Giáo án lớp 12 môn Toán - Chương I: Cơ chế di truyền và biến dị gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi adn

ÔN TẬP SINH HỌC 12 Chương I: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN I. Gen 1. Khái niệm - Gen là một đoạn ADN mang thông tin mã hoá cho một chuỗi pôlipeptit hay một phân tử ARN. Vd: Gen Hba mã hoá chuỗi pôlipeptit a, gen tARN mã hoá cho phân tử tARN. - Gen cấu trúc ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hoá liên tục (không phân mảnh), còn ở sinh vật nhân thực là gen phân mảnh (bên cạnh các đoạn exon mã hoá axit amin còn được xen kẽ các đoạn intron không mã hoá axit amin). 2. Cấu trúc chung của gen cấu trúc (gen mã hóa chuỗi Polipepetit) Gen cấu trúc mã hoá prôtêin gồm 3 vùng trình tự nuclêôtit (H 1. 1 – trang 6) - Vùng điều hoà: nằm ở đầu 3’ của mạch mã gốc của gen, có trình tự các nuclêôtit đặc biệt giúp ARN pôlimeraza có thể nhận biết và liên kết để khởi động quá trình phiên mã, đồng thời cũng chứa trình tự nuclêôtit điều hoà quá trình phiên mã. - Vùng mã hoá: mang thông tin mã hoá các axit amin. Các gen ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hoá liên tục (gen không phân mảnh). Phần lớn các gen của sinh vật nhân thực có vùng mã hoá không liên tục, xen kẽ các đoạn mã hoá axit amin (exon) là các đoạn không mã hoá axit amin (itron). Vì vậy, các gen này gọi là gen phân mảnh. - Vùng kết thúc: nằm ở đầu 5’ của mạch mã gốc của gen, mang tín hiệu kết thúc phiên mã. II. Mã di truyền: 1. Khái niệm: - Mã di truyền là trình tự sắp xếp các nuclêôtit trong gen (mạch gốc) quy định trình tự sắp xếp các axit amin trong prôtêin. 2. Đặc điểm: + Mã di truyền được đọc từ một điểm theo chiều 3’=>5’, theo từng bộ ba, không gối lên nhau + Mã di truyền có tính phổ biến. + Mã di truyền có tính đặc hiệu. + Mã di truyền có tính thoái hoá. III. Quá trình nhân đôi ADN: 1. Bước 1:(Tháo xoắn phân tử ADN) -Nhờ các enzim tháo xoắn 2 mạch phân tử ADN tách nhau dần lộ ra 2 mạch khuôn và tạo ra chạc hình chữ Y ( chạc sao chép). 2. Bước 2:(Tổng hợp các mạch ADN mới) -2 mạch ADN tháo xoắn được dùng làm mạch khuôn tổng hợp nên mạch mới theo nguyên tắc bổ sung( A liên kết với T, G liên kết với X). -Mạch khuôn có chiều 3’® 5’ thì mạch mới được tổng hợp liên tục còn mạch khuôn có chiều 5’® 3’ thì mạch mới được tổng hợp từng đoạn( Okazaki) rồi sau đó nối lại với nhau. 3. Bước 3:( 2 phân tử ADN được tạo thành) - Trong mỗi phân tử ADN mới có 1 mạch của phân tử ADN ban đầu( bán bảo toàn) và 1 mạch mới được tổng hợp. PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ I. Phiên mã: (Tổng hợp ARN ) 1. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN: - ARN thông tin( mARN): Có cấu tạo mạch thẳng, là khuôn cho quá trình dịch mã ở ribôxôm. - ARN vận chuyển( tARN): Có nhiều loại tARN, mỗi phân tử tARN đều có 1 bộ ba đối mã (anticôdon) và 1 đầu để liên kết với axit amin tương ứng. Vận chuyển axit amin tới ribôxôm để tham gia tổng hợp chuỗi pôlipeptit. - ARN ribôxôm( rARN): Là thành phần kết hợp với prôtêin tạo nên ribôxôm. 2. Cơ chế phiên mã: (Tổng hợp ARN ) - Phiên mã là quá trình tổng hợp ARN trên mạch khuôn ADN. - Diễn biến của quá trình phiên mã. ARN polimeraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn lộ mạch gốc có chiều 3’=>5’ bắt đầu phiên mã. ARN polimeraza trượt trên mạch gốc theo chiều 3’=>5’. mARN được tổng hợp theo chiều 5’=>3’, mỗi nu trên mạch gốc liên kết với nu tự do theo nguyên tắc bổ sung A-U, G-X, T-A, X-G (vùng nào trên gen được phiên mã song thì sẽ đóng xoắn ngay). Khi ARN polimeraza gặp tín hiệu kết thúc thì dừng phiên mã. Một phân tử mARN được giải phóng. Ở sinh vật nhân thực mARN sau khi tổng hợp sẽ cắt bỏ các đoạn Intron, nối các đoạn Exon tạo thành mARN trưởng thành sẵn sằng tham gia dịch mã. Kết quả: Tạo nên phân tử mARN mang thông tin di truyền từ gen tới ribôxôm để làm khuôn trong tổng hợp prôtêin. II. Dịch mã: ( Tổng hợp prôtêin) 1. Hoạt hoá axit amin: - Nhờ các enzim đặc hiệu và ATP mỗi axit amin được hoạt hoá và gắn với tARN tương ứng tạo axit amin- tARN( aa- tARN). 2. Tổng hợp chuỗi pôlipeptit: - Ribôxôm gắn với mã mở đầu AUG và Met-tARN (anticôdon UAX) bổ sung chính xác với côdon mở đầu. - Các aa-tARN vận chuyển axit amin tới, anticôdon của tARN bổ sung với côdon trên mARN. Enzim xúc tác hình thành liên kết peptit giữa 2 axit amin. - Ribôxôm dịch chuyển đến côdon tiếp và cứ tiếp tục như vậy cho đến khi tiếp xúc với mã kết thúc (không có axit amin vào Riboxom) thì dừng dịch mã hoàn tất. Một chuỗi Polipeptit được hình thành. - Nhờ enzim đặc hiệu axit amin đầu tiên (Met) được cắt khỏi chuỗi tạo thành chuỗi polipeptit hoàn chỉnh. Sau đó hình thành các cấu trúc bậc cao thực hiện chức năng sinh học của Protein. - Một nhóm ribôxôm (pôlixôm) gắn với mỗi mARN giúp tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin. ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN 1. Khái niệm: Điều hoà hoạt động của gen là điều hoà lượng sản phẩm của gen được tạo trong tế bào đảm bảo cho hoạt động sống của tế bào phù hợp với điều kiện môi trường cũng như sự phát triển bình thường của cơ thể. Điều hòa hoạt động gen có thể ở mức độ phiên mã, dịch mã, sau phiên mã. - Ở sinh vật nhân sơ điều hoà hoạt động gen chủ yếu ở mức độ phiên mã. 2. Cấu trúc của opêron Lac ở E. coli. Opêron là các gen cấu trúc liên quan về chức năng được phân bố liền nhau và có chung cơ chế điều hòa hoạt động. Cấu trúc Ôperon Lac: Z,Y,A: Là các gen cấu trúc mã hóa cho các enzim phân giải Lactozo. O: Vùng vận hành là trình tự nu đặc biệt để protein ức chế liên kết ngăn cản phiên mã. P: Vùng khởi động có trình tự nu để ARN polimeraza liên kết và khởi động quá trình phiên mã. Gen điều hòa không nằm trong Operon nhưng có vai trò điều hòa hoạt động Operon. 3. Cơ chế điều hoà Hoạt động của ôpêron Lac: Khi môi trường không có lactôzơ: gen điều hoà tổng hợp prôtêin ức chế. Prôtêin ức chế gắn vào vùng vận hành (O) ® các gen cấu trúc không phiên mã. Khi môi trường có lactôzơ: Lactôzơ là chất cảm ứng gắn với prôtêin ức chế ® prôtêin ức chế bị biến đổi không gắn được vào vùng vận hành. ARN polimeraza liên kết với vùng khởi động tiến hành phiên mã ® mARN của Z, Y, A được tổng hơp và dịch mã tạo các enzim phân hủy Lactozo. Khi Lactozo cạn kiệt thì protein ức chế lại liên kết với vùng (O) quá trình phiên mã dừng lại. ĐỘT BIẾN GEN I. Khái niệm và các dạng đột biến gen: 1. Khái niệm: Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen, liên quan đến một cặp nuclêôtit làm thay đổi trình tự nu tạo ra alen mới. 2. Các dạng đột biến gen: Đột biến thay thế một cặp nuclêôtit Đột biến thêm hoặc mất một cặp nuclêôtit. II. Nguyên nhân và cơ chế phát sinh đột biến gen 1. Nguyên nhân - Bên ngoài: do các tác nhân gây đột biến như vật lý (tia phóng xạ, tia tử ngoại), hoá học (các hoá chất 5BU, NMS) hay sinh học(1 số virut). - Bên trong: do rối loạn các quá trình sinh lí hóa sinh trong tế bào. 2. Cơ chế phát sinh đột biến gen: a) Sự kết cặp không đúng trong nhân đôi AND. - Trong quá trình nhân đôi do sự kết cặp không hợp đôi( không theo nguyên tắc bổ sung) dẫn đến phát sinh đột biến gen. b) Tác động của các tác nhân gây đột biến - Tia tử ngoại (UV) có thể làm cho 2 bazơ T trên cùng 1 mạch liên kết với nhau® đột biến. - 5-brômua uraxin ( 5BU) gây ra thay thế cặp A-T bằng G-X® đột biến. - Virut viêm gan B, virut hecpet® đột biến. III. Hậu quả và ý nghĩa của đột biến gen: 1. Hậu quả của đột biến gen: Đột biến thay thế một cặp có thể làm thay đổi trình axit amin trên Pro làm thay đổi chức năng Pro. Đột biến thêm, mất cặp nu làm mã di truyền bị đọc sai từ bộ ba đột biến đến cuối gen làm thay đổi trình tự axit amin, chức năng pro. Ở cấp độ phân tử đột biến gen thường trung tính. Nếu đột biến làm thay đổi chức năng Pro thương có hại. Tuy nhiên có một số đột biến có lợi. Tính có hại của đột biến phụ thuộc môi trường, tổ hợp gen. 2. Vai trò và ý nghĩa của đột biến gen a) Đối với tiến hoá - Đột biến gen làm xuất hiện các alen mới tạo ra biến dị di truyền phong phú là nguồn nguyên liệu cho tiến hoá. b) Đối với thực tiễn - Cung cấp nguồn nguyên liệu cho quá trình tạo giống cũng như trong nghiên cứu di truyền NHIỄM SẮC THỂ VÀ ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ I. Cấu trúc siêu hiển vi của nhiễm sắc thể Thành phần: ADN + Protein Histon - Nuclêôxôm: Một đoạn ADN (khoảng 146 cặp Nu) quấn quanh 8 phân tử histôn. - Chuỗi nuclêôxôm (mức xoắn 1) tạo sợi cơ bản có đường kính » 11nm. - Sợi cơ bản xoắn (mức 2) tạo sợi chất nhiễm sắc có đường kính» 30nm. - Sợi chất nhiễm sắc xoắn mức 3® có đường kính » 300 nm và hình thành Crômatit có đường kính » 700 nm. II. Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể. 1. Mất đoạn - NST bị đứt mất 1 đoạn làm giảm số lượng gen trên NST ® thường gây chết. - Ở thực vật khi mất đoạn nhỏ NST ít ảnh hưởng ® loại khỏi NST những gen không mong muốn ở 1 số giống cây trồng. 2. Lặp đoạn - Một đoạn NST được lặp lại một hay nhiều lần ® làm tăng số lượng gen trên NST. - Làm tăng hoặc giảm cường độ biểu hiện của tính trạng (có lợi hoặc có hại). 3. Đảo đoạn: - Một đoạn NST bị đứt ra rồi đảo ngược 1800 và nối lại ®l àm thay đổi trình tự gen trên NST ® làm ảnh hưởng đến hoạt động của gen. 4. Chuyển đoạn: - Sự trao đổi đoạn NST xảy ra giữa 2 NST không cùng cặp tương đồng ® làm thay đổi kích thước, cấu trúc gen, nhóm gen liên kết ® thường bị giảm khả năng sinh sản. Bài 6: ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NHIỄM SẮC THỂ I. Đột biến lệch bội 1. Khái niệm và phân loại: a)Khái niệm: Làm thay đổi số lượng NST trong 1 hay 1 số cặp tương đồng. b)Phân loại: -Thể một: 1 cặp NST mất 1 NST và bộ NST có dạng 2n - 1. -Thể không: 1 cặp NST mất 2 NST và bộ NST có dạng 2n - 2. -Thể ba: 1 cặp NST thêm 1 NST và bộ NST có dạng 2n + 1. -Thể bốn: 1 cặp NST thêm 2 NST và bộ NST có dạng 2n + 2. 2. Cơ chế phát sinh a) Trong giảm phân - Do sự phân ly NST không bình thường ở 1 hay 1 số cặp kết quả tạo ra các giao tử thiếu, thừa NST (n -1; n + 1 giao tử lệch nhiễm). - Các giao tử này kết hợp với giao tử bình thường ® thể lệch bội. b) Trong nguyên phân - Trong nguyên phân một số cặp NST phân ly không bình thường hình thành tế bào lệch bội. -Tế bào lệch bội tiếp tục nguyên phân ® 1 phần cơ thể có các tế bào bị lệch bội ® thể khảm. 3. Hậu quả: Đột biến lệch bội tuỳ theo từng loài mà gây ra các hậu quả khác nhau như: tử vong, giảm sức sống, giảm khả năng sinh sản 4. Ý nghĩa Đột biến lệch bội cung cấp nguyên liệu cho tiến hoá và trong chọn giống. II. Đột biến đa bội 1. Khái niệm và cơ chế phát sinh thể tự đa bội a) Khái niệm: Là dạng đột biến làm tăng 1 số nguyên lần bộ NST đơn bội của loài và lớn hơn 2n ( 3n, 4n, 5n, 6n. . . ). b) Cơ chế phát sinh - Dạng 3n là do sự kết hợp giữa giao tử n với giao tử 2n (giao tử lưỡng bội). - Dạng 4n là do sự kết hợp giữa 2 giao tử 2n hoặc trong lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử tất cả các cặp NST không phân ly. 2. Khái niệm và cơ chế phát sinh thể dị đa bội. a) Khái niệm: Sự tăng số bộ NST đơn bội của 2 loài khác nhau trong 1 tế bào. b) Cơ chế hình thành: - Do hiện tượng lai xa và đa bội hoá. 3. Hậu quả và vai trò của đột biến đa bội - Tế bào đa bội thường có số lượng ADN tăng gấp bội ® tế bào to, cơ quan sinh dưỡng lớn, sinh trưởng phát triển mạnh khả năng chống chịu tốt. . . - Đột biến đa bội đóng vai trò quan trọng trong tiến hoá (hình thành loài mới) và trong trồng trọt ( tạo cây trồng năng suất cao. . . ) * Kiến thức bổ sung: - Các thể lệch bội cũng tương tự như các thể đa bội lẻ thường mất khả năng sinh sản hữu tính do khó khăn trong quá trình giảm phân tạo giao tử và nếu giảm phân được sinh ra có các giao tử không bình thường. - Nếu xét 1 lôcut gen trên cặp NST nào đó thể đột biến lệch bội dạng ba và đột biến đa bội dạng 3n đều có kiểu gen tương tự như nhau ví dụ Aaa khi giảm phân sẽ sinh ra các loại giao tử như sau: - Giao tử bình thường A, a. - Giao tử không bình thường Aa, aa. - Các thể đa bội thường gặp ở thực vật còn ở động vật đặc biệt là động vật bậc cao thì hiếm gặp là do khi các cơ thể động vật bị đa thường dẫn đến làm giảm sức sống, gây rối loạn giới tính, mất khả năng sinh sản hữu tính và thường tử vong. Một số đặc điểm phân biệt giữa thể lệch bội và thể đa bội Thể lệch bội Thể đa bội - Sự biến động số lượng NST xảy ra ở 1 vài cặp. - Số lượng NST trong mỗi cặp có thể tăng hoặc giảm. - Thường có ảnh hưởng bất lợi đến thể đột biến và thường có kiểu hình không bình thường. - Thể lệch bội thường mất khả năng sinh sản hữu tính do khó khăn trong giảm phân tạo giao tử. - Thể lệch bội có thể gặp ở cả động vật và thực vật. - Sự biến động số lượng NST xảy ra ở tất cả các cặp NST. - Số lượng NST trong mỗi cặp chỉ có tăng 1 số nguyên lần bộ đơn bội. - Thường có lợi cho thể đột biến vì thể đa bội thường sinh trưởng , phát triển mạnh, chống chịu tốt. - Thể đa bội chẵn sinh sản hữu tính bình thường còn thể đa bội lẻ mới khó khăn trong sinh sản hữu tính. - Thể đa bội thường gặp ở thực vật ít gặp ở động vật. Chương II. tính quy luật của hiện tượng di truyền Quy luật Menđen: quy luật phân ly I. Phương pháp nghiên cứu di truyền học của Menđen: 1. Phương pháp lai: - Bước 1: Tạo các dòng thuần chủng về từng tính trạng. - Bước 2: Lai các dòng thuần chủng khác biệt nhau bởi 1 hoặc nhiều tính trạng rồi phân tích kết quả lai ở đời F1, F2, F3. - Bước 3: Sử dụng toán xác suất để phân tích kết quả lai, sau đó đưa ra giả thuyết giải thích kết quả. - Bước 4: Tiến hành chứng minh cho giả thuyết của mình. 2. Phương pháp phân tích con lai của Menđen: - Tỷ lệ phân ly ở F2 xấp xỉ 3:1. - Cho các cây F2 tự thụ phấn rồi phân tích tỷ lệ phân ly ở F3 Menđen thấy tỷ lệ 3: 1 ở F2 thực chất là tỷ lệ 1:2:1 II. Hình thành học thuyết khoa học: 1. Giả thuyết của Menđen: - Mỗi tính trạng đều do 1 cặp nhân tố di truyền quy định và trong tế bào các nhân tố di truyền không hoà trộn vào nhau. - Giao tử chỉ chứa 1 trong 2 thành viên của cặp nhân tố di truyền. - Khi thụ tinh các giao tử kết hợp với nhau 1 cách ngẫu nhiên 2. Chứnh minh giả thuyết: - Mỗi giao tử chỉ chứa 1 trong 2 thành viên của cặp nhân tố di truyền do đó sẽ hình thành 2 loại giao tử và mỗi loại chiếm 50%( 0,5). - Xác suất đồng trội là 0,5X 0,5=0,25 (1/4) - Xác suất dị hợp tử là 0,25+ 0,25=0,5 (2/4) - Xác suất đồng lặn là 0,5X 0,5=0,25 (1/4) 3. Quy luật phân ly: - Mỗi tính trạng do 1 cặp alen quy định, 1 có nguồn gốc từ bố, 1 có nguồn gốc từ mẹ. - Các alen của bố và mẹ tồn tại trong tế bào cơ thể con 1 cách riêng rẽ không hoà trộn vào nhau. - Khi hình thành giao tử các alen phân ly đồng đều về các giao tử cho ra 50% giao tử chứa alen này và 50% giao tử chứa alen kia. III. Cơ sở tế bào học của quy luật phân ly: 1. Quan niệm sau Menđen: -Trong tế bào sinh dưỡng các gen và NST luôn tồn tại thành từng cặp. -Khi giảm phân tạo giao tử mỗi alen, NST cũng phân ly đồng đều về các giao tử. 2. Quan niệm hiện đại: - Mỗi gen chiếm 1 vị trí xác định trên NST được gọi là locut. - Một gen có thể tồn tại ở các trạng thái khác nhau và mỗi trạng thái đó gọi là alen. Quy luật Menđen: quy luật phân ly độc lập I. Thí nghiệm lai hai tính trạng: 1. Thí nghiệm: Ptc Hạt vàng, trơn X Hạt xanh, nhăn F1 100% cây cho hạt vàng trơn F2 315 hạt vàng, trơn: 108 hạt vàng nhăn: 101 hạt xanh, trơn: 32 hạt xanh nhăn 2. Giải thích: A quy định hạt vàng; a quy định hạt xanh B quy định hạt trơn B; b quy định hạt nhăn ® Ptc hạt vàng, trơn có kiểu gen AABB Ptc hạt xanh nhăn có kiểu gen aabb - Viết sơ đồ lai đến F2 ta thu được tỷ lệ phân ly kiểu hình là: 9/16 vàng, trơn ( A-B- ); 3/16 vàng, nhăn (A-bb); 3/16 xanh, trơn (aaB-); 1/16 xanh, nhăn ( aabb) II. Cơ sở tế bào học: 1. Trường hợp 1: (Các gen A - hạt vàng và B - hạt trơn; a - xanh và b - hạt nhăn phân ly cùng nhau) => Kết quả cho ra 2 loại giao tử AB và ab với tỷ lệ ngang nhau. 2. Trường hợp 2: (Các gen A - hạt vàng và b - hạt nhăn ; a - xanh và B - hạt trơn phân ly cùng nhau) => Kết quả cho ra 2 loại giao tử Ab và aB với tỷ lệ ngang nhau. Kết quả chung: Sự phân ly của các cặp NST theo 2 trường hợp trên với xác suất như nhau nên kiểu gen AaBb cho ra 4 loại giao tử : AB, Ab, aB, ab với tỷ lệ ngang nhau. III. Ý nghĩa của các quy luật Menđen - Dự đoán trước được kết quả lai. - Là cơ sở khoa học giả thích sự đa dạng phong phú của sinh vật trong tự nhiên. - Bằng phương pháp lai có thể tạo ra các biến dị tổ hợp mong muốn trong chăn nuôi trồng trọt. Tương tác gen và tác động đa hiệu của gen I. Tương tác gen - Khái niệm là sự tác tác động qua lại giữa các gen trong quá trình hình thành kiểu hình. Bản chất là sự tương tác giữa các sản phẩm của chúng trong quá trình hình thành kiểu hình. 1. Tương tác bổ sung Khái niệm : Tương tác bổ sung kiểu tương tác trong đó các gen cùng tác động sẽ hình thành một kiểu hình mới. Ví dụ : A-B- quy định hoa đỏ ; kiểu : A-bb; aaB- ; aabb quy định hoa trắng. P : AaBb x AaBb => F1 Cho tỷ lệ kiểu hình 9 Hoa đỏ: 7 Hoa trắng 2. Tương tác cộng gộp: Khái niệm: Là kiểu tương tác trong đó các gen trội cùng chi phối mức độ biểu hiện của kiểu hình. Ví dụ: Màu da người ít nhất do 3 gen (A,B,C) nằm trên 3 cặp NST tương đồng khác nhau chi phối. - Phần lớn các tính trạng số lượng (năng xuất) là do nhiều gen quy định tương tác theo kiểu cộng gộp quy định. II. Tác động đa hiệu của gen: 1. Khái niệm: Khái niệm : Một gen ảnh hưởng đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác gọi là gen đa hiệu. Ví dụ: - HbA hồng cầu bình thường - HbS hồng cầu lưỡi liềm ® gây rối loạn bệnh lý trong cơ thể Liên Kết gen và hoán vị gen I. Liên kết gen 1. Thí nghiệm: - Ptc Thân xám, cánh dài X đen, cụt ® 100% thân xám, cánh dài. - ♂ F1 thân xám, cánh dài X ♀ đen, cụt ®Fa 1 thân xám, cánh dài: 1 thân đen, cụt 2. Giải thích: - Mỗi NST gồm 1 p. tử ADN. Trên 1 p. tử chứa nhiều gen, mỗi gen chiếm 1 vị trí xác định trên ADN (lôcut)® các gen trên 1 NST di truyền cùng nhau ® gen liên kết. - Số nhóm gen liên kết = số lượng NST trong bộ đơn bội (n). II. Hoán vị gen: 1. Thí nghiệm của Moocgan và hiện tượng hoán vị gen: - ♀ F1 thân xám, cánh dài X ♂ đen, cụt ®Fa 495 thân xám, cánh dài ; 944 đen, cụt 206 thân xám, cánh cụt; 185 đen, dài 2. Cơ sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gen: - Gen quy định màu thân và kích thước cánh nằm trên cùng 1 NST. - Trong giảm phân tạo giao tử xảy ra tiếp hợp dẫn đến trao đổi đoạn NST giữa 2 NST trong cặp tương đồng (đoạn trao đổi chứa 1 trong 2 gen trên)® hoán vị gen. - Tần số hoán vị gen (f%)=tổng tỷ lệ % giao tử sinh ra do hoán vị. - Tần số hoán vị gen (f%)» 0% - 50% (f%£50%) - Các gen càng gần nhau trên NST thì f % càng nhỏ và ngược lại f % càng lớn. III. Ý nghĩa của hiện tượng liên kết gen và hoán vị gen: 1. Ý nghĩa của hiện tượng liên kết gen: - Các gen trên cùng 1 NST luôn di truyền cùng nhau nên duy trì sự ổn định của loài. - Thuận lợi cho công tác chọn giống. 2. Ý nghĩa của hiện tượng hoán vị gen: - Do hiện tượng hoán vị gen ®tạo ra nhiều loại giao tử ®hình thành nhiều tổ hợp gen mới tạo nguồn nguyên liệu biến dị di truyền cho quá trình tiến hoá và công tác chọn giống. - Căn cứ vào tần số hoán vị gen ® trình tự các gen trên NST (xây dựng được bản đồ gen). - Quy ước 1% hoán vị gen =1 cM(centimoocgan) Di truyền liên kết với giới tính và di truyền ngoài nhân I. Di truyền liên kết với giới tính: 1. NST giới tính và cơ chế tế bào học xác định giới tính bằng NST: a) NST giới tính: - Là NST chứa các gen quy định giới tính. - Cặp NST giới tính có thể tương đồng( ví dụ XX) hoặc không tương đồng ( ví dụ XY). - Trên cặp NST giới tính không tương đồng có những đoạn tương đồng ( giống nhau giữa 2 NST ) và những đoạn không tương đồng (chứa các gen khác nhau đặc trưng cho NST đó) b) Một số số kiểu NST giới tính: + Dạng XX và XY - ♀ XX, ♂ XY: Người, lớp thú, ruồi giấm... - ♂ XX, ♀ XY: Chim, bướm... + Dạng XX và XO: Châu chấu ♀ XX, ♂ XO 2. Sự di truyền liên kết với giới tính: a) Gen trên NST X: - Thí nghiệm: SGK - Giải thích: gen quy định màu mắt nằm trên NST X không có alen tương ứng trên Y nên con đực (XY) chỉ có 1 gen lặn là được biểu hiện ra kiểu hình. b) Gen trên NST Y: - Gen nằm trên NST Y không có alen trên X luôn được biểu hiện ra kiểu hình ở 1 giới chứa NST Y. c) Ý nghĩa của sự di truyền liên kết với giới tính: - Phát hiện sớm giới tính của vật nuôi nhằm đem lại hiệu quả kinh tế cao trong chăn nuôi. - Chủ động tạo ra đặc điểm di truyền nào đó gắn với giới tính. II. Di truyền ngoài nhân: 1.Ví dụ: ( cây hoa phấn Mirabilis jalapa) - Lai thuận:♀ lá đốm X ♂ lá xanh® thu được F1 100% lá đốm. - Lai nghịch:♀ lá xanh X ♂ lá đốm ® thu được F1 100% lá xanh. 2. Giải thích: - Khi thụ tinh giao tử đực chỉ truyền nhân mà hầu như không truyền tế bào chất cho trứng. - Các gen nằm trong tế bào chất ( trong ty thể hoặc lục lạp) chỉ được mẹ truyền cho con qua tế bào chất của trứng. - Sự phân ly kiểu hình của đời con đối với các tính trạng do gen nằm trong tế bào chất quy định rất phức tạp. * Kết luận: có 2 hệ thống di truyền là di truyền trong nhân và di truyền ngoài nhân ( di truyền theo dòng mẹ) Ảnh hưởng của môi trường lên sự biểu hiện của gen I. Mối quan hệ giữa gen và tính trạng: 1. Mối quan hệ: - Gen(ADN )®mARN® Pôlipeptit ® Prôtêin ® tính trạng. 2. Đặc điểm: - Sự biểu hiện của gen qua nhiều bước như vậy nên có thể bị nhiều yếu tố môi trường bên trong cũng như bên ngoài chi phối. II. Sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường: 1. Ví dụ 1: - Thỏ Himalaya có bộ lông trắng muốt toàn thân, ngoại trừ các đầu mút của cơ thể như tai, bàn chân, đuôi và mõm có lông màu đen. - Giải thích: Những tế bào ở đầu mút cơ thể có nhiệt độ thấp hơn nên chúng có khả năng tổng hợp được sắc tố melanin làm cho lông đen. 2. Ví dụ 2: - Các cây hoa Cẩm tú trồng trong môi trường đất có độ pH khác nhau cho màu hoa có độ đậm nhạt khác nhau giữa tím và đỏ. 3. Ví dụ 3: - ở trẻ em bệnh phêninkêtô niệu làm thiểu năng trí tuệ và hàng loạt những rối loạn khác - Nguyên nhân do 1 gen lặn trên NST thường quy định gây rối loạn chuyển hoá axit amin phêninnalanin. III.Mức phản ứng của kiểu gen: 1. Khái niệm: - Tập hợp những kiểu hình khác nhau của cùng 1 kiểu gen tương ứng với các môi trường khác nhau là mức phản ứng của kiểu gen. 2. Đặc điểm: - Mỗi kiểu gen có mức phản ứng khác nhau trong các môi trường sống khác nhau.. - Tính trạng có hệ số di truyền thấp là tính trạng có mức phản ứng rộng; thường là các tính trạng số lượng( năng suất, sản lượng trứng...) - Tính trạng có hệ số di truyền cao ® tính trạng có mức phản ứng hẹp thường là các tính trạng chất lượng(Tỷ lệ P trong sữa hay trong gạo...) Cấu trúc di truyền của quần thể. I. Các đặc trưng di truyền của quần thể. - Tần số alen - Tần số của một alen nào đó được tính bằng tỉ lệ Giữa số lượng alen đó trên tổng số alen của các loại alen khác nhau cảu gen đó trong quần thể tại một thời điểm xác định. - Tần số kiểu gen - Tần số của một loại kiểu gen nào đó trong quần thể được tính bằng tỉ lệ số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể trong quần thể. II. Cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn và giao phối gần. 1. Quần thể tự thụ phấn. - Ở thực vật. - nếu ử thế hệ xuất phát xét 1 cá thể có kiểu gen dị hợp Aa sau n thế hệ tự thụ phấn thì tỉ lệ kiểu gen như sau : Đồng hợp trội AA=()/2, dị hợp Aa = , đồng hợp lặn aa = ()/2 - Thành phần kiểu gen của quần thể cây tự thụ phấn sau n thế hệ tự thụ phấn thay đổi theo chiều hướng tỉ lệ thể dị hợp giảm dần tỉ lệ thể đồng hợp tăng lên. 2. Quần thể giao phối gần (giao phối cận huyết). Đối với các loài động vật, hiện tượng các cá thể có cùng quan hệ huyết thống giao phối với nhau thì gọi là giao phối gần (giao phối cận huyết). Giao phối giao phối cận huyết dẫn đến làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể thay đổi theo chiều hướng tỉ lệ thể dị hợp giảm dần tỉ lệ thể đồng hợp tăng lên. Tương tự quần thể tự thụ phấn III. Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối 1. Quần thể ngẫu phối - Quần thể được gọi là ngẫu phối khi các cá thể trong quần thể lựa chọn bạn tình để giao phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên * Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối : - Trong quần thể ngẫu phối các cá thể có kiểu gen khác nhau kết đôi với nhau 1 cách ngẫu nhiên tạo nên 1 lượng biến dị di truyền rất lớn trong QT làm nguồn nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống - Duy trì được sự đa dạng di truyền của quần thể 2. Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể * Một quần thể được gọi là đang ở trạng thái cân bằng di truyền khi tỉ lệ các kiểu gen ( thành phần kiểu gen ) của quần thể tuân theo công thức sau: P2 + 2pq + q2 = 1 Định luật hacđi vanbec * Nội dung : trong 1 quần thể lớn , ngẫu phối ,nếu không có các yếu tố làm thay đổi tần số alen thì thành phần kiểu gen của quần thể sẽ duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác theo công thức : P2 + 2pq +q2 =1 * Điều kiện nghiệm đúng: - Quần thể phải có kích thước lớn - Các cá thể trong quần thể phải có sức sống và khả năng sinh sản như nhau( không có chọn lọc tự nhiên ) - Không xảy ra đột biến ,nếu có thì tần số đột biến thuận bằng tần số đột biến nghịch - Không có sự di - nhập gen. Cách xác định tần số alen trong quần thể và trạng thái cân bằng quần thể. Quần thể ngẫu phối ở thế hệ xuất phát có các kiểu gen là AA, Aa, aa gọi h là tỉ lệ kiểu gen AA, d là tỉ lệ kiểu gen Aa, r là tỉ lệ kiểu gen aa. Gọi PA là tầ