Giải Sinh học 10 Bài 14: Giảm phân
Lời giải:
Nhờ sự kết hợp của 3 cơ chế nguyên phân, giảm phân và thụ tinh mà bộ NST lưỡng bội 2n của loài sinh sản hữu tính được duy trì nguyên vẹn từ thế hệ này sang thế hệ khác:
- Giảm phân tạo ra các giao tử có bộ NST giảm đi một nửa (n). Sau đó, sự kết hợp của 2 giao tử (n) trong thụ tinh tạo thành hợp tử (2n), khôi phục lại bộ NST 2n đặc trưng của loài.
- Tế bào hợp tử 2n trải qua nhiều lần nguyên phân và biệt hóa tế bào phát triển thành cơ thể đa bào trưởng thành.
I. Quá trình giảm phân và thụ tinh
Câu hỏi 1 trang 86 Sinh học 10: Giảm phân là gì?
Lời giải:
Giảm phân là hình thức phân chia của các tế bào sinh dục chín để tạo thành các giao tử có bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa so với tế bào mẹ ban đầu.
Câu hỏi 2 trang 86 Sinh học 10: Quan sát hình 14.1 và trả lời câu hỏi:
a) Để tạo ra 4 tế bào con, cần mấy lần phân chia từ một tế bào ban đầu?
Lời giải:
- Để tạo ra 4 tế bào con, cần 2 lần phân chia liên tiếp (gồm giảm phân I và giảm phân II) từ một tế bào ban đầu.
- So sánh bộ nhiễm sắc thể ban đầu và bộ nhiễm sắc thể của các tế bào là sản phẩm của các lần phân chia đó: Sau khi kết thúc 2 lần phân chia, bộ NST của các tế bào con có số lượng giảm đi một nửa so với số lượng NST trong tế bào ban đầu.
Lời giải:
- Trước khi bắt đầu giảm phân I, sau khi nhiễm sắc thể được nhân đôi ở pha S của kì trung gian, nhiễm sắc thể trong nhân tế bào ở trạng thái kép gồm hai chromatid đính với nhau ở tâm động.
- Ý nghĩa của sự nhân đôi nhiễm sắc thể tạo nhiễm sắc thể kép trước khi tiến hành giảm phân: Đây là lần nhân đôi duy nhất của nhiễm sắc thể trong giảm phân để đảm bảo cho mỗi tế bào con có bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa so với tế bào mẹ ban đầu.
Câu hỏi 4 trang 87 Sinh học 10: Quan sát hình 14.3, cho biết:
a) Giảm phân I có các kì nào? Nhiễm sắc thể biến đổi như thế nào ở kì đầu I?
b) Nhận xét về sự sắp xếp của nhiễm sắc thể ở kì giữa I và sự di chuyển của nhiễm sắc thể ở kì sau I.
c) Kết quả của giảm phân I là gì? Hãy so sánh số lượng nhiễm sắc thể của tế bào lúc bắt đầu giảm phân và lúc kết thúc giảm phân I.
d) Kết quả của giảm phân II là gì? So sánh bộ nhiễm sắc thể của tế bào được tạo ra sau giảm phân I và giảm phân II.
Lời giải:
a)
- Giảm phân I gồm 4 kì: kì đầu I, kì giữa I, kì sau I, kì cuối I.
- Sự biến đổi của nhiễm sắc thể tại kì đầu I: Ở kì đầu I, nhiễm sắc thể kép bắt đôi với nhau thành từng cặp tương đồng (tiếp hợp) và có thể xảy ra trao đổi chéo giữa các choromatid của các nhiễm sắc thể tương đồng. Các nhiễm sắc thể dần co xoắn.
b)
- Nhận xét về sự sắp xếp của nhiễm sắc thể ở kì giữa I: Ở kì giữa I, các nhiễm sắc thể kép trong cặp tương đồng được xếp thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào.
- Nhận xét về sự di chuyển của nhiễm sắc thể ở kì sau I: Mỗi nhiễm sắc thể kép trong cặp tương đồng di chuyển về một cực của tế bào.
c)
- Kết quả của giảm phân I là từ 1 tế bào 2n ban đầu tạo ra 2 tế bào con mang bộ NST n kép.
- So sánh số lượng nhiễm sắc thể của tế bào lúc bắt đầu giảm phân và lúc kết thúc giảm phân I: Từ lúc bắt đầu giảm phân đến lúc kết thúc giảm phân, số nhiễm sắc thể đã giảm đi một nửa (từ 2n NST kép thành n NST kép).
d)
- Kết quả của giảm phân II là tạo ra 4 tế bào con mang bộ nhiễm sắc thể n đơn.
- So sánh bộ nhiễm sắc thể của tế bào được tạo ra sau giảm phân I và giảm phân II: Bộ NST của tế bào trong giảm phân I và giảm phân II có số lượng bằng nhau, nhưng ở giảm phân I là nhiễm sắc thể kép còn ở giảm phân II là nhiễm sắc thể đơn.
Lời giải:
Nhận xét về sự phân li và tổ hợp của các cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau qua các giai đoạn của giảm phân I: Trong giảm phân I, các nhiễm sắc thể đã phân li độc lập và tổ hợp tự do về 2 cực của tế bào tạo ra các tổ hợp nhiễm sắc thể mới, hình thành nên nhiều loại giao tử khác nhau.
Lời giải:
Bảng 14.1. So sánh quá trình nguyên phân và quá trình giảm phân
|
Điểm |
Nội dung so sánh |
Nguyên phân |
Giảm phân |
|
Khác nhau |
Kết quả |
Từ 1 tế bào mẹ ban đầu tạo ra 2 tế bào con mang bộ nhiễm sắc thể giống tế bào mẹ. |
Từ 1 tế bào ban đầu tạo ra 4 tế bào con mang bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa so với tế bào mẹ. |
|
Diễn ra ở loại tế bào |
Tất cả các tế bào trừ tế bào sinh dục chín. |
Tế bào sinh dục chín. |
|
|
Các giai đoạn |
Kì trung gian, phân chia nhân (gồm 4 kì là kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cuối) và phân chia tế bào chất. |
Kì trung gian, giảm phân I (kì đầu I, kì giữa I, kì sau I, kì cuối I), giảm phân II (kì đầu II, kì giữa II, kì sau II, kì cuối II). |
|
|
Hiện tượng tiếp hợp và trao đổi chéo |
Không có hiện tượng tiếp hợp và trao đổi chéo. |
Có hiện tượng tiếp hợp và có thể trao đổi chéo giữa các chromatid của các nhiễm sắc thể tương đồng ở kì đầu I. |
|
|
Sắp xếp nhiễm sắc thể trên thoi phân bào |
- Ở kì giữa, các NST kép tập trung thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. |
- Ở kì giữa I, các nhiễm sắc thể kép trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng tập trung thành hai hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. - Ở kì sau II, các NST kép tập trung thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. |
|
|
Các nhiễm sắc thể tách nhau ở tâm động |
Xảy ra ở kì sau. |
Không xảy ra ở kì sau I nhưng xảy ra ở kì sau II. |
|
|
Số lần phân bào |
1 lần. |
2 lần. |
|
|
Đặc điểm của tế bào sinh ra so với tế bào ban đầu |
Tế bào sinh ra có bộ nhiễm sắc thể 2n đơn giống nhau và giống hệt tế bào mẹ ban đầu. |
Tế bào sinh ra có bộ nhiễm sắc thể n đơn giảm đi một nửa so với tế bào mẹ ban đầu. |
|
|
Giống nhau |
- Đều là hình thức phân bào có sự tham gia của thoi phân bào. - Đều có một lần nhân đôi DNA ở kì trung gian trước khi phân bào. - Sự phân chia nhân đều diễn ra theo các kì: kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cuối. - Nhiễm sắc thể đều trải qua những biến đổi tương tự như: tự nhân đôi, đóng xoắn, phân li, tháo xoắn. Màng nhân và nhân con đều tiêu biến vào kì đầu và xuất hiện vào kì cuối, thoi phân bào đều tiêu biến vào kì cuối và xuất hiện vào kì đầu. - Diễn biến các kì của giảm phân II giống với nguyên phân. |
||
Lời giải:
- Giao tử tham gia vào quá trình tạo ra cơ thể mới có bộ nhiễm sắc thể (n đơn) giảm đi một nửa so với số lượng nhiễm sắc thể (2n đơn) trong tế bào sinh dưỡng.
- Sự hình thành giao tử:
+ Sự hình thành giao tử đực: Tế bào mầm sinh tinh phát triển thành tinh bào bậc một → Tinh bào bậc một tiến hành giảm phân tạo ra tinh tử (tiền tinh trùng) → Các tinh tử hình thành nên giao tử đực (tinh trùng). Từ một tế bào mầm sinh tinh tạo ra 4 tinh trùng.
+ Sự hình thành giao tử cái: Tế bào mầm sinh trứng phát triển thành noãn bào bậc một → Noãn bào bậc một tiến hành giảm phân tạo ra 1 tế bào trứng và 3 thể cực → Tế bào trứng hình thành nên giao tử cái, các thể cực tiêu biến. Từ một tế bào mầm sinh trứng chỉ tạo ra 1 trứng.
Lời giải:
* Giống nhau:
- Đều xảy ra với các tế bào mầm sinh dục.
- Đều trải qua các giai đoạn: phát triển, giảm phân, hình thành giao tử.
* Khác nhau:
|
Giai đoạn |
Sự phát sinh giao tử đực |
Sự phát sinh giao tử cái |
|
Phát triển |
Tế bào mầm sinh tinh phát triển thành tinh bào bậc 1. |
Tế bào mầm sinh trứng phát triển thành noãn bào bậc 1. |
|
Giảm phân I |
Tinh bào bậc 1 qua giảm phân I cho 2 tinh bào bậc 2 có kích thước bằng nhau. |
Noãn bào bậc 1 qua giảm phân I cho 1 noãn bào bậc 2 có kích thước lớn và 1 thể cực có kích thước nhỏ. |
|
Giảm phân II |
Mỗi tinh bào bậc 2 qua giảm phân II cho 2 tinh tử có kích thước bằng nhau. |
Noãn bào bậc 2 qua giảm phân II cho 1 tế bào trứng có kích thước lớn và 1 thể cực có kích thước nhỏ. |
|
Hình thành giao tử |
Từ một tế bào mầm sinh tinh tạo ra 4 tinh tử, cả 4 tinh tử đều phát triển thành 4 tinh trùng. |
Từ một tế bào mầm sinh trứng chỉ tạo ra 1 trứng còn 3 thể cực có |
Lời giải:
- Nhận xét về sự biến đổi của giao tử đực và giao tử cái so với sản phẩm của giảm phân:
+ Giao tử đực phân hóa có đầu, thân và đuôi.
+ Giao tử cái có kích thước lớn, chứa nhiều chất dinh dưỡng.
- Ý nghĩa của quá trình nguyên phân và giảm phân ở các tế bào của cơ quan sinh sản đối với sự phát sinh giao tử là:
+ Nguyên phân giúp gia tăng số lượng tế bào sinh sản.
+ Giảm phân giúp hình thành các tế bào tiền giao tử có bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa.
Lời giải:
- Khái niệm thụ tinh: Thụ tinh là quá trình giao tử đực đơn bội (n) kết hợp giao tử cái đơn bội (n) tạo nên hợp tử lưỡng bội (2n).
- Về mặt số lượng nhiễm sắc thể, hợp tử có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) gấp đôi bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n) trong các giao tử và giống bộ nhiễm sắc thể trong tế bào sinh dưỡng của cơ thể bố mẹ.
Lời giải:
Giao tử đực chứa bộ nhiễm sắc thể đơn bội có nguồn gốc từ bố, giao tử cái chứa bộ nhiễm sắc đơn bội có nguồn gốc từ mẹ. Thụ tinh là quá trình giao tử đực đơn bội (n) kết hợp giao tử cái đơn bội (n) tạo nên hợp tử lưỡng bội (2n), hợp tử sẽ phát triển thành phôi rồi phát sinh thành cơ thể mới. Như vậy, trong mỗi cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong tế bào của cơ thể sinh vật lưỡng bội, 1 chiếc có nguồn gốc từ bố và 1 chiếc có nguồn gốc từ mẹ.
Lời giải:
Bộ nhiễm sắc thể 2n đặc trưng của loài được duy trì ổn định qua các thế hệ cơ thể ở sinh vật sinh sản hữu tính nhờ 3 quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh:
- Giảm phân tạo ra các giao tử có bộ NST giảm đi một nửa (n). Sau đó, sự kết hợp của 2 giao tử (n) trong thụ tinh tạo thành hợp tử (2n), khôi phục lại bộ NST 2n đặc trưng của loài.
- Tế bào hợp tử 2n trải qua nhiều lần nguyên phân và biệt hóa tế bào phát triển thành cơ thể đa bào trưởng thành.
Lời giải:
- Trong quá trình giảm phân tạo giao tử, các nhiễm sắc thể có sự phân li và tổ hợp tự do → Nếu một cá thể sinh vật sinh sản hữu tính có bộ nhiễm sắc thể 2n = 4 được kí hiệu AaBb thì có thể tạo ra 4 loại giao tử là AB, Ab, aB, ab.
- Trong quá trình thụ tinh tạo hợp tử, các loại giao tử tổ hợp tự do → Sự thụ tinh của 4 loại giao tử là AB, Ab, aB, ab có thể tạo ra 9 loại tổ hợp khác nhau của bộ nhiễm sắc thể ở thế hệ con là AABB, AAbb, aaBB, aabb, AABb, aaBb, AaBB, Aabb, AaBb.
Lời giải:
- Con la phát triển từ hợp tử được hình thành do sự kết hợp giao tử của ngựa (mang n = 64 : 2 = 32 nhiễm sắc thể) và giao tử của lừa (mang n = 62 : 2 = 31 nhiễm sắc thể) → Con la sẽ có 32 + 31 = 63 nhiễm sắc thể.
- Con la không có khả năng sinh sản vì bộ NST trong tế bào của con la không gồm các cặp nhiễm sắc thể tương đồng nên không thể tiến hành tiếp hợp trong kì đầu I của giảm phân dẫn đến quá trình giảm phân bị rối loạn và không thể tạo ra được giao tử.
Lời giải:
Sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân và tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử đực và giao tử cái trong quá trình thụ tinh tạo ra vô số các tổ hợp nhiễm sắc thể mới giúp hình thành nên sự phong phú, đa dạng của sinh vật đồng thời đây cũng là nguyên liệu cho quá trình tiến hóa giúp sinh vật thích nghi hơn với điều kiện thay đổi của môi trường.
II. Một số nhân tố ảnh hưởng đến quá trình giảm phân
Câu hỏi 10 trang 90 Sinh học 10: Theo em, có những yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình giảm phân?
Lời giải:
Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình giảm phân gồm:
- Nhân tố bên trong: di truyền, hormone sinh dục, tuổi thành thục sinh dục,... Trong đó, nhân tố di truyền quy định thời điểm bắt đầu giảm phân và số lần giảm phân; hormone sinh dục ở động vật kích thích giảm phân hình thành giao tử;…
- Nhân tố bên ngoài: nhiệt độ, hóa chất, các bức xạ, chế độ dinh dưỡng, sự căng thẳng,… Trong đó, các nhân tố như nhiệt độ, hóa chất, các bức xạ,… có tác động ức chế quá trình giảm phân; chất dinh dưỡng như vitamin, khoáng chất, chất chống oxi hóa có thể vô hiệu hóa một số chất gây đột biến đảm bảo quá trình giảm phân diễn ra bình thường; căng thẳng dẫn đến phân bào giảm phân sớm;…
Lời giải:
- Có thể tác động đến cả yếu tố bên trong (di truyền, hormone sinh dục, tuổi thành thục sinh dục,...) và yếu tố bên ngoài (nhiệt độ, hóa chất, các bức xạ, chế độ dinh dưỡng, sự căng thẳng,…) để thay đổi thời điểm bắt đầu, hiệu suất, tốc độ của quá trình giảm phân hình thành giao tử.
- Ví dụ:
+ Sử dụng hormone hoặc chất kích thích để tăng quá trình giảm phân hình thành trứng và tinh trùng: Tiêm dịch chiết từ tuyến dưới não của các loài cá khác cho cá mè, cá trắm cỏ làm trứng chín hàng loạt; tiêm huyết thanh ngựa chửa cho trâu, bò,... làm cho trứng nhanh chín và rụng hoặc làm chín và rụng nhiều trứng cùng một lúc.
+ Thay đổi thời gian chiếu sáng đối với gà nuôi làm cho gà có thể đẻ 2 trứng/ngày.
Lời giải:
Ví dụ một số cây trồng, vật nuôi được điều khiển sinh sản bằng hormone sinh dục:
- Cá mè, cá trắm cỏ không đẻ trong ao nuôi. Tiêm dịch chiết từ tuyến dưới não của các loài cá khác làm trứng chín hàng loạt, sau đó nặn trứng ra và cho thụ tinh nhân tạo bên ngoài cơ thể rồi đem ấp nở ra cá con.
- Sử dụng Prostaglandin F2-alpha (PGF2a) và các chất tổng hợp có hoạt tính tương tự nhằm gây động dục hàng loạt ở gia súc nhai lại.
- Trong trồng trọt, người ta dùng GA3B (Gibberelline) trong công nghệ lúa lai, phun lên bông của cây mẹ, để bông lúa vươn dài ra, dễ tiếp nhận phấn hoa,…
Xem thêm các bài giải SGK Sinh học lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:
