GIẢM PHÂN và HÌNH THÀNH GIAO tử

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH LÀO CAI TRƯỜNG THPT CHUYÊN TỈNH LÀO CAI GIẢM PHÂN VÀ HÌNH THÀNH GIAO TỬ Tác giả: Chử Thị Bích Việt (ĐT: 01647497788) A - PHẦN MỞ ĐẦU I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Phân bào là một trong các nội dung then chốt trong phần sinh học tế bào. Kiến thức phân bào là kiến thức cơ sở học sinh cần nắm vững để có thể học tập các nội dung khác như di truyền hay sinh sản. Trong phần phân bào, giảm phân là nội dung khó và đặc biệt quan trọng khi nghiên cứu về sinh sản hữu tính. Học sinh muốn giải được các bài tập về di truyền và biến dị ở cấp độ tế bào, các bài tập về quy luật di truyền … trước hết cần hiểu rõ các cơ chế của giảm phân. Mặt khác kiến thức về hình thành giao tử cũng là nền tảng để nghiên cứu về sinh sản hữu tính, đây là nội dung học sinh thường khó nhớ và hay nhầm lẫn. Đã có nhiều tài liệu viết về quá trình giảm phân, tuy nhiên nội dung còn tóm lược, chưa minh họa rõ ràng, một số lại dài dòng khó hiểu, đặc biệt hệ thống bài tập áp dụng đa số tài liệu chưa đưa ra nhiều. Vì vậy học sinh còn gặp nhiều khó khăn trong quá trình giải các bài tập liên quan đến kiến thức giảm phân và quá trình phát sinh giao tử trong sinh sản hữu tính. Để phần nào khắc phục những lý do đó, tôi quyết định lựa chọn viết chuyên đề “Giảm phân và hình thành giao tử”. II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Chuyên đề nhằm đưa ra các kiến thức lý thuyết cơ bản một cách có hệ thống. Chuyên đề còn đưa ra các hình ảnh trực quan minh họa liên quan đến các sự kiện trong giảm phân nhằm giúp người đọc dễ hiểu, dễ nhớ hơn. Hệ thống bài tập áp dụng được xây dựng từ các bài tập lý thuyết đến các bài tập tính toán phức tạp nhằm nâng cao dần kỹ năng áp dụng (các bài tập có hướng dẫn trả lời giúp người đọc dễ dàng kiểm tra câu trả lời của mình). 1 B - NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I. HỆ THỐNG LÝ THUYẾT CƠ BẢN 1. GIẢM PHÂN Giảm phân trong hệ thống các hình thức phân bào Phân bào ở tế bào nhân sơ TRỰC PHÂN (Phân bào không tơ) SỰ PHÂN BÀO NGUYÊN PHÂN Phân bào ở tế bào nhân thực GIÁN PHÂN (Phân bào có tơ) GIẢM PHÂN 1.1. Khái niệm giảm phân Giảm phân là hình thức phân chia của các tế bào sinh dục bước vào giai đoạn chín có sự hình thành thoi vô sắc. Qua giảm phân, một tế bào lưỡng bội (2n) phân chia tạo ra bốn tế bào đơn bội (n) có số lượng nhiễm sắc thể giảm đi một nửa. * Các đặc trưng của giảm phân: + NST chỉ nhân đôi một lần nhưng trải qua hai lần phân chia. + Các tế bào con sau giảm phân không thể tiếp tục giảm phân nữa. + Giảm phân là cơ chế hình thành các giao tử. Vì vậy, có thể coi đây là quá trình phân bào đặc trưng của các loài sinh sản hữu tính. 1.2. Hình dạng, cấu trúc nhiễm sắc thể Trước khi ADN nhân đôi hoặc khi đang nhân đôi ở kỳ trung gian để chuẩn bị phân chia, mỗi nhiễm sắc thể ở dạng sợi nhiễm sắc chất mảnh. 2 Sau khi ADN đã nhân đôi, nhiễm sắc thể co lại, mỗi sợi nhiễm sắc chất xoắn và gấp lại làm nhiễm sắc thể ngắn hơn và to hơn, và ta có thể nhìn thấy chúng bằng kính hiển vi quang học. Mỗi nhiễm sắc thể đã nhân đôi (gọi là nhiễm sắc thể kép) có hai nhiễm sắc tử chị em. Hai nhiễm sắc tử mỗi cái chứa phân tử ADN giống hệt nhau, bám nhau dọc theo chiều dài bằng các phức hệ protein dính gọi là các cohesin. Tâm động là vùng đặc biệt nơi hai nhiễm sắc tử bám nhau chặt nhất. Phần của nhiễm sắc tử ở hai bên tâm động được gọi là các vai (hay cánh) của nhiễm sắc tử. Hình 1: Cặp nhiễm sắc thể tương đồng Trong tế bào lưỡng bội, các nhiễm sắc thể tồn tại thành từng cặp tương đồng (trừ cặp nhiễm sắc thể giới tính hai chiếc có thể tương đồng hoặc không tương đồng). Mỗi nhiễm sắc thể trong cặp tương đồng có nguồn gốc khác nhau (một chiếc nhận từ bố, một chiếc nhận từ mẹ). Các nhiễm sắc thể tương đồng trông giống nhau dưới kính hiển vi, nhưng chúng có thể có các bản sao khác nhau của các gen được gọi là các alen ở các locus tương ứng. Hình 2: Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của ruồi giấm (2n = 8) 3 Các nhiễm sắc thể tồn tại riêng rẽ trong tế bào; chỉ khi bước vào giảm phân chúng mới bắt cặp với nhau để thực hiện quá trình tiếp hợp và trao đổi chéo. 1.3. Diễn biến của quá trình giảm phân Trước khi bước vào giảm phân, tế bào sinh trưởng và thực hiện quá trình nhân đôi nhiễm sắc thể ở kỳ trung gian. Giảm phân (phân bào giảm nhiễm) gồm hai lần phân bào diễn ra liên tiếp nhau: * Phân bào giảm nhiễm I: Gồm kỳ đầu I, kỳ giữa I, kỳ sau I, kỳ cuối I * Phân bào giảm nhiễm II: Gồm kỳ đầu II, kỳ giữa II, kỳ sau II, kỳ cuối II 1.3.1. Kỳ trung gian trước giảm phân I Là giai đoạn chuẩn bị cho quá trình giảm phân, gồm các hoạt động chính sau: - Nhiễm sắc thể giãn xoắn cực đại ở dạng sợi nhiễm sắc. - Nhiễm sắc thể nhân đôi thành nhiễm sắc thể kép. Mỗi nhiễm sắc thể kép có hai cromatit dính nhau ở tâm động. - Trung thể nhân đôi. Hình 3: Kỳ trung gian 1.3.2. Quá trình giảm phân a. Giảm phân I * Kỳ đầu I Thời gian của kỳ đầu I tùy thuộc vào từng loại tế bào (có thể kéo dài cả ngày, tháng, thậm chí hàng năm). Các hoạt động trong kỳ đầu I: - Các nhiễm sắc thể (NST) bắt đầu co xoắn lại. 4 - Các NST tương đồng bắt đôi với nhau suốt chiều dài, các gen tương ứng nằm cạnh nhau. - Ở một số cặp NST tương đồng có thể xảy ra sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa hai cromatit không chị em, tức là trao đổi gen cho nhau giữa NST bố và mẹ (gọi là tái tổ hợp di truyền). - Mỗi trung thể di chuyển về một cực của tế bào, đồng thời các tubulin được trùng hợp kéo dài hình thành thoi vô sắc và sao phân bào (tế bào thực vật không có sao phân bào). - Màng nhân bị phân hủy. - Cuối kỳ đầu I, vi ống của thoi phân bào gắn vào một phía của nhiễm sắc thể kép tại thể động (cấu trúc protein nằm ở tâm động của các nhiễm sắc thể). Các nhiễm sắc thể bắt đầu di chuyển về mặt phẳng xích đạo (phiến giữa). Hình 4: Kỳ đầu I * Kỳ giữa I - NST đóng xoắn và co ngắn tối đa, có hình dạng và cấu trúc đặc trưng. - Các NST kép xếp thành hai hàng ở mặt phẳng xích đạo, mỗi NST trong cặp tương đồng đứng đối diện nhau và ngẫu nhiên nằm ở vị trí hàng bên này hay bên kia. 5 Hình 5: Kỳ giữa I * Kỳ sau I Các cohensin ở phần vai của NST bị phân hủy để tách các NST tương đồng. Các nhiễm sắc tử chị em vẫn dính nhau. Các tubulin giải trùng hợp làm cho các vi ống gắn vào thể động co ngắn dần kéo mỗi nhiễm sắc thể kép trong cặp tương đồng về một cực của tế bào. Hình 6: Kỳ sau I 6 Hình 7: Sự phân ly của các NST kép trong cặp tương đồng ở kỳ sau I * Kỳ cuối I và sự phân chia tế bào chất - Đầu kỳ cuối I, mỗi nửa tế bào có một bộ NST đơn bội kép (n kép). - Phân chia tế bào chất thường xảy ra đồng thời với kỳ cuối I hình thành hai tế bào con đơn bội. - Ở tế bào động vật, rãnh phân cắt được hình thành (ở tê bào thực vật, phiến tế bào được hình thành). Hình 8: Kỳ cuối I Kết thúc giảm phân I, thoi vô sắc biến mất, màng nhân tái hình thành, NST giãn xoắn. Giai đoạn nghỉ ngơi này diễn ra trong thời gian rất ngắn. Sau đó hai tế bào con bước luôn vào giảm phân II mà không có sự nhân đôi nhiễm sắc thể. Bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa thực chất xảy ra ở giảm phân I, mỗi tế bào con của giảm phân I chứa bộ nhiễm sắc thể đơn bội (chỉ chứa một chiếc trong mỗi cặp tương đồng, chỉ là chiếc đó đang ở trạng thái kép). Lần giảm phân II diễn ra tương tự như nguyên phân. Thời gian của giảm phân II chỉ chiếm 1-10% tổng thời gian của giảm phân. b. Giảm phân II * Kỳ đầu II - NST đóng xoắn trở lại. - Màng nhân và nhân con tiêu biến, bộ máy phân bào được hình thành. - Ở cuối kỳ đầu II, các nhiễm sắc thể kép di chuyển về mặt phẳng xích đạo. 7 Hình 9: Kỳ đầu II * Kỳ giữa II - NST có cấu trúc kép điển hình tập trung thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. - Thoi vô sắc đính vào hai phía của NST kép ở tâm động. Hình 10: Kỳ giữa II * Kỳ sau II - Phân hủy các cohesin ở tâm động làm cho các nhiễm sắc tử tách nhau ra. - Các nhiễm sắc tử di chuyển về các cực đối diện như những nhiễm sắc thể riêng biệt. Hình 11: Kỳ sau II 8 Hình 12: Các nhiễm sắc tử chị em tách nhau ở kỳ sau II * Kỳ cuối II - Nằm gọn ở mỗi cực của tế bào là n NST đơn. - Thoi vô sắc tiêu biến, màng nhân và nhân con xuất hiện. Sự phân chia tế bào chất cũng đồng thời diễn ra. - Kết quả từ 1 tế bào lưỡng bội (2n) qua giảm phân với hai lần phân bào (giảm phân I và giảm phân II) sẽ cho ra 4 tế bào con đơn bội (n). - Các tế bào con sẽ tiếp tục hoàn thiện để trở thành giao tử theo những cách khác nhau ở giới đực và giới cái của mỗi loài (sẽ trình bày trong mục II). Hình 13: Kỳ cuối II 1.4. Hoạt động của nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân và nguồn gốc biến dị di truyền ở đời con trong sinh sản hữu tính 1.4.1. Sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc thể trong cặp tương đồng Quá trình trao đổi chéo chỉ xảy ra giữa các nhiễm sắc tử không chị em trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Số vị trí trao đổi chéo xảy ra trên một cặp nhiễm sắc thể phụ thuộc vào chiều dài của nhiễm sắc thể và vị trí của các tâm động của chúng. 9 Trao đổi chéo bắt đầu rất sớm ở kỳ đầu I, khi các nhiễm sắc thể tương đồng bắt đôi lỏng lẻo với nhau suốt dọc chiều dài của chúng. Mỗi gen trên một nhiễm sắc thể tương đồng bắt cặp chính xác với gen tương ứng trên nhiễm sắc thể tương đồng kia. Trao đổi chéo tạo ra các nhiễm sắc thể với các tổ hợp mới các alen của bố và các alen của mẹ. Ví dụ hình 14: Một nhiễm sắc thể tương đồng chứa các alen A,B,D; nhiễm sắc thể tương đồng kia chứa các alen a,b,d. Cặp nhiễm sắc thể tương đồng này xảy ra trao đổi chéo giữa A với a và giữa B với b. Kết quả sẽ được các nhiễm sắc thể mang tổ hợp các alen mới khác với nhiễm sắc thể ban đầu, đây là nguồn phát sinh biến dị di truyền quan trọng trong sinh sản hữu tính. Hình 14: Trao đổi chéo trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng 1.4.2. Sự phân ly độc lập của các nhiễm sắc thể Sau khi tiếp hợp và trao đổi chéo, các cặp nhiễm sắc thể di chuyển và xếp thành hai hàng ở mặt phẳng xích đạo (phiến giữa). Sự sắp xếp nhiễm sắc thể trong cặp tương đồng được định hướng một cách ngẫu nhiên. Bởi vậy, 50% cơ hội để một tế bào con nhất định của giảm phân I sẽ nhận nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ mẹ của một cặp tương đồng và 50% cơ hội sẽ nhận được nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố của cặp đó. Vì mỗi cặp nhiễm sắc thể tương đồng được định hướng một cách độc lập nhau trong kỳ giữa I, nên các nhiễm sắc thể tương đồng của bố và của mẹ ở mỗi cặp sẽ phân ly độc lập nhau về các tế bào con trong giảm phân I. Mỗi tế bào con đại diện cho một tổ hợp có thể có của các nhiễm sắc thể bố và mẹ có trong tế bào ban đầu. Tuy nhiên, một tế bào lưỡng bội giảm phân chỉ cho ra hai trong số các tổ hợp có thể có của các tế bào con vì một tế bào mẹ chỉ có thể có một trong các cách sắp xếp nhiễm sắc thể ở kỳ giữa I chứ không phải tất cả. 10 Chỉ khi ta xét đến một số lượng lớn các tế bào lưỡng bội thực hiện giảm phân thì mới có thể cho ra các tế bào con có tất cả các kiểu tổ hợp với số lượng xấp xỉ nhau. Một loài có bộ đơn bội nhiễm sắc thể là n, số cách sắp xếp nhiễm sắc thể ở kỳ giữa I là 2n-1 và số lượng các tổ hợp có thể có khi các nhiễm sắc thể phân ly độc lập trong quá trình giảm phân là 2n. Hình 15: Với 2 cặp nhiễm sắc thể có 2 khả năng sắp xếp các nhiễm sắc thể ở kỳ gữa I và có thể tạo ra 4 kiểu tổ hợp khác nhau Hình 16: Với 3 cặp nhiễm săc thể có khả năng tạo ra 8 kiểu tổ hợp khác nhau. 1.4.3. Nguồn gốc biến dị di truyền ở đời con trong sinh sản hữu tính 11 Ở các loài sinh sản hữu tính, hoạt động của các nhiễm sắc thể trong giảm phân và trong thụ tinh là nguyên nhân làm nảy sinh hầu hết các biến dị ở mỗi thế hệ. Hoạt động của nhiễm sắc thể trong giảm phân bao gồm sự trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc tử không chị em trong cặp NST tương đồng và sự phân ly độc lập của các nhiễm sắc thể. Các nội dung này đã được đề cập ở trên. Bây giờ chúng ta hãy xét đến sự thụ tinh ngẫu nhiên. Ví dụ ở người, mỗi tinh trùng và trứng có một trong số 223 kiểu tổ hợp các nhiễm sắc thể hình thành do sự phân ly độc lập của các nhiễm sắc thể. Sự kết hợp của trứng và tinh trùng trong thụ tinh sẽ tạo ra hợp tử với một trong số 223 . 223 tổ hợp lưỡng bội (khoảng 70 tỉ tỉ). Nếu kết hợp với biến dị tạo ra bởi trao đổi chéo thì số tổ hợp thật trong thực tế là vô cùng lớn. 2. HÌNH THÀNH GIAO TỬ Ở ĐỘNG VẬT VÀ THỰC VẬT 2.1. Hình thành tinh trùng và trứng ở động vật a. Sự hình thành giao tử đực (tinh trùng) Các tế bào sinh dục trong tinh hoàn (tinh nguyên bào) phân bào nguyên nhiễm  Nhiều tinh nguyên bào khác, sau đó lớn lên hình thành tinh bào cấp I. Tinh bào cấp I thực hiện giảm phân I  Tạo ra hai tế bào đơn bội gọi là tinh bào cấp II. Tinh bào cấp II sau khi giảm phân lần II  Tạo ra các tinh tử đơn bội (n). Các tinh tử trải qua quá trình biến thái để hình thành tinh trùng có đầu chứa nhân và đuôi để vận động. Như vậy từ một tinh nguyên bào (2n) sẽ cho ra 4 tinh tử đơn bội, sau phát triển thành 4 tinh trùng đơn bội. b. Sự hình thành giao tử cái (trứng) Các tế bào sinh dục trong buồng trứng (noãn nguyên bào) phân chia nguyên nhiễm  Tạo ra nhiều noãn bào và lớn lên thành noãn bào cấp I. Noãn bào cấp I thực hiện giảm phân I  Tạo ra hai tế bào đơn bội gồm 1 tế bào có kích thước lớn là noãn bào cấp II và 1 tế bào có kích thước nhỏ. Tế bào nhỏ thực hiện giảm phân II để tạo 2 thể định hướng. Noãn bào cấp II giảm phân lần II  Tạo ra hai tế bào đơn bội gồm 1 tế bào lớn hơn phát triển thành trứng và 1 thể định hướng. Ở người, trứng khi thụ tinh đang ở giai đoạn noãn bào cấp II. Sau 12 thụ tinh, noãn bào cấp II mới thực hiện giảm phân II tạo trứng, nhân của trứng kết hợp với nhân của tinh trùng để hình thành hợp tử. Như vậy từ 1 noãn bào (2n) sẽ cho ra 1 trứng (n) và 3 thể định hướng (còn gọi là thể cực). Các thể cực sau sẽ bị thoái hoá. Hình 17: Sự hình thành tinh trùng và trứng ở động vật 2.2. Hình thành giao tử ở thực vật Các tế bào mẹ hạt phấn trong bao phấn và các tế bào mẹ túi phôi trong noãn thực hiện giảm phân để tạo thành các tế bào đơn bội, các bước phân chia tiếp theo của các tế bào đơn bội được mô tả trong sơ đồ hình 18. Như vậy hạt phấn là thể giao tử đực, trong quá trình thụ tinh mới hình thành giao tử đực. Túi phôi là thể giao tử cái, trong túi phôi có chứa giao tử cái là trứng. 13 Hình 18: Sự hình thành thể giao tử đực và cái ở thực vật II. BÀI TẬP ÁP DỤNG Câu 1: Phân biệt quá trình nguyên phân và giảm phân? Câu 2: Giải thích 3 sự kiện trong giảm phân dẫn đến việc hình thành các tổ hợp NST khác nhau trong các giao tử. Câu 3: Một tế bào sinh tinh có kiểu gen AaBb tiến hành giảm phân bình thường theo lí thuyết sẽ thu được mấy loại giao tử? Viết kiểu gen của các loại giao tử đó? Câu 4: Sơ đồ sau biểu diễn hàm lượng ADN trong 1 tế bào của quá trình phân bào. Trong đó a là hàm lượng ADN trong tế bào. Hàm lượng ADN a 14 I II III IV V VI Thời gian Xác định đây là quá trình phân bào gì ? Xác định các giai đoạn tương ứng I, II, III, IV, V, VI trong sơ đồ trên? Câu 5: a. Ở 1 tế bào có bộ NST 2n = 24. Hãy xác định: + Số cromatit của NST khi tế bào đang ở kì giữa của quá trình nguyên phân. + Số NST kép khi tế bào đạng ở kì sau của nguyên phân + Số cromatit khi tế bào đang ở kì giữa của giảm phân 1 + Số cromatit khi tế bào đang ở kì giữa của giảm phân II. b. Xét 1 cặp NST XY của một tế bào. Tế bào thực hiện quá trình giảm phân bình thường và không xảy ra trao đổi chéo. + Viết kí hiệu cặp NST này ở kì giữa và kì sau của giảm phân I. + Viết kí hiệu cặp NST này ở kì giữa và kì sau của giảm phân II. + Viết kí hiệu cặp NST của 2 tế bào ở kì cuối I và 4 tế bào ở kì cuối II. + Nếu ở kì sau của lần phân bào I cặp NST này không phân li, viết kí hiệu của cặp NST này ở kì giữa và kì sau của giảm phân I + Nếu ở kì sau của lần phân bào II NST này không phân li, hãy viết kí hiệu của cặp NST này ở kì giữa và kì sau II. Câu 6: Ở một số loài giao phối, đôi khi bắt gặp cá thể đực có 3 nhiễm sắc thể giới tính, kí hiệu XXY. Hãy trình bày các cơ chế có thể dẫn tới trường hợp sinh ra những cá thể như trên? Câu 7: Sự khác nhau giữa bào tử sinh sản và giao tử là gì? Câu 8: Một cơ thể có kiểu gen Aa BD . Cơ thể này giảm phân với tần số hoán vị gen là 20%. bd Tính tỉ lệ các loại giao tử được tạo thành. 15 Câu 9: Trong hạt phấn và noãn của 1 loài cây có hoa hạt kín có bao nhiêu nhiễm sắc thể? Nếu trong tế bào rễ của loài cây này người ta đếm được có 20 NST. Giải thích tại sao em lại suy luận như vậy? Câu 10: Một tế bào của 1 loài có bộ NST kí hiệu là AaBbddXY giảm phân hình thành giao tử. Có thể có bao nhiêu cách sắp xếp của bộ NST trên mặt phẳng xích đạo ở kì giữa của giảm phân I? Có mấy loại giao tử được tạo thành khi kết thúc giảm phân? Câu 11: Giảm phân là quá trình phân bào được biệt hóa cao gồm nhiều sự kiện diễn ra theo một trình tự chặt chẽ. Hãy sắp xếp các sự kiện dưới đây của giảm phân theo trình tự thời gian. 1. Phân giải cohesin ở vị trí tâm động 2. Bắt cặp giữa các nhiễm sắc tử 3. Nhiễm sắc thể kết đặc và co ngắn 4. Phân giải cohesin giữa các vai của các nhiễm sắc thể 5. Bắt cặp giữa các nhiễm sắc thể tương đồng 6. Nhiễm sắc thể xếp thẳng hàng trên tấm pha giữa 7. Nhiễm sắc thể được nhân đôi. Câu 12: Ruồi giấm có bộ NST 2n = 8. Một nhóm tế bào sinh dục của ruồi giấm mang 128 NST kép. Nhóm tế bào này đang ở kì nào và có số lượng bao nhiêu? Biết rằng mọi diễn biến trong nhóm tế bào như nhau. Câu 13: a. Hoạt động bình thường của nhiễm sắc thể trong giảm phân sẽ hình thành loại biến dị di truyền nào và xảy ra ở kì nào? b. Nêu 2 cách để nhận biết 2 tế bào con sinh ra qua 1 lần phân bào bình thường từ 1 tế bào mẹ có bộ NST 2n của ruồi giấm đực là kết quả của nguyên phân hay giảm phân. Câu 14: Ở 1 loài sinh vật, kí hiệu bộ NST là AaBbDdEeXY a. Trong quá trình giảm phân ở kì giữa của lần phân bào I, có bao nhiêu cách sắp xếp của bộ NST trên mặt phẳng xích đạo? 16 b. Sau khi kết thúc giảm phân, cho biết: Số loại tinh trùng sinh ra ít nhất, số loại tinh trùng sinh ra nhiều nhất, số tế bào sinh tinh tối thiểu để sinh ra số loại tinh trùng tối đa? Giải thích? Câu 15: Xác định tỉ lệ % các kiểu giao tử của các tổ hợp gen sau: a. AB với tần số hoán vị gen là 20% ab b. Ab Dd với tần số hoán vị gen là 18% aB c. AB CD với tần số hoán vị 16% giữa B và b. ab cd d. AB XY với tần số hoán vị 16% ab Câu 16: Trong một loại tế bào sinh dục, xét 2 cặp NST thường có cấu trúc như sau: AbD . aBd Ef có hiện tượng hoán vị gen xảy ra giữa A và a với tần số 12%, giữa F và f với tần số 8%. eF Loại này có thể phát sinh bao nhiêu loại giao tử khác nhau? Viết thành phần gen của các kiểu giao tử đó và tỷ lệ từng kiểu gen giao tử ? Câu 17: Khi quan sát tế bào của một loài đang trong quá trình giảm phân tạo giao tử, người ta thấy có 8 nhiễm sắc thể kép xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc. Cho rằng các cặp nhiễm sắc thể tương đồng đều có cấu trúc khác nhau, quá trình giảm phân không xảy ra trao đổi chéo và đột biến. a. Tính tỉ lệ giao tử mang 2 nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố. b. Có 10 tế bào sinh dục sơ khai của loài đó cùng nguyên phân 5 đợt liên tiếp rồi tất cả các TB con sinh ra đều thực hiện giảm phân tạo giao tử. Môi trường nội bào cung cấp nguyên liệu tương đương bao nhiêu nhiễm sắc thể đơn để hoàn tất quá trình trên? Câu 18: Một tế bào sinh dục sơ khai qua các giai đoạn phát triển từ vùng sinh sản đến vùng chín đã đòi hỏi môi trường tế bào cung cấp 3024 NST đơn. Tỉ lệ số tế bào tham gia vào đợt phân bào tại vùng chín so với số NST đơn có trong một giao tử được tạo ra là 4/3. Hiệu suất thụ tinh của các giao tử là 50% đã tạo ra một số hợp tử. Biết rằng số hợp tử được tạo ra ít hơn số NST đơn bội của loài. 17 a. Xác định bộ NST 2n của loài. b. Số NST đơn mà môi trường cung cấp cho mỗi giai đoạn phát triển của tế bào sinh dục đã cho là bao nhiêu? c. Xác định giới tính của cá thể chứa tế bào nói trên. Biết giảm phân bình thường không xảy ra trao đổi chéo và đột biến. Câu 19: Ở ruồi giấm, một tế bào trải qua một số lần nguyên phân, tất cả số tế bào con đã thực hiện giảm phân tạo giao tử, với hiệu suất thụ tinh là 12,5% đã có 16 hợp tử được hình thành. Tổng số nguyên liệu tương đương với số nhiễm sắc thể đơn mà môi trường cung cấp là 504. Xác định giới tính của ruồi giấm và số lần nguyên phân của tế bào ban đầu. Câu 20: Giả sử một loài động vật có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n = 8) được kí hiệu AaBbDdXX hoặc AaBbDdXY. Xét 500 tế bào sinh tinh có kiểu gen AaBbDdXY tiến hành giảm phân. Trong quá trình giảm phân có 120 tế bào chỉ xảy ra trao đổi chéo tại một điểm của cặp Aa, 160 tế bào chỉ xảy ra trao đổi chéo tại một điểm của cặp Bb, 80 tế bào có trao đổi chéo tại một điểm ở cả 2 cặp Aa và Bb không cùng lúc, các tế bào còn lại không có trao đổi chéo. a. Xác định tần số hoán vị gen. b. Có bao nhiêu giao tử chỉ chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố, không mang gen của mẹ? Câu 21: Trong 1 cơ thể sinh vật, xét sự phân chia của 1 nhóm tế bào sinh dưỡng và 1 nhóm tế bào sinh dục sơ khai thấy tổng số tế bào ban đầu của 2 nhóm bằng số NST đơn trong bộ lưỡng bội của loài. Các tế bào sinh dưỡng đều nguyên phân 1 số lần bằng nhau và bằng số tế bào sinh dục sơ khai. Các tế bào sinh dục sơ khai cũng nguyên phân 1 số lầ bằng nhau và bằng số tế bào sinh dưỡng. Tổng số tế bào con sinh ra từ 2 nhóm là 152. Trong toàn bộ quá trình trên, môi trường nội bào đã cung cấp nguyên liệu tương đương vơi 1152 NST đơn. Các tế bào con của các tế bào sinh dục sơ khai nguyên phân liên tiếp thêm 5 lần nữa rồi tiến hành giảm phân tạo giao tử. 1/4 số giao tử tạo thành được thụ tinh tạo thành hợp tử. Biết tổng số NST đơn trong hợp tử ở trạng thái chưa nhân đôi là 8192 NST Xác định bộ NST 2n của loài, số tế bào của mỗi nhóm ban đầu và giới tính của cá thể trên. 18 Câu 22: Một cá thể của một loài sinh vật khi giảm phân tạo giao tử, người ta nhận thấy số loại giao tử chứa 2 NST có nguồn gốc từ mẹ là 36. Biết rằng trong giảm phân NST giữ nguyên cấu trúc không đổi kể cả ở cá thể đực và cơ thể cái. a. Xác định bộ NST lưỡng bội của loài? b. Tính tỷ lệ các loại giao tử: - Loại giao tử có 2 NST có nguồn gốc từ bố - Loại giao tử có 5 NST có nguồn gố từ mẹ. Câu 23: 10 tế bào sinh dục sơ khai phân bào liên tiếp với số lần như nhau ở vùng sinh sản, môi trường cung cấp 2480 nhiểm sắc thể đơn, tất cả các tế bào con đến vùng chín giảm phân đã đòi hỏi môi trường tế bào cung cấp thêm 2560 nhiễm sắc thể đơn. Hiệu suất thụ tinh của giao tử là 10% và tạo ra 128 hợp tử. Biết không có hiện tượng trao đổi chéo xảy ra trong giảm phân. Hãy xác định: a. Bộ nhiễm sắc thể 2n của loài và tên của loài đó?. b. Tế bào sinh dục sơ khai là đực hay cái? Giải thích? Câu 24: Một loài có 2n = 20. Có 10 tế bào sinh dục sơ khai đực nguyên phân liên tiếp 4 đợt. Tất cả tế bào con đều trải qua giảm phân tạo giao tử. a. Có bao nhiêu giao tử đực được sinh ra? b. Số NST đơn môi trường cung cấp cho quá trình nguyên phân? c. Nếu không xảy ra đột biến và trao đổi đoạn, loài có thể cho tối đa bao nhiêu loại giao tử? d. Khi xảy ra trao đổi đoạn 1 điểm ở 2 trong số các cặp NST tương đồng có cấu trúc khác nhau. Tính số loại giao tử của loài. Câu 25: Vịt nhà (2n = 80), một nhóm tế bào sinh dục đang giảm phân có tổng số nhiễm sắc thể đơn và kép là 8000, trong đó số nhiễm sắc thể kép nhiều hơn số nhiễm sắc thể đơn là 1600. Số nhiễm sắc thể ở kì giữa, kì sau phân bào I, kì đầu phân bào II tương ứng với tỉ lệ 1 : 3 : 2 , số nhiễm sắc thể còn lại ở kì sau giảm phân II. a. Xác định số tế bào của mỗi kì nói trên. b. Xác định tổng số tế bào sinh dục (n) được hình thành qua giảm phân của nhóm tế bào trên. 19 c. Nếu cho rằng các tế bào đang ở lần phân bào I là các tế bào sinh trứng, các tế bào đang ở lần phân bào II là các tế bào sinh tinh trùng. Xác định số trứng và số tinh trùng được hình thành khi nhóm tế bào trên hoàn tất quá trình giảm phân. Câu 26: a. Một tế bào sinh dục sơ khai bước vào giảm phân đã đòi hỏi môi trường cung cấp nguyên liệu tương đương 240 nhiễm sắc thể đơn. Số nhiễm sắc thể đơn có trong một giao tử được tạo ra ở vùng chín gấp 2 lần số tế bào tham gia đợt phân bào cuối cùng tại vùng sinh sản. Tổng số giao tử được tạo ra bằng 1/2048 tổng số kiểu tổ hợp giao tử có thể được hình thành ở loài này. - Xác định bộ nhiễm sắc thể 2n của loài. - Số nhiễm sắc thể đơn mà môi trường nội bào cung cấp cho mỗi giai đoạn phát triển của tế bào sinh dục nói trên là bao nhiêu? - Cá thể trên thuộc giới tính gì? Biết rằng quá trình giảm phân bình thường, không xảy ra trao đổi chéo. b. Nếu trong giảm phân, nếu hai nhiễm sắc thể trong một cặp nhiễm sắc thể tương đồng không tiếp hợp và xảy ra trao đổi chéo với nhau ở kì đầu của giảm phân I thì sự phân li của các nhiễm sắc thể về các tế bào con sẽ như thế nào? Câu 27: Một nhóm tế bào sinh dục sơ khai chứa 720 nhiễm sắc thể đơn. Mỗi tế bào đều nguyên phân một số lần bằng số nhiễm sắc thể đơn có chung một nguồn gốc trong một tế bào. Tất cả các tế bào con sinh ra đều trở thành tế bào sinh trứng, giảm phân tạo trứng. Hiệu suất thụ tinh của trứng là 25%, hiệu suất thụ tinh của tinh trùng là 12,5%. Các hợp tử tạo ra chứa tổng số 2880 nhiễm sắc thể đơn. Xác định: a. Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của loài, tên loài, số tế bào sinh dục cái sơ khai ban đầu. b. Số tế bào sinh trứng, số tế bào sinh tinh đã giảm phân tạo tinh trùng. Câu 28: Ở một loài động vật, khi giảm phân bình thường, trao đổi chéo xảy ra ở 3 cặp NST đã tạo ra 128 loại giao tử. a. Xác định bộ NST 2n của loài đó. 20 b. Ở kì giữa của giảm phân I, có bao nhiêu cách sắp xếp của các cặp NST kép tương đồng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào, cho rằng mỗi cặp NST tương đồng đều gồm hai NST có cấu trúc khác nhau? c. Một tế bào sinh dục sơ khai của loài đó nguyên phân liên tiếp nhiều lần tạo ra 256 tế bào sinh giao tử. Các tế bào được sinh ra đều giảm phân tạo giao tử. Hiệu suất thụ tinh của các giao tử là 1,5625%, số hợp tử được tạo thành là 16. Xác định số lần nguyên phân của tế bào sinh dục nói trên và xác định đó là tế bào sinh tinh hay tế bào sinh trứng. Câu 29: Ở một loài ong mật có bộ nhiễm sắc thể 2n = 32. Các trứng sinh ra từ ong chúa nếu được thụ tinh sẽ nở ra ong chúa con hoặc ong thợ , nếu không được thụ tinh sẽ nở ra ong đực. Một con ong chúa đẻ ra một số trứng bao gồm cả trứng được thụ tinh và trứng không được thụ tinh. Có 80% số trứng được thụ tinh đã nở ra ong thợ và 60% số trứng không được thụ tinh đã nở ra ong đực; số trứng còn lại không nở đều bị tiêu biến. Biết rằng trong các trứng nở thành ong thợ và ong đực nói trên chứa tổng số 155136 nhiễm sắc thể đơn, số ong đực con bằng 2% số ong thợ con và số tinh trùng được thụ tinh với các trứng chiếm 1% tổng số tinh trùng tham gia thụ tinh. a. Tìm số ong thợ con và số ong đực con đã được sinh ra? b. Tổng số trứng đã được đẻ ra và số trứng đẻ ra nhưng không nở là bao nhiêu? c. Xác định số tinh trùng bị tiêu biến do không kết hợp được với trứng? d. Số nhiễm sắc thể bị tiêu biến trong các tinh trùng và trong các trứng là bao nhiêu? Câu 30: Tổng số tế bào sinh tinh và tế bào sinh trứng ở một loài động vật là 192. Tổng số NST đơn trong các trứng nhiều hơn các NST đơn trong tinh trùng là 2560. Khi không có đột biến và có xảy ra trao đổi chéo tại 1 điểm diễn ra ở 1 cặp NST thường của giới đồng giao thì có khả năng tạo ra tối đa 2097152 loại giao tử. a. Tính số lần nguyên phân của các tế bào sinh dục sơ khai đực và cái ban đầu. b. Tính hiệu suất thụ tinh của tinh trùng. Biết tất cả các trứng đều thụ tinh, 1 trứng thụ tinh với 1 tinh trùng cho 1 hợp tử lưỡng bội bình thường. c. Tính lượng nguyên liệu tương đương với các NST đơn mà môi trường nội bào đã cung cấp cho tế bào sinh dục sơ khai cái trong quá trình trên nếu số tế bào sinh dục cái ban đầu là 8 tế bào. 21 III. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI Câu 1: Phân biệt nguyên phân và giảm phân Nguyên phân - Đặc trưng cho tất cả các dạng tế bào Giảm phân - Đặc trưng cho tế bào sinh dục chín trong thời kỳ tạo giao tử. - Tế bào con có bộ NST như tế bào mẹ - Tế bào con có bộ NST giảm đi một nửa so (2n). với tế bào mẹ (n). - Gồm 1 lần phân bào. - Phức tạp hơn, gồm hai lần phân bào. - Gian kỳ giữa hai lần nguyên nhiễm có - Kỳ chuyển tiếp giữa phân bào I và phân bào nhân đôi ADN và NST. II không có sự nhân đôi của ADN và NST. - Kỳ đầu ngắn, không có tiếp hợp và trao - Kỳ đầu I kéo dài, có thể xảy ra tiếp hợp và đổi chéo. trao đổi chéo giữa hai NST tương đồng. - Kỳ sau: Yếu tố phân ly về hai cực là - Kỳ sau I: Yếu tố phân ly là 1 NST phân ly hai cromatit trong 1 NST kép phân ly khỏi lưỡng trị và di chuyển về hai cực tế bào. khỏi nhau đi về hai cực của tế bào. - Phương thức sinh sản vô tính, vẫn giữ - Phương thức sinh sản hữu tính: Đảm bảo nguyên gen không đổi qua các thế hệ. khâu tạo giao tử, nhờ tái tổ hợp di truyền tạo nên tính đa dạng trong gen qua các thế hệ. Câu 2: Ba sự kiện trong giảm phân dẫn đến việc hình thành các tổ hợp NST khác nhau trong các giao tử: - Ở kì đầu giảm phân I: Sự tiếp hợp và trao đổi chéo các crômatit không chị em dẫn đến hình thành các NST có tổ hợp mới của các alen ở nhiều gen -> các crômatit chị em có các alen khác nhau. - Ở kì sau giảm phân I : Do cách sắp xếp ngẫu nhiên thành từ cặp NST trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc ở kì giữa thì khi sang đến kì sau I, sự phân li độc lập của các cặp NST có nguồn gốc từ bố và mẹ về hai nhân con dẫn đến tổ hợp NST khác nhau của các NST có nguồn gốc từ bố và mẹ. - Ở kì sau của giảm phân II : Phân li ngẫu nhiên của các crômatit chị em của từng NST kép (lúc này không còn giống nhau hoàn toàn do trao đổi chéo xảy ra ở kì đầu I) 22 Câu 3: Tế bào đó khi giảm phân bình thường sẽ thu được 2 loại giao tử: - TH1: 2 loại giao tử đó là AB và ab - TH2: 2 loại giao tử đó là Ab và aB Câu 4: - Phân bào giảm phân. - Giai đoạn tương ứng: I: pha G1. II: pha S, G2. III: kỳ đầu của giảm phân I, kỳ giữa của giảm phân I, kỳ sau của giảm phân I. IV: kỳ cuối của giảm phân I. V: kỳ đầu của giảm phân II, kỳ giữa của giảm phân II, kỳ sau của giảm phân II. VI: kỳ cuối của giảm phân II. Câu 5: a. + Số cromatit của NST khi tế bào đang ở kì giữa của quá trình nguyên phân là: 48 + Số NST kép khi tế bào đạng ở kì sau của nguyên phân là: 0 + Số cromatit khi tế bào đang ở kì giữa của giảm phân I là: 48 + Số cromatit khi tế bào đang ở kì giữa của giảm phân II là: 24 b. Ký hiệu cặp NST giới tính Kì giữa I: XXYY Kì sau I: XX và YY Kì giữa II: 1 tế bào XX và 1 tế bào YY Kì sau II: 1 tế bào X và X:, 1 tế bào Y và Y Kì giữa I: XXYY Kì sau I: XXYY và O Kì giữa II: 1 tế bào XX và 1 tế bào YY Kì sau II: 1 tế bào XX và O 1 tế bào YY và O 23 Câu 6: - Cơ chế thứ nhất: Khi giảm phân không bình thường ở người mẹ: + Cặp NST giới tính XX ở mẹ sau khi đã nhân đôi không phân li 1 lần trong giảm phân , tạo ra loại trứng có 2 NST X , kí hiệu XX… + Trứng có XX được thụ tinh với tinh trùng bình thường mang Y có thể sinh ra con đực có 3 NST giới tính, kí hiệu XXY - Cơ chế thứ hai: Khi giảm phân không bình thường ở người bố: + Cặp NST giới tính XY ở bố sau khi đã nhân đôi không phân li ở lần phân bào I, nhưng đến lần phân bào II thì phân li bình thường, tạo ra loại tinh trùng có 2 NST giới tính khác nhau, kí hiệu XY + Tinh trùng có XY thụ tinh với trứng bình thường (mang X) có thể sinh ra con đực có 3 NST giới tính, kí hiệu XXY Câu 7: Sự khác nhau giữa bào tử sinh sản và giao tử: - Giao tử phải kết họp với giao tử khác loại mới phát triển thành cơ thể. - Giao tử tạo ra từ giảm phân. - Bào tử sinh sản phát triển thành cơ thể không cần phải kết hợp với loại khác. - Bào tử sinh sản được tạo ra do giảm phân hoặc nguyên phân. Câu 8: Tỉ lệ các loại giao tử được tạo thành: ABD = Abd = aBD = abd = 20% ABd = AbD = aBd = abD = 5% Câu 9: Số lượng NST: trong hạt phấn là 20, trong noãn là 80. Suy luận: + Hạt phấn có chứa 2 nhân đơn bội: 1 nhân sinh sản làm nhiệm vụ thụ tinh và 1 nhân sinh dưỡng hình thành ống phấn. + Noãn có chứa 8 nhân: 1 noãn cầu, 2 trợ bào, 3 nhân cực và 2 nhân phụ. Câu 10: - Có 22 = 4 cách sắp xếp của bộ NST trên mặt phẳng xích đạo ở kì giữa của giảm phân I. - Số loại giao tử tạo ra là 2 loại vì một tế bào giảm phân chỉ có 1 cách sắp xếp bộ NST ở kì giữa I. 24 Câu 11: Thứ tự các sự kiện: 7 --> 2 --> 5 --> 3 --> 6 --> 4 --> 1 Câu 12: NST kép có thể ở 1 trong các kì sau: Kì trung gian lần phân bào I sau khi đã nhân đôi, kì đầu I, kì giữa I, kì sau I, kì cuối I, kì đầu II, kì giữa II + Số lượng tế bào ở kì trung gian lần phân bào I sau khi đã nhân đôi, kì đầu I, kì giữa I, kì sau I: 128 : 8 = 16 tế bào. + Số lượng tế bào ở kì cuối I, kì đầu II, kì giữa II: 128 : 4 = 32 tế bào Câu 13: a. Loại biến dị di truyền và kì xảy ra : Đó là biến dị tổ hợp do hoán vị gen thông qua hiện tượng bắt chéo trao đổi đoạn của từng cặp NST tương đồng xảy ra ở kỳ đầu của giảm phân I; do phân li độc lập các cặp NST tương đồng xảy ra ở kỳ sau của giảm phân I. Kì II có sự phân li ngẫu nhiên của các nhiễm sắc tử chị em giống nhau hoặc khác nhau về các tế bào con. b. Cách nhận biết : - Cách 1: Quan sát hình thái NST dưới kính hiển vi : + Nếu các NST trong tế bào con ở trạng thái đơn, tháo xoắn => 2 tế bào con đó sinh ra qua nguyên phân. + Nếu các NST trong tế bào ở trạng thái kép còn đóng xoắn => 2 tế bào con đó sinh ra sau giảm phân I. - Cách 2: Phân biệt qua hàm lượng ADN trong tế bào con : + Nếu 2 tế bào con sinh ra có hàm lượng ADN trong nhân bằng nhau và bằng tế bào mẹ => tế bào đó thực hiện phân bào nguyên phân. + Nếu 2 tế bào con sinh ra có hàm lượng ADN trong nhân khác nhau (do tế bào con chứa NST X kép có hàm lượng ADN lớn hơn tế bào con có chứa NST Y kép) và và khác tế bào mẹ (chứa cặp NST XY) thì tế bào đó phân bào giảm phân. Câu 14: a. Có 24 = 16 cách sắp xếp NST vào kì giữa I. 25 b. Số loại tinh trùng sinh ra ít nhất là 2 loại, do ngẫu nhiên mà tất cả các tế bào sinh tinh đều có 1 cách sắp xếp NST vào kì giữa I - Số loại tinh trùng sinh ra ít nhất là 32 loại, do ngẫu nhiên mà các tế bào sinh tinh đều có 16 cách sắp xếp NST vào kì giữa I. - Số tế bào sinh tinh tối thiểu để sinh ra số tinh trùng tối đa là: 16 tế bào, vì cứ 1 tế bào cho tối đa 2 loại tinh trùng. Câu 15: a. 2 loại giao tử liên kết là : AB = ab = 40% 2 loại giao tử hoán vị là : Ab = aB = 10% b. Xét riêng các gen trên từng cặp NST: Cặp NST 1: Ab với tần số hoán vị gen là 18% aB cho 2 loại giao tử liên kết là : Ab = aB = 41% 2 loại giao tử hoán vị là : AB = ab = 9% Cặp NST 2: cho 2 loại giao tử: D = d = 50% Xét chung ta có 4x2 = 8 loại giao tử là: Ab D= aB D= Ab d= aB d = 20,5% AB D= ab D= AB d= ab d = 4,5% c. Xét riêng các gen trên từng cặp NST: Cặp NST 1: AB với tần số hoán vị gen là 16% ab cho 2 loại giao tử liên kết là : Ab = aB = 42% 2 loại giao tử hoán vị là : AB = ab = 8% Cặp NST 2: CD liên kết hoàn toàn cho 2 loại giao tử: CD = cd = 50% cd Xét chung ta có 4x2 = 8 loại giao tử là: Ab CD= aB CD= Ab cd= aB cd = 21% AB CD= ab CD= AB cd= ab cd = 4% d. Xét riêng các gen trên từng NST: Cặp NST 1: AB với tần số hoán vị gen là 16% ab cho 2 loại giao tử liên kết là : Ab = aB = 42% 2 loại giao tử hoán vị là : AB = ab = 8% 26 Cặp NST 2 (cặp NST giới tính): cho 2 loại giao tử: X = Y = 50% Xét chung ta có 4x2 = 8 loại giao tử là: Ab X= aB X= Ab Y= aB Y= 21% AB X= ab X= AB Y= ab Y = 4% Câu 16: Có 2 cặp NST và 2 lần hoán vị gen nên số loại giao tử là : 22+2 = 16 tổ hợp loại giao tử. - Cặp NST 1 : HVG A/a cho 4 loại giao tử: AbD = aBd = 44% abD - Cặp NST 2 : HVG F/f cho 4 loại giao tử : Ef ef = ABd = 6% = eF = 46% = EF = 4% Các giao tử và tỷ lệ từng kiểu giao tử được tạo nên từ tất cả 5 gen là: NST 1 NST2 Ef = 46% AbD = 44% aBd = 44% abD = 6% ABd = 6% AbD Ef aBd Ef abD Ef ABd Ef 2,76% 2,76% 20,24% eF = 46% ef = 4% EF = 4% 20,24% AbD eF aBd eF abD eF ABd eF 20,24 % 20,24% 2,76% 2,76% AbD ef aBd ef abD ef ABd ef 1,76% 1,76% 0,24% 0,24% AbD EF aBd EF abD EF ABd EF 1,76% 1,76% 0,24% 0,24% Câu 17: a. TB đang ở kì giữa giảm phân II có n NST kép ---> 2n = 16 7 C82 Tỉ lệ giao tử mang 2 NST có nguồn gốc từ bố: 8 = 64 2 b. Số NST đơn mà môi trường cung cấp : 10 (25-1).16 + 10. 25.16 = 10080 NST đơn. Câu 18: a. Gọi a là số lần nguyên phân ở tế bào sinh dục tại vùng sinh sản (a nguyên dương) NST cung cấp cho quá trình phát triển của tế bào sinh dục: (2a + 1 – 1). 2n = 3024 NST 27 Số TB tham gia đợt phân bào cuối cùng tại vùng chín: 2k Theo đề bài ta có: 2a / n = 4 / 3 => a = 5 , n = 24 Bộ NST lưỡng bội của loài: 2n = 48 NST b. Số NST đơn môi trường cung cấp cho giai đoạn sinh sản của tế bào sinh dục: (2a – 1). 2n = 31. 48 = 1488 NST Số NST đơn trong môi trường nội bào cung cấp cho giai đoạn sinh trưởng của tế bào sinh dục: 2a. 2n = 32. 48 = 1536 NST c. Gọi b là số giao tử đực tạo ra từ một tế bào sinh dục chín ta có tổng số giao tử tham gia thụ tinh là: 32. b Số hợp tử được tạo ra là: 32. b. 50% = 16. b < 24. Vậy b = 1 Vậy cá thể trên là cá thể cái. Câu 19: Xác định số lần nguyên phân và giới tính - Số giao tử tạo ra : (16 x 100) : 12,5 = 128 (giao tử) - Gọi k là số lần guyên phân của tế bào ban đầu (k nguyên, dương) + Số NST môi trường cung cấp cho nguyên phân : (2k – 1)2n = (2k – 1)8 + Số NST cung cấp cho quá trình giảm phân : 2k.2n = 2k . 8 Từ giả thiết ta có : (2k – 1)8 + 2k . 8 = 504 ⇒ Số lần nguyên phân k = 5 (lần) - Số tế bào tạo ra qua nguyên phân (tế bào sinh giao tử) : 25 = 32 (TB) - Số giao tử sinh ra từ một tế bào sinh giao tử : 128/32 = 4 ⇒ Một tế bào sinh giao tử qua giảm phân tạo ra 4 giao tử ⇒ Ruồi giấm đực. Câu 20: a. - Tổng số giao tử tạo ra là 500 . 4 = 2000 (giao tử) - Số giao tử sinh ra do hoán vị là 120 . 2 + 160 . 2 + 80 . 2 = 720 (giao tử) => Tần số hoán vị gen là 36% b. 28 - 120 tế bào khi giảm phân chỉ xả ra TĐC ở cặp Aa cho số giao tử chỉ chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố, không mang gen của mẹ là: 1 1 3 . ( ) . 480 = 15 (giao tử) 4 2 - 160 tế bào khi giảm phân chỉ xảy ra TĐC ở cặp Bb cho số giao tử chỉ chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố, không mang gen của mẹ là: 1 1 1 2 . .( ) . 640 = 20 (giao tử) 2 4 2 - 80 tế bào có trao đổi chéo tại một điểm ở cả 2 cặp Aa và Bb cho số giao tử chỉ chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố, không mang gen của mẹ là: 1 1 1 2 . .( ) . 320 = 5 (giao tử) 4 4 2 - Các tế bào giảm phân không có hoán vị cho số giao tử chỉ chứa nhiễm sắc thể có nguồn 1 2 gốc từ bố, không mang gen của mẹ là: ( )4. 140 . 4 = 35 (giao tử) => Số giao tử chỉ chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố, không mang gen của mẹ là: 15 + 20 + 5 + 35 = 75 (giao tử) Câu 21: Gọi số TB sinh dưỡng ban đầu: a (a, b nguyên dương) Số tế bào sinh dục sơ khai ban đầu: b Bộ NST lưỡng bội của loài: 2n Tổng số TB con: a . 2b + b . 2a = 152 Số NST đơn môi trường nội bào cung cấp: {a(2b -1) + b(2a -1)} 2n = 1152  2n = 8 hoặc 2n = 144 Do tổng số NST trong các hợp tử là 8192 => 2n = 8 Theo bài ra: a + b = 8 Mà a . 2b + b . 2a =152  A = 2 và b = 6 hoặc ngược lại * TH1: a = 2 và b = 6 Số hợp tử tạo thành: 8192 : 8 = 1024 Số TB con tạo thành từ các tế bào sinh dục sơ khai: b . 2a = 6 . 4 = 24 Tổng số TB con tạo ra sau 5 lần nguyên phân: 24 . 25 = 768  Số giao tử được hình thành : 768 hoặc 3072  Số giao tử tham gia thụ tinh: 192 hoặc 768  Loại * TH2: a = 6 và b = 2 Tổng số TB con tạo ra sau 5 lần NP: b . 2a . 25 = 4096  Số giao tử được hình thành : 4096 hoặc 16384  Số giao tử tham gia thụ tinh: 1024 hoặc 4096 29  Cá thể đã cho là cá thể cái  Vậy a= 6, b= 2 và cá thể đã cho là cá thể cái Câu 22: a. Gọi bộ NST lưỡng bội của loài là 2n với n nguyên dương n! Ta có: C2n = 2!.(n − 2)! = 36 n (n - 1) = 36.2 = 72 n2 – n – 72 = 0 ==> n = 9 Bộ NST lưỡng bội của loài là 2n = 18 NST b. Tỷ lệ loại giao tử có 2 NST có nguồn gốc từ bố - Số giao tử khác nhau về nguồn gốc NST 2n = 29 n! - Số giao tử có 2 NST có nguồn gốc từ bố C2n = 2!.(n − 2)! = 36 Tỷ lệ loại giao tử có 2 NST có nguồn gốc từ bố: 36/29 n! 9! - Số giao tử có 5 NST có nguồn gốc từ mẹ C5n = 5!.(n − 5)! = 5!.(9 − 5)! =126 Tỷ lệ loại giao tử có 5 NST có nguồn gốc từ mẹ: 126/29 Câu 23: a. Gọi x là số lần NP của tế bào sinh dục sơ khai, 2n là bộ NST lưỡng bội của loài. Ta có: 2n (2x - 1) 10 = 2480 2n . 2x. 10 = 2560 a 2n = 8 : ruồi giấm. b. Xác định giới tính: Số lần nguyên phân của mỗi tế bào sinh dục sơ khai: 2n . 2x. 10 = 2560 a 2x = 32 a x = 5. Số tế bào con sinh ra là 320. số giao tử tham gia thụ tinh: 128 x 100/ 10 = 1280. Số giao tử hình thành từ mỗi tế bào sinh giao tử: 1280 / 320 = 4 a con đực. Câu 24: a. Số tế bào sinh tinh là: 10 . 24 = 160  số giao tử đực được sinh ra là 160 . 4 = 640 b. Số NST đơn môi trường cung cấp cho quá trình nguyên phân: 10 . (24 - 1) . 2n = 3000 NST 30 c. Không xảy ra đột biến và trao đổi đoạn, loài có thể cho tối đa số loại giao tử là: 210 loại. d. Khi xảy ra trao đổi đoạn 1 điểm ở 2 trong số các cặp NST tương đồng có cấu trúc khác nhau, số loại giao tử của loài: 2n-k . 4k = 2n+k = 210+2 = 212 (loại giao tử) Câu 25: a. Gọi số nhiễm sắc thể đơn là x (x nguyên dương) Gọi số nhiễm sắc thể kép là y (y nguyên dương) Ta có hệ phương trình: x + y = 8000 y – x = 1600 Giải hệ phương trình trên ta được : x = 3200, y = 4800 -> Số nhiễm sắc thể ở kì sau giảm phân II : 3200 -> số tế bào = 3200 : 40 = 80 tế bào - Số nhiễm sắc thể ở kì giữa, kì sau phân bào I, kì đầu phân bào II: 4800 Ta có : + Số nhiễm sắc thể ở kì giữa phân bào I: 4800 : 6 = 800 -> số tế bào : 800 : 80 = 10 (TB) + Số nhiễm sắc thể kì sau phân bào I: (4800 : 6 ) . 3 = 2400 -> số tế bào: 2400 : 80 = 30 (TB) + Số nhiễm sắc thể kì đầu phân bào II: ( 4800 : 6 ) . 2 = 1600 -> số tế bào: 1600 : 40 = 40 (TB) b. Mỗi tế bào đang ở giảm phân I kết thúc giảm phân cho 4 tế bào sinh dục n, mỗi tế bào ở giảm phân II khi kết thúc giảm phân cho 2 tế bào sinh dục n. --> Tổng số tế bào sinh dục n được tạo thành là (10 + 30) . 4 + (40 + 40) . 2 = 320 (TB) c. Số tế bào sinh trứng là: 10 + 30 = 40 => Số trứng được hình thành là 40 (vì một tế bào sinh trứng giảm phân cho 1 trứng) - Số tế bào sinh tinh là: 40 + 40 = 80 => Số tinh trùng được hình thành = 80 . 2 = 160 (vì 1 tế bào đang ở giảm phân II kết thúc giảm phân cho 2 tinh trùng) Câu 26: 31 a. Gọi 2n là số NST đơn trong bộ NST lưỡng bội của loài k: số lần nguyên phân của tế bào sinh dục sơ khai. Tế bào trải qua 3 vùng: sinh sản, sinh trưởng và vùng chín - Theo đề bài, ta có: 2n (2k - 1) + 0 + 2k . 2n = 240 Mà n = 2 . 2k -1 => 2n = 16 - Số NST môi trường cung cấp: + Ở vùng sinh sản: 2n (2k - 1) = 112 NST + Ở vùng tăng trưởng: 0 NST +Ở vùng chín: 2k. 2n = 128 NST - Số tế bào sinh giao tử 2k = n = 8 Tổng số giao tử tạo thành = [1/2048] . (2n)2 = 32 (giao tử) => Số giao tử do 1 tế bào sinh giao tử giảm phân tạo ra = 32/2k = 4 => Cá thể trên thuộc giới đực. b. Nếu tiếp hợp không xuất hiện và trao đổi chéo không hình thành giữa hai nhiễm sắc thể trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng thì chúng sẽ sắp xếp sai (không thành hai hàng) trên mặt phẳng phân bào, dẫn đến sự phân li ngẫu nhiên (thường không đúng) về các tế bào con trong giảm phân I. Kết quả của hiện tượng là các giao tử hình thành thường mang số lượng nhiễm sắc thể bất thường. Câu 27: Gọi số tế bào sinh dục sơ khai ban đầu là a ( a € N). Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của loài là 2n.  số NST đơn có chung một nguồn gốc trong 1 tế bào là n. a. Ta có: - Tổng số NST đơn có trong các tế bào sinh dục sơ khai ban đầu là: a . 2n = 720 (1) - Số tế bào sinh trứng là: a.2n - Số trứng được tạo ra là: a. 2n - Số trứng được thụ tinh là: a . 2n. 25% = 0,25 . a . 2n = Số hợp tử được hình thành. - Tổng số NST đơn trong các hợp tử: 0,25. a . 2n . 2n = 2880 (NST) (2) 32 - Từ (1) và (2) suy ra: n = 4. Bộ NST lưỡng bội của loài: 2n = 8 → Ruồi giấm. Số tế bào sinh dục đực sơ khai ban đầu: a . 2n = 720  a = 90 (tế bào). b. Số tế bào sinh trứng = 90 . 24 = 1440 (tế bào). Số tinh trùng đã thụ tinh = số hợp tử = 0,25 . 1440 = 360 (tinh trùng). Số tinh trùng đã được sinh ra = 360 . 100/12,5 = 2880 (tinh trùng).  Số tế bào sinh tinh = 2880 : 4 = 720 (tế bào). Câu 28: a. 2n + 3 = 128 = 27 → n = 4 → 2n = 8 b. Với 1 cặp NST có 1 cách sắp xếp (20) Với 2 cặp NST có 2 cách sắp xếp (21) Với 3 cặp NST có 4 cách sắp xếp (22) Với n cặp NST có (2n-1) cách sắp xếp n = 4 → có 3 cách sắp xếp c. 2k = 256 = 28 → k = 8 → Tế bào đó đã NP 8 lần Số giao tử tạo ra là: 16 . 1,5625% = 1024 (giao tử) Mỗi tế bào sinh giao tử khi GP đã tạo ra: 1024: 256 = 4 (giao tử) → Đó là tế bào sinh tinh. Câu 29: a. Số ong thợ con và số ong đực con đã được sinh ra. Gọi x là số ong thợ con được sinh ra, y là số ong đực con được sinh ra. Theo đề ta có: y = 2% x = 0,02 x và 32 x + (16 × 0,02 x) = 155136 (NST) - Số ong thợ con : x = 4800 (con) - Số ong ong đực con: y = 4800 × 0,02 = 96 (con) b. Tổng số trứng đã được đẻ ra và số trứng đẻ ra nhưng không nở : - Tổng số trứng đã được đẻ ra : (4800 : 80%) + (96 : 60%) = 6160 (trứng) - Số trứng được thụ tinh, đẻ ra nhưng không nở: (4800 : 80%) – 4800 = 1200 (trứng) - Số trứng không được thụ tinh, đẻ ra nhưng không nở: (96 : 60%) – 96 = 64 (trứng) 33 c. Số tinh trùng bị tiêu biến do không kết hợp được với trứng: - Số tinh trùng thụ tinh với trứng nở thành ong con: 4800 : 80% = 6.000 (tinh trùng) - Số tinh trùng không kết hợp với trứng : (6000 : 1%) – 6000 = 594.000 (tinh trùng) d. Số NST bị tiêu biến trong các tinh trùng và trong các trứng : - Trong các tinh trùng không được thụ tinh: 594.000 × 16 = 9.504.000 (NST) - Trong các trứng đã đẻ ra: (32 × 1200) + (16 × 64 ) = 39.424 (NST) Câu 30: Gọi bộ NST lưỡng bội của loài là 2n Số TB sinh tinh, sinh trứng lần lượt là x và y (với 2n, x, y nguyên dương) a. Ta có : Số loại giao tử = 2n+1 = 2097152 => n = 20 Lại có: x + y = 192 x = 64 20 (y - 4x) = 2560 y = 128 Số lần nguyên phân của tế bào sinh dục sơ khai đực: Số TBSD sơ khai ban đầu 1 2 Số lần NP 6 5 Số lần nguyên phân của tế bào sinh dục sơ khai cái: Số TBSD sơ khai ban đầu Số lần NP b. H= 128/64 . 4 = 0,5 hay 50% 1 7 2 6 4 4 4 5 8 3 8 4 16 2 16 3 32 1 32 2 64 1 c. 9920 (NST) C – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chuyên đề “Giảm phân và hình thành giao tử” bao gồm nội dung lý thuyết và bài tập áp dụng đã đưa ra các kiến thức cơ bản nhất một cách có hệ thống giúp người đọc dễ dàng hiểu và vận dụng. Hy vọng rằng chuyên đề sẽ giúp ích cho các thầy cô giáo và các em học sinh trong quá trình giảng dạy và học tập nội dung này. Kiến thức đưa ra trong phần lý thuyết có thể còn chưa đầy đủ, hệ thống bài tập có thể còn chưa bao quát hết các nội dung, đề nghị các thầy cô giáo và các em học sinh đóng góp bổ sung để chuyên đề được hoàn thiện hơn, hợp lý hơn và có ích hơn trong thực tiễn. 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Cambell reece, Nhà xuất bản giáo dục Việt Nam dịch và xuất bản năm 2011. 2. Tài liệu giáo khoa chuyên sinh học trung học phổ thông phần sinh học tế bào, Nguyễn Như Hiền, Nguyễn Thị Minh Nguyệt, 2012 3. Bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học 10, Phan Khắc Nghệ, Trần Mạnh Hùng, 2013 4. Các website trên internet viết về cell division, meiosis, formation of gametes in plants, formation of gametes in animals. 5. Các đề thi học sinh giỏi quốc gia; các đề đề xuất học sinh giỏi Duyên hải bắc bộ (2010 -2014), Trại hè Hùng Vương (2009 – 2013) . 35 MỤC LỤC Trang A- PHẦN MỞ ĐẦU I. Lý do chọn đề tài II. Mục đích của đề tài B – NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I. Lý thuyết 1. Phân bào giảm nhiễm (giảm phân) 1.1. Khái niệm giảm phân 1.2. Hình dạng, cấu trúc nhiễm sắc thể 1.3. Diễn biến quá trình giảm phân 36 1.3.1. Kỳ trung gian trước giảm phân I 1.3.2. Quá trình giảm phân a. Giảm phân I b. Giảm phân II 1.4. Hoạt động của nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân và nguồn gốc biến dị di truyền ở đời con trong sinh sản hữu tính 1.4.1. Sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc thể trong cặp tương đồng 1.4.2. Sự phân ly độc lập của các nhiễm sắc thể 1.4.3. Nguồn gốc biến dị di truyền ở đời con trong sinh sản hữu tính 2. Hình thành giao tử ở động vật và thực vật 2.1. Hình thành tinh trùng và trứng ở động vật 2.2. Hình thành giao tử ở thực vật II. BÀI TẬP ÁP DỤNG III. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI C – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 [...]... khi giảm phân bình thường sẽ thu được 2 loại giao tử: - TH1: 2 loại giao tử đó là AB và ab - TH2: 2 loại giao tử đó là Ab và aB Câu 4: - Phân bào giảm phân - Giai đoạn tương ứng: I: pha G1 II: pha S, G2 III: kỳ đầu của giảm phân I, kỳ giữa của giảm phân I, kỳ sau của giảm phân I IV: kỳ cuối của giảm phân I V: kỳ đầu của giảm phân II, kỳ giữa của giảm phân II, kỳ sau của giảm phân II VI: kỳ cuối của giảm. .. tạo thành các tế bào đơn bội, các bước phân chia tiếp theo của các tế bào đơn bội được mô tả trong sơ đồ hình 18 Như vậy hạt phấn là thể giao tử đực, trong quá trình thụ tinh mới hình thành giao tử đực Túi phôi là thể giao tử cái, trong túi phôi có chứa giao tử cái là trứng 13 Hình 18: Sự hình thành thể giao tử đực và cái ở thực vật II BÀI TẬP ÁP DỤNG Câu 1: Phân biệt quá trình nguyên phân và giảm phân? ... quá trình giảm phân : 2k.2n = 2k 8 Từ giả thiết ta có : (2k – 1)8 + 2k 8 = 504 ⇒ Số lần nguyên phân k = 5 (lần) - Số tế bào tạo ra qua nguyên phân (tế bào sinh giao tử) : 25 = 32 (TB) - Số giao tử sinh ra từ một tế bào sinh giao tử : 128/32 = 4 ⇒ Một tế bào sinh giao tử qua giảm phân tạo ra 4 giao tử ⇒ Ruồi giấm đực Câu 20: a - Tổng số giao tử tạo ra là 500 4 = 2000 (giao tử) - Số giao tử sinh ra... lớn 2 HÌNH THÀNH GIAO TỬ Ở ĐỘNG VẬT VÀ THỰC VẬT 2.1 Hình thành tinh trùng và trứng ở động vật a Sự hình thành giao tử đực (tinh trùng) Các tế bào sinh dục trong tinh hoàn (tinh nguyên bào) phân bào nguyên nhiễm  Nhiều tinh nguyên bào khác, sau đó lớn lên hình thành tinh bào cấp I Tinh bào cấp I thực hiện giảm phân I  Tạo ra hai tế bào đơn bội gọi là tinh bào cấp II Tinh bào cấp II sau khi giảm phân. .. bào sinh giao tử 2k = n = 8 Tổng số giao tử tạo thành = [1/2048] (2n)2 = 32 (giao tử) => Số giao tử do 1 tế bào sinh giao tử giảm phân tạo ra = 32/2k = 4 => Cá thể trên thuộc giới đực b Nếu tiếp hợp không xuất hiện và trao đổi chéo không hình thành giữa hai nhiễm sắc thể trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng thì chúng sẽ sắp xếp sai (không thành hai hàng) trên mặt phẳng phân bào, dẫn đến sự phân li ngẫu... loại giao tử: X = Y = 50% Xét chung ta có 4x2 = 8 loại giao tử là: Ab X= aB X= Ab Y= aB Y= 21% AB X= ab X= AB Y= ab Y = 4% Câu 16: Có 2 cặp NST và 2 lần hoán vị gen nên số loại giao tử là : 22+2 = 16 tổ hợp loại giao tử - Cặp NST 1 : HVG A/a cho 4 loại giao tử: AbD = aBd = 44% abD - Cặp NST 2 : HVG F/f cho 4 loại giao tử : Ef ef = ABd = 6% = eF = 46% = EF = 4% Các giao tử và tỷ lệ từng kiểu giao tử được... nguyên phân liên tiếp thêm 5 lần nữa rồi tiến hành giảm phân tạo giao tử 1/4 số giao tử tạo thành được thụ tinh tạo thành hợp tử Biết tổng số NST đơn trong hợp tử ở trạng thái chưa nhân đôi là 8192 NST Xác định bộ NST 2n của loài, số tế bào của mỗi nhóm ban đầu và giới tính của cá thể trên 18 Câu 22: Một cá thể của một loài sinh vật khi giảm phân tạo giao tử, người ta nhận thấy số loại giao tử chứa... hiệu XXY Câu 7: Sự khác nhau giữa bào tử sinh sản và giao tử: - Giao tử phải kết họp với giao tử khác loại mới phát triển thành cơ thể - Giao tử tạo ra từ giảm phân - Bào tử sinh sản phát triển thành cơ thể không cần phải kết hợp với loại khác - Bào tử sinh sản được tạo ra do giảm phân hoặc nguyên phân Câu 8: Tỉ lệ các loại giao tử được tạo thành: ABD = Abd = aBD = abd = 20% ABd = AbD = aBd = abD = 5%... hiện giảm phân II tạo trứng, nhân của trứng kết hợp với nhân của tinh trùng để hình thành hợp tử Như vậy từ 1 noãn bào (2n) sẽ cho ra 1 trứng (n) và 3 thể định hướng (còn gọi là thể cực) Các thể cực sau sẽ bị thoái hoá Hình 17: Sự hình thành tinh trùng và trứng ở động vật 2.2 Hình thành giao tử ở thực vật Các tế bào mẹ hạt phấn trong bao phấn và các tế bào mẹ túi phôi trong noãn thực hiện giảm phân. .. 1: Phân biệt nguyên phân và giảm phân Nguyên phân - Đặc trưng cho tất cả các dạng tế bào Giảm phân - Đặc trưng cho tế bào sinh dục chín trong thời kỳ tạo giao tử - Tế bào con có bộ NST như tế bào mẹ - Tế bào con có bộ NST giảm đi một nửa so (2n) với tế bào mẹ (n) - Gồm 1 lần phân bào - Phức tạp hơn, gồm hai lần phân bào - Gian kỳ giữa hai lần nguyên nhiễm có - Kỳ chuyển tiếp giữa phân bào I và phân ... BẢN GIẢM PHÂN Giảm phân hệ thống hình thức phân bào Phân bào tế bào nhân sơ TRỰC PHÂN (Phân bào không tơ) SỰ PHÂN BÀO NGUYÊN PHÂN Phân bào tế bào nhân thực GIÁN PHÂN (Phân bào có tơ) GIẢM PHÂN... mô tả sơ đồ hình 18 Như hạt phấn thể giao tử đực, trình thụ tinh hình thành giao tử đực Túi phôi thể giao tử cái, túi phôi có chứa giao tử trứng 13 Hình 18: Sự hình thành thể giao tử đực thực... kí hiệu AaBbddXY giảm phân hình thành giao tử Có thể có cách xếp NST mặt phẳng xích đạo kì giảm phân I? Có loại giao tử tạo thành kết thúc giảm phân? Câu 11: Giảm phân trình phân bào biệt hóa