Sự lớn lên và sinh sản của tế bào

Vết xước ở đầu gối tự liền lại, chiếc áo năm ngoái năm nay đã chật. Cả hai chuyện đều do cùng một việc diễn ra âm thầm trong cơ thể bạn: tế bào lớn lên rồi sinh sản.

1. Tế bào lớn lên nhờ trao đổi chất

Tế bào con vừa hình thành thì rất bé. Nó lấy chất dinh dưỡng từ bên ngoài, biến thành chất của mình (trao đổi chất), nên to dần và nặng dần, cho tới khi thành tế bào trưởng thành. Phần to lên nhiều nhất là tế bào chất; nhân gần như không đổi.

• Ví dụ 1 (củ hành trên cốc nước). Đặt củ hành lên miệng cốc nước, vài ngày sau rễ trắng mọc dài ra. Rễ dài ra một phần vì các tế bào ở rễ đang to lên.
• Ví dụ 2 (tế bào có lớn mãi được không?). Không. Tế bào càng to thì chất dinh dưỡng đi từ màng vào tới giữa càng chậm, tế bào "nuôi" không kịp phần bên trong. Vì vậy tế bào chỉ lớn tới một kích thước nhất định rồi dừng.

2. Tế bào sinh sản bằng cách phân chia

Tế bào trưởng thành, lớn tới một kích thước nhất định, sẽ phân chia: một nhân tách thành hai nhân, rồi tế bào chất chia đôi. Kết quả: 1 tế bào mẹ → 2 tế bào con. Hai tế bào con lại lớn lên rồi lại phân chia.

Mỗi lần phân chia, số tế bào gấp đôi: 1 → 2 → 4 → 8 → … Sau n lần, từ 1 tế bào có 2ⁿ tế bào.

• Ví dụ 1. Sau 4 lần phân chia: 2⁴ = 2 · 2 · 2 · 2 = 16 tế bào.
• Ví dụ 2. Chỉ cần 10 lần phân chia, đã có 2¹⁰ = 1 024 tế bào.

3. Ý nghĩa

• Khi cơ thể đã ngừng cao, tế bào vẫn tiếp tục sinh sản để thay tế bào cũ.
• Sinh vật đơn bào (cơ thể chỉ có 1 tế bào, như trùng giày) lớn lên chỉ nhờ tế bào ấy to ra.

Bảng ghi nhớ

Lỗi hay gặp

1. Lấy số lần nhân 2. Phân chia 5 lần không phải 5 · 2 = 10 tế bào. Mỗi lần là gấp đôi: 2 · 2 · 2 · 2 · 2 = 2⁵ = 32.
2. Nghĩ tế bào con sinh ra là chia tiếp ngay. Tế bào con phải lớn lên thành tế bào trưởng thành rồi mới phân chia.
3. Nghĩ cơ thể lớn lên chỉ vì tế bào to ra. Tế bào không thể to mãi. Cơ thể đa bào lớn lên chủ yếu nhờ số tế bào tăng (và mỗi tế bào to ra tới mức trưởng thành).
4. Nghĩ ngừng cao là tế bào ngừng sinh sản. Tế bào vẫn phân chia để thay tế bào già, chết, bị tổn thương.
5. Lẫn "lớn lên" với "sinh sản". Kích thước tăng là lớn lên; số lượng tăng là sinh sản.

Bài tập theo dạng

Dạng 1. Đếm tế bào sau các lần phân chia

Cách làm: mỗi lần phân chia thì nhân đôi. 1 tế bào sau n lần → 2ⁿ tế bào. Có a tế bào ban đầu → a · 2ⁿ.

Bài 1.
a) Một tế bào phân chia 5 lần liên tiếp. Có bao nhiêu tế bào con?
b) Có 3 tế bào, mỗi tế bào phân chia 4 lần. Tổng cộng có bao nhiêu tế bào?
c) Từ 1 tế bào, cần mấy lần phân chia để có 64 tế bào?

Bài 2. Một tế bào cứ 20 phút phân chia một lần. Sau 2 giờ, từ 1 tế bào có bao nhiêu tế bào (coi như không tế bào nào chết)?

Dạng 2. Lớn lên hay sinh sản?

Cách làm: xem cái gì thay đổi. Kích thước tăng → lớn lên. Số lượng tăng → sinh sản.

Bài 3.
a) Một tế bào rễ hành dài gấp đôi sau một ngày, nhưng vẫn chỉ là một tế bào. Đây là quá trình nào?
b) Đúng hay sai: "Tế bào con vừa sinh ra là phân chia ngay."
c) Xếp theo đúng thứ tự: (1) nhân tách làm hai; (2) hai tế bào con hình thành; (3) tế bào con lớn lên; (4) tế bào chất chia đôi.

Dạng 3. Giải thích hiện tượng

Cách làm: tìm xem tế bào to ra, nhiều lên, hay được thay mới, rồi nối với hiện tượng.

Bài 4.
a) Thằn lằn đứt đuôi, vài tuần sau mọc lại đuôi mới. Nhờ quá trình nào?
b) Cây bưởi con cao 20 cm, một năm sau cao 1,5 m. Mai nói: "Vì mỗi tế bào to lên gấp nhiều lần." Mai nói đủ chưa?
c) Bác Minh 40 tuổi, không cao thêm nữa. Tế bào của bác có ngừng sinh sản không?

Chuyện bên lề

• Tế bào mới từ đâu ra? Gần 200 năm trước, khi học thuyết tế bào vừa ra đời (1838–1839), nhiều nhà khoa học còn tin tế bào mới tự "kết tinh", giống hạt muối hiện ra khi nước biển cạn.
• Người soi trứng ếch. Năm 1852, bác sĩ Robert Remak ở Berlin soi trứng ếch dưới kính hiển vi và thấy một tế bào tách thành 2, rồi 4, rồi 8. Ông kết luận: tế bào chỉ sinh ra từ tế bào có trước. Năm 1855, bác sĩ Rudolf Virchow đưa ý đó thành câu nổi tiếng: "Mọi tế bào đều sinh ra từ tế bào." Có sử gia cho rằng Remak đã không được ghi công xứng đáng.
• Cái tên "nguyên phân". Năm 1882, Walther Flemming nhuộm màu tế bào kì giông và mô tả kĩ cảnh nhân phân chia. Ông gọi quá trình ấy là mitosis, lấy từ chữ Hy Lạp nghĩa là "sợi chỉ", vì trong nhân hiện ra những sợi nhỏ.
• Ngay lúc này. Mỗi giây, cơ thể người thay gần 4 triệu tế bào, nhiều nhất là tế bào máu và tế bào lót ruột. Lớp lót dạ dày được thay sau vài ngày, lớp ngoài của da sau vài tuần.
• Khi phân chia mất kiểm soát. Bình thường cơ thể chỉ tạo vừa đủ tế bào để bù số cần thay. Nếu tế bào cứ phân chia không dừng, chúng tạo thành khối u. Hiểu sự phân chia tế bào là bước đầu để chữa ung thư.

Trò chơi 5 phút ở nhà: gấp giấy nhân đôi

Lấy một tờ giấy báo. Mỗi lần gấp đôi, số lớp giấy tăng gấp đôi, giống hệt số tế bào sau mỗi lần phân chia. Trước khi gấp, bạn đoán xem sau 6 lần gấp có bao nhiêu lớp, rồi gấp và đếm thử (đáp án: 2⁶ = 64 lớp). Bạn gấp được tối đa mấy lần? Lúc đó có bao nhiêu lớp?