CHUYÊN đề PHÂN bào (2)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH VĨNH PHÚCTRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC CHUYÊN ĐỀ: PHÂN BÀO Tác giả: Đào Quang Thắng PHẦN I: MỞ ĐẦU Trong chương trình Sinh học cấp trung học phổ thông,

Trang 1

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH VĨNH PHÚC

TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC

CHUYÊN ĐỀ: PHÂN BÀO

Tác giả: Đào Quang Thắng

PHẦN I: MỞ ĐẦU

Trong chương trình Sinh học cấp trung học phổ thông, phần kiến thức về phân bào là một nội dung quan trọng Đây là cơ sở để lĩnh hội các nội dung kiến thức có liên quan: học sinh hiểu rõ bản chất của quá trình phân bào sẽ dễ dàng giải thích được cơ sở khoa học của quy luật di truyền, những diễn biến không bình thường của nhiễm sắc thể trong các giai đoạn phân bào sẽ dẫn đến những biến đổi ở thế hệ con,

Nội dung của phần Phân bào đã được thể hiện trong rất nhiều tài liệu, tuy nhiên hiện nay một số nội dung kiến thức của phần này đã có nhiều thay đổi

so với trước Do đó, để có thể cập nhật nội dung kiến thức mới và giúp học sinh có tài liệu ôn tập, củng cố kiến thức trong các kì thi học sinh giỏi, thi đại

học tôi đã tiến hành xây dựng nội dung chuyên đề: “Phân bào”.

Mục đích của chuyên đề

- Hệ thống lại một số kiến thức về phân bào

- Giới thiệu một số câu hỏi tự luận và trắc nghiệm

Đối tượng, phạm vi áp dụng

- Học sinh lớp 10, các đội tuyển ôn thi học sinh giỏi môn sinh cấp tỉnh và

11, 12 ôn thi học sinh giỏi quốc gia, tham khảo trong quá trình ôn thi đại học Nội dung tôi tiến hành còn nhiều thiếu xót, kính mong ý kiến đóng góp của các đồng chí

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về email: thangsinhcvp@vinhphuc.edu.vn

Xin chân thành cảm ơn!

PHẦN II: NỘI DUNG

1

Trang 2

Chương 1: CẤU TRÚC VÀ VAI TRÒ MỘT SỐ THÀNH PHẦN THAM GIA

PHÂN BÀO 1.1 Nhiễm sắc thể (NST)

- Các NST tham gia vào quá trình phân bào là các NST kép sau khi đã được

nhân đôi ở kì trung gian

- Mỗi NST kép gồm 2 NST đơn có cùng nguồn gốc và được đính lại với nhau bằng protein cohesin Quá trình phân giải của protein cohesin sẽ làm cho 2 NST đơn tách nhau ở tâm động để tham gia vào các kì phân bào

1.2 Thoi phân bào

1.2.1 Cấu tạo

Thoi phân bào được cấu tạo từ vi ống và protein tubulin

- Các vi ống được hình thành bắt đầu từ trung thể ở tế bào động vật Từ trung thể các vi ống được kéo dài ra do phản ứng trùng hợp để các protein tubulin kết dính lại với nhau

- Các vi ống có thể co ngắn lại khi phản ứng giải trùng hợp xảy ra làm phân giải các thành phần protein tubulin

1.2.2 Các loại thoi phân bào

- Loại 1: gồm các vi ống chứa thể động có gắn với NST tại tâm động nhờ

protein: Khi các vi ống chứa thể động này hoạt động chúng sẽ phân giải các tiểu phần protein tubulin cấu trúc làm cho các vi ống co ngắn lại qua đó cõng các NST về 2 cực tế bào tại kì sau

- Loại 2: gồm các vi ống không thể động, chúng không liên kết với NST mà

trong tế bào sau khi xuất hiện thì giữa 2 vi ống không thể động xuất phát từ 2 cực tế bào đối diện nhau sẽ xen cài vào nhau

Vai trò của các vi ống không thể động: Chúng dài ra làm cho các tế bào kéo dài theo tại kì sau phân bào

Hình 1.1: Cấu trúc Nhiễm sắc thể

Trang 3

Chương 2: PHÂN BÀO TRỰC PHÂN 2.1 Đặc điểm

- Là quá trình phân bào trên các tế bào nhân sơ như vi khuẩn hoặc một số tế bào không bình thường (tế bào ung thư), chúng không hình thành thoi phân bào

2.2 Cơ chế

Ở các tế bào nhân sơ quá trình phân bào trực phân diễn ra khi vật chất di truyền nhân đôi, tế bào chất tăng cường tổng hợp, phân chia tế bào thành 2 tế bào mới

2.3 Kết quả

- Từ một tế bào mẹ ban đầu trải qua một lần phân chia tạo ra 2 tế bào con

2.4 Ý nghĩa

- Giúp sinh vật sinh sản nhanh hoặc có thể hình thành các khối tế bào

3

Trang 4

Chương 3: PHÂN BÀO GIÁN PHÂN

3.1 Kì trung gian

3.1.1 Đặc điểm

- Là gia đoạn trung gian trước khi tế

bào bước vào giai đoạn phân bào

- Gồm 3 pha là G1, S và G2 Trong

đó:

3.1.1.1 Pha G1

- Là pha tăng trưởng của tế bào

3.1.1.1 Pha S

- Vật chất di truyền được nhân đôi

3.1.3 Pha G2

- Hai trung thể được hình thành qua

nhân đôi từ một trung thể đơn

- Nhân chứa một hoặc hai hạch

nhân

- Màng nhân vẫn tồn tại bao quanh

KÌ TRUNG GIAN

Trang 5

3.2 Nguyên phân

3.2.1 Đặc điểm

- Là quá trình phân bào xảy ra ở các

tế bào sinh dưỡng, tế bào sinh dục sơ khai và ở hợp tử

- Các tế bào con tạo ra từ quá trình

nguyên phân giống hệt tế bào mẹ về vật chất di truyền

3.2.2 Cơ chế

Gồm 2 giai đoạn

* Giai đoạn 1: Phân chia nhân: Gồm

4 kì: Kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cuối

* Giai đoạn 2: Phân chia tế bào chất

3.2.2.1 Kì đầu

- Các NST co ngắn, mỗi NST đã

nhân đôi gồm 2 NST đơn cùng nguồn gốc đính với nhau ở tâm động

- Màng nhân và nhân con tiêu biến

- Thoi phân bào được hình thành

- Các trung thể tách nhau và di

chuyển về 2 cực tế bào

3.2.2.2 Kì giữa

- Các NST tập chung thành một

5

KÌ ĐẦU

ĐẦU KÌ GIỮA KÌ GIỮA

Trang 6

hàng trên một mặt phẳng tưởng tượng

nằm giữa hai cực tế bào

3.2.2.3 Kì sau

- Bắt đầu khi các protein cohesin

tách nhau ra

- Hai NST con đã tách nhau bắt đầu

di chuyển về hai cực tế bào khi các vi

ống co ngắn lại

- Các vi ống không thể động dài ra

làm cho các tế bào kéo dài theo

- Cuối kì hai cực tế bào có hai bộ

NST tương đương nhau

3.2.2.4 Kì cuối

- Tế bào hình thành hai nhân.

- Màng nhân tái xuất hiện từ nguyên

liệu là các mảnh cũ

KÌ SAU

Trang 7

- Xuất hiện nhân con.

- Các NST giãn xoắn

- Nhân đã phân chia từ một nhân

thành hai nhân

Giai đoạn phân chia tế bào chất.

- Xảy ra vào cuối kì cuối.

- Gồm hai kiểu: Hình thành rãnh phân cắt, lõm sâu vào chia đôi tế bào chất ( tế bào động vật) và hình thành vách ngăn (tế bào thực vật)

3.2.3 Kết quả

Từ một tế bào mẹ ban đầu tạo ra hai tế bào con giống hệt nhau và giống hệt

tế bào mẹ

3.2.4 Ý nghĩa

Làm tăng số lượng tê bào giúp cơ thể lớn lên, thay thế các tế bào già, chết, Tạo điều kiện cho các đột biến soma biểu hiện thành thể khảm

3.3 Giảm phân

3.3.1 Đặc điểm

- Là quá trình phân bào cuả các tế bào sinh dục tại vùng chín, từ một tế mẹ ban đầu tạo ra các tế bào con có số lượng NST giảm đi một nửa

3.3.2 Cơ chế

Gồm hai giai đoạn:

* Giảm phân I:

7

KÌ CUỐI

Trang 8

Hình 2.1 Các kì giảm phân I 3.3.2.1 Kì đầu I

- Các NST bắt đầu co xoắn lại, các NST tương đồng bắt cặp với nhau và

diễn ra quá trình tiếp hợp và trao đổi chéo giữa các NST khác nguồn

- Quá trình trao đổi chéo kết thúc ở giữa kì đầu và các NST trong từng cặp

dần tách nhau

- Trung thể di chuyển, thoi phân bào hình thành, màng nhân phân huỷ.

- Cuối kì đầu các vi ống từ các cực gắn vào hai thể động, cấu trúc protein nằm ở tâm động, các NST tương đồng sau đó di chuyển về mặt phẳng xích đạo

3.3.2.2 Kì giữa I

- Các cặp NST tương đồng xếp thành hàng trên mặt phẳng xích đạo, mỗi NST trong một cặp hướng về một cực tế bào

- Cả hai nhiễm sắc tử của một NST tương đồng gắn với vi ống có thể động từ 1 cực, còn các nhiễm sắc tử của NST tương đồng kia gắn vào vi ống từ cực đối diện

Trang 9

3.3.2.3 Kì sau I

Các protein gắn kết các nhiễm sắc tử chị em bị phân giải làm cho các NST tương đồng tách nhau ra và di chuyển vêề hai cực tế bào do hoạt động của thoi phân bào

3.3.2.4 Kì cuối I và phân chia tế bào chất

- Đầu kì mỗi nửa tế bào có một bộ NST đơn bội hoàn chỉnh trong đó các NST đã được nhân đôi

- Phân chia tế bào chất diễn ra đồng thời hình thành nên hai tế bào con

- Sau đó diễn ra giảm phân II mà không xảy ra nhân đôi NST

* Giảm phân II:

Hình 2.2 Các kì giảm phân II 3.3.2.5 Kì đầu II

- Thoi phân bào hình thành, cuối kì các NST mỗi cái vẫn còn hai nhiễm sắc

tử dính với nhau ở tâm động di chuyển về mặt phẳng xích đạo

3.3.2.6 Kì giữa II

9

Trang 10

- Các NST xép thành hàng ở mặt phẳng xích đạo, hai nhiễm sắc tử cùng

nguồn khác nhau về di truyền do đã xảy ra trao đổi chéo

- Các thể động của nhiễm sắc tử gắn với các vi ống

3.3.2.6 Kì sau II

- Các nhiễm sắc tử chị em tách nhau ra do hân huỷ các protein liên kết giữa chúng và di chuyển vêề hai cực đối diện nhau

3.3.2.7 Kì cuối II và phân chia tế bào chất

- Nhân con hình thành, NST dãn xoắn và diễn ra quá trình phân chia tế bào chất

3.3.3 Kết quả

Qua 2 lần phân bào từ một tế bào mẹ giảm phân cho ra 4 tế bào con đơn bội,

mỗi tế bào chứa một bộ NST đơn bội, các tế bào con khác nhau về mặt di truyền và khác tế bào mẹ

3.3.4 Ý nghĩa

Quá trình giảm phân tạo giao tử tham gia thụ tinh giúp duy trì nòi giống và tạo sự đa dạng di truyền ở các giao tử do hiện tượng tiếp hợp và trao đổi chéo

Chương 4 MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN PHÂN BÀO 4.1 Bài tập về nguyên phân

4.1.1 Dạng 1: Xác định số NST, cromatit, tâm động trong một tế bào qua các

kì nguyên phân

Bảng tóm tắt:

Bài tập 1: Loài cà chua có bộ NST lưỡng bội 2n= 24 Hợp tử trải qua nguyên

phân Xác định số NST, cromatit, tâm động có trong tế bào qua mỗi kì nguyên phân

Trang 11

Đáp án:

4.1.2 Xác định số tế bào sinh ra, NST môi trường cung cấp

* Số tế bào sinh ra qua nguyên phân:

- Một tế bào qua k lần nguyên phân sẽ hình thành 2k tế bào con

- a tế bào đều nguyên phân k lần, số tế bào con được tạo thành: a 2k tế bào

* Số NST môi trường cung cấp

- Một tế bào có 2n NST qua k lần nguyên phân sẽ cần số NST đơn từ môi trường là: (2k – 1) 2n

- a tế bào có 2n NST qua k lần nguyên phân sẽ cần số NST đơn từ môi trường là: a(2k – 1) 2n.

Bài tập 2: Loài cà chua có bộ NST lưỡng bội 2n= 24 Một tế bào nguyên phân

liên tiếp 8 lần Xác định số tế bào con được tạo thành, số NST trong các tế bào con, số NST đơn môi trường cung cấp?

Đáp án:

- Số tế bào con được tạo thành 28 = 256 tế bào

- Số NST trong tế bào con 256 24= 6144 NST

4.1.3 Xác định số lần nguyên phân và bộ NST của loài

- Số lần nguyên phân là số nguyên dương

- Bộ NST lưỡng bội của loài là số nguyên, chẵn

- Dựa vào dữ kiện của đề bài, thiết lập giữa chúng với ẩn số cần tìm bằng phương trình.

11

Trang 12

Bài tập 3: Ruồi giấm có bộ NST 2n= 8 Có 5 tế bào sinh dưỡng trải qua số đợt nguyên phân bằng nhau cần môi trường cung nguyên liệu tạo thêm 1240 cromatit mới Xác định số lần nguyên phân của mỗi tế bào Đáp án :

- Gọi k là số lần nguyên phân ta có 5(2 k - 1)= 1240

- k= 5 lần

4.2 Bài tập về giảm phân

4.2.1 Dạng 1: Xác định số NST, cromatit, tâm động trong một tế bào qua các kì giảm phân

4.2.2 Xác định số tế bào sinh ra, NST môi trường cung cấp

- Một tế bào sinh tinh qua giảm phân tạo 4 tinh trùng.

- Một tế bào sinh trứng qua giảm phân tạo 1 trứng và 3 thể định hướng

- Mỗi tê bào con sinh ra sau GP2 đều mang bộ NST đơn bội

- Một tế bào sinh dục có 2n qua giảm phân cần môi trường cung cấp số NST đơn là 4n- 2n= 2n

Bài tập 4: Một loài có bộ NST 2n= 12 Có 5 tế bào sinh dục sơ khai tại vùng

sinh sản đều nguyên phân 4 đợt Tất cả các tế bào con đều giảm phân tạo giao tử Tính số giao tử được sinh ra?

Trang 13

Đáp án:

- Số tế bào sinh ra qua nguyên phân 5 24= 80 tế bào

- Nếu là tế bào sinh tinh thì số giao tử là 80 4= 320 giao tử

- Nếu là tế bào sinh trứng thì số giao tử là 80 giao tử

4.2.3 Xác định số kiểu giao tử tạo ra trong trường hợp xảy ra trao đổi đoạn

- Một cặp gồm 2 NST cấu trúc khác nhau quá trình giảm phân không xảy ra trao đổi chéo và không đột biến tạo ra hai kiểu giao tử

- Xét n cặp tạo ra→2n kiểu giao tử

* Xảy ra trao đổi chéo đơn tại một điểm ở k trong số n cặp NST tương đồng có cấu trúc khác nhau:

- Xét 1 cặp gồm 2 NST cấu trúc khác nhau, quá trình giảm phân xảy ra trao đổi chéo tại 1 điểm sẽ tạo ra 4 kiểu giao tử

- k cặp xảy ra trao đổi chéo đơn tại 1 điểm tạo ra 4k kiểu giao tử

- (n-k) cặp còn lại không trao đổi chéo đơn tạo ra 2(n-k) kiểu

Vậy tổng số giao tử của loài là 2(n-k) 4k

* Xảy ra trao đổi chéo đơn tại 2 điểm không cùng lúc ở k trong tổng số

n cặp NST của loài:

- trao đổi chéo đơn hai điểm khác nhau có: Tế bào xảy ra trao đổi chéo đơn tại điểm 1, có tế bào xảy ra trao đổi chéo đơn ở điểm 2

- Xét 1 cặp NST tương đồng xảy ra trao đổi chéo đơn tại 2 điểm tạo ra 6 kiểu giao tử khác nhau: 2 giao tử không trao đổi chéo đơn, 2 giao tử xảy ra ở điểm

1, 2 giao tử ở điểm 2

- Xét n cặp NST trong đó có k cặp trao đổi chéo đơn tại 2 điểm như trên tạo ra: 2(n-k) 6k= 2n 3k

* Xảy ra trao đổi chéo kép ở k trong tổng số n cặp NST của loài

- Xét n cặp NST trong đó có k cặp trao đổi chéo kép tạo ra: 2(n-k) 8k

4.3 Bài tập về xác định số lượng giao tử tối đa được tạo thành

4.3.1 Tế bào bình thường chứa gen phân li độc lập

13

Trang 14

a Tế bào sinh dục đực

- 1 Tế bào sinh tinh khi giảm phân tạo ra 2 loại tinh trùng

- Bước 1: Xác định số kiểu giao tử tối đa tạo ra từ tế bào chứa các gen phân

li độc lập (Max)

- Bước 2: Gọi n- số tế bào sinh tinh tham gia tạo giao tử, so sánh nếu:

+ 1< n< Max2 thì số loại tinh trùng tối đa được tạo ra từ n tế bào sinh tinh là (2n)

+ n > Max2 thì số loại tinh trùng tối đa được tạo ra từ n tế bào sinh tinh là (Max)

Bài tập 1: Có 5 tế bào sinh tinh có KG: AaBbDdEE giảm phân tạo tinh

trùng, xác định số tinh trùng tối đa tạo ra:

Đáp án:

- KG: AaBbDdEE (chứa 3 cặp dị hợp) tạo ra 23= 8 (Max)

- Ta thấy số tế bào sinh tinh ban đầu là (n= 5): n > 82 vậy số tinh trùng tối đa tạo ra là 8

Bài tập 2: Có 3 tế bào sinh tinh của một cá thể có kiểu gen AaBbddEe giảm

phân bình thường tạo tinh trùng Số loại tinh trùng tối đa có thể tạo ra?

Đáp án:

- KG AaBbddEe tạo ra 23= 8 (Max)

- Ta thấy số tế bào sinh tinh ban đầu là (n= 3): 1< n < 28 vậy số tinh trùng tối đa tạo ra là (2.3=6)

b Tế bào sinh dục cái

-1 TB sinh trứng khi giảm phân cho 1 loại trứng

-Bước 1: Xác định số kiểu giao tử tối đa tạo ra từ tế bào chứa các gen phân li độc lập (Max)

- Bước 2: Gọi n- số tế bào sinh trứng tham gia tạo giao tử, so sánh nếu: + 1< n< Max→ thì số loại trứng tối đa được tạo ra từ n tế bào sinh trứng là (n)

Trang 15

+ n > Max → thì số loại trứng tối đa được tạo ra từ n tế bào sinh trứng là (Max)

Bài tập 3: Có 5 tế bào sinh trứng có KG: AaBbDdEE giảm phân tạo trứng,

xác định số trứng tối đa tạo ra:

Đáp án:

- AaBbDdEE (chứa 3 cặp dị hợp) tạo ra 23= 8 (Max)

- Ta thấy số tế bào sinh trứng ban đầu là (n= 5): n>8 vậy số trứng tối đa tạo

ra là (8)

4.3.2 Tế bào bình thường chứa gen hoán vị

a Tế bào sinh dục đực (TB sinh tinh)

- 1 tế bào sinh tinh xảy ra hoán vị tạo ra tối đa 4 loại tinh trùng

- Bước 1: Xác định số kiểu giao tử tối đa tạo ra từ tế bào chứa các gen hoán vị (Max)

- Bước 2: Gọi n- số tế bào sinh tinh tham gia tạo giao tử, so sánh nếu:

+ 1< n<

4

Max

→ thì số loại tinh trùng tối đa được tạo ra từ n tế bào sinh tinh là (4n)

+ n > Max4 → thì số loại tinh trùng tối đa được tạo ra từ n tế bào sinh tinh là (Max)

Bài tập 4: Có 5 tế bào sinh tinh có KG: AB ab DdEE giảm phân tạo tinh trùng Thực tế số tinh trùng tối đa được tạo ra là bao nhiêu?

Đáp án:

- KG

ab

AB

DdEE xảy ra hoán vị tạo ra 4.2= 8 giao tử

- Ta thấy số tế bào sinh tinh ban đầu là (n= 5): n > 48 vậy số tinh trùng tối đa tạo ra là 8

b Tế bào sinh dục cái (TB sinh trứng)

-1 TB sinh trứng khi giảm phân dù có xảy ra HVG thì cũng chỉ cho 1 loại trứng

- Bước 1: Xác định số kiểu giao tử tối đa tạo ra từ tế bào chứa các gen hoán vị (Max)

15

Định dạng
Số trang	16
Dung lượng	2,48 MB