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 các cơ quan sinh sản. Giảm phản gồm hai lần phân bào liên tiếp là giảm phân I và giảm phân II. Trước khi tế bào bước vào giảm phân I, ở kì trung gian, mỗi NST được nhân đôi tạo thành NST kép.

a. Giảm phân I

b. Giảm phân 2

Kết thúc giảm phân II, từ một tế bào, qua hai lần giảm phân tạo ra bốn tế bào con với số lượng NST giảm đi một nửa. Sau giảm phân II, các tế bào con sẽ biến đổi thành các giao tử

c. Kết quả của giảm phân

– Từ một tế bào, qua hai lần phân bào của giảm phân tạo ra được bốn tế bào con có số lượng NST giảm đi một nửa. Khác với nguyên phân, giảm phân tạo ra các tế bào chứa các hệ gene đơn bội khác nhau. Nguyên nhân là do sự phân li ngẫu nhiên của các cặp NST tương đồng cũng như có sự trao đổi chéo xảy ra giữa chúng tạo ra những tổ hợp NST và tổ hợp gene mới.

– Sau giảm phân, các tế bào con được biến đổi hình thái thành các giao tử. Ở động vật, từ một tế bào sinh tinh, qua giảm phân hình thành bốn tinh trùng; trong khi một tế bào sinh trứng, qua giảm phân chỉ tạo ra một tế bào trứng có kích thước lớn và ba tế bào nhỏ (thể cực) bị tiêu biến sau đó. Ở người, noãn nguyên bảo (noãn sơ cấp) sau khi giảm phân I, nếu được thụ tinh mới tiếp tục hoàn tất quá trình giảm phân II hình thành tế bào trứng (H 17.3).

– Giảm phân gồm hai lần phân bào liên tiếp nhưng chỉ có một lần nhân đôi DNA. – Từ một tế bào qua giảm phân tạo ra bốn tế bào con có bộ NST giảm đi một nửa chứa các tổ hợp NST khác nhau

– Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình giảm phân. Ngoài yếu tố di truyền, nhiều yếu tố môi trường bên ngoài cũng ảnh hưởng đến quá trình giảm phân. Nhiều loài cây chỉ có thể ra hoa khi gặp điều kiện thời tiết, chế độ chiếu sáng thích hợp. Ví dụ: Để cho các cây thanh long ra hoa trái vụ, bà con nông dân thường thắp đèn chiếu sáng vào ban đêm.

– Các hormone sinh dục đóng vai trò quan trọng trong quá trình giảm phân và sinh sản của nhiều loài động vật. Để cho vật nuôi sinh sản theo ý muốn, người ta có thể tiêm hormone sinh dục kích thích quá trình sinh sản cho vật nuôi.

– Tuổi tác cũng ảnh hưởng đến giảm phân. Ở người, phụ nữ càng lớn tuổi, tỉ lệ sinh con bị hội chứng Down (do thừa một NST 21) càng gia tăng, đặc biệt từ tuổi 35 trở lên. Điều này được giải thích là do càng lớn tuổi thì quá trình giảm phân hình thành giao tử càng dễ bị rối loạn, dẫn đến tỉ lệ các giao tử bất thường tăng lên (giao tử thừa một NST 21), đặc biệt ở phụ nữ (do thời gian của kì đầu giảm phân I kéo dài quá lâu, đúng bằng số tuổi của người phụ nữ khi sinh con nên dễ dẫn đến rối loạn cơ chế phân li NST),

– Hiểu được những yếu tố tác động đến giảm phân, chúng ta có thể vận dụng vào thực tiễn u quả kinh tế cũng như phòng và chữa sản xuất để mang lại hiệu quả kinh tế cũng như phòng và chữa bệnh cho con người.

– Trong giảm phản, các NST nhân đôi một lần nhưng lại phân chia hai lần, kết quả là tạo ra các giao tử có số lượng NST giảm đi một nửa (n NST) so với tế bào ban đầu (2n NST). Các giao tử đực và giao tử cái kết hợp với nhau trong quá trình thụ tinh tạo thành hợp tử (2n), khôi phục lại bộ NST 2n đặc trưng cho loài. Tế bào hợp tử trải qua nhiều lần nguyên phản và biệt hoá tế bào phát triển thành cơ thể đa bào trưởng thành (H 20,4). Như vậy, quá trình giảm phân kết hợp với thụ tinh và nguyên phân là cơ sở của sinh sản hữu tính ở sinh vật, đảm bảo duy trì bộ NST 2n đặc trưng cho loài.

– Mặt khác, do có sự trao đổi đoạn giữa các NST ở kì đầu I, kết hợp với sự phân li và tổ hợp ngẫu nhiên của các NST trong giảm phân tạo ra nhiều loại giao tử có kiểu gene khác nhau, là cơ sở để tạo ra vô số các biến dị tổ hợp ở đời con, cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hoá và chọn giống

Hình 17.4. Giảm phân, thu tinh kết hợp với nguyên phân là cơ chế duy trì bộ NST 2n đặc trưng của loài sinh sản hữu tính (ví dụ: ếch)

Giảm phân kết hợp với thụ tinh và nguyên phân đảm bảo duy trì ổn định bộ NST lưỡng bội đặc trưng của loài qua các thế hệ cơ thể, đồng thời tạo ra các tổ hợp gene đa dạng giúp sinh vật thích nghi với sự biến đổi của điều kiện môi trường.