Lý thuyết và các dạng bài tập cơ bản về nguyên phân

CHUYỀN ĐỀ: NGUYÊN PHÂN CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN VỀ NGUYÊN PHÂN A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT : 1. Diễn biến quá trình nguyên phân gồm 4 kỳ và 1 giai đoạn chuẩn bị( Kỳ trung gian) Các giai đoạn Diễn biến cơ bản Trung gian Màng nhân và nhân con tiêu biến. NST tháo xoắn thành dạng sợi mảnh và nhân đôi thành NST kép gồm 2 crômatit giống nhau và dính nhau ở tâm động Trung tử nhân đôi Kì đầu NST co ngắn Thoi vô săc hình thành Kì giữa NST co ngắn cực đại, đính vào sơi thoi vô sắc và tập trung thành 1 hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào Kì sau Các NST kép tách nhau ra ở tâm động taọ thành 2 NST đơn, hình thành 2 nhóm NST tiến về 2 cực TB theo sợi vô sắc Kì cuối Tại mỗi cực tế bào, các NST tháo xoắn. Màng nhân và nhân con hình thành. Tế bào chất phân đôi tạo thành 2 tế bào con có bộ NST giống TB mẹ 2. Điểm giống và khác nhau cơ bản giữa nguyên phân và giảm phân, ý nghĩa của chúng trong di truyền và tiến hóa: Giống nhau: Có sự nhân đôi AND ở kỳ trung gian Trải qua các kỳ phân bào tương tự nhau Đều có sự biến đổi hình thái NST theo chu kỳ đóng và tháo xoắn đảm bảo cho NST nhân đôi ở kỳ trung gian và thu gọn cấu trúc ở kỳ giữa. Ở lần phân bào II của giảm phân giống phân bào nguyên phân Đều là cơ chế sinh học nhằm đảm bảo ổn định vật chất di truyền qua các thế hệ. Khác nhau: NGUYÊN PHÂN GiẢM PHÂN Xảy ra 1 lần phân bào gồm 5 kỳ Xảy ra 2 lần phân bào liên tiếp: Lần phân bào I là phân bào giảm phân, lần phân bào II là phân bào nguyên phân. Mỗi NST tương đồng được nhân đôi thành 2 NST kép, mỗi NST kép gồm 2 crômatit Mỗi NST tương đồng được nhân đôi thành 1 cặp NST tương đồng kép gồm 4 crômatit tạo thành 1 thể thống nhất Ở kỳ trước không xảy ra trao đổi chéo gồm 2 crômatit cùng nguồn gốc Ở kỳ trước I tại 1 cặp NST có xảy ra hiện tượng tiếp hợp và xảy ra trao đổi đoạn giữa 2 crômatit khác nguồn gốc, tạo nhóm gen liên kết mới Tại kỳ giữa các NST tập trung thành từng NST kép Tại kỳ giữa các NST tập trung thành từng căp NST tương đồng kép Ở kỳ sau nguyên phân: có sự phân ly các crômatit trong từng NST kép về 2 cục tế bào Ở kỳ sau I của GP : có sự phân ly các NST đơn ở trạng thái kép trong từng cặp NST tương đồng kép để tạo ra các tế bào con có bộ NST đơn ở trạng thái kép khác nhau về nguồn gốc NST Kết quả mỗi lần phân bào tạo ra 2 tế bào có bộ NST lưỡng bội ổn định của loài Kết quả qua 2 lần phân bào tạo ra các tế bào giao tử có bộ NST giảm đi một nửa khác biệt nhau về nguồn gốc và chất lượng NST Xảy ra trong Tế bào sinh dưỡng và mô tế bào sinh dục sơ khai Xảy ra ở tế bào sinh dục sau khi đã kết thúc giai đoạn sinh trưởng B. CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN CỦA NGUYÊN PHÂN Dạng 1: Xác định hình thái, cấu trúc NST qua các kì của quá trình nguyên phân Các kì phân bào Hình thái NST Cấu trúc Trung gian Sợi mảnh Dạng kép, gồm 2 crômtit, dính nhau ở tâm động Kì đầu Xoắn lại, co ngắn Dạng kép, gồm 2 crômtit, dính nhau ở tâm động Kì giữa Xoắn và co ngắn cực đại Dạng kép, gồm 2 crômtit, dính nhau ở tâm động Kì sau Xoắn và co ngắn NST đơn Kì cuối Sợi mảnh NST đơn Dạng 2: Xác định số NST, số crômatit, số tâm động của TB qua các kỳ phân bào: Lưu ý: Số tâm động = Số NST Số crômatit = 2 số NST kép Các kì nguyên phân Số NST Số crômatit Số tâm động Trung gian (S, G2) 2n kép 4n 2n Kì đầu 2n kép 4n 2n Kì giữa 2n kép 4n 2n Kì sau 4n đơn 0 4n Kì cuối 2n đơn 0 2n Dạng 3. Tính số TB con, số thoi vô sắc tạo thành: Từ 1 TB ban đầu.,qua x đợt phân bào: + Số TB con = 2x + Số thoi vô sắc hình thành = 2x 1 Từ nhiều TB ban đầu: + a1 TB qua x1 đợt phân bào TB con a12x1 + a2 TB qua x2 đợt phân bào TB con a22x2 Tổng số TB con sinh ra = a12x1 + a22x2 + … Tổng số thoi vô sắc hình thành = a1 (2x1 1) + a2 (2x2 1) + … Dạng 4. Tính số NST tương đương với nguyên liệu được cung cấp trong quá trình tự nhân đôi NST. Số đợt tự nhân đôi NST = Số đợt nguyên phân của TB = x + Số NST ban đầu trong TB mẹ = 2n + Tổng số NST sau cùng có trong tất cả các TB con = 2n.2x. + Tổng số NST tương đương với nguyên liệu được cung cấp khi 1 TB 2n trải qua x đợt nguyên phân là: ∑ NST = 2n.2x – 2n = 2n(2x 1) + Số NST chứa hoàn toàn nguyên liệu mới: ∑ NST = 2n.2x – 2.2n = 2n(2x 2) Dạng 5. Tính thời gian nguyên phân: 1) Thời gian của 1 chu kỳ nguyên phân: Là thời gian của 5 giai đoạn nguyên phân (từ đầu kỳ trung gian đến hết kỳ cuối) 2) Thời gian qua các đợt nguyên phân liên tiếp: Khi tốc độ nguyên phân không thay đổi: Σ TG = Thời gian mỗi đợt x Số đợt NP Khi tốc độ nguyên phân thay đổi (tăng hoặc giảm dần đều): Σ TG = x2 (a1 + ax) = x2 2a1 + (x – 1)d . C. MỘT SỐ BÀI TẬP Tính số tế bào con được tạo ra sau nguyên phân và số lần nguyên phân Bài 1: Có 10 tế bào sinh dưỡng của cùng một loài phân bào nguyên nhiễm. a. Nếu mỗi tế bào đều nguyên phân 3 lần liên tiếp thì tổng số tế bào con sinh ra từ 10 tế bào trên là bao nhiêu? b. Nếu tổng số tế bào con được tao ra từ 10 tế bào trên là 1280 tế bào con và số lần nguyên phân của các tế bào đều bằng nhau thì mỗi tế bào đã nguyên phân liên tiếp mấy lần? Bài 2: Một tế bào sinh dục sơ khai khi phân bào nguyên nhiễm đòi hỏi môi trường nội bào cung cấp 98 NST đơn mới tương đương. Biết rằng bộ NST lưỡng bội của loài 2n = 14. a. Tính số tế bào con được tạo ra? b. Tính số lần nguyên phân của tế bào sinh dục sơ khai ban đầu? Bài 3: Có 4 tế bào sinh dưỡng A, B, C, D của 1 loài đều phân bào nguyên nhiễm tạo ra tổng cộng 60 tế bào con. Số đợt phân bào của các tế bào lần lượt hơn nhau 1 đợt. a. Tính số lần phân bào của mỗi tế bào sinh dưỡng A, B, C, D? b. Tính số tế bào con được tao ra từ mỗi tế bào? Bài 4: Ba hợp tử của cùng một loài có bộ NST 2n = 8 Hợp tử 1 nguyên phân một số lần tạo ra số tế bào con bằng 14 số tế bào con do hợp tử 2 tạo ra. Tổng số tế bào con sinh r ừ 3 hợp tử có 512 NST đơn. Quá trình nguyên phân của cả 3 hợp tử đã tạo ra số tế bào con có tổng số NST đơn là 832. a. Tính số tế bào con do mỗi hợp tử tạo ra? b. Tính số lần nguyên phân của mỗi hợp tử? Bài 5: Một hợp tử của loài nguyên phân một số lần cho số tế bào con bằng 13 số NST đơn trong bộ NST 2n của loài. Quá trình ngyên phân của tế bào đó môi trường đã phải cung cấp 168 NST đơn mới tương đương. a. Xác định bộ NST 2n của loài? b. Tính số lần phân bào của tế bào đã cho? c. Tính số tâm động có trong tất cả các tế bào con được sinh ra khi kết thúc quá trình nguyên phân? Tính số NST môi trường cung cấp Bài 1 : Ở loài bắp có bộ NST 2n = 20. a. Một tế bào sinh dưỡng của bắp nguyên phân 4 lần liên tiếp. Tính số NST đơn mới tương đương môi trường cung cấp? b. Nếu tất cả các tế bào con được tạo ra từ quá trình nguyên phân của tế bào sinh dưỡng nói trên đều tiếp tực nguyên phân thêm 2 lần nữa thì tổng số NST đơn mới tương đương môi trường phải cung cấp thêm là bao nhiêu? Bài 2 : Ở người, Bộ NST 2n = 46, tổng số NST đơn trong các tế bào con được sinh ra từ 1 tế bào sinh dưỡng là 1472. a. Tính số NST đơn mới môi trường nội bào đã cung cấp cho quá trình nguyên phân của tế bào sinh dưỡng nói trên. b. Ở lần nguyên phân cuối cùng cả tế bào nói trên, môi trường nội bào đã cung cấp bao nhiêu NST đơn. Bài 3: Có 20 tế bào sinh dục sơ khai của bò (2n=60) tiến hành nguyên phân. a. Nếu mỗi tế bào nguyên phân 5 lần thì số NST đơn mới hoàn toàn môi trường phải cung cấp cho 20 tế bào tên là bao nhiêu? b. Tính số dây thoi vô sắc xuất hiện trong quá trình nguyên phân của tế bào nói trên. Bài 4: Ở đậu Hà Lan có bộ NST 2n=14. Tính số tế bào con và số lần nguyên phân của tế bào đó trong các trường hợp sau: Trường hợp 1: môi trường tế bào cung cấp 434 NST mới tương đương. Trường hợp 2: môi trường tế bào cung cấp 868 NST mới hoàn toàn. Trường hợp 3: số thoi dây tơ vô sắc xuất hiện trong quá trình nguyên phân là 255. Bài 5: Quan sát 25 tế bào sinh dục sơ khai của gà trống 2n =78, tiến hành phân bào nguyên nhiễm một lần. a. Tính số NST kép có trong 25 tế bào trên trên tại thời điểm kì giữa. b. Tính số cromatit có trong 25 tế bào trên trên tại thời điểm kì giữa. c. Tính số NST đơn có trong 25 tế bào trên trên tại thời điểm kì sau. Bài 6: Ở gà, bộ NST 2n=78. Quan sát các tế bào sinh dưỡng đang phân bào người ta đếm được tổng số NST kép trên mặt phẳng xích đạo và số NST đơn đang phân li về các cực là 6630. Trong đó số NST đơn nhiều hơn số NST kép là 1170. a. Xác định các tế bào đang nguyên phân ở kì nào? b. Số lượng tế bào ở mỗi kì là bao nhiêu?