Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học 10 phần phân bào

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN Lời giới thiệu Phần phân bào phân kiến thức khó, nội dung kiến th ức xuyên suốt phần sinh học THPT, đặc biệt thi học sinh giỏi lớp 10, lớp 12 thi THPT qu ốc gia phần kiến thức trọng tâm, chiếm số lượng câu hỏi nhiều M ặt khác, ph ần lý thuyết học lớp có tiết chương trình sinh h ọc l ớp 10, v ới s ố ti ết học sinh khó nắm bắt hiểu khối lượng kiến th ức khổng lồ khó Trong chun đề tơi chủ yếu đề cập đến kiến thức phục v ụ cho trình bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 10, không đề cập đến ph ần ki ến th ức phân bào liên quan đến quy luật di truyền lớp 12 Xuất phát từ lý chọn “ Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học 10 - phần phân bào”, nhằm giúp cho thân hiểu rõ sâu phần kiến thức phân bào từ giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi hi ệu hơn, đồng thời mong chia sẻ với đồng nghiệp chuyên môn Tên sáng kiến: “Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học 10 - phần phân bào” Tác giả sáng kiến: - Họ tên: Trần Thị Thu Huyền - Địa tác giả sáng kiến: trường THPT Tam Dương II – Tam D ương – Vĩnh Phúc - Số điện thoại: 0967607860 - E_mail: tranthithuhuyen.gvtamduong2@vinhphuc.edu.vn Chủ đầu tư tạo sáng kiến: Trần Thị Thu Huyền – Giáo viên trường THPT Tam Dương II – Tam Dương – Vĩnh Phúc Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Áp dụng bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh học chuyên đề buổi chiều môn sinh học lớp 10 năm học 2018 – 2019 Ngày sáng kiến áp dụng: Từ ngày 01 tháng 01 năm 2019 Mô tả chất sáng kiến: VỀ NỘI DUNG SÁNG KIẾN A – Lý thuyết phân bào Chu kì tế bào hình thức phân bào 1.1 Chu kì tế bào 1.1.1 Khái niệm chu kì tế bào - Chu kì tế bào khoảng thời gian hai l ần nguyên phân liên ti ếp, nghĩa từ tế bào hình thành nagy sau lần nguyên phân th ứ cho t ới kết thúc lần nguyên phân thứ hai - Thời gian chu kì tế bào tùy thuộc lo ại tế bào c th ể tùy thuộc vào loài: Ví dụ: + Tế bào giai đoạn sớm phôi: 15 – 20 phút + Tế bào ruột: ngày phân bào lần + Tế bào gan: năm phân bào lần + Tế bào thần kinh: khơng phân bào - Chu kì đa số tế bào kéo dài 20 giờ, t ế bào chuy ển sang tr ạng thái phân hóa sớm chúng khả phân chia (nh tế bào th ần kinh tế bào sợi vân) - Chu kì tế bào gồm kì trung gian trình nguyên phân 1.1.2 Kì trung gian (giai đoạn chuẩn bị cho phân bào) Kì trung gian bao gồm ba pha: G1, S, G2 * Pha G1: + Là thời kì sinh trưởng chủ yếu tế bào + Diễn gia tăng tế bào chất, hình thành thêm bào quan khác nhau, phân hóa cấu trúc chức c t ế bào (t h ợp prôtêin) chuẩn bị tiền chất, điều kiện cho tổng hợp ADN + Độ dài thời gian tùy thuộc vào chức sinh lí t ế bào Ví dụ: Ở tế bào phơi thời gian pha G1 ngắn, tế bào thần kinh kéo dài suốt đời sống thể + Điểm kiểm soát R: Diễn cuối pha G 1, tế bào vượt qua điểm kiểm soát R tiếp tục vào pha S diễn nguyên phân, n ếu khơng v ượt qua điểm kiểm sốt R tế bào vào q trình biệt hóa, khơng phân chia Điểm kiểm soát chu kỳ tế bào tế bào sử dụng nhằm giám sát điều tiết diễn biến chu kỳ tế bào Điểm kiểm sốt có vai trị ngăn chặn chu kỳ tế bào số điểm định, nhờ tế bào kiểm định lại số diễn biến trình cần thiết sửa chữa chỗ sai hỏng ADN Tế bào thực pha chu kỳ thỏa mãn yêu cầu mà điểm kiểm soát đặt Lưu ý: - Ở người, có nhiều nguyên nhân làm cho tế bào b ị d ừng l ại pha G 1, có nguyên nhân từ sai hỏng ADN tác nhân phóng xạ, ho ặc hóa ch ất Quá trình nhân biết sai hỏng ADN điều chỉnh chu kì t ế bào giai đo ạn thực protein p53 + Nếu ADN hư hỏng nhẹ, protein p53 làm cho chu kì t ế bào t ạm d ừng lại pha G1 để sửa chữa ADN + Nếu ADN hư hỏng nặng protein p53 hoạt hóa gen d ẫn đ ến trình tự chết tế bào theo chương trình Những tế bào chứa đột biến gen p53 dạng đồng hợp (cả alen), t ế 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 t ế bào ung thư gây bệnh ưng thư - Đối với tế bào phơi sớm, chu kì tế bào kéo dài khoảng 30 phút đ ến gi chúng pha G1 Các yếu tố cần thiết pha G1 chuẩn bị trước có sẵn tế bào chất tế bào trứng - Trong trình phát triển phơi thai, pha G gen hệ gen hoạt hóa khác tổng hợp nên protein đặc thù t tạo nên dịng t ế bào xooma biệt hóa mơ quan khác c c th ể - Trong thể trưởng thành, mô v ẫn t ồn t ế bào g ốc (nh ững t ế bào giữ khả sinh trưởng, phân bào s ản sinh t ế bào bi ệt hóa c mơ).Ví dụ: Trong tủy xương có dịng tế bào gốc máu có ti ềm phân bào cho tế bào máu hồng cầu, bạch cầu loại * Pha S: + Tiếp sau pha G1 tế bào vượt qua điểm kiểm soát R + ADN nhân đôi la sở cho NST nhân đôi, NST t tr ạng thái đ ơn chuy ển sang trạng thái kép gồm sợi crơmatit đính tâm động ch ứa phân tử ADN + Ngồi cịn có nhân đơi trung tử (chỉ có t ế bào động v ật), có vai trị hình thành thoi phân bào sau T ế bào ti ếp t ục t h ợp ch ất c ần thiết gia tăng kích thước * Pha G2: + Diễn thời gian ngắn + Tiếp tục tổng hợp prôtêin có vai trị s ự hình thành thoi phân bào + NST giữ nguyên trạng thái cuối pha S + Cuối pha G2, có điểm kiểm soát gọi điểm kiểm soát G Nếu tế bào vượt qua điểm kiểm sốt bước vào giai đoạn th ứ hai: nguyên phân 1.2 Các hình thức phân bào Sự phân bào gồm hai hình thức: - Phân đơi (phân bào trực tiếp) hình th ức phân bào khơng có t hay khơng có thoi phân bào - Gián phân hình thức phân bào có tơ hay có thoi phân bào Gián phân g ồm có hai hình thức: ngun phân giảm phân 1.3 Phân bào tế bào nhân sơ - Hình thức phân bào: Phân đơi, hình th ức sinh s ản vơ tính vi khu ẩn - Có nhiều cách phân đơi phổ biến cách phân đôi t ạo vách ngăn để chia tế bào mẹ thành hai tế bào 1.4 Phân bào tế bào nhân thực - Hình thức gồm: Nguyên phân giảm phân - Nguyên phân hình thức phân bào nguyên nhi ễm, nghĩa t m ột t ế bào m ẹ qua nguyên phân cho hai tế bào có NST giống t ế bào m ẹ - Giảm phân hình thức phân bào giảm nhiễm, nghĩa t ế bào đ ược tạo thành qua giảm phân mang NST với số lượng giảm n ửa so với tế bào mẹ Nguyên phân 2.1 Quá trình nguyên phân Nguyên phân kiểu phân bào mà từ tế bào mẹ t ạo t ế bào có NST hoàn toàn giống giống với tế bào mẹ ban đ ầu Nguyên phân xảy tế bào sing dưỡng tế bào sinh dục s khai Nguyên phân giai đoạn chu kì tế bào, có đặc tr ưng là: - Chỉ xảy lần nhân đôi lần phân chia NST - Các tế bào tạo sau nguyên phân tiếp t ục chu kì nguyên phân Gồm giai đoạn: Phân chia nhân phân chia tế bào chất 2.1.1 Sự phân chia nhân Gồm kì: Kì đầu (kì trước), kì giữa, kì sau kì cu ối Diễn biến kì: Cac ki Ki đâu: Kì giưa: Kì sau: Kì ci: 2.1.2 Phân chia tế bào chất Sau hoàn tất việc phân chia vât chất di truyền, tê bào ch ất băt đâu phân chia thành tê bào - Ở tế bào động vật với xuất nhân màng nhân t ế bào chất bắt đầu phân chia cách thắt dần lại phần gi ữa c t ế bào hình thành tế bào tách biệt - Ở tế bào thực vật, nguyên phân diễn tương tự trình nguyên phân động vật, khác kì cuối tế bào chất khơng thắt lại mà hình thành vách ngăn để ngăn tế bào mẹ thành tế bào 2.1.3 Kết Từ tê bào mẹ ban đâu (2n) sau lân nguyên phân t ạo tê bào có bơ NST giông giông mẹ * Lưu ý: - Khi phân bào, phân chia nhân mà không phân chia t ế bào ch ất t ạo tế bào nhân, sau tế bào nhân tạo tế bào đa nhân, ví d ụ nh t ế bào gan - Nếu ADN NST nhân đơi khơng hình thành thoi phân bào t ế bào bị ách lại kì giữa, NST khơng phân chia v ề t ế bào mà lại tế bào tạo thành tế bào đa bội (có số lượng NST tăng nhi ều l ần) kì sau, kì cuối không xảy 2.1.4 Ý nghĩa nguyên phân - Ý nghĩa sinh học: + Nguyên phân phương thức sinh sản tế bào nh ững sinh v ật đơn bào nhân thực + Nhơ nguyên phân ma giup cho thê đa bao lơn lên phát tri ển + Nguyên phân la phương thức truyền đạt ổn đinh bô NST đăc tr ưng cua loài từ tê bào sang tê bào khác, từ thê hệ thê sang thê h ệ c thê khác lồi sinh san vơ tính + Sư sinh trưởng cua mô, tái sinh bô phân bi t ổn th ương nh trình nguyên phân - Ý nghĩa thực tiễn: - Là sở khoa học cho phương pháp nhân giống vơ tính v ật ni trồng, tạo giống có suất cao, phẩm chất t ốt, rút ng ắn th ời 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 b ảo t ế 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 hi ệu ều hịa) tác động để làm dừng chu kì hay tiếp tục chu kì Có ểm ki ểm soát: ểm kiểm soát pha G1, điểm kiểm soát pha G2 điểm kiểm sốt pha M Trong đó, điểm kiểm soát pha G coi điểm quan trọng Nếu tế bào vượt qua pha G thường vượt qua pha G2, M Nếu tế bào khơng vượt qua vào biệt hóa, khơng phân chia (gọi pha G0) Ở người, tế bào thần kinh tế bào trưởng thành không phân chia, tế bào gan bình th ường pha G0, có tín hiệu (nhân tố sinh trưởng tổn thưởng) quay tr l ại chu kì 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 t ổ chức, hình thành nên khối u xâm lấn mô, gọi ung th Giảm phân 4.1 Khái quát giảm phân - Giảm phân trình phân chia tế bào mà t m ột t ế bào m ẹ t ạo 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 th ụ tinh sinh sản hữu tính Vì thế, coi q trình phân bào đ ặc tr ưng c 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 t ục gi ảm phân n ữa 4.2 Diễn biến trình giảm phân Giảm phân trải qua hai lần phân bào với diễn biến nh sau: Thời kì Kì trung gian Giảm phân I K K K Kì trung gian Giảm phân II K K K 4.3 Kết Từ tế bào mẹ có NST lưỡng bội (2n) qua hai lần phân bào liên ti ếp tạo tế bào mang NST đơn bội (n) => số lượng NST gi ảm nửa diễn theo công thức: (2n x 2) : = n Các tế bào c s đ ể hình thành giao tử * Lưu ý: Giảm phân chế để tạo giao tử Sau giảm phân, t ế bào biệt hóa thành giao tử Tuy nhiên q trình khác gi ới đ ực giới Sự phát triển tế bào sinh dục 5.1 Tế bào sinh dục - Ở loài phân hóa tế bào sinh dục có loại: tế bào sinh d ục đ ực (giao t đ ực) kí hiệu ♂ tế bào sinh dục (giao tử cái) kí hiệu ♀ - Giao tử đực giao tử thê l ưỡng tính (đa s ố th ực v ật số động vật giun, sán lá) - Giao tử đực giao tử thể đơn tính khác + Cơ thể đực mang quan sinh dục đực + Cơ thể mang quan sinh dục Có đa số động vật số thực vật bậc cao - Ở động vật, giao tử trứng sinh từ quan sinh d ục bu ồng trứng, giao tử đực tinh trùng sinh từ quan sinh d ục đực tinh hoàn 5.2 Sự phát triển tế bào sinh dục động vật phân tính Có thể coi tinh hoàn buồng trứng tập hợp hệ thống ống d ẫn gồm vùng: Vùng sinh sản, vùng sinh trưởng, vùng chín * Vùng sinh sản: Các tế bào sinh dục đực có NST 2n nguyên phân liên ti ếp s ố l ần để tạo nhiều tế bào 2n * Vùng sinh trưởng: Các tế bào sinh dục sơ khai lớn hơn, tăng kích thước khối t ế bào chất đặc biệt tế bào sinh dục lớn nhanh, khối l ượng t ế bào ch ất nhi ều, khối lượng nhân nhiều để dự trữ nhiều chất dinh dưỡng nuôi h ợp t phát triển giai đoạn đầu sau * Vùng chín: - Tế bào sinh dục đực tế bào sinh dục trở thành tế bào sinh tinh t ế bào sinh trứng có NST 2n thực giảm phân gồm l ần phân bào nh ưng NST tự nhân đôi lần - Kết quả: + Từ tế bào sinh tinh 2n qua lần phân bào t ạo đ ược tinh trùng đơn bội n có khả tham gia thụ tinh + Từ tế bào sinh trứng 2n qua lần phân bào ch ỉ t ạo đ ược tr ứng đơn bội n có khả tham gia thụ tinh thể định h ướng n khơng có kh ả tham gia thụ tinh Ý nghĩa trình giảm phân - Ý nghĩa sinh học: + Là khâu tạo thành giao tử mang NST đơn bội, khâu b bu ộc c trình sinh sản hữu tính góp phần ổn định NST qua th ế h ệ + Trong sinh sản hữu tính, giảm phân phối hợp với th ụ tinh t ạo nên s ự đa dạng di truyền làm nguyên liệu cho tiến hóa ch ọn gi ống - Ý nghĩa thực tiễn: Ưu sinh sản hữu tính so với sinh s ản vơ tính ứng dụng phương pháp lai tạo phục vụ cho công tác t ạo gi ống B - BÀI TẬP VẬN DỤNG I Công thức thường sử dụng Số tế bào số nguyên liệu liên quan tới nguyên phân Gọi x số lần nguyên phân a tế bào lưỡng bội 2n ban đầu => Số tế bào tạo thành = a.2x => Nguyên liệu tương đương với số NST môi trường cung c ấp = (2 x - 1).a.2n Số lượng trạng thái NST, số tâm động, số crômatit giai đo ạn khác trình nguyên phân: Kì nguyên phân Cấu trúc Số NST trạng thái NST Số tâm động Số Crômatit Số lượng giao tử tạo qua giảm phân Số tinh trùng tạo = số tế bào sinh tinh Số trứng tạo = số tế bào sinh trứng Số thể định hướng (thể cực) = số tế bào sinh trứng Loại giao tử tạo qua giảm phân * Nếu q trình giảm phân khơng xảy trao đổi chéo thì: - Số loại giao tử tối đa xuất hiện: n - Tỷ lệ loại giao tử là: 1/2n * Nếu có trao đổi chéo m cặp NST tương đồng (m ≤ n m ỗi c ặp có trao đ ổi chéo xảy điểm) thì: - Số loại giao tử tối đa xuất hiện: n+m - Tỷ lệ loại giao tử: 1/2n+m AI Bài tập Dạng câu hỏi lý thuyết Câu 1: Trong trình giảm phân tạo giao tử, nêu t ượng làm cho loại giao tử tạo thành có tổ hợp khác NST Trả lời: - Sự trao đổi chéo NST không chị em kì đầu giảm phân I - Ở kì I, xếp NST kép tương đồng mặt phẳng xích đ ạo theo nhiều cách khác 10 21 128 10 - Số lượng tế bào sinh dục ch ưa bước vào vùng chín đ ược t ạo t nhóm tế bào trên: Nếu tế bào tế bào sinh trứng tạo 320 t ế bào tr ứng, khơng đủ hồn tất q trình thụ tinh Vậy nhóm tế bào t ế bào gi ới tính đ ực Vì 320×4=1280 tạo được: tinh trùng c Gọi số đợt nguyên phân hợp tử nhóm B k Suy s ố l ần nguyên phân hợp tử nhóm A 2k Theo gi ả thi ết ta có ph ương trình: k 2k 10240 ( 2k×64+22k ×64 )×8=10240 = +2 = 8×64 =20 Đặt k=1, ta có: Đặt k=2, ta có: Số đợt nguyên phân hợp tử nhóm A đợt nhóm B đ ợt Bài 5: Tổng số tế bào sinh tinh trùng sinh tr ứng loài b ằng 320 T số NST đơn tinh trùng tạo nhiều NST tr ứng 18240 Các trứng tạo thụ tinh Một trứng th ụ tinh v ới m ột tinh trùng tạo hợp tử lưỡng bội bình thường Khi khơng có trao đ ổi đoạn khơng có đột biến lồi tạo nên 219 loại trứng a Nếu tế bào sinh tinh trùng sinh tr ứng đ ều đ ược t ạo t t ế bào sinh dục sơ khai đực tế bào sinh dục sơ khai m ỗi loại t ế bào tr ải qua đợt nguyên phân b Tìm hiệu suất thụ tinh tinh trùng? c Số lượng NST đơn tương đương mà môi trường cung c ấp cho m ỗi t ế bào sinh dục sơ khai để tạo trứng bao nhiêu? Hướng dẫn giải a Gọi số lượng tế bào sinh tinh trùng x, gọi số lượng tế bào sinh tr ứng y (với điều kiện x, y số nguyên dương, thỏa mãn công thức k) Theo giả thiết theo lí thuyết giảm phân ta có hệ phương trình: {x+ y=320¿¿¿¿ ta có {x=256¿¿¿¿ (bộ NST lồi 2n=38, có 219 loại trứng) Số đợt nguyên phân tế bào sinh dục đực: 2k =256 k = đợt Số đợt nguyên phân tế bào sinh dục cái: 2k = 64  k = đợt 22 b Theo giả thiết tế bào trứng th ụ tinh, v ậy có 64 h ợp t Đ ể t ạo 64 hợp tử phải có 64 tinh trùng thụ tinh v ới tr ứng t s ố tinh trùng tạo 1024 256 × = 1024 Hiệu suất thụ tinh tinh trùng c Số lượng NST đơn tương đương cung cấp cho tế bào sinh d ục cái: - Ở vùng sinh sản: (64-1) × 38 NST = 2394 NST - Ở vùng chín: 64 × 38 NST = 2432 NST Tổng số NST đơn tương đương cung cấp cho tế bào sinh dục đ ể tạo trứng: = 2349 + 2432 = 4826 NST Bài 6: Tế bào lưỡng bội ruồi giấm có khoảng 5,66 ¿ 108 nuclêơtit Nếu chiều dài trung bình nhiễm sắc thể ruồi giấm kì dài kho ảng micrơmét, cuộn chặt lại làm ngắn lần so v ới chi ều dài kéo th ẳng c phân tử ADN? Hướng dẫn giải Ruồi giấm có NST, chiều dài NST ruồi giấm là: ,66×10 ×3,4 Α=9,622×108 Α Chiều dài trung bình phân tử ADN ruồi giấm = 9,622×10 =1,2028×108 Α8 = × NST ruồi giấm kì có chiều dài μm 104 Α = Vậy NST kì cuộn chặt với số lần Bài Trong tế bào người , nhiễm sắc thể 2n chứa hàm lượng ADN x 109 cặp nuclêôtit Hãy cho biết tế bào sau ch ứa c ặp nuclêôtit ? a Tế bào pha G1 b Tế bào pha G2 c Tế bào nơron d Tinh trùng Hướng dẫn giải a Tế bào pha G1 : x 109 (cặp nucleotit) b Tế bào pha G2 : x 109 x (cặp nucleotit) = 12 x 109 (cặp nucleotit) c Tế bào nơron : x 109 (cặp nucleotit) d Tinh trùng : x 109 (cặp nucleotit) 23 Bài 8: a Các tế bào 1,2,3 hình kì nào, thu ộc ki ểu phân bào ? ( Cho bi ết nhiễm sắc thể lưỡng bội loài 2n = 4) b Một cặp nhiễm sắc thể tương đồng, mà nhiễm sắc thể có 400 nuclêơxơm Mỗi đoạn nối ADN trung bình có 80 cặp nu Số đoạn nối s ố nuclêơxơm Khi cặp NST tái lần liên tiếp, môi trường n ội bào cung c ấp nguyên liệu tạo nên nuclêôxôm tương đương với nuclêôxôm? S ố lượng prôtêin histon loại cần phải cung cấp bao nhiêu? Hướng dẫn giải a Tế bào kì sau giảm phân Tế bào kì sau nguyên phân Tế bào kì sau giảm phân b Tổng số nu có sợi ADN NST [400 x 146 x 2] + [ 80 x x (400 – 1)] = 180640 nu Khi cặp NST tái lần liên tiếp, môi trường nội bào cung c ấp nguyên liệu tạo nên nulêôxôm tương đương với số lượng sau: (22-1) 400 x = 2400 nuclêôxôm Số lượng prôtêin histon loại cần cung cấp: (22 – 1) 400 x x = 19200 prôtêin Bài 9: Một tế bào sinh dưỡng lúa 2n = 24 NST Nguyên phân liên ti ếp l ần Nhưng kết thúc lần phân bào 3; số tế bào con, tác nhân đ ột bi ến có tế bào bị rối loạn phân bào xảy tất cặp nhiễm sắc th ể a Tìm số lượng tế bào hình thành? b Tính tỉ lệ tế bào đột biến với tế bào bình thường c Trong lần phân bào mơi trường tế bào cung c ấp nguyên li ệu tương đương để tạo nhiễm sắc thể đơn mới? Hướng dẫn giải a Kết thúc nguyên phân lần tạo tế bào: t ế bào v ẫn ngun phân bình thường, cịn tế bào bị rối loạn.7 tế bào bình th ường nguyên phân ti ếp l ần t ạo ra: x 23 = 56 tế bào Một tế bào bị rối loạn phân bào lần thứ tạo nhiễm sắc th ể 4n = 48 nhi ễm sắc thể tồn tế bào Tế bào tiếp tục tr ải qua l ần phân bào tạo nên tế bào tứ bội Vậy tổng số tế bào hình thành: 56 + = 60 t ế bào b Tỉ lệ tế bào đột biến với tế bào bình thường 4/56 = 1/14 c Số lượng NST đơn cần cung cấp: [(23 – 1) x 24] + [(23 – 1) x 24 x 7] + [ (22 – 1) 24 x 2] = 1488 NST 24 Bài 10: a Tại NST co xoắn tối đa trước bước vào kì sau? Đi ều x ảy kì trước nguyên phân thoi phân bào bị phá hu ỷ? Hi ện t ượng NST tương đồng bắt đôi với có ý nghĩa gì? b Ruồi giấm có NST 2n = Một nhóm tế bào sinh d ục c ru ồi gi ấm mang 128 NST kép Nhóm tế bào kì có số l ượng bao nhiêu? Bi ết diễn biến nhóm tế bào Hướng dẫn giải a Các NST phải co xoắn tối đa trước bước vào kì sau để việc phân chia đ ược dễ dàng khơng bị rối kích thước NST - Ở kì trước nguyên phân thoi phân bào b ị phá hu ỷ NST không di chuyển tế bào tạo tế bào tứ bội NST nhân đôi - Hiện tượng NST tương đồng bắt đơi với có ý nghĩa: + Các NST tương đồng giảm phân tiếp hợp v ới nên có th ể x ảy trao đổi chéo làm tăng biến dị tổ hợp + Mặt khác NST tương đồng bắt đôi cặp nên s ự phân li c NST làm giảm số lượng NST nửa (các NST kép tập trung thành hàng m ặt phẳng xích đạo chúng bắt đơi với nhau) b NST kép kì sau: Kì trung gian lần phân bào I sau nhân đơi, kì đầu I, kì I, kì sau I, kì cu ối I, kì đ ầu II, kì gi ữa II + Số lượng tế bào kì I: 128 : = 16 tế bào + Số lượng tế bào giảm phân II: 128 : = 32 tế bào Bài 11: a Sự biến đổi hình thái NST trình phân bào có ý nghĩa gì? b Hiện tượng NST giảm nửa xảy thời điểm giảm phân? Giải thích? c Tế bào sinh dục gà có 2n = 78 Tế bào nguyên phân đ ợt liên ti ếp giảm phân tạo giao tử Hãy tính số lượng NST đơn môi tr ường cung cấp cho tế bào trình tạo giao tử s ố giao t đ ược tạo thành Hướng dẫn giải a – NST dãn xoắn dạng sợi mảnh thực chức tổng h ợp ADN, ARN, prôtêin… - NST co ngắn, co ngắn cực đại  phân li đặn VCDT cho tế bào b Lần phân bào thứ giảm phân, NST s ắp x ếp thành hai hàng mặt phẳng xích đạo thoi vơ sắc NST kép c ặp t ương đ ồng phân li hai cực tế bào… c 78 x (25 – 1) x = 9672 NST đơn 25 tế bào trứng; 25 x tinh trùng Bài 12: Một tế bào sinh dục sơ khai ruồi giấm tiến hành nguyên phân liên tiếp số lần tạo số tế bào hệ cuối có 512 NST trạng thái chưa nhân đơi a Hãy xác định số đợt phân bào tế bào sinh dục sơ khai nói b Các tế bào tạo thành nói trở thành t ế bào sinh tr ứng: - Khi tế bào sinh trứng giảm phân lấy nguyên li ệu t môi tr ường n ội bào tạo NST đơn? - Q trình giảm phân hồn thành t ạo đ ược tr ứng tổng số NST tế bào trứng bao nhiêu? - Biết hiệu suất thụ tinh trứng 25% tr ứng th ụ tinh c ần triệu tinh trùng tham gia Hãy xác định số tinh trùng tham gia th ụ tinh cho 25% số trứng nói Hướng dẫn giải a Ở Ruồi giấm NST 2n = Gọi k số lần nguyên phân tế bào Theo ta có: 2n x 2k = 512 => k = b Số tế bào sinh trứng tạo sau lần nguyên phân liên ti ếp = 64 tế bào - Khi tế bào sinh trứng giảm phân lấy nguyên li ệu t môi tr ường n ội bào cung cấp để tạo số NST đơn là: x 64 = 512 NST đơn - Q trình giảm phân hồn thành tạo số tr ứng là: 64 x = 64 (Vì lần giảm phân tế bào sinh trứng tạo tr ứng) Tổng số NST tế bào trứng là: 64 x = 256 NST đơn - Số tinh trùng tham gia thụ tinh cho 25% số trứng là: 64 x 25% x 1000000 = 16.000.000 tinh trùng Bài 13: Ở thể đực loài gia súc, theo dõi phân chia hai nhóm t ế bào: nhóm tế bào sinh dưỡng nhóm tế bào sinh dục vùng chín T số tế bào ban đầu hai nhóm 16 Cùng với s ự giảm phân tạo tinh trùng c tế bào sinh dục, tế bào sinh dưỡng nguyên phân m ột s ố đợt b ằng Khi kết thúc trình giảm phân tế bào sinh d ục t s ố t ế bào hai nhóm sinh 104 tế bào tổng số NST đơn mà môi tr ường n ội bào phải cung cung cấp cho hai trình 4560 NST a Xác định số lần nguyên phân tế bào sinh dưỡng? b Xác định số tế bào ban đầu nhóm? c Xác định NST lưỡng bội loài? Hướng dẫn giải Gọi x số tế bào sinh dưỡng; y số tế bào sinh dục chín 26 Ta có: x + y = 16 => y = 16 – x (1) Gọi a số lần nguyên phân (cũng số lần giảm phân) Ta có: x 2a + 4y = 104 (2) Thế (1) vào (2) ta có: x 2a - 4x = 40 (Chia vế cho 4) ↔ x a – – x = 10 = (1.10 2.5) ↔ x (2 a – – 1) = 10 Vì (2 a – – 1) số lẻ nên a – – = Nếu: a – – = => a = x = 10 Nếu: a – – = => a – = (loại) b Số lần nguyên phân tế bào sinh dưỡng lần c Số tế bào sinh dưỡng ban đầu 10 tế bào Số tế bào sinh dục ban đầu tế bào d Số NST lưỡng bội loài là: 2n (23 - 1) 10 + 2n = 4560 => 2n = Bài 14: Ở Ruồi giấm có 2n = a Một nhóm tế bào sinh dục thực trinh giảm phân có t ất c ả 128 NST kép - Hãy xác định nhóm tế bào kỳ nào? - Tính số lượng tế bào thời điểm tương ứng? b Một nhóm tế bào sinh dục khác có tất 512 NST đơn, phân li v ề c ực tế bào - Xác định số lượng tế bào nhóm - Tính số tế bào nhóm tế bào k ết thúc phân bào Biết rằng: diễn biến nhóm tế bào nh t ế bào chất phân chia kết thúc kì cuối lần phân bào Hướng dẫn giải a Nhóm tế bào thực trình giảm phân kì: - Kì trung gian; kì dầu; kì c gi ảm phân I Số lượng tế bào thời điểm là: 16 tế bào - Kì đầu; kì giảm phân II Số lượng tế bào thời điểm là: 32 tế bào b Kì sau lần giảm phân II, với số lượng tế bào: 64 t ế bào - Số tế bào tạo ra: 64 = 128 tê bào - Số NST của: Mỗi tế bào NST; tế bào: 128 = 512 NST 27 - Số tinh trùng tham gia thụ tinh: (128 25): 100 = 32 - Số hợp tử tạo thành = số tinh trùng tham gia thụ tinh = 32 h ợp t Bài 15: Một nhóm tế bào sinh dục sơ khai có số lần nguyên phân nh nhau, qua giai đoạn phát triển từ vùng sinh sản sang vùng chín địi h ỏi mơi tr ường nội bào cung cấp số nguyên liệu để hình thành nên 1920 NST đơn S ố NST đ ơn giao tử số tế bào sinh dục sơ khai ban đầu 1/4 t s ố t ế bào tham gia vào đợt nguyên phân cuối vùng sinh s ản T s ố giao t tạo tổng số 1/156 kiểu tổ hợp giao tử có a Xác định NST lưỡng bội (2n) loài b Số NST đơn mà môi trường nội bào phải cung cấp cho m ỗi giai đoạn phát triển tế bào sinh dực cho ;à bao nhiêu? c Cá thể thuộc giới tính nào? (Biết q trình giảm phân tạo giao t bình thường, khơng có trao đổi đoạn đột biến) Hướng dẫn giải a Xác định NST lưỡng bội (2n): Đặt x = 2n (bộ NST lưỡng bội) a: số tế bào sinh dục sơ khai ban đầu a = x/2 k: số lần nguyên phân Ta có: x/2.x.(2k - 1) + x/2.x.2k = 1920 Và Từ (2) => 2k-1 = = 22 => k = Thay giá trị k vào (1), ta có: x = 2n = 16, a = Vậy NST lưỡng bội 2n = 16 b Số NST đơn cần cung cấp cho giai đoạn: - Giai đoạn sinh sản (ở vùng sinh sản): a.2n.(2k - 1) = 8.16.7 = 896 NST - Giai đoạn sinh trưởng (ở vùng sinh trưởng): Tế bào sinh dục gia tăng kích thước, tích trữ chất dinh dưỡng nên cần số NST = - Giai đoạn chín (ở vùng chín): Tế bào sinh dục qua giảm phân: a.2n.2k = 8.16.8 = 1024 NST c Giới tính: Số kiểu hợp tử loài: 22n = 216 = 65536 (kiểu) Tổng số giao tử tạo ra: 65536/256 = 256 Số tế bào sinh dục (2n) bước vào giảm phân: a.2 k = 64 28 Mỗi tế bào sinh dục (2n) qua giảm phân tạo giao t = 256/64 = Một tế bào sinh dục (2n) qua lần giảm phân tạo giao t (n) Vậy cá thể khảo sát cá thể đực Dạng 3: Bài tập đề thi học sinh giỏi tỉnh Vĩnh Phúc Bài 1: (HSG 2009-2010) Trong tinh hồn gà trống có 6250 tế bào sinh tinh đ ều qua gi ảm phân hình thành tinh trùng Nhưng trình giao ph ối v ới gà mái ch ỉ có 1/1000 số tinh trùng trực tiếp thụ tinh với tr ứng Các tr ứng hình thành buồng trứng gà mái đẻ thu 32 tr ứng Nh ưng sau ấp, ch ỉ nở 25 gà Biết gà 2n = 78 a Tính số lượng tinh trùng hình thành, số lượng tinh trùng tr ực ti ếp th ụ tinh với trứng b Cho biết số lượng tế bào sinh trứng gà mái s ố NST b ị tiêu bi ến thể định hướng tế bào sinh trứng qua giảm phân Hướng dẫn giải a Số tinh trùng hình thành là: 6250 x = 25 000( tinh trùng) - Số tinh trùng trực tiếp tham gia th ụ tinh với tr ứng: 25 000 x 1/1000 = 25(tinh trùng) b Số lượng tế bào sinh trứng = số lượng trứng tạo = 32 tế bào - Số thể định hướng bị tiêu biến có số nhiễm sắc thể là: 32 x x 39 = 3744 (NST) Bài 2: (HSG THPT chuyên 2010 - 2011) Một lồi 2n = 40, có chu kì tế bào diễn 11 Th ời gian kì trung gian nhiều thời gian phân bào chu kì t ế bào gi Trong nguyên phân, thời gian diễn kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cu ối t ương ứng v ới t ỉ l ệ : : : Một hợp tử tiến hành phân chia liên tiếp nhiều lần t ạo t ế bào a Xác định thời gian kì trung gian, thời gian nguyên phân th ời gian t ừng kì c nguyên phân? b Xác định số nhiễm sắc thể trạng thái tồn c nhiễm s ắc th ể t ế bào thời điểm 32 Hướng dẫn giải a * Gọi x thời gian kì trung gian c chu kì t ế bào, y th ời gian nguyên phân Theo ta có: x + y = 11 29 x–y=9 => x = 10, y = Vậy kì trung gian diễn 10 giờ, nguyên phân di ễn * Thời gian diễn kì nguyên phân: - Thời gian kì đầu = thời gian kì cuối = (3/10) x gi = 0,3 = 0,3 x 60 phút = 18 phút - Thời gian kì = thời gian kì sau = (2/10) x 1gi = 0,2 = 0,2 x 60 phút = 12 phút b Tại thời điểm 32 giờ: 11 x + 10 => hợp tử nguyên phân hai lần tạo 22 = tế bào mới, tế bào vừa kết thúc kì trung gian - Số lượng nhiễm sắc thể: 40 x = 160 - Trạng thái nhiễm sắc thể: Trạng thái kép Bài 3: (HSG 2010 - 2011) Ở ruồi giấm, tế bào nguyên phân liên tiếp số l ần, t ế bào tạo qua giảm phân tạo giao tử Các giao tử hình thành tham gia th ụ tinh với hiệu suất 12,5% tạo 16 hợp tử Tổng số nguyên li ệu t ương đ ương v ới số nhiễm sắc thể đơn mà mơi trường cung cấp cho q trình 504 Xác đ ịnh số lần nguyên phân tế bào ban đầu giới tính ru ồi giấm Hướng dẫn giải - Số giao tử tạo : (16 x 100) : 12,5 = 128 - Gọi k số lần guyên phân 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 trình giảm phân : 2k.2n = 2k => Từ giả thiết ta có : (2k – 1)8 + 2k = 504 < Số lần nguyên phân k = - Số tế bào tạo qua nguyên phân (tế bào sinh giao t ử) : = 32 - Số giao tử sinh từ tế bào sinh giao tử : 128/32 = Một tế bào sinh giao tử qua giảm phân tạo giao tử Ru ồi giấm đ ực Bài 4: (HSG 2011 - 2012) a Tại nhiễm sắc thể phải co xoắn tối đa trước b ước vào kì sau c trình phân bào? Điều xảy kì tr ước c ngun phân thoi phân bào khơng hình thành? 30 b Gia sư môt loai đông vât co bô nhiêm săc thê 2n = 10 Xet 15 tê bao sinh tinh chin va 15 tê bao sinh trưng chin giam phân binh th ường Xac đinh sô loai tinh trung va sô loai trưng tối đa khac vê tơ hơp nhiêm săc thê có th ể đ ược t ạo trương hơp co trao đôi cheo tai môt điêm môt căp nhiêm săc thê t ương đồng? c Ở vung sinh san cua môt đông vât co tê bao sinh d ục s khai nguyên phân môt sô lân liên tiếp đoi hoi môi trương nôi bao cung câp nguyên liêu t ương đ ương 1496 nhiêm săc thê đơn Cac tế bào sinh đêu giam phân tao đ ược 152 giao t môi trương phải cung câp 1672 nhiêm săc thê đơn Xac đinh bô nhiêm săc thê lương bôi (2n) va giơi tinh cua loai? Hướng dẫn giải a - Các NST phải co xoắn tối đa trước bước vào kì sau để việc di chuy ển cực tế bào dễ dàng, không bị rối loạn kích th ước NST - Nếu kì trước nguyên phân thoi phân bào khơng đ ược hình thành NST khơng phân li cực tế bào => tế bào không phân chia => t ạo t ế bào có NST tăng gấp đơi(4n) b - Sơ loai tinh trung tối đa tao ra: 15 x = 60 loai - Sô loai trưng tối đa tao ra: 15 x = 15 loai c - Bô nhiêm săc thê 2n cua loai = (1672-1496)/4 = 44 NST - Giơi tinh: Sô tê bao sinh giao tư = 1672/44 = 38 Sô giao tư giao tử sinh từ tế bào sinh giao tử = 152/38 = => Giơi đưc Bài 5: (Đề HSG 2017-2018) Ở loài động vật, xét 50 tế bào trứng 50% tế bào sinh tinh đ ều có ki ểu gen Bb Trong trình giảm phân phát sinh giao t ử, 10 t ế bào sinh tinh có q trình giảm phân I diễn bình thường, trình gi ảm phân II x ảy không phân li NST tế bào chứa alen B Các tế bào sinh tinh l ại tế bào sinh trứng có q trình giảm phân diễn bình th ường Theo lý thuy ết: - Có giao tử đực bình th ường hình thành? - Trong số giao tử đực, tỉ lệ giao tử đực bình th ường ch ứa alen b b ằng bao nhiêu? - Nếu tinh trùng trứng tạo t trình gi ảm phân th ụ tinh ngẫu nhiên với để tạo thành hợp t có th ể có nh ững lo ại h ợp tử hình thành? - Giả sử có 10 hợp tử hình thành, tính hiệu su ất th ụ tinh c tr ứng? Hướng dẫn giải - 40 tế bào sinh tinh giảm phân bình thường tạo ra: 40 x = 160 giao t đ ực (80B: 80b) 31 - 10 tế bào sinh tinh xảy không phân li gi ảm phân II t ế bào chứa gen B tạo 20 giao tử mang alen b (giao t bình th ường), 10 giao t đ ực chứa alen BB 10 giao tử đực không chứa alen alen B b - Vậy số giao tử đực bình thường hình thành là: 160 + 20 = 180 giao t - Tỉ lệ giao tử tạo là: BB; Bb; bb; BBB; BBb; B; b - 50 tế bào sinh trứng tạo 50 trứng Hiệu suất thụ tinh trứng = (10 : 50) x 100% = 20% - Về khả áp dụng sáng kiến: Áp dụng trình bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 10 dạy chuyên đề buổi chiều cho l ớp theo ban khoa học tự nhiên trường THPT Tam Dương II - Tam Dương - Vĩnh Phúc Những thông tin cần bảo mật: Không Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến: Nhà trường tạo điều kiện sở vật chất bố trí thời gia h ợp lý đ ể giáo viên áp dụng sáng kiến trình b ồi d ưỡng h ọc sinh gi ỏi h ọc chuyên đề buổi chiều 10 Đánh giá lợi ích thu được: - Học sinh nắm vững kiến thức phần phân bào - Vận dụng kiến thức phần phân bào để giải t ập phân bào - Sử dụng kiến thức phần phân bào giải tập v ề quy lu ật di truyền phần sinh học lớp 12 - Áp dụng sáng kiến trình bồi dưỡng học sinh gi ỏi ph ục v ụ cho kì thi học sinh giỏi cấp tỉnh năm học 2018 – 2019 - Tổng hợp nội dung kiến thức phần phân bào đ ề thi h ọc sinh giỏi tỉnh tỉnh Vĩnh Phúc năm gần 11 Danh sách tổ chức/cá nhân tham gia áp d ụng th ho ặc áp dụng sáng kiến lần đầu: STT Tên tổ chức / cá nhân 01 Trần Thị Thu Huyền 32 Trần Thị Thu Huyền 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sách giáo khoa sinh học 10 - ban bản, Nxb Giáo d ục Vi ệt Nam [2] Sách giáo khoa sinh học 10 - ban nâng cao, Nxb Giáo d ục Vi ệt Nam [3] Hỏi đáp sinh học 10, Trần Ngọc Oanh (chủ biên), Nxb Giáo d ục Vi ệt Nam [4] Bài giảng lời giải chi tiết sinh học 10, Phan Kh ắc Ngh ệ, Nxb Đ ại h ọc qu ốc gia Hà Nội [5] Tuyển tập 20 năm đề thi Olypic 30 tháng sinh h ọc 10, Nxb Đ ại h ọc qu ốc gia Hà Nội [6] Bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học 10, Phan Khắc Nghệ - Trần M ạnh Hùng, Nxb Đại học quốc gia Hà Nội [7] Sưu tầm câu hỏi đề thi qu ốc gia c năm, đ ề thi h ọc sinh giỏi tỉnh, tài liệu Internet 34 ... thức phân bào Sự phân bào gồm hai hình thức: - Phân đơi (phân bào trực tiếp) hình th ức phân bào khơng có t hay khơng có thoi phân bào - Gián phân hình thức phân bào có tơ hay có thoi phân bào. .. ọc sinh gi ỏi h ọc chuyên đề buổi chiều 10 Đánh giá lợi ích thu được: - Học sinh nắm vững kiến thức phần phân bào - Vận dụng kiến thức phần phân bào để giải t ập phân bào - Sử dụng kiến thức phần. .. với s ự giảm phân tạo tinh trùng c tế bào sinh dục, tế bào sinh dưỡng nguyên phân m ột s ố đợt b ằng Khi kết thúc trình giảm phân tế bào sinh d ục t s ố t ế bào hai nhóm sinh 104 tế bào tổng số