Meiosis and the Sources of Variation

Giảm phân và nguồn gốc biến dị

Lý thuyết · English

Two divisions, four different cells

Meiosis I separates homologous pairs (this is where the chromosome number halves); meiosis II separates sister chromatids. Mitosis, by contrast, is one division producing two identical diploid cells.

Three sources of variation

Crossing over in prophase I — homologues exchange segments, producing chromosomes that are combinations of both parents'.
Independent assortment in metaphase I — each homologous pair lines up independently, giving $2^{23}$ combinations in humans.
Random fertilisation — any sperm may meet any egg.

Together these produce more than $70$ trillion possible zygotes from one couple, before crossing over is even counted.

Giải thích tiếng Việt

Hai lần chia, bốn tế bào khác nhau. Giảm phân I tách cặp tương đồng — đây là chỗ số nhiễm sắc thể giảm một nửa. Giảm phân II tách nhiễm sắc tử chị em.

Đối chiếu: nguyên phân chỉ một lần chia, cho hai tế bào lưỡng bội giống hệt nhau.

Ba nguồn biến dị — đề AP hỏi cả ba:

Trao đổi chéo ở kì đầu I: hai nhiễm sắc thể tương đồng đổi đoạn cho nhau, tạo ra nhiễm sắc thể lai mang gen của cả bố lẫn mẹ.
Phân li độc lập ở kì giữa I: mỗi cặp tương đồng xếp hàng độc lập với các cặp khác, cho $2^{23}$ tổ hợp ở người.
Thụ tinh ngẫu nhiên: tinh trùng nào cũng có thể gặp trứng nào.

Riêng hai nguồn sau đã cho hơn $70$ nghìn tỉ hợp tử khác nhau từ một cặp bố mẹ — chưa tính trao đổi chéo.

Một lần chia so với hai lần chia. Nguyên phân cho hai tế bào lưỡng bội giống hệt — dùng để sinh trưởng và sửa chữa. Giảm phân cho bốn tế bào đơn bội và khác nhau — bốn màu trong hình là cố ý. Khác biệt ấy đến từ trao đổi chéo ở kì đầu I và phân li độc lập ở kì giữa I, và nó chính là lý do sinh sản hữu tính tạo ra được biến dị.

Ví dụ — tính số tổ hợp giao tử

Một loài có $2n=8$. Bỏ qua trao đổi chéo, có bao nhiêu loại giao tử khác nhau về mặt di truyền?

Giải.

$2n=8$ nghĩa là có $n=4$ cặp tương đồng.

Ở kì giữa I, mỗi cặp xếp hàng độc lập với hai cách định hướng ⇒ tổng số tổ hợp là

$$2^n=2^4=16\ \text{loại giao tử}$$

Ở người $n=23$ nên $2^{23}\approx8{,}4$ triệu loại — và đó mới chỉ là phân li độc lập.

Thêm trao đổi chéo thì con số trở thành thực tế vô hạn: không có hai giao tử nào giống nhau.

Bẫy hay mất điểm — Số nhiễm sắc thể giảm một nửa ở giảm phân I, không phải giảm phân II. Giảm phân II về cơ chế giống hệt nguyên phân — tách nhiễm sắc tử chị em, không đổi số nhiễm sắc thể.

Phải nhớ — Giảm phân I tách cặp tương đồng, II tách nhiễm sắc tử. Ba nguồn biến dị: trao đổi chéo, phân li độc lập, thụ tinh ngẫu nhiên.

Đọc xong rồi — làm thử ngay

Bài tập của chương Unit 5 — Heredity gồm 14 câu trắc nghiệm và 4 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.

Làm bài tập chương →

← Bài trướcThe Cell Cycle, Checkpoints and Cancer Bài sau →Mendelian Genetics and Pedigrees