ĐỘT BIẾN SINH HỌC

Một con hươu bị bạch tạng và trở thành hươu trắng do đột biến

Đột biến là những biến đổi bất thường trong vật chất di truyền ở cấp độ phân tử (ADN, gen) hoặc cấp độ tế bào (nhiễm sắc thể), dẫn đến sự biến đổi đột ngột của một hoặc một số tính trạng, những biến đổi này có tính chất bền vững và có thể di truyền cho các đời sau. Đột biến là quá trình xảy ra đột ngột, riêng rẽ, ngẫu nhiên, không định hướng ở cơ thể sống trong điều kiện tự nhiên. Đa số là đột biến gen là đột biến lặn và có hại, một số ít có lợi và có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình tiến hóa và chọn giống. Những cá thể mang đột biến đã biểu hiện trên kiểu hình của cơ thể gọi là thể đột biến.

Nguyên nhân

ADN biến đổi sau khi bị tia tử ngoại chiếu vào

• Do tác nhân của môi trường ngoài cơ thể (thường là do tác động của con người) như:

Tác nhân vật lý: tia phóng xạ, tia cực tím, sốc nhiệt,...

Tác nhân hóa học: ảnh hưởng của nhiều chất hóa học như nicotine, cosinsin, dioxine (chất độc da cam),...

Tác nhân sinh học: vi-rút, vi khuẩn,....

• Do nguyên nhân bên trong cơ thể: Những biến đổi bất thường trong sinh lý, sinh hóa trong tế bào (xuất hiện một cách tự nhiên).

Phân loại

Căn cứ vào tính chất xuất hiện đột biến, có thể phân chia thành các dạng như sau:

• Đột biến gen (là những biến đổi trong cấu trúc của gen gồm các dạng như mất, thêm, thay thế một cặp nucleotit).
• Đột biến nhiễm sắc thể, gồm: đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể (mất đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn, chuyển đoạn) và đột biến số lượng nhiễm sắc thể (thể dị bội, đa bội).

Đột biến gen

Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen xảy ra ở cấp độ phân tử tại một điểm nào đó trên phân tử ADN và có liên quan đến sự thay đổi về số lượng, thành phần, trật tự các cặp nucleotide trong gen. Có rất nhiều kiểu biến đổi về cấu trúc gen, trong đó những biến đổi liên quan đến 1 cặp nucleotit trong gen được gọi là đột biến điểm. Trong tự nhiên, tất cả các gen đều có thể bị đột biến nhưng với tần số rất thấp (1/1000000-1/10000). Tuy nhiên tần số đột biến có thể thay đổi tùy thuộc vào các tác nhân gây đột biến. Tác nhân gây đột biến có thể là các chất hóa học (thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ,...), các tác nhân vật lý như tia phóng xạ (Tia X, Tia α, Tia β...) hoặc các tác nhân sinh học như virus có trong cơ thể hoặc môi trường bên ngoài cơ thể. Đột biến gen có thể xảy ra ở tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục.

• Các dạng đột biến gen tại một điểm thường gặp:

1. Mất một cặp nucleotide.

2. Thêm một cặp nucleotide.

3. Thay thế một cặp nucleotide.

• Cơ chế phát sinh đột biến gen:
  • Là do bắt cặp không đúng trong nhân đôi ADN (không theo nguyên tắc bổ sung), hay tác nhân xen vào mạch khuôn hoặc mạch đang được tổng hợp phải trải qua quá trình tiền đột biến mới xuất hiện đột biến. Các base nitric thường tồn tại ở 2 dạng cấu trúc là: dạng thường và dạng hiếm. Dạng hiếm làm các liên kết hidro bị thay đổi làm các Nu bắt cặp không đúng trong quá trình nhân đôi ADN gây đột biến gen.

Ví dụ: A dạng thường biến đổi thành A dạng hiếm (A*) dẫn đến bị bắt cặp nhầm với X gây đột biến cặp A-T thành cặp G-X.

• • Là do sự tác động của các tác nhân gây đột biến:
    • Tác nhân vật lý (Tia UV): làm cho 2 base Thymine trên một mạch liên kết với nhau làm phát sinh đột biến gen.
    • Tác nhân hóa học:

+ 5BU (5-Bromuraxin) là đồng đẳng của T có khả năng gây đột biến thay thế cặp A-T thành cặp G-X.

+ EMS (Etyl Metyl-Sunfomat) là đồng đẳng của A và G gây đột biến thay thế cặp G-X thành cặp A-T.

+ Acridine gây đột biến mất hoặc thêm cặp Nu, nếu được chèn vào mạch khuôn cũ gây đột biến thêm cặp Nu.

+ HNO2 gây đột biến thay thế cặp Nu.

• • Tác nhân sinh học: Một số virus có thể gây đột biến gen. Ví dụ: Virus HPV gây ung thư cổ tử cung.

• Cơ chế biểu hiện đột biến gen:
  • Đột biến giao tử: Đột biến phát sinh trong quá trình giảm phân hình thành giao tử, xảy ra ở tế bào sinh dục nào đó thông qua thụ tinh sẽ đi vào hợp tử. Nếu là đột biến gen trội, nó sẽ biểu hiện thành kiểu hình ngay trên cơ thể mang đột biến gen đó. Nếu là đột biến gen lặn nó có thể đi vào hợp tử ở thể dị hợp Aa và vì gen trội lấn át nên đột biến không biểu hiện ra ngoài. Tuy nhiên nó không bị mất đi mà tiếp tục tồn tại trong quần thể và khi gặp tổ hợp đồng hợp lặn thì nó biểu hiện ra ngoài.
  • Đột biến soma: Đột biến xảy ra ở tế bào sinh dưỡng, từ một tế bào bị đột biến thông qua nguyên phân nó được nhân lên thành mô, có thể di truyền bằng sinh sản sinh dưỡng. Nếu đó là đột biến gen trội sẽ được biểu hiện thành một phần của cơ thể, gọi là "thể khảm". Nếu đó là đột biến gen lặn, nó không biểu hiện ra kiểu hình & sẽ mất đi khi cơ thể chết.
  • Đột biến tiền phôi: Đột biến xảy ra ở lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử, giai đoạn từ 2 đến 8 tế bào. Nó có thể đi vào hợp tử & di truyền cho thế hệ sau thông qua sinh sản hữu tính, nếu tế bào đó bị đột biến thành tế bào sinh dục.
• Đặc điểm:
  • Phổ biến.
  • Làm thay đổi số lượng và trật tự sắp xếp các cặp nucleotide trong gen.
  • Đột biến lặn không biểu hiện thành kiểu hình ở trạng thái dị hợp.
• Hậu quả
  • Làm gián đoạn một hay một số tính trạng nào đó (Gen -> mARN -> Protein -> tính trạng).
  • Ít ảnh hưởng đến sức sống và sự sinh sản của sinh vật.
• Vai trò của đột biến gen:

Sự biến đổi cấu trúc phân tử của gen có thể dẫn đến biến đổi cấu trúc của loại protéine mà nó mã hóa, cuối cùng có thể dẫn đến biến đổi ở kiểu hình. Các đột biến gen biểu hiện ra kiểu hình ở từng cá thể riêng lẻ, không tương ứng với điều kiện sống, thường là đột biến lặn và có hại cho bản thân sinh vật vì chúng đã phá vỡ sự thống nhất hài hòa trong kiểu gen đã qua chọn lọc tự nhiên và duy trì lâu đời trong điều kiện tự nhiên, gây ra những rối loạn trong quá trình tổng hợp prôtêin.
Đa số đột biến gen tạo ra các gen lặn và có hại, một số trung tính, một số có lợi, ngoài ra gen đột biến còn có thể gây chết. Những gen lặn chỉ biều hiện ra kiểu hình khi ở thể đồng hợp và trong điều kiên môi trường thích hợp. Qua giao phối, nếu gặp tổ hợp gen thích hợp, một đột biến vốn là có hại có thể trở thành có lợi. Đột biến gen gây ra những thay đổi trong nucléotide dẫn đến biến đổi mARN và quá trình tổng hơp protéine nên thường gây ra hậu quả có hại, làm giảm khả năng sống của sinh vật. Ví dụ: Bệnh hồng cầu hình lưỡi liềm (hồng huyết cầu lưỡi liềm) ở người do đột biến thay thế cặp nucléotide thứ sáu của chuỗi polipeptide Beta trong phân tử Hb làm acid glutamique bị thay thế bởi valin gây thiếu máu, giảm khả năng vận chuyển dưỡng khí.
Trong thực tiễn, người ta gặp những đột biến tự nhiên và nhân tạo có lợi cho bản thân sinh vật. Ngoài ra có những đột biến do tác nhân chủ động của con người tạo ra tính trạng quý. Ví dụ: Ở lúa, thân lùn, không bị đổ, tăng số bông, số hạt, có lợi cho sản xuất. Ngoài những đột biến gen xảy ra trên ADN của nhiễm sắc thể, đột biến trên ADN của các bào quan như ty thể, lục lạp có thể gây ra những biến dị di truyền theo dòng mẹ.

• Ý nghĩa, vai trò trong tiến hóa và chọn giống:
  • Trong tiến hóa:

Tính chất có lợi hay có hại của một đột biến gen chỉ là tương đối (có trường hợp này thì có lợi, có trường hợp khác có hại). Có trường hợp ở trạng thái dị hợp lại làm tăng sức sống, sức chống chịu của cơ thể đối với một số bệnh. Ví dụ: Người mang gen đột biến gây huyết cầu hình lưỡi liềm ở trạng thái dị hợp, có khả năng đề kháng với bệnh sốt rét. Tuy tính chất ngẫu nhiên, cá biệt, không xác định và thường ở trạng thái lặn nhưng đột biến gen vẫn được xem là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho quá trình chọn lọc tự nhiên và vì vậy, có vai trò trong tiến hóa.

• • Trong chọn giống:

Một vài đột biến có lợi dùng làm cơ sở là nguồn nguyên liệu quan trọng cho tạo giống vật nuôi và cây trồng. Gây đột biến nhân tạo là một trong các phương pháp chọn giống thực vật hiện đại và có hiệu quả cao, góp phần tạo nên những tính trạng quý ở cây trồng. Ngoài ra đối với con người, đột biến gen gây hại cho cơ thể cho nên cần phát hiện và hạn chế nguyên nhân và sự tràn lan của gen đột biến.

Đột biến nhiễm sắc thể

Bài chi tiết: Đột biến nhiễm sắc thể

Đột biến nhiễm sắc thể (NST) là sự biến đổi về cấu trúc, hình thái hoặc số lượng NST. Đột biến có thể xảy ra ở một cặp NST nào đó hoặc ở toàn bộ các cặp NST. Loại đột biến này phát sinh có thể là do các tác nhân mạnh trong ngoại cảnh (tia phóng xạ, hóa chất, sự biến đổi đột ngột của nhiệt độ) hoặc những rối loạn trong quá trình trao đổi chất nội bào, dẫn đến sự phân li không bình thường của các cặp NST.

Số lượng NST

Sư biến đổi số lượng NST có thể xảy ra ở một hay một cặp NST tạo nên thể dị bội hay xảy ra trên toàn bộ các cặp NST hình thành thể đa bội.

• Thể dị bội (lệch bội):

Là hiện tượng số lượng NST của một hay một vài cặp NST tương đồng nào đó bị thay đổi hoặc thêm bớt một vài NST và có tên gọi là thể 3 nhiễm, thể đa nhiễm hay thể khuyết nhiễm. Được hình thành trong quá trình phát sinh giao tử, một cặp NST nào đó không phân li sẽ tạo giao tử có hai NST cùng cặp, qua thụ tinh sẽ hình thành hợp tử có 3 NST. Những biến đổi kiểu này thường gây hại cho cơ thể.

Một em nhỏ bị Down

• Bệnh Down ở người, còn gọi là hội chứng Mông Cổ vì người bị Down có nét giống người Mông Cổ. Người bị bệnh này thừa một NST số 21 (47 XX/XY + 21). Triệu chứng: Người si đần, cơ thể phát triển không bình thường, cổ ngắn, gáy rộng và dẹt, khe mắt xếch, lông mi ngắn và thưa, lưỡi dài và dày, ngón tay ngắn, vô sinh.
• Bệnh Turner (Hội chứng Tớcnơ): thiếu 1 NST số 45. XO thiếu 1 NST X/Y. Triệu chứng: Bệnh biểu hiện ở phụ nữ như: Nữ lùn, cổ ngắn, vú không phát triển, âm đạo hẹp, dạ con hẹp, không có kinh nguyệt, trí nhớ kém.
• Bệnh XXY (Hội chứng Klinefelter-Clai-phen-tơ). Mang bộ NST 47 có thêm 1 NST X: XXY. Triệu chứng: Nam người cao, chân tay dài, mù màu, si đần, tinh hoàn nhỏ.
• Bệnh siêu nữ: Mang bộ NST 47 có thêm 1 NST X: XXX. Triệu chứng: Nữ vô sinh, rối loạn kinh nguyệt, buồng trứng và dạ con không phát triển, si đần.

Cơ chế hình thành đột biến dị bội: Do sự rối loạn phân ly của một hay một vài đoạn NST tương đồng trong quá trình giảm phân dẫn đến các giao tử bất thường về số lượng, bộ NST đơn bội bị thừa hay thiếu vài NST. Sự kết hợp giữa các giao tử này với các giao thử bình thường sẽ tạo nên thể dị bội (ví dụ: bệnh Down). Nguyên nhân có thể là sự phân ly bất thường của cặp XX (nữ) hay XY (nam). Hoặc sự rối loạn phân ly xảy ra trong quá trình nguyên phân các tế bào dinh dưỡng là thành thể khảm (chỉ một phần cơ thể mang đột biến) xảy ra ở giai đoạn sớm của hợp tử trong các lần phân bào đầu tiên (tác hại như trường hợp đột biến ở tế bào sinh dục).

• Thể đa bội:

Là hiện tượng làm tăng số lượng toàn thể bộ NST của tế bào thành đa bội chẵn (4n, 6n...) hoặc đa bội lẻ (3n, 5n...). Hình thành trong quá trình nguyên phân thoi vô sắc không hình thành, tất cả các cặp NST không phân li sẽ tạo thành tế bào 4n. Trường hợp bộ NST trong tế bào sinh dưỡng tăng lên thành một bội số của n (nhiều hơn 2n) được gọi chung là thể đa bội.
Tế bào đa bội có lượng ADN tăng gấp bội, quá trình tổng hợp các chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ, do đó kích thước tế bào lớn hơn. Cơ thể đa bội thường có cơ quan sinh dưỡng to, phát triển khỏe, chống chịu tốt. Hiện tượng đa bội khá phổ biến ở thực vật, hiếm gặp ở động vật và đã được ứng dụng có hiệu quả trong chọn giống cây trồng.
Cơ chế hình thành: Trong quá trình giảm phân, sau khi bộ NST đã nhân đôi thành các NST kép, nhưng thoi vô sắc không được hình thành nên tạo các giao tử có 2n. Sự kết hợp giữa giao tử 2n với giao tử n bình thường cho hợp tử 3n (thể tam bội). Đột biến nếu xảy ra vào giai đoạn sớm của hợp tử trong lần nguyên phân đầu tiên tạo nên hợp tử 4n (thể tứ bội). Nếu hiện tượng này xảy ra ở đỉnh sinh trưởng của một cành cây thì sẽ tạo nên cành tứ bội trên cây lưỡng bội.
Đặc điểm của thể đa bội: Tế bào đa bội có lượng ADN tăng gấp bội nên trong quá trình tổng hợp chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ, chính vì vậy, tế bào lớn, cơ quan dinh dưỡng to, phát triển khỏe, chống chịu tốt. Cơ thể đa bội lẻ hầu như không có khả năng sinh giao tử bình thường. Ví dụ như những cây không có hạt.
Giá trị: Đột biến thể đa bội có giá trị kinh tế to lớn, nó cung cấp nguyên liệu cho quá trình chọn lọc và tiến hóa, làm cho sinh giới đa dạng, phong phú. Tạo giống có năng suất cao như: Dưa hấu 3n, nho 3n, củ cải đường 3n. Đa bội chẵn khắc phục hiện tượng bất thụ trong lai xa ở thực vật.

Đột biến cấu trúc NST

Là những biến đổi bất thường về cấu trúc, hình thái hay số lượng NST. Đột biến cấu trúc NST có các dạng: mất đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn, chuyển đoạn. Nguyên nhân chủ yếu là do tác nhân ngoại cảnh hay trong tế bào. Có thể quan sát dưới kính hiển vi quang học. Các thể mất đoạn, thêm đoạn làm thay đổi chất liệu di truyền, thường gây tác hại cho cơ thể, nhất là cơ thể người. Các thể đảo đoạn, chuyển đoạn không làm thay đổi chất liệu di truyền, thường không ảnh hưởng đến kiểu hình.

• Mất đoạn: là NST bị mất một đoạn (đoạn đó không chứa tâm động) do đứt, gãy NST hoặc trao đổi chéo không đều.
  • Làm giảm số lượng gen trên NST, thường gây chết hoặc giảm sức sống.
  • Xác định vị trí gen trên NST, loại bỏ các gen gây hại.

Ví dụ: Ở người, nếu mất đoạn ở NST thứ 21 gây ra ung thư máu, mất đoạn vai ngắn ở NST số 5 gây hội chứng tiếng mèo kêu. Ở cây ngô (bắp) hay ruồi giấm mất một đoạn nhỏ không làm giảm sức sống kể cả thể đồng hợp. Mặc dù có hại nhưng người ta thường tận dụng hiện tượng mất đoạn để loại ra khỏi NST những gen không mong muốn.

• Thêm đoạn: (lặp đoạn, nhân đoạn)

Một đoạn nào đó của NST được lặp lại một vài lần xen vào NST tương đồng, hay do sự trao đổi chéo giữa các cromatit không bình thường. Việc làm tăng hoặc giảm số lượng gen trên NST dẫn đến tăng cường hoặc giảm bớt mức biểu hiện của tính trạng.
Ví dụ: Ở ruồi giấm lặp đoạn 16A hai lần trên NST X là cho mắt hình cầu thành mắt dẹt. Ở lúa mạch, lặp đoạn là tăng hoạt tính enzyme amylase, có lợi cho sản xuất bia, rượu.

• Đảo đoạn:

Một đoạn NST nào đó bị đứt rồi quay ngược 180 độ và nối lại vào NST (có thể chứa tâm động hoặc không) làm thay đổi trật tự phân bố gen. Loại đột biến này ít gây ảnh hưởng đến sức sống của cá thể, góp phần tăng cường sự sai khác giữa các NST tương đồng giữa các nòi thuộc một loài vì vật chất di truyền không bị mất.
Sắp xếp lại trật tự các gen trên NST dẫn đến tăng sự đa dạng giữa các thứ, các nòi trong cùng một nòi, ít ảnh hưởng tới sức sống. Sự sắp lại gen trên NST do đảo đoạn góp phần tạo sự đa dạng.
Ví dụ: Ở ruồi giấm có 12 đảo đoạn trên NST số 3 tạo ra các nòi thích nghi với nhiệt độ khác nhau của môi trường.

• Chuyển đoạn:

Một đoạn NST được chuyển dịch trên cùng một NST hay giữa hai NST khác nhau. Cả hai NST cùng cho và nhận một đoạn (chuyển đoạn tương hỗ) hay một bên cho, một bên nhận (chuyển đoạn không tương hỗ), làm thay đổi các nhóm gen liên kết. Đột biến chuyển đoạn thường gây chết, giảm hoặc mất khả năng sinh sản. Trong thiên nhiên đã phát hiện được nhiều chuyển đoạn nhỏ (đậu, lúa, chuối) đã vận dụng chèn gen cố định nitơ của vi khuẩn vào hệ gen của hướng dương tạo hàm lượng nitơ cao trong dầu hướng dương. Ở người, chuyển đoạn không cân giữa NST 22 với NST 9 tạo ra NST 22 ngắn hơn bình thường gây bệnh ung thư máu.

Chu kỳ tế bào, quá trình nguyên phân và giảm phân

Trong chương trình sinh học thì nội dung về chu kỳ tế bào, nguyên phân và giảm phân các em cần học kỹ và làm bài tập liên quan. Đây là kiến thức hết sức quan trọng để có thể học tiếp những kiến thức liên quan ở lớp tiếp tiếp theo.

• Cơ chế nguyên phân
• Cơ chế giảm phân

  Ở phần này tác giả chỉ trích một số câu hỏi thường gặp trong nội dung chuyên đề chu kỳ tế bào, quá trình nguyên phân và giảm phân.

Câu 1. Trình bày khái niệm và nêu những giai đoạn của chu kì tế bào?

– Chu kì tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào liên tiếp. Một chu kì tế bào bao gồm kì trung gian và quá trình nguyên phân. Kì trung gian gồm ba pha theo thứ tự là G1 , S, G2, trong đó pha G1 là thời kì sinh trưởng chủ yếu của tế bào; pha S diễn ra sự nhân đôi của ADN và nhiễm sắc thể. Kết thúc pha S, tế bào sẽ chuyển sang pha G2, lúc này tế bào sẽ tổng hợp tất cả những gì còn lại cần cho quá trình phân bào. Nguyên phân diễn ra ngay sau pha G2.

– Chu kì tế bào được điều khiển một cách rất chặt chẽ. Thời gian và tốc độ phân chia tế bào ở các bộ phận khác nhau của cùng một cơ thể động vật, thực vật là rất khác nhau và được điều khiển nhằm đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể.

Câu 2. Trình bày ý nghĩa của quá trình nguyên phân?

– Với sinh vật nhân thực đơn bào, nguyên phân là cơ chế sinh sản. Từ một tế bào mẹ qua nguyên phân tạo ra 2 tế bào con giống hệt nhau.

– Với sinh vật nhân thực đa bào, nguyên phân làm tăng số lượng tế bào giúp cơ thể sinh trưởng và phát triển, tái sinh các mô, cơ quan bị tổn thương.

– Ở các các sinh vật sinh sản sinh dưỡng, nguyên phân là hình thức sinh sản tạo ra các cá thể con có kiểu gen giống kiểu gen của cá thể mẹ. Ứng dụng đặc điểm này trong nuôi cấy mô tế bào, giâm, chiết, ghép cành đạt hiệu quả.

Câu 3. Trình bày các diễn biến chính của quá trình nguyên phân?

+ Kì đầu: các NST kép sau khi nhân đôi ở kì trung gian bắt đầu co xoắn lại; cuối kì màng nhân và nhân con biến mất; thoi phân bào dần xuất hiện.

+ Kì giữa: các NST kép co ngắn cực đại, tập trung thành 1 hàng dọc ở mặt phẳng xích đạo; thoi phân bào được đính vào 2 phía của NST tại tâm động.

+ Kì sau: 2 nhiễm sắc tử trong mỗi NST kép tách nhau ra và phân ly đồng đều trên thoi phân bào về 2 cực của tế bào.

+ Kì cuối: các NST tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh; màng nhân và nhân con xuất hiện.

– Phân chia tế bào chất:

+ Xảy ra ở kì cuối sau khi hoàn tất việc phân chia vật chất di truyền.

+ Tế bào chất phân chia dần, tách tế bào mẹ thành 2 tế bào con. Các tế bào động vật phân chia tế bào chất bằng cách thắt màng tế bào ở vị trí mặt phẳng xích đạo, còn tế bào thực vật lại tạo thành vách ngăn tế bào ở mặt phẳng xích đạo.

Câu 4. Tại sao các NST lại xoắn tới mức cực đại rồi mới phân chia nhiễm sắc từ nhưng sau khi phân chia xong, NST lại tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh ?

– Các NST xoắn tới mức cực đại rồi mới phân chia nhiễm sắc tử để dễ di chuyển trong quá trình phân bào và phân chia đồng đều vật chất di truyền mà không bị rối loạn.

– Sau khi phân chia xong, NST tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh giúp thực hiện việc nhân đôi ADN, tổng hợp ARN và các prôtêin, chuẩn bị cho chu kì sau.

Câu 5. So sánh 2 quá trình giảm phân và nguyên phân?

– Giống nhau:

+ Đều có bộ máy phân bào (thoi phân bào)

+ Lần phân bào II của giảm phân diễn biến giống nguyên phân: NST kép xếp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào ở kì giữa, các nhiễm sắc tử tách nhau ra và di chuyển trên thoi phân bào về 2 cực của tế bào ở kì sau.

+ NST đều trải qua các biến đổi: tự nhân đôi, đóng xoắn, tập hợp ở mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc, phân li về các cực của tế bào, tháo xoắn

+ Sự biến đổi của màng nhân, trung thể, thoi vô sắc, tế bào chất và vách ngăn tương tự nhau.

+ Đều giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định bộ NST của loài trong các hình thức sinh sản (vô tính và hữu tính).

– Khác nhau:

Câu 6. Trình bày các diễn biến chính các kì của giảm phân?

1. Giảm phân I: Giống nguyên phân, tại kì trung gian, các NST được nhân đôi tạo các NST kép gồm 2 nhiễm sắc tử đính với nhau ở tâm động.

a. Kì đầu I:

– Các cặp NST kép bắt đôi với nhau theo từng cặp tương đồng và có thể trao đổi đoạn crômatit cho nhau (hiện tượng trao đổi chéo). Sau khi tiếp hợp, các NST kép dần co xoắn.

– Thoi phân bào dần hình thành, một số sợi thoi được đính với tâm động của các NST.

– Cuối kì màng nhân, nhân con biến mất.

– Kì đầu I chiếm phần lớn thời gian của quá trình giảm phân, tuỳ từng loài sinh vật mà có thể kéo dài tới vài ngày đến vài chục năm.

b. Kì giữa I:

– Các cặp NST kép tương đồng sau hi co ngắn cực đại sẽ tập trung thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi tơ vô sắc.

– Dây tơ vô sắc từ mỗi cực tế bào chỉ đính vào một phía của mỗi NST kép trong cặp tương đồng.

c. Kì sau I:

– Mỗi NST kép trong cặp NST kép tương đồng di chuyển theo thoi tơ vô sắc về một cực của tế bào.

d. Kì cuối I:

– NST dần dãn xoắn, màng nhân và nhân con xuất hiện, thoi vô sắc biến mất.

– Quá trình phân chia tế bào chất tạo nên 2 tế bào con có số lượng NST kép giảm đi một nửa (n kép).

2. Giảm phân II: giảm phân II cơ bản giống nguyên phân cũng bao gồm các kì: kì đầu II, kì giữa II, kì sau II, kì cuối II. Tuy nhiên ở lần giảm phân II có một điểm cần lưu ý sau:

– Không xảy ra sự nhân đôi và tiếp hợp trao đổi chéo NST.

– Ở kì giữa II, các NST kép chỉ tập trung thành 1 hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc.

– Ở kì sau II, các NST kép tách nhau ở tâm động thành 2 NST đơn, mỗi NST đơn đi về 1 cực của tế bào.

– Kết thúc kì cuối II (kết thúc quá trình phân bào), có 4 tế bào con được tạo ra từ một tế bào mẹ, mỗi tế bào con mang bộ NST đơn bội (n đơn).

– Ở các loài động vật, quá trình phát sinh giao tử đực, 4 tế bào con sẽ biến thành 4 tinh trùng; quá trình phát sinh giao tử cái, 4 tế bào con sẽ biến thành 1 trứng và 3 thể cực. Ở các loài thực vật, sau khi giảm phân các té bào con phải trải qua một số lần phân bào để thành hạt phấn hoặc túi phôi.

Câu 7. Trình bày ý nghĩa của quá trình giảm phân?

– Sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các cặp NST trong quá trình giảm phân kết hợp với quá trình thụ tinh thường tạo ra nhiều biến dị tổ hợp, góp phần làm tăng tính đa dạng của sinh giới. Sự đa dạng di truyền ở thế hệ sau của các loài sinh vật sinh sản hữu tính là nguồn nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên, giúp các loài có khả năng thích nghi với điều kiện sống mới.

– Sự phối kết hợp 3 quá trình nguyên phân, giảm phân, thụ tinh đã đảm bảo duy trì, ổn định bộ NST đặc trưng của những loài sinh sản hữu tính.

Câu 8. Tại sao lại nói giảm phân II có bản chất giống nguyên phân?

– Giảm phân II về cơ bản cũng giống như nguyên phân, đều bao gồm các kì: kì đầu, kì giữa, kì sau và kì cuối. Diễn biến hoạt động của NST cơ bản cũng giống nhau: NST co xoắn, tập trung thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo, các NST kép tách nhau ở tâm động, mỗi NST đơn di chuyển về một cực của tế bào.

– So với nguyên phân, giảm phân II có một số điểm khác biệt: NST không nhân đôi, 2 tế bào con có bộ NST đơn bội ( n ).

Câu 9. Hiện tượng các NST tương đồng bắt đôi với nhau có ý nghĩa gì?

Các NST kép trong cặp tương đồng bắt đôi với nhau suốt theo chiều dọc có thể diễn ra tiếp hợp trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc tử không chị em. Sự trao đổi những đoạn tương ứng trong cặp tương đồng đưa đến sự hoán vị của các gen tương ứng, do đó tạo ra sự tái tổ hợp của các gen không tương ứng. Đó chính là cơ sở tạo nên các giao thử khác nhau về tổ hợp NST, cung cấp nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống.