III. CƠ CHẾ XÁC ĐỊNH GIỚI TÍNH
3. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự phân hóa giới tính
a. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự phân hóa giới tính
- ảnh hưởng của môi trường trong : hooc môn sinh dục, rối loạn nội tiết cũng dẫn đến biến đổi giới tính.
Ví dụ: dùng metyl testosteron tác động vào cá vàng cái có thể biến cá thành cá đực (về kiểu hình)
- ảnh hưởng của môi trường ngoài : nhiệt độ, nồng độ CO2, ánh sáng, điều kiện thụ tinh cũng ảnh hưởng đến tỉ lệ đực cái.
Ví dụ : Một số loài rùa biển, ở nhiệt độ dưới 280C, trứng nở thành con đực, ở nhiệt độ trên 320C, trứng nở thành con cái.
- Dưa chuột nếu được hun khói thì số hoa cái tăng lên - Thầu dầu trồng trong ánh sáng yếu thì số hoa đực giảm
- Tinh trùng thỏ để 12h mới cho thụ tinh thì tỉ lệ đực tăng lên 2 lần. Lợn nái động đực 12h mới cho thụ tinh thì tỉ lệ đực cũng tăng gấp rưỡi. Lợn nái được ăn uống đầy đủ thì số lợn cái trong lứa đẻ có thể bằng 1,5 lần số lợn đực.
b. Ý nghĩa của việc xác định giới tính:
- Nắm được cơ chế xác định giới tính và những yếu tố ảnh hưởng đến sự phân hóa giới tính, người ta có thể chủ động điều chỉnh tỉ lệ đực cái ở vật nuôi cho phù hợp với mục đích sản xuất.
Ví dụ: nuôi gà đẻ cần nhiều gà mái, nuôi gà thịt cần nhiều gà trống, nuôi tằm cần nhiều tằm đực cho nhiều tơ và chất lượng tơ tốt hơn, nuôi lợn thịt cần nhiều lợn đực, ….
- Cần lưu ý việc điều chỉnh tỉ lệ giới tính 1 cách lệch lạc dẫn đến mất cân bằng giới tính là 1 nguy cơ của xã hội loài người
CÂU HỎI ÔN TẬP
Câu 1: Thế nào là cặp NST tương đồng ? Bộ NST lưỡng bội ? Bộ NST đơn bội ? Tính đặc trưng của bộ NST ? Nêu vai trò của NST đối với sự di truyền các tính trạng ?
Câu 2: Cấu trúc điển hình của NST được biểu hiện rõ nhất ở kì nào của quá trình phân chia tế bào ? Mô tả cấu trúc đó ?
Câu 3: Nêu những diễn biến cơ bản của NST trong quá trình nguyên phân ? Câu 4: Nêu những diễn biến cơ bản của NST trong quá trình giảm phân ?
Câu 5: Các nhiễm sắc thể ở kỳ đầu giảm phân I giống và khác với các nhiễm sắc thể ở kỳ đầu giảm phân II như thế nào?
Giảm phân I Giảm phân II
Giống Các NST ở trạng thái bắt đầu co xoắn; mỗi NST gồm 2 nhiễm sắc tử chị em đính với nhau ở tâm động; tâm động của NST gắn lên thoi vô sắc.
Khác Cặp NST tương đồng tiếp hợp, bắt chéo và có thể xảy ra trao đổi chéo
Không có sự tiếp hợp (bắt cặp) của các NST tương đồng
Câu 4. Tại sao các NST lại xoắn tới mức cực đại rồi mới phân chia nhiễm sắc tử nhưng sau khi phân chia xong, NST lại tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh ?
Các NST xoắn tới mức cực đại rồi mới phân chia nhiễm sắc tử để dễ di chuyển trong quá trình phân bào và phân chia đồng đều vật chất di truyền mà không bị rối loạn.
Sau khi phân chia xong, NST tháo xoắn trở về dạng sợi mảnh giúp thực hiện việc nhân đôi ADN, tổng hợp ARN và các prôtêin, chuẩn bị cho chu kì sau
Câu 6: Nêu những điểm giống và khác nhau giữa nguyên phân và giảm phân ?
Giống nhau:
Đều là hình thức phân bào có thoi phân bào
Lần phân bào II của giảm phân diễn biến giống nguyên phân: NST kép xếp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào ở kì giữa, các nhiễm sắc tử tách nhau ra và di chuyển trên thoi phân bào về 2 cực của tế bào ở kì sau.
NST đều trải qua các biến đổi: tự nhân đôi, đóng xoắn, tập hợp ở mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc, phân li về các cực của tế bào, tháo xoắn
Sự biến đổi của màng nhân, trung thể, thoi vô sắc, tế bào chất và vách ngăn tương tự nhau.
Đều giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sự ổn định bộ NST của loài trong các hình thức sinh sản (vô tính và hữu tính)
Khác nhau:
Nguyên phân Giảm phân
- Xảy ra tế bào sinh dưỡng và tế bào mẹ giao tử
- Gồm 1 lần phân bào, NST nhân đôi 1 lần
- Tạo ra 2 tế bào con có bộ nhiễm sắc thể giống tế bào mẹ (2n)
- Kì trung gian giữa 2 lần phân bào có sự nhân đôi của NST
- Kì đầu : không tiếp hợp và bắt chéo - Kì giữa: các NST kép xếp thành 1 hàng
- xảy ra ở tế bào sinh dục ở giai đoạn chín để hình thành giao tử
- gồm 2 lần phân bào liên tiếp, NST chỉ nhân đôi 1 lần.
- Tạo ra 4 tế bào con có bộ nhiễm sắc thể giảm 1 nửa (n NST)
- Kì trung gian giữa lần phân bào I và lần phân bào II của giảm phân không có sự nhân đôi của NST
- Kì đầu I: Có sự tiếp hợp và có thể bắt chéo giữa các NST trong cặp NST tương đồng - Kì giữa I: Các NST kép xếp thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc
trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc - Kì sau : sự phân li đồng đều của mỗi NST đơn
- Kì sau I: Có sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các NST kép trong cặp tương đồng Câu 7:
a) Hoạt động của nhiễm sắc thể ở kì đầu, kì giữa và kì sau trong giảm phân I có gì khác với trong nguyên phân ?
b) Kết quả của giảm phân I có điểm nào khác căn bản so với kết quả của giảm phân II ? Trong hai lần phân bào của giảm phân, lần nào được coi là phân bào nguyên nhiễm, lần nào được coi là phân bào giảm nhiễm ?
a, Điểm khác trong hoạt động của nhiễm sắc thể ở kì đầu, kì giữa và kì sau trong giảm phân I so với trong nguyên phân là:
Giảm phân I Nguyên phân
Kì đầu
- Có sự tiếp hợp và có thể có sự bắt chéo giữa các NST trong cặp NST tương đồng
- không tiếp hợp và bắt chéo
Kì giữa
- Các NST kép xếp thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc
- Các NST kép xếp thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc.
Kì sau + Có sự phân li của mỗi NST kép trong cặp tương đồng về 1 cực của tế bào + Có sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các NST kép trong cặp tương đồng
- sự phân li của mỗi NST đơn - sự phân li đồng đều
b, Điểm khác căn bản giữa kết quả của giảm phân I so với kết quả của giảm phân II là:
- Qua giảm phân I, số lượng NST ở tế bào con giảm đi 1 nửa nhưng mỗi NST ở trạng thái kép.
- Qua giảm phân II, từ 1 tế bào chứa n NST kép hình thành 2 tế bào con, mỗi tế bào con chứa n NST đơn.
- Trong 2 lần phân bào: lần I giảm nhiễm, lần II nguyên nhiễm.
Câu 8:
a) Nêu ba sự kiện cơ bản về hoạt động của nhiễm sắc thể chỉ có trong giảm phân mà không có trong nguyên phân.
b) Các tế bào con được tạo ra qua nguyên phân khác với các tế bào con được tạo ra qua giảm phân như thế nào ?
a) Ba sự kiện cơ bản về hoạt động của NST trong giảm phân mà không có trong nguyên phân:
- Kì trước I của giảm phân xảy ra sự tiếp hợp của các NST trong từng cặp tương đồng, sau đó chúng tách nhau ra.
- Kì giữa I của giảm phân các NST phân bố trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc thành 2 hàng.
- Kì sau I xảy ra sự phân li của các NST kép trong từng cặp tương đồng về 2 cực của tế bào. Các NST phân li độc lập, tổ hợp tự do.
b) Sự khác nhau:
Các tế bào con được tạo ra qua nguyên phân
Các tế bào con được tạo ra qua giảm phân - Mang bộ NST lưỡng bội 2n
- Bộ NST trong các tế bào con giống hệt nhau và giống hệt tế bào mẹ
- Mang bộ NST đơn bội n
- Bộ NST trong các giao tử khác nhau về nguồn gốc và chất lượng.
Câu 9: Thế nào là NST giới tính ? nêu những điểm giống và khác nhau giữa NST thường và NST giới tính ?
NST giới tính: xem 1 mục III
Giống nhau:
- Đều được cấu tạo từ chất nhiễm sắc bao gồm chủ yếu là ADN và prôtêin loại histôn
- Đều có hình dạng và kích thước đặc trưng cho loài
- Đều có khả năng nhân đôi, phân li, tổ hợp trong nguyên phân, giảm phân và thụ tinh.
- Đều mang gen qui định tính trạng thường
- Các gen trên mỗi NST đều tạo thành nhóm gen liên kết - Đều có thể bị đột biến làm thay đổi số lượng, cấu trúc NST.
Khác nhau:
Nhiễm sắc thể giới tính Nhiễm sắc thể thường - Có 1 cặp khác nhau ở giống đực và giống
cái
- Tồn tại một cặp trong tế bào lưỡng bội có thể tương đồng (XX) hoặc không tương đồng (XY)
- Mang gen qui định tính đực cái, tính trạng liên quan hoặc không liên quan đến giới tính
- Có nhiều cặp giống nhau ở cả 2 giới - Luôn luôn tồn tại thành từng cặp tương đồng trong tế bào lưỡng bội
- Mang gen quy định tính trạng thường của cơ thể
Câu 9: Một tế bào sinh dục chín của 1 loài sinh vật giảm phân bình thường. Xét 2 cặp NST tương đồng kí hiệu là AaBb. Hãy xác định kí hiệu của 2 cặp NST trên tại các thời điểm : Kì đầu I, kì giữa I, kì sau I, kì cuối I, kì đầu II, kì giữa II, kì sau II, kì cuối II.
- Ở kì trung gian, mỗi NST đơn tự nhân đôi thành NST kép → kí hiệu của 2 cặp NST ở kì đầu I và kì giữa I : AAaa BBbb
- Do sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các NST kép trong cặp tương đồng khi về 2 cực của tế bào nên ở kì sau I có 2 khả năng :
+ AABB và aabb + AAbb và aaBB
- Kì cuối I, kì đầu II, kì giữa II : AABB và aabb hoặc AAbb và aaBB - Kì sau II, kì cuối II : AB, Ab, aB, ab
Câu 10: NST kép là gì ? cơ chế hình thành và hoạt động bình thường của nó trong nguyên phân và giảm phân ?
NST kép gồm 2 crômatit giống hệt nhau (2 nhiễm sắc tử chị em), dính với nhau ở tâm động, hoạt động như 1 thể thống nhất, mang tính chất một nguồn gốc hoặc của bố, hoặc của mẹ.
Cơ chế hình thành : NST kép được hình thành từ sự tự nhân đôi mà cơ sở của nó là từ sự tự nhân đôi của phân tử ADN chứa trong NST.
Hoạt động bình thường trong nguyên phân: xem phần nguyên phân
Hoạt động bình thường trong giảm phân: xem phần giảm phân.
Câu 11: Cặp NST tương đồng là gì ? Nêu cơ chế hình thành cặp NST tương đồng trong tế bào bình thường ? phân biệt NST kép và NST tương đồng ?
Cặp NST tương đồng: là cặp NST gồm 2 NST đơn giống nhau về hình thái và kích thước. Trong đó một có nguồn gốc từ bố, 1 có nguồn gốc từ mẹ.
Cơ chế hình thành cặp NST tương đồng:
- Cơ chế nguyên phân: trong quá trình nguyên phân, cặp NST tương đồng tự nhân đôi tạo 2 NST kép ở kì trung gian. Ở kì sau, mỗi crômatit trong NST kép tách nhau ở tâm dộng thành 2 NST đơn. Mỗi NST đơn phân li về 1 cực của tế bào. Kết thúc nguyên phân mỗi tế bào con có bộ NST 2n chứa cặp NST tương đồng.
- Cơ chế thụ tinh: sự tổ hợp bộ NST đơn bội (n NST) của giao tử đực với giao tử cái trong quá trình thụ tinh tạo nên bộ NST 2n chứa cặp NST tương đồng.
Phân biệt NST kép và NST tương đồng:
NST kép Cặp NST tương đồng
- chỉ là 1 NST gồm 2 crômatit giống nhau dính với nhau ở tâm động
- gồm 2 NST độc lập giống nhau về hình dạng, kích thước
- Chỉ có 1 nguồn gốc: hoặc từ bố hoặc từ mẹ. - 2 NST có nguồn gốc khác nhau: 1 từ bố, 1 từ mẹ
- 2 crômatit hoạt động như 1 thể thống nhất. - 2 NST của cặp tương đồng hoạt động độc lập với nhau
- Các gen ở vị trí tương ứng trên hai cromatit giống nhau
- các gen ở vị trí tương ứng trên 2 NST của cặp tương đồng có thể giống hoặc khác nhau (đồng hợp hoặc dị hợp)
Câu 12: Sự kết hợp các quá trình nào đảm bảo cho bộ NST của loài được ổn định từ thế hệ này qua thế hệ khác ? giải thích ?
Đối với những loài sinh sản vô tính:
- trong sinh sản vô tính: thế hệ mới được tạo thành từ 1 hoặc 1 nhóm tế bào của cơ thể mẹ tách ra không qua thụ tinh.
- Nguyên phân đảm bảo cho 2 tế nào con sinh ra có bộ NST giống hệt nhau và giống hệt bộ NST của tế bào mẹ.
- Do đó cơ chế duy trì ổn định bộ NST của loài qua các thế hệ cơ thể được đảm bảo nhờ quá trình nguyên phân.
Đối với những loài sinh sản hữu tính:
- ở những loài sinh sản hữu tính bộ NST đặc trưng của loài lại được duy trì ổn định qua các thế hệ cơ thể nhờ sự kết hợp quá trình nguyên phân, giảm phân, thụ tinh
- Trong sinh sản hữu tính, mỗi cá thể được phát triển từ 1 hợp tử. Nhờ quá trình nguyên phân, hợp tử phát triển thành cơ thể mà tất cả các tế bào sinh dưỡng trong cơ thể đó đều có bộ NST giống bộ NST của hợp tử (2n NST) - Khi hình thành giao tử nhờ quá trình giảm phân, các giao tử có bộ NST đơn
bội (n NST), giảm đi 1 nửa so với tế bào sinh dục
- Khi thụ tinh, sự kết hợp ngẫu nhiên 2 bộ NST đơn bội của 2 giao tử đực và cái đã khôi phục lại bộ NST lưỡng bội (2n) ở hợp tử, đặc trưng cho loài Câu : Cấu trúc nào là vật chất di truyền ở cấp độ tế bào? Cơ chế ổn định vật chất đó qua các thế hệ khác nhau của tế bào và cơ thể ? (xem câu 12)
Câu 13: Trình bày quá trình phát sinh giao tử ở động vật ? Giải thích vì sao bộ NST đặc trưng của những loài sinh sản hữu tính lại được duy trì ổn định qua các thế hệ cơ thể?
Giải thích bộ NST đặc trưng của những loài sinh sản hữu tính lại được duy trì ổn định qua các thế hệ cơ thể : xem câu 12 (đối với loài sinh sản hữu tính)
Câu 14 : so sánh quá trình phát sinh giao tử đực và giao tử cái ở động vật ?
Giống nhau:
- Đều xảy ra trong tuyến sinh dục của cơ quan sinh dục, phát sinh từ tế bào mầm sinh dục.
- Đều lần lượt trải qua hai quá trình: Nguyên phân của các tế bào mầm, giảm phân của tế bào sinh giao tử (tinh bào I, noãn bào bậc I)
Khác nhau:
Phát sinh giao tử đực Phát sinh giao tử cái - Xảy ra trong tuyến sinh dục đực (tinh hoàn)
- Số lượng giao tử được tạo ra nhiều hơn: mỗi tinh bào bậc I qua giảm phân tạo 4 tinh tử phát triển thành 4 tinh trùng
- Xảy ra trong tuyến sinh dục cái (buồng trứng)
- Số lượng giao tử cái ít hơn. Mỗi noãn bào bậc I qua giảm phân tạo 1 giao tử cái (trứng)
- Trong cùng loài, giao tử đực có kích thước nhỏ hơn giao tử cái
- Giao tử cái có kích thước lớn hơn giao tử đực do tích luỹ chất dinh dưỡng để nuôi phôi giai đoạn đầu, nếu xảy ra sự thụ tinh.
Câu 15 : Trình bày cơ chế sinh con trai, con gái ở người ? Quan niệm cho rằng người mẹ quyết định việc sinh con trai hay con gái là đúng hay sai ? Tại sao trong cấu trúc dân số, tỉ lệ nam nữ xấp xỉ 1 : 1 ?
cơ chế sinh con trai, con gái ở người : xem 2 phần III
Quan niệm cho rằng người mẹ quyết định việc sinh con trai hay con gái là sai vì việc sinh con trai hay con gái phụ thuộc vào người bố cho được tinh trùng mang NST giới tính nào (sau đó trình bày cơ chế sinh con trai con gái).
Tỉ lệ nam nữ luôn xấp xỉ 1 : 1 vì
- Ở bố mang cặp NST giới tính XY cho 2 loại tinh trùng mang X và Y với tỉ lệ ngang nhau.
- Ở mẹ mang cặp NST giới tính XX cho 1 loại tế bào trứng mang X.
- Xác suất tham gia thụ tinh của 2 loại tinh trùng mang X và mang Y với tỉ lệ ngang nhau.
- Các loại hợp tử mang cặp NST giới tính XX và XY có sức sống ngang nhau. Tỉ lệ này phải được thống kê trên số lượng cá thể đủ lớn.
Câu 16: Tại sao người ta có thể điều chỉnh được tỉ lệ đực : cái ở vật nuôi ? Điều đó có ý nghĩa gì trong thực tiễn sản xuất ?
Xem phần 3 mục III
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
MỘT SỐ CÔNG THỨC CƠ BẢN: