Sinh sản hữu tính là gì? Cơ chế, các dạng và ý nghĩa

Sinh sản hữu tính là gì?

Sinh sản hữu tính là hình thức sinh sản có sự kết hợp của giao tử đực và giao tử cái thông quá thụ tinh tạo nên hợp tử, hợp tử phát triển thành cơ thế mới. Sinh sản hữu tính khác sinh sản vô tính là có sự tham gia của cả 2 loại giao tử, có thụ tinh tạo hợp tử.

Sinh sản hữu tính là phương pháp sinh sản chính của phần lớn các sinh vật vĩ mô, bao gồm hầu như tất cả các loài động vật và thực vật. Sinh sản hữu tính được tìm thấy ở hầu hết các loài sinh vật, từ đơn bào đến đa bào. Ở các loài sinh vật đơn bào, sinh sản hữu tính thường diễn ra theo hình thức kết hợp ngẫu nhiên giữa hai tế bào. Ở các loài sinh vật đa bào, sinh sản hữu tính thường diễn ra theo hình thức giao phối giữa hai cá thể.

Sinh sản hữu tính trong tiếng Anh là sexual reproduction.

Cơ sở của sinh sản hữu tính

Cơ sở của sinh sản hữu tính là sự kết hợp giữa hai giao tử, một giao tử đực và một giao tử cái, để tạo thành hợp tử hay nói cách khác là sự kết hợp giữa hai giao tử đơn bội để tạo thành hợp tử lưỡng bội. Quá trình này được thực hiện thông qua hai quá trình: giảm phân và thụ tinh. Giảm phân giúp đảm bảo cho hợp tử có số lượng nhiễm sắc thể bình thường, giống với số lượng nhiễm sắc thể của loài. Thụ tinh giúp tạo ra sự đa dạng di truyền cho thế hệ sau, nhờ sự kết hợp ngẫu nhiên của các nhiễm sắc thể từ giao tử đực và giao tử cái.

Sự hình thành giao tử

- Giao tử là những tế bào sinh dục đơn bội, chứa một nửa số lượng nhiễm sắc thể của các tế bào bình thường. Quá trình hình thành giao tử được gọi là giảm phân. Giảm phân là một quá trình phân bào đặc biệt, trong đó số lượng nhiễm sắc thể bị giảm đi một nửa. Quá trình này diễn ra theo hai lần phân bào liên tiếp, lần thứ nhất là phân bào giảm phân I và lần thứ hai là phân bào giảm phân II, mỗi lần phân bào đều có hai giai đoạn là phân bào tiền kỳ và phân bào chính.

- Trong lần phân bào giảm phân I, nhiễm sắc thể của tế bào mẹ tự nhân đôi, sau đó xếp thành cặp tương đồng, các cặp tương đồng trao đổi chéo vật chất di truyền với nhau. Sau đó, các nhiễm sắc thể tương đồng tách nhau ra và di chuyển về hai cực của tế bào.

- Trong lần phân bào giảm phân II, các nhiễm sắc thể đơn phân tách nhau ra và di chuyển về hai cực của tế bào. Kết thúc quá trình giảm phân, từ một tế bào mẹ lưỡng bội, tạo ra bốn tế bào con đơn bội.

Sự thụ tinh

- Thụ tinh là quá trình kết hợp giữa hai giao tử, một giao tử đực và một giao tử cái, để tạo thành hợp tử. Giao tử đực và giao tử cái có thể được tạo ra bởi cùng một cơ thể (sinh sản tự thụ tinh) hoặc bởi hai cơ thể khác nhau (sinh sản giao phối).

- Trong quá trình thụ tinh, giao tử đực và giao tử cái kết hợp với nhau để tạo thành hợp tử. Hợp tử là một tế bào lưỡng bội, chứa toàn bộ số lượng nhiễm sắc thể của hai giao tử.

- Hợp tử sau đó phát triển thành một cơ thể mới.

Ưu điểm của sinh sản hữu tính so với sinh sản vô tính

- Tạo ra sự đa dạng di truyền, giúp cơ thể thích nghi tốt hơn với môi trường.

- Tăng khả năng sinh sản, giúp quần thể sinh vật phát triển nhanh chóng.

- Tạo ra các cơ thể mới với các đặc điểm mong muốn.

Các dạng sinh sản hữu tính

Sinh sản hữu tính ở thực vật

Sinh sản hữu tính ở thực vật được chia thành hai dạng chính là: sinh sản hữu tính bằng bào tử và sinh sản hữu tính bằng giao tử.

- Sinh sản hữu tính bằng bào tử là hình thức sinh sản hữu tính phổ biến ở thực vật và một số loài động vật nguyên sinh. Ở hình thức này, các bào tử được tạo ra từ các tế bào sinh dưỡng, sau đó phát triển thành cá thể mới.

+ Ở thực vật không có hoa, các bào tử được tạo ra trong túi bào tử, nằm trên lá hoặc trên thân. Các bào tử này sau khi được giải phóng sẽ phát triển thành thể giao tử.

+ Ở thực vật có hoa, các bào tử được tạo ra trong noãn và tinh trùng. Noãn là tế bào trứng, tinh trùng là tế bào sinh sản đực. Khi hạt phấn (tinh trùng) được thụ tinh với noãn, sẽ tạo thành hợp tử. Hợp tử sau đó sẽ phát triển thành hạt.

- Sinh sản hữu tính bằng giao tử là hình thức sinh sản hữu tính có ở một số loài thực vật có hoa. Ở hình thức này, hợp tử được tạo ra từ sự kết hợp giữa giao tử đực và giao tử cái.

+ Thụ tinh chéo: Ở thụ tinh chéo, giao tử đực và giao tử cái đến từ hai cá thể khác nhau. Thụ tinh chéo giúp tạo ra nhiều biến dị di truyền, giúp thực vật thích nghi tốt hơn với môi trường.

+ Tự thụ phấn: Ở tự thụ phấn, giao tử đực và giao tử cái đến từ cùng một cá thể. Tự thụ phấn giúp thực vật duy trì được các đặc tính di truyền của giống.

Sinh sản hữu tính bằng bào tử có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện nhưng nhược điểm là tạo ra ít biến dị. Sinh sản hữu tính bằng giao tử có ưu điểm là tạo ra nhiều biến dị, giúp thực vật thích nghi tốt hơn với môi trường nhưng nhược điểm là phức tạp, khó thực hiện.

Sinh sản hữu tính ở động vật

Đẻ trứng: Trứng có thể được đẻ ra ngoài rồi thụ tinh (thụ tinh ngoài) hoặc trứng được thụ tinh và đẻ ra ngoài (thụ tinh trong) → Phát triển thành phôi → con non.

Đẻ con: Trứng được thụ tinh trong cơ quan sinh sản (thụ tinh trong) tạo hợp tử → phát triển thành phôi → con non → đẻ ra ngoài.

Vai trò của sinh sản hữu tính

- Tạo ra các cá thể mới đa dạng, đảm bảo sự phát triển liên tục của loài và thích nghi với môi trường thay đổi.

- Tạo nguồn nguyên liệu phong phú cho chọn giống.

- Cơ sở để tạo ra nhiều giống vật nuôi, cây trồng mới.

Ý nghĩa của sinh sản hữu tính

- Đảm bảo sự liên tục của các loài: Sinh sản hữu tính giúp tạo ra các cá thể mới, duy trì và phát triển các loài sinh vật. Ở thực vật, sinh sản hữu tính giúp tạo ra các hạt, quả, giúp thực vật duy trì và phát triển. Ở động vật, sinh sản hữu tính giúp tạo ra các con non, giúp động vật duy trì và phát triển.

- Tăng cường khả năng thích nghi của thế hệ sau: Sinh sản hữu tính tạo ra sự đa dạng di truyền, giúp các loài sinh vật thích nghi tốt hơn với môi trường biến đổi.

- Cung cấp nguồn vật liệu cho chọn lọc tự nhiên: Sự đa dạng di truyền tạo ra bởi sinh sản hữu tính cung cấp nguồn vật liệu phong phú cho chọn lọc tự nhiên, giúp các loài sinh vật tiến hóa và thích nghi với môi trường.

So sánh sinh sản hữu tính ở động vật và thực vật

Giống nhau

   - Có sự kết hợp của giao tử đực (n) và giao tử cái (n) để hình thành hợp tử (2n).

   - Con sinh ra mang đặc điểm di truyền của cả bố và mẹ.

Khác nhau