Đề cương ôn tập giữa học kì I Sinh học 9 - Chương 3: ADN và Gen

Nội dung text: Đề cương ôn tập giữa học kì I Sinh học 9 - Chương 3: ADN và Gen

1. ĐỀ CƢƠNG ÔN TẬP GIỮA KÌ I MÔN SINH 9 CHƢƠNG 3: ADN VÀ GEN BÀI 15: AND I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. Cấu tạo hóa học của phân tử ADN  ADN được cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N và P.  ADN là đại phân tử có cấu tạo theo nguyên tắc đa phân. Đơn thân là Nuclêôtit, gồm 4 loại A, T, G, X.  Mỗi đơn phân gồm: phân tử P; phân tử đường C5H10O4; bazơ nitơ (A, G, T, X).  Sự đa dạng và đặc thù của ADN được quy định bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nuclêôtit. Điều đó đảm bảo mỗi loài sinh vật có ADN riêng, đặc thù của loài. Hình 1. Sơ đồ một đoạn chuỗi pôlinuclêôtit của phân tử ADN.  Chuỗi pôlinuclêôtit của phân tử ADN ở hình 1 gồm có 6 nuclêôtit.  Viết trình tự các nuclêôtit của chuỗi pôlinuclêôtit: A - G - T - A - X - G. 2. Cấu trúc không gian của phân tử ADN  Mỗi phân tử ADN gồm có 2 mạch (chuỗi) pôlinuclêôtit. Các mạch đó liên kết với nhau nhờ liên kết hiđrô (A liên kết T bởi 2 liên kết hiđrô; G liên kết X bởi 3 liên kết hiđrô và ngược lại). Cấu trúc không gian của ADN có hình dạng một thang dây xoắn kép.  Nguyên tắc cấu tạo trên của phân tử ADN giúp suy luận để xác định thành phần các nuclêôtit của phân tử ADN (so sánh giá trị số nuclêôtit A + G = T + X). II. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1 (Câu 1 – SGK trang 47): Nêu đặc điểm cấu tạo hoá học của ADN? Hướng dẫn giải Đặc điểm cấu tạo hoá học của ADN:  ADN (axit đêôxiribônuclêic) là một loại axit nuclêic được cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N, P.  ADN thuộc loại đại phân tử, có kích thước lớn, có thể dài tới hàng trăm m và khối lượng lớn có thể đạt tới hàng chục triệu đvC.  ADN được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân là các nuclêôtit (A, T, G, X).  Bốn loại nuclêôtit trên liên kết với nhau theo chiều dọc và tùy theo số lượng mà xác định chiều dài của ADN, đồng thời chúng sắp xếp theo nhiều cách khác nhau tạo được vô số loại phân tử ADN khác nhau. Câu 2 (Câu 2 – SGK trang 47): Vì sao ADN có cấu tạo rất đa dạng và đặc thù? Hướng dẫn giải ADN có tính đa dạng và đặc thù vì ADN có cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, nghĩa là gồm nhiều phân tử còn gọi là đơn phân. Đơn phân của ADN là nuclêôtit gồm 4 loại (A, T, G, X). Bốn loại nuclêôtit sắp xếp theo nhiều cách khác nhau tạo ra vô số loại phân tử ADN khác nhau: chúng khác nhau về trình tự sắp xếp, về số lượng và thành phần các nuclêôtỉt. Câu 3 (Câu 3 – SGK trang 47): Mô tả cấu trúc không gian của ADN? Hệ quả của nguyên tắc bổ sung được biểu hiện ở những điểm nào? Hướng dẫn giải  Cấu trúc không gian của ADN: + ADN là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch song song quấn đều quanh một trục từ trái sang phải (xoắn phải), ngược chiều kim đồng hồ. + Các nuclêôtit giữa hai mạch liên kết với nhau bằng các liên kết hiđrô tạo thành cặp theo nguyên tắc bổ sung A - T; G - X và ngược lại. + Mỗi chu kì xoắn cao 34 Å gồm 10 cặp nuclêôtit. 1
2. + Đường kính vòng xoắn là 20 Å.  Hệ quả của nguyên tắc bổ sung: khi biết trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong mạch này thì suy ra trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong mạch đơn kia. Câu 4 (Câu 4 – SGK trang 47): Một đoạn mạch đơn của phân tử ADN có trình tự sắp xếp như sau: A - T - G - X - T - A - G - T - X. Hãy viết đoạn mạch đơn bổ sung với nó? Hướng dẫn giải Đoạn mạch đơn bổ sung có trình tự sắp xếp như sau: T - A - X - G - A - T - X - A - G. Câu 5 (Câu 5 - SGK trang 47): Tính đặc thù của mỗi ADN do yếu tố nào sau đây quy định? A. Số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp của các nuclêôtit trong phân tử ADN. B. Hàm lượng ADN trong nhân tế bào. AT C. Tỉ lệ trong phân tử ADN. GX D. Cả B và C. Hướng dẫn giải Tính đặc thù của mỗi ADN do số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp của các nuclêôtit trong phân tử ADN quy định. Chọn A. Câu 6 (Câu 6 - SGK trang 47): Theo nguyên tắc bổ sung thì về mặt số lượng đơn phân những trường hợp nào sau đây là đúng? A. A + G = T + X. B. A = T; G = X. C. A + T + G = A + X + T. D. A + X + T = G + X + T. Hướng dẫn giải Theo nguyên tắc bổ sung thì A = T và G = X vì thế cả A, B, C đều đúng. Chọn A, B, C. Câu 7: Một mạch của đoạn phân tử ADN có trình tự các nuclêôtit như sau: A - X - G - G - T - X - G - T - T - A - A - X - G - A - T - X - T - T - A - A - G - X - X - A - T - A- G - X - T - A. Hãy viết trình tự của mạch còn lại của đoạn phân tử ADN đó. Hướng dẫn giải Theo nguyên tắc bổ sung, mạch thứ hai của phân tử ADN có trình tự các nuclêôtit như sau: TGXXAGXAATTGXTAGAATTXGGTATXGAT. Câu 8: Tại sao nói ADN phù hợp để thực hiện chức năng là vật chất di truyền ở sinh vật? Hướng dẫn giải ADN phù hợp để thực hiện chức năng là vật chất di truyền ở sinh vật: mang thông tin di truyền vì ADN vừa có tính ổn định, vừa có khả năng biến đổi. BÀI 16: ADN VÀ BẢN CHẤT CỦA GEN I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. Sự nhân đôi ADN  Khi bắt đầu tự nhân đôi, phân tử ADN tháo xoắn, 2 mạch đơn tách dần, các nuclêôtit trên mạch đơn lần lượt liên kết với nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào để hình thành mạch mới. Khi quá trình tự nhân đôi kết thúc, 2 phân tử ADN con được tạo thành rồi đóng xoắn. ADN bắt đầu và đang sao chép tháo xoắn còn trước khi sao chép thì xoắn kép. Liên kết hiđrô giữa hai mạch của ADN xoắn kép tại chạc sao chép ADN: liên tục bị cắt đứt (để tách mạch) và liên tục hình thành mới (để nhân đôi).  Sự liên kết giữa các nuclêôtit tự do từ môi trường nội bào với các nuclêôtit trên mỗi mạch của ADN mẹ (mạch cũ) diễn ra theo nguyên tắc bổ sung (cứ A liên kết T bởi 2 liên kết hiđrô; G liên kết X bởi 3 liên kết hiđrô và ngược lại), nguyên tắc đa phân và nguyên tắc bán bảo toàn.  Kết quả của quá trình nhân đôi (sao chép) ADN là tạo nên 2 phân tử ADN con, giống hệt ADN mẹ.  Hai mạch của mỗi phân tử ADN con tạo thành có nguồn gốc từ các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào. Trình tự nuclêôtit trên hai phân tử mới tạo thành sau một lần nhân đôi so với phân tử trước khi nhân đôi là giống hệt nhau. 2. Bản chất của gen 2
3. Gen là một đoạn của phân tử ADN có chức năng di truyền xác định. Có nhiều loại gen với chức năng khác nhau. Gen cấu trúc mang thông tin quy định cấu trúc của một loại prôtêin. 3. Chức năng của ADN ADN là vật chất di truyền ở cấp độ phân tử, có chức năng lưu giữ và truyền thông tín di truyền. II. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1 (Câu 1 - SGK trang 50): Mô tả sơ lược quá trình tự nhân đôi ADN? Hướng dẫn giải  Quá trình tự nhân đôi của ADN diễn ra trong nhân tế bào, tại các NST ở kì trung gian, lúc này NST ở dạng sợi mảnh chưa xoắn.  Khi bắt đầu quá trình tự nhân đôi, phân tử ADN tháo xoắn, hai mạch đơn tách nhau dần. Các nuclêôtit trên mạch đơn sau khỉ được tách ra, lần lượt liên kết với các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào để dần hình thành mạch mới. Kết thúc quá trình tự nhân đôi hai phân tử ADN con được tạo thành giống nhau và giống ADN mẹ. Câu 2 (Câu 2 - SGK trang 50): Giải thích vì sao hai ADN con được tạo ra qua cơ chế nhân đôi lại giống ADN mẹ? Hướng dẫn giải Quá trình nhân đôi tạo ra 2 ADN con giống ADN mẹ vì quá trình nhân đôi diễn ra theo những nguyên tắc:  Nguyên tắc bổ sung: mạch mới của ADN con được tổng hợp dựa trên mạch khuôn của ADN mẹ. Các nuclêôtit ở mạch khuôn liên kết với các nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào theo nguyên tắc: A liên kết với T, G liên kết với X và ngược lại.  Nguyên tắc giữ lại một nửa (bán bảo toàn): trong mỗi ADN con có 1 mạch của ADN mẹ (mạch cũ), mạch còn lại được tổng hợp mới. Câu 3 (Câu 3 - SGK trang 50): Nêu bản chất hoá học và chức năng của gen? Hướng dẫn giải  Bản chất hoá học của gen: gen là một đoạn của phân tử ADN có chức năng di truyền xác định.  Chức năng của gen là lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền. Chủ yếu ở đây đề cập tới gen cấu trúc mang thông tin quy định cấu trúc của một loại prôtêin. Câu 4 (Câu 4 - SGK trang 50): Một đoạn mạch ADN có cấu trúc như sau: Viết cấu trúc của hai đoạn ADN con được tạo thành sau khi đoạn mạch ADN mẹ nói trên kết thúc quá trình tự nhân đôi? Hướng dẫn giải Câu 5: Một đoạn của phân tử ADN ở một tế bào vi khuẩn có chiều dài 510 0 A0 và có 3600 liên kết hiđrô. Xác định số lượng từng loại nuclêôtít của đoạn ADN đó? Hướng dẫn giải Theo bài ra ta có LADN 510 nm 510 10 5100 Å. Số nuclêôtit của đoạn ADN đó: 5100:3,4 2 300 nu . Vậy ta có 2A 3G 3600 và 2A 2G 3000 suy ra G X 600 và A T 900 . Câu 6: Hãy tính số nuclêôtit tự do từng loại mà môi trường nội bào cần cung cấp cho để đoạn ADN nêu trên nhân đôỉ 3 lần? Hướng dẫn giải Theo công thức tính ở phần trên ta có: 3
4. 3 Amtcc T mtcc 2 1 17 119 (nuclêôtit tự do). 3 Gmtcc X mtcc 2 1 13 91 (nuclêôtit tự do). BÀI 17: MỐI QUAN HỆ GIỮA GEN VÀ ARN I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. Cấu tạo hóa học của ARN  Cũng giống như ADN, axit ribônuclêic (ARN) là đại phân tử sinh học, nhưng có kích thước và khối lượng nhỏ hơn nhiều so với ADN. ARN có cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, được cấu thành từ đơn phân là các nuclêôtit (A, U, G, X). Thành phần hóa học gồm các nguyên tố hoá học C, H, O, N và P. Tuy nhiên, các nuclêôtit của ARN được cấu thành từ đường ribôzơ (đường 5C), một nhóm phôtphat và một trong 4 loại bazơnitơ (ađênin, uraxin, guanin, xitôzin).  Có 3 loại phân tử ARN khác nhau về chức năng: mARN 1 sợi xoắn đơn, thẳng, ngắn nhất; tARN 1 sợi xoắn cuộn, tạo những thuỳ tròn, có các nuclêôtit liên kết ngang theo nguyên tác bổ sung A - U, G - X và ngược lại. rARN có kích thước lớn nhất, cấu trúc 1 sợi xoắn cuộn trong không gian, ở các đoạn mạch kép trong phân tử ARN các nuclêôtit liên kết ngang theo nguyên tắc bổ sung A - U, G - X và ngược lại (Hình 2). 2. Tổng hợp ARN  Các yếu tố chủ yếu tham gia vào quá trình tổng hợp ARN: enzim, năng lượng ATP, mạch khuôn, nuclêôtit tự do,...  Trên một đoạn ADN (gen): ARN được tổng hợp dựa trên 1 mạch của gen.  Trên đoạn gen đang tổng hợp ARN, hai mạch của phân tử ADN ở trạng thái dãn xoắn.  Các nuclêôtit từ môi trường liên kết với nhau và liên kết với các nuclêôtit trên sợi ADN khuôn theo nguyên tắc đa phân và nguyên tắc bổ sung A - U, T - A; X - G, G - X.  Ở vùng đã tổng hợp xong, đoạn ARN và ADN ở trạng thái đóng xoắn (ARN tách khỏi ADN).  Kết quả của quá trình tổng hợp ARN là tạo ra phân tử ARN mới. II. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1 (Câu 4 - SGK trang 53): Một đoạn mạch ARN có trình tự các nuclêôtit như sau: A - U - G - X - U - U - G - A - X Xác định trình tự các nuclêôtit trong đoạn gen đã tổng hợp ra đoạn mạch ARN nói trên? Hướng dẫn giải Đoạn mạch ARN có trình tự các nuclêôtit như sau: A - U - G - X - U - U - G - A - X Vậy trình tự các nuclêôtit trong đoạn gen đã tổng hợp ra đoạn mạch ARN là Câu 2: Một mARN có trình tự nuclêôtit như sau: 5 AUG CUU GAC CGU GCG ACG UAU GCU AGA3 . Hãy viết trình tự của đoạn gen tổng hợp nên mARN đó và chỉ rõ mạch nào của gen là mạch làm khuôn. Hướng dẫn giải ARN: 5 AUG XUU GAX XGU GXG AXG UAU GXU AGA 3 . Mạch làm khuôn: 3 TAX GAA XTG GXA XGX TGX ATA XGA TXT 5 . Mạch không làm khuôn: 5 ATG XTT GAX XGT GXG AXG TAT GXT AGA3 . Câu 3 (Câu 1 - SGK trang 53): Nêu những điểm khác nhau cơ bản trong cấu trúc của ARN và ADN? Hướng dẫn giải ARN ADN ARN là chuỗi xoắn đơn. ADN là chuỗi xoắn kép hai mạch song song. ARN có 4 loại nuclêôtit là A, U, G, X. ADN có 4 loại nuclêôtit là A, T, G, X. Thuộc đại phân tử có kích thước và khối lượng Thuộc đại phân tử nhưng kích thước và khối lớn đạt đến hàng triệu, hàng chục triệu đơn vị lượng nhỏ hơn ADN. cacbon. 4
5. Không có liên kết hiđrô. Có liên kết hiđrô giữa hai mạch đơn. Câu 4 (Câu 2 - SGK trang 53): ARN được tổng hợp dựa trên những nguyên tắc nào? Nêu bản chất của mối quan hệ theo sơ đồ gen → ARN? Hướng dẫn giải  ARN được tổng hợp dựa trên các nguyên tắc: + Nguyên tắc khuôn mẫu: quá trình tổng hợp dựa trên một mạch đơn của gen làm khuôn mẫu. + Nguyên tắc bổ sung: trong đó A liên kết với U, T liên kết với A, G liên kết với X, X liên kết với G.  Bản chất của mối quan hệ theo sơ đồ gen - ARN: trình tự các nuclêôtit trên mạch khuôn của gen quy định trình tự sắp xếp các nuclêôtit trên mạch ARN. Câu 5 (Câu 5 - SGK trang 53): Loại ARN nào sau đây có chức năng truyền đạt thông tin truyền? A. ARN vận chuyển. B. ARN thông tin. C. ARN ribôxôm. D. Cả 3 loại ARN trên. Hướng dẫn giải Loại ARN có chức năng truyền đạt thông tin truyền là ARN thông tin. Chọn B. Câu 6: Hãy điền các từ phù hợp vào các chữ cái trong hình mô tả quá trình tổng hợp ARN dưới đây: Sơ đồ tổng hợp phân tử ARN Hướng dẫn giải a. enzim. b. mạch bổ sung (không phải mạch khuôn). c. nuclêôtit tự do. d. mạch khuôn. e. đầu 5’. f. ARN. BÀI 18: PRÔTÊIN I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. Cấu trúc của prôtêin  Các nguyên tố hóa học chủ yếu cấu tạo nên prôtêin là C, H, O, N và P.  Prôtêin là đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân gồm nhiều đơn phân, mỗi đơn phân là một axit amin. Có hơn 20 loại axit amin khác nhau.  Prôtêin có tính đa dạng và đặc thù do trình tự sắp xếp các axit amin, số lượng, thành phần các axit amin.  Các bậc cấu trúc prôtêin: + Cấu trúc bậc 1: là trình tự sắp xếp các axit amin trong chuỗi pôlipeptit. + Cấu trúc bậc 2: chuỗi axit amin tạo nên các vòng xoắn lò xo đều đặn hoặc gấp khúc. + Cấu trúc bậc 3: cấu trúc bậc 2 cuộn lại với nhau thành từng búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại prôtêin. Cấu trúc không gian này có vai trò quyết định đối với hoạt tính và chức năng của prôtêin. + Cấu trúc bậc 4: khi prôtêin có nhiều chuỗi pôlipeptit phối hợp với nhau thì tạo nên cấu trúc bậc bốn của prôtêin. Chú ý: các prôtêin khác nhau thực hiện chức năng có thể ở dạng cấu trúc bậc 3 hoặc bậc 4. Chẳng hạn, albumin là prôtêin chỉ gồm một chuỗi axit amin, có cấu trúc bậc ba (dạng khối cầu). Một số prôtêin khác, như hemôglôbin hay insulin là các prôtêin cấu thành từ nhiều chuỗi axit amin (cấu trúc bậc 4). 2. Chức năng của prôtêin Prôtêin có chức năng sau: chức năng cấu trúc, chức năng xúc tác các quá trình trao đổi chất, chức năng điều hòa quá trình trao đổi chất,.. Một số ví dụ về các loại prôtêin điển hình trong tế bào và hoạt động của chúng.  Histôn là thành phần cấu tạo nên chất nhiễm sắc, cấu thành nên nhiễm sắc thể. 5
6.  Kêratin chiếm tỉ lệ lớn trong móng, lông, tóc, sừng.  Kháng thể tham gia bảo vệ cơ thể, chống lại các tác nhân gây bệnh.  Hoocmôn prôlactin làm kích thích tuyến vú, tăng tiết sữa; hoocmôn tirôzin do tuyến giáp tiết ra, giúp quá trình trao đổi chất, phối hợp hoạt động.  Enzim amilaza xúc tác quá trình phân giải tinh bột thành đường; enzim ADN pôlimeraza xúc tác quá trình nhân đôi ADN.  Khi cơ thể thiếu hụt lipit và gluxit, prôtêin bị phân giải để cung cấp năng lượng cho cơ thể. II. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1 (Câu 1 - SGK trang 56): Tính đa dạng và tính đặc thù của prôtêin do những yếu tố nào xác định? Hướng dẫn giải  Prôtêỉn có hơn 20 loại axit amin khác nhau được quy định bởi thành phần, số lượng và trình tự sắp xếp của các axit amin tạo nên tính đa dạng và đặc thù của prôtêin.  Ngoài ra còn được thể hiện qua các bậc cấu trúc không gian (bậc 1, bậc 2, bậc 3, bậc 4). Chính ở dạng cấu trúc không gian đặc thù, prôtêin mới thực hiện được chức năng của nó. Câu 2 (Câu 2 - SGK trang 56): Vì sao nói prôtêin có vai trò quan trọng đối với tế bào và cơ thể? Hướng dẫn giải Prôtêin có vai trò quan trọng đối với tế bào và cơ thể, nó liên quan đến toàn bộ hoạt động sống của tế bào, biểu hiện thành các tính trạng của cơ thể như: + Là thành phần cấu trúc của tế bào. + Xúc tác và điều hoà các quá trình trao đổi chất (enzim và hoocmôn). + Bảo vệ cơ thể (kháng thể). + Vận chuyển và cung cấp năng lượng,... Câu 3 (Câu 3 - SGK trang 56): Bậc cấu trúc nào sau đây có vai trò chủ yếu xác định tính đặc thù của prôtêin? A. Cấu trúc bậc 1. B. Cấu trúc bậc 2. C. Cấu trúc bậc 3. D. Cấu trúc bậc 4. Hướng dẫn giải Bậc cấu trúc có vai trò chủ yếu xác định tính đặc thù của prôtêin là cấu trúc bậc 1. Chọn A. Câu 4 (Câu 4 - SGK trang 56): Prôtêin thực hiện được chức năng của mình chủ yếu ở những bậc cấu trúc nào sau đây? A. Cấu trúc bậc 1. B. Cấu trúc bậc 1 và 2. C. Cấu trúc bậc 2 và 3. D. Cấu trúc bậc 3 và 4. Hướng dẫn giải Prôtêin thực hiện được chức năng của mình chủ yếu ở những bậc cấu trúc bậc 3 và 4. Chọn D. Câu 5: Đơn phân cấu tạo nên prôtêin là gì? Nêu các chức năng của prôtêin. Hướng dẫn giải  Đơn phân cấu tạo nên prôtêin là các axit amin.  Các chức năng của prôtêin: + Chức năng cấu trúc: cấu tạo nên các bào quan, chất nguyên sinh, màng sinh chất. + Chức năng xúc tác quá trình trao đổi chất: bản chất các enzim là prôtêin. + Chức năng điều hoà quá trình trao đổi chất: các hoocmôn phần lớn là prôtêin. Prôtêin liên quan đến toàn bộ hoạt động sống của tế bào, biểu hiện thành các tính trạng của cơ thể. Câu 6: Vì sao prôtêin dạng sợi là nguyên liệu cấu trúc rất tốt? Hướng dẫn giải Prôtêin dạng sợi là nguyên liệu cấu trúc rất tốt vì các vòng xoắn dạng sợi được bện lại với nhau kiểu dây thừng tạo cho sợi chịu lực khỏe hơn. Câu 7: Nêu vai trò của một số enzim đối với sự tiêu hóa thức ăn ở miệng và dạ dày? Hướng dẫn giải Vai trò của một số enzim trong quá trình tiêu hóa: amilaza trong nước bọt ở khoang miệng biến đổi một phần tinh bột thành đường mantôzơ; enzim pepsin trong dịch vị dạ dày có tác dụng phân giải chuỗi dài axit amin thành các chuỗi ngắn 3 - 10 axit amin. 6
7. Câu 8: So sánh ADN và prôtêin về cấu tạo và chức năng? Hướng dẫn giải  Giống nhau: + Đều là các đại phân tử hữu cơ có vai trò quan trọng có cấu tạo từ các nguyên tố cơ bản là C, H, O, N. + Có cấu tạo theo nguyên tắc đa phân. + Đều là các thành phần cấu tạo chủ yếu của NST. + Tính đa dạng và đặc thù được quy định bởi thành phần, số lượng và trình tự các đơn phân. + Đều góp phần truyền đạt thông tin di truyền.  Khác nhau: Đặc điểm ADN Prôtêin Nguyên tố chính C, H, O, N, P. C, H, O, N. Số mạch Hai mạch xoắn kép. Một hoặc nhiều chuỗi pôlipeptit. Đơn phân Nuclêôtit. Axit amin. Kích thước Rất lớn. Nhỏ hơn ADN nhiều lần. Đơn phân có cấu tạo từ 3 thành Mỗi đơn phân có 3 thành phần: nhóm phần chính là: đường Cấu tạo đơn phân amin (NH ), nhóm cacbôxyl (COOH) đêôxiribôzơ, axit phôtphoric, 2 và 1 gốc hoá trị R. bazơ nitric. Tính chất Tính axit. Vừa có axit, vừa có tính bazơ. Câu 9: Tại sao khi nấu canh cua, prôtêin cua nổi thành từng mảng? Trong môi trường nước, prôtêin thường quay phần kị nước vào bên trong và phần ưa nước ra bên ngoài, ở nhiệt độ cao các phân tử chuyển động hỗn loạn làm cho các phần kị nước ở bên trong chuyển ra bên ngoài. Nhưng do bản chất kị nước nên các phân tử kị nước của phân tử này ngay lập tức liên kết với phần kị nước của phân tử khác làm cho phân tử nọ liên kết với phân tử kia. Câu 10: Tại sao có những người khi ăn nhộng tằm lại bị dị ứng? Vì các prôtêin khác nhau trong thức ăn sẽ được các enzim tiêu hoá thành các axit amin được hấp thụ qua đường ruột vào máu. Nếu prôtêin không được tiêu hoá sẽ xâm nhập và máu gây tác nhân lạ gây dị ứng. Câu 11: Tại sao trâu và bò cùng ăn cỏ mà vị thịt của trâu lại khác thịt của bò? Vì prôtêln vào trong hệ tiêu hoá được phân giải thành các axit amin, các axit amin là nguyên liệu tổng hợp nên prôtêin của các loài, mà prôtêin của các loại. BÀI 19: MỐI QUAN HỆ GIỮA GEN VÀ TÍNH TRẠNG I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. Mối quan hệ giữa gen - mARN - tARN và prôtêin  Quá trình tổng hợp prôtêin diễn ra ở tế bào chất, tại ribôxôm.  Chuỗi axit amin được tổng hợp dựa trên trình tự của ARN thông tin (mARN). Cứ 3 nuclêôtit trên mARN quy định một axit amin tương ứng.  Nếu trình tự nuclêôtit mARN mang thông tin quy định sự tổng hợp chuỗi axit amin gồm 1500 nuclêôtit thì chuỗi pôlipeptit sơ khai được tổng hợp có 1500:3 1 499 axit amin (trừ bộ ba kết thúc).  Mối quan hệ giữa mARN và prôtêin: mARN mang thông tin quy định trình tự axit amin trên phân tử prôtêin. 2. Mối quan hệ giữa gen và tính trạng  Gen → mARN → prôtêin → tính trạng.  Trình tự các nuclêôtit trên ADN quy định tự các nuclêôtit trên ARN, thông quá đó ADN quy định trình tự các axit amin trong prôtêin và biểu hiện thành tính trạng. II. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1 (Câu 1 - SGK trang 59): Nêu mối quan hệ giữa gen và ARN, giữa ARN và prôtêin? Hướng dẫn giải 7
8. Giữa gen và ARN, giữa ARN và prôtêin có mối quan hệ chặt chẽ với nhau: ADN là khuôn mẫu quy định tổng hợp ARN, ARN lại là khuôn để tổng hợp chuỗi axit amin quy định cấu trúc của prôtêin. Từ đó, prôtêin trực tiếp biểu hiện thành tính trạng của cơ thể. Câu 2 (Câu 2 - SGK trang 59): Nguyên tắc bổ sung được biểu hiện trong mối quan hệ ở sơ đồ dưới đây như thế nào? Gen (một đoạn ADN) → mARN → prôtêin. Hướng dẫn giải Nguyên tắc bổ sung được biểu hiện trong mối quan hệ:  Trình tự các nuclêôtit trong ADN quy định trình tự các nuclêôtit trong mARN theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với U, T liên kết với A, G liên kết với X và X liên kết với G.  mARN sau khi được hình thành rời nhân ra tế bào chất để tổng hợp chuỗi axit amin, mà thực chất là xác định trật tự sắp xếp của các axit amin. Sự tạo thành chuỗi axit amin dựa trên khuôn mẫu của mARN và diễn ra theo nguyên tắc bổ sung trong đó A liên kết với U, G liên kết với X, đồng thời tương quan cứ 3 nuclêôtit ứng với một axit amin. Câu 3 (Câu 3 - SGK trang 59): Nêu bản chất của mối quan hệ giữa gen và tính trạng qua sơ đồ: Gen (một đoạn ADN) → mARN → prôtêin → tính trạng. Hướng dẫn giải Bản chất mối quan hệ giữa gen và tính trạng qua sơ đồ là trình tự các nuclêôtit trong mạch khuôn của ADN quy định trình tự các nuclêôtit trong mARN, qua đó quy định trình tự các axit amin trong cấu trúc bậc 1 của prôtêin. Prôtêin trực tiếp tham gia vào cấu trúc và hoạt động sinh lí của tế bào, từ đó biểu hiện thành tính trạng của cơ thể. Như vậy, thông qua prôtêin giữa gen và tính trạng có mối quan hệ mật thiết với nhau, hay gen quy định tính trạng. Câu 4: Quá trình tổng hợp chuỗi axit amin của phân tử prôtêin tuân theo nguyên tắc nào? Hướng dẫn giải Nguyên tắc tổng hợp prôtêin: nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn. Câu 5: Một gen có 3000 nuclêôtit thực hiện quá trình tổng hợp mARN, sau đó tổng hợp prôtêin. Số axit amin có trong cấu trúc bậc 1 của phân tử prôtêin là bao nhiêu? Hướng dẫn giải Số axit amin: 498 axit amin. CHƢƠNG 2: NHIỄM SẮC THỂ BÀI 8: NHIỄM SẮC THỂ I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. Tính đặc trƣng của bộ nhiễm sắc thể Bộ NST là toàn bộ các NST có trong nhân của một tế bào của một loài sinh vật. Bộ NST lưỡng bội (2n) là bộ NST có trong nhân của tế bào sinh dưỡng, gồm các NST tồn tại thành cặp. Ở mỗi cặp, một NST bắt nguồn từ bố, một NST bắt nguồn từ mẹ (cặp NST tương đồng). Loài 2n n Loài 2n n Người 46 23 Đậu Hà lan 14 7 Tinh tinh 48 24 Ngô 20 10 Gà 78 39 Lúa nước 24 12 Ruồi giấm 8 4 Cải bắp 18 9 Bộ NST đơn bội (n): là bộ NST có trong giao tử (tế bào sinh dục), có số lượng bằng một nửa so với bộ NST lưỡng bội. Trong đó, mỗi cặp NST tương đồng ở tế bào sinh dưỡng chỉ còn một NST trong tế bào sinh dục. 2. Cấu trúc của nhiễm sắc thể - Cấu trúc điển hình của NST là ở kì giữa, gồm: 2 crômatit (NST chị em) đính với nhau ở tâm động (hình 2). Hình 2. Hình thái NST 8
9. - Mỗi crômatit gồm: phân tử ADN và prôtêin loại histôn (hình 3). - Tâm động (eo sơ cấp) là điểm đính NST với sợi tơ vô sắc trong phân bào. 3. Chức năng của nhiễm sắc thể NST chứa ADN, ADN mang gen và có khả năng tự nhân đôi nhờ đó các tính trạng di truyền được sao chép lại qua các thế hệ cơ thể. Những biến đổi về cấu trúc, số lượng NST sẽ gây ra sự biến đổi các tính trạng di truyền. II. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: (Câu 1 - SGK trang 20): Nêu ví dụ về tính đặc trưng của bộ NST của mỗi loài sinh vật? Phân biệt bộ NST lưỡng bội và bộ NST đơn bội? Hướng dẫn giải Tế bào của mỗi loài sinh vật có bộ NST đặc trưng về số lượng và hình dạng xác định. + Số lượng NST của một số loài: Người 2n = 46; n = 23; Tinh tinh 2n = 48; n = 24; Gà 2n = 78; n = 39; Đậu Hà Lan 2n = 14; n = 7; Ngô 2n = 20; n = 10; ... + Hình dạng đặc trưng như hình hạt, hình que và chữ V. Phân biệt bộ NST đơn bội và bộ NST lưỡng bội: + Trong tế bào sinh dưỡng tồn tại thành từng cặp NST tương đồng, 1 NST có nguồn gốc từ bố, 1 NST có nguồn gốc từ mẹ. Bộ NST chứa các cặp NST tương đồng gọi là bộ NST lưỡng bội, kí hiệu là 2n NST. + Bộ NST trong giao tử chỉ chứa một NST của cặp tương đồng được gọi là bộ NST đơn bội, kí hiệu n NST. Câu 2: Hãy nêu các tính chất đặc trưng của bộ NST mỗi loài? Lấy hình sơ đồ bộ NST ruồi giấm để trình bày. Hướng dẫn giải Mỗi loài sinh vật có bộ NST 2n đặc trưng về số lượng, hình dạng, kích thước và cấu trúc gen. Ví dụ: ruồi giấm có 2n = 8, gồm 2 cặp chữ V, 1 cặp dấu chấm và 1 cặp NST giới tính (a: con cái 2 chiếc hình que; b: con đực 1 chiếc hình que và 1 chiếc hình móc). Hình bộ NST 2n của ruồi giấm (a: con cái; b: con đực) Câu 3: Chọn câu đúng trong số các câu sau: 1. Số lượng NST trong tế bào nhiều hay ít không phản ánh mức độ tiến hoá của loài. 2. Các loài khác nhau luôn có bộ NST lưỡng bội với số lượng không bằng nhau. 3. Trong tế bào sỉnh dưỡng NST luôn tồn tại từng cặp, do vậy số lượng NST sẽ luôn chẵn gọi là bộ NST lưỡng bội. 4. NST là sợi ngắn, bắt màu kiềm tính thấy được dưới kính hiển vi khi phân bào. Số phương án đúng là A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. Câu 4 (Câu 2 - SGK trang 26): Cấu trúc điển hình của NST được biểu hiện rõ nhất ở kì nào của quá trình phân chia tế bào? Mô tả cấu trúc đó? Hướng dẫn giải 9
10. Cấu trúc điển hình của NST được biểu hiện rõ nhất ở kì giữa của nguyên phân. Ở kì này NST gồm hai nhiễm sắc tử chị em (crômatit) gắn với nhau tâm động (eo thứ nhất) chia nó thành hai cánh. Tâm động là điểm đính NST vào sợi tơ vô sắc trong thoi phân bào. Ở kì giữa chiều dài của NST đã co ngắn cực đại và có chiều dài từ 0,5 đến 50 m, đường kính từ 0,2 đến 2 , có dạng đặc trưng như hình hạt, hình que hoặc hình chữ V. Câu 5 (Câu 3 - SGK trang 26): Nêu vai trò của NST đối với sự di truyền các tính trạng? Hướng dẫn giải NST là cấu trúc mang gen có bản chất là ADN, chính nhờ quá trình tự sao của ADN đưa đến sự tự nhân đôi của NST, nhờ đó các gen quy định tính trạng được di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể. Câu 6: Hãy ghi chú thích cho hình sau? Hƣớng dẫn giải 1. Cặp NST tương đồng. 2. Các NST không tương đồng. 3. Các crômatit chị em. 4. Các crômatit không chị em. 5. Tâm động. Câu 7: Cấu trúc xoắn của NST do sự liên kết giữa ADN và prôtêin histôn có vai trò gì đối với tế bào? Hướng dẫn giải Cấu trúc xoắn của NST do sự liên kết giữa ADN và prôtêin histôn giúp thu gọn cấu trúc NST, đảm bảo cho tế bào chứa được nhiều vật chất di truyền. Câu 8: Thế nào là cặp NST tương đồng? Hướng dẫn giải Cặp NST tương đồng là 2 chiếc NST giống hệt nhau về cấu trúc và chức năng; 1 chiếc có nguồn gốc từ bố, chiếc kia có nguồn gốc từ mẹ. Câu 9: Sự khác nhau giữa NST đơn và NST kép là gì? Ở tế bào chưa phân chia có dạng đơn (nhiễm sắc thể đơn). Nhiễm sắc thể ở tế bào bắt đầu phân chia, sau khi có sự nhân đôi nhiễm sắc thể, có dạng kép (nhiễm sắc thể kép). Mỗi nhiễm sắc thể kép gồm hai crômatit, được gọi là crômatit chị em. NST đơn NST kép NST đơn tồn tại trong tế bào ở kì sau và kì cuối của Tồn tại từ kì trung gian đến kì cuối của nguyên nguyên phân và kì sau 2 và kì cuối 2 của giảm phân, từ kì trung gian đến kì cuối 2 của giảm phân. phân. Có dạng kép. Có dạng đơn. Câu 10: Vị trí nào trên NST xác định hình thái NST? Hướng dẫn giải Vị trí tâm động trên NST giúp xác định hình thái NST. Có các dạng hình thái nhiễm sắc thể: NST Câu 11: Dựa vào ảnh chụp của một NST người bên đây hãy cho biết: a. NST đang ở kì nào, thuộc quá trình phân bào điển hình nào? b. Con số nào cho thấy nó là NST, nhiễm sắc tử (crômatit), chất nhiễm sắc (crômatit) và tâm động? Ảnh chụp của một NST người. 10
11. Hướng dẫn giải a. NST ở kì giữa của quá trình nguyên phân. b. 1 – NST; 2, 3 – crômatit; 4 – tâm động; 5 – chất nhiễm sắc. BÀI 9: NGUYÊN PHÂN I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. Diễn biến cơ bản của nguyên phân Nguyên phân là quá trình phân chia của tế bào nhân thực trong đó NST nằm trong nhân tế bào được chia ra làm hai phần giống nhau và giống về số lượng và thành phần của NST trong tế bào mẹ. Xảy ra cùng với nguyên phân là sự phân chia tế bào chất, các bào quan và màng nhân thành ra hai tế bào với thành phần bằng nhau. Nguyên phân và phân chia tế bào chất cùng được gọi là kì nguyên phân của chu kì tế bào - sự phân chia của tế bào mẹ thành hai tế bào giống hệt nhau và giống cả tế bào mẹ. Kì trung gian (gian kì): là một giai đoạn trong chu kì tế bào, do đó có thể nói kì trung gian không phải là một kì nằm trong giai đoạn nguyên phân. Kì trung gian chia ra là ba pha chính là G1, S, G2. Trong suốt các pha này tế bào tích trữ một số lớn các nguyên liệu từ ngoài môi trường, gia tăng cả về thể tích lẫn khối lượng. Đặc biệt pha S là giai đoạn mà các sợi nhiễm sắc bắt đầu nhân đôi để bước vào kì nguyên phân. Vào kì này, NST ở dạng sợi mảnh, mỗi NST đơn nhân đôi tạo thành hai NST đơn và đính nhau ở tâm động hình thành NST kép, trung tử cũng tự nhân đôi. Kì đầu: Các sợi nhiễm sắc bắt đầu co xoắn lại tạo nên NST kép bao gồm hai NST đơn bám với nhau tại tâm động. Nhân con và màng nhân bị tiêu biến dần đi. Trung tử nhân đôi sau đó di chuyển đến hai cực của tế bào chuẩn bị cho sự hình thành thoi vô sắc. Kì giữa: Các sợi tơ vô sắc giúp NST di chuyển về mặt phẳng của thoi phân bào. Các NST kép di chuyển tới mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào, các NST lần lượt xếp thành 1 hàng dọc. Kì sau: NST kép tách đôi cho hai NST đơn đi về hai phía của thoi vô sắc. Các sợi tơ của thoi vô sắc co ngắn lại đẩy các tâm động của NST đơn ra hai đầu của tế bào. Kì cuối: Ở kì cuối, các NST giờ đây đã tập hợp về hai cực của tế bào. Các nhân con và màng nhân đã hình thành trở lại chia tách một nhân tế bào mẹ thành hai nhân tế bào con giống nhau. Các NST của hai tế bào con tháo xoắn thành sợi nhiễm sắc. 2. Ý nghĩa của nguyên phân - Nguyên phân giúp cho cơ thể tăng số lượng tế bào để lớn lên, đảm bảo ổn định về mặt di truyền ở cấp tế bào. - Nếu các tế bào của cá thể không thể phân chia, cơ thể không có tế bào mới sinh ra. Nhờ có nguyên phân mà một cây khoai lang hoặc cây sắn có thể được tạo thành từ chỉ một đoạn thân của chúng. - Nguyên phân có ý nghĩa sao chép nguyên vẹn bộ NST của tế bào mẹ cho hai tế bào con. Kì Trung gian Kì đầu Kì giữa Kì sau Kì cuối Số NST đơn 0 0 0 4n 2n Số NST kép 2n 2n 2n 0 0 Số crômatit 4n 4n 4n 0 0 Số tâm động 2n 2n 2n 4n 2n Bảng. Kí hiệu của NST ở các kì của nguyên phân II. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1 (Câu 5 - SGK trang 30): Ở ruồi giấm 2n = 8. Một tế bào ruồi giấm đang ở kì sau của nguyên phân. Số NST trong tế bào đó bằng bao nhiêu trong các trường hợp sau? A. 4. B. 8. C. 16. D. 32. Hướng dẫn giải Một tế bào ruồi giấm đang ở kì sau của nguyên phân: bộ NST lưỡng bội 2n kép nên số NST trong tế bào đó bằng 16. Câu 2 (Câu 1 - SGK trang 30): Những biến đổi hình thái của NST được biểu hiện qua sự đóng và duỗi xoắn điển hình ở các kì nào? Tại sao nói sự đóng và duỗi xoắn của NST có tính chất chu kì? Hướng dẫn giải 11
12. Hình thái của NST được biểu hiện qua sự đóng và duỗi xoắn điển hình ở kì giữa và kì trung gian, ở kì giữa NST co ngắn và đóng xoắn cực đại (dạng đặc trưng), ở kì trung gian NST duỗi xoắn hoàn toàn (dạng sợi dài mảnh duỗi xoắn). Sự đóng và duỗi xoắn của NST có tính chu kì vì sự đóng và duỗi xoắn được lặp đi lặp lại giống nhau trong mỗi chu kì của tế bào. Câu 3 (Câu 2 - SGK trang 30): Sự tự nhân đôi của NST diễn ra ở kì nào của chu kì tế bào? A. Kì đầu. B. Kì giữa. C. Kì sau. D. Kì trung gian. Hướng dẫn giải Sự tự nhân đôi của NST diễn ra ở kì trung gian của chu kì tế bào, vì lúc này NST tháo xoắn cực đại, phân tử ADN tự nhân đôi làm cơ sở cho NST nhân đôi tạo thành NST kép. Chọn D. Câu 4 (Câu 3 - SGK trang 30): Nêu những diễn biến cơ bản của NST trong quá trình nguyên phân? Hướng dẫn giải Kì đầu: + Thoi phân bào được hình thành nối liền hai cực tế bào, màng nhân và nhân con tiêu biến. + Các NST kép bắt đầu đóng xoắn, co ngắn, có hình thái rõ rệt và tâm động đính vào các sợi tơ của thoi phân bào. Kì giữa: các NST kép đóng xoắn cực đại và xếp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Kì sau: 2 crômatit từng NST kép tách nhau ở tâm động thành hai NST đơn phân li về hai cực của tế bào nhờ sự co rút của thoi phân bào. Kì cuối: tới 2 cực, các NST dãn xoắn, dài ra ở dạng sợỉ mảnh. Kết quả của nguyên phân là từ một tế bào mẹ cho ra 2 tế bào con có bộ NST giống nhau và giống hệt bộ NST của tế bào mẹ (2n NST). Câu 5 (Câu 4 - SGK trang 30): Ý nghĩa cơ bản của quá trình nguyên phân là gì? A. Sự phân chia đồng đều chất nhân của tế bào mẹ cho hai tế bào con. B. Sự sao chép nguyên vẹn bộ NST của tế bào mẹ cho hai tế bào con. C. Sự phân li đồng đều của các crômatit về hai tế bào con. D. Sự phân chia đồng đều chất tế bào của tế bào mẹ cho hai tế bào con. Hướng dẫn giải Nguyên phân có ý nghĩa sao chép nguyên vẹn bộ NST của tế bào mẹ cho hai tế bào con. Chọn B. Câu 6: Có 5 tế bào nguyên phân liên tiếp 5 lần. Số tế bào con được tạo ra là bao nhiêu? Hướng dẫn giải Số tế bào con được tạo ra từ 5 tế bào trải qua 5 lần nhân đôi là: 5 × 25 =160 tế bào. Câu 7: Một tế bào sinh dưỡng của lúa 2n = 24 NST. Nguyên phân liên tiếp 6 lần. Nhưng khi kết thúc lần phân bào 3; trong số tế bào con, do tác nhân đột biến có 1 tế bào bị rối loạn phân bào xảy ra trên tất cả các cặp NST. a. Tìm số lượng tế bào con hình thành? b. Tính tỉ lệ tế bào đột biến so với tế bào bình thường? c. Trong các lần phân bào môi trường tế bào đã cung cấp nguyên liệu tương đương để tạo ra bao nhiêu NST đơn mới? Hướng dẫn giải a. Kết thúc nguyên phân lần 3 tạo 8 tế bào: 7 tế bào vẫn nguyên phân bình thường, còn 1 tế bào bị rối loạn. 7 tế bào bình thường nguyên phân tiếp 3 lần tạo ra: 7 × 23 = 56 tế bào. Một tế bào bị rối loạn phân bào lần thứ 4 tạo ra bộ nhiễm sắc thể 4n = 48 nhiễm sắc thể tồn tại trong 1 tế bào. Tế bào này tiếp tục trải qua lần phân bào 5 và 6 tạo nên 4 tế bào tứ bội. Vậy tổng số tế bào con hình thành: 56 + 4 = 60 tế bào. 41 b. Tỉ lệ tế bào đột biến với tế bào bình thường bằng . 56 14 Câu 8: a. Sự biến đổi hình thái NST trong quá trình phân bào có ý nghĩa gì? b. Hiện tượng bộ NST giảm đi một nửa xảy ra ở thời điểm nào của giảm phân? Giải thích? 12
13. c. Tế bào sinh dục ở gà có 2n = 78 . Tế bào này nguyên phân 5 đợt liên tiếp và giảm phân tạo ra các giao tử. Hãy tính số lượng NST đơn mới môi trường cung cấp cho tế bào trên trong quá trình tạo giao tử và số giao tử được tạo thành. Hướng dẫn giải a. NST dãn xoắn dạng sợi mảnh thực hiện chức năng tổng hợp ADN, ARN, prôtêin,... NST co ngắn, co ngắn cực đại phân li đều đặn vật chất di truyền cho các tế bào con. b. Lần phân bào thứ nhất của giảm phân, khi các NST sắp xếp thành hai hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc và các NST kép trong cặp tương đồng phân li về hai cực của tế bào,... c. Số lượng NST đơn mới môi trường cung cấp cho tế bào trên trong quá trình tạo giao tử là: 78 25 1 4 9672 NST đơn. Số giao tử được tạo thành là 25 tế bào trứng và 25 × 4 tinh trùng. BÀI 10: GIẢM PHÂN I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. Những diễn biến của nhiễm sắc thể trong giảm phân Giảm phân là hình thức phân bào diễn ra ở tế bào sinh dục chín, gồm hai lần phân bào liên tiếp, nhưng NST chỉ nhân đôi một lần ở kì trung gian trước lần phân bào I (giảm phân I). Lần phân bào II (giảm phân II) diễn ra sau một kì trung gian rất ngắn. Tiến trình này đảm bảo cho sự tạo ra các giao tử đực (tinh trùng) và giao tử cái (trứng) có bộ NST đơn bội. Hình 1. Các giai đoạn của giảm phân 1.1. Trƣớc giảm phân I – Kì trung gian I Trước khi bắt đầu giảm phân I: + NST trong nhân tế bào có mức độ tháo xoắn cực đại, NST có dạng sợi mảnh. + NST ở trạng thái kép. Vì mỗi NST đã tự nhân đôi. 1.2. Những diễn biến của NST trong giảm phân I Kì đầu I: NST kép bắt đầu đóng xoắn, co ngắn. Các cặp NST thể kép trong cặp tương đồng bắt cặp theo chiều dọc, tiếp hợp với nhau và trao đổi chéo có thể xảy ra giữa hai crômatit không cùng chị em. Cuối kì đầu hai NST kép tách nhau ra. Màng nhân và nhân con tiêu biến. Kì giữa I: NST tiếp tục co xoắn cực đại, NST có hình thái đặc trưng cho loài. Thoi vô sắc đính vào tâm động ở một bên của NST. Các cặp NST tương đồng tập trung thành 2 hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Kì sau I: Các cặp NST kép tương đồng di chuyển độc lập về hai cực của tế bào và chúng phân li độc lập với nhau. Kì cuối I: Sau khi di chuyển về hai cực của tế bào NST bắt đầu dãn xoắn, màng nhân và nhân con hình thành. Thoi vô sắc tiêu biến, màng nhân và nhân con xuất hiện. Kết quả: Từ 1 tế bào mẹ có 2n NST kép sinh ra 2 tế bào con có bộ NST n kép. 1.3. Những diễn biến của NST trong giảm phân II Kì trung gian II: Sau khi kết thúc giảm phân I, tế bào con tiếp tục đi vào giảm phân 2 mà không nhân đôi NST. Trong tế bào có n NST kép. Kì đầu II: NST bắt đầu đóng xoắn. Màng nhân và nhân con tiêu biến. Thoi vô sắc xuất hiện. Kì giữa II: NST kép co xoắn cực đại và tập trung thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc. Thoi vô sắc dính vào 2 phía của NST kép. Kì sau II: NST tách nhau tại tâm động trượt trên thoi vô sắc di chuyển về hai cực tế bào. Kì cuối II: NST dãn xoắn. Màng nhân và nhân con xuất hiện. Tạo ra hai tế bào con. 13
14. Kết quả: Từ 2 tế bào đều có n NST kép tạo ra 4 tế bào con đều có n NST đơn. 2. Ý nghĩa của giảm phân Nhờ sự phân li độc lập, tổ hợp tự do của các NST, hiện tượng trao đổi đoạn và hoán vị gen đã tạo ra tính đa dạng và phong phú cho giao tử, từ đó xuất hiện các biến dị tổ hợp ở thế hệ sau. II. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1 (Câu 4 - SGK trang 33): Ruồi giấm có 2n = 8. Một tế bào của ruồi giấm đang ở kì sau của giảm phân II. Tế bào đó có số NST đơn là A. 2. B. 4. C. 8. D. 16. Hướng dẫn giải Ở kì sau của giảm phân II nhân đã phân chia nên số NST trong tế bào là 8. Chọn C. Câu 2: Theo em, ở kì trung gian giữa hai lần giảm phân (I và II), sự nhân đôi NST có xảy ra như ở kì trung gian trước giảm phân I không? Vì sao? Điều đó có ý nghĩa gì? Hướng dẫn giải Ở kì trung gian giữa hai lần giảm phân (I và II), không có sự nhân đôi nhiễm sắc thể xảy ra như ở kì trung gian trước giảm phân I. Vì NST vẫn đang ở trạng thái kép. Điều đó có ý nghĩa duy trì ổn định bộ NST của loài. Câu 3: Nếu tế bào mẹ có 2n NST, trong đó có n cặp NST tương đồng với n NST bắt nguồn từ bố và n NST bắt nguồn từ mẹ thì có bao nhiêu tổ hợp bộ NST đơn bội n gồm các NST khác nhau về nguồn bố mẹ? Hướng dẫn giải Nếu tế bào mẹ có 2n NST, trong đó có n cặp NST tương đồng với n NST bắt nguồn từ bố và n NST bắt nguồn từ mẹ thì có 4n tổ hợp NST thể đơn bội n gồm các NST khác nhau về nguồn bố mẹ. Kì giữa Các cặp NST kép tương đồng tập NST kép tập trung và xếp thành trung và xếp song song thành hai một hàng của mặt phẳng xích đạo hàng ở mặt phẳng xích đạo của của thoi phân bào. thoi phân bào. Kì sau Các NST kép trong cặp tương Từng NST kép tách nhau ra ở đồng phân li độc lập với nhau về tâm động thành hai NST đơn 2 cực của tế bào. phân li về hai cực của tế bào. Kì cuối Các NST kép nằm gọn trong hai Các NST đơn nằm gọn trong nhân mới được tạo thành với số nhân mới được tạo thành với số lượng là bộ NST đơn bội kép (n lượng là bộ đơn bội. kép) khác nhau về nguồn gốc. Kết quả của quá trình giảm phân là từ 1 tế bào mẹ (2n NST) qua 2 lần phân bào liên tiếp tạo ra 4 tế bào con đều có n NST. Câu 4 (Câu 2 - 3GK trang 33): Tại sao những diễn biến của NST trong kì sau của giảm phân I là cơ chế tạo nên sự khác nhau về nguồn gốc NST trong bộ đơn bội (n NST) ở các tế bào con được tạo thành qua giảm phân? Hướng dẫn giải Những diễn biến của NST trong kì sau của giảm phân I là cơ chế tạo nên sự khác nhau về nguồn gốc NST trong bộ đơn bội (n) ở các tế bào con được tạo thành qua giảm phân vì: Ở kì sau của giảm phân I các NST kép (một có nguồn gốc từ bố, một có nguồn gốc từ mẹ) trong cặp tương đồng phân li độc lập và tổ hợp tự do với nhau về hai cực của tế bào. Các NST kép trong hai nhân mới được tạo thành có bộ NST đơn bội kép khác nhau về nguồn gốc. Các NST kép của tế bào mới tập trung ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào (kì giữa II). Từng NST kép trong hai tế bào mới tách nhau ở tâm động thành hai NST đơn phân li về hai cực của tế bào, 4 tế bào con được hình thành với bộ NST đơn bội (n) khác nhau về nguồn gốc. Câu 5 (Câu 3 - SGK trang 33): Nêu những điểm giống và khác nhau cơ bản giữa quá trình giảm phân và nguyên phân? Hướng dẫn giải Giống nhau 14
15. + Đều có sự tự nhân đôi của NST. + Đều trải qua các kì phân bào tương tự. + Đều có sự biến đổi hình thái NST theo chu kì đóng và tháo xoắn. + NST đều tập trung trên mặt phẳng xích đạo ở kì giữa. + Đều là cơ chế sinh học đảm bảo ổn định vật chất di truyền qua các thế hệ. Khác nhau Nguyên phân Giảm phân Xảy ra ở tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục sơ Xảy ra ở tế bào sinh dục khi chín. khai. Chỉ một lần phân bào. Gồm hai lần phân bào liên tiếp. Kì đầu không xảy ra trao đổi chéo giữa hai crômatit Kì đầu I diễn ra hiện tượng tiếp hợp và có thể trao cùng nguồn gốc. đổi chéo giữa hai crômatit khác nguồn gốc. Kì giữa NST xếp thảnh một hàng trên mặt phẳng Kì giữa I NST xếp thành hai hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. xích đạo của thoi phân bào. Kì sau các crômatit trong mỗi NST tương đồng kép Kì sau I: các NST ở trạng thái kép trong cặp tương tách nhau ra thành hai NST đơn phân li về hai cực đồng phân li để tạo ra các tế bào con có bộ NST của tế bào. đơn ở trạng thái kép khác nhau về nguồn gốc. Kì cuối hình thành nên hai tế bào con giống nhau Kì cuối I: hình thành nên hai tế bào con có bộ NST và giống hệt mẹ. n kép. Kì cuối II: tạo ra 4 tế bào con có bộ NST n. Duy trì ổn định bộ NST đặc trưng cho loài qua các Hình thành nên nhiều loại giao tử khác nhau. thế hệ tế bào và cơ thể. Câu 6: Chỉ ra những điểm giống nhau và khác nhau trong quá trình nguyên phân và giảm phân. Những điểm khác nhau nào là quan trọng nhất? Vì sao? Hướng dẫn giải a. Giống nhau + Đều là quá trình phân bào có thoi nên NST phân chia trước, tế bào chất phân chia sau. + Sự phân chia đều xảy ra với các kì giống nhau. + Hoạt động của các bào quan là giống nhau. + Sự biến đổi hình thái NST qua các kì tương tự nhau. b. Khác nhau Xảy ra khi nào? + Nguyên phân: Xảy ra ở tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục sơ khai. + Giảm phân: Xảy ra ở tế bào sinh dục khi chín. Cơ chế: nguyên phân: chỉ 1 lần phân bào. Giảm phân: 2 lần phân bào liên tiếp. + Kì đầu: Nguyên phân: NST kép chỉ đính vào thoi vô sắc ở phần tâm động. Giảm phân: NST kép trong cặp tương đồng tiếp hợp với nhau và có thể xảy ra hiện tượng trao đổi chéo (kì đầu I). + Kì giữa: Nguyên phân: NST kép xếp thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo. Giảm phân: NST kép xếp thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo (kì giữa I). + Kì sau: Nguyên phân: NST kép tách nhau ra thành 2 NST đơn và phân li về 2 cực tế bào. Giảm phân: NST kép trong cặp đồng dạng tách nhau ra và phân li về 2 cực tế bào (kì sau I). + Kì cuối: Nguyên phân: Hình thành 2 tế bào con giống nhau và giống hệt tế bào mẹ. Giảm phân: Hình thành hai tế bào con có bộ NST n kép (kì cuối I), sau đó, các tế bào con tiếp tục vào giảm phân II. Kì cuối giảm phân II tạo ra 4 tế bào con chứa bộ NST đơn bội (n). + Ý nghĩa: Nguyên phân: Là kết quả phân hóa để hình thành nên các tế bào sinh dưỡng khác nhau. Duy trì ổn định bộ NST đặc trưng của loài qua các thế hệ tế bào, thế hệ cơ thể. 15
16. Giảm phân: Hình thành nên nhiều loại giao tử khác nhau, các giao tử chứa bộ NST n qua thụ tinh sẽ khôi phục lại bộ 2n của loài. Là cơ sở tạo ra biến dị tổ hợp, làm phong phú đa dạng cho sinh giới. Những điểm khác nhau quan trọng nhất là sự sắp xếp NST kép ở kì giữa của nguyên phân với kì giữa I của giảm phân I, vì đó là cơ chế ổn định bộ NST 2n ở nguyên phân và là cơ chế tạo bộ NST n BÀI11: PHÁT SINH GIAO TỬ VÀ THỤ TINH I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. Sự phát sinh giao tử Các tế bào con được tạo thành qua giảm phân sẽ phát triển thành các giao tử. + Trong quá trình phát sinh giao tử đực, các tế bào mầm nguyên phân liên tiếp nhiều lần tạo ra nhiều tinh nguyên bào. Sự tạo tinh bắt đầu từ tinh bào bậc I. Tế bào này giảm phân, lần phân bào I tạo ra 2 tinh bào bậc II, lần phân bào II tạo ra 4 tế bào con, từ đó phát triển thành 4 tinh trùng. + Trong quá trình phát sinh giao tử cái, các tế bào mầm cũng nguyên phân liên tiếp nhiều lần tạo ra noãn nguyên bào. Noãn nguyên bào phát triển thành noãn bào bậc I. Tế bào này giảm phân, lần phân bào I tạo ra một tế bào có kích thước nhỏ gọi là thể cực thứ nhất và 1 tế bào có kích thước lớn gọi là noãn bào bậc II. Lần phân bào II cũng tạo ra 1 tế bào kích thước nhỏ gọi là thể cực thứ hai và 1 tế bào khá lớn gọi là trứng. Sau này chỉ có trứng thụ tinh với tinh trùng. 2. Sự thụ tinh Sự thụ tinh là sự hợp nhân của giao tử cái với giao tử đực. Hợp tử tạo thành có bộ NST 2n, gấp 2 so với các giao tử và bằng so với tế bào sinh giao tử, tế bào sinh dưỡng của cơ thể bố mẹ. Nguồn gốc của các NST trong mỗi cặp NST tương đồng của mỗi tế bào của cơ thể sinh vật lưỡng bội: một chiếc có nguồn gốc từ giao tử đực (bố), chiếc kia có nguồn gốc từ giao tử cái (mẹ). 3. Ý nghĩa của giảm phân và thụ tinh Bộ NST 2n đặc trưng của loài được duy trì ổn định qua các thế hệ cơ thể ở sinh vật sinh sản hữu tính vì kết hợp nguyên phân - giảm phân - thụ tinh. Vậy ý nghĩa của giảm phân và thụ tinh là ổn định bộ NST qua các thế hệ, tạo ra nhiều tổ hợp NST khác nhau, tạo nên sự đa dạng. Nếu một loài sinh sản hữu tính có bộ NST 2n = 4 được kí hiệu là AaBb thì có thể tạo ra 4 loại giao tử khác nhau về kí hiệu bộ NST, sự thụ tinh có thể tạo ra 16 khả năng tổ hợp (kí hiệu khác nhau) của bộ NST ở thế hệ con. II. CÂU HỎI ÔN TẬP Ví dụ 1 (Câu 1 - SGK trang 36): Trình bày quá trình phát sinh giao tử ở động vật? Hướng dẫn giải Quá trình phát sinh giao tử cái (trứng) và giao tử đực (tinh trùng) ở động vật diễn ra như sau: Quá trình phát sinh giao tử đực: + Các tế bào mầm nguyên phân liên tiếp nhiều lần tạo ra nhiều tinh nguyên bào (2n NST). + Các tinh nguyên bào phát triển thành tinh bào bậc I (2n NST). + Sự tạo tinh bắt đầu từ tinh bào bậc 1 giảm phân tạo ra 2 tinh bào bậc 2 (n NST) ở lần phân bào I và 4 tế bào con ở lần phân bào II, từ đó phát triển thành 4 tinh trùng (n NST). + Kết quả là từ 1 tinh nguyên bào (2n NST) qua quá trình phát sinh giao tử cho 4 tinh trùng (n NST). Quá trình phát sinh giao tử cái: + Các tế bào mầm cũng nguyên phân nhiều lần liên tiếp tạo ra nhiều noãn nguyên bào (2n NST). + Các noãn nguyên bào phát triển thành noãn bào bậc I (2n NST). 16
17. + Các noãn bào bậc I tiến hành quá trình giảm phân. + Ở lần phân bào I, tạo ra 1 tế bào có kích thước nhỏ gọi là thể cực thứ nhất (n NST) và 1 tế bào có kích thước lớn gọi là noãn bào bậc 2 (n NST). + Ở lần phân bào II, thể cực thứ nhất phân chia tạo ra 2 thể cực thứ 2 (n NST) và noãn bào bậc II tạo ra 1 tế bào có kích thước nhỏ gọi là thể cực thứ 2 (n NST) và 1 tế bào khá lớn gọi là trứng (n NST). Kết quả: Từ 1 noãn nguyên bào (2n NST) cho ra 3 thể cực (n NST) và 1 trứng (n NST). Ví dụ 2 (Câu 2 - SGK trang 36): Giải thích vì sao bộ NST đặc trưng của những loài sinh sản hữu tính lại được duy trì ổn định qua các thế hệ cơ thể? Hướng dẫn giải Nhờ có quá trình giảm phân, giao tử được hình thành mang bộ NST đơn bội (n NST). Qua quá trình thụ tinh giữa giao tử đực và giao tử cái, bộ NST lưỡng bội (2n NST) được phục hồi. Vì vậy, sự phối hợp các quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh đã đảm bảo duy trì ổn định bộ NST đặc trưng của những loài sinh sản hữu tính qua các thế hệ cơ thể. Ví dụ 3 (Câu 3 - SGK trang 36): Biến dị tổ hợp xuất hiện phong phú ở những loài sinh sản hữu tính được giải thích trên cơ sở tế bào học như thế nào? Hướng dẫn giải Biến dị tổ hợp xuất hiện phong phú ở các loài sinh sản hữu tính được giải thích dựa trên cơ sở: Do giảm phân đã tạo ra nhiều loại giao tử khác nhau về nguồn gốc NST và sự kết hợp ngẫu nhiên của các loại giao tử trong thụ tinh tạo ra các hợp tử mang những tổ hợp NST khác nhau. Do sự tổ hợp lại các gen vốn có của tổ tiên, bố mẹ làm xuất hiện tính trạng đã có hoặc chưa có ở các thế hệ trước. BÀI 12: CƠ CHẾ XÁC ĐỊNH GIỚI TÍNH I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. Nhiễm sắc thể giới tính Hình thái và số lượng các cặp NST ở người nam và người nữ giống nhau, chỉ khác ở cặp NST giới tính: nam là XY (X lớn hơn Y), nữ là XX (hai NST X giống nhau). Lưu ý: cặp XY là cặp NST tương đồng (vì có đoạn tương ứng nhau) dù kích thước khác nhau. Cặp NST thể có vai trò quyết định giới tính ở người là cặp XY. 2. Cơ chế nhiễm sắc thể xác định giới tính Quan sát Hình 2, giới tính ở sinh vật được xác định theo các kiểu: châu chấu cái XX, châu chấu đực là XO; ruồi giấm cái XX, ruồi giấm đực XY; gà mái ZW, gà trống ZZ. Cặp NST giới tính trong bộ NST của loài có vai trò quyết định giới tính ở sinh vật. Ở các loài có cặp NST giới tính XX (con cái) và XY (con đực), sự phân li và tổ hợp của các NST trong cặp NST giới tính trong giảm phân và thụ tinh là cơ chế hình thành tỉ lệ đực : cái xấp xỉ 1 : 1. 3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến sự phân hóa giới tính Sự phân hóa giới tính ở nhiều loài sinh vật còn chịu ảnh hưởng của các nhân tố môi trường bên trong và bên ngoài cơ thể. + Ở điều kiện nhiệt độ dưới 28°C, trứng rùa đã thụ tinh thường nở thành con đực, nhưng khi nhiệt độ trên 32°C thì trứng thụ tinh có xu hướng nở thành con cái. + Ở ong mật: trứng được thụ tinh (2n) sẽ phát triển thành ong cái (ong thợ hoặc ong chúa) phụ thuộc vào giai đoạn ấu trùng. Trứng không thụ tinh sẽ phát triển thành ong đực (đơn bội). Sự di truyền giới tính và sự ảnh hưởng của môi trường trong xác định giới tính ở sinh vật được ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là việc điều khiển tỉ lệ đực : cái trong chăn nuôi. II. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1 (Câu 1 - SGK trang 41): Nêu những điểm khác nhau giữa NST giới tính và NST thường? 17
18. Hướng dẫn giải Điểm khác nhau giữa NST giới tính và NST thường: NST thƣờng NST giới tính Tồn tại thành từng cặp tương đồng, giống nhau ở cả Có 1 cặp NST tương đồng: XX và 1 cặp NST hai giới. không tương đồng: XY, khác nhau ở hai giới. Tồn tại với số lượng cặp nhiều trong tế bào. Thường tồn tại 1 cặp trong tế bào. Quy định tính trạng thường của tế bào và cơ thể. Quy định tính trạng liên quan tới giới tính. Câu 2 (Câu 2 - SGK trang 41): Trình bày cơ chế sinh con trai, con gái ở người. Quan niệm cho rằng người mẹ quyết định việc sinh con trai hay con gái là đúng hay sai? Hướng dẫn giải Cơ chế sinh con trai, con gái ở người được giải thích dựa trên cơ chế xác định giới tính. Đó là sự phân li của cặp NST giới tính trong quá trình phát sinh giao tử và tổ hợp lại qua quá trình thụ tinh. P: 44A + XX × 44A + XY Gp: 22A + X 22A + X; 22A + Y F1: 44A + XX; 44A + XY (Con gái; con trai) (A là cặp NST thường, XX là cặp NST giới tính nữ, XY là cặp NST giới tính nam). Quan niệm cho rằng sinh con trai hay con gái là do phụ nữ là không đúng vì qua giảm phân người mẹ chỉ sinh ra một loại trứng (mang NST X), còn người bố cho ra hai loại tinh trùng (một mang NST X và một mang NST Y). Sự thụ tinh giữa trứng với tinh trùng mang NST X sinh ra con gái, còn sự thụ tinh giữa trứng với tinh trùng mang NST Y sẽ sinh ra con trai. Như vậy chỉ có con trai có NST Y quyết định giới tính nam, ở nữ không có NST Y quyết định giới tính nam nên quan niệm trên là sai. Câu 3 (Câu 3 - SGK trang 41): Tại sao trong cấu trúc dân số tỉ lệ nam : nữ xấp xỉ 1 : 1? Hướng dẫn giải Trong cấu trúc dân số tỉ lệ nam, nữ xấp xỉ bằng nhau do sự phân li của cặp NST XY trong phát sinh giao tử ra hai loại tinh trùng mang NST X và Y với tỉ lệ bằng nhau và bằng 1:1. Qua thụ tinh của hai loại tinh trùng này với trứng mang NST X tạo ra hai loại tổ hợp XX và XY với số lượng ngang nhau có sức sống ngang nhau do đó tỉ lệ nam : nữ xấp xỉ 1 : 1. Câu 4 (Câu 4 - SGK trang 41): Tại sao người ta có thể điều chỉnh tỉ lệ đực : cái ở vật nuôi. Điều đó có ý nghĩa gì trong thực tiễn? Hướng dẫn giải Sự phân hoá giới tính chịu ảnh hưởng của các nhân tố môi trường bên trong (hoocmôn sinh dục) và bên ngoài (nhiệt độ, ánh sáng,...). Ví dụ: dùng mêtyl testostêrôn tác động vào cá vàng cái có thể biến thành cá đực (về kiểu hình), ở một số loài rùa, nếu trứng được ủ ở nhiệt độ dưới 28°C sẽ nở thành con đực, nếu nhiệt độ trên 32°C trứng nở thành con cái. Nắm được cơ chế xác định giới tính và các yếu tố ảnh hưởng tới sự phân hoá giới tính người ta có thể chủ động điều chỉnh tỉ lệ đực : cái ở vật nuôi cho phù hợp với mục đích sản xuất. Câu 5 (Câu 5 - SGK trang 41): Ở những loài mà giới đực là giới dị giao tử thì những trường hợp nào trong các trường hợp sau đảm bảo tỉ lệ đực : cái xấp xỉ 1 :1? A. Số giao tử đực bằng số giao tử cái. B. Hai loại giao tử mang NST X và NST Y có số lượng tương đương. C. Số cá thể đực và số cá thể cái trong loài vốn đã bằng nhau. D. Xác suất thụ tinh của hai loại giao tử đực mang (NST X và NST Y) với giao tử cái tương đương. Hướng dẫn giải Ở những loài mà giới đực là giới dị giao tử thì những trường hợp đảm bảo tỉ lệ đực : cái xấp xỉ 1 : 1 khi hai loại giao tử mang NST X và NST Y có số lượng tương đương và xác suất thụ tinh của hai loại giao tử đực mang (NST X và NST Y) với giao tử cái tương đương. Chọn B và D. Câu 6: Quan sát hình sau và trả lời câu hỏi sau: Bộ nhiễm sắc thể ở người 18
19. a. Hãy so sánh hình thái và số lượng các cặp NST ở người nam và người nữ? b. Hãy cho biết các cặp NST nào là các cặp NST tương đồng? Các cặp nào là các cặp NST không tương đồng? Hướng dẫn giải a. Hình thái và số lượng các cặp NST ở người nam và người nữ giống nhau, chỉ khác ở cặp NST giới tính: nam là XY (X lớn hơn Y), nữ là XX (hai NST X giống nhau). b. Các cặp NST tương đồng: cùng 1 số (hai NST có hình dạng, kích thước giống nhau). Cặp NST không tương đồng: khác số (hai NST có hình dạng, kích thước khác nhau). 19