thành lập công thức tổng quát và phạm vi áp dụng công thức * Với cơ thể có bộ nhiễm sắc thể NST là 2n cho rằng 2 chiếc của mỗi cặp NST tơng đồng có cấu trúc khác nhau – chứa các cặp gen
Trang 1CÁCH tính số loại giao tử hình thành trong quá trình giảm phân
I thành lập công thức tổng quát và phạm vi áp dụng công thức
* Với cơ thể có bộ nhiễm sắc thể (NST) là 2n (cho rằng 2 chiếc của mỗi cặp NST tơng đồng có cấu trúc khác nhau – chứa các cặp gen dị hợp ) thì số loại giao
tử tạo ra tối đa trong quá trình giảm phân là bao nhiêu?
1 Trờng hợp không có trao đổi chéo (các gen PLĐL hoặc Liên kết hoàn toàn):
a Thành lập công thức
* Gv yêu cầu học sinh vẽ tóm tắt sơ đồ giảm phân để rút ra kết luận sau:
a1 Với 2n = 2 (1 cặp NST) Số loại giao tử tối đa có thể đợc tạo ra là 2 a2 Với 2n = 4 (2 cặp NST ) Có 2 kiểu phân li, mỗi kiểu phân li tạo ra 2 loại giao tử số loại giao tử tối đa tạo đợc =2222
a3 Với 2n = 6 (gồm 3 cặp NST) Có 3 kiểu phân li của NST ở kì sau I, mỗi
kiểu phân li tạo ra 2 loại giao tử số loại giao tử tối đa có thể đợc tạo ra là:
3
2
2
2
2
* Từ (a1), (a2),và (a3) Gv yêu cầu học sinh rút ra “quy tắc nhân”
Số loại giao tử tối đa có thể đợc tạo ra tính chung với nhiều cặp NST bằng tích số
loại giao tử đợc tạo ra ở mỗi cặp nhân với nhau.
Với trờng hợp trên: số loại giao tử tối đa có thể đợc tạo ra từ mỗi cặp là 2 với n cặp,
số loại giao tử tối đa có thể đợc tạo ra là:
2 n (công thức 1) Thực tế, kết quả của quá trình giảm phân tạo giao tử đực (tinh trùng) và giao
tử cái (trứng) khác nhau,cụ thể:
- 1 tế bào sinh tinh trùng giảm phân tạo 4 tế bào tinh trùng
với x tế bào sinh tinh trùng giảm phân tạo 4x tế bào tinh trùng
Vậy, số loại tế bào tinh trùng (giao tử đực) đợc tạo ra tối đa phụ thuộc vào số tinh trùng đợc tạo ra và số cặp NST của tế bào sinh tinh trùng:
+ Với 4x < 2 số loại tế bào tinh trùng (giao tử đực) đợc tạo ra tối đa là :n
4x (công thức 1.1)
+ Với 4x = 2 và 4x > n 2 số loại tế bào tinh trùng (giao tử đực) đợc tạo ra tối n
đa đợc tính theo công thức 1
Trang 2- 1 tế bào sinh trứng giảm phân tạo 1 tế bào trứng với y tế bào sinh trứng giảm phân tạo y tế bào trứng Vậy, số loại tế bào trứng (giao tử cái) đợc tạo ra tối
đa phụ thuộc vào số trứng đợc tạo ra và số cặp NST của tế bào sinh trứng:
+ Với y < 2 số loại tế bào trứng (giao tử cái) đợc tạo ra tối đa là: n
y (công thức 1.2)
+ Với y = 2 và y > n 2 số loại tế bào trứng (giao tử cái) đợc tạo ra tối đa đợc n
tính theo công thức 1
b phạm vi áp dụng công thức
- Với cơ thể có bộ nhiễm sắc thể (NST) là 2n (cho rằng 2 chiếc của mỗi cặp NST tơng đồng có cấu trúc khác nhau – chứa các cặp gen dị hợp) số loại giao tử tạo ra tối đa trong quá trình giảm phân về mặt lí thuyết đợc tính theo công thức 1
- Với số tế bào tham gia giảm phân tạo đợc số giao tử đực(tinh trùng) ít hơn số loại giao tử tạo ra tối đa trong quá trình giảm phân về mặt lí thuyết thì đợc tính theo công thức 1.1
- Với số tế bào tham gia tạo số giao tử cái (trứng) ít hơn số loại giao tử tạo ra tối đa trong quá trình giảm phân về mặt lí thuyết thì đợc tính theo công thức 1.2
c Ví dụ áp dụng công thức
* Ví dụ 1: - Vịt nhà có 2n = 80, có thể tạo ra tối đa bao nhiêu loại giao tử? Biết rằng quá trình giảm phân không có trao đổi chéo
Giải: Với 2n = 80 n = 40 áp dụng công thức 1, ta có số loại giao tử tối đa mà vịt nhà có thể tạo ra đợc là: 2n = 240
* Ví dụ 2: - Một tế bào có kiểu gen
ab
AB cd
CD
Ee thực tế khi giảm phân tạo đợc mấy loại trứng? Biết rằng quá trình giảm phân không có trao đổi chéo
Giải: Theo đề: + có 3 căp nhiễm sắc thể n = 3 2n = 8
+ có 1 tế bào tham gia giảm phân tạo trứng x= 1
áp dụng công thức 1.2, ta có số loại trứng tối đa có thể tạo ra đợc là: 1
* Ví dụ 3: - 3 tế bào có kiểu gen
ab
AB cd
CD
thực tế khi giảm phân tạo đợc mấy loại tinh trùng ? Biết rằng quá trình giảm phân không có trao đổi chéo
Giải: Theo đề: + có 2 căp nhiễm sắc thể n = 2 2n = 4
+ có 3 tế bào tham gia giảm phân tạo tinh trùng 4y = 12
Trang 3áp dụng công thức 1, ta có số loại tinh trùng tối đa có thể tạo ra đợc là: 4
2 Trờng hợp có trao đổi chéo (TĐC):
a Giải thích các thuật ngữ:
(-) Trao đổi chéo: Là hiện tợng 2 cromatit của cặp NST tương đồng trao đổi cho nhau 2 đoạn tơng ứng sau khi tiếp hợp ở kì đầu giảm phân I, dẫn tới hiện t-ợng hoán vị giữa các gen alen
(-) Trao đổi chéo tại 1 điểm (TĐC đơn): Các tế bào khi giảm phân xảy ra TĐC tại 1 điểm
(-)Trao đổi chéo tại 2 điểm đồng thời (1 TĐC kép) :Các tế bào khi giảm phân xảy ra TĐC tại 2 điểm
(-) Trao đổi chéo tại 2 điểm không đồng thời (2 TĐC đơn) :
+ 1 nhóm tế bào (nhóm 1) khi giảm phân xảy ra TĐC tại điểm 1
+ 1 nhóm tế bào khác (nhóm 2) khi giảm phân xảy ra TĐC tại điểm 2
Nhóm 1 Nhóm 2
(-) Trao đổi chéo tại 2 điểm đồng thời và 2 điểm không đồng thời:
+ 1 nhóm tế bào (nhóm 1) khi giảm phân xảy ra TĐC tại điểm 1
+ 1 nhóm tế bào khác (nhóm 2) khi giảm phân xảy ra TĐC tại điểm 2
Điểm trao đổi chéo (điểm 1)
điểm1 (các điểm trao đổi chéo)
điểm 2
điểm 1
điểm 2
Trang 4+ 1 nhóm tế bào khác (nhóm 3) khi giảm phân xảy ra TĐC tại điểm 1 và 2
Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3
b Yêu cầu học sinh vẽ sơ đồ.
Tìm số loại giao tử tối đa có thể đợc tạo ra ứng với mỗi trờng hợp nêu trên với 1 cặp nhiễm sắc thể (NST) có cấu tạo nh sau:
A a
B b
D d
E e
G g
Các loại giao tử đợc tạo ra là:
A a a A
B b B b
D d D d
E e E e = 4 loại giao tử
G g G g (Sơ đồ 1)
Tế bào bỡnh thường Tế bào cú TĐC tại 1 điểm
Các loại giao tử đợc tạo ra là:
A a a A
B b B b = 4 loại giao tử
điểm 1
điểm 1
điểm 2
điểm 2
điểm 1
điểm 4
Trang 5D d D d ( Sơ đồ 2)
E e E e
G g g G
Tế bào bỡnh thường Tế bào cú TĐC tại 2 điểm đồng thời
(-) Tr ờng hợp 3: Có TĐC tại 2 diểm không đồng thời (điểm 2 và điểm 3)
+ Nhóm tế bào I khi giảm phân xảy ra TĐC tại điểm 2
Các loại giao tử đợc tạo ra là:
A a A a
B b B b = 4 loại giao tử
D d d D ( Sơ đồ 3)
E e e E
G g g G
Tế bào bỡnh thường Tế bào cú TĐC tại điểm 2
+ Nhóm tế bào II khi giảm phân xảy ra TĐC tại điểm 3
Các loại giao tử đợc tạo ra là
A a A a
B b B b = 4 loại giao tử
D d D d ( Sơ đồ 4)
E e e E
G g g G
Tế bào bỡnh thường Tế bào cú TĐC tại điểm 3
Tổng hợp lại, khi có một cặp NST giảm phân, xảy ra TĐC tại 2 điểm không
đồng thời, số loại giao tử đợc tạo ra là 6 (Vỡ cú 2 loại giao tử trựng nhau)
+ Nhóm tế bào I khi giảm phân xảy ra TĐC tại 2 điểm đồng thời ( 1 và 4) tạo ra
4 loại giao tử (sơ đồ 2)
+ Nhóm tế bào II khi giảm phân xảy ra TĐC tại điểm 2 tạo ra 4 loại giao tử (sơ
đồ 4)
+ Nhóm tế bào III khi giảm phân xảy raTĐC tại điểm 3 tạo ra 4 loại giao tử (sơ
đồ 4)
Trang 6 Tổng hợp lại, khi có một cặp NST giảm phân, xảy ra TĐC tại 2 điểm đồng thời
và 2 điểm không đồng thời, số loại giao tử đợc tạo ra là 8
c Thành lập công thức tổng quát:
Với cơ thể có bộ NST 2n (2 chiếc của mỗi cặp NST tơng đồng có cấu trúc khác nhau) áp dụng công thức nhân, ta có:
Tr
ờng hợp 1: TĐC tại 1 điểm (TĐC đơn)
Nếu có TĐC tại 1 điểm xảy ra ở m cặp (m < n )
+ 1 cặp NST có xảy ra TĐC tại 1 điểm tạo ra 4 loại giao tử m cặp có TĐC tại 1
điểm tạo ra tối đa 4m loại giao tử
+ Còn ( n- m ) cặp không có TĐC tạo ra tối đa là 2(n-m) loại giao tử Số loại giao
tử tối đa có thể đợc tạo ra khi trong bộ NST 2n có m cặp xảy ra TĐC tại 1 điểm là:
2 (n-m) x 4 m = 2 (n-m) x 2 2m = 2 (n+m)
( công thức 2)
Tr
ờng hợp 2: TĐC xảy ra tại 2 điểm đồng thời ( 1 TĐC kép)
Nếu có r cặp xảy ra TĐC tại 2 điểm đồng thời (r < n):
+ 1 cặp NST có TĐC tại 2 điểm đồng thời tạo ra 4 loại giao tử r cặp NST có TĐC tại 2 điểm đồng thời tạo ra tối đa 4r loại giao tử
+ Còn ( n- r ) cặp không có TĐC tạo ra tối đa 2(n – r ) loại giao tử số loại giao tử tối
đa có thể đợc tạo ra khi trong bộ NST 2n có r cặp NST có TĐC tại 2 điểm đồng thời là:
2 (n – r ) x 4 r = 2 (n + r) (công thức 3)
Tr
ờng hợp 3: TĐC xảy ra tại 2 điểm không đồng thời (2 TĐC đơn)
Nếu có h cặp ( h < n) xảy ra TĐC tại 2 điểm không đồng thời:
+ 1 cặp NST có TĐC tại 2 điểm không đồng thời tạo ra 6 loại giao tử với h cặp
NST có TĐC tại 2 điểm không đồng thời tạo ra tối đa 6h loại giao tử
+ Còn ( n- h ) cặp không có TĐC, tạo ra tối đa 2(n – h) loại giao tử số loại giao tử tối đa có thể đợc tạo ra khi trong bộ NST 2n có h cặp NST có TĐC tại 2 điểm không đồng thời là:
2 (n – h) x 6 h = 2 (n – h) x 2 h x 3 h = 2 n x 3 h (công thức 4)
Trang 7ờng hợp 4: TĐC vừa tại 2 điểm đồng thời, vừa tại 2 điểm không đồng thời.
Nếu có q cặp ( q < n) xảy ra TĐC vừa tại 2 điểm đồng thời, vừa tại 2 điểm không đồng thời, ta có:
+ ở 1 cặp NST có TĐC tại 2 điểm đồng thời và 2 điểm không đồng thời tạo ra
tối đa 8 loại giao tử với q cặp NST có TĐC tại 2 điểm đồng thời và 2 điểm không đồng thời tạo ra tối đa 8q loại giao tử
+ còn ( n- q ) cặp không có TĐC, tạo ra tối đa 2(n – q) loại giao tử số loại giao tử tối đa có thể đợc tạo ra khi trong bộ NST 2n có q cặp NST có TĐC tại 2 điểm đồng thời
và 2 điểm không đồng thời là:
2 (n – q) x 8 q = 2 (n – q) x 2 3q = 2 (n + 2q) (công thức 5)
d Ví dụ
* Ví dụ 1: - Gà có 2n = 78, có thể tạo ra tối đa bao nhiêu loại giao tử? Biết rằng
khi giảm phân đã xảy ra TĐC tại 1 điểm ở 9 cặp NST
áp dụng công thức 2, ta có số loại giao tử tối đa có thể tạo ra trong trờng hợp này là: 2n + m = 239+9 = 248
* Ví dụ 2: - Đậu Hà lan có 2n = 14, có thể tạo ra tối đa bao nhiêu loại giao tử?
Cho rằng khi giảm phân đã xảy ra TĐC tại 2 điểm đồng thời ở 6 cặp NST
áp dụng công thức 3, ta có số loại giao tử tối đa có thể tạo ra là : 2n + r = 27+6 =
2 13
* Ví dụ 3: - Lúa nớc có 2n = 24, có thể tạo ra tối đa bao nhiêu loại giao tử Cho
rằng khi giảm phân đã xảy ra TĐC tại 2 điểm không đồng thời ở 6 cặp NST
áp dụng công thức 4, ta có số loại giao tử tối đa có thể tạo ra trong trờng hợp này là: 2n x 3h = 212x 36
* Ví dụ 4: - Ruồi giấm có 2n = 8, có thể tạo ra tối đa bao nhiêu loại giao tử Cho
rằng khi giảm phân đã xảy ra TĐC tại 2 điểm đồng thời và 2 điểm không đồng thời ở 2 cặp NST
áp dụng công thức 5, ta có số loại giao tử tối đa có thể tạo ra trong trờng hợp này là: 2n + 2q = 24 +2x2 = 28
3 Trờng hợp xảy ra đột biến cấu trúc NST trong quá trình giảm phân.
a Xây dựng công thức.
Trang 8Yêu cầu học sinh vẽ sơ đồ, tìm số loại giao tử tối đa có thể đợc tạo ra với 1
cặp nhiễm sắc thể (NST) có cấu tạo nh sau: A a
B b
C c
D d
E e
Nếu trong quá trình giảm phân xảy ra đột biến mất đoạn trên 1 crômatit và không có TĐC
Các loại giao tử đợc tạo ra là ( giả sử mất đoạn de trên một crômatit )
A a A a
B b B b
C c C c = 3 loại giao tử
D d D
E e E
Tổng quát: Nếu có p cặp ( p < n) xảy ra 1 loại đột biến cấu trúc NST trên 1 crômatit và không có TĐC thì :
+ 1 cặp NST xảy ra 1 loại đột biến trên 1 crômatit và không có TĐC tạo ra 3 loại giao tử với p cặp NST xảy ra đột biến mất đoạn trên 1 crômatit và không có TĐC tạo ra tối đa 3p loại giao tử
+ Còn ( n- p ) cặp không có đột biến, tạo ra tối đa 2(n – p) loại giao tử số loại giao tử tối đa có thể đợc tạo ra khi trong bộ NST 2n có p cặp NST xảy ra 1 loại đột biến trên 1 crômatit và không có TĐC là:
2 (n – p) x 3 p (công thức 6)
b Ví dụ
Tế bào sinh tinh trùng của 1 loài sinh vật có 2n = 24 NST Do tác nhân đột biến mất đoạn NST trên 1 crômatit, còn các cặp NST khác bình thờng( giả thiết không
có TĐC và cũng không có đột biến khác) Số loại giao tử có thể tạo ra là bao nhiêu? Giải: Theo đề ta có: 2n = 24 n = 12; p = 1 áp dụng công thức 6, ta có số loại
giao tử tối đa có thể tạo ra đợc là: 2(12 – 1) x 31 = 211 x 3
* L
u ý:
Trang 91 Trong các trờng hợp khác không ứng với 1 trong các trờng hợp nêu trên, ta
không thể áp dụng công thức tổng quát mà phải sử dụng quy tắc nhân để tính.
Ví dụ: ở 1 loài có 2n = 16, có thể tạo ra tối đa bao nhiêu loại giao tử nếu
trong quá trình giảm phân có:
- 1 cặp NST xảy ra TĐC tại 1 điểm?
- 2 cặp NST xảy ra TĐC tại 2 điểm đồng thời?
- 2 cặp NST xảy ra TĐC tại 2 điểm không đồng thời?
- 2 cặp NST xảy ra TĐC tại 2 điểm đồng thời và 2 điểm không đồng thời?
- 2 cặp NST không xảy ra TĐC?
áp dụng “quy tắc nhân” ta có số loại giao tử tối đa có thể đợc tạo ra ở loài này là:
41x 42 x 62 x 82 x 22 = 9 x 216 (loại)
2.Với cơ thể có bộ nhiễm sắc thể (NST) là 2n (cho rằng 2 chiếc của mỗi cặp NST tơng đồng có cấu trúc giống nhau - chứa các cặp gen đồng hợp ), không có
đột biến thì luôn tạo ra 1 loại giao tử trong mọi trờng hợp
Ví dụ : + Kiểu gen AAbbDD giảm phân luôn cho cho 1loại giao tử là AbD
+ Kiểu gen
AB
AB cd
cd
giảm phân dù có TĐC hay không cũng luôn cho 1 loại giao tử là AB cd
II Bài tập vận dụng
1 Bài 1
* Chọn đáp án đúng.
Câu1 ở ruồi giấm 2n = 8 NST Giả sử rằng trong quá trình giảm phân ở ruồi cái
có 2 cặp NST mà mỗi cặp xảy ra 2 TĐC đơn không cùng lúc Số giao tử là:
A 24 x 9 B 23 x 9 C 22 x 9 D 21 x 9
Câu 2 ở cà chua 2n = 24 NST, trong quá trình giảm phân có 2 cặp NST mà mỗi cặp xảy ra 2 TĐC đơn,1 TĐC kép Số giao tử là:
A 210 B 215 C 216 D 218
Câu 3 ở ngô 2n = 20 NST, trong quá trình giảm phân có 5 cặp NST tơng đồng, mỗi cặp xảy ra TĐC một chỗ thì số loại giao tử đợc tạo ra là:
A 210 B 212 C 215 D 220 Câu 4 Bộ NST ruồi giấm 2n = 8 NST các NST trong mỗi cặp tơng đồng đều khác nhau về cấu trúc Nếu trong quá trình giảm phân có 3 cặp NST tơng đồng
mà mỗi cặp xảy ra TĐC ở một chỗ thì số loại giao tử đợc tạo ra là:
A 210 B 27 C 55 D 25
Trang 10Câu 5 Kiểu gen của một loài
ab
AB de
DE
Khi giảm phân bình thờng tạo đợc số giao
tử là:
1 4 loại 2 8 loại 3 16 loại 4 32 loại 5 2 loại
Trờng hợp đúng là:
A 1,2,3 B 3,4,5 C 1,3,5 D 1,4,5 Câu 6 Một tế bào sinh tinh trùng chứa các gen trên 2 cặp NST có kiểu gen Aa
de DE
Thực tế khi giảm phân bình thờng có thể tạo nên số loại giao tử là:
A 2 loại B 4 loại C 8 loại D A và B
Câu 7 Lai một dòng đậu hà lan có 7 locut đều mang alen trội lai với 1 dòng đậu
có 7 cặp gen lặn tồn tại trên NST thờng Số loại giao tử F1 là:
A 128 loại B 125 loại C 120 loại D 110 loại
Câu 8 Loài có kiểu gen AaBbddEe Qua giảm phân bình thờng cho số loại giao tử là:
A 2 loại B 4 loại C 8 loại D 16loại
Câu 9 Với n căp tính trạng do n cặp gen chi phối tồn tại trên n cặp NST thì số loại giao tử tối đa ở dời sau là:
A 2n B 3n C 4n D A và B
Câu 10 Tế bào sinh trứng của 1 loài sinh vật có 2n = 14 NST Do tác nhân đột biến mất đoạn NST trên 1 crômatit, còn các cặp NST khác bình thờng( giả thiết không có TĐC và cũng không có đột biến khác) Số loại giao tử có thể tạo ra là:
A 27 x 3 B 214 x 2 C 26 x 3 D 213
* Đáp án