Giải chi tiết Sinh học 12 KNTT bài 7 Cấu trúc và chức năng của nhiễm sắc thể

Mở đầu:

Tổng chiều dài 46 phân tử DNA trong tế bào người khoảng 2 m. Làm thế nào các phân tử này có thể nằm gọn trong nhân tế bào nhưng vẫn đảm bảo cho các gene có thể phiên mã?

Bài làm chi tiết:

Các phân tử này có thể nằm gọn trong nhân tế bào nhưng vẫn đảm bảo cho các gene có thể phiên mã là do các phân tử DNA cùng với protein histone tạo thành NST, NST có cấu trúc cuộn xoắn, với cấu trúc đó, chiều dài của NST có thể được rút ngắn 15000 - 20000 lần so với cấu trúc của DNA, đến khi gene cần phiên mã, NST sẽ dãn xoắn. 

I. CẤU TRÚC SIÊU HIỂN VI CỦA NHIỄM SẮC THỂ

Câu 1: Dựa vào Hình 7.1, hãy mô tả cấu trúc siêu hiển vi của NST qua các kì trung gian, kì dầu và kì giữa.

Bài làm chi tiết:

Cấu trúc siêu hiển vi của NST qua các kì trung gian, kì dầu và kì giữa:

- Kì trung gian: NST có dạng chuỗi do các đoạn phân tử DNA liên kết với các protein histone tạo nên cấu trúc hình cầu được gọi là nucleosome. Mỗi nucleosome gồm lõi protein histone, bên ngoài quấn quanh bởi một đoạn DNA gồm 146 cặp nucleotide. Chuỗi các nucleosome có đường kính khoảng 10 nm với các vùng có các nucleosome nằm sát nhau được gọi là dị nhiễm sắc và vùng có các nucleosome nằm cách xa nhau được gọi là nguyên nhiễm sắc. 

- Kì đầu: Sợi nhiễm sắc đường kính 10 nm co xoắn lại. Sợi nhiễm sắc 10 nm được luồn vào các vòng protein tạo ra các vòng nhô ra phía ngoài khung NST làm cho chiều dài NST giảm mạnh và tăng dần chiều rộng. Toàn bộ cấu trúc khung nhiễm sắc tiếp tục co xoắn và nén lại khiến các vòng sợi 10 nm xếp chồng sát bên nhau và nhô dài ra làm NST tăng chiều rộng và ngắn lại ở mức cực đại vào kì giữa tạo nên mỗi chromatid có đường kính khoảng 700 nm.

- Kì giữa: NST tại kì giữa ở trạng thái kép gồm 2 chromatide. Vì vậy, chiều ngang của mỗi NST có thể đạt tới 1400 nm.

II. CHỨC NĂNG CỦA NHIỄM SẮC THỂ

Câu 1: Mô tả cách sắp xếp gene trên NST. 

Bài làm chi tiết:

Cách sắp xếp gene trên NST: Các gene nằm kế tiếp nhau dọc theo chiều dài NST và vị trí của gene trên NST được gọi là locus. Cùng một locus trên cặp NST tương đồng có thể chứa trình tự nucleotide khác nhau được gọi là các allele của một gene. Số lượng gene và sự phân bố của các gene trên NST của cùng bộ NST cũng rất khác nhau. Có NST chứa nhiều gene và mật độ khá dày, NST khác lại chứa ít gene và các gene nằm xa nhau. 

Câu 2: Giải thích vai trò của nguyên phân, giảm phân và thụ tinh trong quá trình truyền đạt thông tin di truyền giữa các thế hệ tế bào và thế hệ cơ thể.

Bài làm chi tiết:

vai trò của nguyên phân, giảm phân và thụ tinh trong quá trình truyền đạt thông tin di truyền giữa các thế hệ tế bào và thế hệ cơ thể:

Trong nguyên phân, NST được nhân đôi và phân chia đồng đều về hai tế bào con nên thông tin di truyền được truyền đạt nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào và thế hệ cơ thể (loài sinh sản vô tính). Ở các sinh vật đa bào có hình thức sinh sản hữu tính, nguyên phân đảm bảo các tế bào cơ thể có bộ NST lưỡng bội như nhau, mỗi gene có hai bản sao nên một bản có bị đột biến cũng ít gây hại cho cơ thể. Nhờ sự vận động của NST trong nguyên phân và giảm phân nên các gene được truyền nguyên vẹn nhưng dưới dạng các tổ hợp gene khác từ thế hệ này sang thế hệ khác. Do vậy, sinh vật ở các thế hệ sau có thể thích nghi với các điều kiện môi trường khác nhau.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: Giải thích tại sao ở kì trung gian, NST lại cần được dãn xoắn tối đa tạo ra các vùng nguyên nhiễm sắc có các nucleosome tách rời nhau?

Bài làm chi tiết:

NST lại cần được dãn xoắn tối đa tạo ra các vùng nguyên nhiễm sắc có các nucleosome tách rời nhau vì:

Khi ở kì trung gian, NST cần được dãn xoắn tối đa để các mạch ADN có thể tách nhau ra và tự nhân đôi thành 2 phân tử ADN mới, làm cơ sở cho sự nhân đôi của NST.

Câu 2: Tại sao NST cần được co xoắn tối đa ở kì giữa của nguyên phân và giảm phân?

Bài làm chi tiết:

NST cần được co xoắn tối đa ở kì giữa của nguyên phân và giảm phân vì: 

Ở kì giữa nguyên phân và giảm phân, các NST co xoắn tối đa giúp chúng thu gọn chiều dài thuận tiên cho phân li về hai cực của tế bào. Nếu các NST không co xoăn mà vẫn ở dạng sợi mảnh thì sẽ gây bất tiện cho quá trình phân li về hai cực và dễ bị đứt gãy.