự học tập của học sinh và sinh viên trong tỉnh nhà

Mặc dù tài liệu hướng dẫn thực hành cho sinh viên không có phần hướng dẫn cụ thể cho đề tài này mà chỉ có phần hướng dẫn quy trình chung, chúng tôi phải từng bước dò lại quy trình để cuối cùng tìm ra cách thực hiện quy trình cho phù hợp với đề tài nghiên cứu

5 Các giá trị thực tế của đề tài:

-Tiêu bản được sử dụng cho sinh viên CĐSP cũng như sinh viên ĐHSP trong giờ thực hành môn di truyền học

-Cung cấp đồ dùng học tập cho giáo viên PTCS và PTTH

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA ĐỀ TÀI

1.Tế bào:

Cơ thể thực vật cũng như bất kỳ một cơ thể sống nào khác điều được cấu tạo bởi những đơn vị cơ bản giống nhau gọi là tế bào Vì tế bào không thấy được bằng mắt thường nên những hiểu biết về tế bào tuỳ thuộc vào trình độ phát triển của kính hiển vi Hiện nay với kính hiển vi điêïn tử người ta quan sát được ở mức siêu cơ cấu của rất nhiều cấu tử hiện diện trong tế bào

Học thuyết tế bào (Cell theory) tức quan niệm cho rằng tất cả các sinh vật được cấu tạo từ các tế bào do nhà thực vật học J.Schleiden công bố vào năm 1838 và nhà động vật học T.Schwann công bố năm 1839 ở Đức, đến năm 1858, quan điểm trên được hoàn chỉnh thêm do một bác sĩ người Đức R.Virchov: Tất cả các tế bào đều bắt nguồn từ những tế bào sống trước nó và không có sự hình thành tế bào ngẫu nhiên từ chất vô sinh

Năm1862, nhà bác học Pháp L.Pasteur chứng minh chắc chắn rằng sự sống không tự ngẫu sinh

Ngày nay, học thuyết tế bào hiện đại khẳng định rằng: “Tất cả các sinh vật đều cấu tạo nên từ tế bào, và các sản phẩm của tế bào, những tế bào mới được tạo nên từ sự phân chia của những tế bào trước nó, có sự giống nhau cơ bản về thành phần hoá học và các hoạt tính về trao đổi chất giữa các loại tế bào và hoạt động của cơ thể là sự tích hợp hoạt tính của các đơn vị tế bào độc lập”

Có những cơ thể sinh vật nói chung và cơ thể thực vật nói riêng chỉ có một tế bào, mọi quá trình hoạt động sống như: sinh trưởng, phát triển, đồng hoá, sinh sản,… đều do bản thân tế bào đó đảm nhiệm Nó là đơn vị độc lập, còn tuyệt đại

đa số trường hợp cơ thể thực vật cấu tạo từ nhiều tế bào

2 Nhân tế bào:

Nhân là một trong những thành phần quan trọng của tế bào Đó là trung tâm của các quá trình sinh học, điều khiểm mọi hoạt động sống của tế bào Đặc biệt trong quá trình phân chia tế bào

Thường trong mỗi tế bào chỉ có một nhân Tuy nhiên cũng có những trường hợp:

-Các tế bào nhỏ bé ở mức tiến hoá thấp như của vi khuẩn, Tảo lam không có nhân Nói cách khác, chất nhân không tập trung thành nhân mà khuếch tán trong chất tế bào, gọi là tế bào tiền nhân và những sinh vật này gọi là sinh vật tiền nhân (Prokaryotae)

-Ở tảo Vaucheria, nấm mốc và các loại nấm túi tế bào có nhiều nhân Thông thường mỗi tế bào có một nhân Các tế bào có nhân hình thành rõ ràng được gọi là tế bào nhân thực Các tế bào nhân thực có ở các sinh vật nhân thực (Eukaryotae)

Nhân tế bào có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau Thông thường nó có hình cầu, hình bầu dục, nhưng cũng có khi ở các tế bào dài và hẹp nhân kéo dài ra, hoặc ở các tế bào già thì nhân dẹt lại có hình dĩa Kích thước trung bình của nhân từ 5 đến 50µ Trong tế bào non, nhân thường nằm ở giữa, còn trong tế bào già nhân thường bị dồn ra sát màng tế bào

Nhân ở trạng thái nghỉ, không phân chia gồm các phần sau đây:

-Màng nhân: bao quanh nhân, có tính chất tạm thời biến mất khi nhân phân chia

-Chất nhân: chiếm gần hết phần ở phía trong màng nhân gồm dịch nhân

và chất nhiễm sắc (dễ bắt màu khi nhuộm)

-Một vài nhân con (hay còn gọi là hạch nhân) hình cầu ,chiết quang hơn chất nhân

3.Nhiễm sắc thể:

3.1 Hình thái nhiễm sắc thể:

Khi nhuộm tế bào đang phân chia bằng một màu base, có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi thường các cấu trúc hình que nhuộm màu đậm, nên được gọi là nhiễm sắc thể (chromosome = chromo màu + some - thể, có nghĩa thể nhuộm màu) Mỗi nhiễm sắc thể có hình dạng đặc trưng, rõ nhất ở kỳ giữa (metaphase) của nguyên phân Tâm động (centromere) là điểm thắt eo chia nhiễm sắc thể thành hai vai với chiều dài khác nhau Theo quy tắc chung, vai ngắn hơn được gọi là vai p và vai q dài hơn Dựa vào vị trí tâm động, có thể phân biệt hình thái các nhiễm sắc thể: tâm giữa (metacentric) Khi hai vai bằng nhau, tâm đầu (acrocentric) khi hai vai không bằng nhau và tâm mút (telocentric) khi tâm động nằm gần cuối (hình sơ đồ các kiểu nhiễm sắc thể ở kỳ giữa và kỳ sau) Trên nhiễm sắc thể có thể thấy các vệt đậm hơn, gọi là chromomere (vệt nhiễm sắc)

Ở các tế bào dinh dưỡng (soma) mỗi nhiểm sắc thể có một cặp giống về hình thái, được gọi là các nhiễm sắc thể tương đồng (homologous) trong đó một chiếc là của mẹ và một chiếc là của cha Bộ nhiễm sắc thể có cặp gọi là lưỡng bội (2n) và đơn bội (n) khi mỗi nhiễm sắc thể chỉ có một chiếc, gặp ở tế bào giao tử

Ngoài ra, ở nhiều động vật có sự khác nhau giữa cá thể đực và cái ở một cặp nhiễm sắc thể giới tính (Sexual)

Tất cả các tế bào của một loài nói chung có số lượng nhiễm sắc thể cố định đặc trưng cho loài đó Ví dụ tế bào ở cây bắp có 20 nhiễm sắc thể, ở ruồi giấm có 8 nhiễm sắc thể, ở người có 46 nhiễm sắc thể

3.2 Chất nhiễm sắc và dị nhiễm sắc:

Vào những năm 1930, khi quan sát bằng kính hiển vi quang học ở kỳ trung gian nhận thấy trên nhiễm sắc thể có vùng nhuộm màu đậm được gọi là chất dị nhiễm sắc (heterochromatine), phân biệt với phần còn lại nhuộm màu nhạt là chất nguyên nhiễm sắc (euchromatine) Chất nguyên nhiễm sắc là chất nhiễm sắc (chromatine) ở trạng thái dãn xoắn, còn chất dị nhiễm sắc là biểu hiện dạng cuộn xoắn cao

AND của chất nguyên nhiễm sắc ở trạng thái hoạt động, còn ở chất dị nhiễm sắc thì AND không phiên mã được và thường sao chép muộn hơn

4 Chu trình tế bào và sự phân bào ở Eukaryotae:

Phân chia tế bào là đặc tính căn bản của tất cả sinh vật Sự sinh sản vô tính và tăng trưởng của các mô cơ thể nhờ nguyên phân (Mitose) là kiểu phân bào tạo ra các tế bào con có kiểu gen giống y như tế bào mẹ Sinh sản hữu tính nhờ giảm phân là kiểu phân bào tạo các tế bào sinh dục hay giao tử có số nhiễm sắc thể giảm một nữa với kiểu gen đa dạng

4.1 Chu trình tế bào (cell cycle):

Các tế bào của sinh vật Eukaryotae trải qua nhiều giai đoạn nối tiếp nhau và kết thúc bằng sự phân chia tạo ra tế bào mới Toàn bộ quá trình từ tế bào đến tế bào thế hệ kế tiếp được gọi là chu trình tế bào, gồm 4 giai đoạn: M, G1, S, và

G2 Sự phân chia tế bào chỉ chiếm một phần của chu trình tế bào (Hình sơ đồ chu trình tế bào)

-M (Mitosis) là giai đoạn nguyên phân

-G1 (Growthe) kéo dài từ sau khi tế bào phân chia đến bắt đầu sao chép vật chất di truyền Sự tích luỹ vật chất nội bào đến một lúc nào đó đạt điểm tới hạn (restriction site) thì tế bào bắt đầu tổng hợp AND

-S (Synthesis) là giai đoạn tổng hợp AND Cuối giai đoạn này số lượng AND tăng gấp đôi và chuyển sang G2

-G2 là giai đoạn được nối tiếp sau S đến bắt đầu phân chia tế bào Trong suốt giai đoạn này, số lượng ADN gấp đôi cho đến khi tế bào phân chia

Khoảng thời gian gồm G1, S và G2 tế bào không phân chia và được gọi chung là kỳ trung gian (interphase) Chính ở kỳ trung gian này, tế bào thực hiện

các hoạt động sống chủ yếu khác và sao chép bộ máy di truyền

Có hai thời kỳ chính trong một chu trình tế bào: thời kỳ trung gian và thời kỳ phân chi Thời kỳ phân chia gồm hai giai đoạn: Giai đoạn phân chia nhân (Mitosis) và giai đoạn phân chia tế bào chất (cytokinensis) Thời gian cần thiết cho mỗi giai đoạn khác nhau rất nhiều tuỳ theo loại tế bào Tuy nhiên, kỳ trung

gian thường chiếm phần lớn thời gian của một chu trình tế bào

4.2 Sự phân bào nguyên phân (Mitosis):

Mitosis là kiểu di truyền cơ bản giống nhau ở tất cả tế bào sinh dưỡng Cơ chế mitosis là bộ nhiễm sắc thể được ổn định từ thế hệ này sang thế hệ khác Tìm hiểu mitosis là tìm hiểu sự phân chia nhân và nhất là nhiễm sắc thể hoạt động diễn tiến như thế nào

Nội dung mitosis đơn giản: mỗi nhiễm sắc thể tự tái bản, nhân đôi và khi phân bào chúng tách đôi đi về mỗi cực tế bào Kết quả hình thành hai tế bào con giống nhau về số lượng và chất lượng các phân tử ADN của nhân

Mitosis là một tiến trình liên tục gồm các giai đoạn cơ bản như sau: Prophase, metaphase, anaphase và telophase; interphase là giai đoạn giữa hai lần phân bào liên tiếp, nghĩa là giữa cuối telophase và đầu prophase kế tiếp

-Interphase :

Trong giai đoạn này ADN tái bản, đây là lúc tế bào hoạt động nhất Hiện diện một hay nhiều hạch nhân Nhân dạng khối, màng nhân rỏ rệt, nội dung bên trong đều đặn đó là nhiễm sắc chất, không phân biệt được chi tiết nhiễm sắc thể dưới kính hiển vi quang học

-Prophase:

Nhiễm sắc thể chất trong nhân dần dần rõ dạng Vào prophase sớm, có dạng chấm nhuyễn mịn đều, sau là chấm sậm hoặc dấu phẩy, sợi dày tương ứng nhiễm sắc thể Mỗi nhiểm sắc thể gồm hai thành phần gọi là nhiễm sắc tử (chromatid) gắn vào nhau ở vùng đặc biệt là tâm động Vị trí tâm động rõ vào cuối prophase, nhiễm sắc thể tương đối xoắn nhiều: quan sát nhân còn dạng tròn, hạch nhân mờ dần

-Metphase:

Có sự hình thành thoi vô sắc, tâm động của mỗi nhiểm sắc thể đôi gắn với thoi vô sắc và xếp ở mặt phẳng giữa tế bào gọi là mặt phẳng xích đạo, nhiễm sắc thể ở trạng thái cực xoắn có hình thái đặc trưng nhờ vị trí eo thắt

-Anaphase:

Giai đoạn này bắt đầu lúc tâm động tách đôi Hai nhiễm sắc tử của mỗi nhiễm sắc thể hoàn toàn tách rời hẳn nhau và mỗi nhiễm sắc tử là một nhiễm sắc thể Các nhiễm sắc thể con trượt trên thoi di chuyển về một trong hai cực Như vậy mỗi cực có đúng số nhiễm sắc thể mà tế bào có Thoi vô sắc biến mất

-Telophase:

Khi hai bộ nhiễm sắc thể về đến hai cực chúng được bao bằng một màng nhân mới Sau đó các nhiễm sắc thể bắt đầu tháo xoắn và trở lại hình dạng như kỳ trung gian, hạch nhân cũng từ từ xuất hiện trở lại

Ở tế bào thực vật bậc cao,sau khi phân chia nhân tế bào chất phân chia bằng cách hình thành một màng đặc biệt gọi là đĩa tế bào( cell plate) bằng chất pectin Đĩa tế bào ban đầu được hình thành ở trung tâm của tế bào chất và từ từ lan ra cho đến khi chạm vào mặt ngoài và cắt đôi chất tế bào của tế bào mẹ gồm hai phần, mỗi phần mang một nhân mới Đồng thời màng tế bào mới được hình thành trên cơ sở đĩa tế bào đó và kết thúc sự phân chia tế bào

Thời gian phân bào nói trên tiếp diễn tùy thuộc vào loại mô, trạng thái sinh lý của tế bào và các điều kiện bên ngoài Thường nó kéo dài từ 60 – 120 phút Kỳ đầu dài nhất rồi đến kỳ cuối, còn hai kỳ kia chỉ độ vài phút Ví dụ ở mô phân sinh của rễ hành

4.3.Sự phân bào giảm phân: (Meiosis)

Phần lớn sinh vật bậc cao sinh sản bằng con đường hữu tính Phương thức sinh sản này có liện quan đến việc tạo thành các giao tử( tức các tế bào sinh sản đực và cái) Kết quả của sự phân chia tế bào này làm cho số lượng nhiễm sắc thể trong các tế bào sinh sản giảm đi còn một nữa so với ở tế bào dinh dưỡng Nhờ hiện tượng này nên tế bào giao tử chỉ còn n nhiễm sắc thể, và là những tế bào đơn bội Sau khi thụ tinh ( sự kết hợp giữa giao tử đực và giao tử cái) sẽ tạo thành hợp tử lưỡng bội (2n), nghĩa là số lượng nhiễm sắc thể lại được phục hồi đảm bảo

được tính đặc trưng về số lượng nhiễm sắc thể của từng loài qua các thế hệ, giữ được số bội thể cho loài

Để hình thành tế bào đơn bội cần có một cơ chế làm giảm số lượng nhiễm sắc thể của tế bào đi một nữa , nghĩa là cần có sự chuyển từ dạng lưỡng bội sang dạng đơn bội Cơ chế đó được đảm bảo trong quá trình phân bào giảm nhiễm

Quá trình phân bào giảm nhiễm gồm hai lần phân chia liên tiếp: lần 1 và lần 2 Mỗi lần phân chia đều gồm 4 kỳ: Prophase, Metaphase, anaphase, và Telophase

Kết quả từ một tế bào mẹ lưỡng bội 2n hình thành nên 4 tế bào đơn bội n Tuy tế bào phân chia hai lần nhưng nhiễm sắc thể chỉ nhân đôi có một lần vào kỳ trung gian, trước khi tế bào đi vào quá trình phân chia Chính vì vậy mà số lượng nhiễm sắc thể giảm đi một nữa ở tế bào con

Trong lần phân chia 1 có quá trình tiếp hợp (Synapsis) xảy ra giữa các cặp nhiễm sắc thể trong cặp tương đồng, tạo thành các thể lưỡng trị (bivalent) Sau đó mỗi nhiễm sắc thể trong cặp tương đồng ở thể lưỡng trị tách rời nhau và phân

ly về hai cực tế bào Sư phân ly trong từng cặp nhiễm sắc thể tương đồng xảy ra độc lập với nhau Trong quá trình tiếp hợp có thể xảy ra hiện tượng trao đổi chéo giữa các đoạn nhiễm sắc thể mang gen ( Hình tiếp hợp các nhiễm sắc thể tương đồng và sự tạo thành hình chéo) Hiện tượng này xảy ra ở mức độ nhiễm sắc tử Trao đổi chéo dẫn đến làm thay đổi thành phần của hệ gen Mỗi nhiễm sắc tử đều có xác xuất như nhau trong khả năng trao đổi chéo với các nhiễm sắc tử khác trong từng thể lưỡng trị

Các tế bào con tuy có số lượng nhiễm sắc thể bằng nhau nhưng thành phần nhiễm sắc thể có thể không giống nhau do nguồn gốc của chúng có thể khác nhau ( từ cơ thể cha hoặc từ cơ thể mẹ), và do kết quả của hiện tượng trao đổi chéo Từ đó dẫn đến những biến dị tái tổ hợp trong con cái Vì vậy, phân bào giảm nhiễm có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình sinh sản hữu tính, trong chọn lọc và tiến hóa

Quá trình phân bào giảm nhiễm xảy ra như sau:

4.3.1.Lần phân chia thứ nhất:

-Interphase:Nội dung nhân tương đối đồng nhất, khó phân biệt các phần tử

di truyền dưới kính hiển vi quang học

-Prophase 1: Giai đoạn này diễn ra phức tạp và tương đối dài so với các giai đoạn khác Dựa vào trạng thái của nhiễm sắc thể có thể phân biệt thành 5 giai đoạn nhỏ như sau:

+Leptotene (Mành ty):

Nhiễm sắc thể dạng sợi mãnh, chưa thấy được dạng kép

Nhiễm sắc thể bắt đầu xoắn

Màng nhân và hạch nhân vẫn còn

+Zygotene ( Hiệp ty):

Nhiễm sắc thể tiếp tục xoắn

Các nhiễm sắc thể tương đồng bắt cặp và tiếp hợp (Synapsis) với nhau từ một đầu của nhiễm sắc thể tạo thành thể lưỡng trị (bivalent)

+Pachytene (Hậu ty):

Nhiễm sắc thể tiếp tục xoắn, dày lên, thấy được mỗi bivalent gồm có 4 sợi hay 4 nhiễm sắc tử( tetrad)

Nhiễm sắc thể xoắn chặt và xảy ra hiện tượng trao đổi chéo (Crossing over) giữa các nhiễm sắc tử trong cặp tương đồng

+Diakinesis (Xuyên động):

Nhiễm sắc thể xoắn cực đại và mang hình dạng đặc trưng

Màng nhân và hạch nhân biến mất

Thoi vô xắc hình thành

-Metaphase 1:

Mành nhân không còn, thoi vô sắc xuất hiện Các nhiễm sắc thể tập trung trên mặt phẳng xích đạo theo từng cặp tương đồng

Tâm động dính trên sợi tơ vô sắc

Các nhiễm sắc thể vẫn còn dính nhau ở các chiasma

-Anaphase 1:

Nhiễm sắc thể trong từng cặp tương đồng phân ly và trượt trên sợi tơ vô sắc về phía hai cực tế bào Mỗi nhiễm sắc thể kép đi về một cực, không có sự tách tâm động

-Telophase 1:

Nhiễm sắc thể tập trung ở 2 cực tế bào

Nhiễm sắc thể hơi dãn xoắn, nhân con xuất hiện, màng nhân hình thành Vách tế bào nhăn cách tạo thành 2 tế bào con, vách này xuất hiện hay không tùy loài thực vật Vậy giai đoạn này gồm 2 tế bào, mỗi tế bào có nhiễm sắc thể đơn bội (n) dạng kép (2 nhiễm sắc tử)

Do hiện tượng trao đổi chéo và phân ly độc lập, hai tế bào con, nói chung không giống hệt nhau về mặt di truyền

Ở động vật, tế bào con đi vào kỳ trung gian nhưng, hoàn toàn không có sự nhân đôi ADN

4.3.2.Lần phân chia thứ 2:

-Prophase 2:

Giai đoạn này xảy ra rất nhanh, ở một số loài đôi khi không tìm thấy

Màng nhân, hạch nhân biến mất Nhiễm sắc thể xuất hiện ở dạng sợi bắt phẩm đậm, phân bố đều trong nhân

-Metaphase 2:

Thoi vô sắc hình thành, nhiễm sắc thể kép tập trung trên mặt phẳng xích đạo vuông góc với mặt phẳng xích đạo ở lần phân chia 1 theo từng nhiễm sắc thể kép

Màng nhân, hạch nhân xuất hiện

Màng tế bào hình thành Mỗi tế bào con ở Telophase 1 phân chia thành hai tế bào con

Mỗi tế bào trong bốn tế bào con có nhiễm sắc thể đơn bội (n) giống nhau

Nhưng đặc điểm nhiễm sắc thể không giống nhau

4.4.So sánh nguyên phân và giảm phân:

Hình sơ đồ so sánh nguyên phân và giảm phân

4.4.1.Giống nhau:

-Sao chép ADN trước khi vào phân bào

-Đều phân thành 4 kỳ

-Sự phân đều mỗi loại nhiễm sắc thể về các tế bào con

-Hình thành thoi vô sắc

4.4.2.Khác nhau:

Bảng so sánh các đặc tính chủ yếu của nguyên phân và giảm phân:

Nguyên phân(Mitosis) Giảm phân (Meiosis)

1 Xảy ra ở tế bào xoma

2 Một lần phân bào: 2 tế bào con

3 Số nhiễm sắc thể giữ nguyên:

1 tế bào 2n Ỉ 2 tế bào 2n

4 Một lần sao chép AND một lần

chia

5 Thường, các cặp nhiễm sắc thể

1 Xảy ra tế bào sinh dục

2 Hai lần phân bào tạo 4 tế bào con

3 Số nhiễm sắc thể giảm một nữa

1 tế bào 2n Ỉ 4 tế bào n

4 Một lần sao chép ADN, hai lần chia

5 Các nhiễm sắc thể tương đồng bắt

tương đồng không bắt cặp

6 Thường, không có trao đổi chéo

7 Tâm động chia ở kỳ giữa

8 Duy trì sự giống nhau: tế bào con

có kiểu gen giống kiểu gen tế bào

mẹ

9 Tế bào chia nguyên phân có thể là

lưỡng bội (2n) hay đơn bội (n)

cặp ở kỳ trước 1

6 Ít nhất một trao đổi chéo cho một cặp tương đồng

7 Tâm động không chia ở kỳ giữa 1, nhưng chia ở kỳ giữa 2

8 Tạo sự đa dạng trong các sản phẩm của giảm phân

9 Giảm phân luôn luôn xảy ra ở tế bào lưỡng bội (2n) hoặc đa bội (>2n)

4.4.3.Giảm phân tạo sự đa dạng di truyền:

Xét trường hợp đơn giản khi tế bào có hai cặp nhiểm sắc thể tương đồng: AABB ở mẹ và A’A’B’B’ ở cha Cha mẹ có hai loại giao tử AB và A’B’ Thế hệ con AA’BB’ qua giảm phân sẽ tạo ra 4 loại giao tử, ngoài hai loại AB và A’B’ giống các giao tử cha mẹ, còn có thêm hai loại mới là A’B và AB’ Số tổ hợp khác nhau được tạo ra qua giảm phân là 2n ( n là số cặp nhiễm sắc thể)

Hình Giảm phân tạo ra sự đa dạng các giao tử

CÁCH THỰC HIỆN TIÊU BẢN VỀ SỰ SINH SẢN CỦA TẾ BÀO THỰC VẬT

Có hai loại tiêu bản:

-Tiêu bản tạm thời: là tiêu bản chỉ giữ được mẫu vật trong một thời gian ngắn để quan sát ngay Mục đích để hướng dẫn sinh viên thao tác thực hành trong giờ học tại phòng thí nghiệm

-Tiêu bản cố định: mục đích lưu giữ mẫu vật, tổ chức tế bào còn nguyên dạng, phục vị lâu dài trong giảng dạy và nghiên cứu

QUI TRÌNH THỰC HIỆN TIÊU BẢN TẠM THỜI

1 Chuẩn bị: dụng cụ – hoá chất – mẫu vật

1.1 Dụng cụ:

Với loại tiêu bản tạm thời, cần các dụng cụ sau đây:

-Kính hiển vi với vật kính có độ phóng đại 10 và 40 lần

-Lame (bản kính) lamelle (lá kính)

-Dĩa đồng hồ

-Ống hút

-Kim mũi giáo, kim nhọn = dùi huỷ tuỷ

-Đủa thuỷ tinh

-Bình tam giác

-Cốc thuỷ tinh

-Phểu thuỷ tinh

-Cân điện tử

-Bếp điện

-Kẹp

-Lưỡi dao lam – giấy thắm

1.2 Hoá chất:

-Thuốc nhuộm Carmin, hematoxyline

-Cồøn tuyệt đối

-Mô phân sinh của rể hành

-Nụ hoa của thực vật

2 Cách pha chế hoá chất: Trong phạm vi của đề tài với loại tiêu bản tạm

thời, các hoá chất cần được pha chế như sau:

2.1 Dung dịch carnoy: Dùngđể định hình mẫu vật :

Hoá chất: Cồn tuyệt đối: 3 phần

Cách pha: dung dịch carnoy được pha bằng cách hoà lẫn ba phần cồn vào

một phần Acid acêtic

2.2 Dung dịch carmin – Acêtic: dùng để nhuộm nhiễm sắc thể trong nhân

tế bào Khi nhuộm nhân sẽ bắt màu đỏ đậm

Hoá chất: Acid acêtic 45%: 100ml

Bột carmin màu đỏ: 1 gam

Cách pha: 1 gam bột carmin hoà với 100 ml Acid acêtic 45% Đun hổn hợpï này trong một bình tam giác trên ngọn lửa yếu từ 30 phút đến 1 giờ, dùng đủa thuỷ tinh khuấy nhẹ cho bột carmin tan hết Cuối cùng cho vào hổn hợp hai cây đinh sét, cho vào và vớt ra ngay Để nguội rồi đem lọc

2.3 Dung dịch Hematoxyline – phèn sắt: dùng để nhuộm nhiễm sắc thể

trong nhân tế bào Khi nhuộm nhân sẽ bắt màu xanh đen

Hoá chất: Hematoxyline: 1 gam

Acid acêtic 45 %: 1 gam

Phèn sắt (NH4Fe(SO)4)2 12H2O: 0,5%

Cách pha: 1 gam hematoxyline hoà với 100 ml Acid acêtic 45%, cho vào hổn hợp này 0,5 % phèn sắt Dùng đủa thuỷ tinh khuấy tan Để khoảng 15 ngày đem lọc Khi nhuộm pha dung dịch này với Acid acêtic 45% theo tỷ lệ: 1:1 hoặc 2:1 tuỳ theo yêu cầu phẩm đậm hay lợt

2.4 Dung dịch HCl 1N: dùng để làm mềm mẫu vật

Hoá chất: HCl đậm dặc

36 mdd HCl =

36

100 46 ,

2.5 Phèn sắt 0,5 %: Dùng để pha tuốc nhuộm Hematoxyline

-Công thức của phèn sắt: NH4Fe(SO4)2 12H2O

2.6 Acid acêtic 45%: dùng để pha dung dịch carmin – acêtic; pha dung

dịch Hematoxyline phén sắt

-45ml Acid acêtic đậm đặc

-55ml nước cất

Hoà tan 45 ml Acid acêtic đậm đặc trong 55 ml nước cất, ta được 100ml Acid acêtic 45%

3 Chuẩn bị mẫu vật:

3.1 Mô phân sinh của rể:

Ở đề tài này chúng tôi thực hiện tiêu bản về quá trình nguyên phân trên tế bào của mô phân sinh rễ hành (Allium fistulosum) (2n = 16)

-Cát ẩm – củ hành tiều đỏ

Trước khi trồng hành vào cát ẩm, dùng dao bén gọt bớt gốc của củ hành để kích thích sự ra rễ, Củ hành gieo khoảng 24 giờ đã ra rể Tốt nhất lấy rễ ở độ dài 0,5 → 1 cm Thời gian lấy rễ từ 9 giờ đến 10 giờ sáng, vì thời gian này tế bào mô phân sinh rễ đang sinh sản mạnh

3.2 Nụ hoa của thực vật:

Ở đề tài này, chúng tôi thực hiện tiêu bản về quá trình giảm phân trên cờ bắp non (Zea mays) (2n = 20)

Chọn cờ bắp non, khoảng 28 – 30 ngày sau khi gieo hoặc 7 – 10 ngày trước khi trổ Lúc này cờ bắp còn nằm trong thân cây bắp Cờ bắp được thu lúc 9 giờ đến 10 giờ sáng (Khi thu cờ bắp, cây bắp lúc bấy giờ có 8 đến 9 lá Cũng có khi còi cọc 7 lá đã xuất hiện cờ bắp)

4 Phương pháp thực hiện tiêu bản:

Có nhiều phương pháp để thực hiện tiêu bản:

-Tiêu bản phết lên tấm kính Ví dụ nhỏ giọt máu lên tấm kính, phết đều mẫu lên tấm kính

-Tiêu bản dán: dán một phần hay nguyên mẫu vật có kích thướt nhỏ lên tấm kính Ví dụ động vật nguyên sinh hay một phần tổ chức lên tấm kính

-Tiêu bản cắt lát mỏng: Để có được những lát cắt mỏng khoảng vài micromet, mẫu vật phải vùi trong parafin và cắt mẫu vật bằng máy cắt (microtome), thường đựơc thực hiện trong thực tập lớn hay trong nghiên cứu Ví dụ quan sát quá trình phát sinh giao tử ở động vật, còn trong thực vật thông thường ta cắt mẫu bằng lưỡi dao lam mỏng

-Tiêu bản ép, giầm: Mô hay một bộ phận của cơ quan mềm của thực vật, động vật đưa lên tấm kính để ép hoặc giầm trong giọt phẩm nhuộm để quan sát

Ví dụ: Tuyến nước bọt của ruồi giấm để quan sát nhiễm sắc thể khổng lồ

Mô phân sinh ở rễ và mô phân sinh giao tử ở nụ hoa là những mô mềm, chúng tôi chọn phương pháp: tiêu bản ép, giầm Mô thực vật được ép hoặc giầm trong giọt phẩm nhuộm, kết quả ta được những tế bào riêng lẻ mà không bị hỏng

nát

4.1 Định hình mẫu vật:

Mục đích: Định hình mẫu vật mục đích giết chết nhanh mô, tế bào của cơ thể, cố định tất cả các cấu trúc của nó như trong trạng thái sống và giữ cho chúng không bị tiếp tục phá huỷ Ngoài ra định hình còn bảo đảm sao cho trong mẫu vật không hình thành nên cấu trúc mới và không gây khó khăn cho hàng loạt những quá trình tiếp theo trong khi làm tiêu bản

Ở rễ hành, thời gian cố định mẫu là 2 giờ

Ở cờ bắp non, thời gian cố định mẫu là 24 giờ

-Sau khi định hình, mẫu vật cần được rữa 2 – 3 lần, bằng cồn 70o Nếu mẫu vật chưa được làm thí nhiệm thì giữ mẫu vật lâu dài trong cồn 70o, ở nhiệt độ

10 đến 15oC Chú ý trong thời gian cố định mẫu vật nếu thấy dung dịch chuyển màu nên thay bằng dung dịch mới

4.2 Làm mềm mẫu:

Mục đích: Mẫu vật sau khi định hình, rửa sạch bằng cồn 70o, phải qua gian đoạn làm mềm mẫu để khi ép hoặc giầm mẫu vật, các tế bào sẽ tách rời riêng lẻ mà không bị hỏng nát

Nguyên tắc: Dùng một số chất hoá học phá huỷ gian bào như: HCl 1N, acid sulfuric hay nước oxy già 3%, acid nitric 10%…

Thời gian làm mềm mẫu tuỳ theo đối tượng nghiên cứu và hoá chất dùng để làm mềm mẫu

Ở rễ hành, chúng tôi dùng HCl 1N để làm mềm mẫu và thời gian làm 15

phút

4.2.1 Đối với rễ hành:

Rễ hành đã được định hình, rữa sạch 2 – 3 lần bằng nước cất rồi làm mềm rễ trong dung dịch HCl 1N, thời gian 15 phút Sau đó rữa 2 – 3 lần bằng nước cất

cho thật sạch HCl

4.2.2 Đối với cờ bắp non:

Lấy hoa bắp ở những vị trí khác nhau của cờ bắp đã được định hình và rữa sạch 2 – 3 lần bằng nước cất Chú ý sự trưởng thành của bao phấn theo những vị trí khác nhau của hoa trên cờ bắp

Dùng kẹp và kim nhọn tách lấy bao phân ra và loại bỏ phấn dư thừa: bao hoa, cuống hoa

Đối với cờ bắp, chúng tôi không qua giai đoạn làm mềm mẫu, bao phấn

lấy ra sẽ được nhuộm ngay

4.3 Nhuộm mẫu và thực hiện tiên bản:

Thuốc nhuộm thường dùng để nhuộm nhân tế bào là: carmin, hematoxylyne

4.3.1 Đối với rễ hành:

-Nhuộm rễ hành bằng dung dịch carmin

Rễ hành được nhuộm bằng dung dich carmin trong 15 phút

-Nhuộm rễ hành bằng hematoxylyne

Pha dung dịch hematoxylyne với Acid acêtic 45% tỷ lệ: 1:1, rễ hành được nhuộm trong thuốc nhuộm khoảng 4 giờ trở đi thì các tế bào của mô phân sinh mới ngấm thuốc đều

-Khi ngấm thuôc, ta thấy mô phân sinh của rễ hành dài khoảng 1mm, bắt màu đậm hơn phần rễ

-Dùng kim mũi giáo cắt nhẹ, mô phân sinh sẽ tách rời khỏi rễ Đặt mô này vào bản kính có sẳn một giọt thuốc nhuộm, đậy lá kính lại ,đè bẹp mẫu bằng đầu que diêm hoặc đầu bằng gỗ của kim mũi giáo Các tế bào của mô phân sinh sẽ tách rời nhau, nhưng tế bào còn nguyên vẹn Qua sát nhân tế bào để tìm ra các

gian đoạn của quá trình phân bào nguyên phân

4.3.2 Đối với cờ bắp non:

Đặt các bao phấn lên kính mang vật, dùng lưỡi dao lam hoặc đầu kìm mũi giáo cắt đôi bao phấn, nhỏ thuốc nhuộm vào Sau đó dùng kẹp nhọn kẹp các phần bao phấn này để tế bào bên trong tung ra

-Gắp bỏ các vỏ bao phấn cho thật sạch

-Nếu nhuộm mẫu bằng carmin: nhỏ 1 hoặc 2 giọt thuốc nhuộm lên rồi đậy mẫu lại Chú ý hạn chế sử dụng giấy thấm để thấm thuốc lúc này nhằm tránh các tế bào bị trôi ra ngoài Quan sát ngay sau khi nhuộm

-Nếu nhuộm màu bằng hematoxylyne thì pha thuốc nhuộm với Acid acêtic 45% theo tỷ lệ 1: 2 (1 phần thuốc nhuộm, 2 phần acid acêtic), đậy mẫu lại khoảng 5 – 10 phút cho thấm thuốc rồi quan sát