I. CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO
1. NHIỄM SẮC THỂ (NST)
– Ở sinh vật nhân sơ: NST là phân tử ADN kép, vòng không liên kết với prôtêin histôn.
– Ở sinh vật nhân thực:
+ Cấu trúc hiển vi: NST gồm 2 crômatit dính nhau qua tâm động (eo thứ nhất), một số NST còn có eo thứ hai (nơi tổng hợp rARN). NST có các dạng hình que, hình hạt, hình chữ V…đường kính 0,2 – 2 mm, dài 0,2 – 50 mm. Mỗi loài có một bộ NST đặc trưng (về số lượng, hình thái, cấu trúc).
+ Cấu trúc siêu hiển vi:
NST được cấu tạo từ ADN và prôtêin (histôn và phi histôn). (ADN + prôtêin) => Nuclêôxôm (8 phân tử prôtêin histôn được quấn quanh bởi một đoạn phân tử ADN dài khoảng 146 cặp nuclêôtit quấn vòng) => Sợi cơ bản (khoảng 11 nm) => Sợi nhiễm sắc (25–30 nm) => ống siêu xoắn (300 nm) => Crômatit (700 nm) => NST.
2. ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ:
Là những biến đổi liên quan đến cấu trúc và số lượng nhiễm sắc thể
2.1. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST : Đột biến nhiễm sắc thể là những biến đổi xảy ra trong cấu trúc của nhiễm sắc thể. Gồm các dạng:
Mất đoạn: Là đột biến làm cho đoạn nào đó của NST bị đứt gãy và mất đi
Lặp đoạn: Là đột biến làm cho đoạn nào đó của NST lặp lại một hay nhiều lần.
Đảo đoạn : Là đột biến làm cho một đoạn nào đó của NST đứt ra, đảo ngược 180 độ và nối lại
Chuyển đoạn: Là đột biến dẫn đến một đoạn của NST chuyển sang vị vị trí khác trên cùng một NST, hoặc trao đổi đoạn giữa các NST không tương đồng.
2.2. ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NST: Là những biến đổi làm thay đổi số lượng NST
Đột biến lệch bội: là đột biến làm thay đổi số lượng NST trong một hay một số cặp tương đồng.
CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO (NST)
1. NHIỄM SẮC THỂ VÀ CƠ CHẾ NGUYÊN PHÂN
1.1. TÍNH SỐ PHÂN TỬ PRÔTÊIN HISTON, SỐ CẶP NUCLÊÔTIT VÀ CHIỀU DÀI CỦA NHIỄM SẮC THỂ
Một NST có x nuclêôxôm, đoạn nối giữa các nulêôxôm có a cặp nuclêôtit.
Gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài m là hàm lượng ADN trong một tế bào 2n, số NST, số crômatit, số tâm động có trong một tế bào qua mỗi kỳ trong quá trình nguyên phân là:
Gọi x là số lần NST nhân đôi ta có:
Tế bào sinh sản bằng cách phân đôi trở thành 2 tế bào con → số tế bào ở thế hệ sau gấp đôi số tế bào ở thế hệ trước
Từ 1 tế bào ban đầu:
Từ a tế bào ban đầu : Tổng số tế bào con sinh ra A = a. 2xx
Mặt khác: Nếu có nhiều tế bào ban đầu nguyên phân và số lần nguyên phân không như nhau
Nếu 1 tế bào ban đầu nguyên phân x lần thì tổng số tế bào con hiện diện qua các đợt phân bào: 2x+1x+1 – 1
a tế bào ban đầu nguyên phân x lần thì tổng số tế bào con hiện diện qua các đợt phân bào là (2x+1x+1 – 1).a
Nếu có nhiều tế bào ban đầu nguyên phân và số lần nguyên phân không như nhau
1.4. TÍNH SỐ NHIỄM SẮC THỂ TƯƠNG ĐƯƠNG VỚI NGUYÊN LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TRONG QUÁ TRÌNH TỰ NHÂN ĐÔI CỦA NHIỄM SẮC THỂ
Số NST chứa hoàn toàn nguyên liệu mới: Dù ở đợt nguyên phân nào , trong số NST của tế bào con cũng có 2 NST mang 1/2 NST cũ của 1 NST ban đầu → số NST có chứa 1/ 2 NST cũ = 2 lần số NST ban đầu . Vì vậy số NST trong tế bào con mà mỗi NST này đều được cấu thành từ nguyên liệu mới do môi trường nội bào cung cấp là NST mới = 2n . 2xx – 2. 2n = 2n (2xx – 2 )
1.5. TÍNH THOI VÔ SẮC HÌNH THÀNH HAY PHÁ HỦY VÀ THỜI GIAN NGUYÊN PHÂN
Một tế bào nguyên phân x lần, số thoi vô sắc (TVS) xuất hiện hay phá hủy là :(2xx – 1)
a tế bào nguyên phân x lần, số thoi vô sắc (TVS) xuất hiện hay phá hủy là :(2xx – 1 ). a
Trong cùng một đơn vị thời gian chu kỳ nguyên phân tỉ lệ nghịch với số đợt nguyên phân, số đợt nguyên phân tỉ lệ thuận với tốc độ nguyên phân
– Thời gian qua các đợt nguyên phân : Là tổng thời gian của các đợt nguyên phân liên tiếp và phụ thuộc vào tốc độ nguyên phân
+ Nếu tốc độ nguyên phân không thay đổi : Khi thời gian của đợt nguyên phân sau luôn luôn bằng thời gian của đợt nguyên phân trước .
TG = thời gian mỗi đợt x số đợt nguyên phân
+ Nếu tốc độ nguyên phân thay đổi
Nhanh dần đều : khi thời gian của đợt phân bào sau ít hơn thời gian của đợt phân bào trước là 1 hằng số
Giảm dần đều : khi thời gian của đợt phân bào sau nhiều hơn thời gian của đợt phân bào trước là 1 hằng số. Vậy : Thời gian qua các đợt phân bào liên tiếp là tổng của dãy cấp số cộng mà mỗi số hạng là thời gian của 1 đợt nguyên phân.
TG = ( a11+ axx) = [ 2a11 + ( x – 1 ) d ].
Trong đó a11 là thời gian nguyên phân của lần thứ 1 và axx là đợt nguyên phân của lần thứ x. d công sai về thời gian
2. CƠ CHẾ GIẢM PHÂN VÀ THỤ TINH
Gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài m là hàm lượng ADN trong một tế bào 2n, Cấu trúc NST khác nhau, quá trình giảm phân không trao đổi đoạn và không có đột biến.
2.1. TÍNH SỐ NST, SỐ CRÔMATIT, SỐ TÂM ĐỘNG TRONG MỘT TẾ BÀO QUA CÁC KỲ GIẢM PHÂN
Gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài m là hàm lượng ADN trong một tế bào 2n, số NST, số crômatit, số tâm động có trong một tế bào qua mỗi kỳ trong quá trình giảm phân là:
2. 2. XÁC ĐỊNH SỐ TẾ BÀO SINH RA, SỐ NST ĐƠN MÔI TRƯỜNG CẦN CUNG CẤP VÀ SỐ THOI VÔ SẮC XUẤT HIỆN (PHÁ HỦY)
XÁC ĐỊNH SỐ TẾ BÀO SINH RA QUA GIẢM PHÂN
+ Ở động vật số tế bào X hình thành = Số tế bào Y hình thành
+ Mỗi tế bào sinh dục sơ khai ( tế bào sinh trứng ) qua giảm phân chỉ cho 1 tế bào trứng gồm 1 loại X , 3 tế bào kia là thể định hướng ( về sau bị tiêu biến )
Số trứng(noãn) hình thành = 1 tế bào trứng (noãn) và Số thể định hướng = 3 thể định hướng( về sau bị tiêu biến )
XÁC ĐỊNH SỐ NST ĐƠN MÔI TRƯỜNG CẦN CUNG CẤP VÀ BỊ TIÊU BIẾN QUA GIẢM PHÂN
SỐ NST ĐƠN MÔI TRƯỜNG CẦN CUNG CẤP: Tế bào này là tế bào sinh dục sơ khai nên trảiqua vùng sinh sản và vùng chín nên tế bào sinh dục trải qua nguyên phân và giảm phân . Vậy số NST cung cấp tính theo cả nguyên phân và giảm phân là:
Số NST đơn môi trường cung cấp cho A tế bào sinh dục sơ khai qua vùng sinh sản và chín tạo giao tử là: A. 2n(2×2kk-1) trong đó k là số lần nguyên phân.
SỐ NST BỊ TIÊU BIẾN QUA GIẢM PHÂN
2. 4. TỔ HỢP NST TRONG GIẢM PHÂN, THỤ TINH
Xét bộ lưỡng bội 2n của bố ( hoặc mẹ) có nguồn gốc của ông nội( ông ngoại), n NST nguồn gốc của bà nội (bà ngoại) ta có: Số kiểu giao tử khác nhau của bố (hoặc mẹ) mang k trong số n NST của ông nội hoặc bà nội (ông ngoại hoặc bà ngoại) là tổ hợp n chập k không lặp: Cnnkk = n!/ k!(n –k)!
Gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài m là hàm lượng ADN trong một tế bào 2n, Cấu trúc NST khác nhau, quá trình giảm phân có xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn và đột biến.
I1. XÁC ĐỊNH SỐ NST TRONG TẾ BÀO THỂ LỆCH BỘI, THỂ ĐA BỘI
Tương tự với cách xác định như vậy ta có bảng tóm tắt sau :
* Thể tự đa bội: Khi cơ thể đa bội chẵn giảm phân, các NST trong bộ đa bội phân ly ngẫu nhiên và không đồng đều đã tạo ra các loại giao tử không mang NST nào, loại mang 1, 2,3… và có loại mang toàn bộ NST trong bộ đa bội.
+ Trường hợp 1: Xét cá thể 4n, a là số NST ở cực 1 và b là số NST ở cực 2 khi giảm phân sẽ tạo ra các kiểu giao tử có tỷ lệ
(a +b)44 = C4400.a44 + C4411.a33.b + C4422.a22.b22 + C4433.a11.b33 + C4444.b44
Vậy Loại giao tử không mang NST nào chiếm : C4400.a44 /(a +b)44 = 1/ 16
Thể tứ bội tạo giao tử có khả năng thụ tinh mang giao tử lưỡng bội. Do vậy khi xác định tỷ lệ giao tử của các cơ thể này ta dùng sơ đồ hình chữ nhật để tổ hợp.Các kiểu gen của cơ thể 4n thường gặp : AAAA, AAAa, AAaa, Aaaa, aaaa... Ví dụ: Xác định giao tử của cơ thể có kiểu gen: AAaa
Từ hình chữ nhật ta có các giao tử lưỡng bội là một cạnh giác hình chữ nhật ( nếu giao tử lưỡng bội là cạnh này thì giao tử lưỡng bội khác sẽ là cạnh đối diện) và đường chéo( nếu giao tử lưỡng bội là đường chéo này thì giao tử lưỡng bội khác sẽ là đường chéo còn lại ta có giao tử lưỡng bội là 1/6AA: 4/6Aa:1/6aa
Tương tự với cách xác định như vậy ta có bảng tóm tắt sau:
+ Trường hợp 2:
Xét cá thể 6n, a là số NST ở cực 1 và b là số NST ở cực 2 khi giảm phân sẽ tạo ra các kiểu giao tử có tỷ lệ theo biểu thức sau (a +b)66 = C6600.a66 + C6611.a55.b + C6622.a44.b22 + C6633.a33.b33 + C6644. a22.b44 + C6655. a.b55 + C6666.b66
Vậy Loại giao tử không mang NST nào chiếm : C6600.a66 /(a +b)66 = 1/ 64
Trong đó a: Số NST ở cực 1; b: Số NST ở cực 2; n: Số NST trong bộ đa bội
Trong các kiểu giao tử nói trên chỉ có các loại giao tử mang ½ số NST trong bộ đa bội mới có khả năng thụ tinh, các kiểu giao tử khác không có khả năng này.
Tỷ lệ giao tử có khả năng thụ tinh tính trên tổng số giao tử được hình thành là: Cnnn/2n/2.an/2n/2.bn/2n/2
3. Xác định số trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời 2 hoặc nhiều đột biến lệch bội
Nếu bài toán là số các trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời 2 hoặc nhiều đột biến . Gọi n là số cặp NST, ta có:
Với lệch bội thứ 2 có (n-1) cách chọn
Với lệch bội thứ 3 có (n-3) cách chọn
….
Với lệch bội thứ k có (n-k+1) cách chọn
Do đó số trường hợp xảy ra = ( n )(n-1)(n-2)…(n-k+1) = n!/(n –k)!= Annkk
TỔNG QUÁT :Số trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời k đột biến lệch bội khác nhau là : Annkk= n!/(n –k)!
4. XÁC ĐỊNH LOẠI GIAO TỬ VÀ CƠ CHẾ RỐI LOẠN GIẢM PHÂN
4.1. Xác định loại giao tử khi biết cơ chế giảm phân không bình thường của tế bào (cơ thể) 2n.
Dựa vào số loại giao tử đột biến số lượng:
Nếu đề bài cho đầy đủ số loại giao tử.
1. NHIỄM SẮC THỂ (NST)
– Ở sinh vật nhân sơ: NST là phân tử ADN kép, vòng không liên kết với prôtêin histôn.
– Ở sinh vật nhân thực:
+ Cấu trúc hiển vi: NST gồm 2 crômatit dính nhau qua tâm động (eo thứ nhất), một số NST còn có eo thứ hai (nơi tổng hợp rARN). NST có các dạng hình que, hình hạt, hình chữ V…đường kính 0,2 – 2 mm, dài 0,2 – 50 mm. Mỗi loài có một bộ NST đặc trưng (về số lượng, hình thái, cấu trúc).
+ Cấu trúc siêu hiển vi:
NST được cấu tạo từ ADN và prôtêin (histôn và phi histôn). (ADN + prôtêin) => Nuclêôxôm (8 phân tử prôtêin histôn được quấn quanh bởi một đoạn phân tử ADN dài khoảng 146 cặp nuclêôtit quấn vòng) => Sợi cơ bản (khoảng 11 nm) => Sợi nhiễm sắc (25–30 nm) => ống siêu xoắn (300 nm) => Crômatit (700 nm) => NST.
2. ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ:
Là những biến đổi liên quan đến cấu trúc và số lượng nhiễm sắc thể
2.1. ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST : Đột biến nhiễm sắc thể là những biến đổi xảy ra trong cấu trúc của nhiễm sắc thể. Gồm các dạng:
Mất đoạn: Là đột biến làm cho đoạn nào đó của NST bị đứt gãy và mất đi
Lặp đoạn: Là đột biến làm cho đoạn nào đó của NST lặp lại một hay nhiều lần.
Đảo đoạn : Là đột biến làm cho một đoạn nào đó của NST đứt ra, đảo ngược 180 độ và nối lại
Chuyển đoạn: Là đột biến dẫn đến một đoạn của NST chuyển sang vị vị trí khác trên cùng một NST, hoặc trao đổi đoạn giữa các NST không tương đồng.
2.2. ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NST: Là những biến đổi làm thay đổi số lượng NST
Đột biến lệch bội: là đột biến làm thay đổi số lượng NST trong một hay một số cặp tương đồng.
- Thể một nhiễm: Tế bào lưỡng bội mất một cặp nhiễm sắc thể (2n -1)
- Thể tam nhiễm: Trong tế bào lưỡng bội một cặp nhiễm sắc thể có ba chiếc(2n +1)
- Thể không nhiễm: Tế bào lưỡng bội mất 2 nhiễm sắc thể của một cặp (2n -2)
- Thể bốn nhiễm. Trong tế bào lưỡng bội một cặp nhiễm sắc thể có bốn chiếc (2n +2)
- Tự đa bội: Là dạng đột biến làm tăng 1 số nguyên lần bộ NST đơn bội của loài và lớn hơn 2n gồm đa bội chẵn và đa bội lẽ
- Dị đa bội: Là dạng đột biến làm tăng số bộ NST đơn bội của hai loài trong một tế bào
- Xảy ra tại cơ quan sinh dưỡng và vùng sinh sản của cơ quan sinh dục. Gồm 4 kỳ( Kỳ đầu, kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối).
- Nhiễm sắc thể nhân đôi ở pha S kỳ trung gian do đó NST tồn tại ở trạng thái kép từ kỳ trung gian cho đến kỳ giữa, tồn tại ở trạng thái đơn ở kỳ sau, kỳ cuối và đầu kỳ trung gian.
- Nhiễm sắc thể co xoắn cực đại ở kỳ giữa và vào kỳ sau mỗi nhiễm sắc thể kép bị tách thành hai nhiễm sắc thể đơn phân ly về hai cực tế bào
- Mỗi tế bào mẹ qua NP một lần tạo thành hai tế bào con có nhân 2n giống hệt mẹ
- Xảy ra ở vùng chín cơ quan sinh dục, là quá trình tạo giao tử mang bộ NST đơn bội ( n )
- Gồm hai lần phân bào liên tiếp, mỗi lần phân bào gồm 4 kỳ (Kỳ đầu, kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối). Lần phân bào I theo hình thức giảm nhiễm từ 2n nhiễm sắc thể đơn tạo hai tế bào con có n NST kép. Lần phân bào II theo hình thức nguyên nhiễm từ n kép tế bào con có n NST đơn
- NST ở trạng thái kép từ kỳ trung gian đến kỳ giữa II, sau đó ở trạng thái đơn và tháo xoắn. Sự phân ly NST luôn xảy ra ở kỳ sau.
- Mỗi tế bào sinh tinh(tế bào sinh hạt phấn) tạo 4 tinh trùng (4 hạt phấn) đều mang bộ NST đơn bội ( n )
- Mỗi tế bào sinh trứng(tế bào sinh noãn) tạo 1 trứng (1 noãn) và 3 thể định hướng đều mang bộ NST đơn bội ( n )
- Là quá trình kết hợp các yếu tố di truyền của bố và mẹ cho con.
- Là sự kết hợp từng đôi NST trong bộ NST đơn bội của giao tử đực với giao tử cái tạo ra hợp tử mang bộ NST 2n
- Mỗi tinh trùng(hạt phấn) thụ tinh với một trứng(noãn) tạo thành một hợp tử
CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO (NST)
1. NHIỄM SẮC THỂ VÀ CƠ CHẾ NGUYÊN PHÂN
1.1. TÍNH SỐ PHÂN TỬ PRÔTÊIN HISTON, SỐ CẶP NUCLÊÔTIT VÀ CHIỀU DÀI CỦA NHIỄM SẮC THỂ
Một NST có x nuclêôxôm, đoạn nối giữa các nulêôxôm có a cặp nuclêôtit.
- Số phân tử histon có trong NST: Mỗi nuclêôxôm có 8 phân tử histon, mỗi đoan nối có 1 histon. Vậy số phân tử histon chứa trong NST là: 8.x +(x -1) = 9x – 1
- Số cặp nuclêôtit có trong NST: Mỗi nuclêôxôm có 146 cặp nuclêôtit, Mỗi đoạn nối có a cặp nuclêôtit. Vậy số cặp nuclêôtit của NST là: x.146 + (x – 1).a = x (146 +a) – a
- Chiều dài của NST là: [x (146 +a) – a]. 3,4A00
Gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài m là hàm lượng ADN trong một tế bào 2n, số NST, số crômatit, số tâm động có trong một tế bào qua mỗi kỳ trong quá trình nguyên phân là:
Các kỳ | Số NST đơn | Số NST kép | Số tâm động | Số crômatit | Hàm lượng ADN |
Trung gian | 0 | 2n | 2n | 4n | 2m |
Đầu I | 0 | 2n | 2n | 4n | 2m |
Giữa II | 0 | 2n | 2n | 4n | 2m |
Sau III | 4n | 0 | 4n | 0 | 4m |
Cuối IV | 2n | 0 | 2n | 0 | 2m |
- Tổng số tâm động trong các tế bào con được tạo ra 2n. 2xx
- Tổng số tâm động trong các tế bào con được tạo thêm: 2n. (2xx -1)
Tế bào sinh sản bằng cách phân đôi trở thành 2 tế bào con → số tế bào ở thế hệ sau gấp đôi số tế bào ở thế hệ trước
Từ 1 tế bào ban đầu:
- Qua 1 đợt phân bào tạo 211tế bào con
- Qua 2 đợt phân bào tạo 222tế bào con
Từ a tế bào ban đầu : Tổng số tế bào con sinh ra A = a. 2xx
Mặt khác: Nếu có nhiều tế bào ban đầu nguyên phân và số lần nguyên phân không như nhau
- a11 tế bào qua x11 đợt phân bào → tế bào con a11.2xx11
- a22 tế bào qua x22 đợt phân bào → tế bào con a22.2xx22
Nếu 1 tế bào ban đầu nguyên phân x lần thì tổng số tế bào con hiện diện qua các đợt phân bào: 2x+1x+1 – 1
a tế bào ban đầu nguyên phân x lần thì tổng số tế bào con hiện diện qua các đợt phân bào là (2x+1x+1 – 1).a
Nếu có nhiều tế bào ban đầu nguyên phân và số lần nguyên phân không như nhau
- a11 tế bào qua x11 đợt phân bào → tế bào con a11.2xx11
- a22 tế bào qua x22 đợt phân bào → tế bào con a22.2xx22
1.4. TÍNH SỐ NHIỄM SẮC THỂ TƯƠNG ĐƯƠNG VỚI NGUYÊN LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TRONG QUÁ TRÌNH TỰ NHÂN ĐÔI CỦA NHIỄM SẮC THỂ
- Khi tự nhân đôi, mỗi nữa của nhiễm sắc thể ban đầu tạo thêm nữa mới từ nguyên liệu của môi trường nội bào để trở thành 2 nhiễm sắc thễ giống hệt nó. (Do đó có thể quan niệm là một nhiễm sắc thể cũ tạo thêm một nhiễm sắc thể mới ).
- Mỗi đợt nguyên phân có 1 dợt tự nhân đôi của các nhiễm sắc thểtrong tế bào mẹ số đợt tự nhân đôi của nhiễm sắc thể = số đột nguyên phân của tế bào .
- Tổng số NST sau cùng trong tất cả tế bào con: 2n .2xx
- Số NST ban đầu trong tế bào mẹ : 2n
Số NST chứa hoàn toàn nguyên liệu mới: Dù ở đợt nguyên phân nào , trong số NST của tế bào con cũng có 2 NST mang 1/2 NST cũ của 1 NST ban đầu → số NST có chứa 1/ 2 NST cũ = 2 lần số NST ban đầu . Vì vậy số NST trong tế bào con mà mỗi NST này đều được cấu thành từ nguyên liệu mới do môi trường nội bào cung cấp là NST mới = 2n . 2xx – 2. 2n = 2n (2xx – 2 )
1.5. TÍNH THOI VÔ SẮC HÌNH THÀNH HAY PHÁ HỦY VÀ THỜI GIAN NGUYÊN PHÂN
- Số thoi vô sắc xuất hiện và số thoi vô sắc bị phá hủy
Một tế bào nguyên phân x lần, số thoi vô sắc (TVS) xuất hiện hay phá hủy là :(2xx – 1)
a tế bào nguyên phân x lần, số thoi vô sắc (TVS) xuất hiện hay phá hủy là :(2xx – 1 ). a
- Thời gian của nguyên phân
Trong cùng một đơn vị thời gian chu kỳ nguyên phân tỉ lệ nghịch với số đợt nguyên phân, số đợt nguyên phân tỉ lệ thuận với tốc độ nguyên phân
– Thời gian qua các đợt nguyên phân : Là tổng thời gian của các đợt nguyên phân liên tiếp và phụ thuộc vào tốc độ nguyên phân
+ Nếu tốc độ nguyên phân không thay đổi : Khi thời gian của đợt nguyên phân sau luôn luôn bằng thời gian của đợt nguyên phân trước .
TG = thời gian mỗi đợt x số đợt nguyên phân
+ Nếu tốc độ nguyên phân thay đổi
Nhanh dần đều : khi thời gian của đợt phân bào sau ít hơn thời gian của đợt phân bào trước là 1 hằng số
Giảm dần đều : khi thời gian của đợt phân bào sau nhiều hơn thời gian của đợt phân bào trước là 1 hằng số. Vậy : Thời gian qua các đợt phân bào liên tiếp là tổng của dãy cấp số cộng mà mỗi số hạng là thời gian của 1 đợt nguyên phân.
TG = ( a11+ axx) = [ 2a11 + ( x – 1 ) d ].
Trong đó a11 là thời gian nguyên phân của lần thứ 1 và axx là đợt nguyên phân của lần thứ x. d công sai về thời gian
2. CƠ CHẾ GIẢM PHÂN VÀ THỤ TINH
Gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài m là hàm lượng ADN trong một tế bào 2n, Cấu trúc NST khác nhau, quá trình giảm phân không trao đổi đoạn và không có đột biến.
2.1. TÍNH SỐ NST, SỐ CRÔMATIT, SỐ TÂM ĐỘNG TRONG MỘT TẾ BÀO QUA CÁC KỲ GIẢM PHÂN
Gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài m là hàm lượng ADN trong một tế bào 2n, số NST, số crômatit, số tâm động có trong một tế bào qua mỗi kỳ trong quá trình giảm phân là:
Các kỳ | Số NST đơn | Số NST kép | Số tâm động | Số crômatit | Hàm lượng ADN |
Trung gian | 0 | 2n | 2n | 4n | 2m |
Đầu I | 0 | 2n | 2n | 4n | 2m |
Giữa I | 0 | 2n | 2n | 4n | 2m |
Sau I | 0 | 2n | 2n | 4n | 2m |
Cuối I | 0 | n | n | 2n | m |
Đầu II | 0 | n | n | 2n | m |
Giữa II | 0 | n | n | 2n | m |
Sau II | 2n | 0 | 2n | 0 | m |
Cuối II | n | 0 | n | 0 | m/2 |
XÁC ĐỊNH SỐ TẾ BÀO SINH RA QUA GIẢM PHÂN
- Ở vùng sinh sản của ống sinh dục một tế bào sinh dục sơ khai (2n) nguyên phân k lần à 2kk Tế bào sinh dục sơ khai (2n)
- Ở vùng sinh trưởng của ống sinh dục tế bào sinh dục sơ khai tích lũy chất dinh dưỡng để lớn lên nên 2kk tế bào sinh dục sơ khai (2n) —-à 2kk Tế bào sinh dục chín (2n)
- Ở vùng chin của ống sinh dục tế bào sinh dục chín giảm phân từ 2kk tế bào sinh dục chín (2n)—à 4 . 2kk Giao tử đực ( n ) hoặc 2kk giao tử cái (1n) + 3. 2kkthể định hướng (1n)
- Ơ vùng chín
+ Ở động vật số tế bào X hình thành = Số tế bào Y hình thành
+ Mỗi tế bào sinh dục sơ khai ( tế bào sinh trứng ) qua giảm phân chỉ cho 1 tế bào trứng gồm 1 loại X , 3 tế bào kia là thể định hướng ( về sau bị tiêu biến )
Số trứng(noãn) hình thành = 1 tế bào trứng (noãn) và Số thể định hướng = 3 thể định hướng( về sau bị tiêu biến )
XÁC ĐỊNH SỐ NST ĐƠN MÔI TRƯỜNG CẦN CUNG CẤP VÀ BỊ TIÊU BIẾN QUA GIẢM PHÂN
SỐ NST ĐƠN MÔI TRƯỜNG CẦN CUNG CẤP: Tế bào này là tế bào sinh dục sơ khai nên trảiqua vùng sinh sản và vùng chín nên tế bào sinh dục trải qua nguyên phân và giảm phân . Vậy số NST cung cấp tính theo cả nguyên phân và giảm phân là:
- Số NST cung cấp cho vùng sinh sản là : 2n(2kk-1)
- Số NST cung cấp cho vùng chin ( giảm phân tạo giao tử)
Số NST đơn môi trường cung cấp cho A tế bào sinh dục sơ khai qua vùng sinh sản và chín tạo giao tử là: A. 2n(2×2kk-1) trong đó k là số lần nguyên phân.
SỐ NST BỊ TIÊU BIẾN QUA GIẢM PHÂN
- Một tế bào sinh trứng (tế bào sinh noãn) có bộ NST 2n qua giảm phân tạo một trứng hoặc 1 noãn tham gia vào quá trình thụ tinh tạo hợp tử còn 3 thể định hướng sẽ bị tiêu biến. Vậy số NST bị tiêu biến qua thể định hướng là 3.n
- Với b tế bào sinh trứng (tế bào sinh noãn) có bộ NST 2n qua giảm phân tạo 1.b trứng hoặc 1.b noãn tham gia vào quá trình thụ tinh tạo hợp tử còn 3.b thể định hướng sẽ bị tiêu biến. Vậy số NST bị tiêu biến qua thể định hướng là 3.n.b
- Một tế bào sinh tinh (tế bào sinh hạt phấn) hoặc một tế bào sinh trứng (tế bào sinh noãn) qua hai lần giảm phân xuất hiện cũng như bị phá hủy 3 thoi vô sắc ( 1 thoi ở lần phân bào thứ nhất + 2 thoi ở lần phân bào thứ 2)
- Với a tế bào sinh tinh (tế bào sinh hạt phấn) hoặc a tế bào sinh trứng (tế bào sinh noãn) qua hai lần giảm phân xuất hiện cũng như bị phá hủy 3.a thoi vô sắc
- Hiệu suất thụ tinh của tinh trùng = Số tinh trùng thụ tinh /Tổng số tinh trùng hình thành
- Hiệu suất thụ tinh của trứng = Số trứng thụ tinh / Tổng số trứng hình thành
- Mỗi tế bào trứng chỉ kết hợp với một tinh trùng để tạo thành 1 hợp tử .
- Số hợp tử tạo thành = Số tinh trùng thụ tinh = Số trứng thụ tinh
2. 4. TỔ HỢP NST TRONG GIẢM PHÂN, THỤ TINH
Xét bộ lưỡng bội 2n của bố ( hoặc mẹ) có nguồn gốc của ông nội( ông ngoại), n NST nguồn gốc của bà nội (bà ngoại) ta có: Số kiểu giao tử khác nhau của bố (hoặc mẹ) mang k trong số n NST của ông nội hoặc bà nội (ông ngoại hoặc bà ngoại) là tổ hợp n chập k không lặp: Cnnkk = n!/ k!(n –k)!
- Số kiểu giao tử của bố (hoặc mẹ) là: 2nn kiểu
- Tỷ lệ giao tử của bố (hoặc mẹ) mang k trong số n NST của ông nội hoặc bà nội (ông ngoại hoặc bà ngoại) là: Cnnkk / 2nn
- Số kiểu hợp tử mang k11 trong số n NST đời ông nội của ông (hoặc bà) và k22trong số n NST đời ngoại của ông hoặc bà Cnnk1k1.Cnnk2k2
- Số kiểu hợp tử khác nhau về nguồn gốc bên nội và ngoại: 2nn. 2nn = 4nn
- Tỷ lệ xuất hiện hợp tử mang k11 NST đời nội của ông hoặc bà và k22 NST đời ngoại của ông hoặc bà Cnnk1k1. Cnnk2k2/4nn
Gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài m là hàm lượng ADN trong một tế bào 2n, Cấu trúc NST khác nhau, quá trình giảm phân có xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn và đột biến.
I1. XÁC ĐỊNH SỐ NST TRONG TẾ BÀO THỂ LỆCH BỘI, THỂ ĐA BỘI
- Thể ba nhiễm của một cặp NST có số NST trong tế bào là: 2n + 1
- Thể một nhiễm của một cặp NST có số NST trong tế bào là: 2n – 1
- Thể bốn nhiễm của một cặp NST có số NST trong tế bào là: 2n + 2
- Thể không nhiễm của một cặp NST(thể khuyết nhiễm) có số NST trong tế bào là: 2n + 1
- Thể một nhiễm kép của một cặp NST có số NST trong tế bào là: 2n – 1- 1
- Thể đa bội chẵn có số NST trong tế bào là : 4n, 6n, 8n……
- Thể đa bội lẽ có số NST trong tế bào là: 3n, 5n, 7n…..
- Từ hình tam giác ta có giao tử lưỡng bội là một cạnh giác tam và giao tử đơn bội là đỉnh còn lại của tam giác. Lần lượt thay đổi vị trí cạnh cũng như đỉnh của tam giác ta có : giao tử lưỡng bội là 3/6AA hay ½ AA và giao tử đơn bội là 2/6A, 1/6a
- Từ hình tam giác ta có giao tử lưỡng bội là một cạnh giác tam và giao tử đơn bội là đỉnh còn lại của tam giác. Lần lượt thay đổi vị trí cạnh cũng như đỉnh của tam giác ta có : giao tử lưỡng bội là 3/6AA hay ½ AA và giao tử đơn bội là 2/6A, 1/6a
- Từ hình tam giác ta có giao tử lưỡng bội là một cạnh giác tam và giao tử đơn bội là đỉnh còn lại của tam giác. Lần lượt thay đổi vị trí cạnh cũng như đỉnh của tam giác ta có : giao tử lưỡng bội là 3/6AA hay ½ AA và giao tử đơn bội là 2/6A, 1/6a
- Từ hình tam giác ta có giao tử lưỡng bội là một cạnh giác tam và giao tử đơn bội là đỉnh còn lại của tam giác. Lần lượt thay đổi vị trí cạnh cũng như đỉnh của tam giác ta có : giao tử lưỡng bội là 3/6AA hay ½ AA và giao tử đơn bội là 2/6A, 1/6a
Tương tự với cách xác định như vậy ta có bảng tóm tắt sau :
Kiểu gen | Tỷ lệ giao tử 2n | Tỷ lệ giao tử n |
AAa | 1/6AA, 2/6Aa | 2/6A, 1/6a |
AAA | 3/6AA hay ½ AA | 3/6 A hay ½ A |
Aaa | 2/6Aa, 1/6aa | 1/6A, 2/6a |
aaa | 3/6aa hay 1/2aa | 3/6 a hay ½ a |
+ Trường hợp 1: Xét cá thể 4n, a là số NST ở cực 1 và b là số NST ở cực 2 khi giảm phân sẽ tạo ra các kiểu giao tử có tỷ lệ
(a +b)44 = C4400.a44 + C4411.a33.b + C4422.a22.b22 + C4433.a11.b33 + C4444.b44
Vậy Loại giao tử không mang NST nào chiếm : C4400.a44 /(a +b)44 = 1/ 16
- Loại giao tử mang 1n NST chiếm : C4411.a33.b /(a +b)44 = 4/ 16
- Loại giao tử mang 2n NST chiếm: C4422.a22.b22 /(a +b)44 = 6/ 16
- Loại giao tử mang 3n NST chiếm: C4433.a11.b33 /(a +b)44 = 4/ 16
- Loại giao tử mang 4n NST chiếm: C4433.a11.b33 /(a +b)44 = 1/ 16
Thể tứ bội tạo giao tử có khả năng thụ tinh mang giao tử lưỡng bội. Do vậy khi xác định tỷ lệ giao tử của các cơ thể này ta dùng sơ đồ hình chữ nhật để tổ hợp.Các kiểu gen của cơ thể 4n thường gặp : AAAA, AAAa, AAaa, Aaaa, aaaa... Ví dụ: Xác định giao tử của cơ thể có kiểu gen: AAaa
Từ hình chữ nhật ta có các giao tử lưỡng bội là một cạnh giác hình chữ nhật ( nếu giao tử lưỡng bội là cạnh này thì giao tử lưỡng bội khác sẽ là cạnh đối diện) và đường chéo( nếu giao tử lưỡng bội là đường chéo này thì giao tử lưỡng bội khác sẽ là đường chéo còn lại ta có giao tử lưỡng bội là 1/6AA: 4/6Aa:1/6aa
Tương tự với cách xác định như vậy ta có bảng tóm tắt sau:
Kiểu gen | Tỷ lệ các loại giao tử 2n |
AAAA | AA |
AAAa | 3/6AA, 3/6Aa hay 1/2AA, 1/2Aa |
AAaa | 1/6AA, 4/6Aa, 1/6aa |
Aaaa | 3/6Aa, 36/ aa hay ½ Aa, ½ aa |
aaaa | aa |
Xét cá thể 6n, a là số NST ở cực 1 và b là số NST ở cực 2 khi giảm phân sẽ tạo ra các kiểu giao tử có tỷ lệ theo biểu thức sau (a +b)66 = C6600.a66 + C6611.a55.b + C6622.a44.b22 + C6633.a33.b33 + C6644. a22.b44 + C6655. a.b55 + C6666.b66
Vậy Loại giao tử không mang NST nào chiếm : C6600.a66 /(a +b)66 = 1/ 64
- Loại giao tử mang 1n NST chiếm : C6611.a55.b /(a +b)66 = 6/ 64
- Loại giao tử mang 2n NST chiếm: C6622.a44.b22 /(a +b)66 = 15/ 64
- Loại giao tử mang 3n NST chiếm: C6633.a33.b33 /(a +b)66 = 20/ 64
- Loại giao tử mang 4n NST chiếm: C6644.a22.b44 /(a +b)66 = 15/ 64
- Loại giao tử mang 5n NST chiếm: C6655.a.b55 /(a +b)66 = 6/ 64
- Loại giao tử mang 6n NST chiếm: C6666.b66 /(a +b)66 = 1/ 64
Trong đó a: Số NST ở cực 1; b: Số NST ở cực 2; n: Số NST trong bộ đa bội
Trong các kiểu giao tử nói trên chỉ có các loại giao tử mang ½ số NST trong bộ đa bội mới có khả năng thụ tinh, các kiểu giao tử khác không có khả năng này.
Tỷ lệ giao tử có khả năng thụ tinh tính trên tổng số giao tử được hình thành là: Cnnn/2n/2.an/2n/2.bn/2n/2
3. Xác định số trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời 2 hoặc nhiều đột biến lệch bội
Nếu bài toán là số các trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời 2 hoặc nhiều đột biến . Gọi n là số cặp NST, ta có:
- Thể lệch bội đơn: Cnn11 = n
- Thể lệch bội kép:số trường hợp thể 1 kép = Cnn22 = n(n – 1)/2
- Đồng thời nhiều (a) thể lệch bội khác nhau:
Với lệch bội thứ 2 có (n-1) cách chọn
Với lệch bội thứ 3 có (n-3) cách chọn
….
Với lệch bội thứ k có (n-k+1) cách chọn
Do đó số trường hợp xảy ra = ( n )(n-1)(n-2)…(n-k+1) = n!/(n –k)!= Annkk
TỔNG QUÁT :Số trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời k đột biến lệch bội khác nhau là : Annkk= n!/(n –k)!
4. XÁC ĐỊNH LOẠI GIAO TỬ VÀ CƠ CHẾ RỐI LOẠN GIẢM PHÂN
4.1. Xác định loại giao tử khi biết cơ chế giảm phân không bình thường của tế bào (cơ thể) 2n.
- Dựa vào giai đoạn xảy ra rối loạn phân bào và tế bào rối loạn phân bào để xác định loại giao tử được tạo thành.
- Trong trường hợp không xác định được giai đoạn và tế bào cụ thể xảy ra đột biến thì phải xét tất cả các khả năng có thể xảy ra.
Dựa vào số loại giao tử đột biến số lượng:
Nếu đề bài cho đầy đủ số loại giao tử.
- Nếu có 2 dạng giao tử (n + 1) và (n – 1), trong đó dạng (n + 1 ) chỉ có 1 loại giao tử thì rối loạn giảm phân ở phân bào I.
- Nếu có 2 dạng giao tử (n + 1) và (n – 1), trong đó dạng (n + 1 ) có 2 loại giao tử thì rối loạn giảm phân ở phân bào II và xảy ra ở cả 2 tế bào tham gia giảm phân II.
- Nếu có 3 dạng giao tử (n + 1), (n – 1) và n thì rối loạn giảm phân xảy ra ở một trong 2 tế bào tham gia giảm phân II.
- Nếu xuất hiện giao tử n + 2 thì rối loạn giảm phân xảy ra ở cả 2 lần phân bào.
- Nếu xuất hiện giao tử (n + 1), trong đó 2 NST của cặp đột biến có cấu trúc khác nhau (ví dụ Bb) là do rối loạn giảm phân I.
- Nếu xuất hiện giao tử (n + 1), trong đó 2 NST của cặp đột biến có cấu trúc giống nhau (ví dụ AA, aa) là do rối loạn giảm phân II.
Sửa lần cuối: