Giảm phân CD

I. Quá trình giảm phân và thụ tinh

1. Cơ chế nhân đôi và phân li NST trong giảm phân

• Trong giảm phân, tế bào sinh dục ở thời kì chín có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) trải qua hai lần phân bào liên tiếp gọi là giảm phân I và giảm phân II, nhưng nhiễm sắc thể chỉ nhân đôi một lần.
• Kết quả: Từ 1 tế bào sinh dục chín (2n) trải qua giảm phân tạo ra các giao tử có bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n).

• Diễn biến:

+ Kì trung gian: Kì trung gian trước giảm phân bao gồm các pha G1, S và G2, tương tự với các pha kì trung gian trước nguyên phân. Tại kì trung gian, nhiễm sắc thể nhân đôi thành nhiễm sắc thể kép gồm hai chromatid (nhiễm sắc tử) dính với nhau ở tâm động.

+ Giảm phân I: Giai đoạn phân chia thứ nhất của giảm phân làm giảm số lượng nhiễm sắc thể đi một nửa và tạo ra các tổ hợp nhiễm sắc thể mới. Đây là giai đoạn diễn ra sự phân li của các cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau và tổ hợp các nhiễm sắc thể không tương đồng.

Kì đầu I: Các nhiễm sắc thể kép bắt đôi với nhau và có thể tiến hành trao đổi các đoạn chromatid theo từng cặp tương đồng, sau đó xoắn lại. Màng nhân và nhân con tiêu biến. Thoi phân bào được hình thành.

Kì giữa I: Các cặp nhiễm sắc thể kép tương đồng sau khi bắt đôi và co xoắn cực đại di chuyển về mặt phẳng xích đạo của tế bào và xếp thành hai hàng. Thoi phân bào đính vào tâm động ở một nhiễm sắc thể kép của cặp nhiễm sắc thể tương đồng.

Kì sau I: Mỗi nhiễm sắc thể kép trong cặp nhiễm sắc thể kép tương đồng được thoi phân bào kéo về mỗi cực của tế bào.

Kì cuối I: Ở mỗi cực của tế bào, các nhiễm sắc thể kép dần dãn xoắn, màng nhân và nhân con xuất hiện, thoi phân bào tiêu biến và tế bào chất phân chia tạo thành hai tế bào con có bộ nhiễm sắc thể đơn bội kép (n nhiễm sắc thể kép).

+ Giảm phân II: Kết thúc quá trình giảm phân I, các tế bào bước vào giảm phân II mà không nhân đôi nhiễm sắc thể. Giảm phân II diễn ra tương tự như nguyên phân dẫn đến sự phân tách các chromatid và hoàn thành quá trình giảm phân.

Kì đầu II: Các nhiễm sắc thể dần co xoắn lại. Màng nhân và nhân con tiêu biến. Thoi phân bào được hình thành.

Kì giữa II: Các nhiễm sắc thể kép tập trung thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào.

Kì sau II: Các chromatid tách nhau ở tâm động và được thoi phân bào kéo về hai cực của tế bào.

Kì cuối II: Màng nhân và nhân con xuất hiện. Tế bào chất phân chia. Sau giảm phân II, các tế bào con sẽ biến đổi thành các giao tử.

→ Giảm phân là cơ chế tạo ra các tổ hợp nhiễm sắc thể mới do sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các nhiễm sắc thể.

- Giảm phân và nguyên phân có những điểm tương đồng nhưng cũng có những điểm khác biệt:

2. Sự phát sinh giao tử và thụ tinh

2.1. Sự phát sinh giao tử

Giao tử là tế bào có bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n), có thể trực tiếp tham gia thụ tinh tạo thành hợp tử ở sinh vật đa bào.

Các tế bào con được sinh ra từ quá trình giảm phân sẽ trải qua quá trình phát sinh giao tử hình thành giao tử đực và giao tử cái:

+ Sự hình thành giao tử đực: 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.

+ Sự hình thành giao tử cái: 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.

2.2. Sự thụ tinh

Thụ tinh là quá trình kết hợp giữa giao tử đực với giao tử cái.

Kết quả của quá trình thụ tinh là sự dung hợp giữa giao tử đực với giao tử cái, từ đó tạo ra hợp tử, phát triển thành phôi rồi có thể phát sinh ra cơ thể mới (thế hệ con).

→ Nhờ có quá trình giảm phân và thụ tinh, bộ nhiễm sắc thể của loài được duy trì ổn định qua các thế hệ:

• Giảm phân tạo ra các giao tử có bộ NST giảm đi một nửa (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. 

II. Một số nhân tố ảnh hưởng đến quá trình giảm phân

 Quá trình giảm phân hình thành giao tử đực và giao tử cái chịu ảnh hưởng của các nhân tố bên trong và các nhân tố bên ngoài. 

1. Nhân tố bên trong

Một số nhân tố bên trong ảnh hưởng đến quá trình giảm phân: di truyền, các hormone sinh dục, tuổi thành thục sinh dục,…

• Nhân tố di truyền: quy định thời điểm bắt đầu giảm phân và số lần giảm phân, thời gian của một lần giảm phân rất khác nhau ở các loài sinh vật khác nhau.
• Các hormone sinh dục: Ở động vật, một số hormone sinh dục kích thích giảm phân hình thành giao tử. Sự phối hợp hoạt động giữa các loại hormone sinh dục ảnh hưởng tới tốc độ của quá trình giảm phân hình thành giao tử.

2. Nhân tố bên ngoài

Một số nhân tố bên ngoài ảnh hưởng đến quá trình giảm phân:

• Nhiệt độ, các hóa chất, các bức xạ,…: tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự phân bào như tái bản DNA, ức chế sự hình thành thoi phân bào, tác động đến nhiễm sắc thể hoặc sự phân chia tế bào chất.
• Các chất dinh dưỡng: một số chất dinh dưỡng như vitamin, khoáng chất và chất chống oxi hóa có thể vô hiệu hóa một số chất gây đột biến.
• Căng thẳng: tác động như một yếu tố ngoại sinh dẫn đến phân bào giảm phân sớm hơn.