Chương 4 chu kì tế bào và sự sinh sản của tế bào

CHƯƠNG CHU KÌ TẾ BÀO VÀ SỰ SINH SẢN CỦA TẾ BÀO A KIẾN THỨC TRỌNG TÂM VÀ CHUYÊN SÂU I CÁC HÌNH THỨC PHÂN BÀO - Sự phân chia tế bào thành tế bào gọi phân bào Ở vi khuẩn, tế bào phân đơi thành tế bào mà khơng cần hình thành thoi tơ vô sắc (gọi phân bào trực phân) Còn tế bào nhân thực, tế bào phân đơi thành tế bào cần có hình thành thoi tơ vơ sắc diễn qua nhiều kì (nên gọi gián phân) Có loại gián phân nguyên nhiễm (nguyên phân) gián phân giảm nhiễm (giảm phân) a Nguyên phân hình thức phân bào mà NST tế bào giữ nguyên giống tế bào mẹ Bộ NST giữ nguyên nhờ kiện: - Khi chuẩn bị bước vào nguyên phân (ở giai đoạn chuẩn bị), tất NST nhân đôi thành NST kép - Ở nguyên phân, NST kép xếp thành hàng ngang mặt phẳng xích đạo thoi vơ sắc đến kì sau NST kép tách thành NST đơn dàn thành hàng ngang để tiến cực tế bào - Vào kì cuối, màng tế bào eo lại màng nhân xuất để bao lấy NST Nguyên phân xảy tế bào sinh dưỡng tế bào sinh dục sơ khai Nguyên phân làm tăng số lượng tế bào để thể sinh trưởng phát triển b Giảm phân hình thức phân bào mà NST tế bào giảm nửa so với NST tế bào mẹ Bộ NST giảm nhờ kiện: - Khi chuẩn bị bước vào giảm phân (ở giai đoạn chuẩn bị), tất NST nhân đơi thành NST kép - Ở kì giảm phân I NST kép đứng đối diện xếp thành hàng ngang mặt phẳng xích đạo thoi vơ sắc Đến kì sau, cặp NST kép NST kép thứ cực NST kép lại cực tế bào - Vào kì cuối giảm phân I màng tế bào eo lại màng nhân xuất để bao lấy NST tạo thành tế bào con, tế bào có NST n kép - Vào kì giảm phân II, NST kép xếp thành hàng ngang mặt phẳng xích đạo thoi vơ sắc đến kì sau NST kép tách thành NST đơn dàn thành hàng ngang để tiến cực tế bào - Vào kì cuối giảm phân II màng tế bào eo lại màng nhân xuất để bao lấy NST tạo thành tế bào con, tế bào có NST n Giảm phân xảy tế bào sinh dục chín (tế bào sinh giao tử) Giảm phân có vai trị tạo giao tử đơn bội để qua thụ tinh tạo hợp tử lưỡng bội (2n) để khơi phục lại NST lồi Giảm phân tạo vô số loại giao tử khác nên qua thụ tinh tạo vô số loại kiểu gen làm cho sinh vật đa dạng phong phú II CHU KÌ TẾ BÀO VÀ NGUYÊN PHÂN Theo tác giả Campbell Chu kì tế bào đời tế bào từ sinh phân chia xong Chu kì tế bào gồm thịi kì xen kẽ kì trung gian (thời kì tế bào lớn lên nhân đơi NST, chuẩn bị cho phân bào) giai đoạn nguyên phân (thời kì phân chia nhân phân chia tế bào chất) Kì trung gian (giai đoạn chuẩn bị cho phân bào) Ở tế bào trưởng thành, kì trung gian chiếm khoảng 90% thời gian chu kì tế bào, bao gồm pha: G1 , S G Trang a Pha G1 : Đây pha sinh trưởng chủ yếu tế bào Trong pha này, hoạt động chủ yếu tế bào tổng hợp ARN, protein, gia tăng tế bào chất, hình thành thêm bào quan, làm tăng kích thước khối lượng tế bào Vào cuối pha G1 có điểm kiểm soát (điểm R) Nếu vượt qua điểm R, tế bào vào pha s diễn nguyên phân, không vượt qua điểm R tế bào vào q trình biệt hố, khơng phân chia * Lưu ý: - Ở người, có nhiều nguyên nhân làm cho tế bào bị dừng lại pha G1 , có nguyên nhân từ sai hỏng ADN tác nhân phóng xạ, hố chất Q trình nhận biết sai hỏng ADN điều chỉnh chu kì tế bào giai đoạn thực protein p53 + Nếu ADN hư hỏng nhẹ, p53 làm cho chu kì tế bào tạm dừng lại pha G1 để sửa chữa ADN + Nếu ADN hư hỏng nặng protein p53 hoạt hố gen dẫn đến trình tự chết tế bào theo chương trình Những tế bào chứa đột biến gen p53 dạng đồng hợp (cả alen), tế bào vượt qua G1 kể ADN có sai hỏng nhẹ khơng tự chết có sai hỏng nặng tạo đột biến tái xếp lại ADN dẫn đến phát triển thành tế bào ung thư gây bệnh ung thư - Đối với tế bào phôi sớm, chu kì tế bào kéo dài khoảng 30 phút đến chúng khơng có pha G1 Các yếu tố cần thiết pha G1 chuẩn bị trước có sẵn tế bào chất tế bào trứng - Trong q trình phát triển phơi thai, pha G1 gen hệ gen hoạt hoá khác tổng hợp nên protein đặc thù từ tạo nên dịng tế bào xơma biệt hố mơ quan khác thể - Trong thể trưởng thành, mô tồn tế bào gốc (những tế bào giữ khả sinh trưởng, phân bào sản sinh tế bào biệt hoá mơ) VD: Trong tuỷ xương có dịng tế bào gốc máu có tiềm phân bào cho tế bào máu hồng cầu, bạch cầu loại b Pha S: Diễn sau tế bào vượt qua điểm kiểm soát R Trong pha này, hoạt động chủ yếu tế bào là: - Nhân đôi ADN từ nhân đơi NST, làm cho NST từ trạng thái đơn chuyển sang trạng thái kép - Nhân đơi trung tử (chỉ có tế bào động vật) Trong pha này, tế bào tiếp tục tổng hợp chất cần thiết gia tăng kích thước c Pha G : Diễn thời gian ngắn Ở pha này, tế bào tiếp tục tổng hợp loại protein có vai trị hình thành thoi phân bào (như cyclin B, vi ông tubuỉin ) Cuối pha G , có điểm kiểm sốt gọi điểm kiểm soát G Nếu tế bào vượt qua điểm kiểm sốt bước vào giai đoạn thứ hai: nguyên phân Nguyên phân Nguyên phân kiểu phân bào mà từ tế bào mẹ tạo hai tế bào có NST hoàn toàn giống giống với tế bào mẹ ban đầu Nguyên phân xảy tế bào sinh dưỡng tế bào sinh dục sơ khai Nguyên phân giai đoạn chu kì tế bào, có đặc trưng là: - Chỉ xảy lần nhân đôi lần phân chia NST - Các tế bào tạo sau nguyên phân tiếp tục chu kì nguyên phân Trang a Diễn biến: Các kì Kì đầu Diễn biến - Thể tích nhân tăng lên - Các NST kép bắt đầu đóng xoắn co ngắn - Hai trung tử tách tiến cực tế bào hình thành thoi phân bào - Màng nhân nhân biến Kì - Các NST kép tiếp tục đóng xoắn, co ngắn cực đại - Các NST kép tập trung thành hàng mặt phẳng xích đạo thoi phân bào, NST kép gắn với thoi phân bào tâm động Kì sau Hai NST chị em NST kép tách tâm động thành hai nhóm tương đương di chuyển hai cực tế bào Kì cuối - Tại cực tế bào, nhiễm sắc thể đơn dãn xoắn trở lại dạng sợi mảnh - Thoi phân bào biến mất, hình thành màng nhân nhân Tạo thành nhân - Tế bào chất phân chia (đối với tế bào động vật hình thành eo thắt, cịn tế bào thực vật hình thành vách ngăn) tạo thành tế bào có nhiễm sắc thể giống giống NST tế bào mẹ * Lưu ý: - Khi phân bào, phân chia nhân mà không phân chia tế bào chất tạo tế bào nhân, sau tế bào nhân tạo tế bào đa nhân, ví dụ tế bào gan - Nếu ADN NST nhân đơi khơng hình thành thoi phân bào tế bào bị ách lại kì → NST không phân chia tế bào mà lại tế bào tạo thành tế bào đa bội (có số lượng NST tăng nhiều lần) kì sau, kì cuối khơng xảy b Ý nghĩa nguyên phân: * Ý nghĩa sinh học: - Nguyên phân phương thức sinh sản tế bào sinh vật đơn bào nhân thực - Làm tăng số lượng tế bào thể đa bào, sở cho lớn lên phát triển thể - Tạo tế bào để thay tế bào già, tế bào chết, giúp cho thay sửa chữa mô bị hỏng thể - Là phương thức truyền đạt ổn định NST đặc trưng loài qua hệ tế bào trình phát sinh cá thể qua hệ thể lồi sinh sản vơ tính * Ý nghĩa thực tiễn: - Là sở khoa học cho phương pháp nhân giống vơ tính vật ni trồng, tạo giống có suất cao, phẩm chất tốt, rút ngắn thời gian thu hoạch - Được ứng dụng y học để chữa bệnh Điều hịa chu kì tế bào Chu kì tế bào lồi kiểm sốt cách chặt chẽ, đảm bảo tế bào phân chia tốc độ, thời điểm dừng phân chia lúc Tế bào điều chỉnh chu kì tế bào thơng qua điểm kiểm sốt chu kì Điểm kiểm sốt chu kì tế bào điểm mà đó, tế bào (hay tín hiệu điều hịa) tác động để làm dừng chu kì hay tiếp tục chu kì Có ba điểm kiểm sốt điểm kiểm sốt pha G1 , điểm kiểm soát pha G điểm kiểm sốt pha M Trong đó, điểm kiểm sốt pha G1 coi điểm quan trọng Nếu tế bào vượt qua pha G1 Trang thường vượt qua pha G , M Nếu tế bào khơng vượt qua vào biệt hóa, khơng phân chia (gọi pha G ) Ở người, tế bào thần kinh tế bào trưởng thành không phân chia, tế bào gan bình thường pha G , có tín hiệu (nhân tố sinh trưởng tổn thương) quay trở lại chu kì Để vượt qua điểm kiểm sốt, tế bào cần có kích hoạt hàng loạt protein khác Một số loại protein protein kinase Đây nhóm protein có khả kích hoạt ức chế protein khác cách găn nhóm photphat Hoạt động họ protein giúp tế bào vượt qua điểm kiểm soát để tiến hành phân chia Bình thường, protein kinase ln sẵn có tế bào với nồng độ ổn định trạng thái không hoạt động Chúng chuyển sang trạng thái hoạt động gắn đặc hiệu với loại protein khác có tên Cyclin (Cyclin có nồng độ biến đổi theo chu kì tế bào nên có tên gọi vậy) Vì vậy, protein kinase gọi kinase phụ thuộc Cyclin, viết tắt Cdk Các protein Cdk kết hợp với Cyclin trở thành dạng hoạt động, kí hiệu MPF Các MPF kích hoạt hàng loạt protein khác dẫn đến kích thích tế bào vượt qua điểm kiểm sốt Mỗi điểm kiểm sốt cần có loại Cdk Cyclin riêng để kích hoạt Sơ đồ mô tả chế hoạt động Cdk điểm kiểm soát G Trong sơ đồ: Cyclin bắt đầu tổng hợp pha S tích lũy dần đến hết pha G Tại đây, Cyclin kết hợp với Cdk tạo phức hợp MPF, phức hợp kích thích tế bào tiến hành nguyên phân Vào cuối pha M (kì sau), MPF lại kích thích hủy Cylin, cịn lại phần Cdk không hoạt động, tế bào bước vào pha G1 Sự vượt qua điểm kiểm soát G1 theo chế tương tự Có ba loại Cdk số Cyclin tham gia vào chế Để điều hịa chu kì tế bào cần có tín hiệu điều hịa Các tín hiệu có vai trị báo cho tế bào biết có nên tiếp tục phân chia hay dừng lại Quá trình nghiên cứu xác định tín hiệu điều hịa chu kì tế bào bao gồm tín hiệu bên tế bào chất tín hiệu vật lí, hóa học bên ngồi tế bào Ví dụ tín hiệu bên tế bào: Ở kì sau nguyên phân, tất thể động bám vào thoi phân bào kích hoạt protein điều chỉnh, protein kích thích chuỗi kiện dẫn đến cắt cohesin, làm cho crômatit tách phân li hai cực Chỉ cần một vài thể động chưa bám vào thoi phân bào protein điều chỉnh chưa kích hoạt, kì sau bị chậm lại Trang Các tín hiệu ngoại bào tác động vật lí (như mật độ tế bào, neo bám vào giá thể ) tín hiệu hóa học (như yếu tố tăng trưởng tế bào khác tiết ) Sự kiểm sốt chu kì tế bào đảm bảo cho tế bào thể hoạt động bình thường Mất kiểm sốt chu kì tế bào dẫn đến tế bào phân chia vơ tổ chức, hình thành nên khối u xâm lấn mô, gọi ung thư III GIẢM PHÂN - Giảm phân trình phân chia tế bào mà từ tế bào mẹ tạo tế bào có NST giảm nửa so với tế bào mẹ - Giảm phân xảy tế bào sinh dục chín - Giảm phân chế hình thành giao tử để tham gia thụ tinh sinh sản hữu tính Vì thế, coi q trình phân bào đặc trưng lồi có sinh sản hữu tính - Đặc trưng giảm phân là: + NST nhân đôi lần trải qua hai lần phân chia + Các tế bào tạo sau giảm phân tiếp tục giảm phân - Sơ đồ tổng quát trình giảm phân hình bên Những diễn biến Giảm phân trải qua hai lần phân bào với diễn biến sau: Thời kì Kì trung gian Diễn biến - NST nhân đơi, NST đơn nhân đơi thành NST kép gồm cromatit dính tâm động - Trung tử nhân đôi Trạng thái NST Giãn xoắn cực đại Trang - NST bắt đầu co xoắn Kì đầu - Các NST kép cặp tương đồng tiếp hợp với xảy trao đổi chéo cromatit không chị em Co xoắn - Trung tử hai cực tế bào, thoi vơ sắc hình thành - Màng nhân biến Giảm phân I Kì - NST xếp thành hàng mặt phẳng xích đạo thoi vơ sắc Co xoắn cực đại Kì sau - Các NST kép hai cực tế bào Co xoắn cực đại - Thoi vơ sắc biến Kì cuối - Màng nhân xuất - NST giãn xoắn Giãn xoắn cực đại - Tế bào tách thành tế bào con, tế bào chứa n NST kép Kì trung gian Mỗi tế bào tạo giảm phân I bước vào kì trung gian với đặc điểm: - NST không nhân đôi Giãn xoắn - Trung tử nhân đơi - NST bắt đầu co xoắn Kì đầu - Trung tử hai cực tế bào, thoi vơ sắc hình thành Co xoắn - Màng nhân biến Giảm phân II Kì - NST xếp thành hàng mặt phẳng xích đạo thoi vơ sắc Kì sau - Các cromatit NST kép phân li hai cực tế bào Co xoắn cực đại Co xoắn cực đại - Thoi vô sắc biến - Màng nhân xuất Giãn xoắn cực Kì cuối - NST giãn xoắn đại - Tế bào tách thành tế bào Kết quả: từ tế bào me 2n, qua lần phân chia tạo tế bào n * Lưu ý: Giảm phân chế để tạo giao tử Sau giảm phân, tế bào biệt hóa thành giao tử Tuy nhiên, q trình khác giới đực giới - Ở giới đực: tế bào sinh tinh giảm phân tạo tế bào con, tế bào biệt hóa thành tinh trùng Như vậy, tế bào sinh tinh giảm phân tạo tinh trùng - Ở giới cái: tế bào sinh trứng giảm phân tạo tế bào con, tế bào phát triển thành trứng, tế bào lại gọi thể định hướng, thường bị tiêu biến Như vậy, tế bào sinh trứng giảm phân tạo trứng Ý nghĩa giảm phân: Trang * Ý nghĩa sinh học: - Là khâu tạo thành giao tử mang NST đơn bội, khâu bắt buộc q trình sinh sản hữu tính góp phần ổn định NST qua hệ - Trong sinh sản hữu tính, giảm phân phối hợp với thụ tinh tạo nên đa dạng di truyền làm nguyên liệu cho tiến hoá chọn giống * Ý nghĩa thực tiễn: Ưu sinh sản hữu tính so với sinh sản vơ tính ứng dụng phương pháp lai tạo phục vụ cho công tác tạo giống B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Câu 1: So sánh nguyên phân với giảm phân Hướng dẫn giải: * Giống nhau: - Đều hình thức phân bào có tơ, phổ biến sinh vật nhân thực - Đều gồm kì: kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cuối - Diễn biến kì giống như: + Hoạt động NST: NST nhân đôi; đóng xoắn, co ngắn; xếp hàng; phân li; duỗi xoắn + Sự hình thành biến thoi phân bào; màng nhân nhân + Sự phân chia tế bào chất, có lần nhân đơi ADN, NST + Sự thay đổi thể tích nhân, di chuyển trung tử + Đều chế có tác dụng trì ổn định NST sinh sản vơ tính hữu tính * Khác nhau: Nguyên phân Xảy tế bào sinh dưỡng tế bào sinh dục sơ khai Giảm phân Xảy tế bào sinh dục chín NST nhân đơi lần phân bào lần NST nhân đơi lần phân bào lần Kì trung gian lần ngun phân có nhân đơi ADN nhân đơi NST Kì trung gian chuyển tiếp giảm phân I giảm phân II khơng có nhân đơi ADN, NST Kì đầu ngắn, khơng xảy tiếp hợp trao đổi chéo cromatit cặp NST tương đồng Kì đầu I kéo dài, có tiếp hợp trao đổi chéo NST chị em cặp NST kép tương đồng Chỉ có lần NST tập trung xếp hàng (xếp hàng) phân li hai cực tế bào Có lần NST tập trung xếp hàng (xếp hàng kì I xếp hàng kì II) lần phân li hai cực tế bào (một lần có phân li NST kép kì sau I) Kết quả: TB mẹ (2n) → tế bào con, tế bào có NST 2n 1TB mẹ (2n) → tế bào con, tế bào có NST n Ý nghĩa: Phương thức sinh sản vơ tính, giữ nguyên hệ gen không đổi qua hệ Phương thức sinh sản hữu tính: bảo đảm khâu tạo thành giao tử Nhờ tái tổ hợp di truyền tạo nên đa dạng hệ gen qua hệ Trang Câu 2: Giải thích vi phân bào vi khuẩn khơng cần hình thành thoi tơ vơ sắc cịn phân bào tế bào nhân thực cần có thoi tơ vơ sắc? Hướng dẫn giải: - Tế bào vi khuẩn khơng cần có hình thành thoi vơ sắc vì: + Tế bào vi khuẩn có mezoxom (là cấu trúc hình thành màng sinh chất gấp khúc tạo nên) Phân tử ADN dạng vòng vi khuẩn bám lên mezoxom tế bào phân chia mezoxom giản kéo ADN cực tế bào + Tế bào vi khuẩn có NST phân tử ADN dạng vịng, trần Chính vậy, phân bào phân tử ADN nhân đơi tách hướng cực tế bào để hình thành tế bào Giả sử vi khuẩn có nhiều phân tử ADN với cách phân bào nhờ mezoxom phân chia đồng vật chất di truyền cho tế bào - Tế bào nhân thực cần có hình thành thoi tơ vơ sắc vì: + Tế bào nhân thực có NST gồm nhiều NST cấu trúc phức tạp Chính cần phải có thoi tơ vơ sắc để kéo NST tiến hai cực tế bào Giúp cho trình phân chia NST cho tế bào cách đồng + Tế bào nhân thực có kích thước lớn có nhiều bào quan nên cần phải có thoi tơ vơ sắc để phân chia NST đồng Câu 3: Trong trình nguyên phân, cho biết ý nghĩa tương sau: a NST đóng xoắn cực đại vào kì tháo xoắn tối đa vào kì cuối b Màng nhân biến vào kì đầu xuất trở lại vào kì cuối Hướng dẫn giải: a NST đóng xoắn cực đại vào kì tháo xoắn tối đa vào kì cuối có ý nghĩa: - Vào kì sau, NST trượt cực tế bào Vì đóng xoắn cực đại NST vào kì giúp cho trình phân li NST cực tế bào không bị đứt gãy (tránh đột biến NST) - Vào kì cuối, NST tháo xoắn cực đại để thực chức Khi tháo xoắn, enzym tiếp xúc với phân tử ADN để thực nhân đôi ADN, phiên mã b Màng nhân biến vào kì đầu xuất trở lại vào kì cuối có ý nghĩa: - Sự biến màng nhân để giải phóng NST vào tế bào chất để NST tiếp xúc trực tiếp với thoi tơ vô sắc thực việc phân chia NST cho tế bào - Sự xuất màng nhân vào kì cuối để bảo quản NST trước tác nhân môi trường để điều hoà hoạt động gen NST Câu 4: a Từ hiểu biết diễn biến ưong pha kì trung gian, đề xuất thời điểm dùng tác nhân gây đột biến gen đột biến đa bội để có hiệu b Các nhiễm sắc tử đính với suốt giảm phân I lại tách giảm phân II nguyên phân nào? Tại cohensin tâm động không bị phân hủy phân hủy lại xảy vai vào cuối kì giảm phân I? Hướng dẫn giải: a Kì trung gian có pha pha G1 , pha S, pha G Thời điểm xử lý đột biến - Tác động vào pha S dễ gây đột biến gen giai đoạn diễn trình nhân đôi ADN Trang - Để gây đột biến đa bội có hiệu cần xử lý cơnsixin vào pha G (hoặc cuối pha G ) kì trung gian - Bởi vì: + Đen G nhiễm sắc thể tế bào nhân đôi + Sự tổng hợp vi ống hình thành thoi vơ sắc pha G Cơ chế tác động cơnsixin ức chế hình thành vi ống, xử lý cơnsixin lúc có tác dụng ức chế hình thành thoi phân bào Hiệu tạo đột biến đa bội thể cao b - Các nhiễm sắc tử gắn với dọc theo chiều dài chúng phức protein gọi cohensin - Trong nguyên phân, gắn kết kéo dài tới tận cuối kì giữa, enzym phân hủy cohensin làm cho nhiêm sắc tử di chuyển cực đối lập tế bào - Trong giảm phân, gắn kết nhiễm sắc tử giải phóng qua hai bước: + Trong kì sau I, cohensin loại bỏ vai cho phép nhiễm sắc thể tương đồng tách + Ở kì sau II, cohensin loại bỏ tâm động cho phép nhiễm sắc tử tách rời - Cohensin tâm động không bị phân hủy phân hủy lại xảy vai vào cuối kì I có protein shugoshin bảo vệ cohensin khỏi bị phân hủy tâm động Câu 5: Hình vẽ mơ tả giai đoạn (kì) chu kì phân bào Hãy cho biết kì phân bào nguyên phân hay giảm phân Dựa vào đặc điểm hình vẽ, giải thích anh (chị) lại khẳng định vậy? Hướng dẫn giải: - Đây kì giảm phân I - Đây phân bào giảm phân, nguyên phân nhiễm sắc thể kép (NST) phải nằm trung kỳ (mặt phẳng phân bào); đây, nhiễm sắc thể kép xếp thành hai hàng - Một chứng khác cho thấy giảm phân có trao đổi chéo nhiễm sắc tử (crơmatit) cặp NST kép tương đồng - Đây kì giảm phân I, khơng phải kì giảm phân Bởi kì giảm phân khơng có cấu trúc “tứ tử” hay cịn gọi thể “lưỡng trị” gồm nhiễm sắc tử thuộc hai NST cặp NST tương đồng vẽ hình Câu 6: a Các nhiễm sắc thể kì nguyên phân giống khác với nhiễm sắc thể kì giảm phân II nào? b Trong hệ sinh dục cá thể động vật (có giới tính phân biệt), người ta quan sát 10 tế bào phân chia liên tục lần, tế bào thu giảm phân bình thường tạo tế bào đơn bội Biết tế bào kì giảm phân I đếm 36 crômatit Các giao tử tạo tham gia thụ tinh với hiệu suất 10% Xác định số nhiễm sắc thể lưỡng bội loài tổng số hợp tử tạo Hướng dẫn giải: a Các nhiễm sắc thể kì nguyên phân giống khác nhiễm sắc thể kì giảm phân II nào? - Giống nhau: Mỗi nhiễm sắc thể cấu tạo từ nhiễm sắc tử, nhiễm sắc tử định hướng giống mặt phẳng xích đạo Trang - Khác nhau: Trong tế bào phân chia nguyên nhiễm nhiễm sắc tử nhiễm sắc thể giống hệt nhau, cịn tế bào giảm phân nhiễm sắc tử khác di truyền trao đổi chéo xảy giảm phân I b + Một tế bào kì I có 36 crơmatit  2n 18 + Nếu cá thể đực: số hợp tử 10.23.4.10% 32 (hợp tử) + Nếu cá thể cái: số hợp tử 10.23.10% 8 hợp tử Câu 7: a Hãy nêu ý nghĩa điểm chốt sơ đồ đây: b Thời gian kì trung gian tế bào vi khuẩn, tể bào hồng cầu, tế bào hợp tử, tế bào gan, tế bào thần kinh có khác nhau? Giải thích Hướng dẫn giải: a Ý nghĩa điểm chốt sơ đồ: - Điểm chốt G1: kiểm tra q trình hồn tất pha G1, phát động nhân đôi ADN nhân đôi NST - Điểm chốt G2: kiểm tra xác hồn tất q trình tự nhân đơi ADN, nhân đơi NST Phát động đóng xoắn NST, hình thành hệ thống vi ống cho thoi phân bào - Điểm chốt M: kiểm tra hồn tất q trình tan rã màng nhân, tạo thoi phân bào, gắn NST vào tơ vơ sắc Giúp tế bào chuyển từ kì sang kì sau Như vậy, nhờ có điểm chốt mà chu kì tế bào diễn cách mà không gây rối loạn bất thường cho trình phân bào b Thời gian kì trung gian: - Tế bào vi khuẩn: Thời gian kì trung gian thường ngắn, không chia thành pha tế bào nhân thực Nguyên nhân vi khuẩn phân bào trực phân, không cần tơ phân bào; cấu tạo tế bào đơn giản, tốc độ tổng hợp chất diễn nhanh - Tế bào hồng cầu: khơng có kì trung gian hồng cầu người khơng có nhân nên khơng có khả phân chia - Tế bào hợp tử: Thời gian kì trung gian thường ngắn pha G1 thường ngắn (hợp tử phân chia nhanh, chủ yếu phân chia nhân) - Tế bào gan: Thời gian kì trung gian dài chu kì tế bào dài, phân chia, thường dừng lại pha nghỉ G Tế bào phân chia có tín hiệu phân bào từ ngoại bào tác động đến Trang 10 Tế bào thần kinh: Khơng có kì trung gian noron thần kinh khơng phân bào Câu Một nhóm tế bào sinh dục ruồi giấm cái, NST cặp NST tương đồng có cấu trúc khác a Nếu khơng có trao đổi đoạn khơng có đột biến tạo nên loại trứng khác nguồn gốc NST? b Ở số tế bào, có cặp NST có xảy trao đổi đoạn (mỗi cặp NST trao đổi đoạn điểm) tạo nên loại trứng? c Ở số tế bào có cặp NST trao đổi đoạn điểm Ở số tế bào khác, cặp NST khác trao đổi đoạn chỗ không lúc Ỏ tế bào lại, cặp NST khác lại trao đổi đoạn chỗ khơng lúc chỗ lúc Tìm số loại trứng tạo ra? Hướng dẫn giải: a Nếu khơng có trao đổi đoạn khơng có đột biến cặp NST tạo loại giao tử Vậy cặp NST tạo 24 16 loại trứng b Mỗi cặp NST trao đổi đoạn điểm tạo loại giao từ Vậy số loại trứng tạo là: 4.4.2.2 = 64 loại trứng c Cặp NST trao đổi đoạn điểm tạo loại giao tử Cặp NST trao đổi đoạn chỗ không lúc tạo loại giao tử Cặp NST trao đổi đoạn chỗ không lúc chỗ lúc tạo loại giao tử Vậy số loại trứng tạo thành 4.6.8.2 = 384 loại trứng Câu 9: Một tế bào sinh dục sơ khai qua giai đoạn phát triển từ vùng sinh sản đến vùng chín địi hỏi môi trường cung cấp 240 NST đơn số NST đơn giao tử tạo vùng chín gấp lần số tế bào tham gia vào đợt phân bào cuối vùng sinh sản a Xác định NST 2n lồi b Tính số crơmatit số NST trạng thái tế bào kì nguyên phân, kì giảm phân I, kì giảm phân II, kì cuối giảm phân II bao nhiêu? Hướng dẫn giải: a Bộ NST 2n Gọi X số NST NST lưỡng bội loài k số đợt nguyên phân tế bào sinh dục sơ khai (x, k nguyên dương; X chẵn) Theo ta có: 2 k  1 x  x.2k 240 x / 2.2k  (1) (2) Thay (2) vào (1):  x /  1 x  x.x / 240 X  X  240 0  x 16; k 3 Bộ NST 2n = 16 Số crômatit số NST trạng thái: - Kì nguyên phân: 32 crơmatit, 16 NST kép - Kì giảm phân I: 32 crơmatit, 16 NST kép - Kì giảm phân II: 16 crômatit, NST kép Trang 11 - Kỳ cuối giảm phân II: crômatit, NST đơn Câu 10: a Nêu nguyên nhân dẫn tới đa dạng di truyền giảm phân? b Nêu tóm tắt nội dung chủ yếu pha G1 , S, G , M Nấm men Saccharomyces cerevisia có hình thức sinh sản vơ tính đâm chồi pha có khác khơng? Tế bào vi khuẩn có phân chia theo pha khơng? Hướng dẫn giải: a Các kiện giảm phân giúp tạo đa dạng di truyền: - Sự trao đổi chéo cromatit không chị em cặp tương đồng kì đầu I - Sự phân li độc lập NST cặp tương đồng khác cực tế bào - Sự phân li độc lập cromatit chị em cặp khác kì sau II b Các diễn biến pha nguyên phân: - Pha G1 : TB tăng kích thước tăng tổng hợp chất, tổng hợp mARN, t-ARN, rARN - Pha S: tổng hợp ADN protein histon, hình thành nên NST - Pha G : tổng hợp protein thoi tơ vô sắc (sợi siêu vi, ống siêu vi) để chuẩn bị cho phân bào - Pha M: phân chia tế bào gồm kì (kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cuối) NST trải qua biến đổi hình thái (đóng xoắn, tháo xoắn) xếp thành hàng mặt phẳng xích đạo thoi vơ sắc, phân li đồng cực tế bào Cuối phân chia tế bào chất cho hai tế bào - Nấm men nảy chồi nên có pha G1 , S bình thường, thoi vơ sắc hình thành sớm cuối pha S làm cho pha G ngắn lại chưa hình thành xong nhân, thành tế bào bắt đầu gấp lại để phân chia tế bào chất - Tế bào vi khuẩn không phân chia mà phân chia theo hình thức trực phân Câu 11: Ở loài động vật, giảm phân bình thường, xảy trao đổi chéo điểm cặp NST tạo 256 loại giao tử a Xác định NST 2n loài b Ở kì giảm phân I, có cách xếp cặp NST kép tương đồng mặt phẳng xích đạo thoi phân bào? c Một tế bào sinh dục sơ khai loài nguyên phân liên tiếp nhiều lần tạo 256 tế bào sinh giao tử Các tế bào sinh giảm phân tạo giao tử Hiệu suất thụ tinh giao tử 1,5625%, số hợp tử tạo thành 16 Xác định số lần nguyên phân tế bào sinh dục nói xác định tế bào sinh tinh hay tế bào sinh trứng Hướng dẫn giải: a n 4 256 2  n 4  2n 8 b Với cặp NST có cách xếp ( 20 ) Với cặp NST có cách xếp ( 21 ) Với cặp NST có cách xếp ( 22 ) Với n cặp NST có ( 2n  ) cách xếp n 4  có 23 8 cách xếp NST c 2k 256 28  k 8  Tế bào nguyên phân lần Trang 12 Số giao tử tạo là: 16 1,5625% 1024 Mỗi tê bào sinh giao tử giảm phân tạo số giao tử là: 1024 : 256 4 giao tử → Đó tế bào sinh dục đực Câu 12: Hãy nêu kiện giảm phân dẫn đến việc hình thành tổ hợp NST khác giao tử Giải thích Hướng dẫn giải: Hai kiện là: - Sự trao đổi chéo NST (cromatit) kỳ đầu giảm phân I dẫn đến hình thành NST có tổ hợp alen nhiều gen - Ở kì sau giảm phân I, phân ly độc lập NST có nguồn gốc từ bố mẹ cặp NST tương đồng cách ngẫu nhiên hai nhân con, dẫn đến tổ hợp khác NST có nguồn gốc từ bố mẹ Câu 13: Một tế bào sinh dục sơ khai qua giai đoạn phát triển từ vùng sinh sản đến vùng chín địi hỏi môi trường tế bào cung cấp tổng số 240 NST đơn Số NST đơn có giao tử tạo vùng chín gấp lần số tế bào tham gia vào đợt phân bào cuối vùng sinh sản Tổng số giao tử tạo 1/2048 tổng số kiểu tổ hợp giao tử hình thành lồi a Xác định NST 2n lồi? b Số NST đơn mà mơi trường nội bào phải cung cấp cho giai đoạn phát triển tế bào sinh dục cho bao nhiêu? c Cá thể chứa tế bào nói thuộc giới tính gì? Biết ràng q trình giảm phân tạo giao tử đực xảy bình thường khơng có trao đổi chéo đột biến Hướng dẫn giải: a Xác định NST 2n loài Gọi 2n số NST NST lưỡng bội loài Gọi k số đợt nguyên phân tế bào sinh dục sơ khai (k, n nguyên dương) k k Theo đề ta có:   1 2n  2n 2 240 (1) n 2 2 k  Thay (2) vào (1) ta có pt:  2n   2n  240 0 Giải pt ta có 2n = 16  k = Vậy NST 2n loài = 16 b Số NST đơn mà môi trường nội bào phải cung cấp cho giai đoạn phát triển tế bào sinh dục cho k Ở vùng sinh sản: 2n   1 16   1 112 NST Ở vùng sinh trưởng = NST Ở vùng chín 2n 2k 16 23 112 NST c Số kiểu hợp tử loài: 22n 215 65536 kiểu Theo đề, tổng số giao tử tạo thành: 22n 1/ 2048 65536 32 2048 Trang 13 Mà số tế bào sinh giao tử 2k 23 8 Một tế bào giảm phân sinh số giao tử 32 4 → Cá thể chứa tế bào nói thuộc giới tính đực Câu 14: Ở tế bào phơi, 15 - 20 phút hoàn thành chu kì tế bào, tế bào thần kinh thể người trưởng thành không phân bào Em giải thích sao? Hướng dẫn giải: - Vào cuối pha G1 có thời điểm gọi điểm kiểm soát (điểm R) Điểm kiểm sốt R hệ thống điều hịa tinh vi cấp độ phân tử - Nếu tế bào vượt qua điểm R tiếp tục phân chia, tế bào khơng vượt qua điểm R vào biệt hóa - Tế bào phơi liên tục vượt qua điểm R nên thời gian pha G1 ngắn phân chia liên tục, 15 - 20 phút hồn thành chu kì phân bào - Tế bào thần kinh không vượt qua điểm R nên pha G1 kéo dài suốt thể, tế bào không phân chia suốt đời cá thể Câu 15: Từ tế bào mẹ có NST 2n có hàm lượng ADN nhân tế bào 6pg qua lần phân bào bình thường sinh tế bào con, tế bào có hàm lượng ADN 6pg Hãy đưa cách nhận biết xem nguyên phân hay giảm phân? Hướng dẫn giải: Có cách nhận biết: - Quan sát hình thái NST kính hiển vi: + Nếu NST tế bào trạng thái đơn, tháo xoắn → tế bào sinh qua nguyên phân + Nếu NST tế bào trạng thái kép cịn đóng xoắn → tế bào sinh sau giảm phân I - Cho tế bào tiếp tục phân bào: + Nếu tiếp tục phân bào mà hàm lượng ADN tế bào không thay đổi (6pg) ngun phân + Nếu tiếp tục phân bào mà hàm lượng ADN tế bào giảm nửa (3pg) giảm phân Câu 16: Nêu kiện xảy q trình phân bào giảm phân mà khơng xảy phân bào nguyên phân? Giải thích kiện lại dẫn đến đa dạng di truyền Hướng dẫn giải: - Sự trao đổi chéo cromatit kì đầu giảm phân tạo NST có tổ hợp alen - Kì sau giảm phân I có phân li độc lập NST có nguồn gốc từ mẹ bố cặp tương đồng ngẫu nhiên hai cực tế bào tạo tổ hợp khác NST có nguồn gốc từ bố mẹ - Kì sau giảm phân II có phân li NST chị em cặp tương đồng ngẫu nhiên tế bào Câu 17: Vinblastin vincristin chất có dừa cạn dùng để điều trị bệnh ung thư Các chất có vai trị ức chế nhân lên tế bào ung thư Hãy nêu chế tác động chúng lên tế bào ung thư? Hướng dẫn giải: Trang 14 - Thoi phân bào hình thành từ vi ống, vi ống lại tạo thành từ trùng hợp dimer tubulin - Các phân tử vinblastin vincristin liên kết chặt với phân tử tubulin cản trở trùng hợp tubulin làm cho thoi phân bào không hình thành → cản trở phân chia tế bào ung thư Trang 15