Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
- I. Lý thuyết trọng tâm
- 1. Khái niệm giảm phân
- 2. Diễn biến giảm phân I (lần phân bào thứ nhất – phân bào giảm nhiễm)
- 3. Diễn biến giảm phân II (lần phân bào thứ hai)
- 4. Kết quả giảm phân và phát sinh giao tử
- 5. Các yếu tố ảnh hưởng đến giảm phân
- 6. Ý nghĩa của giảm phân
- 7. So sánh nguyên phân và giảm phân
- II. Phương pháp giải các dạng bài tập
- Dạng 1: Xác định số NST, chromatid, tâm động ở các kì giảm phân
- Dạng 2: Tính số tế bào con, số tinh trùng, số trứng sau giảm phân
I. Lý thuyết trọng tâm
1. Khái niệm giảm phân
Giảm phân (phân bào giảm nhiễm) là hình thức phân chia của các tế bào mầm sinh dục trong quá trình sản sinh giao tử ở cơ quan sinh sản. Giảm phân gồm hai lần phân bào liên tiếp (giảm phân I và giảm phân II) nhưng NST chỉ nhân đôi một lần (ở kì trung gian trước giảm phân I).
Đặc điểm then chốt: NST nhân đôi 1 lần, phân bào 2 lần → tế bào con có bộ NST giảm đi một nửa (từ 2n → n).
Đối tượng: Giảm phân xảy ra ở tế bào sinh dục chín (tế bào mầm sinh dục vào thời kì chín), không xảy ra ở tế bào sinh dưỡng, tế bào sinh dục sơ khai hay hợp tử.
2. Diễn biến giảm phân I (lần phân bào thứ nhất – phân bào giảm nhiễm)
Giảm phân I là lần phân bào thực chất làm giảm số lượng NST đi một nửa, vì tại đây các cặp NST tương đồng được tách ra.
| Kì | Diễn biến chính |
|---|---|
| Kì đầu I | Các NST kép bắt đôi với nhau thành từng cặp tương đồng (tiếp hợp) và dần co xoắn. Các chromatid của NST tương đồng có thể trao đổi đoạn cho nhau (trao đổi chéo – xảy ra giữa các chromatid không chị em). Thoi phân bào hình thành, màng nhân và hạch nhân tiêu biến |
| Kì giữa I | Các cặp NST kép tương đồng co xoắn cực đại, di chuyển về mặt phẳng xích đạo, xếp thành 2 hàng. Các vi ống gắn vào một phía tâm động của mỗi NST kép |
| Kì sau I | Hai NST kép trong mỗi cặp tương đồng tách rời nhau (không tách tâm động) và di chuyển trên thoi phân bào về hai cực đối diện của tế bào |
| Kì cuối I | NST kép dần dãn xoắn. Thoi phân bào tiêu biến. Màng nhân và hạch nhân tái xuất hiện → 2 nhân mới. Tế bào chất phân chia → 2 tế bào con, mỗi tế bào có số lượng NST giảm đi một nửa so với tế bào mẹ, NST ở trạng thái kép |
Điểm nhấn kì đầu I: Tiếp hợp và trao đổi chéo chỉ xảy ra ở kì đầu I của giảm phân, không có ở giảm phân II hay nguyên phân. Đây là đặc điểm riêng biệt quan trọng nhất của giảm phân.
Phân biệt kì giữa I với kì giữa nguyên phân: Ở kì giữa I, NST xếp 2 hàng (theo cặp tương đồng). Ở kì giữa nguyên phân, NST xếp 1 hàng. Sự sắp xếp ngẫu nhiên các cặp tương đồng ở kì giữa I tạo nên nhiều kiểu tổ hợp NST khác nhau trong giao tử.
Phân biệt kì sau I với kì sau nguyên phân: Ở kì sau I, các NST kép trong cặp tương đồng phân li (không tách tâm động). Ở kì sau nguyên phân, các chromatid tách nhau ở tâm động thành NST đơn.
3. Diễn biến giảm phân II (lần phân bào thứ hai)
Giảm phân II diễn ra tương tự nguyên phân, nhưng trên bộ NST đã giảm (n NST kép). Giữa giảm phân I và II không có pha S (không nhân đôi DNA lần nữa).
| Kì | Diễn biến chính |
|---|---|
| Kì đầu II | NST kép dần co xoắn, hiện rõ. Thoi phân bào hình thành. Màng nhân và hạch nhân tiêu biến. Không có tiếp hợp hay trao đổi chéo |
| Kì giữa II | NST kép co xoắn cực đại, xếp thành 1 hàng ở mặt phẳng xích đạo. Mỗi NST kép gắn vi ống ở cả hai phía tâm động |
| Kì sau II | Hai chromatid của mỗi NST kép tách nhau ở tâm động → NST đơn, di chuyển về hai cực tế bào |
| Kì cuối II | NST dãn xoắn. Thoi phân bào tiêu biến. Màng nhân và hạch nhân xuất hiện → 2 nhân mới. Tế bào chất phân chia → 2 tế bào con |
Đặc điểm phân biệt kì cuối I và kì cuối II:
- Kì cuối I: NST ở trạng thái kép (n NST kép).
- Kì cuối II: NST ở trạng thái đơn (n NST đơn).
4. Kết quả giảm phân và phát sinh giao tử
Kết quả: Từ 1 tế bào mẹ (2n), qua 2 lần phân bào → 4 tế bào con có bộ NST đơn bội (n), ở trạng thái đơn.
Bốn tế bào con không giống nhau về mặt di truyền. Nguyên nhân:
- Phân li ngẫu nhiên của các cặp NST tương đồng ở kì sau I.
- Trao đổi chéo giữa các chromatid không chị em ở kì đầu I → tạo tổ hợp NST và tổ hợp gene mới.
Phát sinh giao tử ở động vật:
| Phát sinh tinh trùng | Phát sinh trứng |
|---|---|
| 1 tinh bào sơ cấp (2n) → Giảm phân I → 2 tinh bào thứ cấp (n kép) | 1 noãn bào sơ cấp (2n) → Giảm phân I → 1 noãn bào thứ cấp (n kép) + 1 thể cực 1 |
| → Giảm phân II → 4 tinh trùng (n đơn) | → Giảm phân II → 1 tế bào trứng (n đơn) + 1 thể cực 2 (thể cực 1 cũng phân chia → tổng 3 thể cực bị tiêu biến) |
Ở người: Noãn bào sơ cấp sau giảm phân I sẽ dừng lại; chỉ khi được thụ tinh mới tiếp tục hoàn tất giảm phân II hình thành tế bào trứng.
5. Các yếu tố ảnh hưởng đến giảm phân
| Yếu tố | Ảnh hưởng | Ví dụ |
|---|---|---|
| Di truyền | Đặc điểm bộ gene quy định thời điểm, tốc độ giảm phân | — |
| Môi trường (thời tiết, ánh sáng) | Ảnh hưởng đến thời điểm ra hoa, tạo giao tử ở thực vật | Cây thanh long ra hoa trái vụ khi thắp đèn chiếu sáng ban đêm |
| Hormone sinh dục | Kích thích/điều hòa quá trình giảm phân và sinh sản ở động vật | Tiêm hormone sinh dục để kích thích sinh sản vật nuôi theo ý muốn |
| Tuổi tác | Càng lớn tuổi, giảm phân càng dễ rối loạn → giao tử bất thường | Phụ nữ ≥ 35 tuổi: tỉ lệ sinh con mắc hội chứng Down (thừa NST 21) tăng, do kì đầu I kéo dài quá lâu → rối loạn phân li NST |
6. Ý nghĩa của giảm phân
- Giảm phân tạo giao tử (n) + thụ tinh (giao tử đực n + giao tử cái n → hợp tử 2n) + nguyên phân (hợp tử phát triển thành cơ thể) → đây là cơ sở của sinh sản hữu tính, đảm bảo duy trì bộ NST 2n đặc trưng cho loài qua các thế hệ.
- Nhờ trao đổi chéo (kì đầu I) và phân li ngẫu nhiên, tổ hợp ngẫu nhiên của các NST → tạo ra nhiều loại giao tử có kiểu gene khác nhau → là cơ sở tạo ra biến dị tổ hợp ở đời con, cung cấp nguyên liệu cho tiến hóa và chọn giống.
7. So sánh nguyên phân và giảm phân
| Tiêu chí | Nguyên phân | Giảm phân |
|---|---|---|
| Đối tượng | TB sinh dưỡng, TB sinh dục sơ khai | TB mầm sinh dục (sinh dục chín) |
| Số lần phân bào | 1 | 2 (liên tiếp) |
| Số lần nhân đôi NST | 1 | 1 (chỉ trước GP I) |
| Tiếp hợp, trao đổi chéo | Không | Có (kì đầu I) |
| NST ở kì giữa | Xếp 1 hàng | GP I: 2 hàng; GP II: 1 hàng |
| Sự phân li ở kì sau | Chromatid tách tâm động → NST đơn | GP I: cặp tương đồng tách, không tách tâm động; GP II: tách tâm động |
| Kết quả | 2 TB con (2n), giống TB mẹ | 4 TB con (n), khác nhau |
| Ý nghĩa | Sinh trưởng, sinh sản vô tính | Tạo giao tử, sinh sản hữu tính, tạo biến dị tổ hợp |
II. Phương pháp giải các dạng bài tập
Dạng 1: Xác định số NST, chromatid, tâm động ở các kì giảm phân
Phương pháp giải:
Cho bộ NST lưỡng bội 2n. Bảng công thức nhanh (tính cho 1 tế bào):
| Thời điểm | Số NST | Trạng thái | Số chromatid | Số tâm động |
|---|---|---|---|---|
| Kì đầu I, Kì giữa I | 2n | Kép | 4n | 2n |
| Kì sau I (cả TB) | 2n | Kép | 4n | 2n |
| Kì cuối I (mỗi TB con) | n | Kép | 2n | n |
| Kì đầu II, Kì giữa II (mỗi TB) | n | Kép | 2n | n |
| Kì sau II (mỗi TB) | 2n | Đơn | 0 | 2n |
Lưu ý quan trọng: Ở kì sau II, chromatid tách → mỗi TB có 2n NST đơn (vì n NST kép → 2 × n = 2n NST đơn, nhưng đây là trong 1 tế bào chưa phân chia; thực chất n NST đơn đi về mỗi cực). Tuy nhiên trong cách đếm truyền thống: trong 1 TB ở kì sau II có 2n NST đơn (n đi mỗi cực nhưng cùng 1 TB).
Chú ý khác biệt: Ở kì sau II, nếu đề hỏi số NST trong mỗi tế bào → 2n NST đơn (ví dụ ruồi giấm 2n=8 → kì sau II mỗi TB có 8 NST đơn). Nếu đề hỏi sau kết thúc giảm phân (mỗi TB con) → n NST đơn.
Công thức suy ngược từ đề bài:
- Nếu có x NST kép ở kì cuối I → $n = x$ → $2n = 2x$.
- Nếu có x NST đơn ở kì cuối II (mỗi giao tử) → $n = x$ → $2n = 2x$.
- Nếu có x NST đơn ở kì sau II (1 tế bào) → $2n = x$ (vì n kép tách thành 2n đơn).
- Nếu có x chromatid ở kì giữa I → số NST kép = $x/2 = 2n$ → $2n = x/2$.
Bài mẫu 1: Nếu có 24 NST kép trong một tế bào ở kì cuối I của giảm phân thì bộ NST lưỡng bội là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Kì cuối I: mỗi TB con có n NST kép → n = 24 → 2n = 48.
→ Đáp án: A. 2n = 48
Bài mẫu 2: Ở lợn (2n = 38), 5 tế bào sinh tinh tiến hành giảm phân. Xác định tổng số tế bào, tổng số NST kép và tổng số chromatid ở kì đầu II.
Hướng dẫn giải:
- Sau giảm phân I: mỗi TB sinh tinh → 2 TB. Vậy 5 TB → 10 tế bào ở kì đầu II.
- Mỗi TB ở kì đầu II có: n = 38/2 = 19 NST kép → 19 × 2 = 38 chromatid.
- Tổng: 10 × 19 = 190 NST kép; 10 × 38 = 380 chromatid.
→ Đáp án: B. 10 tế bào, 190 NST kép, 380 chromatid
Dạng 2: Tính số tế bào con, số tinh trùng, số trứng sau giảm phân
Phương pháp giải:
Công thức cơ bản:
- Từ 1 tế bào (2n) qua giảm phân → 4 tế bào con (n).
- Từ a tế bào sinh dục chín qua giảm phân → $a \times 4$ tế bào con.
Phát sinh giao tử:
| Loại | Công thức |
|---|---|
| Tinh trùng | 1 tinh bào sơ cấp → 4 tinh trùng → Số tinh trùng = $a \times 4$ |
| Trứng | 1 noãn bào sơ cấp → 1 trứng + 3 thể cực → Số trứng = $a \times 1 = a$ |
| Số thoi phân bào | Mỗi TB qua 2 lần phân bào → 2 thoi. Từ a TB: $a \times 2$ thoi (lần 1: a thoi; lần 2: 2a thoi → tổng 3a? Hmm) |
Lưu ý thoi phân bào: Mỗi lần phân bào tạo 1 thoi. GP I: a TB → a thoi. GP II: 2a TB (sau GP I) → 2a thoi. Tổng: 3a thoi cho a tế bào ban đầu. Tuy nhiên, nếu đề hỏi x tế bào sinh dục chín tiến hành giảm phân → bao nhiêu thoi? thì đáp án thường tính: mỗi TB qua 2 lần phân bào → 2x thoi (tính theo số lần phân bào mỗi dòng tế bào gốc trải qua).
Thực tế chính xác: x TB ban đầu → x thoi (GP I) + 2x thoi (GP II) = 3x thoi. Nhưng trong một số đề thi, câu hỏi chỉ tính 2x (mỗi TB ban đầu cần 2 thoi cho 2 lần phân bào liên tiếp). Cần đọc kỹ cách hỏi.
Bài mẫu 1: Một nhóm tế bào sinh tinh tham gia giảm phân đã tạo ra 512 tinh trùng. Số tế bào sinh tinh là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
1 tinh bào sơ cấp → 4 tinh trùng. Số tế bào sinh tinh = 512 ÷ 4 = 128.
→ Đáp án: D. 128
Bài mẫu 2: Một nhóm tế bào sinh trứng tham gia giảm phân tạo ra 512 trứng. Số tế bào sinh trứng là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
1 noãn bào sơ cấp → 1 trứng. Số tế bào sinh trứng = 512 ÷ 1 = 512.
→ Đáp án: D. 512
Cô Nguyễn Ngọc Châu
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú