Bài 18. CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO 4. a. 48 e. 48 b. 24 f. 24 c. 48 g. 12 d. 0 h. 12 5. a. Kì sau của nguyên phân. b. Khi hai tế bào này phân chia để tạo thành 4 tế bào con, mỗi tế bào con vẫn có 1 cặp nhiễm sắc thể (NST) tương đồng hình chữ V như tế bào ban đầu. ÔN TẬP CHƯƠNG I 1. a. và b. (Xem bảng sau) Loài 2n * Số kiểu giao tử được hình thành Tỉ lệ mỗi kiểu giao tử Lợn 38 19 2 1 19 2 Gà 78 39 2 1 39 2 Ngô 20 10 2 1 10 2 Lúa nước 24 12 2 1 12 2 Công thức tổng quát 2n n 2 1 n 2 * n: số cặp NST tương đồng trong tế bào xôma của loài (số cặp NST khác nhau về nguồn gốc bố mẹ) c. Từ kết quả ở bảng trên ta thấy: - Ở lợn 2n = 38 thì tỉ lệ kiểu giao tử chứa tất cả các NST có nguồn gốc từ "bố" là 1 19 2 - Ở gà 2n = 78 thì tỉ lệ kiểu giao tử chứa tất cả các NST có nguồn gốc từ "bố" là 1 39 2 - Ở ngô 2n = 20 thì tỉ lệ kiểu giao tử chứa tất cả các NST có nguồn gốc từ "bố" là 1 10 2 - Ở lúa nước 2n = 24 thì tỉ lệ kiểu giao tử chứa tất cả các NST có nguồn gốc từ "bố" là 1 12 2 d. - Ở lợn 2n = 38 thì "bố" sinh ra 19 2 kiểu giao tử khác nhau, "mẹ" cũng sinh ra 19 2 kiểu tế bào trứng khác nhau. Như vậy, số hợp tử khác nhau về nguồn gốc NST phải thu được là: 19 2 × 19 2 = 38 2 . Mặt khác, số kiểu tế bào sinh dục của "bố" chứa tất cả 19 NST của "bà nội" có thể tổ hợp với 19 2 kiểu tế bào trứng của mẹ để tạo nên 19 2 hợp tử được di truyền tất cả 19NST của "bà nội". Vậy, tỉ lệ phải tìm là: 19 38 2 2 = 19 1 2 Lập luận tương tự ta có: - Ở gà 2n = 78. Vậy tỉ lệ phải tìm là: 39 1 2 - Ở ngô 2n = 20. Vậy tỉ lệ phải tìm là: 10 1 2 - Ở lúa nước 2n = 24. Vậy tỉ lệ phải tìm là: 12 1 2 e. Kết quả tương tự d. 2. a. Nếu sức khỏe của đàn vịt giống là bình thường (không xảy ra những sai lạc), khả năng thụ tinh của trứng và tinh trùng là 100%, thì để tạo thành 10.800 vịt con cần 10.800 hợp tử. Tuy nhiên, tỉ lệ nở trứng so với số trứng có phôi (khả năng số của hợp tử) là 90%, do vậy số hợp tử thực tế đã tạo thành là: 10.800 100 90 × = 12.000 hợp tử Khả năng thụ tinh của tinh trùng và trứng là 100% thì để có 12.000 hợp tử cần 12.000 tinh trùng kết hợp với 12.000 trứng. Sức khỏe của đàn vịt giống là bình thường thì trong quá trình phát sinh giao tử một tế bào sinh tinh sẽ cho ra 4 tinh trùng, một tế bào sinh trứng sẽ cho ra 1 trứng. Do vậy để tạo thành 12.000 hợp tử cần: 12.000 4 = 3.000 tế bào sinh tinh trùng và 12.000 tế bào sinh trứng. b. Ta biết rằng, một tế bào sinh trứng qua hai lần phân chia tế bào trong giảm phân sẽ cho ra 3 thể định hướng. Mà mỗi thể định hướng chứa 1 2 số NST của tế bào xooma, tức là chứa n = 40 NST. Do vậy: - Số thể định hướng được tạo ra từ 12.000 tế bào sinh trứng là: 12.000 × 3 = 36.000 thể định hướng. - Số NST bị tiêu biến cùng với các thể định hướng là: 36.000 × 40 = 1.440.000 NST I. CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO Dạng 1. Xác định số loại và tỉ lệ các loại giao tử, hợp tử khác nhau về nguồn gốc và chất lượng NST. Trong trường hợp chỉ tính số loại giao tử, số loại hợp tử khác nhau về nguồn gốc NST thì áp dụng công thức n 2 (cho số loại giao tử), 2n 2 (cho số loại hợp tử) trong đó n là số cặp NST của loài. Khi có hiện tượng trao đổi chéo giữa các đoạn tương đồng ở giảm phân 1 thì công thức trên không còn đúng. Dạng 2. Xác định bộ NST ở các kì khác nhau của quá trình giảm phân, nguyên phân. Bộ NST của loài được kí hiệu như sau: A đồng dạng với a, B đồng dạng với b, C đồng dạng với c. (mỗi chữ cái ứng với một NST đơn). Viết kí hiệu bộ NST của loài ở các kì của phân bào giảm phân (đầu kì trung gian, kì giữa I, II, kì cuối I, II) nếu không có hiện tượng trao đổi chéo và đột biến. Hướng dẫn giải − Đầu kì trung gian NST chưa nhân đôi nên có bộ NST là: Aa Bb Cc. − Kì giữa I: Mỗi NST tương đồng đã nhân đôi thành cặp tương đồng kép nên có kí hiệu: AAaa BBbb CCcc − Kì cuối I: Do NST kép trong cặp NST tương đồng phân li về mỗi cực của tế bào ở kì sau I nên mỗi tế bào con ở kì này vẫn có số lượng NST giảm đi một nửa, nhưng các NST vẫn có cấu trúc kép (mỗi tế bào con chỉ nhận được 1 NST kép của cặp NST tương đồng) nên kí hiệu bộ NST trong các tế bào là: AA BB CC AA BB cc AA bb CC aa BB CC AA bb cc aa BB cc aa bb CC aa bb cc − Kì giữa II: Các NST kép tập trung trên mặt phẳng xích đạo, mỗi tế bào đều có bộ NST như ở kì cuối I. − Kì cuối II: Mỗi tế bào giao tử chỉ tiếp nhận 1 NST đơn trong mỗi cặp tương đồng. Vì vậy có các tế bào mang các kiểu bộ đơn bội NST như sau: ABC ABc AbC Abc aBC aBc abC abc Dạng 3. Xác định số lượng tế bào sinh tinh trùng và sinh trứng, tế bào trứng và tinh trùng đảm bảo cho quá trình thụ tinh. Dựa vào kết quả của quá trình phát sinh tinh trùng và trứng ở động vật, qua hiệu suất thụ tinh mà xác định số lượng mỗi loại tế bào cần thiết cho quá trình thụ tinh. Có 10 tế bào sinh dục đực sơ khai của ruồi giấm nguyên phân với số đợt bằng nhau tạo ra 640 tế bào sinh tinh trùng, giảm phân cho các tinh trùng bình thường, hiệu suất thụ tinh của tinh trùng là 5%, của trứng là 40%. 1. Tìm số lượng tinh trùng được thụ tinh với trứng? 2. Số đợt nguyên phân của mỗi tế bào sinh dục sơ khai đực? 3. Số lượng tế bào sinh trứng cần có để hoàn tất quá trình thụ tinh? Hướng dẫn giải 1. Số lượng tinh trùng được hình thành là: 640 × 4 = 2.560 tinh trùng Với hiệu suất là 5% thì số trứng được thụ tinh với với trứng là: 2.560 5 100 × = 128 tinh trùng 2. Vì số đợt nguyên phân của mỗi tế bào sinh dục đực sơ khai giống nhau nên mỗi tế bào sinh dục đực sơ khai đã sinh ra được: 640 10 = 64 tế bào sinh tinh. Vậy số đợt nguyên phân của các tế bào sinh dục đực là: k 2 = 64 ⇒ k = 6. 3. Theo 1, số tinh trùng được thụ tinh cũng chính là số trứng được thụ tinh. Vì hiệu suất thụ tinh của trứng là 40% nên số trứng hình thành là: 128 100 40 × = 320 trứng Cứ mỗi tế bào sinh trứng khi giảm phân tạo ra 1 trứng. Vậy cần có 320 tế bào sinh trứng để hoàn tất quá trình thụ tinh. Dạng 4. Xác định số lượng NST môi trường nội bào cung cấp cho các tế bào thực hiện nguyên phân và giảm phân. Giải dạng bài tập này cần chú ý tới các công thức tính số lượng NST đơn mới tương đương cần cung cấp: ( k 2 − 1) × 2n và số lượng NST đơn mới hoàn toàn cung cấp: ( k 2 − 2) × 2n Trong đó k là số lần nguyên phân, 2n là bộ NST lưỡng bội của loài. II. CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO Một hợp tử của một loài sinh vật sau 7 đợt nguyên phân liên tiếp, môi trường tế bào đã cung cấp nguyên liệu tương đương với 1.016 NST đơn. 1. Tìm bộ NST lưỡng bội của loài ? 2. Khi loài đó phát sinh giao tử có mẫy loại tinh trùng, mấy loại trứng được tạo ra khác nhau về nguồn gốc NST ? Đáp số: − Bộ NST lưỡng bội: 2n.( k 2 − 1) = 1016 ⇒ 2n = 8 − Số loại giao tử khác nhau về nguồn gốc: 16. Hai hợp tử của một loài sinh vật nguyên phân liên tiếp một số đợt, môi trường tế bào đã cung cấp nguyên liệu tương đương với 22.792 NST đơn. Hợp tử 1 có số đợt nguyên phân bằng 1 3 số đợt nguyên phân của hợp tử 2. Ở kì giữa của mỗi tế bào người ta đếm được 44 NST kép. 1. Tìm bộ NST lưỡng bội của loài ? 2. Số đợt phân bào nguyên phân của mỗi hợp tử ? 3. Số lượng NST đơn mới hoàn toàn mà môi trường cần cung cấp cho mỗi hợp tử thực hiện các đợt nguyên phân ? 4. Nếu trong quá trình giảm phân tạo giao tử và thụ tinh xảy ra bình thường thì có mẫy loại giao tử và mấy loại hợp tử khác nhau về nguồn gốc NST ? Đáp số: − Bộ NST lưỡng bội: 2n = 44 − Gọi số đợt nguyên phân của hợp tử 1 là k (k > 0). Số đợt nguyên phân của hợp tử 2 là 3k. Theo giả thiết ta có: k 2 + 3k 2 = 22.792 44 + 2 ⇒ k = 3. Vậy số đợt nguyên phân của hợp tử 1 là: 3, của hợp tử 2 là 9. − Số lượng NST đơn mới hoàn toàn mà môi trường cung cấp: Cho hợp tử 1: ( 3 2 − 2) × 44 = 264 Cho họp tử 2: ( 9 2 − 2) × 44 = 22.440 − Số loại giao tử khác nhau về nguồn gốc NST: 22 2 . Số kiểu hợp tử là: 44 2 Bộ NST của loài được kí hiệu như sau: A đồng dạng với a, B đồng dạng với b, C đồng dạng với c, D đồng dạng với d. (mỗi chữ cái ứng với một NST đơn). 1. Xác định bộ NST lưỡng bội của loài đó ? 2. Viết kí hiệu của bộ NST của loài đó ở các kì sau của giảm phân: a. Kì trước I d. Kì giữa II b. Kì giữa I e. Kì cuối II c. Kì cuối I. Biết rằng không có hiện tường trao đổi chéo và đột biến trong phân bào. 3. Nếu không có hiện tượng trao đổi chéo và đột biến thì có bao nhiêu kiểu hợp tử được tạo ra khác nhau về nguồn gốc NST? Đáp số: − Bộ NST lưỡng bội: 2n = 8 − xem bài tập ở trên − Số kiểu hợp tử: 256 Hai tế bào sinh dục sơ khai nguyên phân tại vùng sinh sản. Môi trường tế bào đã cung cấp 992 NST đơn mới hoàn toàn. Khi phát sinh giao tử do không có trao đổi chéo và đột biến nên tạo ra 16 loại tinh trùng khác nhau về nguồn gốc NST. 1. Tìm bộ NST lưỡng bội của loài ? 2. Số đợt nguyên phân của mỗi tế bào sinh dục sơ khai ? 3. Số lượng NST đơn mới tương đương cung cấp cho mỗi tế bào sinh dục sơ khai ? Hướng dẫn giải 1. Bộ NST lưỡng bội: 2n = 8 2. Số tế bào con hình thành từ hai tế bào sinh dục sơ khai: 992 8 + 4 = 128 − Gọi tế bào con sinh ra từ tế bào sinh dục sơ khai 1 là x, số tế bào con sinh ra từ tế bào sinh dục sơ khai 2 là y (x, y > 0, nguyên, thỏa mãn công thức k 2 ), ta có phương trình: x + y = 128. Giải phương trình vô định tính được số đợt nguyên phân của mỗi tế bào sinh dục sơ khai là 6. 3. Số lượng NST đơn mới tương đương cung cấp cho mỗi tế bào sinh dục sơ khai là: ( 6 2 − 1) × 8 = 504 NST Một tế bào sinh dục sơ khai của thỏ cái (2n = 44) sau một số đợt nguyên phân liên tiếp, môi trường tế bào đã cung cấp 11.176 NST đơn mới hoàn toàn. Các tế bào con tạo ra đều trở thành tế bào sinh trứng, giảm phân cho trứng. Hiệu suất thụ tinh của trứng là 50%, của tinh trùng là 6,25%. Mỗi trứng thụ tinh với một tinh trùng tạo thành 1 hợp tử. 1. Tìm số hợp tử được hình thành ? 2. Số lượng tế bào sinh trứng và sinh tinh trùng cần thiết để hoàn tất quá trình thụ tinh ? 3. Số đợt nguyên phân của tế bào sinh dục sơ khai cái ? 4. Để hoàn tất quá trình thụ thai, môi trường tế bào đã cung cấp cho mỗi loại tế bào sinh dục sơ khai bao nhiêu NST đơn mới tương đương để tạo trứng và tinh trùng ? Nếu các tế bào sinh tinh trùng được tạo ra từ 1 tế bào sinh dục đực. Hướng dẫn giải 1. Gọi k là số đợt nguyên phân của tế bào sinh dục cái. Theo giả thiết ta có: ( k 2 − 2) × 44 = 11.176 ⇒ k 2 = 256 ⇒ k = 8. Như vậy sau 8 đợt nguyên phân tử 1 tế bào sơ khai hình thành 256 tế bào sinh trứng. Mỗi tế bào giảm phân tạo 1 trứng. Vì hiệu suất thụ tinh của trứng là 50% nên số hợp tử tạo thành là: 50 256 100 × = 128 hợp tử. 2. Số lượng tế bào sinh trứng là 256. Để tạo 128 hợp tử cùng với hiệu suất thụ tinh của tinh trùng là 6,25% thì số lượng tinh trùng cần có là: 128 100 6,25 × = 2.048 tinh trùng Mỗi tế bào sinh tinh giảm phân tạo 4 tinh trùng. Vậy số lượng tế bào sinh tinh là: 2.048 4 = 512 tế bào. 3. Số đượt nguyên phân của tế bào sinh dục sơ khai cái là: k = 8. 4. Số NST đơn mới tương đương mà môi trường cung cấp cho tế bào sinh dục sơ khai cái là: ( 8 2 − 1) × 44 + 8 2 × 44 = 22.484 NST Số NST đơn mới tương đương mà môi trường cung cấp cho tế bào sinh dục sơ khai đực là: ( 9 2 − 1) × 44 + 9 2 × 44 = 45.012 NST Trong tinh hoàn của gà trống (2n = 78) có 4 tế bào sinh dục sơ khai nguyên phân liên tiếp một số đợt bằng nhau tạo ra các tế bào sinh tinh trùng. Các tế bào này trải qua vùng chín, môi trường tế bào đã cung cấp nguyên liệu tương đương với 39.936 NST đơn để tạo nên các tinh trùng. Hiệu suất thụ tinh của tinh trùng là 12,5% và của trứng là 50%. 1. Tìm số đợt nguyên phân liên tiếp của mỗi tế bào sinh dục sơ khai. Biết rằng tất cả tế bào sinh trứng đều được hình thành từ 1 tế bào sinh dục cái. 2. Số hợp tử hình thành? 3. Số lượng NST đơn mới tương đương môi trường nội bào cần cung cấp cho tế bào sinh dục sơ khai cái tạo tế bào sinh trứng và tạo trứng là bao nhiêu? Hướng dẫn giải 1. Gọi k là số đợt nguyên phân của mỗi tế bào sinh dục đực sơ khai. Theo đề bài ta có: k 2 × 4 × 2n = 39.936 ⇒ k = 7 Vậy số đợt nguyên phân của các tế bào sinh dục đực là 7 lần. Sau 7 lần nguyên phân, từ 4 tế bào sinh dục đực sơ khai tạo ra số tế bào sinh tinh là: k 2 × 4 = 512 tế bào. Mỗi tế bào giảm phân tạo 4 tinh trùng. Vậy số tinh trùng tạo ra từ 512 tế bào sinh tinh là: 512 × 4 = 2.048 tinh trùng. Vì hiệu suất thụ tinh là 12,5% nên số hợp tử được hình thành từ số tinh trùng trên là: 2.048 12,5 100 × = 256 hợp tử. Hiệu suất thụ tinh của trứng là 50% nên số trứng cần để hoàn tất quá trình thụ tinh là: 256 100 50 × = 512 trứng Mỗi tế bào sinh trứng khi giảm phân tạo 1 trứng và 3 thể định hướng nên số tế bào sinh trứng cần để tạo 512 trứng là 512 tế bào. Nếu tất cả tế bào sinh trứng đều được hình thành từ 1 tế bào sinh dục cái thì số lần nguyên phân của tế bào sinh dục cái sơ khai là: k 2 = 512 ⇒ k = 9 Vậy tế bào sinh dục cái sơ khai nguyên phân liên tiếp 9 lần. 2. Số hợp tử hình thành trong quá trình thụ tinh là: 256 hợp tử. 3. Số lượng NST cung cấp cho tế bào sinh dục cái là: ( 9 2 − 1) × 78 + 9 2 × 78 = 79.974 NST Trong một lần thúc đẻ cho cá trắm cỏ có khối lượng cơ thể trung bình. Người ta thu được 8.000 hợp tử, về sau phát triển thành phôi và nở thành 8.000 cá trắm cỏ. 1. Tính số bào sinh tinh trùng và sinh trứng cần thiết để hoàn tất quá trình thụ tinh, biết rằng hiệu suất thụ tinh của trứng là 50% và của tinh trùng là 25%. 2. Với giải thiết trên, hãy xác định số lượng tế bào sinh dục đực và sinh dục cái sơ khai mỗi loại là bao nhiêu? Biết rằng mỗi tế bào sinh dục đực sơ khai đều nguyên phân liên tiếp 3 lần, mỗi tế bào sinh dục cái sơ khai đều nguyên phân liên tiếp 4 đợt. Đáp số: − Số tế bào sinh tinh là: 8.000 Số tế bào sinh trứng là: 16.000 − Số tế bào sinh dục đực: 1.000 Số tế bào sinh dục cái: 1.000 Bộ NST lưỡng bội của mèo là 2n = 38. Tổng số tế bào sinh tinh trùng và sinh trứng bằng 320. Tổng số NST đơn trong các tinh trùng tạo ra nhiều hơn các NST đơn trong các trứng là 18.240 NST. Các trứng tạo ra đều được thụ tinh. Một trứng thụ tinh với một tinh trùng tạo ra 1 hợp tử. 1. Nếu các tế bào sinh tinh trùng và sinh trứng nói trên đều được tạo ra từ một tế bào sinh dục đực sơ khai và 1 tế bào sinh dục cái sơ khai thì mỗi tế bào phải trải qua mấy đợt nguyên phân ? 2. Tìm hiệu suất thụ tinh của tinh trùng ? 3. Số lượng NST đơn mới tương đương mà môi trường cung cấp cho tế bào sinh dục cái sơ khai để tạo trứng ? Hướng dẫn giải 1. Gọi số lượng tế bào sinh tinh là x, số lượng tế bào sinh trứng là y. Theo đề bài ta có hệ phương trình: x y 320 19 4x 19y 18.240 + = × − = ⇒ x 256 y 64 = = Từ kết quả trên ta thấy số đợt nguyên phân của tế bào sinh dục đực là 8, số đợt nguyên phân của tế bào sinh dục cái là 6. 2. Theo giả thiết số tinh trùng được thụ tinh là 64 trong tổng số: 256 × 4 = 1.024 tinh trùng. Vậy hiệu suất thụ tinh của tinh trùng là: 64 100 1024 × = 6,25% 3. Số lượng NST đơn mới tương đương mà môi trường cung cấp cho tế bào sinh dục cái sơ khai để tạo trứng là: ( 6 2 − 1) × 38 + 6 2 × 38 = 4.826 NST Một nhóm tế bào sinh dục đực sơ khai chứa 720 NST đơn, các tế bào này phân chia liên tiếp một số đợt bằng nhau. Số đợt nguyên phân của mỗi tế bào bằng số lượng NST đơn trong bộ NST đơn bội của loài. Các tế bào tạo ra đều trở thành tế bào sinh tinh trùng, giảm phân cho các tinh trùng. Hiệu suất thụ tinh của tinh trùng là 10%. Khi giao phối với cá thể cái đã tạo nên các hợp tử với tổng số NST đơn là 4.608 khi chưa nhân đôi. Hiệu suất thụ tinh của trứng là 50%. Cứ 1 trứng thụ tinh với 1 tinh trùng tạo thành 1 hợp tử. 1. Tìm bộ NST lưỡng bội của loài ? 2. Số lượng tế bào sinh dục đực sơ khai và số tế bào sinh tinh trùng ? 3. Đế hoàn tất quá trình thụ tinh cần phải có bao nhiêu tế bào sinh trứng ? Bao nhiêu tế bào sinh dục cái sơ khai chưa bước vào vùng chín ? Nếu cho rằng các tế bào sinh dục sơ khai đều có số đợt nguyên phân bằng nhau? Đáp số: − Bộ NST lưỡng bội của loài: 2n = 8 − Số tế bào sinh dục đực sơ khai: 90 Số tế bào sinh tinh: 1.440 − Số tế bào sinh trứng: 1.152 Số tế bào sinh dục cái chưa bước vào vùng chín có thể là: 9, 18, 36, 72, 144, 288, 576. . bào sinh tinh là: 8.000 Số tế bào sinh trứng là: 16.000 − Số tế bào sinh dục đực: 1.000 Số tế bào sinh dục cái: 1.000 Bộ NST lưỡng bội của mèo là 2n = 38. Tổng số tế bào sinh tinh trùng và sinh. phân của mỗi tế bào sinh dục đực sơ khai giống nhau nên mỗi tế bào sinh dục đực sơ khai đã sinh ra được: 640 10 = 64 tế bào sinh tinh. Vậy số đợt nguyên phân của các tế bào sinh dục đực là:. tế bào sinh dục sơ khai: 992 8 + 4 = 128 − Gọi tế bào con sinh ra từ tế bào sinh dục sơ khai 1 là x, số tế bào con sinh ra từ tế bào sinh dục sơ khai 2 là y (x, y > 0, nguyên, thỏa mãn công