D.3.1 · การสืบพันธุ์

International Baccalaureate · IB Diploma · Biology · SL · หัวข้อ 29

ดูสไลด์ ฝึกฝน

29.1

ขอบเขตและเงื่อนไขก่อนเข้าเรียน

เอกสารนี้ครอบคลุมหัวข้อ SL ที่เลือกสำหรับหลักสูตรที่ประเมินเป็นครั้งแรกใน 2025; ไม่ใช่หลักสูตรทั้งหมด

เงื่อนไขก่อนหน้า: อ่านปริมาณและหน่วยที่กำหนด, และใช้ arithmetic และเงื่อนไขโมเดลด้านล่าง

The examples are original and fictional: they are not real measurements or real student investigations.

29.2

การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศ: meiosis และ fertilization มีบทบาทแตกต่างกัน

อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?

กามิตโดยปกติจะมีชุดโครโมโซมหนึ่งชุด ในขณะที่ การปฏิสนธิ เชื่อมต่อสองชุดเข้าด้วยกัน การรักษาระดับจำนวนโครโมโซมระหว่างรุ่นต้องการทั้งสองกระบวนการนี้

สร้างโมเดล

การแบ่งเซลล์แบบไมโอซิสลดจำนวนโครโมโซมเมื่อผลิตเซลล์ haploid จากเซลล์เริ่มต้นที่เป็น diploid
โครโมโซมคู่ homologous แยกกันในการแบ่งไมโอซิส I ในขณะที่ sister chromatids แยกกันในการแบ่งไมโอซิส II
การปฏิสนธิรวมนิวเคลียสของ gamete แบบ haploid เพื่อสร้าง zygote ที่เป็น diploid
การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศสามารถสร้างชุดอัลลีลใหม่จากอัลลีลที่มีอยู่เดิมได้
haploid: มีชุดโครโมโซมหนึ่งชุดในวงจรชีวิตที่กำหนดให้
การปฏิสนธิ: การหลอมรวมนิวเคลียสของแกมีตเพื่อสร้างไซโทซอยต์

สี่ขั้นตอนเชื่อมโยง: diploid 12 โครโมโซม, เมโอซิส, GAMETE ที่ 6, การปฏิสนธิกลับไปที่ 12 — เมโอซิสลดจำนวนโครโมโซมลงครึ่งหนึ่ง และการปฏิสนธิคืนจำนวนเดิม: 12 → 6 → 12

เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้

แตกแยะ homologous chromosomes ออกจาก sister chromatids และแยกแยะจำนวนโครโมโซมออกจากปริมาณ DNA
การทำซ้ำก่อนการแบ่งไมโอซิสคัดลอก DNA โดยไม่เพิ่มจำนวนชุดโครโมโซมเป็นสองเท่า
Crossing over และการจัดเรียงอย่างอิสระ (independent assortment) ช่วยสร้างความหลากหลายทางพันธุกรรม ในขณะที่การปฏิสนธิแบบสุ่มทำให้การผสมผสานเปลี่ยนไปเพิ่มเติม
กระบวนการเหล่านี้ไม่ได้ทำให้ลูกหลานแต่ละตัวมีความแตกต่างทางพันธุกรรมทุกประการภายใต้ทุกเงื่อนไขที่อาจเกิดขึ้นได้

ในห้องปฏิบัติการ: ใช้สิ่งมีชีวิตจำลองที่มีป้ายกำกับและระบุจำนวนโครโมโซมให้ชัดเจน ติดตามชุดโครโมโซมตั้งแต่การทำซ้ำ การแบ่งไมโอซิส I การแบ่งไมโอซิส II และการปฏิสนธิ ใช้ข้อมูลจำลองที่ไม่ระบุตัวตนแทนข้อมูลครอบครัวหรือสุขภาพการเจริญพันธุ์ส่วนบุคคล เปรียบเทียบวงจรชีวิตของสิ่งมีชีวิตอย่างละเอียด; โครงสร้างการสืบพันธุ์ของพืชมีดอกและสัตว์ต้องการการสอนเพิ่มเติมเฉพาะด้าน

เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว

ข้อมูล: สิ่งมีชีวิตต้นแบบมีจำนวนโครโมโซมแบบไดพลอยด์ 2n=12
Gamete มี n=6
หลังการปฏิสนธิ zygote จะมี 12 โครโมโซม
ด้วยคู่โครโมโซมอิสระ 6 คู่และไม่คำนึงถึงการข้ามสาย (crossing over) จะมี 2⁶=64 แบบผสมผสานโครโมโซมจากแม่/พ่อที่เป็นไปได้ในแกมีต
นี่คือจำนวนจำลอง ไม่ใช่ความน่าจะเป็นของ phenotype ในบุคคลใดบุคคลหนึ่ง

ถึงเวลาของคุณ: สิ่งมีชีวิตจำลองมีจำนวนโครโมโซม diploid เป็น 20 จำนวนโครโมโซมปกติใน gamete คือเท่าไหร่?

ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต

Gamete ไม่ได้เกิดจากการลดขนาดของเซลล์ทั่วไปลงครึ่งหนึ่ง
การนับ independent assortment สมมติว่ามีการเลือกทางเลือก homologus ที่แตกต่างกันและไม่รวมผลลัพธ์จากการ crossing-over
การสืบพันธุ์ของมนุษย์และพืชไม่สามารถทดแทนได้อย่างสมบูรณ์ด้วยตาราง Punnett monohybrid

ไม่จริง: การจำลอง DNA เพียงอย่างเดียวเปลี่ยนเซลล์ diploid เป็น tetraploid การจำลองทำให้ปริมาณ DNA เป็นสองเท่าแต่โครโมโซมยังนับเป็นหนึ่งต่อหนึ่ง (มี sister chromatids สองเส้น) เซลล์ยังคงเป็น diploid Tetraploidy ต้องการความล้มเหลวในการแบ่งเซลล์ ไม่ใช่จากการจำลอง

จุดสำคัญ:

การแบ่งแบบ reduction ลดจำนวนโครโมโซมเมื่อสร้างเซลล์ haploid จากเซลล์เริ่มต้นที่เป็นไดโพลอยด์
แตกแยะ homologous chromosomes ออกจาก sister chromatids และแยกแยะจำนวนโครโมโซมออกจากปริมาณ DNA
ระวัง: Gamete ไม่ได้ถูกสร้างมาจากการลดขนาดของเซลล์ธรรมดาลงครึ่งหนึ่ง

เขียนจากเซลล์สืบพันธุ์ที่มี 23 โครโมโซม

สิ่งมีชีวิตแบบจำลองมีจำนวนโครโมโซมสองชุดคือ 46
เซลล์สืบพันธุ์ปกติจะมีจำนวนครึ่งหนึ่ง การจำลองตัวเองเพียงอย่างเดียวไม่สามารถเปลี่ยนเซลล์สองชุดให้เป็นสี่ชุดได้

สำรวจ

Replication copies DNA; meiosis separates chromosome sets

Track the lesson's 2n=12 model through stable endpoints. Compare chromosome counts with DNA molecules, restore 12 chromosomes at fertilization, and explore the 64 possible origin combinations across many meioses without crossing over.

คำศัพท์ ฝึกฝน