1. Sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính.
a. Sinh sản vô tính.
Sinh sản vô tính đặc trng cho các vi khuẩn, các động vật đơn bào, nhiều động vật và thực vật. Các hình thức sinh sản vô tính tuy đa dạng nh: Phân đôi, nảy chồi, tái sinh…nhng bản chất là hiện tợng phân bào nguyên nhiễm qua đó 1 cơ thể mẹ sinh ra những cơ thể con giống mẹ về mặt di truyền.
Sinh sản vô tính là phơng thức sinh sản đơn giản, cho phép tăng nhanh số l- ợng cá thể, nhng đặc tính di truyền không đợc thay đổi qua nhiều thế hệ, điều đó không tạo nên đa dạng di truyền cho chọn lọc tự nhiên nên sức sống giảm.
b. Sinh sản hữu tính.
Sự xuất hiện sinh sản hữu tính là bớc tiến hoá lớn của sinh vật. Nó đảm bảo cho sự xuất hiện đa dạng di truyền bằng cách tập hợp hai gen của hai cá thể trong loài vào một cá thể mới, đồng thời tái tổ hợp lại gen của các thể ở thế hệ tiếp theo.
Trong sinh sản hữu tính có sự xen kẽ thế hệ đơn bội và lỡng bội. Phân bào giảm nhiễm cho phép hình thành các giao tử và qua thụ tinh hình thành hợp tử (2n) phát triển thành cơ thể(nhờ nguyên phân, phân hoá tế bào, phân bố tế bào).
2. Cơ chế phân bào giảm nhiễm.
Phân bào giảm nhiễm gồm hai lần phân bào diễn ra liên tiếp nhau:
* Phân bào giảm nhiễm I: Gồm kỳ đầu I, kỳ giữa I, kỳ sau I, kỳ cuối I
* Phân bào giảm nhiễm II: Gồm kỳ đầu II, kỳ giữa II, kỳ sau II, kỳ cuối II
2.1. Phân bào giảm nhiễm I.
Đây là phân bào giảm nhiễm thực thụ vì qua lần phân bào I, hai tế bào con đ- ợc tạo thành có số lợng NST đơn bội kép.
a. Kú ®Çu I.
Thời gian có thể kéo dài hàng ngày, hàng tháng, thậm chí hàng năm. Kỳ đầu
đợc chia làm 5 giai đoạn.
* NST xoắn, co ngắn có mang tâm động, sắp xếp hình bó hoa và đính vào màng nhân.
* NST sắp xếp có định hớng tạo điều kiện cho sự tiếp hợp cặp đôi của các NST tơng đồng. Cặp NST tơng đồng là một cặp gồm 1 chiếc có nguồn gốc từ bố và 1 chiếc có nguồn gốc từ mẹ.
* NST rút ngắn, dày to biểu hiện rõ cấu trúc kép. ở một số cặp NST tơng
đồng có thể xảy ra sự trao đổi chéo giữa hai nhiễm sắc thể trong cặp tơng đồng.
Mỗi NST lúc này gồm hai nhiễm sắc tử đính với nhau ở tâm động. Một cặp tiếp hợp gồm hai NST tơng đồng gọi là lỡng trị hay tứ tử. Sự trao đổi chéo xảy ra giữa các nhiễm sắc tử không phải là chị em, tức là trao đổi gen cho nhau giữa NST bố và mẹ, là quá trình đợc gọi là tái tổ hợp di truyền..
* Sự phân ly của các cặp NST tơng đồng, hai NST trong cặp tơng đồng vẫn còn dính với nhau ở một vài điểm đợc gọi là điểm bắt chéo(là vùng mà ở đó hai NST tơng đồng trao đổi gen cho nhau).
* NST xoắn lại và cô đặc dầy hơn. Trong tứ tử thấy rõ 4 nhiễm sắc tử: trong
đó 2 nhiễm sắc tử chị em vẫn dính với nhau ở tâm động còn hai NST không phải chị em có trao đổi chéo thì dính nhau ở điểm chéo. Màng nhân, hạch nhân biến mất, xuất hiện thoi vô sắc và sao phân bào.
b. Kú gi÷a I.
- NST đóng xoắn và co ngắn tối đa.
- (2n)NST kép xếp thành hai hàng trên mặt phẳng xích đạo.
- Các NST kép đồng dạng khác nguồn đứng đối diện nhau và ngẫu nhiên về vị trí ở hàng bên này hay bên kia.
c. Kú sau I.
Bộ NST(1n) kép ở mỗi hàng tách nhau ra đi về một cực của tế bào. Mỗi cực tế bào có số lợng NST giảm đi một nửa.
d. Kú cuèi I.
Sự phân chia tê bào chất diễn ra tạo thành hai tế bào con, mỗi tế bào con có bộ NST(1n) kép khác nhau về nguồn gốc. Sau đó chuyển sang kỳ yên nghỉ thời gian rất ngắn, NST tháo xoắn màng nhân hình thành trở lại.
2.2. Lần phân bào giảm nhiễm II.
Sau lần giảm phân I, hai tế bào con trải qua một kỳ chuyển tiếp rất ngắn, trong đó không có sự nhân đôi của ADN và NST, rồi chuyển sang giảm phân II.
Lần giảm phân II là phân cân bằng và nó tơng tự nh nguyên phân và sự phân ly ở kỳ cuối II giống hệt nguyên phân, nghĩa là các yếu tố phân ly là hai cromatit trong NST kép tách khỏi nhau và di chuyển về hai cực tế bào. Thời gian lần phân bào II chỉ chiếm 1-10%
* Kú ®Çu II:
NST đóng xoắn trở lại không nhân đôi.
Màng nhân và nhân con tiêu biến, bộ máy phân bào đợc hình thành, thoi vô
sắc đính vào NST ở tâm động và theo phơng vuông góc với thoi vô sắc ở lần phân bào I.
* Kú gi÷a II:
NST có cấu trúc kép điển hình tập trung trên mặt phẳng xích đạo
Bộ NST xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo đính vào thoi vô sắc.
Thoi phân bào hình thành hoàn chỉnh
* Kú sau II:
Hai cromatit trong từng NST kép tách nhau ra ở tâm động đi về hai cực của tế bào.
* Kú cuèi II:
NST đơn nằm gọn ở hai cực của tế bào, thoi vô sắc tiêu biến, màng nhân và nhân con xuất hiện. Sự phân chia tế bào chất cũng diễn ra.
Kết quả từ 1 tế bào (2n) qua giảm phân với hai lần phân bào(phân bào I và phân bào II) sẽ cho ra 4 tế bào con có bộ NST(1n).
3. Phân biệt phân bào nguyên nhiễm và giảm nhiễm.
Nguyên phân Giảm phân
- Đặc trng cho tất cả các dạng tế bào - Tế bào con có bộ NST nh tế bào
- Đặc trng cho tế bào sinh dục chín trong thời kỳ tạo giao tử.
- Tế bào con có bộ NST giảm đi một
mẹ(2n).
- Gồm 1 lần phân bào.
- Gian kỳ giữa hai lần nguyên nhiễm có nhân đôi ADN và NST.
- Kỳ đầu ngắn, không có tiếp hợp và trao đổi chéo.
- Kỳ sau: yếu tố phân ly về hai cực là hai cromatit trong 1 NST kÐp ph©n ly khỏi nhau đi về hai cực của tế bào.
- Phơng thức sinh sản vô tính, vẫn giữ
nguyên gen không đổi qua các thế hệ.
nửa so với tế bào mẹ(1n).
- Phức tạp hơn, gồm hai lần phân bào.
- Kỳ chuyển tiếp giữa phân bào I và phân bào II không có sự nhân đôi của ADN và NST.
- Kỳ đầu I kéo dài, có thể xảy ra tiếp hợp và trao đổi chéo giữa hai NST tơng
đồng.
- Kỳ sau I: yếu tố phân ly là 1 NST phân ly khỏi lỡng trị và di chuyển về hai cực tế bào.
- Phơng thức sinh sản hữu tính: Đảm bảo khâu tạo giao tử, nhờ tái tổ hợp di truyền tạo nên tính đa dạng trong gen qua các thế hệ.
4. Sự phát sinh giao tử đực và giao tử cái ở động vật có xơng sống.
a. Sự hình thành giao tử đực(tinh trùng).
Các tế bào sinh dục trong tinh hoàn(tinh nguyên bào) phân bào nguyên nhiễm Nhiều tinh nguyên bào khác, sau đó lớn lên hình thành tinh bào cấp I. Tinh bào cấp I giảm phân, sau giảm phân I Tạo ra hai tế bào đơn bội gọi là tinh bào cấp II. Tinh bào cấp II sau khi giảm phân lần II Tạo ra các tinh tử đơn bội(n). Các tinh tử trải qua quá trình biến thái để hình thành tinh trùng có đầu chứa nhân và đuôi để vận động.
Nh vậy từ một tinh nguyên bào(2n) sẽ cho ra 4 tinh tử đơn bội, sau phát triển thành 4 tinh trùng đơn bội
b. Sự hình thành giao tử cái(trứng).
Các tế bào sinh dục trong buồng trứng(noãn nguyên bào) phân chia nguyên nhiễm Tạo ra nhiều noãn bào và lớn lên thành noãn bào cấp I. Noãn bào cấp I giảm phân lần I Tạo ra hai tế bào đơn bội(gồm 1 noãn bào cấp II và 1 thể tiêu biến). Noãn bào cấp II giảm phân lần II Tạo ra hai tế bào đơn bội(1 noãn tử và 1 thể tiêu biến). Noãn tử phân hoá thành tế bào trứng.
Nh vậy từ 1 noãn nguyên bào(2n) sẽ cho ra 1 trứng(n) và 3 thể tiêu biến hay 3 thể cực sau sẽ bị thoái hoá.