Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học Khối 9

Nội dung text: Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học Khối 9

1. - Ngoài ra dạng 3n còn đƣợc hình thành trong cơ chế thụ tinh kép (ở thực vật) do nhân thứu cấp 2n kết hợp với một tinh tử n trong hạt phấn chín tạo nên nội nhũ 3n. - Dạng tế bào 4n, còn đƣợc hình thành do nguyên phân rối loạn xảy ra trên tất cả các cặp NST sau khi nhân đôi trong nguyên phân. Dạng bài tập tính số loại giao tử và hợp tử có đột biến số lƣợng NST. Viết thành phần NST trong giao tử, hợp tử khi có rối loạn phân bào. F. HỆ THỐNG CÁC VÍ DỤ, BÀI TẬP CỤ THỂ MINH HỌA CHO CHUYÊN ĐỀ. Ví dụ 1: Trích đề thi học sinh giỏi Tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2014 – 2015 Câu 2. (1,5 điểm) a. Một tế bào lƣỡng bội của ruồi giấm có 2 x 108 cặp nuclêôtit cấu tạo nên các phân tử ADN ở trong nhân. Nếu chiều dài trung bình của mỗi nhiễm sắc thể ruồi giấm ở kì giữa nguyên phân là 2 micrômet, thì khi nhiễm sắc thể xoắn cực đại nó đã làm ngắn đi bao nhiêu lần so với chiều dài kéo thẳng của phân tử ADN? b. Vì sao ở kì sau của nguyên phân, khi phân li thì mỗi nhiễm sắc thể đơn trong nhiễm sắc thể kép đi về một cực tế bào, còn ở kì sau giảm phân I khi phân li thì mỗi nhiễm sắc thể kép trong cặp nhiễm sắc thể kép tƣơng đồng đi về một cực tế bào? Câu 3. (1,0 điểm) a. Một loài thực vật có bộ nhiễm sắc thể 2n = 6. Trên mỗi cặp nhiễm sắc thể, xét một gen có hai alen. Do đột biến, trong loài đã xuất hiện 3 dạng thể dị bội (2n+1) tƣơng ứng với 3 cặp nhiễm sắc thể trên. Theo lí thuyết, các thể dị bội (2n+1) này có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen về các gen đang xét? b. Ở ngƣời, gen a gây bệnh mù màu nằm trên nhiễm sắc thể X không có alen tƣơng ứng trên Y, alen trội A qui định nhìn màu bình thƣờng. Trong một gia đình cả vợ và chồng đều có nhiễm sắc thể giới tính bình thƣờng và không biểu hiện bệnh mù màu, họ đã sinh ra đứa con có nhiễm sắc thể giới tính XO và bị bệnh mù màu. Hãy xác định kiểu gen của cặp vợ chồng này và nêu cơ chế hình thành đứa con trên. Đáp án
2. Câu Nội dung Điểm a. Xác định số lần co ngắn của NST so với ADN. - Chiều dài trung bình của ADN là: 0,25 (2 x 108 x 3,4) : 8 = 85000000A0 - Chiều dài trung bình của NST là 2 x 104 = 20000 A0 0,25 - Số lần co ngắn lại là: 85000000 : 20000 = 4250 (lần) 0,5 2 b. Giải thích: (1,5đ) - Nguyên phân: Kì giữa NST kép tập hợp thành 1 hàng, mỗi NST kép liên kết với thoi vô sắc ở cả 2 phía của tâm động 0,25 - Giảm phân I: Ở kì giữa I NST kép tập hợp thành 2 hàng, mỗi NST trong cặp NST kép tƣơng đồng liên kết với tơ vô sắc ở 1 phía của tâm động 0,25 - Theo lý thuyết các thể dị bội (2n +1) này có tối đa: 4 x 9 x 3 = 108 kiểu gen 0,5 - Bố bình thƣờng có kiểu gen XAY, mẹ bình thƣờng có kiểu gen là 3 XAXA hoặc XAXa; Con XO bị bệnh mù màu có kiểu gen XaO giao (1,0đ) tử Xa lấy từ mẹ, giao tử O lấy từ bố kiểu gen mẹ là XAXa 0,25 - Quá trình giảm phân ở bố bị rối loạn phân li của cặp XAY tạo ra các loại giao tử trong đó có giao tử O; giao tử O của bố kết hợp với giao tử Xa của mẹ XaO 0,25 Ví dụ 2: Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 chuyên Vĩnh Phúc 2014 – 2015 Câu 1 (1,0 điểm). Bộ nhiễm sắc thể lƣỡng bội (2n) của 1 loài sinh vật có thể đƣợc di truyền ổn định từ thế hệ cơ thể này sang thế hệ cơ thể khác nhờ cơ chế nào? Giải thích. Câu 3 (1,0 điểm). Một cơ thể cái có kiểu gen AaBbDdeeGgHH. Xác định số loại giao tử tối đa có thể đƣợc tạo ra trong các trƣờng hợp: - Trƣờng hợp 1: 10 tế bào sinh dục tiến hành giảm phân bình thƣờng. - Trƣờng hợp 2: Cơ thể trên thực hiện giảm phân bình thƣờng. Câu 4 (1,0 điểm). Nêu các sự kiện cơ bản của nhiễm sắc thể xẩy ra trong quá trình giảm phân mà không xẩy ra trong nguyên phân? Đáp án Câu Nội dung Điểm 1 * Nếu loài sinh sản vô tính: 0,25
3. (1,0 - Nhờ cơ chế nguyên phân điểm - Giải thích: Nguyên phân làm tăng số lƣợng tế bào nhƣng bộ NST 0,25 ) không đổi * Nếu loài sinh sản hữu tính: - Nhờ sự kết hợp giữa giảm phân, thụ tinh và nguyên phân - Giải thích: 0,25 + Giảm phân: Tạo giao tử có bộ NST giảm đi 1 nửa ở các giao tử (n) + Thụ tinh: Là sự kết hợp giao tử đực (n) và giao tử cái (n)-> Khôi phục lại bộ NST (2n) + Nguyên phân: Làm tăng số lƣợng tế bào nhƣng bộ NST không đổi (2n) 0,25 3 - 10 tế bào sinh dục cái giảm phân cũng chỉ cho tối đa là 10 loại giao (1,0 tử cái. 0,5 điểm - Một cơ thể cái giảm phân cho số giao tử cái tối đa là: ) 2 x 2 x 2 x 1 x 2 x 1 = 16. 0,5 Các sự kiện về hoạt động của nhiễm sắc thể thƣờng chỉ có trong giảm phân là: - Kỳ đầu của giảm phân 1 có sự tiếp hợp của 2 nhiễm sắc thể kép trong từng cặp tƣơng đồng, sau đó chúng tách nhau ra. 0,25 4(1,0 - Kỳ đầu của giảm phân 1 có thể xảy ra sự trao đổi đoạn giữa 2 0,25 điểm cromatít thuộc 2 NST khác nhau trong cặp tƣơng đồng. ) - Kỳ giữa của giảm phân 1 các nhiễm sắc thể kép phân bố trên mặt 0,25 phẳng xích đạo thành 2 hàng. - Kỳ sau giảm phân 1 xảy ra sự phân ly của các nhiễm sắc thể kép trong từng cặp tƣơng đồng về 2 cực của tế bào, các nhiễm sắc thể phân ly độc lập. 0,25 Ví dụ 3: Trích đề thi học sinh giỏi tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2013 – 2014 Câu 1 (1,0 điểm). a. Quá trình nguyên phân có ý nghĩa gì đối với di truyền và sự sinh trƣởng phát triển của cơ thể? b.Thực chất của quá trình thụ tinh là gì? Câu 4 (1,0 điểm). Ở một loài động vật, xét phép lai ♂AABBDD x ♀aaBbdd. Trong quá trình giảm phân của cơ thể cái, ở một số tế bào, cặp nhiễm sắc thể mang cặp gen Bb không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thƣờng, cơ thể đực giảm phân bình thƣờng. Theo lí thuyết, đời con có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen về
4. các gen trên? Câu 5 (1,0 điểm). Thể đa bội là gì? Có thể nhận biết thể đa bội thông qua những dấu hiệu nào? Đáp án Câu Nội dung Điểm a. Ý nghĩa nguyên phân - Nguyên phân duy trì ổn định bộ nhiễm sắc thể của loài qua các thế hệ. 0,25 - Nguyên phân làm tăng số lƣợng tế bào là cơ sở của sự sinh trƣởng của các 1 mô, cơ quan, cơ thể, thay thế tế bào già, tế bào bị tổn thƣơng 0,25 b. Thực chất của thụ tinh: - Là sự kết hợp hai bộ nhân đơn bội của giao tử tạo thành bộ nhân lƣỡng bội ở hợp tử. 0,5 * Trƣờng hợp bình thƣờng: AA x aa → 1 Kiểu gen (Aa) BB x Bb → 2 Kiểu gen (BB, Bb) DD x dd → 1 Kiểu gen (Dd) → Số kiểu gen tạo ra do giảm phân bình thƣờng 1.2.1= 2 0,25 * Trƣờng hợp đột biến cơ thể cái, ở một số tế bào, cặp nhiễm sắc thể mang 4 cặp gen Bb không phân li trong giảm phân I: AA x aa → 1 Kiểu gen (Aa) BB x Bb → B. (Bb: 0) → 2 Kiểu gen (BBb, B0) DD x dd → 1 Kiểu gen (Dd) → Số kiểu gen tạo ra do giảm phân đột biến 1.2.1= 2 0,25 * Tổng số kiểu gen tối đa có thể tạo ra ở đời con là: 2+2= 4. 0,5 * Khái niệm thể đa bội: Thể đa bội là cơ thể mà trong tế bào sinh dƣỡng có số NST là bội số của n (lớn hơn 2) 0,25 * Dấu hiệu nhận biết thể đa bội: 5 - Tế bào lớn, số lƣợng NST nhiều hơn, cơ quan sinh dƣỡng to. 0,25 - Hàm lƣợng ADN nhiều hơn. 0,25 - Thời gian sinh trƣởng kéo dài, khả năng chống chịu tốt. 0,25 Ví dụ 4: Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 chuyên Vĩnh Phúc 2013 – 2014 Câu 3 (1,5 điểm). a) Nguyên nhân phát sinh đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể? Tại sao những biến đổi trong cấu trúc nhiễm sắc thể lại gây hại cho sinh vật?
5. b) Trong một quần thể ruồi giấm, ngƣời ta phát hiện các thể đột biến mắt dẹt do đột biến lặp đoạn trên nhiễm sắc thể giới tính X. Xét 100 tế bào sinh tinh ở một thể đột biến tiến hành giảm phân bình thƣờng. Xác định tỉ lệ giao tử mang nhiễm sắc thể X đột biến đƣợc tạo ra. Đáp án: Câu Nội dung Điểm a. Nguyên nhân phát sinh đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể: - Ảnh hƣởng của các tác nhân gây đột biến môi trƣờng bên ngoài: vật lí, hóa học, sinh học . 0,25 - Ảnh hƣởng của các tác nhân gây đột biến môi trƣờng bên trong: do rối loạn các quá trình sinh lý, sinh hóa bên trong tế bào. 0,25 b. Những biến đổi trong cấu trúc NST gây hại cho sinh vật vì: - Trong quá trình tiến hóa các gen đã đƣợc sắp xếp hài hòa trên 0,25 3 nhiễm sắc thể (1,5 đ) - Biến đổi cấu trúc nhiễm sắc thể làm thay đổi số lƣợng và cách sắp 0,25 xếp các gen trên đó nên thƣờng gây hại cho sinh vật - Một tế bào sinh tinh có nhiễm sắc thể X đột biến lặp đoạn khi giảm phân cho 4 loại giao tử trong đó có 2 giao tử bình thƣờng, 2 giao tử 0,25 mang nhiễm sắc thể X đột biến. 200 1 - 100 tế bào giảm phân => 400 giao tử; trong đó có 200 giao tử bình thƣờng, 200 giao tử đột biến => tỉ lệ giao tử đột biến: 400 2 0,25 Ví dụ 5: Trích đề thi học sinh giỏi tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2012 – 2013 Câu 1. a. Hãy nêu những điểm khác nhau cơ bản giữa quá trình phát sinh giao tử đực và quá trình phát sinh giao tử cái ở động vật. b. Trình bày ý nghĩa của quá trình giảm phân và thụ tinh. Câu 3. b. Thể đa bội là gì? Nêu đặc điểm của thể đa bội. Câu 7. Một loài động vật đơn tính có cặp nhiễm sắc thể giới tính ở giới cái là XX, ở giới đực là XY. Trong quá trình giảm phân tạo giao tử của một cá thể (A) thuộc loài này đã có một số tế bào bị rối loạn phân li cặp nhiễm sắc thể giới tính ở cùng một lần phân bào. Tất cả các giao tử đột biến về nhiễm sắc thể giới tính của cá thể (A) đã thụ
6. tinh với các giao tử bình thƣờng tạo ra: 4 hợp tử XXX, 4 hợp tử XYY và 8 hợp tử XO; 25 số giao tử bình thƣờng của cá thể (A) thụ tinh với các giao tử bình thƣờng tạo ra 23 hợp tử XX và 23 hợp tử XY. a. Quá trình rối loạn phân li cặp nhiễm sắc thể giới tính của cá thể (A) xảy ra ở giảm phân I hay giảm phân II? b. Tính tỉ lệ giao tử đột biến tạo ra trong quá trình giảm phân của cá thể (A). Đáp án Câu Nội dung Điểm a. Khác nhau: Phát sinh giao tử cái. Phát sinh giao tử đực. - Noãn bào bậc 1 qua giảm phân I - Tinh bào bậc1 qua giảm cho 1 thể cực thứ nhất và 1 noãn phân I cho 2 tinh bào bậc 0,25 bào bậc 2. 2. 1 - Noãn bào bậc 2 qua giảm phân - Mỗi tinh bào bậc 2 qua 0,25 (1,5đ II cho 1 thể cực thứ hai và 1 tế giảm phân II cho 2 tinh tử ) bào trứng. phát triển thành tinh trùng. - Từ mỗi noãn bào bậc 1 qua - Từ mỗi tinh bào bậc 1 qua 0,25 giảm phân cho 3 thể cực và 1 giảm phân cho 4 tinh trùng, trứng, trong đó chỉ có trứng có các tinh trùng này đều có khả khả năng tham gia thụ tinh. năng tham gia thụ tinh. b. Ý nghĩa quá trình giảm phân và thụ tinh - Giảm phân tạo giao tử đơn bội (n), qua thụ tinh giữa giao tử đực (n) với giao tử cái (n) -> Hợp tử (2n) -> bộ nhiễm sắc thể lƣỡng bội (2n) của loài đƣợc phục hồi. 0,25 - Sự phối hợp các quá trình: Nguyên phân, giảm phân và thụ tinh đã đảm bảo duy trì ổn định bộ nhiễm sắc thể (2n) đặc trƣng của loài sinh sản hữu tính qua các thế hệ cơ thể 0,25 - Giảm phân tạo ra nhiều loại giao tử khác nhau về nguồn gốc nhiễm sắc thể, sự kết hợp ngẫu nhiên giữa các giao tử trong thụ tinh tạo ra các tổ hợp nhiễm sắc thể khác nhau (biến dị tổ hợp), cung cấp nguyên liệu cho chọn giống và tiến hóa 0,25 b. 3 - Thể đa bội là cơ thể mà trong tế bào sinh dƣỡng có số nhiễm sắc thể (1,0đ là bội số của bộ nhiễm sắc thể đơn bội n (nhiều hơn 2n 0,25 ) - Đặc điểm của thể đa bội: Cơ thể đa bội có số lƣợng nhiễm sắc thể trong tế bào tăng lên gấp bội làm cho hàm lƣợng ADN tăng lên tƣơng
7. ứng, quá trình trao đổi chất diễn ra mạnh mẽ, tích lũy đƣợc nhiều chất hữu cơ, kích thƣớc tế bào lớn, cơ quan sinh dƣỡng to, sinh trƣởng 0,25 phát triển mạnh, chống chịu tốt. a. - Từ hợp tử XYY -> đã có giao tử đột biến YY thụ tinh với giao tử bình thƣờng X. -> cá thể sinh ra các giao tử đột biến có cặp nhiễm sắc thể (NST) XY. 0,25 - Hợp tử XXX do thụ tinh của giao tử đột biến XX với giao tử bình 7 thƣờng X. Hợp tử XO do thụ tinh của giao tử đột biến O với giao tử (1,5đ bình thƣờng X 0,25 ) -> cá thể này đã sinh ra các loại giao tử đột biến là XX, YY, và O là do cặp NST XY không phân li ở lần phân bào II của giảm phân. 0,25 b. - Số giao tử đột biến sinh ra: 4+4+8 = 16. 0,25 - Số giao tử bình thƣờng sinh ra: 4.(23+23) = 184 0,25 - Tỉ lệ giao tử đột biến là: (16 200).100 = 8 0,25 Ví dụ 6: Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 chuyên Vĩnh Phúc 2012 – 2013 Câu 2 (1,0 điểm). Cho biết những nhận định sau đây là đúng hay sai? Giải thích? a. Chỉ trong tế bào sinh dƣỡng nhiễm sắc thể mới tồn tại thành từng cặp tƣơng đồng. b. Ở ngƣời bình thƣờng số cặp nhiễm sắc thể tƣơng đồng ở nam và nữ là nhƣ nhau. c. Những loài tiến hóa càng cao thì có số lƣợng nhiễm sắc thể trong tế bào càng nhiều. d. Trong chu kỳ tế bào, nhiễm sắc thể chỉ tồn tại ở trạng thái kép khi bƣớc vào kỳ đầu và kỳ giữa của quá trình nguyên phân. Đáp án Câu Nội dung Điểm a. Sai, vì: Ở các tế bào sinh dục chƣa giảm phân (tế bào sinh dục sơ khai) nhiễm sắc thể cũng tồn tại thành từng cặp tƣơng đồng 0,25 b. Sai, vì: Ở ngƣời bình thƣờng cặp nhiễm sắc thể giới tính ở 2 giới 0,25 khác nhau, ở nữ cặp XX tƣơng đồng, ở nam cặp XY không tƣơng 0,25 2 đồng) 0,25 (1,0 đ) c. Sai, vì: Số lƣợng nhiễm sắc thể trong tế bào của các loài không phản ánh mức độ tiến hóa của loài d. Sai, vì: Cuối kì trung gian của chu kỳ tế bào nhiễm sắc thể đã ở trạng thái kép.
8. Ví dụ 7: Trích đề thi học sinh giỏi tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2011 – 2012 Câu 1: a. Cơ chế nào giúp duy trì ổn định vật liệu di truyền qua các thế hệ cơ thể ở các loài sinh vật? b. Những hoạt động của nhiễm sắc thể trong giảm phân góp phần tạo sự đa dạng cho sinh giới? Câu 2: Ở một loài động vật, xét 100 tinh bào bậc 1 có 2 cặp nhiễm sắc thể ký hiệu AaBb. Trong quá trình giảm phân của các tinh bào trên có 98 tinh bào giảm phân bình thƣờng còn 2 tinh bào giảm phân không bình thƣờng (rối loạn lần giảm phân 1 ở cặp nhiễm sắc thể Aa, giảm phân 2 bình thƣờng, cặp Bb giảm phân bình thƣờng). Xác định số lƣợng tinh trùng đƣợc tạo ra từ 100 tinh bào bậc 1 nói trên và tỉ lệ tinh trùng ab? Đáp án. Câu Nội dung Điểm a. Cơ chế giúp duy trì ổn định vật liệu di truyền qua các thế hệ cơ thể: + Ở các loài sinh sản vô tính: Nhờ cơ chế nguyên phân 0,25 + Ở các loài sinh sản hữu tính: Kết hợp 3 cơ chế nguyên phân, giảm 1 phân và thụ tinh. 0,25 (1,0đ b. Hoạt động của nhiễm sắc thể trong giảm phân tạo sự đa dạng cho ) sinh giới: - Hoạt động tiếp hợp và trao đổi chéo ở kỳ đầu I. 0,25 - Hoạt động phân li độc lập ở kỳ sau I. 0,25 * Tổng số tinh trùng tạo ra: 1 tinh bào bậc 1 giảm phân cho 4 tinh trùng => 100 tinh bào bậc 1 giảm phân cho 400 tinh trùng 0,25 * Tỉ lệ tinh trùng ab: 2 - Xét riêng cặp nhiễm sắc thể Aa: (1,5đ + 98 tế bào giảm phân bình thƣờng cho: 196 tinh trùng A, 196 tinh ) trùng a 0,5 + 2 tế bào xảy ra rối loạn giảm phân I cho 4 tinh trùng chứa cả A và a (Aa) và 4 tinh trùng không chứa cả A và a ký hiệu (O) => Tỉ lệ tinh 0,25 trùng về cặp NST này là: 0,49A: 0,49a: 0,01Aa : 0,01 O. 0,5
9. - Cặp nhiễm sắc thể Bb giảm phân bình thƣờng cho 2 loại tinh trùng với tỉ lệ: ½ B: ½ b - Tỉ lệ tinh trùng ab: 0,49 a x 0,5 b = 0,245 (Học sinh có thể làm theo cách khác nếu đúng vẫn cho điểm tối đa) Ví dụ 8: Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 chuyên Vĩnh Phúc 2011 – 2012 Câu 3 (1,0 điểm). Ở một loài động vật, giả sử có 100 tế bào sinh giao tử đực có kiểu gen Aa tiến hành giảm phân, trong số đó có 5 tế bào xảy ra rối loạn lần phân bào 2 ở tế bào chứa gen a, giảm phân 1 bình thƣờng, các tế bào khác đều giảm phân bình thƣờng. Hãy xác định: a. Trong tổng số giao tử hình thành, tỉ lệ loại giao tử bình thƣờng chứa gen A là bao nhiêu? b. Trong tổng số giao tử hình thành, tỉ lệ giao tử không bình thƣờng chứa gen a là bao nhiêu? Câu 4 (1,0 điểm). a. Ở loài sinh sản hữu tính nhờ những cơ chế nào mà bộ nhiễm sắc thể đƣợc duy trì ổn định qua các thế hệ cơ thể? Giải thích tại sao sinh sản hữu tính làm xuất hiện nhiều biến dị tổ hợp? b. Ở một loài giao phối, xét 2 cặp nhiễm sắc thể tƣơng đồng kí hiệu là Aa và Bb. Trong 2 cặp nhiễm sắc thể này mỗi cặp đều có một nhiễm sắc thể bị đột biến mất đoạn. Khi giảm phân bình thƣờng sẽ cho bao nhiêu loại giao tử khác nhau về tổ hợp nhiễm sắc thể, trong đó giao tử bình thƣờng chiếm tỉ lệ bao nhiêu? Câu 6 (1,0 điểm). a. Ở một loài thực vật phát hiện một thể đột biến mà trong tất cả các tế bào sinh dƣỡng đều thừa một nhiễm sắc thể. Cho biết đây là thể đột biến nào? Trình bày cơ chế phát sinh thể đột biến đó? b. Trong thực tế đột biến dị bội và đột biến đa bội loại nào đƣợc ứng dụng phổ biến hơn trong chọn giống cây trồng? Vì sao? Đáp án.
10. Câu Ý Nội dung Điểm - 95 tế bào sinh tinh giảm phân bình thƣờng cho : 190 tinh trùng bình thƣờng mang gen A 190 tinh trùng bình thƣờng mang gen a 0,25 - 5 tế bào sinh tinh giảm phân rối loạn phân bào 2 ở tế bào chứa gen 3 a cho: (1,0 + 10 tinh trùng bình thƣờng mang gen A đ) + 5 tinh trùng không bình thƣờng mang gen a + 5 tinh trùng không bình thƣờng không mang gen A và a 0,25 - Tỉ lệ giao tử bình thƣờng chứa gen A: (190 + 10) 400 = ½ 0,25 - Tỉ lệ giao tử không bình thƣờng mang gen a: 5 400= 1 80 0,25 - Cơ chế duy trì ổn định bộ nhiễm sắc thể đặc trƣng của loài sinh sản hữu tính qua các thế hệ: Phối hợp của 3 quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh - Sinh sản hữu tính tạo ra nhiều biến dị tổ hợp: Quá trình giảm phân a. tạo ra nhiều loại giao tử khác nhau về nguồn gốc nhiễm sắc thể, sự 0,25 4 kết hợp ngẫu nhiên các loại giao tử trong thụ tinh tạo ra các hợp tử (1,0 mang những tổ hợp nhiễm sắc thể khác nhau => tạo nhiều biến dị tổ đ) hợp 0,25 b - Số loại giao tử là 4 0,25 - Tỉ lệ giao tử bình thƣờng 1/4 = 25%. 0,25 * Thể đột biến: Thể dị bội (2n +1) * Cơ chế phát sinh: Do một cặp nhiễm sắc thể không phân li trong a giảm phân, tạo giao tử (n + 1), giao tử này kết hợp với giao tử bình 0,25 thƣờng (n) tạo hợp tử thừa 1 nhiễm sắc thể (2n+1) => thể dị bội (2n 6 + 1) 0,25 (1,0 * Trong thực tế đột biến đa bội đƣợc ứng dụng phổ biến hơn trong đ) chọn giống cây trồng Vì: Tế bào đột biến đa bội bộ nhiễm sắc thể có số lƣợng tăng lên b gấp bội, hàm lƣợng ADN tăng lên tƣơng ứng, quá trình tổng hợp các 0,25 chất diễn ra mạnh mẽ hơn, dẫn tới kích thƣớc của tế bào lớn, cơ quan sinh dƣỡng to, sinh trƣởng phát triển mạnh, chống chịu tốt 0,25 Ví dụ 9: Trích đề thi học sinh giỏi tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2010 – 2011 Câu 1 (1,5 điểm). a. Ở đậu Hà Lan tính trạng hạt vàng (A) là trội hoàn toàn so với tính trạng hạt xanh (a). Có 4 hạt đậu, trong đó có 2 hạt vàng có kiểu gen khác nhau và 2 hạt xanh. Trình bày những phƣơng pháp xác định kiểu gen của 2 hạt đậu màu vàng?
11. b. Xác định số loại tinh trùng và trứng tối đa có thể tạo ra trong các trƣờng hợp sau: - Có 3 tinh bào bậc 1 có kiểu gen AaBbDdEe tiến hành giảm phân bình thƣờng tạo tinh trùng. - Có 15 noãn bào bậc 1 có kiểu gen AaBbDdEe tiến hành giảm phân bình thƣờng tạo trứng. Câu 2 (1,5 điểm). a. Cho biết sự khác nhau về hoạt động của nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân và giảm phân? b. Nghiên cứu tỉ lệ giới tính ở ngƣời cho thấy trong giai đoạn bào thai tỉ lệ con trai : con gái là 114 : 100, đến lúc lọt lòng tỉ lệ đó là 105 : 100. Giải thích tại sao tỉ lệ con trai : con gái ở giai đoạn bào thai lại lớn hơn lúc lọt lòng? Câu 4 (1,5 điểm). a. Trong cùng một loài, thể tam bội có gì khác với thể lƣỡng bội? Thể tứ bội có thể đƣợc hình thành từ thể lƣỡng bội nhờ những cơ chế nào? b. Một tế bào ở thể đột biến của một loài tiến hành nguyên phân một số lần liên tiếp tạo ra 16 tế bào con, tổng số nhiễm sắc thể đơn trong tất cả các tế bào con là 336. Cho biết những cá thể bình thƣờng của loài trên có bộ nhiễm sắc thể là bao nhiêu? (Biết loại đột biến trên chỉ liên quan tới một cặp nhiễm sắc thể). Nội dung Điể Câu Ý m Số loại tinh trùng và trứng tối đa có thể tạo ra: - 3 tinh bào bậc 1 có kiểu gen AaBbDdEe khi giảm phân bình b thƣờng có thể cho tối đa 6 loại tinh trùng khác nhau 0,25 - 15 noãn bào bậc 1 có kiểu gen AaBbDdEe khi giảm phân bình 1 thƣờng có thể cho tối đa 15 loại trứng khác nhau 0,25 (1,5đ Khác nhau về hoạt động NST trong nguyên phân và giảm phân : ) Trong nguyên phân Trong giảm phân 0,25 a - Kì đầu: Không (rất ít) xảy ra - Kì đầu I: xảy ra sự tiếp hợp sự tiếp hợp và trao đổi chéo cặp đôi và có thể trao đổi chéo NST. NST. 0,25
12. - Kì giữa: Các NST kép tập - Kì giữa I: Các NST kép tập 0,25 trung thành 1 hàng trên mặt trung thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân phẳng xích đạo của thoi phân 0,25 bào. bào. - Kì sau: NST kép tách nhau ở - Kì sau I: NST kép phân li về tâm động thành 2 NST đơn và 2 cực của tế bào, không có hiện phân li về 2 cực của tế bào. tƣợng tách tại tâm động. - NST xảy ra 1 lần tập trung trên - NST xảy ra 2 lần tập trung mặt phẳng xích đạo, phân li 1 trên mặt phẳng xích đạo, phân lần. li 2 lần. - Giai đoạn bào thai tỉ lệ con trai : con gái lớn hơn lúc sinh ra vì: 2 + Tinh trùng Y nhỏ, nhẹ hơn tinh trùng X => các hợp tử XY đƣợc (1,5đ b tạo ra nhiều hơn. 0,25 ) + Khi sinh ra tỉ lệ các bé trai bị chết non nhiều hơn các bé gái => tỉ lệ con trai : con gái giảm 0,25 *Thể tam bội khác với thể lƣỡng bội: - Số lƣợng nhiễm sắc thể trong tế bào nhiều hơn, tăng lên gấp bội 0,25 (3n) - Quá trình tổng hợp chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ, kích thƣớc tế 0,25 bào lớn, cơ quan sinh dƣỡng to, sinh trƣởng phát triển mạnh, chống chịu tốt, thƣờng bất thụ * Cơ chế hình thành thể tứ bội: 0,25 a - Rối loạn nguyên phân: Trong lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử (2n) các nhiễm sắc thể nhân đôi nhƣng không phân ly => hợp tử 4n => thể tứ bội 0,25 - Rối loạn giảm phân: Trong quá trình giảm phân rối loạn sự phân 4 ly của tất cả các cặp nhiễm sắc thể => hình thành giao tử 2n, các (1,5) giao tử 2n kết hợp với nhau trong thụ tinh => hợp tử 4n => thể tứ bội Bộ nhiễm sắc thể của loài: - Số lƣợng nhiễm sắc thể trong mỗi tế bào thể đột biến: 336 16 =21 b => Cơ thể đột biến có thể thuộc dạng 2n + 1 hoăc 2n – 1 . 0,25 - Cơ thể bình thƣờng của loài có thể có bộ nhiễm sắc thể là 22 hoặc 0,25 20 Ví dụ 10: Trích đề thi tuyển sinh lớp 10 chuyên Vĩnh Phúc 2010 – 2011 Câu 2. (1,0 điểm)
13. a. Vật chất di truyền ở cấp độ tế bào là gì? Nêu các cơ chế di truyền xẩy ra ở cấp độ tế bào? b. Cơ chế chủ yếu nào đảm bảo cho bộ nhiễm sắc thể của loài giảm đi một nửa sau quá trình giảm phân? Câu 4. (1,0 điểm) a. Ở một loài có bộ nhiễm sắc thể 2n = 48, một tế bào sinh dƣỡng của một cá thể đang thực hiện phân bào. Xác định số lƣợng nhiễm sắc thể, số crômatit trong tế bào ở kỳ sau của quá trình phân bào này? b. Một tế bào sinh tinh ở động vật có kiểu gen AaBb, qua giảm phân thực tế cho ra những loại giao tử nào? (Biết quá trình giảm phân diễn ra bình thƣờng). Câu 6. (1,0 điểm) b. Quá trình phát sinh giao tử của một loài động vật lƣỡng bội (2n): Ở giới cái, một số tế bào sinh trứng có cặp nhiễm sắc thể số 2 không phân li trong giảm phân I; ở giới đực giảm phân diễn ra bình thƣờng. Sự kết hợp tự do giữa các loại giao tử có thể tạo ra các loại hợp tử có bộ nhiễm sắc thể nhƣ thế nào? Câu Nội dung Điểm 1 a. (1,0 - Vật chất di truyền ở cấp độ phân tử: Axitnuclêic (ADN , ARN) 0,25 đ) - Cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử: Tự nhân đôi ADN, tổng hợp ARN, tổng hợp prôtêin 0,25 b. Tự nhân đôi ADN theo nguyên tắc: - Nguyên tắc bổ sung 0,25 - Nguyên tắc giữ lại một nửa 0,25 2 a. (1,0 - Vật chất di truyền ở cấp độ tế bào: Nhiễm sắc thể. 0,25 đ) - Cơ chế di truyền ở cấp độ tế bào: Nguyên phân, giảm phân, thụ tinh 0,25 b. Cơ chế đảm bảo bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa qua giảm phân: - Một lần nhân đôi NST ở kì trung gian 0,25 - Hai lần phân li đồng đều nhiễm sắc thể ở kì sau I, II 0,25 3 a. (1,0 - Phƣơng pháp nghiên cứu: Phân tích các thế hệ lai 0,25 đ) - Cặp nhân tố di truyền Menden giả định ngày này đƣợc gọi là cặp gen 0,25 (Cặp alen)
14. b. 0,25 - Biến dị tổ hợp đƣợc phát sinh thông qua hình thức sinh sản hữu tính. 0,25 - Ý nghĩa của biến dị tổ hợp: Cung cấp nguyên liệu cho tiến hóa và chọn giống. 4 a. (1,0 - Số lƣợng NST: 96 NST đơn 0,25 đ) - Số crômatit: 0 0,25 b. Về mặt thực tế sẽ tạo ra các loại giao tử sau: - Trƣờng hợp 1: AB và ab 0,25 - Trƣờng hợp 2: Ab và aB 0,25 5 a. (1,0 - Để phân li độc lập: Các cặp gen nằm trên các cặp NST tƣơng đồng 0,25 đ) khác nhau 0,25 - Để liên kết hoàn toàn: Các cặp gen nằm trên cùng một cặp NST b. Kiểu gen của P. - Xét riêng từng tính trạng + Về màu sắc lông: F1 ≈ 1 đen : 1 trắng.=> kiểu gen của P về tính trạng 0,25 này Aa x aa 0,25 + Về chiều dài lông: F1 : 100 lông dài.=> Kiểu gen của P về tính trạng này là bb x bb - Kết hợp các kiểu gen riêng => kiểu gen của P : Aabb x aabb 6 b. (1,0 - Giới cái có thể tạo ra các loại giao tử (n, n+1, n - 1), giới đực cho giao 0,25 đ) tử (n) 0,25 - Các loại hợp tử: 2n, 2n + 1, 2n – 1 G. CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TỰ GIẢI Câu 1: Điểm giống và khác nhau cơ bản giữa nguyên phân và giảm phân. Ý nghĩa của chúng trong di truyền và tiến hoá Câu 2: 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. Câu 3: Các cơ chế sinh học xảy ra nhƣ thế nào đối với 1 cặp NST tƣơng đồng ở cấp độ tế bào?
15. Câu 4. Cấu trúc và chức năng của NST thƣờng và NST giới tính giống nhau và khác nhau ở điểm nào? Câu 5. Trình bày các loại biến dị làm thay đổi về số lƣợng, cấu trúc NST? Câu 6. Điểm giống và khác nhau cơ bản giữa biến dị tổ hợp và biến dị đột biến. Vai trò của các loại biến dị đó trong tiến hoá và chọn giống. Bài 1: Ở một loài một tế bào sinh dục 2n thực hiện sự nguyên phân liên tiếp một số lần, đòi hỏi môi trƣờng nội bào cung cấp nguyên liệu để hình thành nên 4826 nhiễm sắc thể đơn mới. Các tế bào con sinh ra từ lần nguyên phân cuối cùng đều giảm nhiễm bình thƣờng cho 256 tinh trùng chứa nhiễm sắc thể giới tính Y. a) Bộ nhiễm sắc thể lƣỡng 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 đƣợc hình thành trong các lần nguyên phân ấy ? b) Nếu có 3 tinh trùng đƣợc thụ tinh với 3 trứng khác nhau tạo ra các 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 đầu thực hiện sự phân bào giảm nhiễm? Các hợp tử vừa đƣợc 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 tƣơng đồng đều gồm hai nhiễm sắc thê cấu trúc khác nhau, mỗi cặp nhiễm sắc thể tƣơng đồng đều gồm hai nhiễm sắc thể cấu trúc khác nhau, sự trao đổi đoạn chỉ xảy ra một cặp nhiễm sắc thể thƣờng,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? Bài 2: giả thiết trong các cặp nhiễm sắc thể tƣơng đông của một bộ nhiễm sắc thể lƣỡng bội đều chứa cá cặp gen dị hợp tử và hiện tƣợng trao đổi đoạn tại một điểm chỉ xảy ra với một cặp nhiễm sắc thể tƣơng đồng. Cho biết không có hiện tƣợng 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, hai 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 lƣỡng bội nói trên ở trạng thái chƣa nhân đôi là bao nhiêu ? b) Để hợp tử thực hiện đƣợc quả trình nguyên phân thì môi trƣờng nội bào đã cung cấp nguyên kiệu tƣơng đƣơng với bao nhiêu NST đơn vào các thời điểm:
16. - Kết thúc 20 phút - Kết thúc 32 phút - Kết thúc 100 phút Biết rằng khi hợp tử bƣớc vào kì trƣớc đƣợc tính là thời gian bắt đầu Bài 3: Ở gà khi quan sát một tế bào sinh dục đực đang ở kì giữa của nguyên phân, ngƣời ta đếm đƣợc 78 nhiễm sắc thể kép a) Tế bào đó nguyên phân 5 đợt liên tiếp đã đòi hỏi mội trƣờng cung cấp nguyên liệu để tạo ra bao nhiêu nhiễm sắc thể đơn mới ? b) Loại tế bào này giảm phân bình thƣờng, khả năng nhiều nhất có thể cho bao nhiêu loại tinh trùng trong trƣờng hợp không có hiện tƣợng trao đổi đoạn giữa các nhiễm sắc thể kép trong cặp tƣơng 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 thƣờng, hiệu suất thụ tinh của tinh trùng là 1 1000, còn của trứng là 20 , mỗi tinh trùng chỉ thụ tinh với một trứng. Xác định số tế bào sinh trứng. d) Các hợp tử đƣợc 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 phân của mỗi hợp tử. Bài 4: Một tế bào sinh duc đực 2n và một tế bào sinh dục 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 cuối cùng đều giảm nhiễm cho tổng số 80 giao tử binh thƣờng. Cho biết số lƣợng nhiễm sắc thể đơn trong các giao tử đực nhiều hơn số lƣợng nhiễm sắc thể đơn trong các giao tử cái là 192. 1. Loài đó tên là gì? 2. Mô tả hình dạng và số lƣợng bộ nhiễm sắc thể lƣỡng bộ trong loài đó Bài 5: Một gà mái đẻ đƣơc một số trứng, nhƣng 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 chƣa tự nhân đôi. Số trứng còn lại không nở thành gà con. Số tinh trùng đƣợc sinh ra phục vụ cho gà giao phối có 624000 nhiễm sắc thể đơn. Giả thiết số tinh trùng đƣợc trực tiếp thụ tinh với các trứng nói trên chiếm tỉ lệ 1 1000 so với tổng số tinh trùng đƣợc hình thành. Mỗi tinh trùng thụ tinh với 1trứng a) Số trứng đƣợc thụ tinh
17. b) Trứng gà không nở thành gà con có bộ nhiễm sắc thể nhƣ thế nào? c) Số gà trống và gà mái trong đàn gà con nói trên có tuân theo tỉ lệ 1: 1 không? H. KẾT QUẢ TRIỂN KHAI CHUYÊN ĐỀ TẠI ĐƠN VỊ NHÀ TRƢỜNG Nhiều năm qua, đƣợc lãnh đạo nhà trƣờng và lãnh đạo Phòng giáo dục – đào tạo giao nhiệm vụ bồi dƣỡng học sinh giỏi bộ môn tham gia các kỳ thi học sinh giỏi do Huyện và Tỉnh tổ chức, chúng tôi đã áp dụng nhiều chuyên đề vào giảng dạy trong đó có chuyên đề NST – Cơ sở vật chất của hiện tƣợng di truyền và biến dị ở cấp độ tế bào và đã thu đƣợc kết quả đáng kể. Bảng thống kê thành tích trong năm học gần đây. Học sinh giỏi cấp Huyện Học sinh giỏi cấp Tỉnh Học sinh Năm học đỗ Tổng Nhất Nhì Ba KK Tổng Nhất Nhì Ba KK chuyên 2010-2011 11 3 2 3 3 13 3 6 4 0 11+ 2 2011-2012 12 2 2 4 5 7 1 3 1 2 10 + 2 2012-2013 13 1 4 6 2 10 1 1 6 2 10 + 2 2013 – 2014 14 0 5 6 2 0 0 0 0 3 10 + 1 2014 – 2015 13 1 3 4 6 8 1 1 3 3 5 Một lần nữa, tôi khảng định lại một số vấn đề chính nhƣ sau: 1. Kiến thức bồi dƣỡng học sinh giỏi cao hơn, sâu hơn và rộng hơn so với chƣơng trình phổ thông, đòi hỏi giáo viên dạy nỗ lực, kết hợp với các tài liệu tham khảo và soạn giáo án một cách hợp lý nhất. Phần di truyền trong chƣơng trình sinh học 9 là phần kiến thức mới và khó. Vì vậy, việc giáo viên bồi dƣỡng viết và dạy theo từng chuyên đề là việc làm cần thiết và dễ chuyển tải, đem lại hiệu quả cao trong công tác bồi dƣỡng học sinh giỏi. 2. Kiến thức về NST – Cơ sở vật chất của hiện tƣợng di truyền và biến dị ở cấp độ tế bào có trong hầu hết các đề thi học sinh giỏi Huyện và các đề thi học sinh giỏi cấp Tỉnh cũng nhƣ đề thi vào trƣờng Phổ thông trung học Chuyên Vĩnh Phúc. 3. Chuyên đề này đƣợc áp dụng một cách dễ dàng và có thể sử dụng trong quá trình dạy đại trà và bồi dƣỡng học sinh giỏi bộ môn sinh học tham dự các kỳ thi học
18. sinh giỏi bộ môn cấp Huyện, cấp Tỉnh và dự thi các lớp chuyên sinh của các trƣờng phổ thông trung học. 4. Khi hoàn thành việc trang bị kiến thức NST – Cơ sở vật chất của hiện tƣợng di truyền và biến dị ở cấp độ tế bào cho học sinh, giáo viên sẽ dần thỏa mãn nhu cầu nhận thức của học sinh và thuận lợi cho việc hoàn thành chỉ tiêu đƣợc giao. 5. Kiến thức về NST – Cơ sở vật chất của hiện tƣợng di truyền và biến dị ở cấp độ tế bào giữ vị trí vô cùng quan trọng – là kiến thức để củng cố cho học sinh hiểu biết bản chất về tính quy luật của hiện tƣợng di truyền, biến dị và thuận lợi cho học sinh tiếp thu kiến thức về ADN – Cơ sở phân tử của hiện tƣợng di truyền và biến dị. 6. Bồi dƣỡng kiến thức cho học sinh theo từng chuyên đề tạo điều kiện cho học sinh phát huy tích tích cực trong nhận thức học tập, rèn luyện khả năng tổng hợp, khái quát kiến thức, ôn tập một cách hiệu quả. Mặc dù, chuyên đề này đã đƣợc chúng tôi đƣa vào giảng dạy và bồi dƣỡng học sinh giỏi nhiều năm nhƣng không tránh khỏi những thiếu sót, Tôi mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của bạn đọc để cuốn sách đƣợc hoàn thiện hơn. Xin trân trọng cảm ơn!