Đề cương ôn thi môn Sinh học Lớp 12 - Câu hỏi và bài tập di truyền phân tử

Nội dung text: Đề cương ôn thi môn Sinh học Lớp 12 - Câu hỏi và bài tập di truyền phân tử

1. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP DI TRUYỀN PHÂN TỬ A- PHẦN : CÂU HỎI Câu1. Tại sao nói ADN là cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử ? Tính đặc trung và đa dạng của ADN được thể hiện ở chỗ nào? Trả lời 1. ADN là cơ sở vật chất vầ cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử : - ADN là thành phần chính của nhiễm sắc thể (NST), mà nhiễm sắc htể là cơ sở vật chất của tính di truyền ở cấp độ tế bào, vì vậy ADN là cấp độ di truyền ở cấp độ phân tử. - ADN chứa thông tin di truyền đặc trưng cho mỗi loài ở số lượng, thành phần và trật tự sắp xếp các nuclêôtit. - ADN có khả năng tự nhân đôi, đảm bảo cho NST hình thành quá trình nguyên phân, giảm phân diễn ra bình thường, thong tin di truyền của loài được ổn định ở cấp độ tế bào và cấp độ phân tử. - ADN chứa các gen, mỗi gen thực hiên một chức năng di truyền khác nhau thông qua cơ chế dịch mã và phiên mã. - ADN có khả năng đột biến về cấu trúc: mất, thêm, thay thế, đảo vị trí các nuclêôtit tạo nên các alen mới. - Nhiều bằng chứng đã chứng minh vai trò mang thông tin di truyền của axit nuclêôtit: + Khả năng hấp thụ tia ngoại tử cực đại ở bước sóng 260 nm. + Thí nghiệm biến nạp của F.Griffith (1928), của O.T.Avery, C.M.Macleod (1994) và Fraenket-Conrat, Singer (1957) đã chứng minh được axit nuclêôtit là vật chất mang thông tin di truyền. 2. Tính đặc trưng và tính đa dạng của ADN - Đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nuclêôtit. Vì vậy từ 4 loại nuclêôtit tạo nên tính đặc trưng và tính đa dạng của ADN. - Đặc trưng bởi tỉ lệ A+T/G+X cho mỗi loài. Đặc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự phân bố các gen trên phân tử ADN. Câu 2: Sự giống nhau và khác nhau cơ bản về cấu trúc giữa ADN và mARN ? Trả lời 1. Điểm giống nhau về cấu trúc ADN và mARN - Đều cấu tạo theo nguyên tắc đa phân. - Mỗi đơn phân đều gồm 3 thành phần cơ bản trong đó thành phần quan trọng nhất là bazơnitric. - Trên mạch đơn ADN và trên phân tử mARN các đơn phân được liên kết với nhau bởi liên kết hoá trị bền vững. - Đều có cấu tạo xoắn. - Đặc trưng bởi số lượng, thành phẩn và trật tự phân bố các đơn phân. 2. Điểm khác nhau giữa cấu trúc ADN và mARN ADN mARN - Đại phân tử có kích thước và khối - Đa phân tử có khối lượng và kích thước lượng rất lớn rất bé. - Có cấu trúc mạch kép - Có cấu trúc mạch đơn - Xây dựng từ 4 loại nuclêôtit - Xây dựng từ 4 loại ribônuclêôtit - Có bazơnitric Timin - Có bazơnitric U là dẫn xuất của T - Trong mỗi nuclêôtit có đường - Trong mỗi ribônuclêôtit có đường đêôxiribôza (C5H10O4) ribôza (C5 H10 O5) - Liên kết hoá trị trên mạch đơn của - Liên kết hoá trị trên mạch mARN là ADN là liên kết giữa đường C 5H10O4 của liên kết được hình thành giữa đường nuclêôtit với phân tử H 3PO4 của nuclêôtit C5H10 O5 của ribônuclêôtit này với phân bên cạnh. Nhiều liên kết hoá trị tạo nên tử H3 PO4 của ribônuclêôtit bên cạnh. chuỗi pôlinuclêôtit. nhiều liên kết hoá trị tạo nên chuỗi pôliribônuclêôtit.
2. Câu 3: ADN và protein giống và khác nhau về cấu trúc ở những điểm nào? Những chức năng cơ bản của prôtêin ? Trả lời 1. Điểm giống nhau về cấu trúc giữa ADN và prôtêin Đều được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân Đều được cấu tạo từ các nguyên tử, phân tử C, H, O, N. Các đơn phân được liên kết với nhau bằng các liên kết hoá học. Đều có cáu trúc xoắn. Đều được đăc trưng bởi số lượng, thành phần và trình tự phân bố các đơn phân. Đều là 2 thành phần cơ bản tạo nên cấu trúc nhiễm sắc thể. 2. Điểm khác nhau giữa cấu trúc của ADN và prôtêin ADN Prôtêin - ADN có cấu trúc xoắn kép, gồm 2 - Prôtêin có cấu tạo xoắn, mức độ xoắn mạch đơn. tuỳ thuộc vào các bậc cấu trúc - ADN là đại phân tử chiều dài tới hàng - Prôtêin cũng là đại phân tử có kích trăm micrômet, khối lượng phân tử từ 4 thước bé hơn ADN, phân tử prôtêin lớn triệu đến 8 triệu, thậm chí có thể tới 16 nhất cũng chỉ tới 0,1 micrômét, khối triệu đ.vC lượng phân tử 1,5 triệu đvC - ADN được cấu tạo từ 4 loại nuclêôtit, - Prôtêin được cấu tạo từ 20 loại thành phần cơ bản của mỗi nuclêôtit kà axitamin, thành phần cơ bản của mỗi bazơnitric. axitamin là gốc cacbon (R) - Liên kết trên mỗi mạch đơn ADN là - Trong phân tử prôtêin các axitamin liên kết phôtphođieste (giữa đường C5 liên kết với nhau bằng liên kết peptit H10 O4 của nuclêôtit này với phân tử H 3 (giữa nhóm amin của axit amin này với PO4 của nuclêôtit bên cạnh). nhiều liên nhóm cácbôxin của axit amin bên cạnh kết photphođieste tạô thành mạch cùng nhau giải phóng 1 phân tử nước). polinuclêôtit. Nhiều kiên kết peptit tạo thành chuỗi pôlipeptit. Mỗi phân tử prôtêin có thể - Trên mạch kép phân tử ADN các cặp gồm 1 hoặc 1 số chiuỗi pôlipeptit. nuclêôtit giữa 2 mạch đơn liên kết với - Trên phân tử prôtêin tạô nên 4 bậc cấu nhau theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) A trúc không gian: bậc 1 các axit amin liên kết với T bằng 2 liên kết hiđrô, G liên kiên kết với nhau bằng liên kết pepit; két với X bằng 3 liên kết hiđrô, và ngược bậc 2 xoắn theo hình lò xo (xoắn lại tạo nên cấu trúc ADN chiều rộng anơpha) ( xoắn trái), chiều cao mỗi vòng khoảng 20Ǻ, khoảng cách mỗi bậc thang xoắn 5,4Ǻ, với 3,7aa/vòng. Trong chuỗi bằng 3,4Ǻ. Mỗi chu kì xoắn gồm 10 cặp xoắn bêta mỗi vòng xoắn có 5,1aa; cấu nuclêôtit có chiều cao 34Ǻ (xoắn phải) trúc bậc 3 là hình dạng phan tử prôtêin trong không gian 3 chiều tạo thành những khối hình cầu’ cấu trúc bậc 4 là những prôtêin gồm 2 hay nhiều pôlipeptit liên kết với nhau. Ví dụ phân tử hêmôglôbin có 2 chuỗi anpha và 2 - Mỗi phân tử ADN gồm nhiều gen chuỗi bêta, mỗi chuỗi chứa một nhân - Cấu trúc hoá học của phân tử ADN kèm với một nguyên tử Fe quy định cấu trúc hoá học của các prôtêin - Mỗi phân tử prôtêin gồm nhiều chuỗi tương ừng. pôlipeptit - cấu trúc hoá học của prôtêin phụ thuộc vào cấu trúc hoá học của các gen trên phân tử ADN 3. Những chức năng cơ bản của prôtêin
3. - Kiến tạo nên các bào quan, các tổ chức cơ quan của cơ thể, quy định các đặc điểm hình thái, giải phẫu của cơ thẻ. - Tạo nên các enzim, mà bản chất là prôtêin xúc tác các phản ừng sinh hoá tổng hợp vật chất di truyền, các bản phiên mã, tham gia tổng hợp prôtêin và các hợp chất hữu cơ quan trọng khác. hiện nay đã biết khoảng 3500 loại enzim. - Tạo nên các kháng thể có chức năng bảo vệ cơ thể chống lại các vi khuẩn gây bệnh. - Các hoocmôn phần lớn là prôtêin có chức năng điều hoà các quá trình trong tế bào và cơ thể. - Nhiều loại prôtêin tham gia vào chức năng vận đông tế bào cơ thể - Khi thiếu hụt gluxit, lipit, prôtêin tự phân huỷ giải phóng năng lượng dưới dạng ATP cung cấp cho quá trình hoạt hoá các nguyên liệu. Prôtêin đảm nhận nhiều chức năng liên quan đến toàn bộ hoạt động sống của tế bào, quy định các tính trạng, tính chất của cơ thể sống. Câu 4: Điểm giống nhau và khác nhau giữa cơ chế tổng hợp ADN ở sinh vật nhân chuẩn với E.coli. Ý nghĩa của cơ chế tổng hợp ADN Trả lời 1. điểm giống nhau giữa cơ chế tổng hợp ADN của sinh vật nhân chuẩn và E,coli : - Đều dựa trên khuôn mẫu của ADN mẹ - Cần nguyên kiệu là ribônuclêôtit, các nuclêôtit - Cần có ezim xúc tác để mở xoắn, tách 2 mạch đơn lắp ráp các nuclêôtit - Cần tổng hợp đoạn mồi để tạo ra nhóm 3’OH - Có một mạch tổng hợp gián đoạn (mỗi đoạn là một đoan okazaki) - Đều dựa vào nguyên tắc bổ sung khi lắp ráp các nuclêôtit trên khuôn mẫu của từng mạch đơn ADN mẹ. - Kết quả đều tạo ra những ADN con giống ADN mẹ theo nguyên tắc bán bảo toàn. 2. Điểm khác nhau giữa tổng hợp ADN ở sinh vật nhân chuẩn với E.coli Tổng hợp ADN ở E.coli Tổng hợp ADN ở sinh vật nhân chuẩn - Toàn bộ ADN chỉ có một đơn vị tái - có nhiều đơn vị tái bản bản - sự tổng hợp xảy ra trên hai phiễu tái - Sự tổng hợp xảy ra trên nhiều đơn vị bản tái bản, những đơn vị tái bản nào có nhiều G==X được tổng hợp trước, nhiều AT được tổng hợp sau. - ADN- pôlimêraza gồm 3 loại enzim có - ADN- pôlimêraza có 5 loại enzim: chức năng khâc nhau đều tham gia tổng hợp ADN- pôlimêraza γ tham gia tái bản enzim ε ,ס ADN, trong đó ADN- pôlimêraza III đóng ADN của ti thể. Enzim phôi vai trò chủ yếu. là 2 enzim chính tham gia tổng hợp có hoạt ס ADN. Pôli β và kiểu đơn vị bé tính đọc sửa 3. Ý nghĩa của cơ chê tổng hợp Nhờ khả năng tổng hợp, ADN đã truyền đạt được thông tin di truyền của nó qua các thế hệ tế bào và qua các thế hệ khác nhau của loài. Câu 5: Mối quan hệ giữa ADN và prôtêin trong cấu trúc và cơ chế di truyền.Tính đặc trưng cuẩ prôtêin do yếu tố nào quy định? Trả lời 1. Mối quan hệ giữa ADN và prôtêin trong cấu trúc di truyền
4. - Prôtêin và ADN là hai thành phần cơ bản cấu trúc nên nhiễm sắc thể, trong nhiễm sắc thể ADN và prôtêin có tỉ lệ tương đương. Prôtêin liên kết với các vòng xoắn của ADN giữ cho cấu trúc ADN ổn định, thông tin di truyền trên ADN được điều hoà. - Prôtêin của ADN tổ hợp với nhau tạo nên chất nhiễm sắc hình thành nhiễm sắc thể. Phân tử ADN quấn quanh một khối hinh cầu dẹt (gồm 8 phan tử prôtêin híton) tạo nên nuclêôxom. Các nuclêôxôm nối với nhau bằng các đoạn ADN dài 15-100 cặp nuclêôtit và một phân tử prôtêin histon. tổ hợp ADN với histon trong chuỗi nucleôxom tạo thành các sợi cơ bản. -Ở tế bào có nhân ribôxôm gồm có một hạt lớn và một hạt bé. Hạt lớn gồm 45 phân tử prôtêin và 3 phân tử rARN. Lúc tổng hơp prôtêin hai hạt này liên kết với nhau, tiếp xúc với mARN và chuyển dịch từng bước trên mARN để thực hiên quá trình dịch mã. - Cấu trúc hoá học ADN quy định cấu trúc hoá học của prôtêin (trình tự phân bố các nuclêôtit tren ADN quy định trình tự các axit amin trên phân tử prôtêin) 2. Mối quan hệ giữa ADN và prôtêin trong các cơ chế di truyền - ADN là khuôn mẫu tổng hợp mARN từ đó quy định cấu trúc prôtêin - ADN chứa nhiều gen cấu trúc, mỗi gen cấu trúc mang thông tin về một loại prôtêin. - Prôtêin ức chế được tổng hợp từ khuôn mẫu của gen điều hoà gắn vào gen vận hành cản trở hoạt động của enzim phiên mã, do vậy gen cấu trúc được duy trì ở trạng thái không hoạt động. - Prôtêin tham gia toạ nên các enzim tham gia vào tổng hợp ADN, ARN, prôtêin - Prôtêin còn tham gia tạo nên các yếu tố mở đầu, kéo dài, kết thúc quá trình sinh tổng hợp prôtêin tù bản phiên mã mARN. - Prôtêin tạo nên thoi tơ vô sắc, các dây tơ nối với các nhiếm sắc thể ở tâm động, đảm bảo cho sưn phân li nhanh và chính xác ổn đinh vật chất di truyền ở cấp độ tế bào. 3. Tính đăc trung của prôtêin do các yếu tố sau quy định: - Về cấu trúc hoá học: do gen quy định. - về cấu tạo không gian: do chức năng sinh học của các laọi prôtêin trong tế bào quy định. Câu 6: Tại sao nói đột biến gen thường có hại, ít có lơi, tần số thấp, nhưng lại là nguồn nguyên liệu chủ yếu của chon lọc tự nhiên? Trả lời 1. Khái niệm đột biến gen Đột biến gen là những biến đổi đột ngột trong cấu trúc phân tử của gen liên quan tới một hoặc một vài cặp nuclêôtit xảy ra tại một điểm nào đó của phân tử ADN. Dẫn tới làm xuất hiện một vài đặc điểm mới trên cơ thể sinh vật. 2. Nói đột biến gen thường có hại, ít có lợi, tần số thấp, nhưng lại là nguồn nguyên liệu chủ yếu của chon lọc tự nhiên vì: - Phần lớn đột biến gen trong tự nhiên là có hại cho cơ thể sinh vật vì chúng phá vỡ mối quan hệ hài hoà trong kiểu gen, trong nội bộ cơ thể, giữa cơ thể với mội trường đã được hình thành qua chọn lọc tự nhiên. Trong môi trường quen thuộc, đa số thể đột biến thường tỏ ra có sức sống kém hoặc kém thích nghi so với dạng gốc. Đặt vào điều kiện mới, nó có thể tỏ ra thích nghi hơn, có sức sống cao hơn. Thí dụ trong mội trưòng không có DDT thì dạng ruồi mang đột biến kháng DDT sinh trưởng chậm hơn dạng ruồi bình thường, nhưng khi phun thuốc DDT thì lại có lợi cho ruồi. - Tuy đột biến thường có hại nhưng phần lớn alen đột biến là alen lặn, xuất hiện ở một giao tử nào đó, alen lặn sẽ đi vào hợp tử và tồn tại bên cạnh alen trội tương ứng ở thể dị hợp, do đó không biểu hiên thành kiểu hình. Trải qua nhiều thế hệ giao phối các alen lặn được nhân lên, có điều kkiện gặp gỡ nhau trong giao phối tạo nên thể đồng hợp và biểu hiên thành kiểu hình. Giá trị thích ứng của một đột biến có thể thay đổi tuỳ tổ hợp gen. một đột biến nằm trong tổ hợp này có hại nhưng tồn tại trong tổ hợp gen khác lại trở nên có lợi. Vì vậy có thể nói tính lợi, hại của đột biến gen chỉ là tương đốí. - Nhờ quá trình giao phối các đột biến được phát tán trong quần thể tạo ra vô số biến dị tổ hợp. Có thể nói đột biến là nguồn nguyên kiệu sơ cấp còn biến dị tổ hợp là nguồn nguyên liệu thứ cấp cho chọn lọc tự nhiên do đó đều tạo nên vốn gen của quần thể. Sự tiến hoá không chỉ sử dụng các đột biến mới xuất hiện mà còn huy động kho dự trữ các gen đột biến đã phát sinh từ lâu nhưng tiêm ẩn trong trạng thái dị hợp. Câu 7: Điểm giống và khác nhau cơ bản giữa nguyên phân và giảm phân. Ý nghĩa của chúng trong di truyền và tiến hoá.
5. Trả lời 1. Điểm giống nhau giữa nguyên phân và giảm phân - Có sự nhân đôi của nhiễm sắc thể mà thức chất là sự nhân đôi của ADN ở kì trung gian. - Trải qua các kì phân bào tương tự nhau - đều có sự biến đổi hình thái nhiễm sắc thể theo chu kì đóng và tháo xoắn đảm bảo cho nhiễm sắc thể nhân đôi và thu gon cấu trúc để tập trung trên mặt phẳng xích đạo ở kì giữa. -Ở lần phân bào II của giảm phân giống phân bào nguyên phân. - Đều là cơ chế sinh học đảm bảo ổn định vật chất di truyền qua các thế hệ. 2. Điểm khác nhau giữa nguyên phân và giảm phân Nguyên phân Giảm phân - Xảy ra một lần phân bào gồm 5 kì - Xảy ra 2 lần phân bào lilên tiếp. lần phân bào I là phân bào giảm phân, lần phân bào II là phân bàonguyên phân - Mỗi nhiễm sắc thể tương đồng được - Mỗi nhiễm sắc thể tương đồng được nhân nhân đôi thành 2 nhiễm sắc thể kép, mỗi đôi thành một cặp nhiễm sắc thể tương nhiễm sắc thể kép gồm 2 crômatit đồng kép gồm 4 crômatit tạo thành một thể thống nhất. -Ở kì trước không xảy ra trao đổi chéo giữa 2 crômatit cùng nguồn gốc -Ở kì trước I một số cặp nhiễm sắc thể có xảy ra hiện tượng tiếp hợp và xảy ra trao đổi đoạn giữa 2 crômatit khác nguồn gốc, - Tại kì giữa các nhiễm sắc thể tập trung tạo nhóm gen liên kết mới. thành từng nhiêm sắc thể kép - tại kì giữa I các nhiễm sắc thể tập trung -Ở kì sau của nguyên phân có sự phân li thành từng nhiễm sắc thể tương đồng kép. các crômatit trong từng nhiễm sắc thể kép -Ở kì sau I của giảm phân có sự phân li các về 2 cực của tế bào nhiếm sắc thể đơn ở trạng thái kép trong từng cặp nhiễm sắc thể tương đồng kép để tạo ra các tế bào con có bộ nhiễm sắc thể - Kết quả mỗi lần phân bào tạo ra 2 tế bào đơn ở trạng thái kép khác nhau về nguồn con có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội ổn gốc nhiễm sắc thể định - Kết quả qua 2 lần phân bào tạo ra các tế - Xảy ra trong tế bào sinh dưỡng và mô bào giao tử có bộ nhiễm sắc thể giảm đi têd bào sinh duc sơ khai một nửa khác biệt nhau về nguồn gốc và chất lượng nhiễm sắc thể - Xảy ra ở tế bào sinh dục sau khi các tế bào đó kết thúc giai đoạn sinh trưởng 2. Ý nghĩa của nguyên phân và giảm phân - Ý nghĩa của nguyên phân + Ổn định bộ nhiễm sắc thể của loài qua các thế hệ tế bào của cùng một cơ thể + Tăng nhanh sinh khối tế bào, đảm bảo sự phân hoá mô, cơ quan tạo lập nên một cơ thể hoàn chỉnh + Tạo điều kiện cho các đột biến tế bào sinh dưỡn có thể nhân lên qua các thế hệ tế bào, tạo nên thể khảm. - Ý nghĩa của giảm phân + Giảm bộ nhiễm sắc thể trong giao tử, nhờ vậy kkhi thụ tinh khôi phục được trạng thái lưỡng bội của loài trong quá trình tạo giao tử + Trong giảm phân có xảy ra hiện tượng phân li độc lập, tổ hợp tự do của các nhiễm sắc thể, sự trao đổi đoạn tại kì trước I của giảm phân đã tạo nên nhiều loại giao tử khác nhau về nguồn gốc và chất lượng Đây là cơ sở tạo nên các biến dị tổ hợp cung cấp nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên, tạo nên tính đa dạng của sinh giới. + Nhờ giảm phân các đột biến được nhân lên dần trong quần thể, trong loài biểu hiên thành kiểu hình đột biến. Câu 8: Trình bày cơ chế hình thành các dạng tế bào n, 2n,3n,4n từ dạng tế bào 2n. Ý nghĩa của việc hình thành các loại tế bào nói trên
6. Trả lời 1. Cơ chế hình thành các dạng tế bào a. Cơ chế hình thành tế bào n: -Ở các cơ thể trưởng thành có một nhóm tế bào sinh dưỡng được tách ra làm nhiệm vụ sinh sản, gọi là tế bào sinh dục sơ khai. Các tế bào lần lượt trải qua 3 giai đoạn: + Giai đoạn sinh sản: nguyên phân liên tiếp nhiều đợt tạo ra các tế bào sinh dục con + Giai đoạn sinh trưởng: các tế bào tiếp nhân nguyên liệu mội trường ngoài tạo nên các tế bào con có kích thước lớn (kể cẩ nhân và tế bào chất) + Giai đoạn chín: các tế bào sinh tinh trùng, sinh trứng bước vào giảm phân gồm 2 lần phân bào liên tiếp: lần 1: giảm phân, lần 2: nguyên phân để tạo ra các giao tử đơn bội - Giảm phân I: + Ở kì trung gian ADN nhân đôi, mỗi cặp nhiễm sắc thể tương đồng nhân đôi thành cặp tương đồng kép. + Ở kì trước I: nhiễm sắc thể tiếp tục xoắn lại, kì này tại một số cặp nhiễm sắc thể có xảy ra trao đổi đoạn giữa 2 crômatit khác nguồn gổc trong cặp tương đồng. Cuồi kì trước I, màng nhân mất, bắt đầu hình thành dây tơ vô sắc. + Ở kì giữa I: thoi tơ vô sắc hình thành xong. Các nhiễm tương đồng kép tập trung thành cặp trên mặt phẳng xích đạo nối với dây tơ vô sắc tại tâm động + Ở kì cuối I: tạo 2 tế bào con chứa bộ nhiễm sắc thể ở trang thái kép, khác nhau về nguồn gốc, chất lượng nhiễm sắc thể - Giảm phân II: ở lần phân bào này giống phân bào nguyên phan, kì trung gian trải qua rất ngắn ở kì giữa II, các nhiễm sắc thể đơn ở trạng thái kép trong mỗi tế bào tập trung trên mặt phẳng xích đạo nối với dây tơ vô sắc. Ở kì sau II, mỗi crômatit trong mỗi nhiễm sắc thể đơn ở trngj thái lép phân li về hai cực. Kì cuối II tạo ra các tế bào đơn bội. Từ một tế bào sinh tinh trùng tạo ra 4 tinh trùng, từ 1 tế bào sinh trứng tạo ra 1 trứng và 3 thể định hướng. b. Cơ chế hình thành tế bào 2n: - Qua nguyên phân + Ở kì trung gian mỗi nhiễm sắc thể đơn tháo xoắn cực đại ở dạng sợi mảnh, ADN nhân đôi để tạo ra các nhiễm sắc thể kép + Kì trước: nhiễm sắc thể tiếp tục xoắn lại, cuối kì trước màng nhân mất, thoi vô sắc bắt đầu hình thành. + Kì giữa: thoi vô sắc hình thành xong, nhiễm sắc thể kép tập trung trên mặt phẳng xích đạo nối với dây tơ vô sắc tại tâm động + Kì sau: mỗi crômatit trong từng nhiễm sắc thể kép tập trung trên mặt phẳng xích đạo nối với dây tơ vô sắc tại tâm động + Kì sau: mỗi crômatit trong từng nhiễm sắc thể kép tách nhau qua tâm động phân chia về 2 cực tế bào + Kì cuối: các nhiễm sắc thể đơn giãn xoắn cực đại, màng nhân hình thành, mỗi tế bào chứa bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) Nhân đôi phân chia 2n ─────────►4n ────────►2n - Qua giảm phân không bình thường Các tế bào sinh tinh trùng hoặc sinh trứng nếu bi tác động của các tác nhân phóng xạ, hoá học làm cắt đứt dây tơ vô sắc trên toàn bộ bộ nhiễm sắc thể sẽ tạo nên các giao tử lưỡng bội. - Qua cơ chế thụ tinh: Sự kết hợp giữa tinh trùng đơn bội và trưng đơn bội qua thụ tinh sẽ tạo nên hợp tử lưỡng bội (2n) c. Cơ chế hình thành dạng tế bào 3n, 4n: - Tế bào 2n giảm phân không bình thường xảy ra trên tất cả các cặp nhiễm sắc thể sẽ tạo nên giao tử 2n. Giao tử này kết hợp với giao tử binh thường n sẽ tạo nên hợp tử 3n. - Giao tử không bình thường 2n kết hợp với nhau sẽ tạo nên hợp tử 4n - Ngoài ra dạng 3n còn được hình thành trong cơ chế thụ tinh kép ở thực vật do nhân thứ cấp 2n kết hợp với một tinh tử n tạo nên nội nhũ 3n. - dạng tế bào 4n còn đuợc hình thành do nguyên phân rối loạn xảy ra trên tất cả các cặp nhiễm sắc thể sau khi nhân đôi. 2. Ý nghĩa của việc hình thành các dạng tế bào n, 2n ,3n, 4n
7. a. Ý nghĩa việc hình thành dạng tế bào n b. Ý nghĩa việc hình thành dạng tế bào 2n, 3n, 4n: - Kế tục vật chất di truyền ổn định trong sinh sản sinh dưỡng và sinh sản hữu tính - Nếu tế bào 2n được hình thành do giảm phân rối loạn là cơ sơ tạo nên các dạng 3n, 4n qua thụ tinh hình thành những đặc trưng mới về các tính trạng hình thái, sinh lí, hoá sinh cho cơ thể. -Ở thực vật dạng 3n còn được hình thành do nhân thứ cấp kết hợp với 1 tinh tử tạo nên nội nhũ 3n - Việc tạo nên các tế bào có bộ nhiễm sắc thể không bình thường về số lượng, đây cũng là một hướng tiến hoá cơ bản ở thực vật trong tự nhiên. Câu 9: Các cơ chế sinh học xảy ra như thế nào đối với 1 cặp NST tương đồng ở cấp độ TB? Trả lời Có nhiều cơ chế sinh học xảy ra đối với 1 cặp NST tương đồng. Mỗi cơ chế đều có ý nghĩa khác nhau góp phần ổn định bộ NST của loài. 1. Cơ chế nhân đôi của nhiễm sắc thể: Thực chất mỗi NST đơn trong cặp NST tương đồng là sự nhân đôi ADN trên NST vào kì trung gian. Nhờ đó mỗi NST đơn tạo ra 1 NST kép. 2. Cơ chế trao đổi đoạn: Ở kì trước I có xảy ra hiện tượng tiếp hợp và trao đổi chéo giữa 2 crômatit khác nguồn gốc trong cặp NST tuơng đồng. Sự trao đổi chéo góp phần tạo ra nhiều kiểu giao tử, tạo sự đa dạng, phong phú của loài. 3. Cơ chế phân li: - Trong nguyên phân, các NST trong cặp NST tương đồng đã phân li đồng đều về mỗi cực của TB để góp phần tạo bộ NST 2n trong các TB con. - Trong giảm phân I bình thường, mỗi NST trong cặp NST tương đồng đã phân li về 2 cực của TB tạo ra bộ NST đơn bội ở thể kép. Ở mỗi TB con có 1 kiểu sắp xếp NST khác nhau trên mặt phẳng xích đạo ở kì giữa I. Tại kì sau II ở lần phân bào II, mỗi crômatit trong từng NST kép tách nhau qua tâm động, kết quả mỗi giao tử chỉ chưa 1 NST đơn trong cặp tương đồng. 4. Cơ chế tổ hợp tự do của NST: Tại kì giữa I do mỗi TB có 1 kiểu sắp xếp nên khi phân li sẽ tạo ra các loại giao tử khác nhau. - Nhờ thụ tinh phối hợp ngãu nhiên các giao tử đực với giao tử cái đã tạo lại cặp NST tương đồng, ổn định ở thế hệ sau. 5. Cơ chế đột biến dị bội thể: Do nguyên nhân phóng xạ, hoá chất, cơ học, sức li tâm, sốc nhiệt hoặc quá trình trao đổi chất nội bào bị rối loạn. Các tác nhân làm đứt day tơ vô sắc, hoặc ức chế hình thành day tơ vô sắc xảy ra trong nguyên phân sẽ tạo nên TB chứa cả 2 NST, TB không chứa NST của cặp tương đồng. Nếu xảy ra trong giảm phân sẽ tạo nên giao tử di bội n-1, n+1. Các giao tử này kết hợp với giao tử bình thường tạo hợp tử chứa 3 NST trong cặp tương đồng đó. Thí dụ người mắc bệnh Đao có 3 NST thứ 21. Các đột biến dị bội thường gây hậu quả có hại. 6. Cơ chế đột biến cấu trúc NST: Do nguyên nhân bên trong TB như rối loạn trao đổi chất nội bào, biến đổi sinh lí, hoá sinh hay do tác nhân phóng xạ, hoá học tác động vào NST lúc chúng đang nhân đôi sẽ tạo nên các đột biến mất đoạn, lặp đoạn, chuyển đoạn, xảy ra trong phạm vi 1 cặp NST. Các đột biến cấu trúc NST thường gây ra hậu quả có hại. Đột biến mất đoan thường làm giảm sức sống hoặc gây chết. Ở người, mất đoạn ở NST 21 gây ung thư máu. Đột biến lặp đoạn thường gây hậu quả khác nhau, hoặc tăng cường hoặc giảm bớt mức biểu hiện của tính trạng. Ở ruồi giấm lặp đoạn 2 lần ở NST X làm cho mắt lồi thành mắt dẹt. Ở đại mạch ,lặp đoạn làm tăng hoạt tính enzim amilaza rất có ý nghĩa trong công nghiệp SX bia. Đảo đoạn thường ít ảnh hưởng tới sức sống của cơ thể vì vật chất di truyền không bị mất mát. Chuyển đoạn có sự phân bố lại các gen giữa các NST khác nhau, 1 số gen trong nhóm liên kết này chuyển sang nhóm liên kết khác. Sự chuyển đoạn thường gây chết hoặc mất khả năng sinh sản. Tóm lại đột biến cấu trúc NST thể sẽ làm rối loạn sự liên kết các cặp NST tương đồng trong giảm phân, làm thay đổi tổ hợp gen trong giao tử dẫn tới biến đổi kiểu gen và kiểu hình. Câu 10: Cấu trúc và chức năng của NST thường và NST giới tính giống nhau và khác nhau ở điểm nào? Trả lời 1. Điểm giống nhau của NST thường và NST giới tính về cấu trúc - Trong TB sinh dưỡng đều tồn tại thành cặp, mỗi cặp NST gồm 2 NST đơn thuộc 2 nguồn gốc. Trong TB giao tử tồn tại từng chiếc.
8. - Các thành phần cơ bản cấu trúc nên NST thường và NST giới tính đều là ADN và prôtein (chủ yếu là histon) - Đơn vị cơ bản tạo nên NST đều là nuclêôxôm, mỗi nuclêôxôm gồm 8 phân tử prôtein histon phía ngoài 3 bọc bởi 1 vòng xoắn gồm khoảng 146 cặp nuclêôtit. Các nuclêôxôm nối với nhau bằng các đoạn nối ADN 4 0 (có kích thước 15-100 cặp nuclêôtit và 1 phân tử H1 (Histôn H1) tạo nên sợi cơ bản có chiều rộng 100A . Sợi cơ bản tiếp tục xoắn thành sợi nhiễm sắc. Sợi nhiễm sắc đóng xoắn tiếp thành crômatit. - Có kích thước, hình dạng đặc trưng cho mỗi loài. - Đều chứa các nhóm gen liên kết hoàn toàn hay liên kết không hoàn toàn. - Có khả năng đột biến làm thay đổi số lượng và cấu trúc NST 2. Điểm khác nhau cơ bản - NST thường gồm nhiều cặp NST, luôn tồn tại thành từng cặp NST tương đồng. Còn NST giới tính chỉ tồn tại có 1 cặp khi thì đồng dạng ở giới đực, khi lại đồng dạng ở giới cái tuỳ thuộc vào loài. -Gen trên NST thường phân bố thành từng cặp gen tương đồng. Gen trên NST giới tính XY phân bố thành nhiều vùng. Ví dụ ở người có 3 vùng gen: + Vùng gen có cả trên X và Y + Vùng gen chỉ có trên X + Vùng gen chỉ có trên Y - Đại bộ phận các gen phân bố trên NST thường chỉ có 1 số gen được phân bố trên NST giới tính. 3. Điểm giống nhau về chức năng giữa NST thường với NST giới tính. - Đều góp phần quy định tính đặc trưng bộ NST loài. - Đều có khả năng nhân đôi, phân li, tổ hợp tự do, trao đổi đoạn trong nguyên phân, giảm phân và thụ tinh đảm bảo di truyền ổn định tương đối qua các thế hệ. - Các gen trên NST có khả năng điều hoà, tổng hợp ARN, chỉ huy tổng hợp prôtein, để hình thành tính trạng đặc trưng cho loài. - Các đột biến số lượng, cấu trúc NST đều có thể hình thành các tính trạng không bình thường, ảnh hưởng tới sự tồn tại và phát triển của cơ thể. 4. Điểm khác nhau về chức năng: - NST thường mang gen xác định việc hình thành các tính trạng thường, NST giới tính quy dịnh hình thành tính trạng đực, cái ở sinh vật, các tính trạng sinh dục phụ và gen xác định hình thành 1 số tính trạng liên quan đến giới tính, tuân theo quy luật di truyền chéo (gen nằm trên X), tuân theo quy luật di truyền thẳng (gen nằm trên Y). - Các đột biến gen lặn xuất hiên trên NST thường biểu hiện tính trạng chậm hơn. Còn gen đột biến lặn trên NST X, Y có thể biểu hiện kiểu hình ngay trong đời cá thể và di truyền cho thế hệ sau. Câu 11. Trình bày các loại biến dị làm thay đổi về số lượng, cấu trúc NST? Trả lời 1. Đột biến số lượng NST: - Sự thay đổi số lượng NST ở 1 hay 1 số cặp NST tạo nên thể dị bội, ở toàn bộ cặp NST tạo nên thể đa bội. - Có 2 nguyên nhân gây ra đột biến số lượng NST đó là tác nhân lí hoá trong ngoại cảnh hoặc MT nội bào lam cản trở sự phân li của các cặp NST ở kì sau quá trình phân bào. - Có 2 loại đột biến số lượng NST: + Thể dị bội (lệch bội): TB sinh dưỡng đáng nhẽ chúa 2 NST ở mỗi cặp tương đồng thì lại có thể chứa 3 NST ( thể 3 nhiễm), nhiều NST (thể đa nhiễm), 1 NST (thể 1 nhiễm) hoặc thiếu hẳn 1 NST (thể khuyết nhiễm). Các đột biến này thường gây ra những hậu quả có hại, ví dụ 3 NST 21 ở người gây bệnh Đao. Dạng XO biểu hiện hội chứng tơcnơ, XXY hội chứng claiphentơ. + Thể đa bội, người ta chia thành 2 loại: đa bội chẵn (4n, 6n, ) và đa bội lẻ (3n, 5n, .). - Các thể đa bội, dị bội là nguồn nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên có ý nghĩa trong chọn giống cây trồng. 2. Biến dị làm thay đổi cấu trúc NST: - Trao đổi đoạn xảy ra ở kì trước I giảm phân giữa 2 cromatit khác nguồn gốc trong cặp tương đồng, chúng đứt ra các đoạn tương ứng hoặc không tương ứng và chuyển đổi cho nhau. Trao đổi đoạn NST dẫn tới sắp xếp lại gen trong phạm vi 1 cặp NST tạo ra nhóm gen liên kết mới, làm thay đổi cấu trúc NST.
9. - Đột biến cấu trúc NST bao gồm mất đoạn, đảo đoạn, lặp đoạn NST, chuyển đoạn NST. Các đột biến này làm thay đổi cấu trúc NST ở các mức độ khác nhau. Câu 12. Điểm giống và khác nhau cơ bản giữa biến dị tổ hợp và biến dị đột biến. Vai trò của các loạ biến dị đó trong tiến hoá và chọn giống. Trả lời 1. Điểm giống - Cả 2 đều là biến dị di truyền, qua giao tử vào hợp tử để di truyền qua các thế hệ. - Cả 2 đều thuộc biến dị vô hướng có thế có lợi, có hại hay trung tính. Có thể xuất hiện những biến dị mới chưa có ở bố mẹ hoặc tổ tiên. - Đều là những biến dị có liên quan đến biến đổi vật chất di truyền. 2. Điểm khác nhau: - Về nguyên nhân: Biến dị tổ hợp xuất hiện nhờ quá trình giao phối, biến dị đột biến xuất hiên do tác động của MT trong và ngoài cơ thể. - Về cơ chế: biến dị tổ hợp phát sinh do cơ chế phân li độc lập, tổ hợp tự do, hoán vị gen trong quá trình tạo giao tử và sự kết hợp ngẫu nhiên giữa giao tử đực và cái trong quá trình thụ tinh. Còn biến dị đột biến phát sinh do rối loạn quá trình phân bào hoặc do rối loạn quá trình tái sinh NST, đã làm thay đổi số lượng, cấu trúc vật chất di truyền. - Về tính chất biểu hiện: + Biến dị đột biến biểu hiện 1 cách đột ngột, ngẫu nhiên, cá biệt, không định hướng. Phần lớn đột biến là có hại, tần số đột biến có lợi là rất thấp. Còn biến dị tổ hợp dựa trên cơ sở tổ hợp lại các gen vốn có ở bố mẹ và tổ tiên, vì thế có thể làm xuất hiện các tính trạng đã có hoặc chưa có ở thế hệ trước. Sự phân li độc lập, sự hoán vị gen, tương tác qua lại giữa các gen đã sắp xếp lại tính trạng vốn có hoặc xuất hiên tổ hợp kiểu hình mới ở thế hệ sau. + Biến dị tổ hợp có thể dự đoán được quy mô xuất hiện, tần số xuất hiện nếu biết trước được kiểu di truyền của bố mẹ. Còn biến dị đột biến không thể chủ động xác định trước khả năng xuất hiện ở đời con với loại đột biến và tần số đột biến là bao nhiêu. + Biến dị tổ hợp thường có giá trị không đặc sắc như đột biến, chúng thường xuất hiện ở mức độ nhỏ, đa dạng tạo ra nguồn biến dị thương xuyên, vô tận cho chọn lọc tự nhiên. 3. Vai trò - Biến dị tổ hợp là nguồn ngưyên liệu biến dị di truyền thứ cấp cung cấp cho tiến hoá. Nhờ các biến dị này mà trải qua lịch sử dài từ 1 vài loài ban đầu có thể tạo ra nhiều loài mới. Trong chon giống dựa trên cơ chế xuất hiện biến dị tổ hớp đề xuất các phương pháp lai giống nhằm nhanh chóng tạo giống có giá trị. - Biến dị đột biến là nguồn nguyên liệu biến dị di truyền sơ cấp cung cấp cho tiến hoá. Đặc biệt đột biến gen là nguồn nguyên liệu cơ bản. Trong chọn giống dựa trên cơ chế xuất hiện, giá trị của các loại đột biến, người ta xây dựng các phương pháp gây đột biến nhằm nhanh chóng tạo ra các đột biến có giá trị, góp phần tạo ra giống cây trồng và sinh vật có năng suất, phẩm chất cao, thích nghi tốt. B -PHẦN : BÀI TẬP Bài 1. Một gen có chiều dài 5100 Ăngstron. Hiệu số phần trăm giữa adenin với một loại nucleotit khác bằng 10% số nucleotit của gen. Trên phân tử mARN được tổng hợp từ gen đó có 10% uraxin. một mạch đơn của gen có 16% xitozin, số timin bằng 150 nucleotit. a) Tỉ lệ phần trăm và số lượng từng loại nucleotit của gen. b) Tỉ lệ phần trăm và số lượng từng loại ribonucleotit của một phân tử mARN bằng bao nhiêu? c) Nếu gen đó sao mã 6 lần và trên mỗi phân tử mARN có 10 riboxom trượt qua không lặp lại thì số lượng axit amin mà môi trường nội bào cung cấp cho quá trình tổng hợp protein là bao nhiêu? d) Nếu thời gian giải mã một axit amin la 0,1 giây, thời gian tiếp xúc của một phân tử mARN với các riboxom là 58,1 giây, khoảng cách giữa các riboxom kế tiếp khoảng bao nhiêu Ăngstron? GIẢI a) Tỉ lệ % và số lượng từng loại nucleotit - Số nucleotit của gen l 5100 N= 2 . —— = 2 . —— = 3000Nu
10. 3,4Ǻ 3,4 - Tỉ lệ % từng loại nuclêôtit của gen: N A + G = — = 50% (1) 2 A − G = 10% (2) => A = T = 30% ; G = X = 20% - Số lượng từng loại nuclêôtit của gen A = T = 3000 . 30% = 900Nu G = X = 3000 . 20% = 600Nu b) Tỉ lệ % và số lượng từng loại ribônuclêôtit 3000 - Số uraxin của mARN : rU = —— . 10% = 150Nu 2 - Số nuclêôtit từng loại ở mỗi mạch: T1 = A2 = 150 ; A1 = T2 = A − A2 = 900 − 150 = 750Nu 300 X1 = G2 = —— . 16% = 240Nu 2 G1 = X2 = G − G2 = 600 − 240 = 360Nu - U của mARN được tổng hợp từ A của mạch gốc rU = A gốc => rU = A2 = 150. Vậy mạch 2 là mạch gốc - Tỉ lệ % và số lượng từng loại ribônuclêôtit 750 rA = T2 = 750 => —— . 100% = 50%; rU = 150 −>10% 1500 360 rX = G2 = X1 = 240 −> 16%; rG = X2 = 360 −> —— . 100% = 24% 1500 c) Số axit amin tự do Số phân tử prôtêin : kn = 6.10 = 60 - Số axit amin tự do cần dùng: rN 1500 ∑aatd = Số P ( — − 1) = 60 ( —— − 1) = 29940 3 3 d) Khoảng cách giữa các ribôxôm l - Vận tốc trượt của ribôxôm : v = — .3.3,4 = 102 Ǻ/ s 0,1 - Thời gian kể từ RB1 tiếp xúc cho đến RB cuối cùng hết tiếp xúc mARN : l ∆l T = t + t’ = — + ( n- 1) — v v 5100 ∆l => Phương trình —— + (10-1) —— = 58,1 102 102 => ∆l = 91,8Ǻ Bài 2: Một gen dài 5100 Ắngtron. Khi gen tự sao liên tiếp hai đợt, môi trường nội bào đã cung cấp 2700 ađênin. Phân tử mARN được tổng hợp từ gen đó có 600 adenin và 240 guanin. vận tốc giải mã là 10 axit amin/ giây. Tính từ lúc ribôxôm thứ nhất trượt qua phân tử mARN cho đến khi hết phân tử mARN đó là 55,6 giây. a) Xác định số lượng từng loại nuclêôtit ởtrong toàn bộ các gen được hình thành sau hai đợt tự sao liên tiếp b) Xác định số lượng từng loại nuclêôtit ở mỗi mạch đơn của gen
11. c) Tính khoảng cách theo Ắngtron giữa ribôxôm thứ nhất với ribôxôm cuối cùng khi chúng dang tham gia giải mã trên một phân tử mARN GIẢI a) Số lượng từng loại nuclêôtit trong tất cả các gen con: L 5100 - Số nuclêôtit của gen N = 2. —— = 2. —— = 3000Nu 3,4Ǻ 3,4 - Số nuclêôtit tưng loại của mỗi gen: 2700 2 ∑Atd = A (2 – 1) = 2700 => A = T = ——— = 900Nu 22 – 1 N 3000 G = X = — - A = —— - 900 = 600 Nu 2 2 - Số nuclêôtit từng poại trong toàn bộ gen con: ∑A = ∑T = 900 . 22 = 3600Nu ∑G = ∑X = 600 . 22 = 2400Nu b) số lượng từng loại nuclêôtit ở mỗi mạch gen: Quy ước mạch gốc là mạch thứ nhất T1 = A2 = rA = 660; A1 = T2 = A – A2 = 900 – 600 = 240Nu X1 = G2 = rG = 240; G1 = X2 = G – G2 = 600 – 240 = 360Nu c) khoảng cách giữa ribôxôm thứ nhất với ribôxoom cuối cùng - Vận tốc trượt của RB: v = 10 . 3 . 3,4 = 102Ǻ/s - Thời gian kể từ RB1 tiếp xúc khi nó trượt qua mARN l 5100 t = — = —— = 50 giây v 102 - Thời gian kể từ RB 1 trượt qua mARN đến khi RB cuối cùng trượt hết mARN = khoảng cách về thời gian giữa RB1 với RB cuối cùng t’ = T – t = 56,5 – 50 = 5,6 giây - Khoảng cách giữa RB1 với RB cuối cùng 102 . 5,6 = 571,2Ǻ Bài 3: mạch thứ nhất của gen có tỉ lệ các nuclêôtit là 10% adenine, 20% timin và 25% xitozin. Phân tử mARN được sao từ gen đó có 20% urãin. a) tính tỉ lệ từng loại nuclêôtit của gen và từng loại ribônuclêôtit của phân tử mARN b) nếu gen đó dài 0,306 micromet thì nó chứa boa nhiêu liên kết hidro? c) một phân tử mARN sinh ra từ gen có chiều dài nói trên và có một số riboxom cùng hoạt động trong quá trình giải mã, thời gian riboxom thứ nhất trượt qua hết phân tử là 30 giây và thời gian tính từ lúc bắt đầu có sự giải mã đến khi riboxom cuối cùng trượt qua hết phân tử mARN đó là 35,4 giây. Hỏi có bao nhiêu riboxom tham gia vào quá trình giải mã? Biết rang các riboxom cách đều nhau một khoảng bằng 61,2Ǻ GIẢI a) tỉ lệ từng loại nuclêôtit và tưng loại ribônuclêôtit - Tỉ lệ từng loại nuclêôtit cau rmỗi mạch gen A1 = T2 = 10% ; T1 = A2 = 20% X1 = G2 = 25% ; G1 = X2 = 100% - ( 10% + 20% + 25%) = 45% - Tỉ lệ từng loại ribônuclêôtit của cả gen %A1 + %A2 10% + 20% A = T = —————— = ——————— = 15% 2 2 %G1 + %G2 45% + 25% G = X = —————— = ——————— = 35% 2 2
12. - U của mARN được sao từ A gốc của gen rU = A gốc => rU = A2 = 20% Vậy mạch 2 là mcạh gốc và tỉ lệ 20% tưng loại ribônuclêôtit ccủa mARN : rA = T2 = 10%; rU = A2 = 20% rG = X2 = 45%; rX = G2 = 25% b) số liên kết hidro của gen L 3060 - Số nuclêôtit của gen: N = 2 . —— = 2 . —— = 1800Nu 3,4Ǻ 3,4 - Số nuclêôtit tưng loại của gen: A = T = 1800 . 15% = 270; G = X = 1800 . 35% = 630Nu - Số liên kết hidro của gen: H = 2A + 3G = 2 . 270 + 3 . 630 = 2430liên kết c) Số riboxom l 3060 - Vận tốc trượt của RB: v = — = —— = 102Ǻ/s t 30 - Thời gian tính từ lúc RB1 trượt qua mARN đến khi RB cuối cùng trượt qua mARN = khoảng cách về thời gian giữa RB1 với RB cuối cùng t’= T – t = 35,4 – 30 = 5,4 giây - Số riboxom tham gia:(n ) ∆l 61,2 (n – 1 ) — = t’ => (n – 1 ) —— = 5,4 => n = 10 v 102 Bài 4: Mạch thứ nhất của gen có 240 timin, hiệu số giữa guanin với adenine bằng 10% số nucleotit của mạch. Ở mạch thứ hai, hiệu số giữa adenin và xitozin bằng 20% số nucleotit của mạch. Khi gen đó tổng hợp phân tủe mARN thì mội trường nội bào đã cung cấp 360 uraxin. a) Tỉ lệ phần trăm và số lượng từng loại nucleotit của gen và của tưng mạch là bao nhiêu? b) Hãy tính chiều dài của phân tử mARN, tỉ lệ phần trăm và số lương mỗi loại ribonucleotit của nó. c) Trên mỗi phân tử mARN có 8 riboxom cùng giagỉ mã, tính từ lúc riboxom bắt đâu ftrượt trên phân tử mARN thì thời gian để riboxom thứ nhất trượt qua hết sphân tử là 20 giây, còn riboxom cuói cùng thì phải cần đén 26,3 giây mới hoàn tất việc giải mã. khoảng cách đều giữa các riboxom là bao nhiêu Ắngtron? Biết rang các riboxom trượt với vận tốc bằng nhau GIẢI a) tỉ lệ và số lượng từng loại nuclêôtit của gen và của từng mạch đơn - tỉ lệ % từng loại nuclêôtit mỗi mạch G1 = A1 = 10% => X2 – T2 = 10% => T2 = X2 – 10% (1) A2 – X2 = 10% => A2 = 10% + X2 (2) X2 – G2 = 20% => G2 = X2 – 20% (3) từ (1) (2) (3) => (X2 – 10%) + ( 10% + X2) + (X2 – 20%) + X2 = 100% X 2 = 30% Suy ra G1 = X2 = 30%; X1 = G2 = 10% A1 = T2 = 20%; T1 = A2 = 40% - Số lượng tưng loại nuclêôtit mỗi mạch 240 T1 = A2 = 240; A1 = T2 = —— . 20% = 120Nu 40% 240 240 G1 = X2 = —— . 30% = 180; G2 = X1 = —— . 10% = 60Nu 40% 40% - Tỉ lệ và số lượng từng loại nuclêôtit tương ứng của cả gen: %A1 + %A2 20% + 40%
13. A = T = —————— = —————— = 30% 2 2 A =T = A1 + A2 = 120 + 240 = 360 %G1 + %G2 30% + 10% G = X = —————— = —————— = 20% 2 2 G =X = G1 + G2 = 180 + 60 = 240 b) Chiều dài, tỉ lệ % và số lượng từng loại ribônuclêôtit của mARN - Chiều dài của mARN N l = L = — . 3,4Ǻ = (210 + 240 + 180 + 60) . 3,4 = 2040 Ǻ 2 - k số phân tử mARN (nguyên, dương) - U của mARN tổng hợp từ A gốc của gen => ∑rU = k . A gốc 360 - Nếu mạch 2 là mạch gốc : k = —— = 1,5 ( loại) 260 360 Vậy mạch 1 là mạch gốc với số lần sao mã k = —— = 3 120 - Tỉ lệ % và số lượng ribônuclêôtit từng loại của mARN 240 120 rA = T1 = 240 => —— = 40%; rU = A1 = 120 => —— = 20% 600 600 60 180 rG = X1 = 60% => —— = 10%; rG = G1 = 180 => —— = 30% 600 600 b) Khoảng cách giữa các riboxom l 2040 - Vận tốc trượt của RB: v = — = —— = 102Ǻ/ s t 20 - Gọi ∆l : khoảng cách giữa các RB Thời gian lúc RB1 bắt đầu trượt cho đến khi RB cuối cùng trượt hết phân tử mARN ∆l ∆l T = t + t’ = t + (n – 1 ) — => 20 + (8 – 1 ) —— = 26,3 v 102 ∆l = 91,8Ǻ Bài 5: Trên một phân tử mARN có một số riboxom trượt qua với khoảng cách đều bằng nhau. Riboxom thứ nhất trượt qua hết phân tử mARN đó hết 50 giây. Tính từ lúc riboxom thứ nhất trượt qua và tiếp xúc với phân tử mARN đó thì riboxom cuối cùng ppjải mất 57,2 giây mới hoàn thành việc đi qua phân tử mARN . Biết rang phân tử prôtêin thứ hai được tổng hợp chậm hơn phân tử prôtêin thứ nhất 0,9 giây. Gen điều khiển việc tổng hợp các phân tử prôtêin nói trên có mạch 1 chứa 10% adeini và 20% guanine, mạch 2 chứa 15% adenine. Quá trình sao mã của gen đã đòi hỏi mội trường nội bào cung cấp 150 uraxin và 155 adenin để góp phần tổng hợp một phân tử mARN a) tính chiều dài của gen b) Tính số lượng từng loại ribônuclêôtit của một phân tử mARN c) Số riboxom đã tham gia vào qua trình giải mã trên một phân tử mARN đó là bao nhiêu? Biết rằng mỗi riboxom chỉ trượt qua một lần d) khoảng cách giữa 2 riboxom kế tiếp và khoảng cách giữa riboxom thứ nhất với riboxom cuối cùng tính theo Ắngtron là bao nhiêu?
14. e) Toàn bộ quá trình giải mã nới trên đã cần bao nhiêu axit amin của mội trường nội bào và trong tất cả các prôtêin hoàn chỉnh chứa bao nhiêu axit amin? GIẢI a) Chiều dài của gen - Số nuclêôtit loại A,T của gen A = T = rA + rU = 225 + 150 = 375 - Tỉ lệ % tưng loại nuclêôtit của gen %A1 + %A2 10% + 15% A = T = ————— = ————— = 12,5%; G = X = 37,5% 2 2 375. 100 - Số nuclêôtit của gen: N = ———— = 3000 12,5 b) Số kượng từng loại ribônuclêôtit - U của mARN được tổng hợp từ A gốc 3000 rU = A gốc => rU = A1 = —— . 10% = 150 2 Vậy mạch một là mạch gốc - Tỉ kệ % từng loại nuclêôtit ở mạch gốc A1 = 10%; T1 = A2 = 15%; G1 = 30% X1 = 2 . %G - %G1 = 2 . 37,5% - 30% = 45% Số ribônuclêôtit từng loại của mARN : rA = 225rU = 150 3000 3000 rG = X1 = —— . 45% = 675; rX = G1 = —— . 30% = 450 2 2 c) Số riboxom: gọi n : số riboxom Thời gian kể từ RB1 tiếp xúc mARN đến khi RB cuối cùng trượt qua hết mARN : T = t + t’ = t + (n – 1 ) ∆t => 50 + (n – 1 )0,9 = 57,2 => n = 9 d) Khoảng cách giữa 2RB, giữa RB1 với RB cuói cùng l 5100 - Vận tốc trượt của RB: v = — = —— = 102Ǻ/ s t 50 - Khaỏng cách giữa 2RB: ∆l = ∆t . v = 0,9 . 102 = 91,8Ǻ - Khoảng cách giữa RB1 với RB cuối cùng: (n – 1 ) ∆l = (9 – 1) 91,8 = 734,4Ǻ e) Số axit amin - Tổng số axit amin tự do cần dùng: rN 1500 ∑ aatd = Số P (— - 1) = 9 . (—— - 1 ) = 4491 3 3 - Tổng số axit amin của các phân tử prôtêin hoàn chỉnh: rN 1500 ∑ aap = Số P (— - 2 ) = 9. ( —— - 2) = 4482 3 3 Bài 6: Ở một loài một tế bào sinh dục 2n thực hiện sự nguyên phân liên tiếp một số lần, đòi hỏi môi trường nội bào cung cấp nguyên kiệu để hình thành nên 4826 nhiễm sắc thể đơn mới. các tế bào con sính ra từ lần nguyên phân cuối cùng đều giảm nhiễm bình thường cho 256 tinh trùng chưa nhiễm sắc thể giới tính Y a) Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của loài? số lần nguyên phân liên tiếp của tế bào sinh dục 2n đầu tiên? để tạo ra các tế bào con 2n đã có bao nhiêu thoi dây tơ vô sắc được hình thành trong các lần nguyên phân ấy?
15. b) Nếu có 3 tinh trùng được thụ tinh với 3 trứng khác nhau tạo ra câc hợp tử thì có bao nhiêu cromait trong các tế bào sinh dục cái sinh ra các trứng đó, vào lúc mà các tế bào bắt đàu thực hiện sự phân bào giảm nhiễm? Các hợp tử vừa được hình thành có bao nhiêu NST đơn? c) Giả thiết rằng sự giảm phân xảy ra trong các tế bào sinh dục của cá thể cái, mỗi cặp tương đồng đều gồm hai nhiễm sắc thê cấu trúc khác nhau, mỗi cặp nhiễm sắc thể tương đồng đều gồm hai nhiễm sắc thể cấu trúc khác nhau, sự trao đổi đoạn chỉ xảy ra một cặp nhiễm sắc thể thường,sự đột biến dị bội chỉ xảy ra ở cặp nhiễm sắc thể giới tính. Khả năng cá thể cái có thể cho bao nhiêu loại trứng? GIẢI a) Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội - số lần nguyên phân - số thoi vô sắc - Số lượng tinh trùng X = số lượng tinh trùng Y —> Tổng số tinh trùng hình thành: 256 + 256 = 512 Số tế bào con sinh ra sau các lần nguyên phân : 512 : 4 = 128 = 27 số l ần nguyên phân = 7 4826 - Bộ nhiễm sắc thể 2n = ——— = 38 27 – 1 - Mỗi tế bào sau khi nguyên phân thì hình thành 1 thoi vô sắc + Lần nguyên phân thứ 1: 1 tế bào nguyên phân —> 1 thoi vô sắc + Lần nguyên phân thứ 2: 2 tế bào nguyên phân —> 2 thoi vô sắc + Lần nguyên phân thứ 3: 4 tế bào nguyên phân —> 4 thoi vô sắc Vậy tổng số thoi vô sắc là tổng một dãy cấp số nhân với sô shạng đầu a1 = 1 thoi vô sắc ở tế bào ban đầu Số hạng của dãy n = số lần nguyên phân x Công bội q = 2 qx – 1 x 7 Sn = a1. ——— = 1(2 – 1 ) = 2 – 1 = 127 q – 1 b) Số cromatit – số NST đơn - Số tế bào sinh duc cái sinh ra trứng: 3 - Bắt đầu giảm phân, mỗi nhiễm sắc thể đơn của từng tế bào sinh dục cái đầu đã tự nhân đôi thành 1 NST kép gồm 2 cromatit —> Số cromait của tế bào sinh dục cái lúc bấy giờ: 2 .83 . 3 = 228 - Số hợp tử tạo thành: 3 - Số nhiễm sắc thể đơn: 38 . 3 =114 c) Số loại trứng - Cá thể đực cho 2 lạo tinh trùng X và Y => Cá thể đực mang cặp NST giới tính XY. Vậy cá thể cái mang cặp NST giới tính XX. - 2n = 38 => 19 cặp gồm 18 cặp NST thường và 1 cặp NST giới tính + 18 cặp NST thưpờng trong đó có 1 cặp TĐĐ => 218+1 + Cặp NST giới tính XX có đột biến dị bội => 2 loại giao tử bất thương (XX và O) Vậy số loại trưng có thể có: 218+1 . 2 = 220 = 1048576 Bài 7: giả thiết trong các cặp nhiễm sắc thể tương đông của một bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội đều chứa cá cặp gen dị hợp tử và hiện tượng trao đỏi đoạn tại một điểm chỉ xảy ra với một cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Cho biết không có hiện tượng đột biến và số loại giao tử đực sinh ra từ các điều kiên trên là 32. Giả thiết trung bình mỗi kì trong phân bào nguyên phân hết 5 phút, hia lần phân bào (kì trung gian) hết 10 phút, quá trình nguyên phân diễn ra liên tục, các tế bào con sinh ra đều tiếp tục nguyên phân. a) Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội nói trên ở trạng thái chưa nhân đôi là bao nhiêu? b) Để hợp tử thực hiện được quả trình nguyên phân thì môi trường nội bào đã cung cấp nguyên kiệu tương đương với bao nhiêu NST đơn vào các thời điểm: - Kết thúc 20 phút - Kết thúc 32 phút - Kết thúc 100 phút
16. Biết rằng khi hợp tử bước vào kì trước được tính là thời gian bắt đầu GIẢI a) Bộ NST lưỡng bội n = số cặp NST trong bộ NST lưỡng bội m = số cặp NST có trao đổi đoạn tại một điểm - Số loại giao tử 2n+mARN 2n+1 = 32 = 25 => n = 4; 2n = 8 b) NST được cung cấp - thời gian của một chu kì nguyên phân : 4 .5 +10 = 30 phút - Số NST tương đương với nguyên liệu được cung cấp: + Ở thời điẻm 20 phút Chưa qua 1 chu kì nguyên phân nhưng NST đều đã tự nhân đôi 1 lần: 8(21 – 1) = 8 + Ở thời điểm 32 phút Qua 1 chu kì nguyên phân và đang ở kì trước của chu kì thứ 2: NST đã tự nhân đôi 2 lần: 8(22 – 1) = 24 + Ở thời điểm 100 phút Qua 3 chu kì nguyên phân và đang ở kì giữa của chu kì thứ 4: NST đã tự nhân đôi 4 lần: 8 (24 – 1) = 120 Bài 8: Ở gà khi quan sát một tế bào sinh dục đực dang ở kì giữa của nguyên phan, người ta đếm được 78 nhiễm sắc thể kép a) Tế bào đó nguyên phân 5 đợt liên tiếp đã đòi hỏi mội trường cung cấp nguyên liệu đẻ tạo ra bao nhiêu nhiễm sắc thể đơn mới ? b) Loại tế bào này giảm phân binhd thường, khả năng nhiều nhất có thể cho bao nhiêu loại tinh trùng trong trường hợp không có hiện tượng trao đỏi đoạn giữa các nhiêm sắc thể kép trong cặp tương đồng? Điều kiện để cho số loại tinh trùng nhiều nhất là gì? c) Giả thiết rằng có 1000 tế bào sinh tinh trùng giảm phân bình thường, hiệu 1 suất thụ tinh của tinh trùng là ——, còn của trứng là 20%, mỗi tinh trùng chỉ 1000 thụ tinh với một trứng. Xác định số tế bào sinh trứng. d) Các hợp tử được tạo thành đã nguyên phân liên tiếp nhiều đợt với số lần bằng nhau, môi truờng nội bào đã cung cấp nguyên kiệu để tạo ra 2184 nhiễm sắc thể đơn mới. Xác định số tế bào con sinh ra và số đợt nguyên phan của mỗi hợp tử. GIẢI a) Số NST cung cấp: -Ở kì giữa của nguyên phan, mỗi NST trong bộ NST 2n của tế bào đều tự nhân đôi thành một NST kép. Đếm được lúc đó có 78 bộ NST kép thì => 2n = 78 - Số NST tương đương với nguyên liệu được cung cấp: 2n (2x – 1 ) = 78(25 – 1 ) = 2418 b) Số loại tinh trùng - Số loại tinh trùng trong điều kiện không có TĐĐ 2n = 239 - Cho số loại tinh trùng nhiều nhất trong trường hợp không có trao đổi đoạn nói trên, khi mỗi cặp NST phải cho 2 loại tinh trùng => 39 cặp NST cho 239 loại tinh trùng Muốn vậy 2 NST thuộc cùng một cặp phải có cấu trúc khác nhau c) Số tế bào sinh trứng - Số tinh trùng hình thành: 4 . 1000 = 4000 - Số tế bào trứng thụ tinh = số tinh trùng thụ tinh: 4000.1/4000 = 4 - Số tế bào sinh trứng = số trứng hình thành: 4.100/20 = 20 d) Số tế bào con - số đợt nguyên phân - Số hợp tử tạo thành = số trứng thụ tinh = số tinh trùng thụ tinh = 4 Gọi x là số đợt nguyên phân của mỗi hợp tử  số nhiễm sắc thể tương đương mội trường nội bào cung cấp 4 .2n(2x – 1) = 2148 => phương trình 4.78(2x – 1 ) = 2148 ; giải ra ta được x = 3 - Số tế bào con sinh ra: 4.23 = 32
17. Bài 9: Một tế bào sinh duc đực 2n và một tế bào sinh duc cái 2n đều nguyên phân một số đợt bằng nhau (các tế bào con sinh ra đều tiếp tục nguyên phân). Giả thiết rằng các tế bào con sinh ra từ đợt nguyên phân cuói cùng đều giảm nhiễm cho tổng số 80 giao tử binh thường. Cho biết số lượng nhiễm sắc thê đơn trong các giao tử đực nhiều hơn số lượng nhiễm sắc thể đơn trong các giao tử cái là 192. 1. Loài đó tên là gì? 2. Mô tả hình dạng và số lượng bộ nhiêm sắc thể lưỡng bộ trong loài đó GIẢI 1. Tên loài Gọi 2n: Bộ NST lưỡng bội của loài; x: số lần nguyên phân Số giao tử đực: 4.2x; số giao tử cái: 2x - Tổng số giao tử: 4.2x + 2x = 80 (1) - Số NST trong các giao tử đực nhiều hơn sô NST trong các giao tử cái: n . 4 . 2x – n . 2x = 192 (2) Giải ra ta được x = 4 => 2n = 8 ; đây là bộ NST của ruồi giấm c) Mô tả bộ NST Khi NST xoắn tối đa: - 3 cặp NST thường: 2 cặp hình chữ V, 1 cặp hình hạt - 1 cặp NST giới tính: 2 chiếc hình que XX ở con cái, chiếc hình que X, chếc hình móc Y ở con đực Bài 10: Một gà mái đẻ được một số trứng, nhưng khi ấp chỉ có 12 trứng nở thành gà con. Các hợp tử nở thành gà con có 936 nhiễm sắc thể đơn ở trạng thái chưa tự nhân đôi. Số trứng còn lại không nở thành gà con. số tinh trùng được sinh ra phuc vụ cho gà giao phối có 624000 nhiễm sắc thể đơn. Giả thiết số tinh trùng được trực tiếp thụ tinh với các trứng nói tren chiếm tỉ lệ 1/1000 so với tổng số tinh trùng được hình thành. Mỗi tinh trùng thụ tinh với 1trứng a) Số trứng được thụ tinh b) Trúng gà không nở thành gà con có bộ nhiễm sắc thể như thế nào? c) Số gà trống và gà mái trong đàn gà con nói trên có tuân theo tỉ lệ 1: 1 không? GIẢI a) Số trứng được thụ tinh - Bộ NST lưỡng bội của gà = số NST trong mỗi hợp tử : 2n = 936/12 = 78 - Số tinh trùng được hình thành 62400 : (78 : 2) = 16000 - Số trứng thụ tinh = số tinh trùng thụ tinh 16000. 1/1000 = 16 b) Bộ NST của trứng không nở Ở gà trứng thụ tinh hoặc không đều được đẻ ra - Trứng không được thụ tinh thì luôn luôn không nở => bộ NST n = 39 - Trứng được thụ tinh nhưng không gặp điều kiện thuận lợi của mọi trường ấp thì không nở => bộ NST 2n = 78 c) Tỉ lệ trống mái - Đàn gà con có thể gồm: 6 gà trống và 6 gà mái tuân theo tỉ lệ 1:1 - Đàn gà con có thể có số gà trống không bằng số gà mái không tuân theo tỉ lệ 1:1. Bởi vì tỉ lệ này chỉ nghiệm đúng trên số lượng lớn cá thể