Giảm phân
Kiến thức cần nhớ
1. Diễn biến của giảm phân
Giảm phân (phân bào giảm nhiễm) là hình thức phân chia của các tế bào mầm sinh dục trong quá trình sản sinh giao tử ở các cơ quan sinh sản.
Giảm phân gồm 2 lần phân bào liên tiếp gọi là giảm phân 1 và giảm phân 2, ở kì trung gian, mỗi NST đơn được nhân đôi thành NST kép.
a. Giảm phân I:
b. Giảm phân II:
c. Kết quả của giảm phân:
Kết thúc giảm phân II, từ một tế bào, qua 2 lần giảm phân, tạo ra 4 tế bào con với số lượng NST trong mỗi tế bào giảm đi một nửa (n). Sau đó các tế bào con sẽ biến thành các giao tử.
- Ở cơ thể đực, từ một tế bào sinh tinh qua giảm phân hình thành 4 tinh trùng
- Ở cơ thể cái, một tế bào sinh trứng qua giảm phân chỉ hình thành 1 trứng và 3 thể cực bị biến mất.
2. Các yếu tố ảnh hưởng tới giảm phân
Yếu tố bên trong:
- Di truyền.
- Các hormone sinh dục: người ta có thể tiêm hormone sinh dục để kích thích vật nuôi sinh sản theo ý muốn.
- Tuổi tác: phụ nữ từ 35 tuổi trở lên, tỉ lệ sinh con mắc hội chứng Down tăng.
Yếu tố môi trường:
- Một số loài thực vật chỉ ra hoa khi gặp điều kiện thời tiết, chế độ chiếu sáng thích hợp.
3. Ý nghĩa của giảm phân
- Giảm phân kết hợp với thụ tinh và nguyên phân là cơ sở của sinh sản hữu tính của các loài sinh vật, đảm bảo duy trì bộ NSt của loài.
- Cơ sở tạo ra vô số loại biến dị tổ hợp ở đời con, cung cấp nguyên liệu cho tiến hóa và chọn giống.
Sơ đồ tư duy giảm phân:
Ví dụ minh hoạ
Ví dụ 1: Trao đổi chéo giữa các NST tương đồng trong giảm phân I có vai trò gì?
Phương pháp giải:
Trao đổi chéo giữa các NST tương đồng trong giảm phân I có vai trò góp phần tạo ra nhiều loại giao tử đa dạng khác nhau.
Lời giải:
Sự trao đổi chéo giữa các NST tương đồng ở kì đầu I, kết hơp với sự phân li và tổ hợp ngẫu nhiên của các NST trong giảm phân tạo ra nhiều loại giao tử có kiểu gene khác nhau, là cơ sở để tạo ra vô số các biến dị tổ hợp ở đời con, cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa và chọn giống.
Ví dụ 2: Hãy xếp các ảnh chụp các giai đoạn của giảm phân dưới kính hiển vi (ở hình bên) theo đúng trình tự các kì của quá trình giảm phân.
Phương pháp giải:
Đặc điểm các kì của giảm phân là:
- Kì đầu I:
+ Các NST kép bắt đôi với nhau thành từng cặp tương đồng và dần co xoắn.
+ Các chromatid của các NST tương đồng có thể trao đổi đoạn cho nhau (trao đổi chéo).
+ Thoi phân bào hình thành, màng nhân và hạch nhân tiêu biến.
- Kì giữa I:
+ Các cặp NST kép tương đồng co xoắn cực đại và di chuyển về mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào, tập trung thành hai hàng.
+ Các vi ống được vào một phía tâm động của mỗi NST kép.
- Kì sau I:
+ Hai NST kép trong cặp tương đồng tách rời nhau ra và mỗi NST di chuyển trên thoi phân bào đi về một cực của tế bào.
- Kì cuối I:
+ Các NST kép dần dãn xoắn.
+ Thoi phân bào tiêu biến.
+ Màng nhân và hạch nhân xuất hiện tạo thành hai nhân mới.
+ Tế bào chất phân chia tạo thành hai tế bào con có số lượng NST giảm đi một nửa so với tế bào mẹ nhưng ở trạng thái kép.
- Kì đầu II:
+ NST kép dần co xoắn và hiện rõ.
+ Thoi phân bào được hình thành.
+ Màng nhân và hạch nhân dần tiêu biến.
- Kì giữa II:
+ Các NST kép co xoắn cực đại và di chuyển về mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào tập trung thành một hàng.
+ Mỗi NST kép gắn với vi ống ở cả hai phía của tâm động.
- Kì sau II:
+ Hai chromatid của mỗi NST kép tách rời nhau ra và di chuyển trên thoi phân bào đi về hai cực của tế bào.
- Kì cuối II:
+ Các NST dần dãn xoắn.
+ Thoi phân bào tiêu biến.
+ Màng nhân và hạch nhân xuất hiện tạo thành hai nhân mới.
+ Tế bào chất phân chia tạo thành hai tế bào con.
Lời giải:
Sắp xếp các ảnh chụp của các giai đoạn của giảm phân dưới kính hiển vi theo đúng trình tự các kì của quá trình giảm phân là: 1 (kì đầu I), 4 (kì giữa I), 2 (kì sau I), 3 (kì cuối I), 8 (kì đầu II), 7 (kì giữa II), 6 (kì sau II), 5 (kì cuối II).
Ví dụ 3: Bạn có một cây cam cho quả rất ngon và sai quả. Nếu muốn nhân rộng giống cam của mình, bạn sẽ chọn phương pháp chiết cành hay chọn nhân giống bằng hạt lấy từ quả của cây cam này? Hãy giải thích sự lựa chọn của bạn.
Phương pháp giải:
- Chiết cành là một trong những phương pháp nhân giống vô tính cây trồng, dựa trên cơ sở là nguyên phân. Do đó, cây con tạo ra sẽ mang các đặc tính của cây mẹ.
- Nhân giống bằng hạt của cây cam: dựa trên cơ sở giảm phân và sự kết hợp của các giao tử tạo hợp tử, từ hợp tử sẽ phát triển thành cây con. Do đó, cây con có thể không mang nhiều đặc tính tốt giống cây mẹ.
Lời giải:
Em sẽ chọn phương pháp chiết cành do phương pháp này đảm bảo cây con sẽ giữ được các đặc tính tốt (quả rất ngon và sai quả) của cây mẹ trong khi các cây con được nhân giống bằng hạt lấy từ cây cam trên chưa chắc đã có các đặc tính này của cây mẹ ban đầu.
Bài tập tự luyện
Bài 1: Cơ chế nào giúp các loài sinh sản hữu tính duy trì được bộ NST của loài qua các thế hệ?
Phương pháp giải:
Ở loài sinh sản hữu tính, quá trình sinh sản có sự kết hợp của giao tử đực và giao tử cái để tạo thành hợp tử, từ đó hợp tử phát triển thành cơ thể mới.
Lời giải:
Cơ chế giúp các loài sinh sản hữu tính duy trì được bộ NST của loài qua các thế hệ là giảm phân. Giảm phân (phân bào giảm nhiễm) là hình thức phân chia của các tế bào sinh dục sơ khai (tế bào sinh tinh, tế bào sinh trứng), xảy ra trong cơ quan sinh sản để tạo ra các giao tử.
Bài 2: Cơ chế nào dẫn đến số lượng NST giảm đi một nửa sau giảm phân?
Phương pháp giải:
Số lượng NST giảm đi một nửa sau giảm phân là do sự phân li đồng đều của các NST về 2 cực của tế bào trong hai lần phân bào của quá trình giảm phân.
Lời giải:
Trong hai lần phân bào của quá trình giảm phân đã có sự phân chia đồng đều của các NST về 2 cực của tế bào, cụ thể:
- Ở kì trung gian, mỗi NST được nhân đôi tạo thành NST kép.
- Ở kì sau I, hai NST kép trong cặp tương đồng tách rời nhau ra và mỗi NST di chuyển trên thoi phân bào đi về một cực của tế bào. Sau đó, tế bào chất phân chia tạo thành hai tế bào con có số lượng NST giảm đi một nửa so với tế bào mẹ nhưng ở trạng thái kép tại kì cuối I.
- Ở kì sau II, hai chromatid của mỗi NST kép tách rời nhau ra và di chuyển trên thoi phân bào đi về hai cực của tế bào. Sau đó, tế bào chất tiếp tục phân chia tạo thành hai tế bào con.
Như vậy, từ một tế bào, qua hai lần giảm phân đã tạo ra bốn tế bào con với số lượng NST giảm đi một nửa so với tế bào ban đầu.
Bài 3: Kết quả của giảm phân tạo ra bốn tế bào con có vật chất di truyền giống hệt nhau hay không? Giải thích.
Phương pháp giải:
Kết quả của giảm phân tạo ra tạo ra bốn tế bào con có vật chất di truyền không giống hệt nhau.
Lời giải:
Kết quả của giảm phân tạo ra tạo ra bốn tế bào con có vật chất di truyền không giống hệt nhau. Nguyên nhân là do sự phân li ngẫu nhiên của các cặp NST tương đồng cũng như có sự trao đổi chéo xảy ra giữa chúng tạo ra những tổ hợp NST và tổ hợp gene mới.
Bài 4: Quá trình giảm phân chịu ảnh hưởng của những yếu tố nào? Giải thích.
Phương pháp giải:
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình giảm phân, như: yếu tố di truyền, yếu tố môi trường bên ngoài, hormone sinh dục, tuổi tác.
Lời giải:
Quá trình giảm phân chịu ảnh hưởng của những yếu tố là:
- Yếu tố di truyền: bộ nhiễm sắc thể của tế bào là đối tượng chính của quá trình giảm phân nên những bất thường về hình thái, cấu trúc, số lượng nhiễm sắc thể đều có thể ảnh hưởng tới kết quả của quá trình giảm phân của tế bào.
- Yếu tố môi trường bên ngoài, như nhiều loài cây chỉ có thể ra hoa khi gặp điều kiện thời tiết, chế độ chiếu sáng thích hợp. Ví dụ, để cho các cây thanh long ra hoa trái vụ, bà con nông dân thường thắp đèn chiếu sáng vào ban đêm.
- Các hormone sinh dục. Ví dụ, để cho vật nuôi sinh sản theo ý muốn, người ta có thể tiêm hormone sinh dục kích thích quá trình sinh sản cho vật nuôi
- Tuổi tác cũng ảnh hưởng đến giảm phân. Ở người, phụ nữ càng lớn tuổi, tỉ lệ sinh con bị hội chứng Down (do thừa một NST 21) càng gia tăng, đặc biệt từ tuổi 35 trở lên. Điều này được giải thích là do càng lớn tuổi thì quá trình giảm phân hình thành giao tử càng dễ bị rối loạn, dẫn đến tỉ lệ các giao tử bất thường tăng lên (giao tử thừa một NST 21), đặc biệt ở phụ nữ (do thời gian của kì đầu giảm phân I kéo dài quá lâu, đúng bằng số tuổi của người phụ nữ khi sinh con nên dễ dẫn đến rối loạn cơ chế phân li NST).
Bài 5: Cây hoa giấy trồng trong điều kiện khô cằn so với cây cùng loại được tưới đủ nước, cây nào sẽ ra hoa nhiều hơn? Giải thích.
Phương pháp giải:
Việc ra hoa ít hay nhiều của cây hoa giấy bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường bên ngoài.
Lời giải:
Cây hoa giấy trồng trong điều kiện khô cằn sẽ ra hoa nhiều hơn so với cây cùng loại được tưới đủ nước. Nguyên nhân là do trong điều kiện được tưới đủ nước thì cây sẽ tập trung cho quá trình sinh trưởng để tăng kích thước, tăng tán cây mà trì hoãn quá trình phát triển, ra hoa.
Bài 6: Giải thích vì sao quá trình giảm phân kết hợp với thụ tinh và nguyên phân là cơ sở của sinh sản hữu tính ở sinh vật, đảm bảo duy trì bộ NST 2n đặc trưng cho loài?
Phương pháp giải:
Ở loài sinh sản hữu tính, quá trình sinh sản có sự kết hợp của giao tử đực và giao tử cái (thụ tinh) để tạo thành hợp tử, từ đó hợp tử phát triển thành cơ thể mới. Trong đó, các giao tử được hình thành nhờ quá trình giảm phân của các tế bào sinh dục chín, hợp tử qua quá trình nguyên phân sẽ tạo thành phôi. Ở phôi tiếp tục diễn ra quá trình nguyên phân và biệt hóa của các tế bào để hình thành nên cơ thể mới.
Lời giải:
- Trong giảm phân, các NST nhân đôi một lần nhưng lại phân chia hai lần, kết quả là tạo ra các giao tử có số lượng NST giảm đi một nửa (n NST) so với tế bài ban đầu (2n NST).
- Các giao tử đực và giao tử cái kết hợp với nhau trong quá trình thụ tinh tạo thành hợp tử (2n), khôi phục lại bộ NST 2n đặc trưng cho loài.
- Tế bào hợp tử trải qua nhiều lần nguyên phân và biệt hóa tế bào phát triển thành cơ thể đa bào trưởng thành.
Như vậy, quá trình giảm phân kết hợp với thụ tinh và nguyên phân là cơ sở của sinh sản hữu tính ở sinh vật, đảm bảo duy trì bộ NST 2n đặc trưng cho loài.
Bài 7: Nêu điểm khác nhau cơ bản nhất giữa nguyên phân và giảm phân.
Phương pháp giải:
Nguyên phân và giảm phân là hai hình thức phân bào khác biệt nhau. Giảm phân kết hợp với thụ tinh và nguyên phân là cơ sở của sinh sản hữu tính ở sinh vật, đảm bảo duy trì bộ NST 2n đặc trưng cho loài.
Lời giải:
Điểm khác nhau cơ bản nhất giữa nguyên phân và giảm phân:
|
Nguyên phân |
Giảm phân |
|
- Xảy ra ở tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục sơ khai. |
- Xảy ra ở tế bào sinh dục chín. |
|
- Có một lần phân bào. |
- Có hai lần phân bào. |
|
- Không có sự bắt cặp và trao đổi chéo. |
- Ở kì đầu I, xảy ra sự bắt cặp và trao đổi chéo. |
|
- Ở kì giữa, NST xếp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo. |
- Ở kì giữa I, NST xếp thành hai hàng ở mặt phẳng xích đạo. - Ở kì giữa II, NST xếp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo. |
|
- Từ một tế bào mẹ cho ra hai tế bào con. |
- Từ một tế bào mẹ cho ra bốn tế bào con. |
|
- Số lượng NST trong tế bào con được giữ nguyên. |
- Số lượng NST trong tế bào con giảm đi một nửa. |
|
- Tế bào con có vật chất di truyền giống nhau và giống tế bào mẹ. |
- Tế bào con có thể có vật chất di truyền không giống nhau. |
Xem thêm các dạng bài tập chi tiết khác:
50 Bài tập phương thức lây truyền, cách phòng chống và ứng dụng của virus (có đáp án)
50 Bài tập một số bệnh do virus và các thành tựu nghiên cứu ứng dụng virus (có đáp án)
50 Bài tập khái quát về virus (có đáp án)
