Bài 41: Cấu trúc nhiễm sắc thể và đột biến nhiễm sắc thể
1. Bộ nhiễm sắc thể ở sinh vật
2. Hình dạng và cấu trúc của nhiễm sắc thể
3. Đột biến nhiễm sắc thể
Mở đầu trang 170 Bài 41 KHTN 9: Hiện nay, các nhà khoa học đã tạo được nhiều
giống cây ăn quả không hạt có hàm lượng dinh dưỡng và giá trị thương mại cao.
Các giống cây ăn quả không hạt có thể được tạo ra bằng phương pháp nào? Trả lời:
Các giống cây ăn quả không hạt có thể được tạo ra bằng phương pháp gây đột biến
số lượng NST ở dạng thể đa bội lẻ 3n, 5n,… Các loài thực vật có bộ nhiễm sắc thể
3n, 5n,… hầu như bất thụ do mất cân bằng trong quá trình phân li nhiễm sắc thể ở
giảm phân tạo giao tử, do vậy các giống cây này có thể tạo quả không hạt như dưa
hấu 3n không hạt, nho 3n không hạt,…
1. Bộ nhiễm sắc thể ở sinh vật
Hình thành kiến thức mới 1 trang 170 KHTN 9: Quan sát Hình 41.1 và 41.2, hãy
nhận xét về hình dạng và số lượng nhiễm sắc thể ở các loài sinh vật. Trả lời:
Trong tế bào của mỗi loài sinh vật chứa bộ nhiễm sắc thể đặc trưng về số lượng và hình dạng.
Hình thành kiến thức mới 2 trang 171 KHTN 9: Quan sát Hình 41.3, hãy cho biết
đặc điểm của cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Trả lời:
Đặc điểm của cặp nhiễm sắc thể tương đồng:
- Gồm 2 chiếc nhiễm sắc thể giống nhau về hình thái, kích thước và trình tự phân bố của các gene.
- Trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng, một nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố, một
nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ mẹ.
Hình thành kiến thức mới 3 trang 171 KHTN 9: Phân biệt bộ nhiễm sắc thể lưỡng
bội và bộ nhiễm sắc thể đơn bội. Từ đó, xác định bộ nhiễm sắc thể trong tế bào
soma và giao tử của một số loài ở Bảng 41.1.
Bảng 41.1. Số lượng nhiễm sắc thể ở một số loài Loài
Số lượng nhiễm sắc thể Loài
Số lượng nhiễm sắc thể 2n n 2n n Người 46 ? Nấm men ? 17 Ruồi giấm ? 4 Đậu Hà Lan ? 7 Tinh tinh 48 ? Ngô ? 10 Gà 78 ? Cỏ tháp bút 216 ? Chuột nhắt ? 20 Cải bắp 18 ? Trả lời:
- Phân biệt bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội và bộ nhiễm sắc thể đơn bội:
Bộ NST đơn bội (Kí hiệu: n)
Bộ NST lưỡng bội (Kí hiệu: 2n)
- Tồn tại trong nhân của tế bào giao tử. - Tồn tại trong nhân tế bào sinh dưỡng
và tế bào sinh dục sơ khai.
- Có số lượng NST giảm đi một nửa so - Có số lượng NST gấp đôi bộ NST đơn
với bộ NST lưỡng bội (chứa n NST). bội (chứa 2n NST).
- NST tồn tại thành từng chiếc và chỉ - NST tồn tại thành từng cặp tương
xuất phát từ 1 nguồn gốc hoặc từ bố đồng (chứa 2 chiếc của mỗi cặp NST hoặc từ mẹ. tương đồng).
- Gene tồn tại thành từng chiếc alen.
- Gene tồn tại thành từng cặp alen. - Hoàn thành bảng 41.1:
Bảng 41.1. Số lượng nhiễm sắc thể ở một số loài Loài
Số lượng nhiễm sắc thể Loài
Số lượng nhiễm sắc thể 2n n 2n n Người 46 23 Nấm men 34 17 Ruồi giấm 8 4 Đậu Hà Lan 14 7 Tinh tinh 48 24 Ngô 20 10 Gà 78 39 Cỏ tháp bút 216 108 Chuột nhắt 40 20 Cải bắp 18 9
2. Hình dạng và cấu trúc của nhiễm sắc thể
Hình thành kiến thức mới 4 trang 172 KHTN 9: Quan sát Hình 41.4, hãy xác định
hình dạng của các nhiễm sắc thể. Trả lời:
- Nhiễm sắc thể có nhiều hình dạng đặc trưng như hình que, hình chữ X, hình chữ V, hình hạt,…
- Dựa vào vị trí tâm động, hình dạng của các nhiễm sắc thể có thể được phân chia thành:
+ Nhiễm sắc thể tâm cân: Tâm động nằm ở giữa chia nhiễm sắc thể thành 2 cánh dài bằng nhau.
+ Nhiễm sắc thể tâm lệch: Tâm động nằm lệch về một phía chia nhiễm sắc thể thành
một cánh dài và một cánh ngắn.
+ Nhiễm sắc thể tâm mút: Tâm động nằm ở đầu mút của nhiễm sắc thể.
Hình thành kiến thức mới 5 trang 172 KHTN 9: Quan sát Hình 41.5, hãy mô tả
cấu trúc của nhiễm sắc thể. Trả lời:
Cấu trúc của nhiễm sắc thể:
- NST được cấu tạo bởi DNA và protein (chủ yếu là protein histon). Phân tử DNA
quấn quanh các phân tử protein histone tạo nên chuỗi nucleosome, chuỗi
nucleosome được xếp cuộn qua nhiều cấp độ khác nhau làm nhiễm sắc thể co ngắn
cực đại, thuận lợi cho quá trình phân bào.
- Trong quá trình phân bào, NST có thể tồn tại ở trạng thái đơn hoặc trạng thái kép.
Mỗi NST đơn gồm một phân tử DNA liên kết với nhiều phân tử protein histon tạo
thành sợi nhiễm sắc. NST kép được hình thành sau khi NST đơn nhân đôi, mỗi NST
kép gồm hai chromatid (nhiễm sắc tử) chị em, gắn với nhau ở tâm động (mỗi
chromatid chứa 1 phân tử DNA).
- Mỗi nhiễm sắc thể có một tâm động là vị trí liên kết với thoi phân bào giúp nhiễm
sắc thể di chuyển về các cực của tế bào trong quá trình phân bào.
- NST là cấu trúc mang gene, các gene sắp xếp theo chiều dọc trên NST tại những
vị trí (locus) nhất định.
Luyện tập trang 172 KHTN 9: Tại sao nói nhiễm sắc thể là cấu trúc mang gene của tế bào? Trả lời:
Nói nhiễm sắc thể là cấu trúc mang gene của tế bào vì: NST được cấu tạo từ DNA
liên kết với nhiều phân tử protein histon mà trên một phân tử DNA có chứa nhiều
gene. Do đó, trên NST, các gene sắp xếp theo chiều dọc tại những vị trí (locus) nhất định.
3. Đột biến nhiễm sắc thể
Hình thành kiến thức mới 6 trang 173 KHTN 9: Quan sát Hình 41.6 và 41.7, em
hãy nhận xét về những biến đổi của nhiễm sắc thể đột biến so với nhiễm sắc thể bình thường. Trả lời:
Những biến đổi của nhiễm sắc thể đột biến so với nhiễm sắc thể bình thường:
Hình 41.6 a) mất 1 đoạn B.
Hình 41.6 b) thêm 1 đoạn BC.
Hình 41.6 c) đoạn I.KL bị đảo ngược 180o và gắn vào vị trí cũ.
Hình 41.6 d) một nhiễm sắc thể bị mất đoạn A, một nhiễm sắc thể được thêm đoạn A.
Hình 41.7 a) mất 1 chiếc nhiễm sắc thể ở cặp nhiễm sắc thể số 3.
Hình 41.7 b) thêm 1 chiếc nhiễm sắc thể ở cặp nhiễm sắc thể số 3.
Hình 41.7 c) mỗi cặp đều có thêm 1 chiếc nhiễm sắc thể.
Luyện tập trang 173 KHTN 9: Tại sao đột biến cấu trúc có thể làm thay đổi hình
dạng của nhiễm sắc thể? Trả lời:
Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể có thể làm thay đổi hình dạng của nhiễm sắc thể vì:
Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể có thể làm thay đổi số lượng, trình tự các đoạn
gene trên nhiễm sắc thể, từ đó làm cho nhiễm sắc thể có thể bị dài ra, ngắn đi hoặc
thay đổi vị trí của tâm động trên nhiễm sắc thể.
Hình thành kiến thức mới 7 trang 174 KHTN 9: Cho thêm ví dụ về hậu quả của
đột biến nhiễm sắc thể ở người. Trả lời:
Một số ví dụ về hậu quả của đột biến nhiễm sắc thể ở người là:
- Thể ba nhiễm ở cặp nhiễm sắc thể số 13 gây hội chứng Patau dẫn đến các dị tật tim và thần kinh nặng,…
- Hội chứng Klinefelter (XXY) làm cho tay và chân dài không cân đối với cơ thể; tinh
hoàn kém phát triển, vô sinh; khó khăn khi học tập, chậm phát triển ngôn ngữ;…
- Hội chứng siêu nữ (XXX) dẫn đến chậm phát triển, suy buồng trứng sớm,...
Hình thành kiến thức mới 8 trang 174 KHTN 9: Quan sát Hình 41. 8, hãy cho biết
sự khác nhau giữa hai giống chuối 2n và 3n. Trả lời:
Sự khác nhau giữa hai giống chuối 2n và 3n là:
- Về hình dạng bên ngoài: chuối 2n nhỏ hơn so với chuối 3n; chuối 2n có hạt còn chuối 3n không hạt.
- Về đặc điểm di truyền: ở giống chuối 2n có 22 nhiễm sắc thể, nhiễm sắc thể tồn tại
thành từng cặp tương đồng; ở giống chuối 3n có 33 nhiễm sắc thể, mỗi cặp nhiễm
sắc thể tương đồng có thêm một chiếc.
Luyện tập trang 174 KHTN 9: Trong công nghiệp sản xuất bia, tại sao người ta có
thể làm tăng hiệu quả của quá trình chuyển hóa nhờ các enzyme bằng việc sử dụng
chủng nấm men mang đột biến lặp đoạn nhiễm sắc thể? Trả lời:
Người ta có thể sử dụng chủng nấm men mang đột biến lặp đoạn nhiễm sắc thể
trong công nghiệp sản xuất bia để tăng hiệu quả của quá trình chuyển hoá nhờ các
enzyme vì: Nấm men mang đột biến lặp đoạn đối với gene mã hóa enzyme chuyển
hóa sẽ có số lượng bản sao của gene mã hóa enzyme chuyển hóa trong hệ gene
tăng lên. Điều đó đồng nghĩa với việc nấm men mang đột biến lặp đoạn này có khả
năng sản sinh ra lượng enzyme chuyển hóa cao hơn nhiều so với chủng nấm men
bình thường, từ đó giúp tăng tốc độ của quá trình chuyển hóa trong công nghiệp sản xuất bia.
Vận dụng trang 174 KHTN 9: Trong nông nghiệp, con người đã khai thác những
đặc điểm có lợi gì ở các giống thực vật đa bội? Cho ví dụ. Trả lời:
Trong nông nghiệp, con người đã khai thác những đặc điểm có lợi ở các giống thực vật đa bội như:
- Tế bào đa bội có hàm lượng DNA tăng theo bội số n, quá trình tổng hợp chất hữu
cơ diễn ra mạnh mẽ nên thể đa bội có cơ quan sinh dưỡng lớn, sinh trưởng nhanh
và chống chịu tốt với những điều kiện bất lợi của môi trường → Đặc điểm này được
ứng dụng trong chọn giống tạo ra những giống vật nuôi, cây trồng có kích thước lớn,
năng suất cao như lúa mì lục bội (6n), nho tam bội (3n), bông tứ bội (4n), tôm sú tam bội (3n),…
- Một số loài thực vật có bộ NST 3n, 5n,… hầu như bất thụ do mất sự cân bằng
trong quá trình phân li nhiễm sắc thể ở giảm phân tạo giao tử, được ứng dụng để
tạo quả không hạt như nho 3n không hạt, cam 3n không hạt, chuối 3n không hạt,…