Trong giảm phân, nếu hai NST trong 1 cặp NST tương đồng không tiếp hợp và tạo thành các thể vắt chéo với nhau ở kì đầu GPI thì sự phân li của các NST về các tế bào con sẽ như thế nào.. [r]
Trang 1CƠ CHẾ DI TRUYỀN CẤP TẾ BÀO
A Kiến thức trọng tâm
- Chu kỳ tế bào là cuộc đời của mỗi tế bào từ khi nó sinh ra đến khi phân chia xong
- Chu kỳ tế bào gồm hai thời kỳ xen kẽ nhau đó là kỳ trung gian và nguyên phân
- Nguyên phân là cơ chế duy trì ổn định bộ NST đặc trưng cho loài qua các thế hệ tế bào
- Trong giảm phân, nhờ có sự phân ly độc lập, tổ hợp tự do, sự tiếp hợp trao đổi chéo đã tạo ra vô số các loại giao tử, từ đó thông qua quá trình thụ tinh sẽ tạo ra vô số các loại hợp tử Kết quả tạo nên quần thể sinh vật rất đa dạng, phong phú
B Bài tập vận dụng
Câu 1
a Nêu ý nghĩa của các pha trong kỳ trung gian của chu kỳ tế bào nhân thực
b Vì sao có loại tế bào biệt hóa (như tế bào thần kinh) lại không có khả năng phân chia?
c Mô tả sự biến đổi hình thái của NST qua chu kì tế bào? Ý nghĩa của mỗi sự biến đổi đó?
Hướng dẫn giải
a Nêu ý nghĩa của các pha trong kỳ trung gian của chu kỳ TB nhân thực
+ Pha G1: Tổng hợp và tích luỹ chất hữu cơ giúp tế bào sinh trưởng, hình thành thêm các bào quan
+ Pha S: Tự nhân đôi của ADN, làm cơ sở cho tự nhân đôi của nhiễm sắc thể, trung thể tự nhân đôi để hình thành thoi phân bào
+ Pha G2: Tổng hợp thêm các chất cần thiết như enzim, histôn, trùng hợp tubulin để hình thành thoi phân bào để sẵn sàng bước vào pha M
b.Loại tế bào biệt hóa (như tế bào thần kinh) lại không có khả năng phân chia vì: Điểm giới hạn (R) ở cuối pha G1 quyết định khả năng phân chia Nếu vượt qua điểm R thì chuyển sang pha S tiếp tục hoàn thành chu
kỳ phân bào Tế bào biệt hoá như tế bào thần kinh thì không vượt qua điểm R, tế bào duy trì ở trạng thái của pha G1
c
G1 Thể đơn, sợi mảnh
Tạo điều kiện thuận lợi cho tổng hợp các ARN
để tham gia tổng hợp prôtêin Dễ nhận tín hiệu, nhân đôi ADN và NST
Trang 2S Sợi mảnh, NST kép gồm 2 sợi
crômatit dính nhau ở tâm động Giúp phân chia đồng đều NST cho 2 tế bào con
G2 Sợi mảnh, thể kép Thuận lợi cho tổng hợp ARN
Kì đầu Thể kép, đóng xoắn dần Thu gon dần các ADN và NST, bảo quản thông
tin di truyền
Kì giữa Thể kép, đóng xoắn cực đại
Thu gọn NST, thuận lợi cho hoạt động xếp các NST thành 1 vòng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc
Kì sau NST tách nhau ở tâm động, tháo
xoắn dần
Thuận lợi cho việc phân chia đều vật chất di truyền
Kì cuối Sợi mảnh, thể đơn Có lợi cho sao mã, tổng hợp chất sống
Câu 2
a Tại sao các NST phải co xoắn tối đa trước khi bước vào kì sau? Điều gì sẽ xảy ra nếu ở kì trước của nguyên phân thoi phân bào bị phá hủy?
b Một tế bào sinh dưỡng của người có khối lượng ADN là 6,6 x 10-12 gam và có 46 NST Hãy điền vào bảng sau về khối lượng ADN và số lượng NST đơn và NST kép ở mỗi giai đoạn trong một chu kì tế bào
Các giai đoạn Khối lượng (gam)/1tế bào Số lượng NST / 1 tế bào
Pha G1
Pha S
Pha G2
Kì đầu
Kì giữa
Kì sau
Kì cuối
Hướng dẫn giải
Trang 3a - Các NST phải co xoắn tối đa trước khi bước vào kì sau để việc di chuyển được dễ dàng, không bị rối loạn do kích thước của NST
- Ở kì trước của nguyên phân thoi phân bào bị phá hủy thì các NST không di chuyển về các tế bào con và tạo ra tế bào tứ bội do NST đã nhân đôi
b
Các giai đoạn Khối lượng (gam)/1tế bào Số lượng NST / 1 tế bào
Pha S Tăng dần đến 13,2 x 10-12 46 NST đơn 46 NST kép
Pha G2 13,2 x 10-12 46 NST kép
Kì đầu 13,2 x 10-12 46 NST kép
Kì giữa 13,2 x 10-12 46 NST kép
Câu 3
a Hoạt tính di truyền của vật chất di truyền ở sinh vật được thể hiện ở thời điểm nào trong chu kỳ tế bào
Vì sao? Nêu các hoạt động chủ yếu xảy ra
b Trong các hình thức phân bào sinh vật, người ta dùng các thuật ngữ trực phân, gián phân, phân bào có tơ không sao, phân bào có tơ có sao Hãy giải thích các thuật ngữ trên Cho biết tế bào tương ứng với các hình thức đó
Hướng dẫn giải
a - Hoạt tính di truyền của vật chất di truyền ở sinh vật được thể hiện ở kỳ trung gian của chu kỳ tế bào
- Ở kỳ trung gian: Nhiễm sắc thể tháo xoắn, ở dạng sợi mảnh nên ADN mới ở trạng thái hoạt động thể hiện hoạt tính di truyền
- Các hoạt tính chủ yếu là:
+ Tự sao( nhân đôi ADN)
+ Tổng hợp các loại ARN
+ Tổng hợp Protein
Trang 4+ Sự tự nhân đôi của ADN làm cơ sở cho sự tự nhân đôi của nhiễm sắc thể đảm bảo duy trì ổn định số lượng vật chất di truyền cho các tế bào con (trong nguyên phân) và giảm đi một nửa (trong giảm phân)
b - Trực phân ( còn gọi là phân đôi) là hình thức phân bào trực tiếp, không qua sự hình thành thoi vô sắc xảy ra ở tế bào nhân sơ
- Gián phân là hình thức phân bào gián tiếp, thông qua sự hình thành thoi vô sắc, hình thức này xảy ra ở tế bào nhân thực, bao gồm phân bào nguyên nhiễm và phân bào giảm nhiễm
- Phân bào có tơ có sao: sự phân chia tế bào thông qua sự hình thành thoi vô sắc, thoi vô sắc được tạo thành từ các trung tử, xảy ra ở tế bào động vật
- Phân bào có tơ không sao: sự phân chia tế bào thông qua sự hình thành thoi vô sắc, thoi vô sắc được tạo thành từ các vi ống, xảy ra ở tế bào thực vật không có trung thể
Câu 4
Nêu vai trò của một số prôtêin chủ yếu đảm bảo quá trình phân ly chính xác các nhiễm sắc thể về các tế bào con trong quá trình phân bào có tơ (thoi vô sắc) ở sinh vật nhân thực
- Hướng dẫn giải
- Tubulin là protein cấu trúc lên sợi thoi phân bào, giúp cho sự dịch chuyển của NST trong quá trình phân bào
- Protein liên kết với vùng ADN đặc hiệu tạo nên thể động giúp cho NST có thể đính kết vào sợi thoi vô sắc và dịch chuyển trong quá trình phân bào (CENP-A/CENP-E, )
- Protein (phi histon) cohesin tạo sự kết dính giữa các nhiễm sắc tử chị em và các nhiễm sắc thể trong cặp tương đồng khi tiếp hợp
- Protein (phi histon) shugoshin bảo vệ cohesin ở vùng tâm động tránh sự phân giải sớm của protein kết dính nhiễm sắc tử ở kỳ sau giảm phân I
- Các protein phi histon khác giúp co ngắn sợi nhiễm sắc trong phân bào
- Enzim phân giải cohesin để phân tách các nhiễm sắc tử chị em và nhiễm sắc thể trong cặp tương đồng ở
kỳ sau của nguyên phân và giảm phân
- Protein động cơ (môtơ) liên kết enzym phân giải sợi thoi vô sắc (thành đơn phân tubulin) giúp "kéo" các
NST về các cực của tế bào (một cách viết khác: các protein kinesin/dynein di chuyển dọc sợi thoi vô sắc để
kéo các NST về các cực của tế bào)
Câu 5
Các nhiễm sắc tử đính với nhau trong suốt giảm phân I nhưng lại tách nhau ra trong giảm phân II và trong nguyên phân như thế nào?
Hướng dẫn giải
- Các nhiễm sắc tử được gắn với nhau dọc theo chiều dài của chúng bằng protein Cohesin Trong Nguyên phân sự gắn kết này kéo dài tới cuối kì giữa, khi enzim phân hủy Cohesin làm cho các nhiễm sắc tử có thể
di chuyển về các cực đối lập
Trang 5- trong giảm phân, ở kì giữa I các NST được giữ với nhau bởi sự gắn kết giữa các vai của nhiễm sắc tử trong các vùng mà ở đó ADN đã được trao đổi
+ Trong kì sau I, cohesin được loại bỏ ở các vai cho phép các NST tương đồng tách nhau ra
+ Trong kì sau II, cohesin được loại bỏ ở tâm động cho phép các nhiễm sắc tử tách nhau
Câu 6
a Nêu các điểm giống và khác nhau giữa NST ở kì giữa của nguyên phân với NST ở kì giữa của giảm phân
II trong điều kiện nguyên phân và giảm phân bình thường
b Trong giảm phân, nếu hai NST trong 1 cặp NST tương đồng không tiếp hợp và tạo thành các thể vắt chéo với nhau ở kì đầu GPI thì sự phân li của các NST về các tế bào con sẽ như thế nào ?
Hướng dẫn giải
a Hai trường hợp trên giống nhau là mỗi NST đều gồm hai nhiễm sắc tử chị em và đều xếp thành một hàng trên mặt phẳng phân bào Tuy vậy, NST đang phân chia nguyên phân có 2 nhiễm sắc tử giống hệt nhau; trong khi đó, NST đang phân chia giảm phân II thường chứa 2 nhiễm sắc tử khác biệt nhau về mặt di truyền
do trao đổi chéo xảy ra ở giảm phân I
- Tại vị trí tâm động của NST ở kì giữa của nguyên phân thì protein thể động liên kết cả ở 2 phía của tâm động, do vậy thoi phân bào liên kết với tâm động ở cả hai phía của NST thông qua protein thể động
b Nếu tiếp hợp ko xuất hiện cà các thể vắt chéo không hình thành giữa hai NST trong cặp NST tương đồng thì chúng sẽ sắp xếp sai (không thành 2 hàng) trên mặt phẳng phân bào, dẫn đến sự phân li ngẫu nhiên (thường không đúng) về các tế bào con trong giảm phân I Kết quả của hiện tượng này là các giao tử hình thành thường mang số lượng NST bất thường
Câu 7
Hãy giải thích tại sao trong nguyên phân không xảy ra sự tiếp hợp của các cặp NST tương đồng còn trong giảm phân thì có sự tiếp hợp của các cặp NST tương đồng
Hướng dẫn giải
- Trong nguyên phân không có sự phân li của các cặp NST kép tương đồng, chỉ có sự phân li của các NST đơn được sinh ra từ mỗi NST kép để duy trì bộ NST của các tế bào sinh ra, giống nhau và giống bộ NST của tế bào sinh ra nó
- Giảm phân cần có bắt cặp, tiếp hợp của các cặp NST tương đồng để các cặp NST tương đồng được phân
li đồng đều về 2 cực của tế bào giúp các tế bào sinh ra có bộ NST giảm đi chỉ bằng một nửa tế bào sinh ra
nó
Câu 8
Hình vẽ dưới đây mô tả một giai đoạn (kỳ) trong chu kì phân bào Anh (chị) hãy cho biết đây là kỳ nào của phân bào nguyên phân hay giảm phân Dựa vào các đặc điểm trong hình vẽ, hãy giải thích tại sao anh (chị) lại khẳng định như vậy
Trang 6Hướng dẫn giải
- Đây là kỳ giữa của giảm phân I
- Đây là phân bào giảm phân, vì nếu là nguyên phân thì 4 nhiễm sắc thể kép (NST) phải cùng nằm trên
một tấm trung kỳ (mặt phẳng phân bào); trong khi ở đây, 4 nhiễm sắc thể kép xếp thành hai hàng
- Một bằng chứng khác cho thấy đây là giảm phân vì có trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc tử (crômatit) trong các cặp NST kép tương đồng
- Đây là kỳ giữa giảm phân I, không phải kỳ giữa giảm phân 2 Bởi vì ở kỳ giữa giảm phân 2 sẽ không có cấu trúc “tứ tử” hay còn gọi là thể “lưỡng trị” gồm 4 nhiễm sắc tử thuộc về hai NST trong cặp NST tương
đồng như được vẽ trên hình
Câu 9
Vì sao một sơ thể lưỡng bội giảm phân bình thường có thể tạo ra các loại giao tử có nhiễm sắc thể và tổ hợp gen khác nhau?
Hướng dẫn giải
Trong giảm phân diễn ra các hoạt động sau:
- Sự trao đổi chéo của các crômatit trong cặp tương đồng ở kì đầu giảm phân I dẫn đến hình thành các NST
có sự tổ hợp mới của các alen ở nhiều gen
- Ở kì sau giảm phân I, sự phân li độc lập của các NST kép trong cặp NST tương đồng dẫn đến sự tổ hợp
tự do của các NST kép có nguồn gốc từ mẹ và bố
- Ở kì sau giảm phân II, sự phân li của các NST chị em khác nhau do có sự trao đổi chéo và sự tổ hợp ngẫu nhiên của các NST đơn khác nhau ở cực tế bào
Như vậy sau giảm phân các tế bào con được tạo ra có bộ NST đơn bội nhưng nguồn gốc và cấu trúc của các NST trong các tế bào con khác nhau, trên các NST chứa tổ hợp gen khác nhau Do đó, khi các tế bào con được biệt hóa tạo giao tử thì các giao tử có tổ hợp gen khác nhau
Trang 7Website HOC247 cung cấp một môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi
về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên danh
tiếng
I Luyện Thi Online
- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các môn: Toán, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và
Sinh Học
- Luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán : Ôn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các
trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường Chuyên khác cùng TS.Tràn Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo và Thày Nguyễn Đức
Tấn
II Khoá Học Nâng Cao và HSG
- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Toán Nâng Cao, Toán Chuyên dành cho các em HS THCS lớp 6, 7, 8, 9 yêu thích môn Toán phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt điểm tốt ở các kỳ thi HSG
- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng 5 phân môn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp dành
cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình,
TS Tràn Nam Dũng, TS Pham Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thày Lê Phúc Lữ, Thày Võ Quốc Bá Cẩn
cùng đôi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia
III Kênh học tập miễn phí
- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả
các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất
- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi
miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các môn Toán- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và Tiếng Anh
Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai
Học mọi lúc, mọi nơi, mọi thiết bi – Tiết kiệm 90%
Học Toán Online cùng Chuyên Gia
HOC247 NET cộng đồng học tập miễn phí HOC247 TV kênh Video bài giảng miễn phí