1. Kiến thức cơ bản về nhiễm sắc thể và đột biến nhiễm sắc thể
1. Đặc điểm hình thái của nhiễm sắc thể
Hình dạng của nhiễm sắc thể trong giai đoạn kì giữa
- Nhiễm sắc thể là một cấu trúc bao gồm phân tử ADN kết hợp với các loại protein khác nhau, chủ yếu là protein histôn.
- Một nhiễm sắc thể bao gồm: Tâm động và các vùng đầu mút.
- Mỗi loài có một bộ nhiễm sắc thể đặc trưng về số lượng, hình dạng và cấu trúc.
- Nhiễm sắc thể được phân thành 2 loại: Nhiễm sắc thể thường và nhiễm sắc thể giới tính.
2. Cấu trúc siêu hiển vi của nhiễm sắc thể
Trong các sinh vật nhân thực, nhiễm sắc thể (NST) được hình thành từ chất nhiễm sắc bao gồm ADN và protein.
- Đơn vị cấu trúc cơ bản của NST là nucleoxôm.
- (ADN + protein) → Nuclêôxôm (8 phân tử protein histôn quấn quanh một đoạn ADN dài khoảng 146 cặp nuclêôtit, quấn 1 ¾ vòng) → Sợi cơ bản (khoảng 11 nm) → Sợi nhiễm sắc (25 – 30 nm) → Ống siêu xoắn (300 nm) → Crômatit (700 nm) → NST.
3. Đột biến cấu trúc của NST
Khái niệm: Đột biến cấu trúc của NST là những thay đổi trong cấu trúc của NST, thực chất là sự sắp xếp lại trình tự các gen, làm thay đổi hình dạng và cấu trúc của NST.
Các loại đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể.
a. Mất đoạn
- Đây là loại đột biến khiến một đoạn cụ thể của NST bị mất đi.
- Dẫn đến giảm số lượng gen trên NST và gây ra sự mất cân bằng gen.
- Thường dẫn đến tử vong hoặc làm giảm khả năng sống sót.
b. Lặp đoạn
- Đây là loại đột biến khiến một đoạn của NST được lặp lại một hoặc nhiều lần.
- Kết quả là số lượng gen trên NST tăng lên, dẫn đến sự mất cân bằng gen.
- Có thể làm tăng hoặc giảm cường độ biểu hiện của các đặc tính, thường không gây hậu quả nghiêm trọng, đồng thời có thể tạo ra các gen mới trong quá trình tiến hóa.
c. Đảo đoạn
- Đây là loại đột biến mà một đoạn của NST bị cắt ra, xoay ngược 180 độ rồi nối lại chỗ cũ.
- Thay đổi trình tự phân bố của các gen dọc theo NST.
- Có thể làm giảm sức sống và khả năng sinh sản của thể đột biến, đồng thời cung cấp nguyên liệu cho tiến hóa.
d. Chuyển đoạn
- Đây là loại đột biến khiến các đoạn của một NST hoặc giữa các NST không tương đồng được trao đổi với nhau.
- Một số gen trên NST này có thể chuyển sang NST khác, dẫn đến sự thay đổi trong nhóm gen liên kết.
- Chuyển đoạn lớn thường gây tử vong hoặc làm giảm khả năng sinh sản.
2. Bài tập trắc nghiệm về NST và đột biến của NST
Câu 1: Cấu trúc của một nucleoxôm bao gồm
A. Một đoạn ADN quấn 1 ¼ vòng quanh khối cầu tạo thành từ 8 phân tử histon.
B. Phân tử ADN quấn quanh khối cầu cấu thành từ 8 phân tử histon với 7/4 vòng xoắn.
C. Một đoạn ADN dài 146 nucleotit được quấn quanh bởi phân tử histon.
D. 8 phân tử histon được bao quanh bởi 7/4 vòng xoắn ADN, mỗi vòng dài 146 cặp nucleotit.
Đáp án: D
Câu 2: Trong cấu trúc siêu hiển vi của NST nhân thực, sợi cơ bản có đường kính bằng bao nhiêu?
A. 2nm
B. 11nm
C. 20nm
D. 30nm
Đáp án: B
Câu 3: Dưới đây là các cấu trúc liên quan:
(1) Cromatit. (2) Sợi cơ bản. (3) ADN xoắn kép. (4) Sợi nhiễm sắc.
(5) Vùng xếp cuộn. (6) NST ở kì giữa. (7) Nucleoxom.
Trình tự chính xác trong cấu trúc siêu hiển vi của NST nhân thực là gì?
A. (2) – (7) – (3) – (4) – (5) – (1) – (6)
B. (3) – (7) – (2) – (4) – (5) – (1) – (6)
C. (6) – (7) – (2) – (4) – (5) – (1) – (3)
D. (3) – (1) – (2) – (4) – (5) – (7) – (6)
Đáp án: B
Câu 4: Khi quan sát nhiều tế bào sinh dưỡng của một con châu chấu bình thường dưới kính hiển vi trong kỳ giữa, người ta nhận thấy mỗi tế bào chỉ có 23 NST. Kết luận chính xác nhất về con châu chấu này là gì?
A. Đó là con châu chấu đực vì NST giới tính chỉ còn một chiếc.
B. Đó là con châu chấu đực do ở châu chấu đực, cặp NST giới tính chỉ còn một chiếc.
C. Đó là con châu chấu đực do bị đột biến mất một NST.
D. Có thể là châu chấu đực hoặc cái do đột biến làm mất một NST.
Đáp án: B
Ở châu chấu đực, NST giới tính chỉ còn lại 1 NST, đó là OX.
Châu chấu xác định giới tính dựa vào số lượng NST X: 1 NST X là con đực, 2 NST X là con cái.
Câu 5. Cơ chế tạo ra đột biến cấu trúc NST là
A. Đứt gãy NST, tiếp hợp không đều hoặc trao đổi chéo giữa các cromatit.
B. Sự rối loạn trong quá trình nhân đôi ADN khi phân bào.
C. Quá trình tổng hợp protein hình thoi trong phân bào bị ngăn chặn ở kỳ đầu của phân bào.
D. Đứt gãy NST gây rối loạn trong sự tiếp hợp ở giảm phân I.
Đáp án: A
Câu 6: Xét hai NST có cấu trúc và trình tự các gen ABCDE*FGH và MNOPQ*R (dấu * biểu thị cho tâm động). Đột biến tạo ra NST có cấu trúc MNOCDE*FGH và ABPQ*R là dạng đột biến
A. Đảo đoạn ngoài tâm động
B. Đảo đoạn có tâm động
C. Chuyển đoạn không tương hỗ
D. Chuyển đoạn tương hỗ
Đáp án đúng là D
Câu 7: Trong các phát biểu về đột biến cấu trúc NST, phát biểu nào là không chính xác?
A. Đột biến mất đoạn có thể không làm chết sinh vật.
B. Đột biến lặp đoạn làm tăng số lượng gen, có thể xảy ra ở cả NST thường lẫn NST giới tính.
C. Đột biến chuyển đoạn có thể gây chết sinh vật, do đó, có thể dùng các dòng côn trùng mang đột biến này như công cụ phòng trừ sâu hại qua biện pháp di truyền.
D. Đột biến đảo đoạn không làm thay đổi số lượng và thành phần gen của một NST.
Đáp án: C
A đúng vì mất đoạn nhỏ trên NST không làm mất gen trên NST.
B đúng vì lặp đoạn làm tăng số lượng gen trên NST.
C sai vì đột biến chuyển đoạn làm giảm khả năng sinh sản, không thể dùng côn trùng mang đột biến này để phòng trừ sâu hại bằng biện pháp di truyền.
D đúng vì đột biến đảo đoạn không làm thay đổi số lượng và thành phần kiểu gen trong quần thể.
Câu 8: Khi nói về vai trò của đột biến cấu trúc NST đối với tiến hóa và chọn giống, phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Có thể sử dụng đột biến chuyển đoạn để tạo các dòng côn trùng giảm khả năng sinh sản.
B. Dùng đột biến mất đoạn nhỏ để loại bỏ những gen không mong muốn ra khỏi cơ thể động vật.
C. Đột biến đảo đoạn góp phần tạo nên các nòi trong loài.
D. Đột biến lặp đoạn tạo điều kiện cho sự phát sinh alen mới do đột biến gen.
Đáp án: B Đột biến mất đoạn nhỏ chủ yếu được áp dụng cho thực vật, ít sử dụng cho động vật. Đối với động vật, việc gây đột biến có thể gây hại nghiêm trọng cho sinh vật.
3. Bài tập tự luận về nhiễm sắc thể và đột biến nhiễm sắc thể
Câu 1: Giả sử có một thể đột biến lệch bội vẫn có khả năng sinh sản bình thường và tất cả các loại giao tử tạo ra đều có khả năng thụ tinh như nhau, thì khi cho thể ba kép (2n+l+l) tự thụ phấn, tỉ lệ hợp tử có bộ NST 2n+l ở đời con sẽ là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
Thể ba kép (2n+l+l) khi giảm phân sẽ tạo ra 4 loại giao tử: n, n+1, n+1, n+2
Tỉ lệ của các loại giao tử là: Giao tử (n) = 1/4; Giao tử (n+1) = 2/4; Giao tử (n+2) = 1/4
Hợp tử với bộ NST (2n+l) được hình thành qua việc kết hợp giữa giao tử đực (n) và giao tử cái (n+1) hoặc ngược lại. Do đó, tỷ lệ của hợp tử loại (2n+l) là tích của tỷ lệ các loại giao tử.
♀(n).♂(n+1) + ♀(n+1).♂(n) = 2.(n).(n+1)
=> Tỷ lệ hợp tử (2n + 1) = 2 x 1/4 x 1/2 = 1/4
Câu 2: Trong phép lai ♀Aa x ♂Aa, nếu xuất hiện một thể đột biến có kiểu gen AAAA.
a. Bộ NST của thể đột biến này sẽ có dạng gì?
b. Giải thích cơ chế hình thành thể đột biến như đã nêu trên.
Hướng dẫn giải
a. Thể đột biến này có kiểu gen với 4 alen ở gen A, vì vậy nó có thể là thể đột biến tứ bội (4n) hoặc lệch bội dạng thể bốn (2n+2). Nếu là lệch bội thể bốn, đột biến này phải xảy ra ở nhiễm sắc thể chứa gen A.
b. - Thể tứ bội AAAA có thể được hình thành từ phép lai ♀Aa x ♂Aa qua một trong hai cơ chế: (Rối loạn giảm phân II ở cả bố và mẹ hoặc rối loạn nguyên phân).
Trường hợp 1: Đột biến xuất hiện trong quá trình giảm phân II của cả bố và mẹ. Trong giảm phân II ở cơ thể ♀Aa, tất cả các nhiễm sắc thể không phân li, tạo giao tử lưỡng bội AA; tương tự, ở cơ thể ♂Aa, tất cả các nhiễm sắc thể không phân li trong giảm phân II tạo giao tử AA. Khi thụ tinh, giao tử lưỡng bội AA kết hợp với giao tử lưỡng bội AA sẽ tạo hợp tử tứ bội (4n) với kiểu gen AAAA.
Trường hợp 2: Đột biến có thể xảy ra trong lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử. Khi thực hiện phép lai ♀Aa x ♂Aa, qua giảm phân và thụ tinh bình thường, sẽ hình thành 4 loại hợp tử, trong đó có hợp tử AA. Trong lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử AA, các cặp nhiễm sắc thể được nhân đôi nhưng không phân li, tạo ra tế bào tứ bội với kiểu gen AAAA, sau đó phát triển thành thể tứ bội có kiểu gen AAAA.
- Cơ chế hình thành đột biến lệch bội thể bốn AAAA từ phép lai ♀Aa x ♂Aa
Đột biến xảy ra trong quá trình giảm phân II ở cơ thể bố và mẹ. Trong giảm phân II, các nhiễm sắc thể kép mang gen AA không phân li, trong khi các nhiễm sắc thể kép khác phân li bình thường, tạo ra giao tử (n+1) với kiểu gen AA và giao tử (n-1). Khi thụ tinh, giao tử (n+1) có kiểu gen AA kết hợp với giao tử (n+1) có kiểu gen AA sẽ tạo hợp tử (2n+2) với kiểu gen AAAA.
MyTour đã cung cấp thông tin chi tiết về chủ đề 'Bài tập NST và đột biến NST có lời giải chi tiết nhất'. Cảm ơn quý độc giả đã theo dõi và quan tâm!