Hướng dẫn giải bài tập SGK Sinh học 9 chương Nhiễm sắc thể Bài 11: Phát sinh giao tử và thụ tinh
Bài tập 1 trang 36 SGK Sinh học 9
Trình bày quá trình phát sinh giao tử ở động vật.
Quá trình phát sinh giao tử ở động vật là một giai đoạn quan trọng trong sinh sản hữu tính, đảm bảo tạo ra các tế bào giao tử mang bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n). Quá trình này diễn ra ở cơ quan sinh dục và bao gồm hai loại giao tử chính: giao tử đực (tinh trùng) và giao tử cái (trứng). Quá trình phát sinh giao tử có các giai đoạn chính như sau:
Giai đoạn nhân đôi vật chất di truyền
Ở giai đoạn này, các tế bào mầm (tế bào sinh tinh hoặc tế bào sinh trứng) nằm trong cơ quan sinh dục (tinh hoàn ở động vật đực, buồng trứng ở động vật cái) bắt đầu trải qua quá trình nguyên phân để nhân đôi số lượng tế bào mầm.Mỗi tế bào sau khi nhân đôi có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n).
Giai đoạn giảm phân Quá trình giảm phân xảy ra qua hai lần phân bào liên tiếp mà không có giai đoạn nhân đôi ADN ở giữa.
Giảm phân I:Các nhiễm sắc thể tương đồng (giống nhau về hình thái và kích thước) tiếp hợp với nhau và có thể xảy ra trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc thể không chị em. Đây là cơ sở để tạo ra biến dị tổ hợp.Sau đó, các nhiễm sắc thể tương đồng phân ly và chuyển về hai cực của tế bào, tạo ra hai tế bào con, mỗi tế bào có bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n).Giảm phân II:Tại kỳ sau của giảm phân II, các nhiễm sắc thể đơn phân tách thành các nhiễm sắc tử chị em, di chuyển về hai cực của tế bào.Quá trình này tạo ra bốn tế bào con, mỗi tế bào mang bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n).
Sự hình thành giao tử
Ở động vật đực:Các tế bào đơn bội (n) tiếp tục phát triển thành các tinh trùng trưởng thành, có đuôi giúp di chuyển và phần đầu chứa nhân tế bào với bộ NST đơn bội.Ở động vật cái:Tế bào đơn bội (n) chỉ hình thành một trứng trưởng thành và ba thể cực bị thoái hóa do phân chia tế bào không đều. Điều này đảm bảo trứng có đủ chất dinh dưỡng để hỗ trợ sự phát triển ban đầu của hợp tử.
Quá trình phát sinh giao tử ở động vật là cơ chế quan trọng để duy trì tính đa dạng di truyền và chuẩn bị cho sự thụ tinh.
Bài tập 2 trang 36 SGK Sinh học 9
Giải thích vì sao bộ NST đặc trưng của những loài sinh sản hữu tính lại được duy trì ổn định qua các thế hệ?
Bộ nhiễm sắc thể (NST) đặc trưng của mỗi loài sinh sản hữu tính được duy trì ổn định qua các thế hệ nhờ sự phối hợp chặt chẽ giữa quá trình giảm phân và thụ tinh. Giải thích chi tiết như sau:
Quá trình giảm phân đảm bảo bộ NST đơn bội (n) ở giao tử
Trong quá trình phát sinh giao tử, các tế bào mầm lưỡng bội (2n) trải qua giảm phân để tạo ra các giao tử đơn bội (n).Quá trình này đảm bảo rằng số lượng NST giảm đi một nửa, từ lưỡng bội (2n) xuống đơn bội (n), giữ nguyên cấu trúc và thông tin di truyền trong từng giao tử.
Quá trình thụ tinh khôi phục bộ NST lưỡng bội (2n)
Khi giao tử đực (n) kết hợp với giao tử cái (n) trong quá trình thụ tinh, hai bộ NST đơn bội hợp lại, tái lập bộ NST lưỡng bội (2n) đặc trưng cho loài.Nhờ vậy, thế hệ con được thừa hưởng bộ NST đầy đủ, gồm một nửa từ bố và một nửa từ mẹ.
Tính ổn định của bộ NST đặc trưng
Sự phối hợp chặt chẽ giữa giảm phân và thụ tinh giúp duy trì số lượng và cấu trúc NST không đổi qua các thế hệ.Các cơ chế sửa chữa lỗi trong quá trình phân bào cũng góp phần đảm bảo tính ổn định của vật chất di truyền.
Ý nghĩa di truyền học
Việc duy trì ổn định bộ NST đảm bảo rằng các đặc điểm di truyền của loài được bảo tồn qua các thế hệ.Đồng thời, sự tái tổ hợp và tổ hợp các gen trong quá trình giảm phân và thụ tinh tạo ra tính đa dạng di truyền trong quần thể, giúp loài thích nghi với môi trường sống thay đổi.
Như vậy, sự ổn định của bộ NST đặc trưng là kết quả của cơ chế giảm phân và thụ tinh, đồng thời đảm bảo sự tồn tại và phát triển bền vững của loài.
Bài tập 3 trang 36 SGK Sinh học 9
Biến dị tổ hợp xuất hiện phong phú ở các loài sinh sản hữu tính được giải thích trên cơ sở tế bào học nào?
Biến dị tổ hợp là dạng biến dị di truyền phổ biến và phong phú ở các loài sinh sản hữu tính. Trên cơ sở tế bào học, biến dị tổ hợp được giải thích qua các cơ chế sau:
Sự phân ly độc lập của các NST trong giảm phân
Trong giảm phân I, các cặp NST tương đồng xếp song song và phân ly độc lập về hai cực tế bào.Sự phân ly này diễn ra ngẫu nhiên, tạo ra nhiều tổ hợp khác nhau của các NST trong giao tử.
Hiện tượng trao đổi chéo giữa các NST không chị em
Trong kỳ đầu của giảm phân I, các cặp NST tương đồng có thể tiếp hợp và trao đổi chéo các đoạn vật chất di truyền.Hiện tượng này làm gia tăng sự tái tổ hợp gen, tạo ra các giao tử với bộ gen mới, khác biệt so với bố mẹ.
Sự kết hợp ngẫu nhiên của giao tử trong thụ tinh
Khi giao tử đực và giao tử cái kết hợp với nhau, quá trình này diễn ra ngẫu nhiên, tạo ra vô số tổ hợp mới của các NST.Điều này làm phong phú thêm biến dị tổ hợp trong thế hệ con cái.
Ý nghĩa của biến dị tổ hợp
Biến dị tổ hợp là nguồn nguyên liệu chính cho tiến hóa và chọn lọc tự nhiên.Sự phong phú của các biến dị tổ hợp giúp loài sinh sản hữu tính có khả năng thích nghi tốt hơn với môi trường sống thay đổi.
Như vậy, biến dị tổ hợp xuất hiện phong phú ở các loài sinh sản hữu tính là kết quả của sự phân ly độc lập, trao đổi chéo trong giảm phân và sự kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong thụ tinh.
Bài tập 4 trang 36 SGK Sinh học 9
Sự kiện quan trọng nhất trong quá trình thụ tinh là gì?
Đáp án đúng: c) Sự tổ hợp bộ NST của giao tử đực và giao tử cái.
Giải thích chi tiết:
Thụ tinh là quá trình kết hợp giữa giao tử đực và giao tử cái để tạo thành hợp tử, khởi đầu cho sự phát triển của thế hệ mới.Trong quá trình này, sự kiện quan trọng nhất là sự tổ hợp bộ NST của giao tử đực (n) và giao tử cái (n).Khi hai bộ NST đơn bội kết hợp, hợp tử sẽ khôi phục lại bộ NST lưỡng bội (2n) đặc trưng cho loài. Đây là bước quan trọng để đảm bảo sự ổn định di truyền qua các thế hệ.Các sự kiện khác như sự kết hợp nhân hoặc sự tạo thành hợp tử đều quan trọng, nhưng ý nghĩa quyết định thuộc về sự tổ hợp bộ NST.
Như vậy, sự tổ hợp bộ NST của giao tử đực và giao tử cái là sự kiện quan trọng nhất, vì nó khôi phục bộ NST lưỡng bội và xác định di truyền học của thế hệ sau.
