Rối loạn phân li nhiễm sắc thể trong nguyên phân và trong giảm phân

Trong phân bào, khi tế bào phân chia bình thường không chịu tác động của các tác nhân đột biến sẽ không gây ra các biến đổi về vật chất di truyền trong tế bào tuy nhiên khi các tác nhân đột biến tác động đến quá trình phân bào gây ra những biến đổi trong phân chia, tạo ra các tế bào còn có bộ NST bất thường. Vậy phân bào bất thường và phân bào bất thường khác nhau ở điểm nào chúng ta cùng tìm hiểu bài viết sau

Trong nguyên phân khi tế bào phân chia bình thường thì sẽ tạo ra hai tế bào có có bộ NST giống với tế bào mẹ ban đầu. Tuy nhiên trong quá trình phân chia, tế bào chịu tác động của các tác nhân đột biến làm rối loạn hình thành thoi vô sắc nên bộ  NST không phân li đồng đều ở kì sau và cuối cùng kết quả tạo ra các tế bào con mang bộ NST đột biến . Rối loạn nguyên phân và nguyên phân bình thường khác nhau ở điểm nào ?

 Bảng 1 : So sánh diễn biến của quá trình nguyên phân bình thường và nguyên phân bất thường

Các giai đoạn		Nguyên  phân bình thường	Nguyên phân bất thường
Kì trung gian		2n NST đơn → 2n NST kép gồm 2 crômatit dính nhau ở tâm động
Nguyên phân	Kì đầu	NST đóng xoắn  và co ngắn chuẩn bị cho quá trình phân bào
	Kì giữa	NST đóng xoắn cực đại xếp thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo
	Kì sau	Các NST kép tách nhau ở tâm động tạo  tạo thành các NST đơn và các NST đơn phân li đồng đều về hai cực của tế bào	Một hoặc một số cặp NST  không phân li	Toàn bộ NST trong tế bào  không phân li
	Kì cuối	Tạo 2 nhân  chứa 2n NST giống với tế bào mẹ ban đầu	Tạo thành 2 tế nhân -  1nhân có bộ NST (2n + x) -  1 nhân có bộ NST (2n – x) (x là số NST không phân li về 2 cực của tế bào, x≥1)	Tạo thành 2  nhân + Một nhân có bộ NST 4n + Một nhân có bộ NST 0n
Kết quả		Tạo 2 tế bào con đều chứa 2n NST giống với tế bào mẹ ban đầu	Tạo thành 2 tế bào con -  1 TB có bộ NST (2n + x) -  1 TB có bộ NST (2n – x) (x là số NST không phân li, x≥1)	Tạo thành 2 tế bào con +  Một TB có bộ NST 4n +  một tế bào có bộ NST 0n

Bài tập minh họa:

Bài 1 : Một tế bào 2n ở đỉnh sinh trưởng của một cây tiến hành nguyên phân. Ở kì sau, một NST trong cặp tương đồng số 8 không phân li, các NST khác phân li bình thường. Xác định bộ NST của các tế bào con tạo ra sau nguyên phân lần lượt là

Hướng dẫn giải

Rối loạn nguyên phân ở 1 cặp NST số 8 thì sẽ tạo ra 2 loại tế bào : ( 2n – 1 ) và (2n + 1)

Vậy hai tế bào con được tạo ra có bộ NST ( 2n – 1 ) và (2n + 1). 

Bài 2 : Một tế bào sinh dưỡng có kiểu gen AaBbDdHh (mỗi gen nằm trên một NST) trải qua nguyên phân, có một NST kép thuộc cặp Bb không phân li. Kí hiệu kiểu gen của hai tế bào con sau nguyên phân này là

Hướng dẫn giải

Xét cặp NST Bb:

1 trong 2 NST của Bb không phân ly trong nguyên phân

TH1 : BB không phân li thì tạo ra : BBb và b.

TH2: bb không phân li  Bbb và B.

=>TB sinh ra có thể là BBb và b hoặc Bbb và B.

Các NST khác phân li bình thường nên ta có các kiểu giao tử sau :

AaBBbDdHh và AabDdHh hoặc AaBbbDdHh và AaBDdHh

Bài 3 : Một loài có bộ NST 2n = 14 .Ở lần nguyên phân đầu tiên của một hợp tử lưỡng bội có 2 NST kép không phân li. Xác định bộ NST của hai tế bào con được tạo ra

Hướng dẫn giải

1 NST kép không phân ly trong nguyên phân thì trong 2 tế bào con, 1 tế bào thừa1 NST( 2n+1 ),  1 tế bào thiếu 1 NST( 2n -1 )

2 NST kép không phân ly=> tạo ra hai  tế bào con có 12 NST( 2n – 1 - 1 ) và 16 NST ( 2n+ 1 + 1 )

=> Bộ NST của tế bào con được tạo ra là : 12 NST và 16 NST

II.   RỐI LOẠN TRONG GIẢM PHÂN.

Tương tự quá trình nguyên phân, khi bị chịu tác động bởi các tác nhân đột biến  quá trình giảm phân xảy ra rối loạn. Rối loạn trong giảm phân có thể là do rối loạn trong giảm phân I hoặc rối loạn trong giảm phân 2 .

a)    Rối loạn giảm phân 1

Bảng 2 : So sánh diễn biến của quá trình giảm phân I bình thường và giảm phân I bất thường

Các giai đoạn		Giảm phân bình thường	Giảm phân bất thường
Kì trung gian		2n NST đơn → 2n NST kép gồm 2 crômatit dính nhau ở tâm động
Giảm phân	Kì đầu I	NST đóng xoắn, và trao đổi chéo
	Kì giữa I	NST đóng xoắn cực đại, xếp thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo
	Kì sau I	Mỗi NST kép trong cặp tương đồng di chuyển theo thoi phân bào về một cực của tế bào.	Một hay một số NST kép phân li không đồng đều về 2 cực của tế bào	Toàn bộ NST kép phân li không đồng đều về 2 cực của tế bào
	Kì cuối I	Tạo 2 tế bào con đều chứa n NST dạng kép	Tạo thành 2 tế bào con -  1 TB có bộ NST (n + x) dạng kép -  1 TB có bộ NST (n – x) dạng kép (x là số NST kép phân li không đều về 2 cực của tế bào, x≥1)	Tạo thành 2 tế bào con bao gồm  một tế bào có bộ NST 2n dạng kép, một tế bào có bộ NST 0n
Giảm phân II		Bình thường
Kết quả		Tạo thành 4 giao tử đều có bộ NST n.	Tạo thành 4 giao tử bao -  Hai giao tử có bộ NST (n + x), -  Hai giao tử có bộ NST (n – x). (x là số NST phân li không đều về 2 cực của tế bào, x≥1)	Tạo thành 4 giao tử  - Hai giao tử có bộ NST 2n, - Hai giao tử có bộ NST 0n.

b)   Rối loạn giảm phân II

Bảng 3 : So sánh diễn biến của quá trình giảm phân II bình thường và giảm phân II bất thường

Các giai đoạn		Giảm phân II bình thường	Giảm phân II bất thường (ở cả hai tế bào )
Giảm phân I		Bình thường
Kết quả giảm phân 1		Tạo 2 tế bào con đều chứa n NST dạng kép
Kì trung gian		Diễn ra nhanh do không có sự nhân đôi của NST
Giảm phân II	Kì đầu II	NST đóng xoắn
	Kì giữa II	Các NST kép đóng xoắn cực đại, xếp thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo
	Kì sau II	NST phân li đồng đểu về 2 cực của tế bào	Một hay một số NST phân li không đồng đều về 2 cực của tế bào	Toàn bộ NST phân li không đồng đều về 2 cực của tế bào
	Kì cuối II	Tạo thành 4 giao tử đều có bộ NST n	Tạo thành 4 giao tử Hai giao tử có bộ NST (n + x). Hai giao tử có bộ NST (n – x).    (x là số NST phân li không đều về 2 cực của tế bào, x≥1)	Tạo thành 4 giao tử Hai giao tử có bộ NST 2n.  Hai giao tử có bộ NST 0n.

Bài 1 : Trong một tế bào sinh tinh, xét hai cặp nhiễm sắc thể được kí hiệu là Aa và Bb. Khi tế bào này giảm phân, cặp Aa phân li bình thường, cặp Bb không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường. Các loại giao tử có thể được tạo ra từ quá trình giảm phân của tế bào trên ?

Hướng dẫn giải

1 tế bào sinh tinh, giảm phân không có hoán vị gen 

+ Xét cặp Aa bình thường tạo ra hai loại giao tử A;  a

+ Xét cặp Bb rối loạn giảm phân I thì cho ra hai loại giao tử Bb hoặc O 

=> Tế bào có thể tạo ra các loại giao tử  : ABb , a hoặc A , aBb

Bài 2 : Trong một tế bào sinh tinh, xét hai cặp nhiễm sắc thể được kí hiệu là Aa và Bb. Khi tế bào này giảm phân, cặp Aa phân li bình thường, cặp Bb giảm phân I diễn ra bình thường, không phân li trong giảm phân I . Các loại giao tử có thể được tạo ra từ quá trình giảm phân của tế bào trên ?

Hướng dẫn giải

1 tế bào sinh tinh, giảm phân không có hoán vị gen 

+ Xét cặp Aa bình thường tạo ra hai loại giao tử A;  a

+ Xét cặp Bb :

Giảm phân I bình thường nên giảm phân I sẽ tạo ra hai tế bào có bộ NST BB và bb

TB có kiểu gen BB giảm phân II bị rối loạn ở sinh ra hai giao tử  BB ; O.

TB có kiểu gen bb giảm phân II bị rối loạn ở sinh ra hai giao tử  bb ; O.

=>  Các loại giao tử có thể tạo ra là : BB , bb, O .

=> Tế bào có thể tạo ra các loại giao tử  : ABB , a hoặc A , aBB; hoặc Abb , a hoặc A , abb.