Bài
23
Mỗi tế bào nhân sơ chứa một phân tử ADN lớn, d◊ng vòng. Phân tử ADN này chứa đầy đủ thông tin giúp cho tế bào có thể tồn t◊i và phát triển. Ngoài ra, một số tế bào nhân sơ có thể chứa các phân tử ADN d◊ng vòng nhỏ đ√ợc gọi là các plasmit.
Tế bào nhân thực th√ờng chứa rất nhiều NST. Mỗi NST th√ờng tồn t◊i thành từng cặp t√ơng đồng trong tế bào. Trên NST, phân tử ADN liên kết với các lo◊i prôtêin khác nhau cũng nh√ với các lo◊i phân tử ARN khác nhau đảm bảo quá tr˘nh điều hoà ho◊t động gen, điều hoà quá tr˘nh phân li các NST về các tế bào con trong quá tr˘nh phân bào.
Nguyên phân là cơ chế di truyền ở cấp tế bào ở các sinh vật nhân thực đảm bảo cho tế bào con có đ√ợc đầy đủ thông tin di truyền nh√ tế bào mẹ.
Nguyên phân kết hợp với giảm phân và thụ tinh là cơ chế duy tr˘ bộ NST đặc tr√ng và ổn đ˚nh của loài.
Sự phân li của các NST trong quá tr˘nh giảm phân ch˙nh là cơ chế ở cấp tế bào đảm bảo cho sự phân li của các alen.
Quy luật phân li của Menđen thực chất là sự phân li của các alen trong quá tr˘nh giảm phân. Các alen chỉ phân li độc lập trong quá tr˘nh giảm phân khi chúng nằm trên các cặp NST t√ơng đồng khác nhau.
Bố, mẹ thực chất không truyền cho con những t˙nh tr◊ng đã có sfin mà chỉ truyền cho con các alen.
Trong các môi tr√ờng khác nhau, một kiểu gen có thể biểu hiện ra những kiểu h˘nh khác nhau. Nghiên cứu sự biểu hiện của một kiểu gen trong các điều kiện môi tr√ờng khác nhau cho ta biết về mức độ phản ứng của kiểu gen đó.
Các gen trong tế bào không trực tiếp tác động qua l◊i với nhau. Chỉ có sản phẩm của các gen có thể t√ơng tác với nhau để t◊o nên t˙nh tr◊ng.
Do đột biến gen nên một gen có thể tồn t◊i ở nhiều d◊ng khác nhau trong quần thể. Các d◊ng khác nhau của một gen đ√ợc gọi là các alen. Hai alen của một gen có thể chỉ khác nhau bởi một cặp nuclêôtit. Các alen của cùng một gen có thể có các mối quan hệ t√ơng tác theo các kiểu : trội–lặn hoàn toàn, trội không hoàn toàn hoặc đồng trội.
Các alen thuộc các gen khác nhau có thể t√ơng tác với nhau theo nhiều cách khác nhau. Hai alen thuộc hai gen khác nhau đ√ợc gọi là không alen với nhau.
Chúng quy đ˚nh các chuỗi pôlipeptit khác nhau.
Sự t√ơng tác giữa các gen không alen với nhau có thể đ√ợc phát hiện thông qua sự thay đổi tỉ lệ phân li kiểu h˘nh kiểu Menđen (v˙ dụ, thay đổi tỉ lệ phân li kiểu h˘nh 9 : 3 : 3 : 1).
Các gen nằm trên cùng một NST th√ờng di truyền cùng nhau và t◊o nên một nhóm gen liên kết. Liên kết gen giúp duy tr˘ ổn đ˚nh những nhóm gen th˙ch nghi.
Trao đổi cho có thể xảy ra giữa các gen nằm xa nhau trên một NST. Gen nằm càng xa nhau trên NST th˘ tần số hoán v˚ gen xảy ra càng cao và ng√ợc l◊i.
Trao đổi cho, sự phân li độc lập của các NST trong giảm phân và sự tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong quá tr˘nh thụ tinh là các cơ chế t◊o nên biến d˚ tổ hợp ở các loài sinh sản hữu t˙nh.
Các gen nằm trên NST giới t˙nh th√ờng di truyền cùng với giới t˙nh.
Ph√ơng pháp lai thuận ngh˚ch giúp phát hiện ra một gen nào đó nằm trên NST giới t˙nh hay trên NST th√ờng.
Sự khác biệt về cách thức di truyền của gen trên NST giới t˙nh với gen trên NST th√ờng là do NST giới t˙nh ở giới này th˘ tồn t◊i thành cặp t√ơng đồng nh√ng ở giới kia th˘ không.
Gen không những tồn t◊i trong nhân tế bào, trên các NST mà còn tồn t◊i ở ngoài nhân, trong các bào quan nh√ ti thể và lục l◊p. Gen nằm trong ti thể hoặc lục l◊p th√ờng chỉ di truyền theo dòng mẹ. Nguyên nhân là do trong quá tr˘nh thụ tinh, tinh trùng hoặc h◊t phấn hầu nh√ không truyền ti thể cũng nh√ lục l◊p cho hợp tử.
3. Cơ chế di truyền ở cấp quần thể
Các đặc tr√ng di truyền của quần thể là tần số của các alen và tần số của các kiểu gen.
Tần số của các alen và thành phần kiểu gen của một quần thể thay đổi phụ thuộc nhiều vào cách thức sinh sản của các cá thể.
Quần thể tự phối hoặc giao phối gần duy tr˘ tần số alen một cách không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác, trong khi đó thành phần kiểu gen l◊i b˚ thay đổi theo h√ớng tăng tần số kiểu gen đồng hợp tử và giảm tần số kiểu gen d˚ hợp tử.
Nếu không có các yếu tố làm thay đổi số alen của quần thể th˘ sự giao phối ngẫu nhiên của các cá thể trong quần thể ngẫu phối sẽ không làm thay đổi tần số alen cũng nh√ thành phần kiểu gen của quần thể.
4. ứng dụng di truyền học trong chọn giống
Chọn giống dựa trên nguồn biến d˚ tổ hợp : Bằng biện pháp lai t◊o sau đó chọn lọc ở đời con các tổ hợp gen mong muốn, ng√ời ta có thể t◊o ra các giống thuần chủng về một số đặc điểm nhất đ˚nh. Việc lai t◊o các tổ hợp gen nhất đ˚nh với nhau có thể t◊o ra đời con có √u thế lai cao.
Dùng biện pháp gây đột biến, con ng√ời có thể t◊o ra nhiều giống mới ở vi sinh vật và thực vật.
Bằng các ph√ơng pháp công nghệ sinh học, các nhà khoa học có thể t◊o nên những sinh vật biến đổi gen có những đặc điểm qu˝ hiếm ch√a từng có trong tự nhiên.
BIếN D˚
CÌc lo◊i biến d˚ cọ thể Ẽ√ùc phẪn lo◊i theo sÈ Ẽổ sau :
Biến d˚
Biến d˚ di truyền Biến d˚ khẬng di truyền (Th√ởng biến)
ườt biến Biến d˚ tỗ hùp
ườt biến NST ườt biến gen
ườt biến sộ l√ùng ườt biến cấu trục ườt biến Ẽa bời ườt biến lệch bời
ườt biến ườt biến Ẽa bời chfin Ẽa bời lẽ
Hồc sinh cọ thể tỳ m˘nh hệ thộng hoÌ kiến thực trong phần biến d˚ bÍng cÌch trả lởi cÌc cẪu hõi sau :
1. Th√ởng biến
– KhÌi niệm : Th√ởng biến lẾ g˘ ?
– Nguyàn nhẪn phÌt sinh : Th√ởng biến xuất hiện bÍng cÌch nẾo ? – ưặc Ẽiểm : Nàu cÌc Ẽặc Ẽiểm cũa th√ởng biến.
– Vai trò vẾ ˝ nghịa : Th√ởng biến cọ ˝ nghịa g˘ Ẽội vợi sinh vật trong quÌ tr˘nh tiến hoÌ ? Trong chồn giộng ? Mực phản ựng lẾ g˘ ? Cọ thể cọ lùi ˙ch g˘ khi biết Ẽ√ùc mực phản ựng cũa mờt kiểu gen ?
2. Biến d˚ tỗ hùp
– KhÌi niệm : Biến d˚ tỗ hùp lẾ g˘ ?
– CÈ chế phÌt sinh : Biến d˚ tỗ hùp xuất hiện bÍng cÌc cÈ chế nẾo ? – ưặc Ẽiểm : Nàu cÌc Ẽặc Ẽiểm cũa biến d˚ tỗ hùp.
– Vai trò vẾ ˝ nghịa : Biến d˚ tỗ hùp cọ ˝ nghịa g˘ Ẽội vợi sinh vật trong quÌ tr˘nh tiến hoÌ ? Trong chồn giộng ?
3. ườt biến gen
– KhÌi niệm : ườt biến gen lẾ g˘ ?
– Nguyên nhân và cơ chế phát sinh : Nêu một số nguyên nhân làm xuất hiện đột biến gen ? Tr˘nh bày cơ chế dẫn đến đột biến thay thế cặp nuclêôtit này bằng cặp nuclêôtit khác ?
– Phân lo◊i : Đột biến gen đ√ợc phân thành những lo◊i nào ? – Đặc điểm : Nêu các đặc điểm của đột biến gen.
– Vai trò và ˝ nghĩa : Vai trò của đột biến gen trong quá tr˘nh tiến hoá ? Trong chọn giống ? Trong nghiên cứu di truyền ?
4. Đột biến cấu trúc NST
– Khái niệm : Thế nào là đột biến cấu trúc NST ?
– Nguyên nhân và cơ chế phát sinh : Nêu một số nguyên nhân làm xuất hiện đột biến cấu trúc NST ?
– Phân lo◊i : Đột biến NST đ√ợc phân thành những lo◊i nào ? – Đặc điểm : Nêu các đặc điểm của từng lo◊i đột biến cấu trúc NST.
– Vai trò và ˝ nghĩa : Vai trò của đột biến NST trong quá tr˘nh tiến hoá ? Trong chọn giống ? Trong nghiên cứu di truyền ?
5. Đột biến lệch bội
– Khái niệm : Thế nào là đột biến lệch bội ?
– Nguyên nhân và cơ chế phát sinh : Nêu một số nguyên nhân làm xuất hiện đột biến lệch bội.
– Phân lo◊i : Đột biến lệch bội đ√ợc phân thành những lo◊i nào ? – Đặc điểm : Nêu các đặc điểm của từng lo◊i đột biến lệch bội ?
– Vai trò và ˝ nghĩa : Vai trò của đột biến lệch bội trong quá tr˘nh tiến hoá ? Trong chọn giống ? Trong nghiên cứu di truyền ?
6. Đột biến đa bội
– Khái niệm : Thế nào là đột biến đa bội ?
– Nguyên nhân và cơ chế phát sinh : Nêu một số nguyên nhân làm xuất hiện đột biến đa bội.
– Phân lo◊i : Đột biến đa bội NST đ√ợc phân thành những lo◊i nào ? – Đặc điểm : Nêu các đặc điểm của từng lo◊i đột biến đa bội.
– Vai trò và ˝ nghĩa : Vai trò của đột biến đa bội NST trong quá tr˘nh tiến hoá ? Trong chọn giống ? Trong nghiên cứu di truyền ?
II – câu hỏi và bài tập
1.Hãy điền các chú th˙ch th˙ch hợp vào bên c◊nh các mũi tên nêu trong sơ đồ d√ới đây để minh ho◊ quá tr˘nh di truyền ở mức độ phân tử : ADN mARN pôlipeptit prôtêin t˙nh tr◊ng (h˘nh thái, sinh l˙,... )
2.T◊i sao trong quá tr˘nh nhân đôi, mỗi m◊ch của phân tử ADN l◊i đ√ợc tổng hợp theo một cách khác nhau ?
3.Hãy giải th˙ch cách thức phân lo◊i biến d˚ đ√ợc nêu trong bài và cho biết đặc điểm của từng lo◊i.
4.Cho 1 cây đậu Hà Lan có kiểu gen d˚ hợp tử với kiểu h˘nh hoa đỏ tự thụ phấn. ởđời sau, ng√ời ta lấy ngẫu nhiên 5 h◊t đem gieo. Xác suất để cả 5 h◊t cho ra cả 5 cây đều có hoa trflng là bao nhiêu ? Xác suất để trong số 5 cây con có ˙t nhất 1 cây hoa đỏ là bao nhiêu ?
5.Một số cặp vợ chồng b˘nh th√ờng sinh ra ng√ời con b˚ bệnh b◊ch t◊ng.
Tỉ lệ ng√ời con b˚ bệnh b◊ch t◊ng chiếm khoảng 25% tổng số con của các cặp vợ chồng này. Những ng√ời b˚ bệnh b◊ch t◊ng lấy nhau th√ờng sinh ra 100% số con b˚ bệnh b◊ch t◊ng. Tuy nhiên, trong một số tr√ờng hợp, hai vợ chồng cùng b˚ bệnh b◊ch t◊ng lấy nhau l◊i sinh ra ng√ời con b˘nh th√ờng. Hãy giải th˙ch cơ sở di truyền học có thể có của hiện t√ợng này.
6.T◊i sao bệnh di truyền do gen lặn liên kết với NST giới t˙nh X ở ng√ời l◊i dễ đ√ợc phát hiện hơn so với bệnh do gen lặn nằm trên NST th√ờng ?
7.Một quần thể khi nào th˘ đ√ợc gọi là cân bằng di truyền (cân bằng Hacđi −Vanbec) ?
8. Để t◊o giống vi sinh vật, ng√ời ta hay dùng biện pháp g˘ ? Giải th˙ch.
9.Những ng√ời có bộ NST : 44 NST th√ờng + XXY hoặc 44 NST th√ờng + XXXY đều là nam giới. Những ng√ời có bộ NST với 44 NST th√ờng + X hoặc 44 NST th√ờng + XXX đều là nữ giới. Từ thực tế này chúng ta có thể rút ra đ√ợc kết luận g˘ ?
T i’n ho∏
Ph«n s s ∏u ∏u
I - Bằng chứng Giải phẫu so sánh
Các cơ quan ở các loài khác nhau đ√ợc gọi là t√ơng đồng nếu chúng đ√ợc bflt nguồn từ cùng một cơ quan ở loài tổ tiên mặc dù hiện t◊i, các cơ quan này có thể thực hiện các chức năng rất khác nhau (h˘nh 24.1). Cơ quan thoái hoá cũng là cơ quan t√ơng đồng v˘ chúng đ√ợc bflt nguồn từ một cơ quan ở một loài tổ tiên nh√ng nay không còn chức năng hoặc chức năng b˚ tiêu giảm. V˙ dụ, nhiều loài rfln vẫn còn dấu vết của các chi ở d◊ng cơ quan thoái hoá. X√ơng cùng, ruột thừa và răng khôn ở ng√ời cũng đ√ợc xem là cơ quan thoái hoá. Những cơ quan thực hiện các chức năng nh√ nhau nh√ng không đ√ợc bflt nguồn từ một nguồn gốc đ√ợc gọi là cơ quan t√ơng tự.
Sự t√ơng đồng về nhiều đặc điểm giải phẫu giữa các loài là những bằng chứng gián tiếp cho thấy các loài sinh vật hiện nay đều đ√ợc tiến hoá từ một tổ tiên chung.
tQuan sát h˘nh 24.1 và cho biết x√ơng chi của các loài động vật trong h˘nh t√ơng đồng với nhau nh√ thế nào ? Những biến đổi ở x√ơng bàn tay giúp mỗi loài th˙ch nghi nh√ thế nào ?