Sự lớn lên và sinh sản của tế bào – KHTN 6 Bài 20

1. Tế bào lớn lên nhờ đâu?

Tế bào mới hình thành thường có kích thước nhỏ hơn khi trưởng thành. Nhờ trao đổi chất với môi trường và chuyển hóa các chất nhận được, tế bào xây dựng thêm các thành phần của mình, tăng kích thước và khối lượng. Sự lớn lên là một quá trình sống, không đơn giản như thổi căng một quả bóng.

Chất dinh dưỡng, nước và điều kiện môi trường phù hợp góp phần giúp các hoạt động của tế bào diễn ra. Ở cơ thể đa bào, tế bào còn nhận sự hỗ trợ và điều hòa từ các phần khác của cơ thể. Không nên suy ra cứ cung cấp càng nhiều một chất bất kì thì tế bào càng lớn nhanh hoặc cơ thể càng khỏe.

Kích thước tế bào có giới hạn. Khi lớn lên, việc trao đổi và vận chuyển chất cần vẫn đáp ứng được hoạt động của tế bào. Các loại tế bào có hình dạng, chức năng và giới hạn khác nhau; không có một kích thước trưởng thành duy nhất áp dụng cho tất cả.

2. Tế bào sinh sản bằng phân chia

Trong mô hình cơ bản của bài, một tế bào mẹ chuẩn bị và phân chia để hình thành hai tế bào con. Trước và trong quá trình đó, vật chất di truyền được chuẩn bị, phân chia để các tế bào con nhận thông tin cần thiết; các phần của tế bào được tổ chức và phân chia tương ứng.

Ở tế bào nhân thực, có thể mô tả khái quát sự phân chia nhân cùng sự phân chia tế bào chất, cuối cùng hình thành hai tế bào con. Đây là cách tóm tắt quá trình, không phải một thao tác cắt đôi tế bào tùy ý. Chi tiết các giai đoạn sẽ được học ở mức sau.

Tế bào con có thể tiếp tục lớn lên và phân chia nếu thuộc loại có khả năng phân chia và có điều kiện thích hợp. Tuy nhiên, không phải mọi tế bào trong cơ thể trưởng thành đều liên tục phân chia; nhiều tế bào đã chuyên hóa có khả năng phân chia hạn chế hoặc không còn phân chia theo cách thông thường.

Từ “mẹ” và “con” trong mô tả này chỉ quan hệ giữa tế bào trước và sau quá trình, không chỉ giới tính của cơ thể. Một tế bào mẹ không còn tồn tại như một tế bào riêng bên cạnh hai tế bào con sau khi hoàn tất phân chia.

3. Hai quá trình liên hệ nhưng không giống nhau

Ví dụ, khi quan sát vùng đang sinh trưởng của rễ cây, sự tăng số lượng và sự lớn lên của tế bào cùng góp phần vào sự phát triển của rễ. Không nên giải thích rằng cả rễ dài ra chỉ do một tế bào duy nhất kéo dài mãi.

Trong sơ đồ, kích thước các vòng tròn thường được người vẽ điều chỉnh để dễ nhìn. Nếu hình không ghi tỉ lệ, không dùng diện tích vòng tròn để tính khối lượng tế bào. Cần đọc mũi tên và số lượng để biết sơ đồ đang nhấn mạnh lớn lên hay phân chia.

4. Ý nghĩa đối với cơ thể sống

Ở cơ thể đa bào, sự lớn lên và phân chia tế bào góp phần làm cơ thể tăng trưởng. Phân chia còn tạo tế bào mới thay thế một số tế bào già, chết hoặc bị tổn thương trong những mô có khả năng tái tạo. Vì vậy, cơ thể ngừng tăng chiều cao rõ rệt không có nghĩa mọi tế bào đã ngừng tạo mới.

Ở nhiều sinh vật đơn bào, tế bào phân chia cũng chính là cơ thể sinh sản, hình thành các cơ thể mới. Trong cơ thể đa bào, hai tế bào con thường vẫn là thành phần của cùng cơ thể; một tế bào da phân chia không tạo ra hai con người.

Ví dụ giải thích: một vùng biểu bì được thay thế dần bằng tế bào mới giúp duy trì lớp bao phủ. Việc phục hồi tổn thương thực tế còn phụ thuộc nhiều điều kiện và loại mô; không thể khẳng định mọi phần cơ thể đều tái tạo giống nhau chỉ từ mô hình phân chia.

Sự phân chia cần được điều hòa. Bài học cho thấy giá trị của quá trình tạo mới tế bào trong cơ thể, không khuyến khích tìm cách làm tế bào phân chia càng nhanh càng tốt.

5. Đếm số tế bào trong mô hình tăng gấp đôi

Nếu bắt đầu từ một tế bào và mọi tế bào con đều tiếp tục chia đôi, ta có số lượng qua các thế hệ: 1 → 2 → 4 → 8 → 16. Mỗi mũi tên tương ứng một lượt phân chia của toàn bộ tế bào đang có, không phải một tế bào bất kì chia trong quần thể.

Công thức khái quát: N = N₀ × 2ⁿ. Trong đó N₀ là số tế bào ban đầu; n là số lượt phân chia liên tiếp theo mô hình; N là số tế bào sau cùng. Điều kiện: mỗi tế bào tạo hai tế bào con, tất cả cùng hoàn thành n lượt, không có tế bào mất đi hay nhập thêm.

Ví dụ minh họa mới: bắt đầu với 3 tế bào, sau 2 lượt chia đôi theo đúng giả thiết, số lượng là 3 × 2 × 2 = 12 tế bào. Có thể kiểm tra ý nghĩa bằng chuỗi 3 → 6 → 12. Số 12 là tổng số tế bào ở thời điểm cuối, không cộng thêm 3 tế bào ban đầu một lần nữa.

Không tự đổi n thành số giờ nếu chưa biết thời gian của mỗi thế hệ. Không dùng công thức để dự đoán chính xác tế bào trong cơ thể thật khi tốc độ phân chia khác nhau, một số tế bào không chia hoặc có tế bào chết.

6. Lỗi dễ nhầm và ghi nhớ

• “Lớn lên nghĩa là tăng số tế bào.” Với một tế bào, lớn lên nói về kích thước và khối lượng; tăng số lượng liên quan đến phân chia.
• “Một mẹ và hai con nghĩa là có ba tế bào.” Sau khi phân chia hoàn tất, tế bào mẹ đã tạo thành hai tế bào con.
• “Cơ thể trưởng thành không tạo thêm tế bào.” Nhiều mô vẫn có quá trình thay thế tế bào.
• “Mọi tế bào luôn chia theo cùng một tốc độ.” Khả năng và tốc độ phụ thuộc loại tế bào, trạng thái và điều kiện.
• “Cứ thấy chia đôi là áp dụng 2ⁿ cho toàn bộ cơ thể.” Phải xét đủ giả thiết của mô hình.

Ghi nhớ: trao đổi chất giúp tế bào lớn lên; phân chia tạo tế bào mới; hai quá trình phục vụ tăng trưởng, thay thế và sinh sản tùy cơ thể. Khi tính số lượng, luôn viết rõ điều kiện của mô hình trước kết quả.

Học tiếp và luyện tập

Sơ đồ tư duy cuối bài

• LỚN LÊN: Trao đổi và chuyển hóa chất; Tăng kích thước, khối lượng.
• PHÂN CHIA: Một tế bào mẹ → hai tế bào con; Không cộng lại tế bào mẹ.
• Ý NGHĨA: Tăng trưởng; thay thế tế bào; Sinh sản ở nhiều cơ thể đơn bào.
• MÔ HÌNH SỐ LƯỢNG: N = N₀ × 2ⁿ; Mọi tế bào cùng chia; không mất.
• GIỚI HẠN: Không phải tế bào nào cũng chia; Không suy số giờ từ số lượt.