CƠ CHẾ GIẢM PHÂN VÀ THỤ TINH

I. GIẢM PHÂN 

1. Khái niệm

- Khác với nguyên phân, giảm phân là quá trình phân bào chỉ xảy ra ở các tế bào sinh dục chín (tế bào sinh tinh và sinh trứng), kết quả của giảm phân là tạo ra các giao tử (tinh trùng hoặc trứng) mang một nửa bộ nhiễm sắc thế của tế bào mẹ ban đầu. 

- Với cơ thể lưỡng bội (2n), tế bào sinh dục giảm phân bình thường thì sẽ tạo ra giao tử có bộ NST đơn bội n 

- Với trường hợp cơ thể đa bội (4n) giảm phân binh thường sẽ tạo ra giao tử có bộ NST (2n) 

- Với cơ thể đa bội lẻ thường bất thụ và không tạo ra giao tử.

2. Diến biến quá trình giảm phân 

Quá trình giảm phân điễn ra như thế nào để các tế bao ban đầu tạo ra hai tế bào con mang một nửa bộ NST của tế bào mẹ ban đầu? 

Quá trình giảm phân được chia thành hai giai đoạn liên tiếp nhau là giảm phân I và giảm phân II. Diến biến của từng kì, sự biến đổi số lượng và trạng thái NST trong các kì của quá trình giảm phân được mô tả bởi bảng sau

Bảng: Mô tả diễn biến của quá trình giảm phân trong tế bào 

Kì trung gian I: ADN nhân đôi ở pha S, pha G 2 tế bào chuẩn bị các chất cần thiết cho quá trình phân bào. Kết thúc kì trung gian tế bào có bộ NST 2n kép.

Giảm phân 1

Hình minh họa

Kì đầu 1

  • NST kép bắt đầu đóng xoắn, co ngắn.
  • Các cặp NST thể kép trong cặp tương đồng bắt cặp theo chiều dọc, tiếp hợp với nhau và trao đổi chéo xảy ra giữa hai cromatit không cùng chị em.
  • Cuối kì đầu hai NST kép tách nhau ra.
  • Màng nhân và nhân con tiêu biến

 

Kì giữa 1

  • NST tiếp tục co xoắn cực đại, NST có hình thái đặc trưng cho loài
  • Thoi vô sắc đính vào tâm động ở một bên của NST.
  • Các cặp NST tương đồng tập trung và thành 2 hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào.

 

Kì sau 1

  • Các cặp NST kép tương đồng di chuyển độc lập về hai cực của tế bào và chúng phân li độc lập với nhau.

 

Kì cuối 1

  • Sau khi di chuyển về hai cực của tế bào NST bắt đầu dãn xoắn, màng nhân và nhân con hình thành
  • Thoi vô sắc tiêu biến, màng nhân và nhân con xuất hiện

 

Kết quả

  • Từ 1 tế bào mẹ có 2n NST kép sinh ra 2 tế bào con có bộ NST n kép

Kì trung gian II: Sau khi kết thúc giảm phân tế bào con tiếp tục đi vào giảm phân 2 mà không nhân đôi NST. Trong tế bào có n NST kép

 Giảm phân 2

Hình minh họa

Kì đầu 2

  • NST bắt đầu đóng xoắn
  • Màng nhân và nhân con tiêu biến
  • Thoi vô sắc xuất hiện

 

Kì giữa 2

  • NST kép co xoắn cực đại và tập trung 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc.
  • Thoi vô sắc dính vào 2 phía của NST kép

 

Kì sau 2

  • NST tách nhau tại tâm động trượt trên thoi vô sắc di chuyển về hai cực tế bào.

 

Kì cuối 2

  • NST dãn xoắn. Màng nhân và nhân con xuất hiện, màng tế bào hình thành. Tạo ra hai tế bào con.

 

Kết quả

  • Từ 1 tế bào có n NST kép tạo ra 2 tế bào mang bộ NST n đơn

 => Kết quả của toàn bộ quá trình giảm phân: Từ 1 tế bào mẹ có 2n NST kép tạo ra 4 tế bào con có bộ NST n đơn.

3. Ý nghĩa của giảm phân

- Nhờ sự phân li độc lập, tổ hợp tự do của các NST, hiện tượng trao đổi đoạn và hoán vị gen đã tạo ra tính đa dạng và phong phú cho giao tử, từ đó xuất hiện các biến dị tổ hợp ở thế hệ sau.

II. CƠ CHẾ PHÁT SINH GIAO TỬ VÀ THỤ TINH

1. Hình thành giao tử

- Ở giới đực:

  • Mỗi tế bào sinh tinh giảm phân tạo thành 4 tế bào con và cả 4 tế bào đều biến đổi thành 4 giao tử đực mang bộ NST đơn bội n.
  • Nếu Không xảy ra hoán vị gen thì 1 tế bào sinh tinh giảm phân bình thường sẽ tạo ra 4 tinh trùng trong đó có 2 loại tinh trùng có kiểu gen khác nhau.
  • Nếu xảy ra hoán vị gen thì 1 tế bào sẽ tạo ra 4 loại tinh trùng có kiểu gen khác nhau.

- Ở giới cái:

  • Mỗi tế bào sinh trứng giảm phân tạo 4 tế bào con và luôn chỉ có 1 tế bào biến đổi thành 1 giao tử cái mang bộ NST đơn  bội (1 tế bào trứng (n)) và 3 thể định hướng (n)

=> Sơ đồ phát sinh giao tử

http://image.hoc247.vn/fckeditor/upload/images/Capture(303).PNG

2. Thụ tinh

- Khi thụ tinh 1 giao tử đực kết hợp với 1 giao tử cái hình thành 1 hợp tử, trong quá trình này bộ NST của giao tử đực và bộ NST của giao tử cái hợp nhất với nhau tạo thành bộ NST của hợp tử (n + n = 2n).

=>  Mối quan hệ nguyên phân – Giảm phân - thụ tinh

http://image.hoc247.vn/fckeditor/upload/images/Capture(302).PNG