PHÁT SINH GIAO TỬ VÀ THỤ TINH
1. Nguyờn phõn:
a. Khỏi niệm:
- Nguyờn phõn là hỡnh thức phõn bào nguyờn nhiễm xảy ra ở hầu hết cỏc tế bào trong cơ thể, trừ cỏc tế bào sinh dục ở vựng chớn
- Nguyờn phõn là hỡnh thức phõn bào từ một tế bào ạe tạo ra hai tế bào con cú bộ nhiễm sắc thể giống nhau và giống với tế bào mẹ
b. Cơ chế:
- Nguyờn phõn diễn biến qua 5 kỳ: Kỳ trung gian, kỳ đầu, kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối trong đú kỳ trung gian cũn gọi là giai đoạn chuẩn bị, cỏc kỳ cũn lại được coi là giai đoạn phõn bào chớnh thức
* Kỳ trung gian:
- Trung tử tự nhõn đụi và di chuyển dần về hai cực của tế bào
- NST ở dạng sợi mảnh, tự nhõn đụI tạo thành NST kộp gồm hai crụmatớt giống hệt nhau dớnh với nhau ở tõm động - Cuối kỳ trung gian thỡ màng nhõn và nhõn con bắt đầu tiờu biến
* Kỳ đầu:
- Hai trung tử ở hai cực của tế bào hỡnh thành nờn thoi phõn bào
- Cỏc NST kộp bắt đầu đúng xoắn và trượt trờn thoi phõn bào ở tõm động - Màng nhõn và nhõn con tiờu biến hoàn toàn
* Kỳ giữa:
- Cỏc NST kộp đúng xoắn cực đại và dàn thành một hàng trờn mặt phẳng xớch đạo của thoi phõn bào * Kỳ sau:
- Hai crụmatớt trong NST kộp tỏch nhau ra ở tõm động thành 2 NST đơn và dàn thành hai nhúm tương đương phõn li về hai cực của tế bào
- NST bắt đầu duỗi xoắn * Kỳ cuối:
- Thoi phõn bào biến mất
- NST ở trạng thỏI sợi mảnh và duỗi xoắn hoàn toàn
- Màng nhõn và nhõn con hỡnh thành, tế bào chất phõn chia tạo thành hai tế bào con cú bộ NST 2n giống nhau và giống tế bào mẹ
c. ý nghĩa:
- Nguyờn phõn là phương thức sinh sản của tế bào, giỳp cơ thể lớn lờn
- Là phương thức duy trỡ ổn định bộ NST đặc trưng cho loài qua cỏc thế hệ tế bào ở những loài sinh sản hữu tớnh và qua cỏc thế hệ cơ thể ở những loài sinh sản vụ tớnh
2. Giảm phõn:
a. Khỏi niệm
- Giảm phõn là hỡnh thức phõn bào giảm nhiễm xảy ra ở tế bào sinh dục tại vựng chớn của ống dẫn sinh dục
- Giảm phõn là hỡnh thức phõn bào từ một tế bào mẹ tạo ra 4 tế bào con cú bộ NST giảm đi một nửa so với tế bào mẹ b. Cơ chế:
- Giảm phõn diễn ra qua hai lần phõn bào liờn tiếp nhưng chỉ cú một lần NST tự nhõn đụi, mỗi lần phõn bào đều gồm cú giai đoạn chuẩn bị và giai đoạn phõn bào chớnh thức
<> Lần phõn bào I: * Kỳ trung gian I:
- Trung tử tự nhõn đụi và di chuyển dần về hai cực của tế bào
- NST ở dạng sợi mảnh, tự nhõn đụi tạo thành NST kộp gồm hai crụmatớt giống hệt nhau dớnh với nhau ở tõm động - Cuối kỳ trung gian thỡ màng nhõn và nhõn con bắt đầu tiờu biến
* Kỳ đầu I:
- Hai trung tử ở hai cực của tế bào hỡnh thành nờn thoi phõn bào
- Cỏc NST kộp bắt đầu đúng xoắn, cú hiện tượng tiếp hợp và trao đổi chộo giữa cỏc đoạn tương ứng của hai NST kộp tương đồng. Kết thỳc quỏ trỡnh trao đỏi chộo thỡ NST đớnh vào thoi phõn bào và trượt trờn thoi phõn bào ở tõm động
- Màng nhõn và nhõn con tiờu biến hoàn toàn * Kỳ giữa I:
- Cỏc NST kộp đúng xoắn cực đại và dàn thành hai hàng trờn mặt phẳng xớch đạo của thoi phõn bào * Kỳ sau I:
- Cỏc NST kộp khụng tỏch nhau ở tõm động, mỗi NST kộp trong cặp NST kộp tương đồng phõn li về hai cực của tế bào
- NST vẫn đúng xoắn cực đại * Kỳ cuối I:
- Thoi phõn bào biến mất
- NST vẫn ở trạng thỏi kộp và đúng xoắn cực đại
- Màng nhõn và nhõn con hỡnh thành, tế bào chất phõn chia tạo thành hai tế bào con cú bộ NST đon bội kộp <> Lần phõn bào II
* Kỳ trung gian II:
- Trung tử tự nhõn đụi và di chuyển dần về hai cực của tế bào - NST vẫn ở trạng thỏi kộp và đúng xoắn cực đại
- Cuối kỳ trung gian thỡ màng nhõn và nhõn con bắt đầu tiờu biến * Kỳ đầu II:
- Hai trung tử ở hai cực của tế bào hỡnh thành nờn thoi phõn bào
- Cỏc NST kộp vẫn đúng xoắn cực đại và trượt trờn thoi phõn bào ở tõm động - Màng nhõn và nhõn con tiờu biến hoàn toàn
* Kỳ giữa II:
- Cỏc NST kộp vẫn đúng xoắn cực đại và dàn thành một hàng trờn mặt phẳng xớch đạo của thoi phõn bào * Kỳ sau II:
- Hai crụmatớt trong NST kộp tỏch nhau ra ở tõm động thành 2 NST đơn và dàn thành hai nhúm tương đương phõn li về hai cực của tế bào
- NST bắt đầu duỗi xoắn * Kỳ cuối II:
- Thoi phõn bào biến mất
- NST ở trạng thỏi sợi mảnh và duỗi xoắn hoàn toàn
- Màng nhõn và nhõn con hỡnh thành, tế bào chất phõn chia tạo thành bốn tế bào con cú bộ NST đơn bội n giống nhau và giảm một nửa so với tế bào mẹ
- Là cơ chế tạo ra bộ NST đơn bội trong giao tử, Cơ chế này kết hợp với cơ chế tổ hợp NST trong thụ tinh sẽ tạo tỏI tạo bộ NST lưỡng bội của loài trong cỏc hợp tử
- Sự phõn li độc lập và tổ hợp tự do của cỏc NST trong giảm phõn, sự tiếp hợp dẫn đến trao đổi chộo của từng cặp NST kộp tương đồng ở kỳ đầu I của giảm phõn gúp phần tạo sự đa dạng ở giao tử làm xuất hiện nhiều biến dị tổ hợp, cú ý nghĩa trong tiến hoỏ và chọn giống
3. Sự phỏt sinh giao tử:
- Giao tử là tế bào sinh dục cú bộ NST đơn bội được hỡnh thành từ quỏ trỡnh giảm phõn của tế bào sinh giao tử cú khả năng thụ tinh tạo thành hợp tử. Cú hai loại giao tử đực (tinh trựng) và giao tử cỏi(trứng)
- Quỏ trỡnh phỏt sinh giao tử ở động vật:
+ Trong quỏ trỡnh phỏt sinh giao tử đực: Cỏc tế bào mầm nguyờn phõn liờn tiếp nhiều lần tạo ra nhiều tinh nguyờn bào, cỏc tinh nguyờn bào phỏt triển thành cỏc tinh bào bậc I. Tinh bào bậc I tham gia giảm phõn, lần I tạo ra 2 tinh bào bậc 2, lần 2 tạo ra 4 tế bào con từ đú phỏt triển thành 4 tinh trựng đốu cú kớch thước bằng nhau và đều tham gia vào quỏ trỡnh thụ tinh
+ Trong quỏ trỡnh phỏt sinh giao tử cỏi: Cỏc tế bào mầm nguyờn phõn liờn tiếp nhiều lần tạo ra nhiều noón nguyờn bào, cỏc noón nguyờn bào phỏt triển thành cỏc noón bào bậc I. Noón bào bậc I tham gia giảm phõn, lần I tạo ra một noón bào bậc 2 và một thể cực thứ nhất, lần 2 tạo ra 1 tế bào trứng và thể cực thứ hai. Kết quả tạo ra một tế bào trứng và 3 thể cực, chỉ cú tế bào trứng tham gia thụ tinh cũn 3 thể cực bị tiờu biến
- Quỏ trỡnh phỏt sinh giao tử ở thực vật:
+ Trong quỏ trỡnh phỏt sinh giao tử đực: mỗi tế bào mẹ tiểu bào tử giảm phõn cho 4 tiểu bào tử đơn bội sau đú hỡnh thành nờn 4 hạt phấn. Trong hạt phấn, mỗi nhõn đơn bội lại phõn chia cho một nhõn ống phấn và một nhõn sinh sản, nhõn sinh sản lại phõn chia tạo ra 2 giao tử đực
+ Trong quỏ trỡnh phỏt sinh giao tử cỏi: mỗi tế bào mẹ đại bào tử giảm phõn cho 4 đại bào tử, nhưng chỉ cú một sống sút và lớn lờn, nhõn của nú nguyờn phõn liờn tiếp 3 lần cho 8 nhõn đơn bội được chứa trong tỳi phụi. Trứng nằm ở phớa cuúi lỗ noón của tỳi phụi
4. Thụ tinh
- Thụ tinh là sự kết hợp giữa một giao tử đực và một giao tử cỏi tạo thành hợp tử - ý nghĩa:
+ Là cơ chế tạo ra hợp tử và tỏI tổ hợp bộ NST lưỡng bội của loài, tạo điều kện hỡnh thành cơ thể mới + Sự tổ hợp ngẫu nhiờn của cỏc loại giao tử trong thụ tinh là tăng biến dị tổ hợp ở thế hệ sau
5. Mối liờn hệ giữa nguyờn phõn, giảm phõn và thụ tinh
- Nhờ nguyờn phõn, cỏc thế hệ tế bào khỏc nhau ở cựng một cơ thể vẫn chứa đựng thụng tin di truyền đặc trưng cho loài
- Nhờ giảm phõn tạo ra cỏc giao tử mang bộ NST đơn bội
- Nhờ thụ tinh, cỏc giao tử đực và cỏi kết hợp với nhau tạo ra hợp tử cú bộ NST lưỡng bội đặc trưng cho loài
- ở cỏc loài sinh sản hữu tớnh, sự kết hợp 3 quỏ trỡnh nguyờn phõn, giảm phõn, thụ tinh là cơ chế vừa tạo ra sự ổn định vừa làm phong phỳ, đa dạng thụng tin di truyền ở sinh vật
Cõu hỏi lý thuyết:
1. Trỡnh bày cấu tạo và chức năng của NST?
2. Trỡnh bày cỏc đặc tớnh cơ bản của NST mà cú thể được coi là cơ sở vật chất của di truyền ở cấp đọ tế bào? 3. Trỡnh bày cơ chế của quỏ trỡnh nguyờn phõn? ý nghĩa của nguyờn phõn?
4. Trỡnh bày cơ chế của quỏ trỡnh giảm phõn? ý nghĩa của giảm phõn? 5. So sỏnh nguyờn phõn và giảm phõn?
6. NST kộp là gỡ? Cơ chế hỡnh thành và và hoạt động của nú trong nguyờn phõn và giảm phõn?
7 Cặp NST tương đồng là gỡ? Nờu cơ chế hỡnh thành cặp NST tương đồng trong tế bào bỡnh thường? Phõn biệt NST kộp và cặp NST tương đồng?