Bài học

Ôn tập tổng hợp: sinh sản vô tính và hữu tính

Mục tiêu bài học

Sau bài ôn tập này, em đối chiếu được sinh sản vô tính với sinh sản hữu tính theo ba tiêu chí: số cơ thể tham gia, mức độ giống bố mẹ, và tốc độ; đồng thời vận dụng toàn bộ kiến thức của khoá học vào các tình huống tổng hợp.

Kiến thức nền cần nhớ

Toàn bộ nội dung bài này đã được dạy ở năm chương trước — bốn hình thức sinh sản vô tính, ưu điểm và hạn chế của nó, bốn kỹ thuật nhân giống nhân tạo, và sinh sản hữu tính ở cả thực vật lẫn động vật (same-grade bridge). Bài ôn tập không thêm kiến thức mới, chỉ đặt mọi thứ cạnh nhau để em thấy được bức tranh toàn cảnh.

Khởi động

Nếu phải giải thích cho một người chưa học gì về sinh học: 'sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính khác nhau ở điều gì, chỉ trong một câu' — em sẽ nói gì?

Kiến thức trọng tâm

Khác biệt cốt lõi giữa hai cách sinh sản nằm ở số cơ thể tham gia: sinh sản vô tính chỉ cần một cơ thể mẹ; sinh sản hữu tính cần hai giao tử, thường từ hai cơ thể khác nhau (hoặc hai hoa khác nhau ở cây tự thụ phấn). Từ khác biệt đó kéo theo hai khác biệt tiếp theo. Về mức độ giống bố mẹ: con sinh ra từ sinh sản vô tính gần như giống hệt cơ thể mẹ duy nhất, vì không có sự pha trộn vật chất từ nguồn thứ hai; con sinh ra từ sinh sản hữu tính mang đặc điểm kết hợp từ hai nguồn, nên đa dạng hơn hẳn. Về tốc độ, sinh sản vô tính thường nhanh hơn vì không cần thời gian tìm bạn tình hay chờ quá trình thụ phấn, thụ tinh phức tạp — nhưng đổi lại, một quần thể sinh sản vô tính kém đa dạng hơn, dễ bị tổn thương trước một tác nhân gây hại mới, đúng như bài học từ giống chuối Gros Michel.

Ở thực vật, cả hai cách sinh sản đều tồn tại song song. Sinh sản sinh dưỡng (một dạng vô tính) và các kỹ thuật nhân tạo — giâm cành, chiết cành, ghép cây, nuôi cấy mô — giữ nguyên đặc tính quý của một cây mẹ. Sinh sản hữu tính, qua chuỗi thụ phấn rồi thụ tinh trong hoa, tạo ra hạt mang đặc điểm mới, làm nguồn nguyên liệu cho sự đa dạng của cả loài. Ở động vật, sinh sản hữu tính là hình thức chủ đạo, nhưng cách thức lại rất đa dạng: thụ tinh ngoài hay trong, đẻ trứng hay đẻ con — mỗi loài chọn một tổ hợp phù hợp với môi trường sống và mức độ bảo vệ con non mà loài đó có thể duy trì.

Sáu đặc điểm này tóm tắt toàn bộ khoá học: mọi hình thức, kỹ thuật đã học đều bắt nguồn từ khác biệt cốt lõi ở cột bên trái và bên phải.

Ví dụ

Chọn cách nhân giống cho một cây cà chua ngon đột biến tự nhiên

1
Một người trồng rau phát hiện một cây cà chua trong vườn cho quả ngọt bất thường so với những cây cùng giống. Người này muốn giữ đúng đặc tính ngọt đó cho vụ sau. Nên nhân giống bằng sinh sản vô tính hay gieo hạt từ chính quả cà chua đó?
2
Mục tiêu là giữ NGUYÊN VẸN đặc tính ngọt bất thường vừa phát hiện, không phải tạo ra sự đa dạng mới.
3
Gieo hạt là sinh sản hữu tính — hạt hình thành từ thụ phấn, thụ tinh, kết hợp giao tử từ hai nguồn, nên cây con từ hạt có thể không giữ được đúng đặc tính ngọt của cây mẹ. Nhân giống vô tính (ví dụ giâm cành hoặc ghép) giữ nguyên vật chất của chính cây mẹ đó.
4
Vì mục tiêu là giữ nguyên một đặc tính cụ thể vừa phát hiện được, đúng như bài học về ưu điểm của sinh sản vô tính, phương án gieo hạt không đảm bảo được yêu cầu này.
5
Vậy người trồng rau nên nhân giống vô tính (giâm cành) cây cà chua đó, thay vì gieo hạt, để giữ đúng đặc tính ngọt bất thường cho vụ sau.

Ví dụ

Tình huống tổng hợp: từ hoa tới đàn cá con (dạng đề kiểm tra)

1
Một ao nuôi cá chép sinh sản tự nhiên trong ao, đồng thời cạnh ao có một hàng cây ăn quả được nhân giống bằng chiết cành. Hãy xác định hình thức sinh sản của cá chép và của cây ăn quả, so sánh mức độ đa dạng đặc điểm mà mỗi cách tạo ra cho thế hệ sau.
2
Cá chép sinh sản hữu tính, thụ tinh ngoài: trứng và tinh trùng gặp nhau trong nước ao, mỗi lần đẻ số lượng trứng rất lớn để bù rủi ro trôi dạt.
3
Cây ăn quả được nhân giống bằng chiết cành — một kỹ thuật sinh sản vô tính nhân tạo, cành ra rễ ngay trên cây mẹ trước khi cắt rời trồng thành cây độc lập.
4
Đàn cá chép con sẽ đa dạng đặc điểm hơn hẳn, vì mỗi con là kết quả một lần thụ tinh riêng, kết hợp giao tử từ các cá thể bố mẹ khác nhau trong ao. Ngược lại, mọi cây chiết từ cùng một cây mẹ đều gần như giống hệt nhau và giống hệt cây mẹ ban đầu.
5
Vậy cá chép (sinh sản hữu tính) cho thế hệ sau đa dạng đặc điểm, còn cây ăn quả chiết cành (sinh sản vô tính) cho thế hệ sau đồng nhất, giữ đúng đặc tính của cây mẹ — đúng như khác biệt cốt lõi đã ôn ở đầu bài.

Sai lầm thường gặp

Nhìn lại cả khoá học, ba bẫy dễ mắc nhất là: nhầm nảy chồi với phân mảnh (chồi là cấu trúc mới mọc dần, mảnh là một phần cơ thể trưởng thành tách rời); nhầm giâm cành với chiết cành (giâm cắt rời trước, chiết ra rễ trên cây mẹ rồi mới cắt); và nhầm thụ tinh trong với đẻ con (rùa, thằn lằn thụ tinh trong nhưng vẫn đẻ trứng) — cả ba đều là lẫn lộn giữa hai khái niệm gần giống nhau nhưng thực chất tách biệt.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Sinh sản vô tính (một cơ thể mẹ, con giống hệt mẹ, nhanh nhưng kém đa dạng) và sinh sản hữu tính (hai giao tử, con đa dạng, chậm hơn nhưng giúp quần thể thích nghi) là hai chiến lược bổ sung cho nhau, không cái nào tuyệt đối tốt hơn cái nào — lựa chọn đúng phụ thuộc vào mục tiêu cụ thể của người trồng trọt, chăn nuôi, hay chính sinh vật đó trong tự nhiên.

Sinh sản là cách một sinh vật tạo ra thế hệ tiếp theo — nhưng để tồn tại tới lúc sinh sản được, sinh vật còn phải trao đổi chất, cảm ứng, và sinh trưởng đúng cách suốt vòng đời. Khoá học tiếp theo ghép tất cả những quá trình đó lại thành một thể thống nhất.