Mở đầu
Câu hỏi SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 14 (trang 86): Bằng cơ chế nào mà bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) của loại sinh sản hữu tỉnh được duy trì nguyên vẹn tử thế hệ này sang thế hệ khác?Trả lời:
– Nhờ sự kết hợp của 3 cơ chế nguyên phân, giảm phân và thụ tinh mà bộ NST lưỡng bội 2n của loài sinh sản hữu tính được duy trì nguyên vẹn từ thế hệ này sang thế hệ khác:
+ Giảm phân tạo giao tử mang bộ NST đơn bội (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 nhiều lần nguyên phân và biệt hóa tế bào phát triển thành cơ thể đa bào trưởng thành.
I. Quá trình giảm phân và thụ tinh
Câu hỏi 1 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 14 (trang 86): Giảm phân là gì?Trả lời:
- Giảm phân là hình thức phân chia của các tế bào sinh dục chín để tạo thành các giao tử có bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa so với tế bào mẹ ban đầu.
Câu hỏi 2 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 14 (trang 86): Quan sát hình 14.1 và trả lời câu hỏi:
a) Để tạo ra 4 tế bào con, cần mấy lần phân chia từ một tế bào ban đầu?
b) Hãy so sánh bộ nhiễm sắc thể ban đầu và bộ nhiễm sắc thể của các tế bào là sản phẩm của các lần phân chia đó?
a) Để tạo ra 4 tế bào con, cần hai lần phân chia từ một tế bào ban đầu (giảm phân I và giảm phân II)
b) Sau khi kết thúc 2 lần phân chia. So với tế bào ban đầu, các tế bào sản phẩm có số lượng NST giảm. Ở giảm phân I bộ nhiễm sắc thể của tế bào là 2n, giống tế bào mẹ. Ở giảm phân II bộ nhiễm sắc thể của tế bào là n, bằng ½ tế bào mẹ.
Câu hỏi 3 SGK Sinh 10 Bài 14 (trang 87): Quan sát hình 14.2 và cho biết trước khi bắt đầu giảm phân I, nhiễm sắc thể trong nhân tế bào ở trạng thái đơn hay kép. Đặc điểm này có ý nghĩa gì?
– Khi bắt đầu giảm phân I, NST trong nhân tế bào ở trạng thái kép, gồm hai chromatid đính với nhau ở tâm động.
* Ý nghĩa:
+ Đây là lần nhân đôi duy nhất của NTS trong giảm phân, đảm bảo cho mỗi tế bào con có bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa so với tế bào mẹ ban đầu.
Câu hỏi 4 SGK Sinh 10 Bài 14 (trang 87): Quan sát hình 14.3, cho biết:
a) Giảm phân I có các kì nào? Nhiễm sắc thể biến đổi như thế nào ở kì đầu I?
b) Nhận xét về sự sắp xếp của nhiễm sắc thể ở kì giữa I và sự di chuyển của nhiễm sắc thể ở kì sau I.
c) Kết quả của giảm phân I là gì? Hãy so sánh số lượng nhiễm sắc thể của tế bào lúc bắt đầu giảm phân và lúc kết thúc giảm phân I.
d) Kết quả của giảm phân II là gì? So sánh bộ nhiễm sắc thể của tế bào được tạo ra sau giảm phân I và giảm phân II.
a)
– Giảm phân I gồm 4 kì: kì đầu I, kì giữa I, kì sau I, kì cuối I.
– Ở kì đầu I, các NST kép bắt đôi với nhau theo từng cặp tương đồng và xảy ra trao đổi chéo giữa các choromatid của các nhiễm sắc thể tương đồng. Sau tiếp hợp, các NST kép dần co xoắn lại. Các NST kép trong cặp NST kép tương đồng đẩy nhau ra từ tâm động. Cuối kì đầu I, thoi phân bào xuất hiện, màng nhân và nhân con dần tiêu biến.
b) Ở kì giữa I, các NST kép di chuyển về mặt phẳng xích đạo của tế bào thành 2 hàng. Ở kì sau I, mỗi NST kép trong cặp NST tương đồng được thoi vô sắc kéo về 2 cực của tế bào.
c) Kết quả của giảm phân I:
– Từ 1 tế bào 2n ban đầu hình thành 2 tế bào con có lượng NST giảm đi một nửa so với NST ban đầu, tạo ra các tổ hợp NST mới (từ 2n NST kép thành n NST kép)..
d) Kết quả của giảm phân II:
– Tạo ra 4 tế bào con mang bộ nhiễm sắc thể n đơn.
– Bộ NST của tế bào trong giảm phân I và giảm phân II có số lượng bằng nhau, sau khi giảm phân II diễn ra, số lượng NST ở mỗi tế bào đã giảm đi một nửa so với sau giảm phân I, từ n NST kép thành n NST đơn.
Luyện tập 1: Nhận xét về sự phân li và tổ hợp của các cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau qua các giai đoạn của giảm phân I.
Trả lời:
– Ở kì đầu I và kì giữa I, NST chưa phân ly
– Ở kì sau I, NST phân ly của hai NST tương đồng về hai cực của tế bào và có sự tổ hợp các nhiễm sắc thể không tương đồng.
– Ở kì cuối I, tổ hợp NST mới sau khi đã phân ly sẽ tạo thành 2 tế bào mới.
Câu hỏi 5 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 14 (trang 88): Lập bảng so sánh quá trình nguyên phân và quá trình giảm phân theo gợi ý trong bảng 14.1.
Câu hỏi 6 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 14 (trang 88): Giao tử tham gia vào quá trình tạo ra cơ thể mới có bộ nhiễm sắc thể như thế nào so với tế bào sinh dưỡng? Chúng được hình thành như thế nào?
Trả lời:
– So với tế bào sinh dưỡng, giao tử tham gia vào quá trình tạo ra cơ thể mới có bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa.
– Sự hình thành của giao tử thông qua sự giảm phân từ cá tế bào mầm, tạo thành gia tử đực hoặc giao tử cái.
+ Tế bào mầm sinh tinh phát triển thành tinh bào bậc một → Tinh bào bậc một tiến hành giảm phân tạo ra tinh tử (tiền tinh trùng) → Các tinh tử hình thành nên giao tử đực (tinh trùng). Từ một tế bào mầm sinh tinh tạo ra 4 tinh trùng (hình thành giao tử đực).
+ Tế bào mầm sinh trứng phát triển thành noãn bào bậc một → Noãn bào bậc một tiến hành giảm phân tạo ra 1 tế bào trứng và 3 thể cực → Tế bào trứng hình thành nên giao tử cái, các thể cực tiêu biến. Từ một tế bào mầm sinh trứng chỉ tạo ra 1 trứng (hình thành giao tử cái).
Câu hỏi 7 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 14 (trang 88): Quan sát hình 14.4, so sánh các giai đoạn của sự phát sinh giao tử đực và sự phát sinh giao tử cái ở động vật?
* Giống nhau:
– Đều xảy ra với các tế bào mầm sinh dục.
– Đều trải qua các giai đoạn: phát triển, giảm phân, hình thành giao tử.
– Đều xảy ra trong tuyến sinh dục của cơ quan sinh dục.
* Khác nhau:
Luyện tập 2: Nhận xét về sự biến đổi của giao tử đực và giao tử cái so với sản phẩm của giảm phân. Ý nghĩa của quá trình nguyên phân và giảm phân ở các tế bào của cơ quan sinh sản đối với sự phát sinh giao tử là gì?
Trả lời:
– Sự biến đối của giao tử đực và giao tử cái so với sản phẩm của giảm phân:
+ Giao tử đực có đầu, thân, đuôi.
+ Giao tử cái có kích thước lớn, chứa nhiều chất dinh dưỡng.
– Đối với các tế bào ở cơ quan sinh sản, nguyên phân giúp tạo ra số lượng lớn giao tử để tăng hiệu suất thụ tinh, còn giảm phân giúp tăng số lượng biến dị tổ hợp và đảm bảo sự ổn định bộ NST qua các thế hệ. Các tế bào này trải qua quá trình phát sinh giao tử sẽ hình thành giao tử đực và giao tử cái.
Câu hỏi 8 SGK Sinh 10 Bài 14 (trang 89): Quan sát hình 14.5 và cho biết sự thụ tinh là gì. Hợp tử có bộ nhiễm sắc thể như thế nào so với các giao tử và tế bào sinh dưỡng của cơ thể bố mẹ?
- Khái niệm thụ tinh: Thụ tinh là quá trình giao tử đực đơn bội (n) kết hợp giao tử cái đơn bội (n) tạo nên hợp tử lưỡng bội (2n).
- Về mặt số lượng nhiễm sắc thể, hợp tử có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) gấp đôi bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n) trong các giao tử và giống bộ nhiễm sắc thể trong tế bào sinh dưỡng của cơ thể bố mẹ. >>> Xem lời giải
Câu hỏi 9 Sinh 10 Bài 14 (trang 89): Dựa vào hiểu biết của em về sự thụ tinh, hãy giải thích về nguồn gốc của các nhiễm sắc thể trong mỗi cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong tế bào của cơ thể sinh vật lưỡng bội.
Trả lời:
– Trong từng cặp tương đồng trong tế bào của cơ thể sinh vật lưỡng bội. Giao tử đực chứa bộ nhiễm sắc thể đơn bội có nguồn gốc từ bố, giao tử cái chứa bộ nhiễm sắc đơn bội có nguồn gốc từ mẹ vì thụ tinh kết hợp 2 bộ NST đơn bội trong giao tử đực và cái, tạo thành các cặp NST tương đồng. Hợp tử sẽ phát triển thành phôi rồi phát sinh thành cơ thể mới.
Luyện tập 3 SGK Sinh 10 Bài 14 (trang 89): Cho biết vì sao bộ nhiễm sắc thể 2n đặc trưng của loài được duy trì ổn định qua các thế hệ cơ thể ở sinh vật sinh sản hữu tính.
Trả lời:
– Ở những loài sinh sản hữu tính, bộ NST đặc trưng của loài lại được duy trì ổn định qua các thế hệ cơ thể là nhờ sự phối hợp của các quá trình nguyên phân, giảm phân, thụ tinh.
+ Giảm phân tạo ra các giao tử có bộ NST giảm đi một nửa (n).
+ Sau đó, qua sự kết hợp của 2 giao tử (n) trong thụ tinh tạo thành hợp tử (2n), bộ NST lưỡng bội (2n NST) được phục hồi.
+ Nhờ nguyên phân và biệt hóa, tế bào phát triển thành cơ thể đa bào trưởng thành (bộ NST trong tất cả các tế bào của cơ thể mới giống như bộ NST trong hợp tử (2n NST).
Luyện tập 4 (trang 89): 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 nhiều tạo ra bao khả năng tổ hợp (kí hiệu khác nhau) của bộ nhiễm sắc thể ở thế hệ con?
Trả lời:
– Trong quá trình giảm phân tạo giao tử, các nhiễm sắc thể có sự phân li và tổ hợp tự do → Nếu một cá thể sinh vật sinh sản hữu tính có bộ nhiễm sắc thể 2n = 4 (kí hiệu AaBb) => Có thể tạo ra tối đa 4 loại giao tử: AB, Ab, aB, ab
– Trong quá trình thụ tinh tạo hợp tử, các loại giao tử tổ hợp tự do → Sự thụ tinh của 4 loại giao tử là AB, Ab, aB, ab có thể tạo ra 9 khả năng tổ hợp (AABB, AABb, AAbb, AaBB, aaBB, AaBb, aabb, aaBb, Aabb loại tổ hợp của bộ NST ở thế hệ con.
Tìm hiểu thêm: 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?
Trả lời:
– Con la phát triển từ hợp tử được hình thành do sự kết hợp giao tử của ngựa (mang n = 64 : 2 = 32 nhiễm sắc thể) và giao tử của lừa (mang n = 62 : 2 = 31 nhiễm sắc thể) → Con la sẽ có 32 + 31 = 63 nhiễm sắc thể.
– Con la không có khả năng sinh sản vì bộ NST trong tế bào của con la là 63 nên các cặp nhiễm sắc thể không tương đồng, không cho phép phân chia thành cặp nên không thể tiến hành tiếp hợp trong kì đầu I của giảm phân dẫn đến quá trình giảm phân bị rối loạn và không thể tạo ra được giao tử. Do đó chúng không có khả năng sinh sản.
Vận dụng SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 14 (trang 89): Sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân và tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử đực và giao tử cái trong quá trình thụ tinh có ý nghĩa gì đối với sinh vật?
Trả lời:
Trong quá trình thụ tinh, sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân và tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử đực và giao tử cái giúp tạo ra vô số các tổ hợp nhiễm sắc thể mới, làm tăng tính đa dạng, phong phú hệ thống gen của loài. Đồng thời, đồng thời đây cũng là nguyên liệu cho quá trình tiến hóa, giúp tạo ra các cá thể có sức chống chịu với môi trường.
II. Một số nhân tố ảnh hưởng đến quá trình giảm phân
Câu hỏi 10 SGK Sinh 10 Cánh Diều Bài 14 (trang 90): Theo em, có những yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình giảm phân?Trả lời:
* Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình giảm phân gồm:
– Nhân tố bên trong: Di truyền (quyết định thời điểm bắt đầu giảm phân, số lần giảm phân và thời gian cho mỗi lần giảm phân); hormone sinh dục (ảnh hưởng đến sự kích thích giảm phân hình thành giao tử và tốc độ của quá trình giảm phân), tuổi thành thục,…
– Nhân tố bên ngoài: Nhiệt độ, dinh dưỡng, môi trường sống (có tác động ức chế quá trình giảm phân)..
Vận dụng 2: Có thể tác động đến những yếu tố nào trong giảm phân hình thành giao tử? Cho ví dụ.
Trả lời:
– Giảm phân chịu sự ảnh hưởng của cả yếu tố bên trong và yếu tố bên ngoài, do đó có thể tác động vào cả hai yếu tố để thay đổi hiệu suất, tốc độ của quá trình giảm phân hình thành giao tử.
– Ví dụ:
+ Thay đổi thời gian chiếu sáng đối với gà nuôi làm cho gà có thể đẻ 2 trứng/ngày.
+ Khi nhiệt độ cơ thể trên 38,5, quá trình giảm phân để sinh tinh sẽ bị ức chế, làm giảm số lượng tinh trùng tạo ra.
+ Sử dụng hormone hoặc chất kích thích để tăng quá trình giảm phân hình thành trứng và tinh trùng: Tiêm dịch chiết từ tuyến dưới não của các loài cá khác cho cá mè, cá trắm cỏ làm trứng chín hàng loạt; tiêm huyết thanh ngựa chửa cho trâu, bò,… làm cho trứng nhanh chín và rụng hoặc làm chín và rụng nhiều trứng cùng một lúc.
Vận dụng 3 SGK Sinh 10 Bài 14 (trang 90): Lấy ví dụ một số cây trồng, vật nuôi được điều khiển sinh sản bằng hormone sinh dục.
Trả lời:
– Cá mè, cá trắm cỏ không đẻ trong ao nuôi. Tiêm dịch chiết từ tuyến dưới não của các loài cá khác làm trứng chín hàng loạt, sau đó nặn trứng ra và cho thụ tinh nhân tạo bên ngoài cơ thể rồi đem ấp nở ra cá con.
– Sử dụng Prostaglandin F2-alpha (PGF2a) và các chất tổng hợp có hoạt tính tương tự nhằm gây động dục hàng loạt ở gia súc nhai lại.
– Ứng dụng quang chu kì ở thực vật giúp tăng tiết hormone florigen kích thích sự ra hoa và tạo các giao tử chuẩn bị cho thụ tinh.
– Trong trồng trọt, người ta dùng GA3B (Gibberelline) trong công nghệ lúa lai, phun lên bông của cây mẹ, để bông lúa vươn dài ra, dễ tiếp nhận phấn hoa,…
– Sử dụng các chế phẩm sinh học để kích thích cơ thể lợn tiết ra nhiều hormone GnRH nhằm kích thích quá trình tạo trứng và rụng trứng, từ đó tăng hiệu suất thụ tinh.