Giáo án Bài 43. Nguyên phân và giảm phân

Huy động kiến thức nền về nhiễm sắc thể và nêu vấn đề: vì sao số nhiễm sắc thể của loài không tăng qua các thế hệ hữu tính.

GV đưa ra tình huống: Một loài có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội $2n=6$. Hai cá thể của loài giao phối với nhau. HS trả lời nhanh hai câu hỏi: (1) Giao tử của mỗi cá thể có bao nhiêu nhiễm sắc thể? (2) Hợp tử được tạo thành có bao nhiêu nhiễm sắc thể? Sau đó GV hỏi tiếp: Nếu giao tử có $2n$ nhiễm sắc thể thì số nhiễm sắc thể của đời con sẽ thay đổi thế nào qua các thế hệ?

HS nêu được: giao tử có $n=3$ nhiễm sắc thể; hợp tử có $2n=6$ nhiễm sắc thể ($3+3=6$). HS nhận ra cần có cơ chế giảm một nửa số nhiễm sắc thể để giao tử mang bộ đơn bội, và cơ chế hợp nhất để khôi phục bộ lưỡng bội. Đây là nội dung chính của bài.

Quan sát mô phỏng tế bào $2n=4$ để nêu được số lần nhân đôi, số lần phân bào, số tế bào con và bộ nhiễm sắc thể của tế bào con trong nguyên phân và giảm phân.

HS làm việc theo cặp, quan sát mô phỏng 3D trên NeoEdu (tế bào $2n=4$, sọc xanh từ bố, sọc hồng từ mẹ). HS hoàn thành Phiếu học tập số 1. Câu hỏi dẫn dắt của GV: (1) Trong nguyên phân, nhiễm sắc thể nhân đôi bao nhiêu lần và phân bào bao nhiêu lần? (2) Ở kì giữa của nguyên phân, nhiễm sắc thể kép xếp như thế nào? (3) Trong giảm phân, sau kì sau I mỗi tế bào còn bao nhiêu nhiễm sắc thể kép và bao nhiêu chromatid? (4) Sau giảm phân II, có bao nhiêu tế bào, mỗi tế bào có bao nhiêu nhiễm sắc thể đơn?

Nguyên phân: một lần nhân đôi nhiễm sắc thể ở kì trung gian, một lần phân bào; từ 1 tế bào $2n=4$ tạo 2 tế bào con $2n=4$; kì giữa xếp một hàng các nhiễm sắc thể kép.
Giảm phân: chỉ một lần nhân đôi nhiễm sắc thể ở kì trung gian, hai lần phân bào; kì giữa I các cặp tương đồng xếp thành hai hàng; sau giảm phân I mỗi tế bào có 2 nhiễm sắc thể kép, tức 4 chromatid; giảm phân II không nhân đôi, các chromatid tách thành nhiễm sắc thể đơn; từ 1 tế bào $2n=4$ tạo 4 tế bào $n=2$.
Kết luận HS rút ra: giữa hai lần phân bào của giảm phân không có nhân đôi nhiễm sắc thể; khi đếm nhiễm sắc thể theo tâm động, một nhiễm sắc thể kép vẫn được tính là một nhiễm sắc thể.

Giải thích được thụ tinh là sự hợp nhất hai giao tử đơn bội để khôi phục bộ lưỡng bội và lí giải vì sao bộ nhiễm sắc thể được duy trì qua các thế hệ hữu tính.

HS làm việc theo nhóm 4 với mô phỏng “Giao tử của cơ thể khác và hợp tử khi thụ tinh”. Nhiệm vụ: (1) Một giao tử $n$ của cơ thể bố gặp một giao tử $n$ của cơ thể mẹ, hợp tử có bao nhiêu nhiễm sắc thể? (2) Với loài $2n=6$, hợp tử có mấy nhiễm sắc thể và được khôi phục từ đâu? (3) Vì sao số nhiễm sắc thể không tăng qua từng thế hệ? (4) Nguyên phân có vai trò gì trong quá trình này, có thay thế được giảm phân không?

Thụ tinh: $n+n=2n$; với loài $2n=6$, $3+3=6$, hợp tử có 6 nhiễm sắc thể.
Kết luận HS rút ra: giảm phân tạo giao tử đơn bội, thụ tinh hợp nhất hai bộ đơn bội để khôi phục bộ lưỡng bội, nên số nhiễm sắc thể của loài ổn định qua các thế hệ.
Nguyên phân làm tăng số tế bào (từ hợp tử phát triển thành cơ thể) nhưng không thay thế giảm phân trong việc tạo giao tử.

Hệ thống hoá và phân biệt được ba quá trình nguyên phân, giảm phân, thụ tinh; nhận biết và sửa quan niệm sai về nhân đôi nhiễm sắc thể.

Các nhóm 4 HS thực hiện kĩ thuật khăn trải bàn: mỗi HS viết vào ô riêng một đặc điểm (số lần nhân đôi, số lần phân bào, số tế bào con, bộ nhiễm sắc thể của tế bào con, vai trò), sau đó thống nhất thành một sơ đồ tư duy so sánh ở giữa khăn. Đồng thời, GV đưa quan niệm sai: “DNA phải nhân đôi lại giữa giảm phân I và II.” HS nhận xét đúng hay sai và giải thích.

Sơ đồ tư duy hoặc khăn trải bàn gồm các nội dung sau:

• Nguyên phân: 1 lần nhân đôi, 1 lần phân bào, 2 tế bào con, giữ nguyên $2n$.
• Giảm phân: 1 lần nhân đôi, 2 lần phân bào, 4 tế bào con, giảm từ $2n$ xuống $n$.
• Thụ tinh: không phân bào, hợp nhất hai giao tử $n$ thành hợp tử $2n$.
  Quan niệm sai cần sửa: Sai. Chỉ có một lần nhân đôi trước giảm phân I; giữa giảm phân I và II không có nhân đôi lại. Giảm phân II tách các chromatid chị em thành nhiễm sắc thể đơn.

Vận dụng đặc điểm nguyên phân, giảm phân, thụ tinh để chọn đúng đáp án, ghép khái niệm và nhận biết phát biểu đúng sai.

HS làm việc theo cặp đôi, chơi trò “Ai nhanh hơn”. GV chiếu lần lượt các câu sau:
Câu 1: Trong bài này, nguyên phân có đặc điểm nào? A. nhân đôi hai lần liên tiếp mới chia; B. một lần phân bào sau nhân đôi, thường tạo hai tế bào giữ mức bội; C. luôn tạo bốn giao tử $n$.
Câu 2: Trong bài này, giảm phân có đặc điểm nào? A. giữ nguyên $2n$ trong mọi giao tử; B. không có phân li nhiễm sắc thể; C. hai lần phân bào sau một lần nhân đôi, giảm $2n$ xuống $n$ theo mô hình.
Câu 3: Ghép khái niệm với đặc điểm: nguyên phân, giảm phân, thụ tinh (với các đặc điểm đã nêu trong bài).
Câu 4: Đúng hay sai: “DNA phải nhân đôi lại giữa giảm phân I và II.”
Câu 5: Điền thuật ngữ vào chỗ trống: “Hợp nhất hai giao tử $n$ khôi phục $2n$ mô tả {{1}}.”

Đáp án:
Câu 1: B. Nguyên phân là một lần phân bào sau nhân đôi, thường tạo hai tế bào giữ mức bội; không có pha nhân đôi thứ hai và không tạo bốn giao tử.
Câu 2: C. Giảm phân là hai lần phân bào sau một lần nhân đôi, giảm $2n$ xuống $n$.
Câu 3: Nguyên phân – một lần phân bào sau nhân đôi, thường tạo hai tế bào giữ mức bội; Giảm phân – hai lần phân bào sau một lần nhân đôi, giảm $2n$ xuống $n$; Thụ tinh – hợp nhất hai giao tử $n$ khôi phục $2n$.
Câu 4: Sai. Chỉ có một lần nhân đôi trước giảm phân I; giữa giảm phân I và II không có pha nhân đôi như vậy.
Câu 5: Thụ tinh.

Vận dụng quy luật giảm phân để xác định số tế bào đơn bội và số nhiễm sắc thể của mỗi tế bào; giải thích vì sao không cần nhân đôi lại trước giảm phân II.

HS làm Phiếu học tập số 2 theo nhóm 2. Câu 1: Loài có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội $2n=6$, một tế bào giảm phân bình thường cho bao nhiêu tế bào đơn bội và mỗi tế bào có bao nhiêu nhiễm sắc thể? Câu 2: Theo sơ đồ $2n=4$ trên mô phỏng, mỗi tế bào ngay sau giảm phân I có bao nhiêu chromatid? Câu 3: Giải thích vì sao không cần nhân đôi DNA giữa giảm phân I và II mà mỗi tế bào cuối vẫn nhận một nhiễm sắc thể của mỗi loại.

Câu 1: Một tế bào giảm phân bình thường tạo 4 tế bào đơn bội; mỗi tế bào có $n=3$ nhiễm sắc thể.
Câu 2: 4 chromatid (2 nhiễm sắc thể kép, mỗi nhiễm sắc thể kép gồm 2 chromatid). Đếm theo tâm động là 2 nhiễm sắc thể, không phải 4.
Câu 3: DNA đã nhân đôi một lần trước giảm phân I. Giảm phân I tách các nhiễm sắc thể tương đồng, mỗi tế bào nhận một nhiễm sắc thể kép của mỗi cặp. Giảm phân II tách hai chromatid chị em thành nhiễm sắc thể đơn ở các tế bào con, nên không cần nhân đôi lại và các tế bào cuối vẫn có $n$ nhiễm sắc thể.

Vận dụng kiến thức về giảm phân và thụ tinh để giải thích hiện tượng di truyền đặc điểm từ bố mẹ sang con, đồng thời lập luận về sự ổn định bộ nhiễm sắc thể.

GV nêu tình huống: Ở một loài có $2n=6$, cá thể bố và cá thể mẹ đều tạo giao tử qua giảm phân bình thường. Hợp tử hình thành từ một giao tử của bố và một giao tử của mẹ. HS trả lời các câu hỏi: (1) Hợp tử có bao nhiêu nhiễm sắc thể, nguồn gốc từ đâu? (2) Vì sao cơ thể con vẫn có bộ nhiễm sắc thể đặc trưng của loài? (3) Nếu bỏ qua giảm phân, số nhiễm sắc thể của con sẽ thay đổi như thế nào qua các thế hệ? Về nhà: vẽ sơ đồ một chu kì sinh sản hữu tính có chú thích màu sắc nguồn gốc nhiễm sắc thể.

(1) Hợp tử có $2n=6$ nhiễm sắc thể: 3 nhiễm sắc thể từ giao tử của bố và 3 nhiễm sắc thể từ giao tử của mẹ ($n+n=2n$).
(2) Giảm phân làm giao tử chỉ mang $n=3$ nhiễm sắc thể, thụ tinh khôi phục $2n=6$, nên bộ nhiễm sắc thể đặc trưng được duy trì.
(3) Nếu giao tử vẫn mang $2n$, hợp tử sẽ có $4n$ nhiễm sắc thể, số nhiễm sắc thể tăng gấp đôi sau mỗi thế hệ; điều này không phù hợp với sự ổn định của loài.
Sản phẩm về nhà: sơ đồ chu kì sinh sản hữu tính có chú thích, nêu rõ giảm phân, thụ tinh và nguyên phân của hợp tử.