Nếu bạn từng thắc mắc vì sao con cái mang những đặc điểm giống bố mẹ, thì câu trả lời nằm ở nhiễm sắc thể. Đây là cấu trúc nhỏ bé trong nhân tế bào nhưng lại giữ toàn bộ “bản thiết kế” của cơ thể. Nhiễm sắc thể được cấu tạo từ ADN và prôtêin, mang các gen quy định tính trạng và có khả năng tự nhân đôi để truyền lại cho thế hệ sau. Ở người, bộ nhiễm sắc thể gồm 46 chiếc (2n = 46). Trong nội dung dưới đây, bạn sẽ hiểu rõ nhiễm sắc thể là gì, cấu trúc, cách phân loại và chức năng của chúng trong chương trình Sinh học lớp 9 và lớp 12.
Nhiễm sắc thể là gì?
Nhiễm sắc thể là cấu trúc nằm trong nhân tế bào, có khả năng bắt màu khi nhuộm bằng thuốc nhuộm kiềm tính. Chính đặc điểm “ăn màu” này là lý do chúng được gọi là nhiễm sắc thể (nhiễm màu). Về bản chất, nhiễm sắc thể được cấu tạo từ ADN và prôtêin, trong đó chủ yếu là prôtêin histôn. Trên mỗi nhiễm sắc thể có chứa nhiều gen, mỗi gen nằm ở một vị trí xác định gọi là lôcut. Nhờ mang gen nên nhiễm sắc thể chính là cơ sở vật chất của tính di truyền ở cấp độ tế bào.
Cấu trúc của nhiễm sắc thể
Nhiễm sắc thể có cấu trúc thay đổi theo từng giai đoạn của chu kì tế bào và quan sát rõ nhất ở kì giữa của quá trình phân bào. Ở kì giữa, nhiễm sắc thể co xoắn cực đại nên có hình dạng và kích thước đặc trưng cho mỗi loài.
Tại thời điểm này, mỗi nhiễm sắc thể tồn tại ở dạng kép, gồm hai crômatit (nhiễm sắc tử chị em) giống hệt nhau, dính với nhau tại tâm động. Tâm động là vị trí giúp nhiễm sắc thể liên kết với thoi phân bào, nhờ đó nhiễm sắc thể có thể di chuyển về các cực của tế bào trong quá trình phân bào.
Về cấu tạo hiển vi, ADN không nằm trần mà quấn quanh các phân tử prôtêin histôn theo nhiều cấp độ cuộn xoắn:
- Đơn vị cơ bản là nuclêôxôm: một đoạn ADN quấn quanh khối cầu gồm 8 phân tử histôn.
- Các nuclêôxôm nối tiếp tạo thành sợi cơ bản có đường kính khoảng 11 nm.
- Sợi cơ bản tiếp tục cuộn xoắn tạo thành sợi nhiễm sắc, rồi cuộn chặt hơn nữa thành crômatit ở kì giữa.
Chính cách cuộn xoắn nhiều cấp này giúp một lượng ADN rất dài được đóng gói gọn gàng trong nhân tế bào.
Bộ nhiễm sắc thể của loài
Mỗi loài sinh vật có một bộ nhiễm sắc thể đặc trưng về số lượng và hình dạng, và số lượng này không phản ánh mức độ tiến hóa của loài. Bảng dưới đây liệt kê bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) của một số loài quen thuộc:
| Loài | Bộ NST lưỡng bội (2n) |
|---|---|
| Người | 46 |
| Tinh tinh | 48 |
| Ruồi giấm | 8 |
| Đậu Hà Lan | 14 |
| Lúa nước | 24 |
| Ngô | 20 |
Trong tế bào sinh dưỡng, nhiễm sắc thể tồn tại thành từng cặp tương đồng, tạo nên bộ lưỡng bội kí hiệu là 2n. Mỗi cặp tương đồng gồm một chiếc có nguồn gốc từ bố và một chiếc có nguồn gốc từ mẹ. Trong giao tử (tinh trùng, trứng), nhiễm sắc thể chỉ còn một chiếc của mỗi cặp, tạo nên bộ đơn bội kí hiệu là n. Khi thụ tinh, hai giao tử đơn bội kết hợp lại giúp khôi phục bộ lưỡng bội 2n ở đời con.
Phân loại nhiễm sắc thể
Dựa vào vai trò và sự khác biệt giữa hai giới, người ta chia nhiễm sắc thể thành hai loại: nhiễm sắc thể thường và nhiễm sắc thể giới tính. Bảng sau giúp bạn phân biệt nhanh hai loại này:
| Tiêu chí | NST thường | NST giới tính |
|---|---|---|
| Kí hiệu | A | X, Y |
| Số lượng ở người | 44 chiếc (22 cặp) | 2 chiếc (1 cặp) |
| Đặc điểm | Giống nhau ở hai giới, luôn tồn tại thành cặp tương đồng | Khác nhau giữa hai giới (nữ XX, nam XY) |
| Chức năng chính | Mang gen quy định các tính trạng thường | Quy định giới tính và một số tính trạng liên kết giới tính |
Ở người, nữ có cặp nhiễm sắc thể giới tính là XX còn nam là XY. Chính sự khác nhau ở cặp nhiễm sắc thể này quyết định giới tính của mỗi người.
Xem thêm: Nguyên phân là gì? Diễn biến, kết quả và ý nghĩa của nguyên phân
Chức năng của nhiễm sắc thể
Nhiễm sắc thể là cơ sở vật chất của tính di truyền ở cấp độ tế bào, đảm nhận ba chức năng chính:
- Lưu giữ thông tin di truyền: thông tin được mã hóa trong trình tự các nuclêôtit của phân tử ADN nằm trên nhiễm sắc thể.
- Bảo quản thông tin di truyền: nhờ cấu trúc cuộn xoắn nhiều cấp và liên kết với prôtêin histôn, ADN được bảo vệ khỏi hư hại và ít bị đứt gãy.
- Truyền đạt thông tin di truyền: nhờ khả năng tự nhân đôi và phân li đồng đều về các tế bào con trong quá trình phân bào, thông tin di truyền được truyền ổn định qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
Ví dụ, khi một tế bào da phân chia để làm lành vết thương, nhiễm sắc thể nhân đôi rồi chia đều cho hai tế bào con, giúp các tế bào mới mang đúng bộ gen như tế bào ban đầu.
Những lỗi thường gặp khi học về nhiễm sắc thể
Khi ôn tập, bạn nên lưu ý một vài điểm hay bị nhầm lẫn dưới đây:
- Nhầm giữa số lượng nhiễm sắc thể và mức độ tiến hóa: loài có nhiều nhiễm sắc thể hơn không đồng nghĩa với tiến hóa cao hơn.
- Cho rằng nhiễm sắc thể luôn ở dạng kép: thực tế nhiễm sắc thể chỉ ở dạng kép sau khi nhân đôi, còn bình thường tồn tại ở dạng đơn.
- Nhầm crômatit với nhiễm sắc thể: hai crômatit chị em dính nhau tại tâm động vẫn chỉ được tính là một nhiễm sắc thể kép.
- Quên rằng nhiễm sắc thể giới tính cũng mang gen quy định tính trạng thường chứ không chỉ quy định giới tính.
Bài tập vận dụng có lời giải
- Bài 1: Bộ nhiễm sắc thể của người có bao nhiêu chiếc? Lời giải: 46 chiếc (2n = 46), gồm 44 nhiễm sắc thể thường và 2 nhiễm sắc thể giới tính.
- Bài 2: Nhiễm sắc thể được cấu tạo từ những thành phần nào? Lời giải: từ ADN và prôtêin, chủ yếu là prôtêin histôn.
- Bài 3 (trắc nghiệm): Cặp nhiễm sắc thể giới tính ở nam giới là gì? A. XX B. XY C. YY D. XO. Đáp án: B.
- Bài 4: Một tế bào sinh dưỡng của ruồi giấm có bao nhiêu nhiễm sắc thể trong giao tử? Lời giải: ruồi giấm có 2n = 8 nên giao tử có bộ đơn bội n = 4 nhiễm sắc thể.
Xem thêm: Giảm phân là gì? Diễn biến, kết quả và so sánh với nguyên phân
Câu hỏi thường gặp về nhiễm sắc thể
Nhiễm sắc thể là gì?
Nhiễm sắc thể là cấu trúc mang gen nằm trong nhân tế bào, được cấu tạo từ ADN và prôtêin, có vai trò lưu giữ và truyền đạt thông tin di truyền.
Nhiễm sắc thể được cấu tạo từ gì?
Nhiễm sắc thể được cấu tạo từ ADN và prôtêin, trong đó chủ yếu là prôtêin histôn.
Bộ nhiễm sắc thể của người có bao nhiêu chiếc?
Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của người gồm 46 chiếc (2n = 46), tức 23 cặp.
Có mấy loại nhiễm sắc thể?
Có hai loại: nhiễm sắc thể thường và nhiễm sắc thể giới tính.
Chức năng của nhiễm sắc thể là gì?
Nhiễm sắc thể lưu giữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể.
Bộ lưỡng bội và bộ đơn bội khác nhau thế nào?
Bộ lưỡng bội (2n) chứa các nhiễm sắc thể xếp thành từng cặp tương đồng trong tế bào sinh dưỡng, còn bộ đơn bội (n) chỉ có một chiếc của mỗi cặp và có trong giao tử.
Kết luận
Tóm lại, nhiễm sắc thể là cấu trúc mang gen nằm trong nhân tế bào, được cấu tạo từ ADN và prôtêin. Mỗi loài có một bộ nhiễm sắc thể đặc trưng, trong đó bộ lưỡng bội của người là 2n = 46. Nhiễm sắc thể giữ vai trò lưu giữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ. Để học thêm, mời bạn tham khảo các bài ADN là gì và đột biến gen là gì trên chuyên mục tin tức của Hoàng Hà Mobile.
