Lý thuyết Nhiễm sắc thể, nguyên phân, giảm phân

www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 1 NHIỄM SẮC THỂ, NGUYÊN PHÂN, GIẢM PHÂN A. Nhiễm sắc thể I. Cấu trúc và chức năng của nhiễm sắc thể - Ở sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) chưa có cấu trúc nhiễm sắc thể điển hình mà vật chất di truyền chỉ là một phân tử ADN dạng vòng , mạch kép, không liên kết với histon. - Ở sinh vật nhân thực: Đã có cấu trúc nhiễm sắc thể điển hình cấu tạo từ một phân tử ADN dạng thẳng, mạch kép liên kết với các phân tử protein histon. 1. Hình thái của nhiễm sắc thể Quan sát nhiễm sắc thể rõ nhất là ở kỳ giữa:  Nhiễm sắc thể trong trạng thái kép (2cromatit đính nhau ở tâm động)  Nhiễm sắc thể đóng xoắn, co ngắn cực đại, có độ dầy tối đa Ở tế bào không phân chia, nhiễm sắc thể ở trạng thái đơn. Tâm ssoongj đính vào sợi thoi phân bào. Nhiễm sắc thể chia làm hai cánh, làm nhiễm sắc thể có hình thái xác định. Hai đầu tận cùng  Một vùng đầu mút bảo vệ nhiễm sắc thể làm nhiễm sắc thể không dính vào nhau khi phân chia.  Một đầu tận cùng gồm trình khởi đầu nhân đôi ADN 2. Cấu trúc siêu hiểm vi của nhiễm sắc thể - Đơn vị cấu trúc cơ bản của nhiễm sắc thể: Nucleoxom 8 phân tử protein Histon1 phân tử ADN có 146 cặp nucleotit quấn 1 3 4 vòng bên ngoài. - Phân tử ADN có kích thước dài nhưng có thể nằm gọn trong nhân tế bào vì ADN có thể cuộn xoắn ở nhiều mức độ khác nhau trong nhiễm sắc thể theo sơ đồ: 8 histon mức xoắn mức xoắn AND Nucleoxom Sợi cơ bản Sợi nhiễm sắc Sợi siêu xoắn Cromat 2nm 1 11nm 2 30nm 300nm 700nm www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 2  Ý nghĩa của các cấp độ xoắn  Giúp nhiễm sắc thể thu gọn cấu trúc không gian nên có thể xếp gọn vào nhân tế bào làm cho mỗi tế bào chứa được nhiều nhiễm sắc thể  Giúp nhiễm sắc thể dễ di chuyển trong quá trình phân chia tế bào  Hạn chế đột biến xảy ra II. Chức năng của nhiễm sắc thể  Lưu giữ và bảo quản thông tin di truyền  Truyền đạt thông tin di truyền: nhân đôi, phân li, tổ hợp trong phân bào  Có khả năng bị đột biến  Nhiễm sắc thể là vật chất di truyền ở cấp độ tế bào III. Tính chất đặc trưng của nhiễm sắc thể 1. Mỗi loài có một bộ nhiễm sắc thể đặc trưng - Số lượng nhiễm sắc thể trong nhân - Hình dạng, kích thước - Cấu trúc: trình tự sắp xếp các gen trên nhiễm sắc thể 2. Ở sinh vật lưỡng bội -Gồm hai loại tế bào: tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục Tế bào sinh dưỡng: chứa bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội 2n Tế bào sinh dục: chứa bộ nhiễm sắc thể đơn bội n - Tế bào sinh dưỡng  Có n số cặp nhiễm sắc thể tương đồng  Gồm tế bào sinh dưỡng, tế bào sinh dục sơ khai, hợp tử  Tạo ra bằng cơ chế: nguyên phân hoặc giảm phân kết hợp với thụ tinh - Tế bào sinh dục  Có n chiếc nhiễm sắc thể trong mỗi cặp Vd: ở người tinh trùng và trứng có 23 nhiễm sắc thể đơn  Tạo ra bằng cơ chế giảm phân 3. Nhiễm sắc thể trong tế bào Có hai loại: Nhiễm sắc thể thường và nhiễm sắc thể giới tính  Nhiễm sắc thể thường:  Số lượng nhiều (người có 44NST thường, châu châu có 22 NST thường)  Luôn tồn tại thành cặp tương đồng, giống nhau ở cả đực và cái  Chứa gen quy định tính trạng thường www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 3  Nhiễm sắc thể giới tính  Chỉ có một cặp hoặc một chiếc tùy loài và tùy giới tính (ở người nam là XY, nữ XX. Châu chấu cái XX, châu chấu đực XY)  Khác nhau ở hai giới: cặp XX tương đồng, cặp XY không tương đồng. X lớn, dài, hình que Y nhỏ, ngắn, hình móc Chia làm 3 vùng:- Vùng không tương đồng trên X: XaY -Vùng không tương đồng trên Y: XYa -Vùng tương đồng : XaYa  Có hai chức năng -Mang gen xác định giới tính (gen SYR nằm trên đầu mút nhiễm sắc thể Y quy định sự hình thành tinh hoàn ở giống đực) -Mang gen quy định tính trạng thường liên kết với giới tính B. Nguyên phân, giảm phân IV. Hoạt động của nhiễm sắc thể trong phân bào 1. Nguyên phân  Xảy ra ở tế bào sinh dưỡng và sinh dục sơ khai  Ở loài sinh sản hữu tính , vô tính Nguyên phân Tế bào mẹ 2n Các tế bào có bộ nhiễm sắc thể 2n giống mẹ Trước khi tế bào phân chia trải qua kì trung gian  Pha S: Nhiễm sắc thể nhân đôi  Pha G2: Tổng hợp thoi vô sắc  Trung tử nhân đôi  Nguyên phân: kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cuối Các kì Sự kiện quan trọng Tâm động Số NST Số Cromatit Số pt ADN Hàm lượng ADN Tế bào ban đầu Nhiễm sắc thể ở dạng sợi mảnh 2n 2n đơn 0 2n x(gam) Kì đầu Hình thành thoi vô sắc, nhiễm sắc thể kép đóng xoắn 2n 2n kép 4n 4n 2x www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 4 Vd: Nguyên phân không bình thường: tất cả các cặp nhiễm sắc thể không phân li AaBb AaaaBBbb AA aa BB bb Tất cả các NST không phân li do không hình thành thoi vô sắc AAaaBBbb _ 4n=8 Vd: tế bào nguyên phân bình thường 2n=4 với kí hiệu là AaBb Nguyên phân bình thường Nguyên phân không bình thường(Aa k pli) AaBb AaBb Nhân 2 Nhân 2 AAaaBBbb AAaaBBbb Kì giữa Kì giữa Nhiễm sắc thể đóng xoắn cực đại xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc 2n 2n kép 4n 4n 2x Kì sau Nhiễm sắc thể kép tách thành hai nhiễm sắc thể đơn bắt đầu tháo xoắn phân li đồng đều về hai cực của tế bào 4n 4n đơn 0 4n 2x Kì cuối Nhiễm sắc thể dãn xoắn ở dạng sợi mảnh. Tế bào chất co thắt ở giữa chia tế bào mẹ thành hai tế bào con 2n 2n đơn 0 2n x www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 5 AA AA aa aa BB BB bb bb Kì sau A- - - - - A AA- - - - _ A- - - - A AA- - - - _ a- - - - -a a - - - - a aa- - - - _ aa - - - - _ B- - - - - B B - - - - B B - - - - B B - - - -B b- - - - - b b - - - - b b - - - - b b - - - -b Kì cuối AaBb AaBb AAaBb aBb AaaBb ABb AAaaBb Bb 2n=4 2n+1 2n-1 2n+1 2n-1 2n+2 2n-2  Chú ý  Nếu tại kì đầu của nguyên phân thoi vô sắc không hình thành thì nhiễm sắc thể đã nhân đôi vẫn tách tâm động, nhưng toàn bộ các cặp nhiễm sắc thể không phân li đượctế bào lưỡng bội trở thành tế bào đa bội  Ở kì sau vì lí do nào đó mà một cặp hoặc một số cặp nhiễm sắc thể đã tách tâm động nhưng không phân li đồng đều (tức là cả hai chiếc cùng trượt về một cực của tế bào)các tế bào con có bộ nhiễm sắc thể lệch bội thừa hoặc thiếu một hay một số nhiễm sắc thể so với tế bào bình thường ban đầu. 2. Giảm phân  Xảy ra ở tế bào sinh ở vùng chín  Ở loài sinh sản hữu tính  Từ 1 tế bào lưỡng bội 2n ban đầu4 tế bào con có bộ nhiễm sắc thể (n)  Diễn biến Trước khi tế bào phân chia tế bào trải qua kỳ trung gian giống nguyên phân Giảm phân có 2 lần phân chia www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 6  Giảm phân 1: 2nn (kép) n (kép) phân bào giảm nhiễm  Giảm phân 2 n (kép) n (đơn) Phân bào nguyên nhiễm Tế bào sinh dục sơ khai đực Tế bào sinh dục sơ khai cái Nguyên phân 2n 2n Tế bào sinh tinh Tế bào sinh trứng Vùng chín Vùng chín GP1 GP1 GP2 GP2 4tinh tử 3 thể tiêu biến www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 7 4tinh trùng Tế bào trứng Giao tử cái Kết quả nguyên phân  Nếu tế bào ban đầu là tế bào sinh tinh trùng4 tinh trùng đơn bội đều có khả năng thụ tinh Vd: Ở người tế bào sinh tinh XY4 tinh trùng thuộc hai loại  2 tinh trùng X  2 tinh trùng Y  Nếu là tế bào sinh trứng tạo ra 1 trứng có khả năng thụ tinh và 3 thể định hướng bị tiêu biến Tế bào sinh trứng tạo 1 trứng có khả năng thụ tinh X Các kì Các sự kiện Số tâm động Số NST Số cromatit Số phân tử ADN Hàm lượng ADN Tế bào chưa phân chia Nhiễm sắc thể ở trạng thái đơn, sợi mảnh 2n 2n 0 2n x(gam) Kì đầu I Nhiễm sắc thể kép co ngắn, đóng xoắn, hình thành thoi vô sắc 2n kép 2n 4n 4n 2x Kì giữa I Cặp nhiễm sắc thể kép xếp thành hai hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào 2n kép 2n 4n 4n 2x Kì sau I Cặp nhiễm sắc thể phân li đồng đều (không tách tâm động) về hai cực tế bào 2n kép 2n 4n 4n 2x Kì cuối I Tế bào chất phân chia hình thành hai tế bào con. Mỗi tế bào đều có n kép n 2n 2n x www.facebook.com/trungtamluyenthiuce Copyright by UCE Corporation Page | 8 số nhiễm sắc thể giảm một nửa Kì đầu II 2 tế bào con tạo thành ở kì cuối I tham gia giảm phân II. Thoi vô sắc mới được hình thành trong mỗi tế bào nkép n 2n 2n x Kì giữa II Nhiễm sắc thể kép xếp thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo n kép n 2n 2n x Kì sau II Mỗi nhiễm sắc thể kép tạo thành hai nhiễm sắc thể đơn đi về hai cực của tế bào 2n 2n 0 2n 2x Kì cuối II Tế bào chất phân chia tạo thành 4 tế bào con. Mỗi tế bào chứa số nhiễm sắc thể giảm một nửa ở trạng thái đơn n đơn n 0 n 𝑥 2  Ý nghĩa của giảm phân  Là cơ chế sinh giao tử đơn bội để thụ tinh tạo hợp tử lưỡng bội nhằm duy trì ổn định bộ nhiễm sắc thể ở loài sinh sản hữu tính  Ở kì sau I các nhiễm sắc thế phân li độc lập và tổ hợp tự do, ngoài ra còn có sự trao đổi chéo ở kì đầu I cũng tạo ra nhiều loại giao tử khác nhau và nguồn gốc nhiễm sắc thể là cơ chế tạo nên các biến dị tổ hợp phong phú làm nguyên liệu sơ cấp cho chọn giống và tiến hóa.