Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học Lớp 9 - Phần 4: Di truyền và biến dị - Sinh vật và môi trường

ng của bộ NST: Mỗi loài sinh vật đều có bộ NST đặc trưng về số lượng, hình dạng hoàn toàn khác nhau
2. Cấu trúc:
Cấu trúc của NST thường thấy rõ nhất ở kì trung gian. ở kỳ này cấu trúc bao gồm 2 cánh Cromatit gắn với nhau ở tâm động, tâm động là điểm đính giữa NST và sợi tơ cô sắc. Trên các cánh Cromatit chứa rất nhiều ADN mang thông tin di truyền.
3. Chức năng của NST:
NST chứa vật chất di truyền ADN của mỗi loài, chính nhờ sự tự sao của ADN đưa đến sự nhân đôi của NST, nhờ đó các gen quy định tính trạng đưcợ di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
Bài 2: Nguyên phân và giảm phân
1. Nguyên phân : Là hình thức phân chia tế bào ở tế bào sinh dưỡng.
- Khái niệm về chu kỳ tế bào: Là vòng đời của tế bào có khả năng phân chia bao gồm kì trung gian và thời gian phân bào nguyên nhiễm (nguyên phân có 4 kì: đầu, giữa, sau, cuối). Sự lập lại vòng đời của tế bào gọi là chu kỳ tế bào.
- Những biến đổi cơ bản trong quá trình nguyên phân:
+ Kì đầu: Mỗi NST đơn trong cặp NST tương đồng đã được tái bản tạo nên một NST kép, ở cuối kì NSt bắt đầu co ngắn lại, màng nhân biến mất, hình thành thoi tơ vô sắc.
+ Kì giữa: Các NST co ngắn cực đại tập trung thành từng cặp NSt kép trên mặt phẳng xích đạo, đính vào các sợi tơ vô sắc ở tâm động, NST có hình dạng điển hình.
+ Kì sau: Mỗi cánh Cromatit trong từng cặp NST kép tách nhau ở tâm động và di chuyển về hai cực của tế bào.
+ Kì cuối: Kết thúc quá trình di chuyển NST đơn về hai cực của tế bào, hình thành 2 nhóm NST ở hai cực TB có số lượng, hình dạng, kích thước, cấu trúc hoàn tòan giống nhau, màng nhân hình thành, thoi vô sắc biến mất và tạo thành hai tế bào con.
- ý nghĩa của nguyên phân: Nguyên phân là hình thức sinh sản của tế bào làm cho cơ thể lớn lên, nhờ có nguyên phân đã duy trì ổn định bộ NST của loài các thế hệ tế bào.
2. Giảm phân:
- Là hình thức phân bào diễn ra ở thời kì chín của tế bào sinh dục, gồm hai lần phân bào liên tiếp
- Những biến đổi cơ bản của NST trong giảm phân
*. Giảm phân I:
+ Kì đầu 1: Các NST xoắn và co ngắn lại, từng cặp NST tương đồng tiếp hợp theo chiều dọc và có thể bắt chéo nhau sau đó lại tách dời nhau.
+ Kì giữa 1: Các cặp NST tương đồng tập trung và xếp song song thành hai hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào.
+ Kì Sau 1: Các cặp NST kép tương đồng phân li độc lập với nhau về hai cực của tế bào
+ Kì cuối 1: Các cặp NST kép nằm gọn trong 2 nhân mới được tạo thành với số lượng bộ là bộ đơn bội kép.
*. Giảm phân II:
+ Kì đầu 2: NST co lại cho thấy số lượng NST kép trong bộ đơn bội.
+ Kì giữa 2: NST kép xếp thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào.
+ Kì Sau 2: Từng cặp NST kép chẻ dọc ở tâm động thành 2 nST đơn phân li về hai cực của tế bào.
+ Kì cuối 2: Các NST đơn nằm gọn trong nhân mới được tạo thành với số lượng bộ NST đơn bội
- Kết quả của qúa trình giảm phân là sau hai lần phân bào liên tiếp đã tạo ra được 4 tế bào con có bộ NST đơn bội (n NST), nghĩa là số lượng bộ NST ở tế bào con đã bị giảm đi một nửa so với tế bào mẹ.
3. So sánh điểm giống nhau và khác nhau giữa nguyên phân và giảm phân:
*. Giống nhau:
- Đều có sự nhân đôi của NST ở kỳ trung gian dựa trên cơ sở tự nhân đôi của ADN.
- Đều trả qua bốn kỳ phân bào tương tự nhau
- Đều có sự biến đổi hình thái NST qua các kỳ thông qua cơ chế đóng và duỗi xoắn
- Đều là cơ chế sinh học đảm bảo ổn định vật chất di truyền qua các thế hệ.
*. Điểm khác nhau:
Nguyên phân
Giảm phân
- Được thực hiện qua một lần phân bào
- Mỗi NST tương đồng được nhân đôi thành 2 NST kép gồm 2 crômantit
- ở kì trước không diễn ra sự trao đổi chéo giữa hai crômantít cùng nguồn gốc.
- Kết quả sau mỗi lần phân bào 1TB mẹ -> 2 TB con có bộ NST lưỡng bội giống hết TB mẹ.
- Xảy ra ở TB sinh dưỡng
- Được thực hiện qua hai lần phân bào liên tiếp
- Mỗi NST tương đồng được nhân đôi thành 1 NST kép gồm 4 crômantit.
- ở kì trước I diễn ra sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa hai crômantít khác nguồn gốc.
- Kết quả sau 2 lần phân bào liên tiếp 1TB mẹ -> 4 TB con có bộ NST đơn bội (giảm đi một nửa so với TB mẹ.
- Xảy ra ở TB sinh dục.
4. ý nghĩa của nguyên phân và giảm phân:
* ý nghĩa của nguyên phân: 
- Duy trì ổn định bộ của loài qua các thế hệ tế bào của cùng một cơ thể. 
- Tăng nhanh sinh khối TB, đảm bảo sự phân hóa mô, cơ quan tạo nên cơ thể hoàn chỉnh.
- Tạo điều kiện cho các đột biến tế bào sinh dương có thể nhân lên qua các thế hệ.
* ý nghĩa của giảm phân:
- Tạo ra bộ NST đơn bội trong giao tử, nhờ vậy trong thụ tinh khôi phục được trạng thái lưỡng bội của loài đã bị mất đi trong quá trình phát sinh giao tử.
- Trong giảm phân xảy ra hiện tượng phân li độc lập, tổ hợp tự do của bộ NST và sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa các Crômantit là cơ sở tạo ra các biến dị tổ hợp đây là nguyên liệu cho chọn giốngvà tiến hóa tạo ra tính đa dạng của sinh giới.
Bài 3: Phát sinh giao tử và thụ tinh:
- Phát sinh giao tử: Các tế bào con được tạo thành qua giảm phân sẽ phát triển thành các giao tử, sự hình thành giao tử đực và giao tử cái có sự khác nhau.
- Thụ tinh: Là sự kết hợp giữa một giao tử đực và một giao tử cái tạo thành hợp tử, thực chất của qú trình này là sự kết hợp giữa 2 bộ nhân đơn bội hay tổ hợp hai bộ NST của giao tử đực và giao tử cái tạo thành bộ NST lưỡng bội có nguồn gốc từ bố và mẹ.
* ý nghĩa của giảm phân và thụ tinh:
Nhờ có giảm phân giao tử mạng bộ NST đơn bội, qua thụ tinh giữa giao tử đực và giao tử cái thì bộ NST lượng bội lại được phục hồi. Như vậy sự phối hợp giữa nguyên phân, giảm phân và thụ tinh đảm bảo duy trì ổn định bộ NST đặc trưng của loài sinh sản hữu tính qua các thế hệ.
Bài 4: Cơ chế xác định giới tính:
- KN: NST giới tình là loại NST quy định tính đực, tính cái của loài.
- Kí hiệu: Nam XY; Nữ: XX
- Cơ chế xác định:
	XX x XY
	 X X, Y
 XX; XY
	Trong quá trình phát sinh giao tử cơ thể nữ chỉ cho một loại giao tử X cơ thể nam cho hai loại giao tử là X và Y. Vì vậy trong quá trình thụ tinh tỷ lệ con trai và con gái 1:1.
Tuy nhiên trong thực tế có một số yếu tố làm ảnh hưởng đến tỷ lệ đực cái như yếu tố môi trường, các chất kích thích.
Cơ sở phân tử của cơ chế di truyền
I. ADN
1. Cấu tạo hóa học của ADN
ADN là a xit nucleic được cấu tạo bởi các nguyên tố O, H, N, C, P là loại đại phân tử có kích thước lớn, cấu tạo nguyên tắc đa phân, nghĩa là được tạo bởi nhiều đơn phân. Đơn phân của ADN là nuclêôtit, cấu tạo của nuclêôtit gồm:
- Đường pento: C5H10O4
- A xit phót photric: H3PO4
- Bazơnitơ: Gồm có 4 loại : Ađênin (A); Timin (T); Guanin (G); xitozin (X)
Mỗi đơn phân có khối lượng trung bình = 300đvC. Vì tất cả các ADN đều giống nhau ở hai thành phần là đường pento và a xit photphoric và chỉ phân biệt sự khác nhau ở các thành phần bazơnitơ nên gọi ADN có loại đơn phân là A, T, G, X. Thành phần, số lượng và trình tự sắp xếp các nu (A, T ,G, X) đã tạo nên tính đa dạng và đặc thù của phân tử ADN.
2. Cấu trúc không gian của phân tử ADN
Là một chuỗi xoắn kép gồm hai mạch đơn xoắn đều quanh 1 trục từ trái sang phải (mỗi vòng xoắn có đường kính 20 A0 ,dài 34 A0 và gồm 10 cặp nu). Các nu trên mạch đơn liên kết với nhau banừg liên kết hóa trị còn các nu trên hai mạch đơn liên kết với nhau bằng các liên kết hiđro và liên kết với nhau theo nguyên tắc bổ sung: (A = T; GX).
- Về mặt số lượng A = T; G = X A + G = T + X
=> Tỉ lệ: trong các loài khác nhau tỉ lệ này cũng khác nhau tạo ra tính đặc trưng của mối loài.
3. Khả năng tự nhân đôi của ADN:
Dưới tác dụng của enzim ADN polimelaza sau khi tách chuỗi xoắn kép thành hai mạch đơn. Mỗi nu trên hai mạch đơn này sẽ kết hợp với các nu của môi trường nội bào theo nguyên tắc bổ sung tạo ra 2 ADN mới giống hệt ADN mẹ. Quá trình tự nhân đôi của ADN được thực hiện dựa trên hai nguyên tắc (NTBS và NT bán bảo toàn).
4. Chức năng của ADN:
ADN có chứ năng lưu giữ và truyền đạt thông tin di truyền về cấu trfúc của toàn bộ các loại Pr của cơ thể sinh vật dẫn đến quy định các tính trạng của cơ thể.
Thông tin di truyền là thông tin về cấu trúc của các Pr được mã hóa trong ADN
5. ADN là cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấo độ phân tử vì:
- Vì ADN là thành phần chính của NST mà NST là cơ sở vật chất , cơ chế di truyền ở cấp độ tế bào, vì vậy mà ADN là vật chất và là cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử.
- ADN chứa thông tin di truyền của mỗi loài bởi thành phần, số lượng và trình tự sắp xếp các nuclêôtit.
- ADN có khả năng tự nhân đôi theo hai nguyên tắc (bổ xung và giữ lại một nửa) nên đã đảm bảo cho TTDT của loài được duy trì ổn định qua các thế hệ ở cấp độ phân tử.
- ADN chứa gen , mỗi gen lại thực hiện một chức năng di truyền xác định thông qua cơ chế phiên mã và dịch mã.
- ADN có tính đặc trưng và tính đa dạng được quy định bởi số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp các nu.
6. Gen:
Gen là đoạn của phân tử ADn có chức năng di truyền xác định quy định cấu trfúc của một loại Pr.
II. ARN:
1. Cấu tạo hóa học:
Là axit ribônuclêic là loại đại phân tử cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân là nuclêôtit gồm 4 lọai (A; U; G; X). Được cấu tạo bởi các nguyên tố hóa học (N, O, H, C, P). Có 3 loại ARN :
- mARN: Là ARN thông tin mang thông tin di truyền từ nhân ra tế bào chất
- tARN: Là ARN vận chuyển có chức năng vận chuyển aa
- rARm: Là ARN ribôxom, đây là nơi diễn ra quá trình tổng hợp chuỗi aa.
2. Cơ chế tổng hợp ARN: 
ARN được tổng hợp dựa trên một mạch khuôn mẫu của ADN. Sự tổng hợp ARN dựa vào nguyên tắc bổ sung và nguyên tắc, các nu trên mạch khuôn mẫu của ADN sẽ kết hợp với nu của môi trường nội bào và tạo mạch ARN. Mạch ARn sau khi được tổng hợp sẽ tách khỏi phân tử ADN tồn tại ở dạng mạch đơn.
III. Pr:
1. Cấu tạo
Pr là loại hợp chất hữu cơ được cấu tạo bởi các nguyên tố (N, O, H, C). Là một đại phân tử, cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, đơn phân của Pr là aa, có hơn 20 loại aa. Trong phân tử Pr các aa liên kết với nhau bằng liên kết peptit, nhiều liên kết peptit liên kết với nhau tạo thành chuỗi pôlipeptit, mỗi phân tử Pr gồm 1 hopặc 1 số chuỗi pôlipepptit. 
Cấu trúc không gian của Pr gồm có 4 bậc
2. Những chức năng cơ bản của Pr:
- Kiến tạo nên các