Giải Sinh học 12 Bài 5 (Chân trời sáng tạo): Nhiễm sắc thể và đột biến nhiễm sắc thể

Mở đầu trang 32 Sinh học 12: Hiện nay, nhiều giống cây trồng cho quả không hạt (dưa hấu, nho, chuối,...) đang được ưa chuộng vì mang nhiều đặc tính có lợi như khả năng sinh trưởng mạnh, hàm lượng dinh dưỡng cao, tiện lợi đối với trẻ em và người cao tuổi vì không cần loại bỏ hạt khi ăn,...; nhờ đó, tăng giá trị nông sản. Bằng cách nào mà các nhà chọn giống có thể tạo các giống cây ăn quả không hạt?

Lời giải:

Bằng cách tạo đột biến đa bội mà các nhà chọn giống có thể tạo các giống cây ăn quả không hạt.

Câu hỏi 1 trang 33 Sinh học 12: Quan sát Hình 5.1, hãy mô tả cấu trúc siêu hiển vi của nhiễm sắc thể. Từ đó, giải thích tại sao nhiễm sắc thể là cấu trúc mang gene của tế bào.

Lời giải:

Ở sinh vật nhân thực, mỗi nhiễm sắc thể có cấu tạo gồm một phân tử DNA mạch kép liên kết với nhiều loại protein khác nhau; trong đó, có protein loại histone đóng vai trò hình thành nên các nucleosome là đơn vị cấu trúc của nhiễm sắc thể.

Mỗi nucleosome gồm một đoạn DNA (có chiều dài tương đương 147 cặp nucleotide) quấn quanh lõi protein gồm tám phân tử protein histone "*, Giữa hai nucleosome liên tiếp là một đoạn DNA nối và một phân tử protein histone. Sự hình thành các nucleosome làm cho chiều dài của phân tử DNA được rút ngắn (khoảng 6 lần) cũng như quyết định sự hình thành các bậc cấu trúc tiếp theo của nhiễm sắc thể. Tại kì đầu và kì giữa của quá trình phân bào, chuỗi nucleosome cuộn xoắn nhiều bậc hình thành chromatid có đường kính khoảng 700 nm (Hình 5.1). Sự cuộn xoắn nhiều bậc giúp cho nhiễm sắc thể được xếp gọn trong nhân tế bào và đảm bảo cho sự phân li, tổ hợp các nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào.

→ Nhiễm sắc thể là cấu trúc mang gene nằm trong nhân tế bào.

Câu hỏi 2 trang 33 Sinh học 12: Quan sát Hình 5.2, hãy mô tả sự sắp xếp của các gene trên nhiễm sắc thể.

Lời giải:

Trên nhiễm sắc thể, mỗi gene định vị tại một vị trí xác định gọi là locus, mỗi locus có thể chứa các allele khác nhau của cùng một gene; trong tế bào lưỡng bội, các nhiễm sắc thể tồn tại thành từng cặp tương đồng nên các gene trên nhiễm sắc thể cũng tồn tại thành từng cặp allele.

Câu hỏi 3 trang 34 Sinh học 12: Nguyên phân, giảm phân và thụ tinh có ý nghĩa như thế nào trong nghiên cứu di truyền.

Lời giải:

Nguyên phân, giảm phân và thụ tinh có ý nghĩa giúp thông tin được truyền từ thế hệ này qua thế hệ khác trong nghiên cứu di truyền

Câu hỏi 4 trang 34 Sinh học 12: Quan sát Hình 5.3, hãy giải thích tại sao nguyên phân, giảm phân và thụ tinh quyết định quy luật vận động và truyền thông tin di truyền của các gene qua các thế hệ tế bào và cá thể.

Lời giải:

Trong nguyên phân, sự phân li của mỗi nhiễm sắc thể đơn trong nhiễm sắc thể kép về một cực tế bào dẫn đến hình thành các tế bào con mang bộ nhiễm sắc thể giống với tế bào ban đầu.

Trong giảm phân, hiện tượng trao đổi chéo giữa các chromatid khác

nguồn trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng, cùng với sự phân li độc lập

và tổ hợp tự do của các nhiễm sắc thể trong kì sau của giảm phân đã Dựa vào sự vận động của nhiễm hình thành các giao tử mang các tổ hợp gene khác nhau. Qua thụ tinh, sự kết hợp giữa các giao tử đã tạo nên nhiều biến dị tổ hợp ở đời con.

Luyện tập 1 trang 34 Sinh học 12: Dựa vào sự vận động của nhiễm sắc thể, hãy giải thích sự hình thành các biến dị tổ hợp ở đời con.

Lời giải:

Trong nguyên phân, sự phân li của mỗi nhiễm sắc thể đơn trong nhiễm sắc thể kép về một cực tế bào dẫn đến hình thành các tế bào con mang bộ nhiễm sắc thể giống với tế bào ban đầu.

Trong giảm phân, hiện tượng trao đổi chéo giữa các chromatid khác nguồn trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng, cùng với sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các nhiễm sắc thể trong kì sau của giảm phân đã Dựa vào sự vận động của nhiễm hình thành các giao tử mang các tổ hợp gene khác nhau. Qua thụ tinh, sự kết hợp giữa các giao tử đã tạo nên nhiều biến dị tổ hợp ở đời con.

Câu hỏi 5 trang 35 Sinh học 12: Quan sát Hình 5.4 và đọc thông tin, hãy:

a) Xác định các dạng đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể.

b) Lập bảng phân biệt các dạng đột biến đó.

Lời giải:

a)

Hình a) mất đoạn

Hình b) lặp đoạn

Hình c) đảo đoạn không có tâm động

Hình d) đảo đoạn có tâm động

Hình e) chuyển đoạn không tương hỗ

Hình f) chuyển đoạn tương hỗ

b)

Câu hỏi 6 trang 36 Sinh học 12: Quan sát Hình 5.5, hãy xác định các dạng thể đột biến lệch bội và cho biết số lượng nhiễm sắc thể của mỗi dạng thay đổi như thế nào.

Lời giải:

Hình a) thêm 1 NST ở cặp NST số 1

Hình b) mất 1 NST ở cặp NST số 2

Hình c) thêm 1 cặp NST số 4

Hình d) mất 1 cặp NST số 2

Câu hỏi 7 trang 37 Sinh học 12: Quan sát Hình 5.6, hãy:

a) Mô tả cơ chế phát sinh đột biến lệch bội trong giảm phân và xác định những loại giao tử được hình thành.

b) Cho biết sự kết hợp giữa các loại giao tử đột biến với nhau hoặc với giao tử bình thường sẽ tạo ra những thể lệch bội nào.

Lời giải:

a) Trong nguyên phân, sự rối loạn phân li nhiễm sắc thể ở các tế bào soma sẽ làm cho một phần cơ thể mang đột biến lệch bội và hình thành thể khảm. Các giao tử đột biến phát sinh trong giảm phân khi kết hợp với nhau hoặc với giao tử bình thường sẽ tạo ra các thể lệch bội.

b) Cho biết sự kết hợp giữa các loại giao tử đột biến với nhau hoặc với giao tử bình thường sẽ tạo ra những thể lệch bội: 2n+1 (thể ba nhiễm) và 2n-1 (thể một nhiễm).

Câu hỏi 8 trang 38 Sinh học 12: Quan sát Hình 5.8, hãy:

a) Xác định sự bất thường nhiễm sắc thể của một số hội chứng ở người trong Bảng 5.1.

b) Cho biết giới tính của thế đột biến.

Lời giải:

a)

- Edwards: 3 NST số 18

- Klinefelter: thừa 1 NST giới tính X

- Jacobs: thừa 1 NST giới tính Y

b)

- Down: nam/nữ

- Patau: nam/nữ

- Edwards: nam/nữ

- Turner: nữ

- Klinefelter: nam

- Siêu nữ: nữ

- Jacobs: nam

Luyện tập 2 trang 38 Sinh học 12: Hãy trình bày cơ chế phát sinh một hội chứng di truyền do đột biến lệch bội ở người.

Lời giải:

Cơ chế phát sinh hội chứng Đao: Trong giảm phân tạo giao tử: NST 21 không phân ly tạo nên 1 giao tử có cả cặp NST số 21 và 1 giao tử không có.Giao tử có cả cặp NST số 21 kết hợp với giao tử bình thường tạo hợp tử có 3 NST số 21 gây bệnh Đao.

Câu hỏi 9 trang 39 Sinh học 12: Quan sát Hình 5.9, hãy mô tả cơ chế hình thành thể tam bội và thể tứ bội. Bộ nhiễm sắc thể của hai thể đột biến này có gì khác nhau?

Lời giải:

Thể tam bội (3n):

- Sự kết hợp của giao tử n và giao tử 2n:

+ Do rối loạn trong giảm phân, một cặp NST không phân li ở một trong hai cơ quan sinh dục tạo ra giao tử n hoặc 2n.

+ Giao tử n kết hợp với giao tử 2n trong thụ tinh tạo hợp tử 3n.

- Sự không phân li của tất cả NST ở lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử 2n:

+ Hợp tử 2n do đột biến không phân li tạo thành hợp tử 3n.

Thể tứ bội (4n):

- Sự kết hợp của hai giao tử 2n:

+ Do rối loạn trong giảm phân, tất cả các cặp NST không phân li ở cả hai cơ quan sinh dục tạo ra giao tử 2n.

+ Hai giao tử 2n kết hợp trong thụ tinh tạo hợp tử 4n.

- Sự không phân li của tất cả NST ở lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử 2n:

+ Hợp tử 2n do đột biến không phân li tạo thành hợp tử 4n.

- Sự nhân đôi NST nhưng không phân li trong nguyên phân:

+ Một tế bào 2n nhân đôi NST nhưng không phân li tạo tế bào 4n.

+ Tế bào 4n này phát triển thành cơ thể tứ bội.

Câu hỏi 10 trang 39 Sinh học 12: Quan sát Hình 5.10, hãy mô tả cơ chế hình thành thể dị đa bội. Từ đó, hãy cho biết ưu điểm của thể dị đa bội.

Lời giải:

- Lai giữa hai loài khác nhau dẫn đến con lai mang hai bộ NST đơn bội của hai loài (2n1 x 2n2 = (n1 + n2)).

- Con lai được đa bội hóa bằng các tác nhân như colchicin, ức chế phân bào,... để tạo ra thể dị đa bội (2(n1 + n2)).

Luyện tập 3 trang 33 Sinh học 12: Phân biệt đột biến lệch bội và đột biến đa bội.

Lời giải:

Câu hỏi 11 trang 40 Sinh học 12: Cho biết đột biến nhiễm sắc thể có ý nghĩa như thế nào trong việc nghiên cứu:

a) Sự phát sinh chủng loại ở các loài sinh vật.

b) Các bệnh di truyền ở người.

Lời giải:

a) Đột biến nhiễm sắc thể có thể tạo ra vật chất di truyền bổ sung và tăng kích thước hệ gene, dẫn đến sự sắp xếp lại các gene trên nhiễm sắc thể, góp phần tạo ra nguồn nguyên liệu cho quá trình tiến hóa của các loài sinh vật; đặc biệt đột biến đa bội là con đường hình thành loài mới một cách nhanh chóng.

b) Thông qua quan sát những bất thường về cấu trúc và số lượng của nhiễm sắc thể, có thể phát hiện và dự đoán khả năng xuất hiện, đề xuất các biện pháp phòng chống bệnh, tật ở người; so sánh sự thay đổi trong cấu trúc nhiễm sắc thể và số lượng gene để nghiên cứu sự tiến hóa của hệ gene và xác định mối quan hệ họ hàng giữa các loài; giải thích được cơ chế điều hòa biểu hiện gene trên nhiễm sắc thể,...

Câu hỏi 12 trang 40 Sinh học 12: Tại sao các giống cây đa bội thường được nhân lên bằng các phương pháp nhân giống vô tính?

Lời giải:

Việc nhân giống vô tính các giống cây đa bội mang lại nhiều lợi ích như giữ nguyên đặc tính di truyền, tăng tốc độ nhân giống, và giúp cây con có khả năng thích nghi tốt hơn với môi trường nên các giống cây đa bội thường được nhân lên bằng các phương pháp nhân giống vô tính.

Vận dụng trang 41 Sinh học 12: Trong một nghiên cứu, khi so sánh hệ gene của người với hệ gene của chuột, các nhà khoa học phát hiện trên nhiễm sắc thể số 16 chứa các trình tự DNA được tìm thấy trên bốn nhiễm sắc thể (7, 8, 16, 17) ở chuột. Phát hiện này có thể chứng minh điều gì về mối quan hệ họ hàng giữa người và chuột?

Lời giải:

Việc phát hiện trình tự DNA trên NST 16 của người có trên 4 NST của chuột cho thấy sự tương đồng di truyền cao giữa hai loài này. Điều này chứng minh rằng người và chuột có chung tổ tiên trong quá trình tiến hóa, và có mối quan hệ họ hàng gần gũi.

Câu hỏi 13 trang 41 Sinh học 12: Cho ví dụ về mối quan hệ giữa di truyền và biến dị ở người.

Lời giải:

Di truyền và biến dị là hai mặt của một hiện tượng, có mối quan hệ mật thiết với nhau. Di truyền là sự truyền đạt các tính trạng từ thế hệ bố mẹ sang thế hệ con cái, còn biến dị là sự thay đổi trong kiểu hình của sinh vật. Biến dị là nguồn nguyên liệu cho di truyền chọn lọc, giúp sinh vật thích nghi với môi trường sống.

Xem thêm các bài giải SGK Sinh học 12 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 6: Thực hành: Quan sát đột biến NST; Tìm hiểu tác hại gây đột biến của một số chất độc

Bài 7: Di truyền học Mendel và mở rộng học thuyết Mendel

Bài 8: Các quy luật di truyền của Morgan và di truyền giới tính

Bài 9: Di truyền gene ngoài nhân

Ôn tập Chương 1 trang 68