MasterSchool

Sinh học lớp 10 · KNTT · Chương 6

Lý thuyết Sinh học 10 Bài 17: Giảm phân

Chương 6: Chu kì tế bào và phân bào · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Sinh học 10 Bài 17: Giảm phân theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá toàn bộ kiến thức trọng tâm, sơ đồ cấu trúc tế bào sinh học chuẩn xác, bảng biểu so sánh trực quan và câu hỏi củng cố có lời giải chi tiết.

Lớp

I. Diễn biến của giảm phân

- Giảm phân 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 hai lần phân bào liên tiếp là giảm phân I và giảm phân II nhưng nhiễm sắc thể chỉ nhân đôi một lần vào kì trung gian trước khi tế bào bước vào giảm phân I.

1. Giảm phân I

Các kì

Hình ảnh

Diễn biến

Kì đầu I

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

- 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

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

- 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 gắn vào một phía tâm động của mỗi NST kép.

Kì sau I

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

- 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

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

- 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.

→ Kết thúc giảm phân I, từ một tế bào (2n) tạo ra 2 tế bào con đơn bội kép (n kép).

2. Giảm phân II

Các kì

Hình ảnh

Diễn biến

Kì đầu II

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

- 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

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

- 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

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

- 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

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

- 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.

→ Kết thúc giảm phân II, từ một tế bào đơn bội kép (n kép) tạo ra hai tế bào đơn bội (n).

3. Kết quả của giảm phân

- Kết quả của giảm phân:

+ Từ một tế bào, qua hai lần phân bào của giảm phân tạo ra được bốn tế bào con có số lượng NST giảm đi một nửa nhưng khác nhau về vật chất di truyền.

+ Nguyên nhân về sự khác nhau trong vật chất di truyền của các tế bào con được tạo ra qua giảm phân là do sự phân li ngẫu nhiên của các cặp NST tương đồng trong kì sau của giảm phân I cũng như có sự trao đổi chéo xảy ra giữa chúng tạo tổ hợp NST và tổ hợp gene mới trong kì đầu của giảm phân I.

Sự trao đổi chéo giữa các chromatid của các NST tương đồng
Sự trao đổi chéo giữa các chromatid của các NST tương đồng

- Sau giảm phân, các tế bào con sẽ biến đổi hình thái thành các giao tử:

+ Ở động vật: Từ 1 tế bào sinh tinh qua giảm phân hình thành 4 tinh trùng; 1 tế bào trứng qua giảm phân chỉ hình thành 1 trứng có kích thước lớn và 3 thể cực bị tiêu biến sau đó.

+ Ở người: Noãn nguyên bào (noãn sơ cấp) sau khi giảm phân I, nếu được thụ tinh mới tiếp tục hoàn tất quá trình giảm phân II hình thành tế bào trứng.

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

Giảm phân hình thành tinh trùng, trứng

và quá trình thụ tinh hình thành hợp tử ở người

II. Các yếu tố ảnh hưởng đến giảm phân

Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình giảm phân:

- Yếu tố di truyền: Ở mỗi loài, đến độ tuổi trưởng thành nhất định, các tế bào sinh dục mới tiến hành giảm phân tạo giao tử đánh dấu sự bắt đầu có khả năng sinh sản của cơ thể.

- Các hormone sinh dục: đóng vai trò quan trọng trong quá trình giảm phân. Để vật nuôi sinh sản theo ý muốn, người ta có thể tiêm hormone sinh dục kích thích quá trình sinh sản cho vật nuôi.

- Các yếu tố môi trường: Nhiều loài cây chỉ có thể ra hoa khi gặp điều kiện thời tiết, chế độ ánh sáng thích hợp.

- Tuổi tác: Ở người, phụ nữ tuổi càng lớn (đặc biệt từ tuổi 35 trở lên) 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 khiến khả năng sinh con bị chứng Down càng tăng.

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

Rối loạn giảm phân ở cặp NST 21 dẫn đến hình thành hội chứng Down

III. Ý nghĩa của giảm phân

- 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:

+ 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 niều lần nguyên phân và biệt hóa tế bào phát triển thành cơ thể đa bào trưởng thành.

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

Giảm phân, thụ tinh kết hợp với nguyên phân

là cơ chế duy trì bộ NST 2n đặc trưng của loài sinh sản hữu tính

- Giảm phân góp phần cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa và chọn giống: Sự trao đổi chéo giữa các NST tương đồng ở kì đầu I, kết hợp 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.

Hình ảnh minh họa SGK Sinh học 10

Giảm phân góp phần tạo thành biến dị tổ hợp ở bọ rùa

IV. Bảng so sánh toàn diện Nguyên phân và Giảm phân

Hệ thống hoá các tiêu chí phân biệt giữa hai phương thức phân bào quan trọng của sinh vật nhân thực:

Tiêu chí so sánh Nguyên phân (Mitosis) Giảm phân (Meiosis)
Loại tế bào xảy ra Tế bào sinh dưỡng (soma) và tế bào sinh dục sơ khai Tế bào sinh dục chín bước vào giai đoạn tạo giao tử
Số lần phân bào 1 lần phân bào duy nhất 2 lần phân bào liên tiếp (Giảm phân I và Giảm phân II)
Số lần nhân đôi DNA/NST 1 lần ở kì trung gian 1 lần duy nhất ở kì trung gian trước Giảm phân I
Tiếp hợp & trao đổi chéo Thường không xảy ra Xảy ra ở Kì đầu I giữa các chromatid không chị em trong cặp tương đồng
Sự xếp hàng ở Kì giữa Các NST kép xếp thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo Kì giữa I: xếp 2 hàng; Kì giữa II: xếp 1 hàng
Kết quả phân bào Tạo 2 tế bào con có bộ NST lưỡng bội (2n2n) giống hệt nhau và giống mẹ Tạo 4 tế bào con có bộ NST đơn bội (nn), số lượng giảm một nửa
Ý nghĩa sinh học Giúp cơ thể lớn lên, sinh sản vô tính và tái sinh mô tổn thương Tạo giao tử phục vụ sinh sản hữu tính, phát sinh biến dị tổ hợp phong phú

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Hiện tượng tiếp hợp và trao đổi chéo diễn ra ở kì nào của giảm phân và đem lại ý nghĩa gì?
Hiện tượng tiếp hợp và trao đổi chéo diễn ra ở Kì đầu của Giảm phân I (Kì đầu I): các cặp nhiễm sắc thể kép tương đồng tiến lại gần nhau, tiếp hợp dọc theo chiều dài và có thể xảy ra trao đổi chéo giữa các đoạn chromatid không chị em. Ý nghĩa: Trao đổi chéo dẫn đến sự hoán vị gen, tái tổ hợp các alen của bố và mẹ tạo nên các tổ hợp gen hoàn toàn mới, làm phát sinh nguồn biến dị tổ hợp vô cùng phong phú cho loài, cung cấp nguyên liệu dồi dào cho chọn giống và tiến hóa thích nghi.
Tại sao Giảm phân I được gọi là phân bào giảm nhiễm, còn Giảm phân II được gọi là phân bào đồng nhiễm?
Giảm phân I gọi là giảm nhiễm vì ở kì sau I, các cặp NST kép tương đồng phân li độc lập về hai cực mà không tách tâm động; kết thúc GPI tạo 2 tế bào con có bộ NST đơn bội kép (nn kép), số lượng NST đã bị giảm đi một nửa so với tế bào mẹ ban đầu (2n2n). Giảm phân II gọi là đồng nhiễm vì diễn ra tương tự nguyên phân: ở kì sau II, các chromatid trong NST kép nn tách rời nhau ở tâm động trượt về 2 cực; kết thúc GPII tạo các tế bào con có bộ NST đơn bội đơn (nn đơn), giữ nguyên số lượng nhiễm sắc thể nn như sau GPI.
Lập bảng so sánh những điểm khác nhau cơ bản giữa quá trình nguyên phân và giảm phân.
Nguyên phân: Xảy ra ở tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục sơ khai; gồm 1 lần phân bào; không có tiếp hợp và trao đổi chéo (trừ đột biến hiếm); kì giữa NST xếp 1 hàng; kì sau tách tâm động; kết quả tạo 2 tế bào con có bộ NST 2n2n giống hệt tế bào mẹ; chức năng giúp cơ thể lớn lên, tái sinh mô. Giảm phân: Xảy ra ở tế bào sinh dục chín; gồm 2 lần phân bào liên tiếp; có tiếp hợp và trao đổi chéo ở kì đầu I; kì giữa I NST xếp 2 hàng; kì sau I không tách tâm động; kết quả tạo 4 tế bào con đơn bội nn; chức năng tạo giao tử phục vụ sinh sản hữu tính.
Tại sao sinh sản hữu tính (kết hợp giảm phân và thụ tinh) lại tạo ra tính đa dạng di truyền vượt trội so với sinh sản vô tính?
Vì sinh thái hữu tính kết hợp 3 cơ chế tạo biến dị: (1) Sự tiếp hợp trao đổi chéo giữa các chromatid tương đồng ở kì đầu I; (2) Sự phân li độc lập và tổ hợp tự do ngẫu nhiên của các NST kép tương đồng ở kì sau I (tạo ra 2n2^n loại giao tử khác nhau); (3) Quá trình thụ tinh kết hợp ngẫu nhiên giữa giao tử đực và giao tử cái (tạo ra 4n4^n kiểu tổ hợp hợp tử). Ngược lại, sinh sản vô tính chỉ dựa vào nguyên phân nên các thế hệ con cháu có vật chất di truyền đồng nhất, giống hệt cá thể mẹ.