Giáo án Bài 17. Giảm phân

HS nhớ lại đặc điểm của nguyên phân và nhận ra vấn đề cần giải quyết: cơ chế nào làm giảm số bộ NST của giao tử còn một nửa.

HS trả lời hai câu hỏi của GV: (1) Nguyên phân có bao nhiêu lần nhân đôi NST và bao nhiêu lần phân bào; các tế bào con có bộ NST như thế nào so với tế bào mẹ? (2) Một loài có $2n=12$ thì giao tử bình thường của loài có bao nhiêu NST?

Nguyên phân có một lần nhân đôi NST và một lần phân bào, tạo hai tế bào con có bộ NST $2n$ giống tế bào mẹ. Giao tử của loài $2n=12$ có $n=6$ NST. Nhiệm vụ học tập: tìm hiểu cơ chế nào giảm bộ NST từ $2n$ xuống $n$ và vì sao cơ chế đó cần thiết cho sinh sản hữu tính.

HS giải thích được các kì và sự kiện chính của giảm phân I và giảm phân II, nêu được ý nghĩa của tiếp hợp, trao đổi chéo và phân li của NST.

HS làm việc nhóm 4 người với Phiếu học tập số 1 và học liệu số NeoEdu. Nhiệm vụ: (a) Xác định mốc nhân đôi ADN và các sự kiện chính của giảm phân I: tiếp hợp của NST tương đồng, trao đổi chéo giữa chromatid không chị em, phân li các cặp tương đồng về hai cực. (b) Xác định sự kiện chính của giảm phân II: tách các chromatid chị em. (c) Hoàn thành bảng so sánh số tế bào và trạng thái NST sau mỗi lần phân bào, với tế bào ban đầu $2n=6$.

Phiếu học tập số 1 hoàn chỉnh gồm:

• Trước giảm phân I: ADN nhân đôi một lần, mỗi NST gồm hai chromatid chị em.
• Giảm phân I: các NST kép tương đồng tiếp hợp; có thể trao đổi chéo giữa chromatid không chị em; các NST kép tương đồng phân li về hai cực. Kết quả: 2 tế bào đơn bội $n=3$ kép.
• Giảm phân II: không nhân đôi ADN; các chromatid chị em tách ra và phân li về hai cực. Kết quả: 4 tế bào đơn bội $n=3$, NST đơn.
  Kết luận nhóm: giảm phân có một lần nhân đôi ADN và hai lần phân bào; từ một tế bào $2n$ tạo bốn tế bào $n$.

HS giải thích được vai trò của giảm phân và thụ tinh trong duy trì bộ NST và tạo biến dị tổ hợp; HS phân tích điều kiện, kiểm tra kết luận của công thức $2^{n}$.

Kĩ thuật khăn trải bàn. Mỗi nhóm trả lời 3 câu hỏi trên khăn trải bàn (phần giữa ghi câu hỏi, phần xung quanh là ý kiến cá nhân):
(1) Vì sao sinh sản hữu tính cần giảm phân trước khi thụ tinh để bộ NST của loài được giữ ổn định qua các thế hệ?
(2) Phân li độc lập và trao đổi chéo tạo biến dị tổ hợp như thế nào?
(3) Với $n$ cặp NST phân li độc lập, bỏ qua trao đổi chéo và đột biến, số tổ hợp NST tối đa trong giao tử là bao nhiêu? Trong trường hợp nào không được dùng công thức này để đếm mọi loại giao tử?

Kết luận của nhóm trên khăn trải bàn:

• Giảm phân đưa $2n$ về $n$; thụ tinh kết hợp hai giao tử $n$ tạo hợp tử $2n$, nên bộ NST của loài được giữ ổn định qua thế hệ.
• Phân li độc lập của các cặp NST và trao đổi chéo tạo các tổ hợp gene khác nhau, là nguồn biến dị tổ hợp.
• Số tổ hợp NST tối đa trong giao tử là $2^{n}$ khi $n$ cặp phân li độc lập, bỏ qua trao đổi chéo và đột biến. Ví dụ $n=3$ cho $2^{3}=8$ tổ hợp.
• Không dùng công thức $2^{n}$ để đếm mọi loại giao tử khi có liên kết hoặc hoán vị gene chưa được nêu điều kiện, vì các gene liên kết không phân li độc lập.

HS vận dụng được kiến thức về cơ chế giảm phân, số lượng NST và công thức $2^{n}$ để trả lời các câu hỏi và viết nhận xét so sánh hai quá trình phân bào.

Phần A (trò chơi “Ai nhanh hơn”, bảng con): GV đọc lần lượt 6 câu hỏi, HS giơ bảng đáp án.
Câu 1: Cấu trúc phân li ở giảm phân I là A. mọi chromatid chị em ở mọi loài; B. cặp NST tương đồng; C. chỉ base A và T.
Câu 2: Trao đổi chéo điển hình xảy ra giữa A. hai màng nhân; B. mọi NST không tương đồng; C. chromatid không chị em của cặp tương đồng.
Câu 3: Loài $2n=12$ tạo giao tử bình thường có bao nhiêu NST?
Câu 4: ADN nhân đôi thêm một lần giữa giảm phân I và II. Đúng hay sai?
Câu 5: Sắp xếp theo thứ tự: (a) chromatid chị em phân li; (b) NST tương đồng phân li; (c) nhân đôi ADN; (d) tiếp hợp NST tương đồng.
Câu 6: Có 3 cặp NST phân li độc lập, bỏ qua trao đổi chéo, tối đa bao nhiêu tổ hợp NST trong giao tử?
Phần B: HS hoàn thành Phiếu học tập số 2 (câu 7 và câu 8).

Đáp án Phần A:

• Câu 1: B. Cặp NST tương đồng (giảm phân I tách các NST tương đồng nên giảm số bộ NST).
• Câu 2: C. Chromatid không chị em của cặp tương đồng (tương đồng cho phép trao đổi đoạn tương ứng).
• Câu 3: 6 NST ($12:2=6$).
• Câu 4: Sai, vì giữa hai lần phân bào của giảm phân không có pha S nhân đôi ADN.
• Câu 5: (c) → (d) → (b) → (a).
• Câu 6: 8 tổ hợp ($2^{3}=8$).
  Phần B: Xem nội dung Phiếu học tập số 2 (đáp án trong phần phiếu).

HS vận dụng kiến thức về giảm phân, phân li độc lập và công thức $2^{n}$ để giải thích sự khác nhau về kiểu hình giữa anh chị em ruột trong thực tế và nêu điều kiện kiểm tra kết luận.

Tình huống: Hai anh em ruột trong một gia đình có ngoại hình khác nhau rõ rệt. HS làm việc cặp đôi, trả lời: (1) Giải thích bằng cơ chế giảm phân và thụ tinh vì sao anh em ruột không giống hệt nhau. (2) Một loài có $n=4$ cặp NST phân li độc lập, bỏ qua trao đổi chéo và đột biến, có tối đa bao nhiêu tổ hợp NST trong giao tử? (3) Nêu một điều kiện cần kiểm tra trước khi áp dụng công thức cho một loài có gene liên kết trên cùng NST.

Đáp án mẫu:

• (1) Giảm phân tạo giao tử với tổ hợp NST khác nhau nhờ phân li độc lập và trao đổi chéo; mỗi giao tử của bố hoặc mẹ kết hợp ngẫu nhiên khi thụ tinh, nên con cái có tổ hợp NST khác nhau.
• (2) Tối đa $2^{4}=16$ tổ hợp NST trong giao tử.
• (3) Kiểm tra xem các gene có nằm trên các cặp NST khác nhau (phân li độc lập) hay nằm trên cùng một NST (liên kết, có thể có hoán vị); chỉ áp dụng công thức khi điều kiện phân li độc lập được thỏa mãn.