BÀI 14. GIẢM PHÂN
I. Quá trình giảm
phân và thụ tinh
1. Cơ chế nhân đôi
và phân li của nhiễm sắc thể trong giảm phân
Khái niệm: giảm phân
là hình thức phân bào của tế bào sinh dục ở thời kì chín. Trong đó, nhiễm sắc
thể nhân đôi 1 lần và trải qua 2 lần phân bào liên tiếp là giảm phân I và giảm
phân II.
a. Kì trung gian
Gồm 3 pha: G1, S, G2.
NST nhân đôi → NST kép
(gồm 2 chromatid (NST) dính nhau ở tâm động)
Cặp nhiễm sắc thể
tương đồng: trong tế bào, các nhiễm sắc thể tồn tại thành từng cặp, gồm 2 nhiễm
sắc thể giống nhau về hình dạng, kích thước, trình tự các gen, nhưng khác nhau
về nguồn gốc (1 từ bố và 1 từ mẹ).
Cặp nhiễm sắc thể
tương đồng nhân đôi tạo thành cặp nhiễm sắc thể kép tương đồng: gồm 4 chromatid
chia thành 2 nhóm chromatid, mỗi nhóm gồm 2 chromatid chị em (có cùng nguồn gốc).
Cặp NST tương đồng là
cặp NST giống nhau về hình thái, kích thước và trình tự các gen nhưng khác nhau
về nguồn gốc.
b. Giảm phân
|
Giai đoạn giảm phân |
Diễn biến cơ bản |
Trạng thái NST |
Số lượng NST (Đơn/Kép) |
Số chromatid |
Số tâm động |
|
Giảm phân I |
|||||
|
Kì đầu I |
- Thoi phân bào hình
thành. - Màng nhân và nhân
con tiêu biến. - Các NST kép tiếp hợp
(bắt đôi với nhau theo từng cặp tương đồng) → có thể trao đổi chéo (trao đổi
các đoạn chromatid cho nhau). Sau tiếp hợp NST dần co xoắn lại. |
Kép |
2n |
4n |
2n |
|
Kì giữa I |
- NST kép tương đồng
co xoắn cực đại. - Các NST tập trung
thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc, các sợi tơ vô sắc đính
vào 1 phía của NST tại tâm động. |
Kép |
2n |
4n |
2n |
|
Kì sau I |
- Mỗi NST kép trong
cặp NST kép tương đồng theo thoi vô sắc đi về 2 cực tế bào |
Kép |
2n |
4n |
2n |
|
Kì cuối I |
- Các NST kép đi về
2 cực của tế bào và dãn xoắn. - Màng nhân và nhân
con xuất hiện. - Thoi phân bào tiêu
biến. - Tế bào chất phân
chia tạo thành hai tế bào con có số lượng NST giảm đi một nửa: 1 tế bào mẹ
(2n) → 2 tế bào con (n) |
Kép |
n (trong mỗi tế bào
con) |
2n |
n |
|
Giảm phân II |
|||||
|
Kì đầu II |
- Thoi phân bào hình
thành. - Màng nhân và nhân
con tiêu biến. - NST kép dần co xoắn. |
Kép |
n |
2n |
n |
|
Kì giữa II |
- Các NST tập trung
thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo, các sợi tơ vô sắc đính vào 2 phía của
NST tại tâm động. |
Kép |
n |
2n |
n |
|
Kì sau II |
- Mỗi NST kép tách rời
ở tâm động thành 2 NST đơn đi về 2 cực của tế bào |
Đơn |
2n |
- |
2n |
|
Kì cuối II |
- NST dãn xoắn. - Màng nhân và nhân
con xuất hiện. - Thoi phân bào tiêu
biến. - Tế bào chất phân
chia tạo thành 2 tế bào con có số lượng NST kép giảm đi một nửa. |
Đơn |
n (trong mỗi tế bào
con) |
- |
n |
So sánh quá trình
nguyên phân và quá trình giảm phân
|
Điểm so sánh |
Nguyên phân |
Giảm phân |
|
Khác nhau |
||
|
Kết quả |
Từ 1 tế bào mẹ ban đầu
(2n) 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 |
Tế bào sinh dưỡng Tế bào sinh dục sơ
khai. |
Tế bào sinh dục thời
kì chín. |
|
Các giai đoạn |
Phân chia nhân Phân chia tế bào chất. |
Giảm phân I Giảm phân II. |
|
Hiện tượng tiếp hợp và TĐC |
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 NST trên thoi PB |
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 2 hàng
trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. - Ở kì giữa II, các
NST kép tập trung thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. |
|
Các NST 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 TB con so với TB mẹ |
Tế bào sinh ra có bộ
nhiễm sắc thể 2n, giống nhau và giống hệt tế bào mẹ ban đầu. |
Tế bào sinh ra có bộ
nhiễm sắc thể kép n, 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 1 lần nhân
đôi DNA ở kì trung gian trước khi phân bào. - Sự phân chia nhân
đều diễn ra theo các kì: đầu, giữa, sau, 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. |
|
2. Sự phát sinh
giao tử và thụ tinh
a. Sự phát sinh
giao tử
* Giống nhau
- Đều là quá trình phát sinh giao tử từ tế bào mầm, trải qua giảm phân
- Hình thành tế bào giao tử có bộ NST giảm đi một nửa so với tế bào mầm
* Khác nhau
- Quá trình phát sinh giao tử đực từ 1 tế bào mầm (2n) hình thành 4 giao tử đực (n) có bộ NST đơn bội
- Quá trình phát sinh giao tử cái từ 1 tế bào mầm hình thành 1 giao tử cái và 3
thể cực (bị tiêu biến)
b. Sự thụ tinh
- Thụ tinh là quá
trình kết hợp giữa giao tử đực (n) với giao tử cái (n) tạo thành hợp tử (2n),
phát triển thành phôi và sau đó là cơ thể mới.
- Ý nghĩa của quá
trình giảm phân
* Về mặt lí luận:
+ Nhờ giảm phân, giao
tử được tạo thành mang bộ NST đơn bội (n), thông qua thụ tinh mà bộ NST của
loài (2n) được khôi phục.
+ Giảm phân kết hợp với
thụ tinh và nguyên phân là cơ chế đảm bảo việc duy trì bộ NST đặc trưng, ổn định
cho loài: giảm phân làm bộ NST của loài giảm đi một nửa, sau đó qua thụ tinh bộ
NST của loài được khôi phục trở lại và quá trình nguyên phân giúp các tế bào lớn
lên, tạo thành cơ thể mới.
* Về mặt thực tiễn: Tạo
ra nhiều biến dị tổ hợp là nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên, giúp
sinh vật thích nghi với điều kiện sống.
III. Một số nhân tố
ảnh hưởng đến quá trình giảm phân:
1. Nhân tố bên
trong
- Nhân tố di truyền: ảnh
hưởng lớn đến quá trình hình thành giao tử (thời điểm bắt đầu giảm phân, số lần
giảm phân, thời gian của một lần giảm phân).
- Hoocmon sinh dục (ở
động vật)
2. Nhân tố bên
ngoài
- Nhiệt độ, hóa chất,
các bức xạ... ức chế quá trình giảm phân.
- Các chất dinh dưỡng,
căng thẳng thần kinh ảnh hưởng đến sự phân chia tế bào.
CÂU HỎI TỰ LUẬN
Câu 1: Tại sao giảm phân lại tạo được các tế bào con
có bộ NST giảm đi một nửa?
BÀI 14. GIẢM PHÂN
I. Quá trình giảm
phân và thụ tinh
1. Cơ chế nhân đôi
và phân li của nhiễm sắc thể trong giảm phân
Khái niệm: giảm phân
là hình thức phân bào của tế bào sinh dục ở thời kì chín. Trong đó, nhiễm sắc
thể nhân đôi 1 lần và trải qua 2 lần phân bào liên tiếp là giảm phân I và giảm
phân II.
a. Kì trung gian
Gồm 3 pha: G1, S, G2.
NST nhân đôi → NST kép
(gồm 2 chromatid (NST) dính nhau ở tâm động)
Cặp nhiễm sắc thể
tương đồng: trong tế bào, các nhiễm sắc thể tồn tại thành từng cặp, gồm 2 nhiễm
sắc thể giống nhau về hình dạng, kích thước, trình tự các gen, nhưng khác nhau
về nguồn gốc (1 từ bố và 1 từ mẹ).
Cặp nhiễm sắc thể
tương đồng nhân đôi tạo thành cặp nhiễm sắc thể kép tương đồng: gồm 4 chromatid
chia thành 2 nhóm chromatid, mỗi nhóm gồm 2 chromatid chị em (có cùng nguồn gốc).
Cặp NST tương đồng là
cặp NST giống nhau về hình thái, kích thước và trình tự các gen nhưng khác nhau
về nguồn gốc.
b. Giảm phân
|
Giai đoạn giảm phân |
Diễn biến cơ bản |
Trạng thái NST |
Số lượng NST (Đơn/Kép) |
Số chromatid |
Số tâm động |
|
Giảm phân I |
|||||
|
Kì đầu I |
- Thoi phân bào hình
thành. - Màng nhân và nhân
con tiêu biến. - Các NST kép tiếp hợp
(bắt đôi với nhau theo từng cặp tương đồng) → có thể trao đổi chéo (trao đổi
các đoạn chromatid cho nhau). Sau tiếp hợp NST dần co xoắn lại. |
Kép |
2n |
4n |
2n |
|
Kì giữa I |
- NST kép tương đồng
co xoắn cực đại. - Các NST tập trung
thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc, các sợi tơ vô sắc đính
vào 1 phía của NST tại tâm động. |
Kép |
2n |
4n |
2n |
|
Kì sau I |
- Mỗi NST kép trong
cặp NST kép tương đồng theo thoi vô sắc đi về 2 cực tế bào |
Kép |
2n |
4n |
2n |
|
Kì cuối I |
- Các NST kép đi về
2 cực của tế bào và dãn xoắn. - Màng nhân và nhân
con xuất hiện. - Thoi phân bào tiêu
biến. - Tế bào chất phân
chia tạo thành hai tế bào con có số lượng NST giảm đi một nửa: 1 tế bào mẹ
(2n) → 2 tế bào con (n) |
Kép |
n (trong mỗi tế bào
con) |
2n |
n |
|
Giảm phân II |
|||||
|
Kì đầu II |
- Thoi phân bào hình
thành. - Màng nhân và nhân
con tiêu biến. - NST kép dần co xoắn. |
Kép |
n |
2n |
n |
|
Kì giữa II |
- Các NST tập trung
thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo, các sợi tơ vô sắc đính vào 2 phía của
NST tại tâm động. |
Kép |
n |
2n |
n |
|
Kì sau II |
- Mỗi NST kép tách rời
ở tâm động thành 2 NST đơn đi về 2 cực của tế bào |
Đơn |
2n |
- |
2n |
|
Kì cuối II |
- NST dãn xoắn. - Màng nhân và nhân
con xuất hiện. - Thoi phân bào tiêu
biến. - Tế bào chất phân
chia tạo thành 2 tế bào con có số lượng NST kép giảm đi một nửa. |
Đơn |
n (trong mỗi tế bào
con) |
- |
n |
So sánh quá trình
nguyên phân và quá trình giảm phân
|
Điểm so sánh |
Nguyên phân |
Giảm phân |
|
Khác nhau |
||
|
Kết quả |
Từ 1 tế bào mẹ ban đầu
(2n) 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 |
Tế bào sinh dưỡng Tế bào sinh dục sơ
khai. |
Tế bào sinh dục thời
kì chín. |
|
Các giai đoạn |
Phân chia nhân Phân chia tế bào chất. |
Giảm phân I Giảm phân II. |
|
Hiện tượng tiếp hợp và TĐC |
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 NST trên thoi PB |
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 2 hàng
trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. - Ở kì giữa II, các
NST kép tập trung thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. |
|
Các NST 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 TB con so với TB mẹ |
Tế bào sinh ra có bộ
nhiễm sắc thể 2n, giống nhau và giống hệt tế bào mẹ ban đầu. |
Tế bào sinh ra có bộ
nhiễm sắc thể kép n, 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 1 lần nhân
đôi DNA ở kì trung gian trước khi phân bào. - Sự phân chia nhân
đều diễn ra theo các kì: đầu, giữa, sau, 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. |
|
2. Sự phát sinh
giao tử và thụ tinh
a. Sự phát sinh
giao tử
* Giống nhau
- Đều là quá trình phát sinh giao tử từ tế bào mầm, trải qua giảm phân
- Hình thành tế bào giao tử có bộ NST giảm đi một nửa so với tế bào mầm
* Khác nhau
- Quá trình phát sinh giao tử đực từ 1 tế bào mầm (2n) hình thành 4 giao tử đực
(n) có bộ NST đơn bội
- Quá trình phát sinh giao tử cái từ 1 tế bào mầm hình thành 1 giao tử cái và 3
thể cực (bị tiêu biến)
b. Sự thụ tinh
- Thụ tinh là quá
trình kết hợp giữa giao tử đực (n) với giao tử cái (n) tạo thành hợp tử (2n),
phát triển thành phôi và sau đó là cơ thể mới.
- Ý nghĩa của quá
trình giảm phân
* Về mặt lí luận:
+ Nhờ giảm phân, giao
tử được tạo thành mang bộ NST đơn bội (n), thông qua thụ tinh mà bộ NST của
loài (2n) được khôi phục.
+ Giảm phân kết hợp với
thụ tinh và nguyên phân là cơ chế đảm bảo việc duy trì bộ NST đặc trưng, ổn định
cho loài: giảm phân làm bộ NST của loài giảm đi một nửa, sau đó qua thụ tinh bộ
NST của loài được khôi phục trở lại và quá trình nguyên phân giúp các tế bào lớn
lên, tạo thành cơ thể mới.
* Về mặt thực tiễn: Tạo
ra nhiều biến dị tổ hợp là nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên, giúp
sinh vật thích nghi với điều kiện sống.
III. Một số nhân tố
ảnh hưởng đến quá trình giảm phân:
1. Nhân tố bên
trong
- Nhân tố di truyền: ảnh
hưởng lớn đến quá trình hình thành giao tử (thời điểm bắt đầu giảm phân, số lần
giảm phân, thời gian của một lần giảm phân).
- Hoocmon sinh dục (ở
động vật)
2. Nhân tố bên
ngoài
- Nhiệt độ, hóa chất,
các bức xạ... ức chế quá trình giảm phân.
- Các chất dinh dưỡng,
căng thẳng thần kinh ảnh hưởng đến sự phân chia tế bào.
CÂU HỎI TỰ LUẬN
Câu 1: Tại sao giảm phân lại tạo được các tế bào con
có bộ NST giảm đi một nửa?
Câu 2: Tại sao các NST tương đồng lại phải bắt đôi với nhau trong kì đầu I? Nếu các NST không bắt đôi với nhau thì điều gì sẽ xảy ra?
Câu 3: Ngựa có bộ nhiễm sắc 2n = 64 và lừa có bộ nhiễm
sắc thể 2n = 62. Con lai giữa ngựa cái và lừa đực là con la. Vậy con la có bao
nhiêu nhiễm sắc thể? Con la có khả năng sinh con không? Vì sao?
Câu 4: Nếu một cá thể sinh vật sinh sản hữu tính có bộ nhiễm sắc thể 2n = 4 được kí hiệu là AaBb thì có thể tạo ra mấy loại giao tử khác nhau về kí hiệu bộ nhiễm sắc thể? Sự thụ tinh có thể tạo ra bao nhiêu khả năng tổ hợp (kí hiệu khác nhau) của bộ nhiễm sắc thể ở thế hệ con?
Câu 2: Tại sao các NST tương đồng lại phải bắt đôi với
nhau trong kì đầu I? Nếu các NST không bắt đôi với nhau thì điều gì sẽ xảy ra?
Câu 3: Ngựa có bộ nhiễm sắc 2n = 64 và lừa có bộ nhiễm
sắc thể 2n = 62. Con lai giữa ngựa cái và lừa đực là con la. Vậy con la có bao
nhiêu nhiễm sắc thể? Con la có khả năng sinh con không? Vì sao?
Câu 4: Nếu một cá thể sinh vật sinh sản hữu tính có bộ
nhiễm sắc thể 2n = 4 được kí hiệu là AaBb thì có thể tạo ra mấy loại giao tử
khác nhau về kí hiệu bộ nhiễm sắc thể? Sự thụ tinh có thể tạo ra bao nhiêu khả
năng tổ hợp (kí hiệu khác nhau) của bộ nhiễm sắc thể ở thế hệ con?
