Giải sgk Sinh học 12 Cánh diều Bài 5. Nhiễm sắc thể và cơ chế di truyền nhiễm sắc thể có đáp án

Các phân tử DNA liên kết nhiều loại protein chủ yếu là protein histone hình thành nên các nucleosome – đơn vị cấu trúc của nhiễm sắc thể, chuỗi nucleosome cuộn xoắn nhiều bậc giúp nhiễm sắc thể co ngắn 15000 đến 20000 lần so với chiều dài của DNA. Nhờ đó, 46 phân tử DNA của tế bào người (với tổng chiều dài khoảng 2 m) có thể nằm trong nhân (với kích thước khoảng 5 - 20 µm) và dễ dàng di chuyển về hai cực trong nguyên phân, giảm phân.

Nhiễm sắc thể của sinh vật nhân thực được cấu tạo từ 2 thành phần là DNA và protein. Protein trong cấu trúc của nhiễm sắc thể gồm nhiều loại khác nhau, trong đó, có protein loại histone đóng vai trò hình thành nên các nucleosome.

Các mức độ cuộn xoắn của nhiễm sắc thể:

- Sợi cơ bản (cấu trúc bậc 1) có đường kính 10 nm.

- Sợi nhiễm sắc (cấu trúc bậc 2) có đường kính 30 nm.

- Sợi siêu xoắn (cấu trúc bậc 3, sợi chromatin) có đường kính 300 nm.

- Chromatid (cấu trúc bậc 4) có đường kính 700 nm.

Dấu hiệu cho thấy nhiễm sắc thể là vật chất di truyền ở cấp độ tế bào là nhiễm sắc thể chứa phân tử DNA hay nói cách khác nhiễm sắc thể là cấu trúc mang gene của tế bào, có khả năng lưu giữ, bảo quản thông tin di truyền, điều hòa hoạt động của gene.

Các gene sắp xếp nối tiếp dọc theo phân tử DNA của nhiễm sắc thể, mỗi gene chiếm một vị trí (locus) trên nhiễm sắc thể.

Nhiễm sắc thể là cấu trúc mang gene nên cơ sở của sự di truyền, hình thành biến dị tổ hợp qua giảm phân và thụ tinh là sự vận động của nhiễm sắc thể trong di truyền tế bào.

Sự vận động của nhiễm sắc thể trong nguyên phân, giảm phân và thụ tinh:

- Trong nguyên phân: Sự nhân đôi và phân li đồng đều của nhiễm sắc thể mang theo các gene về các tế bào con đảm bảo thông tin di truyền trong gene được truyền chính xác qua các thế hệ tế bào, cá thể (sinh sản vô tính).

- Trong giảm phân: Nhiễm sắc thể chỉ nhân đôi 1 lần nhưng có 2 lần phân chia nên qua giảm phân đã tạo ra các giao tử có bộ nhiễm sắc thể giảm đi một nửa (bộ NST đơn bội n). Ngoài ra, trong giảm phân, hiện tượng trao đổi chéo giữa các chromatid không chị em trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng, cùng sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các nhiễm sắc thể trong kì sau I của giảm phân đã hình thành các giao tử mang các tổ hợp gene khác nhau.

- Trong thụ tinh: Sự kết hợp giữa giao tử đực (n) và giao tử cái (n) trong thụ tinh đã khôi phục lại bộ NST lưỡng bội đặc trưng trong các hợp tử được tạo thành, thông tin di truyền được truyền qua các thế hệ cơ thể (sinh sản hữu tinh). Đồng thời, qua thụ tinh, sự kết hợp giữa các giao tử mang các tổ hợp gene khác nhau đã tạo nên nhiều biến dị tổ hợp ở đời con, góp phần tạo nên tính đa dạng của loài (các cá thể cùng loài một số đặc điểm sai khác).

Nhiễm sắc thể là cấu trúc mang gene nên sự vận động của nhiễm sắc thể trong phân bào là cơ sở cho sự vận động của gene, tạo nên hiện tượng di truyền và biến dị.

Có thể thu được nhiều tổ hợp kiểu gene khác nhau khi cho lai giữa hai giống lúa vì:

- Trong giảm phân, hiện tượng trao đổi chéo giữa các chromatid không chị em trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong kì đầu I, cùng sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các nhiễm sắc thể trong kì sau I đã hình thành các giao tử mang các tổ hợp gene khác nhau.

- Trong thụ tinh, sự kết hợp giữa các giao tử mang các tổ hợp gene khác nhau đã tạo nên nhiều biến dị tổ hợp ở đời con, góp phần tạo nên tính đa dạng của loài (các cá thể cùng loài một số đặc điểm sai khác).