HỆ THỐNG TOÀN BỘ KIẾN THỨC SINH HỌC PHỔ THÔNG

HỆ THỐNG TOÀN BỘ KIẾN THỨC SINH HỌC PHỔ THÔNG HỆ THỐNG TOÀN BỘ KIẾN THỨC SINH HỌC PHỔ THÔNG ********************* A CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ (ADN – ARN – PRÔTÊIN ) PHẦN I CẤ[.]

HỆ THỐNG TỒN BỘ KIẾN THỨC SINH HỌC PHỔ THƠNG ********************* A CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ (ADN – ARN – PRƠTÊIN ) PHẦN I: CẤU TRÚC AND I Tính số nuclêôtit ADN gen Đối với mạch gen: - Trong ADN, mạch bổ sung nhau, nên số nu chiều dài mạch A1 + T1 + G1 + X1 = T2 + A2 + X2 + G2 = N - Trong mạch, A T G X, không liên kết bổ sung nên không thiết phải Sự bổ sung có mạch: A mạch bổ sung với T mạch kia, G mạch bổ sung với X mạch Vì vậy, số nu loại mạch số nu loại bổ sung mạch A1 = T2 ; T1 = A2 ; G1 = X2 ; X1 = G2 Đối với mạch: - Số nu loại ADN số nu loại mạch: A =T = A1 + A2 = T1 + T2 = A1 + T1 = A2 + T2 G =X = G1 + G2 = X1 + X2 = G1 + X1 = G2 + X2 Chú ý: Khi tính tỉ lệ % : % A1 + % A2 %T + %T = = 2 %G1 + %G % X + % X = = = 2 %A = % T = %G = % X Ghi nhớ: Tổng loại nu khác nhóm bổ sung ln ln nửa số nu ADN 50% số nu ADN: Ngược lại biết: N N ≠ + Tổng loại nu = 50% loại nu phải khác nhóm bổ sung + Tổng loại nu khác 50% loại nu phải nhóm bổ sung Tổng số nu ADN (N) Tổng số nu ADN tổng số loại nu A + T + G + X Nhưng theo nguyên tắc bổ sung (NTBS) A = T, G =X Vì vậy, tổng số nu ADN tính là: N = 2A + 2G = 2T + 2X hay N = 2( A+ G) Do A + G = N %A + %G = 50% Tính số chu kì xoắn (C) Một chu kì xoắn gồm 10 cặp nu = 20 nu Khi biết tổng số nu (N) ADN: N = C x 20 => C= N 20 Tính khối lượng phân tử ADN (M): Một nu có khối lượng trung bình 300 đvc Khi biết tổng số nu suy ra: M = N x 300 đvc Tính chiều dài phân tử ADN (L): Phân tử ADN chuỗi gồm mạch đơn chạy song song xoắn đặn quanh trục Vì vậy, chiều dài ADN chiều dài mạch chiều dài trục Mỗi mạch có N nuclêơtit, độ dài nu 3,4 A0 L= N 3,4A0 micrômet = 10 angstron ( A0 ) micrômet = 103 nanômet ( nm) mm = 103 micrômet = 106 nm = 107 A0 II Tính số liên kết Hiđrơ liên kết Hóa Trị Đ–P Số liên kết Hiđrô (H) - A mạch nối với T mạch liên kết hiđrô - G mạch nối với X mạch liên kết hiđrô Vậy số liên kết hiđrô gen là: H = 2A + G H = 2T + 3X Số liên kết hoá trị (HT) Đơn vị thường dùng : - Số liên kết hoá trị nối nu mạch gen: N -1 Trong mạch đơn gen, nu nối với lk hoá trị, nu nối lk hoá trị … N nu nối N -1 - Số liên kết hoá trị nối nu mạch gen: 2( N - 1) Do số liên kết hoá trị nối nu mạch ADN: 2( N - 1) - Số liên kết hoá trị đường – photphát gen (HTĐ-P) Ngoài liên kết hố trị nối nu gen nu có lk hố trị gắn thành phần H3PO4 vào thành phần đường Do số liên kết hoá trị Đ–P ADN là: HTĐ-P = 2( N - 1) + N = (N – 1) PHẦN II: CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐÔI CỦA ADN I TÍNH SỐ NUCLÊƠTIT TỰ DO CẦN DÙNG Qua lần tự nhân đôi (tự sao, tái sinh, tái bản) - Khi ADN tự nhân đơi hồn toàn mạch liên kết nu tự theo NTBS: A ADN nối với TTự ngược lại; GADN nối với XTự ngược lại Vì vây số nu tự loại cần dùng số nu mà loại bổ sung Atd =Ttd = A = T; Gtd = Xtd = G = X - Số nu tự cần dùng số nu ADN Ntd = N Qua nhiều đợt tự nhân đơi (x đợt) a Tính số ADN - ADN mẹ qua đợt tự nhân đôi tạo = 21 ADN - ADN mẹ qua đợt tự nhân đôi tạo = 22 ADN - ADN mẹ qua đợt tự nhân đôi tạo = 23 ADN - ADN mẹ qua x đợt tự nhân đôi tạo 2x ADN Vậy: Tổng số ADN = 2x - Dù đợt tự nhân đôi nào, số ADN tạo từ ADN ban đầu, có ADN mà ADN có chứa mạch cũ ADN mẹ Vì số ADN cịn lại có mạch cấu thành hồn tồn từ nu mơi trường nội bào Số ADN có mạch = 2x – b Tính số nu tự cần dùng: - Số nu tự cần dùng ADN trải qua x đợt tự nhân đôi tổng số nu sau có ADN trừ số nu ban đầu ADN mẹ + Tổng số nu sau trong ADN con: N.2x + Số nu ban đầu ADN mẹ: N Vì tổng số nu tự cần dùng cho ADN qua x đợt tự nhân đôi: ∑N td = N.2x – N = N(2X -1) - Số nu tự loại cần dùng là: ∑A td = ∑T td = A(2X -1) ∑G td = ∑X td = G( 2X -1) + Nếu tính số nu tự ADN mà có mạch hồn tồn mới: ∑N td hồn toàn = N(2X - 2) ∑A td hoàn toàn = ∑T td = A(2X -2) ∑G td hoàn tồn = ∑X td = G(2X -2) II TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIĐRƠ; HỐ TRỊ Đ-P ĐƯỢC HÌNH THÀNH HOẶC BỊ PHÁ VỠ Qua đợt tự nhân đơi a Tính số liên kết hiđrơbị phá vỡ số liên kết hiđrơ hình thành Khi ADN tự nhân đơi hồn tồn: - mạch ADN tách ra, liên kết hiđrô mạch bị phá vỡ nên số liên kết hiđrô bị phá vỡ số liên kết hiđrô ADN H bị đứt = H ADN - Mỗi mạch ADN nối nu tự theo NTBS liên kết hiđrô nên số liên kết hiđrơ hình thành tổng số liên kết hiđrơ ADN Hhình thành = HADN b Số liên kết hoá trị hình thành: Trong q trình tự nhân đơi ADN, liên kết hoá trị Đ–P nối nu mạch ADN không bị phá vỡ Nhưng nu tự đến bổ sung dược nối với liên kết hố trị để hình thành mạch Vì số liên kết hố trị hình thành số liên kết hoá trị nối nu với mạch AND HT hình thành = ( N - 1) = N- 2 Qua nhiều đợt tự nhân đôi (x đợt) a Tính tổng số liên kết hidrơ bị phá vỡ tổng số liên kết hidrơ hình thành: - Tổng số liên kết hidrô bị phá vỡ: ∑ Hbị phá vỡ = H (2x – 1) - Tổng số liên kết hidrơ hình thành: ∑ Hhình thành = H.2x b.Tổng số liên kết hố trị hình thành: Liên kết hố trị hình thành liên kết hoá trị nối nu tự lại thành chuỗi mạch polinuclêôtit N - Số liên kết hoá trị nối nu mạch đơn: -1 - Trong tổng số mạch đơn ADN cịn có mạch cũ ADN mẹ giữ lại - Do số mạch ADN 2.2 x - 2, vây tổng số liên kết hố trị hình thành là: ∑ HThình thành = ( N - 1) (2.2x – 2) = (N-2) (2x – 1) III TÍNH THỜI GIAN SAO MÃ Có thể quan niệm liên kết nu tự vào mạch ADN đồng thời, mạch tiếp nhân đóng góp nu mạch liên kết nhiêu nu Tốc độ tự sao: Số nu tiếp nhận liến kết giây Tính thời gian tự nhân đôi (tự sao) Thời gian để mạch ADN tiếp nhận kiên kết nu tự - Khi biết thời gian để tiếp nhận liên kết nu dt, thời gian tự tính là: TGtự = dt N - Khi biết tốc độ tự (mỗi giây liên kết nu) thời gian tự nhân đôi ADN là: TG tự = N : tốc độ tự PHẦN III CẤU TRÚC ARN I TÍNH SỐ RIBƠNUCLÊƠTIT CỦA ARN: - ARN thường gồm loại ribônu: A, U, G, X tổng hợp từ mạch gốc ADN theo NTBS Vì số ribônu ARN số nu mạch AND rN = rA + rU + rG + rX = N - Trong ARN A U G X không liên kết bổ sung nên không thiết phải Sự bổ sung có A, U, G, X ARN với T, A, X, G mạch gốc ADN Vì số ribônu loại ARN số nu bổ sung mạch gốc AND rA = Tgốc ; rU = Agốc rG = Xgốc ; rX = Ggốc * Chú ý: Ngược lại, số lượng tỉ lệ % loại nu ADN tính sau: + Số lượng: A = T = rA + rU G = X = rG + rX + Tỉ lệ %: % A = %T = %G = % X = %rA + %rU %rG + %rX II TÍNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ ARN (MARN) Một ribơnu có khối lượng trung bình 300 đvC, nên: MARN = rN 300đvC = N 300 đvC III TÍNH CHIỀU DÀI VÀ SỐ LIÊN KẾT HOÁ TRỊ Đ–P CỦA ARN Tính chiều dài: - ARN gồm có mạch rN ribônu với độ dài nu 3,4 A0 Vì vậy, chiều dài ARN chiều dài ADN tổng hợp nên ARN - Vì vậy: LADN = LARN = rN 3,4A0 = N 3,4 A0 Tính số liên kết hố trị Đ–P: - Trong chuỗi mạch ARN: ribônu nối liên kết hố trị, ribơnu nối liên kết hố trị… Do số liên kết hố trị nối ribônu mạch ARN rN – - Trong ribơnu có liên kết hố trị gắn thành phần axit H 3PO4 vào thành phần đường Do số liên kết hóa trị loại có rN ribơnu rN Vậy số liên kết hoá trị Đ–P ARN: HT ARN = rN – + rN = rN -1 PHẦN IV: CƠ CHẾ TỔNG HỢP ARN I TÍNH SỐ RIBƠNUCLÊOTIT TỰ DO CẦN DÙNG Qua lần mã: Khi tổng hợp ARN, mạch gốc ADN làm khuôn mẫu liên ribônu tự theo NTBS: AADN nối UARN ; TADN nối AARN GADN nối XARN ; XADN nối GARN Vì vậy: + Số ribơnu tự loại cần dùng số nu loại mà bổ sung mạch gốc ADN rAtd = Tgốc ; rUtd = Agốc rGtd = Xgốc ; rXtd = Ggốc + Số ribônu tự loại cần dùng số nu mạch ADN rNtd = N 2 Qua nhiều lần mã (k lần) Mỗi lần mã tạo nên phân tử ARN nên số phân tử ARN sinh từ gen số lần mã gen Số phân tử ARN = Số lần mã = K + Số ribônu tự cần dùng số ribônu cấu thành phân tử ARN Vì qua K lần mã tạo thành phân tử ARN tổng số ribơnu tự cần dùng là: ∑ rNtd = K.rN + Suy luận tương tự, số ribônu tự loại cần dùng là: ∑ rAtd = K rA = K Tgốc ∑ rUtd = K rU = K Agốc ∑ rGtd = K rG = K Xgốc ∑ rXtd = K rX = K Ggốc * Chú ý: Khi biết số ribônu tự cần dùng loại: + Muốn xác định mạch khuôn mẫu số lần mã chia số ribơnu cho số nu loại bổ sung mạch mạch ADN => Số lần mã phải ước số số ribbơnu số nu loại bổ sung mạch khuôn mẫu + Trong trường hợp vào loại ribônu tự cần dùng mà chưa đủ xác định mạch gốc, cần có số ribơnu tự loại khác số lần mã phải ước số chung số ribônu tự loại cần dùng với số nu loại bổ sung mạch gốc II TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIĐRƠ VÀ LIÊN KẾT HOÁ TRỊ Đ–P: Qua 1lần mã: a Số liên kết hidro: Hđứt = HADN Hhình thành = HADN => Hđứt = Hhình thành = HADN b Số liên kết hố trị: HT hình thành = rN – Qua nhiều lần mã (K lần): a Tổng số liên kết hidrô bị phá vỡ ∑ H phá vỡ = K H b Tổng số liên kết hố trị hình thành: ∑ HThình thành = K.(rN – 1) III TÍNH THỜI GIAN SAO MÃ: * Tốc độ mã: Số ribônu tiếp nhận liên kết giây * Thời gian mã: - Đối với lần mã: thời gian để mạch gốc gen tiếp nhận liên kết ribônu tự thành phân tử ARN + Khi biết thời gian để tiếp nhận ribơnu dt thời gian mã là: TGsao mã = dt rN + Khi biết tốc độ mã (mỗi giây liên kết ribônu) thời gian mã là: TG mã = r N : tốc độ mã - Đối với nhiều lần mã (K lần): + Nếu thời gian chuyển tiếp lần mã mà không đáng kể thi thời gian mã nhiều lần là: TGsao mã nhiều lần = K.TGsao mã lần + Nếu TG chuyển tiếp lần mã liên tiếp đáng kể ∆t thời gian mã nhiều lần là: TGsao mã nhiều lần = K.TGsao mã lần + (K-1) ∆t PHẦN IV: CẤU TRÚC PRƠTÊIN I TÍNH SỐ BỘ BA MẬT MÃ - SỐ AXIT AMIN - Cứ nu mạch gốc gen hợp thành ba mã gốc, ribônu mạch ARN thông tin (mARN) hợp thành ba mã Vì số ribơnu mARN với số nu mạch gốc, nên số ba mã gốc gen số ba mã mARN Số ba mật mã = N 2.3 = rN - Trong mạch gốc gen số mã mARN có ba mã kết thúc khơng mã hố a.amin Các ba cịn lại có mã hố a.amin Số ba có mã hố a.amin (a.amin chuỗi polipeptit) = N -1 = rN -1 - Ngoài mã kết thúc khơng mã hóa a.amin, mã mở đầu có mã hóa a.amin, a amin bị cắt bỏ không tham gia vào cấu trúc prôtêin Số a.amin phân tử prơtêin (a.amin prơ hồn chỉnh) = N 2.3 -2 = rN -2 II TÍNH SỐ LIÊN KẾT PEPTIT - Số liên kết peptit hình thành = số phân tử H2O tạo - Hai a.amin nối liên kết péptit, a.amin có liên kết peptit chuỗi polipeptit có m a.amin số liên kết peptit là: Số liên kết peptit = m -1 III TÍNH SỐ CÁCH MÃ HĨA CỦA ARN VÀ SỐ CÁCH SẮP ĐẶT A.AMIN TRONG CHUỖI POLIPEPTIT Các loại a.amin ba mã hoá: Có 20 loại a.amin thường gặp phân tử prôtêin sau: Glixêrin: Gly Alanin: Ala Valin: Val Lơxin: Leu Izolơxin: Ile Xerin: Ser Treonin: Thr Xistein: Cys Metionin: Met 10 A.aspartic: Asp11 Asparagin: Asn 12 A.glutamic: Glu 13 Glutamin: Gln 14 Arginin: Arg 15 Lizin: Lys 16 Phenilalanin: Phe 17 Tirozin: Tyr 18 Histidin: His 19 Triptofan: Trp 20 Prôlin: pro Bảng ba mật mã U X A UUU UXU U A U Tyr U U X phe UXX UAX U UUA U X A Ser U A A ** U U G Leu UXG U A G ** XUU XXU X A U His XUX Leu XXX Pro X A X X XUA XXA X AA XUG XXG X A G Gln AUA AXU AA U Asn AUX He AXX Thr A A X A AUA AXA AAA A U G * Met AXG AA G Lys GUU GXU GAU GUX Val GXX GAX Asp G G UA G XA Ala G A A G U G * Val GXG GAG Glu Kí hiệu : * mã mở đầu ; ** mã kết thúc G UGU U G X Cys U G A ** U G G Trp XGU XGX XGA Arg XGG AG U AG X Ser AGA AG G Arg GGU GGX G G A Gli GGG U X A G U X A G U X A G U X A G PHẦN V: CƠ CHẾ TỔNG HỢP PRƠTÊIN I TÍNH SỐ AXIT AMIN TỰ DO CẦN DÙNG: Trong tình giải mã, tổng hợp prơtein, ba mARN có mã hố a.amin ARN mang a.amin đến giải mã Giải mã tạo thành phân tử prôtein: - Khi ribôxôm chuyển dịch từ đầu đến đầu mARN để hình thành chuỗi polipeptit số a.amin tự cần dùng ARN vận chuyển mang đến để giải mã mở đầu mã kế tiếp, mã cuối khơng giải Vì số a amin tự cần dùng cho lần tổng hợp chuỗi polipeptit là: Số a amin tự cần dùng: Số aatd = N 2.3 -1 = rN -1 Khi rời khỏi ribôxôm, chuỗi polipeptit khơng cịn a.amin tương ứng với mã mở đầu Do đó, số a amin tự cần dùng để cấu thành phân tử prôtêin (tham gia vào cấu trúc prôtêin để thực chức sinh học) là: Số a amin tự cần dùng để cấu thành prơtêin hồn chỉnh: Số aap = N 2.3 -2 = rN -2 Giải mã tạo thành nhiều phân tử prôtêin: - Trong q trình giải mã, tổng hợp prơtêin, lượt chuyển dịch ribôxôm mARN tạo thành chuỗi polipeptit - Có n riboxom chuyển dịch qua mARN khơng trở lại có n lượt trượt ribơxơm Do số phân tử prơtêin (gồm chuỗi polipeptit) = số lượt trượt ribôxôm - Một gen mã nhiều lần, tạo nhiều phân tử mARN loại Mỗi mARN có n lượt ribơxơm trượt qua trình giả mã K phân tử mARN tạo số phân tử prôtêin: ∑ số P = tổng số lượt trượt RB = K n - Tổng số axit amin tự thu hay huy động vừa để tham gia vào cấu trúc phần từ protein vừa để tham gia mã mở đầu Vì vậy: - Tổng số axit amin tự dùng cho trình giải mã số axit amin tham gia vào cấu trúc phần tử protein số axit amin tham gia vào việc giải mã mở đầu (được dùng lần mở mà thôi) ∑ aatd = Số P ( rN - 1) = Kn ( rN - 1) - Tổng số a amin tham gia cấu trúc prôtêin để thực chức sinh học (không kể a.amin mở đầu): ∑ aaP = Số P ( rN -2) II TÍNH SỐ PHÂN TỬ NƯỚC VÀ SỐ LIÊN KẾT PEPTIT Trong trình giải mã chuỗi polipeptit hình thành axit amin nối liên kết peptit đồng thời giải phóng phân tử nước, axit amin nối liên kết paptit, đồng thời giải phóng phân tử nước… Vì vậy: - Số phân tử nứơc giải phóng trình giải mã tạo chuỗi polipeptit là: Số phân tử H2O giải phóng = rN -2 Tổng số phân tử nước giải phóng q trình tổng hợp nhiều phân tử protein (mỗi phân tử protein chuỗi polipeptit) ∑ H2O giải phóng = số phân tử prôtêin rN -2 - Khi chuỗi polipeptit rời khỏi riboxom tham gia chức sinh học axit amin mở đầu tách mối liên kết peptit với axit amin khơng cịn số liên kết peptit thực tạo lập rN -3 = số aaP -1 Vì vậy, tổng số liên kết peptit thực hình thành phân tử protein là: ∑ peptit = Tổng số phân tử protein ( rN - ) = Số P(số aaP - ) III TÍNH SỐ ARN VẬN CHUYỂN ( tARN) Trong trình tổng hợp protein, tARN mang axit amin đến giải mã Mỗi lượt giải mã, tARN cung cấp axit amin  phần tử ARN giải mã lượt cung cấp nhiêu axit amin Sự giải mã tARN khơng giống nhau: có loại giải mã lần, có loại lần, lần - Nếu có x phân tử giải mã lần  số aa chúng cung cấp 3x y phân tử giải mã lần  … 2y z phân tử giải mã lần  … 1z - Vậy tổng số axit amin cần dùng phân tử tARN vận chuyển loại cung cấp  phương trình 3x + 2y + z = ∑ aa tự cần dùng IV SỰ DỊCH CHUYỂN CỦA RIBOXOM TRÊN ARN THÔNG TIN 1.Vận tốc trượt riboxom mARN - Là độ dài mARN mà riboxom chuyển dịch giây - Có thể tính vận tốc trượt cách chia chiều dài mARN cho thời gian riboxom trượt từ đầu đến đầu (trượt hết mARN) v= l t (A0/s ) * Tốc độ giải mã RB: - Là số axit amin chuỗi polipeptit kéo dài giây (số ba giải giây) = Số ba mà RB trượt giây - Có thể tính cách chia số ba mARN cho thời gian RB trượt hết mARN Tốc độ giải mã = số mARN : t Thời gian tổng hợp phân tử protein (phân tử protein gồm chuỗi polipeptit) - Khi riboxom trượt qua mã kết thúc, rời khỏi mARN tổng hợp phân tử protein riboxom xem hồn tất Vì thời gian hình thành phân tử protein thời gian riboxom trượt hết chiều dài mARN (từ đầu đến đầu kia) t = l t Thời gian riboxom trượt qua hết mARN (kể từ lúc ribôxôm bắt đầu trượt) Gọi ∆t: khoảng thời gian ribôxôm sau trượt chậm ribôxôm trước - Đối với RB : t - Đối với RB 2: t + ∆t - Đối với RB : t + 2∆t - Tương tự RB cịn lại VI TÍNH SỐ A.AMIN TỰ DO CẦN DÙNG ĐỐI VỚI CÁC RIBƠXƠM CỊN TIẾP XÚC VỚI mARN Tổng số a amin tự cần dùng riboxom có tiếp xúc với mARN tổng dãy polipepti mà riboxom giải mã được: ∑ aatd = a1 + a2 + ……+ ax Trong đó: x = số ribơxơm; a1, a2 … = số a amin chuỗi polipeptit RB1, RB2 … * Nếu riboxom cách số a amin chuỗi polipeptit riboxom số:  số a amin riboxom hợp thành dãy cấp số cộng: - Số hạng đầu a1 = số a amin RB1 - Công sai d = số a amin RB sau số a amin trước - Số hạng dãy x = số riboxom có tiếp xúc mARN (đang trượt mARN) Tổng số a.amin tự cần dùng tổng dãy cấp số cộng đó: Sx = x [2a1 + (x – 1).d] B: CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO (NST) PHẦN I: NHIỄM SẮC THỂ VÀ CƠ CHẾ NGUYÊN PHÂN I TÍNH SỐ TẾ BÀO CON TẠO THÀNH Tế bào sinh sản cách phân đôi trở thành tế bào  số tế bào hệ sau gấp đôi số tế bào hệ trước - Từ tế bào ban đầu: + Qua đợt phân bào tạo 21 tế bào + Qua đợt phân bào tạo 22 tế bào => Số tế bào tạo thành từ tế bào ban đầu qua x đợt phân bào A= 2x - Từ nhiều tế bào ban đầu: + a1 tế bào qua x1 đợt phân bào  tế bào a1.2x1 + a2 tế bào qua x2 đợt phân bào  tế bào a2.2x2 => Tổng số tế bào sinh ∑ A = a1 2x1 + a2 2x2 + … II TÍNH SỐ NHIỄM SẮC THỂ TƯƠNG ĐƯƠNG VỚI NGUYÊN LIỆU ĐƯỢC CUNG CẤP TRONG QUÁ TRÌNH TỰ NHÂN ĐƠI CỦA NHIỄM SẮC THỂ Khi tự nhân đôi, nhiễm sắc thể ban đầu tạo thêm nửa từ nguyên liệu môi trường nội bào để trở thành nhiễm sắc thể giống hệt (Do quan niệm nhiễm sắc thể cũ tạo thêm nhiễm sắc thể mới) Mỗi đợt nguyên phân có đợt tự nhân đôi nhiễm sắc thể tế bào mẹ số đợt tự nhân đôi nhiễm sắc thể = số đột nguyên phân tế bào - Số NST tương đương với nguyên liệu môi trường nội bào cung cấp tổng số NST sau tất tế bào trừ số NST ban đầu tế bào mẹ - Tổng số NST sau tất tế bào con: 2n 2x - Số NST ban đầu tế bào mẹ: 2n Vậy tổng số NST tương đương với nguyên liệu cung cấp tế bào 2n phải qua x đợt nguyên phân là: ∑ NST = 2n 2x - 2n = 2n (2x – 1) - Số NST chứa hoàn toàn nguyên liệu Dù đợt nguyên phân , số NST tế bào có NST mang 1/2 NST cũ NST ban đầu  số NST có chứa 1/ NST cũ = lần số NST ban đầu Vì , số NST tế bào mà NST cấu thành từ nguyên liệu môi trường nội bào cung cấp : 10 Thí nghiệm Menden a thí nghiệm kết : - Lai thứ đậu chủng khác cặp tính trạng tương phản : hạt vàng vỏ trơn với hạt xanh vỏ nhăn , thu F1 đồng loạt hạt vàng trơn - Cho F1 vàng trơn tự thụ phấn giao phấn với , F thu tỉ lệ xấp xỉ : vàng , trơn ; vàng ,nhăn ; xanh trơn ; xanh , nhăn b Nhận xét : - F2 xuất loại kiểu hình khác bố mẹ vàng nhăn xanh trơn gọi biến dị tổ hợp - Mỗi tính trạng xét riêng tuân theo định luật đồng tính F1 phân tính F2 + Xét riêng : * F1 :100% hạt vàng  F2 :hạt vàng / hạt xanh = 9+ /3+1 = / * F1 : 100% hạt trơn  F2 : hạt trơn / hạt nhăn = 9+3 / 3+1 = /1 + Xét chung tính trạng : Ơ F2 = (3V :1X) ( 3T : 1N) = ( V-T : 3V – N : X-T : X-N ) Vậy cặp tính trạng di truyền khơng phụ thuộc vào Nội dung định luật phân li độc lập : Khi lai bố mẹ chủng, khác hay nhiều cặp tính trạng tương phản di truyền cặp tính trạng không phụ thuộc vào di truyền cặp tính trạng , F2 xuất tổ hợp tính trạng khác bố mẹ gọi biến dị tổ hợp Giải thích định luật phân li độc lập Menden theo thuyết NST ( sở TB học ) -Gen trội A : hạt vàng ; gen lặn a : hạt xanh Gen trội B : hạt trơn ; gen lặn b : hạt nhăn - Mỗi cặp gen qui định cặp tính trạng nằm cặp NST tương đồng riêng - P t/c : vàng trơn x xanh nhăn  F1 : 100% vàng trơn F1 x F1 -> F gồm : + kiểu gen : 1AABB: AaBB : AABb : AaBb : 1AAbb : Aabb: 1aaBB :2aaBb: 1aabb + kiểu hình : vàng trơn : vàng nhăn : xanh trơn : xanh nhăn Điều kiện nghiệm : - Bố mẹ phải chủng khác cặp tính trạng tương phản đem lai - Tính trạng trội phải trội hồn tồn - Số cá thể phân tích phải lớn - Các cặp gen xác định cặp tính trạng tương phản nằm cặp NST tương đồng khác - Các cặp gen phải tác động riêng rẽ lên hình thành tính trạng Ý nghĩa : : Sự phân li độc lập tổ hợp tự NST gen giảm phân , thụ tinh làm tăng biến dị tổ hợp nguồn nguyên liệu cho chọn giống tiến hoá , giải thích đa dạng sinh vật D DI TRUYỀN TÍNH TRẠNG TRUNG GIAN ( trội khơng hồn tồn ) Thí nghiệm : Lai thứ hoa Dạ Lan chủng : hoa dỏ : AA với hoa trắng aa , F1 có hoa màu hồng (Aa) Cho F tự thụ phấn ( giao phấn ) , F2 phân li theo tỉ lệ : đỏ : hồng : trắng * Nhận xét : Thể đồng hợp dị hợp có kiểu hình khác Nội dung định luật : Khi lai thể bố mẹ khác cặp tính trạng, ,thì F đồng loạt mang tính trạng trung gian giữ bố mẹ Giải thích : 14 - Tính trạng màu hoa cặp gen quy định , AA : hoa đỏ ; aa : hoa trắng ; Aa : hoa hồng - Sơ đồ lai : P : AA ( hoa đỏ ) x aa ( hoa trắng ) Gp : A a F1 : Aa ( 100% hoa hồng ) F1 x F1 : Aa (hoa hồng ) x Aa (hoa hồng ) GF1 : A , a A, a F : AA ( đỏ ) : Aa (2 hồng ) : aa ( trắng ) B PHƯƠNG PHÁP GIẢI I TÍNH SỐ LOẠI VÀ THÀNH PHẦN GEN GIAO TỬ Số loại giao tử : Không tuỳ thuộc vào kiểu gen KG mà tuỳ thuộc vào số cặp gen dị hợp : + Trong KG có cặp gen dị hợp  21 loại giao tử + Trong KG có cặp gen dị hợp  22 loại giao tử + Trong KG có cặp gen dị hợp  23 loại giao tử + Trong KG có n cặp gen dị hợp  2n loại giao tử Thành phần gen (KG) giao tử : Trong tế bào (2n) thể gen tồn thành cặp tương đồng , giao tử (n) mang gen cặp + Đối với cặp gen đồng hợp AA ( aa) : cho loại giao tử A ( loại giao tử a ) + Đối với cặp gen dị hợp Aa:cho loại giao tử với tỉ lệ giao tư A giao tử a + Suy luận tương tự nhiều cặp gen dị hợp name cặp NST khác , thành phần kiểu gen loại giao tử ghi theo sơ đồ phân nhánh ( sơ đồ Auerbac ) cách nhân đại số Ví dụ : Kiểu gen :AaBbDd  giao tử : ABD, ABd , AbD, Abd aBD, aBd , abD , abd II TÍNH SỐ KIỂU TỔ HỢP , KIỂU GEN , KIỂU HÌNH VÀ CÁC TỈ LỆ PHÂN LI Ở ĐỜI CON Số kiểu tổ hợp : Mỗi loại giao tử đực tổ hợp tự với loại giao tử tạo thành nhiều kiểu tổ hợp hợp tử Vì số kiểu tổ hợp loại giao tử đực : Số kiểu tổ hợp = số loại giao tử đực x số loại giao tử Chú ý : + Biết kiểu tổ hợp => biết số loại giao tử đực , giao tử => biết cặp gen dị hợp kiểu gen cha mẹ + Kiểu tổ hợp khác đưa đến kiểu gen giống => số KG < số kiểu tổ hợp Số loại giao tử tỉ lệ phân li kiểu gen(KG) , kiểu hình (KH): Sự di truyền gen độc lập với => tổ hợp tự cặp gen cặp tính trạng Vì , kết qủa kiểu gen kiểu hình đời tính sau : + Tỉ lệ KG chung nhiều cặp gen = tỉ lệ KG riêng rẽ căp gen nhân với => Số KG tính chung = số KG riêng cặp gen nhân với + Tỉ lệ KH chung nhiều cặp tính trạng = tỉ lệ KH riêng rẽ cặp tính trạng nhân với 15 III TÌM KIỂU GEN CỦA BỐ MẸ Kiểu gen riêng loại tính trạng : Xét riêng kết đời lai F1 loại tính trạng a) F1 đồng tính : + Nếu bố me (P) có KH khác F nghiệm ĐL đồng tính Menden => tính trạng biểu F1 tính trạng trội hệ P chủng : AA x aa + Nếu P kiểu hình F1 mang tính trạng trội 2P có KG đồng hợp trội AA, P cịn lại AA Aa + Nếu P không rõ KH F mang tính trạng trội , P đồng hợp trội AA ,P lại tuỳ ý : AA , Aa aa b) F1 phân tính có tỉ lệ : - F1 phân tính theo tỉ lệ 3:1 F1 nghiệm định luật phân tính Menden => tính trạng tính trạng trội , tính trạng lặn P dị hợp Aa xAa Chú ý : Trong trườpng hợp trội khơng hồn tồn tỉ lệ F 1:2: Trong trường hợp có gen gây cheat trạng thái đồng hợp tỉ lệ F1 2:1 - F1 phân tính theo tỉ lệ :1 F1 kết qủa đặc trưng phép lai phân tích thể dị hợp => 1bên P có KG dị hợp Aa , P cịn lại đồng hợp aa - F1 phân tính khơng rõ tỉ lệ Dựa vào cá thể mang tính trạng lặn F aa => P chứa gen lặn a , phối hợp với KH P suy KG P Kiểu gen chung nhiều loại tính trạng a Trong phép lai khơng phải phép lai phân tích Kết hợp kết KG riêng loại tính trạng với Ví dụ : Ở cà chua A : đỏ ; a vàng B : tròn ; b bầu dục Cho lai chưa rõ KG KH với thu F gồm : đỏ tròn ;3 đỏ bầu dục ; vàng tròn ; vàng bầu dục Các cặp gen nằm cặp NST khác Tìm KG thuộc hệ P - Xét riêng cặp tính trạng : + F1gồm (3+3) đỏ : ( + 1) vàng = đỏ : vàng ( theo ĐL đồng tính ) =>P : Aa x Aa + F1gồm (3 +1 ) tròn : (3 + ) bầu dục = tròn : bầu dục ( lai phân tích dị hợp ) => P : Bb x bb - Xét chung : Kết hợp kết qủa KG riêng loại tính trạng => KG P : AaBb x AaBb b) Trong phép lai phân tích Khơng xét riêng loại tính trạng mà phải dựa vào kết phép lai để xác định tỉ lệ thành phần gen loại giao tử sinh => KG cá thể IV CÁCH NHẬN ĐỊNH QUY LUẬT DI TRUYỀN ) Căn vào phép lai khơng phải phép lai phân tích : - Tìm tỉ lệ phân tính KH hệ loại tính trạng - Nhân tỉ lệ KH riêng rẽ loại tính trạng với với tỉ lệ KH riêng loại tính trạng Nếu thấy kết tính phù hợp với kết qủa phép lai => cặp gen quy định 16 loại tính trạng nằm cặp NST khác , di truyền theo quy luật phân li độc lập Menden ( trừ tỉ lệ 1:1 nhân với ) Ví dụ : Cho lai thứ cà chua : đỏ thân cao với đỏ thân thấp thu 37,5% đỏ thân cao : 37,5% đỏ thân thấp :12,5% vàng thân cao , 12,5% vàng thân thấp Biết tính trạng gen quy định Giải + Xét riêng tính trạng hệ - (37,5% + 37,5% ) đỏ : ( 12,5% + 12,5% ) vàng = đỏ : vàng - ( 37,5% + 12,5% ) cao : ( 37,5 % + 12,5% ) thấp = cao : thấp + Nhân tỉ lệ ( đỏ : vàng ) ( cao : thấp ) = đỏ cao : đỏ thấp : vàng cao : vàng thấp phù hợp với phép lai đề Vậy cặp gen quy định cặp nằm cặp NST khác 2) Căn vào phép lai phân tích : Khơng xét riêng loại tính trạng mà dựa vào kết phép lai để xác định tỉ lệ loại giao tử sinh cá thể cần tìm Nếu kết lai chứng tỏ cá thể dị hợp kép cho loại giao tử tỉ lệ => 2cặp gen nằm cặp NST khác PHẦN II: LIÊN KẾT GEN - HỐN VỊ GEN A TĨM TẮT LÍ THUYẾT I LIÊN KẾT GEN HỒN TỒN : Thí nghiệm Mocgan : a Đối tượng nghiên cứu : Ruồi giấm có điểm thuận lợi nghiên cứu di truyền : dễ nuôi ống nghiệm , đẻ nhiều , vòng đời ngắn ( 10 -14 ngày / hệ ) , số lượng NST (2n = ) , nhiều biến dị dễ thấy b Nội dung thí nghiệm : - Lai dịng ruồi giấm chủng khác cặp tính trạng tương phản ruồi thân xám , cánh dài với ruồi thân đen cánh ngắn Được F1 đồng loạt ruồi thân xám cánh dài Vậy , theo định luật đồng tính Menden : thân xám cánh dài tính trạng trội hồn tồn so với thân đen , cánh ngắn F1 có kiểu gen dị hợp cặp gen - Lai phân tích ruồi đực F1 thân xám , cánh dài với ruồi thân đen , cánh ngắn F thu 50% thân xám cánh dài ; 50% thân đen cánh ngắn c Nhận xét : - Nếu tính trạng cặp gen nằm cặp NST khác di truyền phân li độc lập kết lai phân tích thu loại kiểu hình với tỉ lệ - Kết thí nghiệm thu loại kiểu hình giống bố mẹ Ruồi thể đồng hợp cặp gen lặn cho loại giao tử , chứng tỏ ruồi F dị hợp cặp gen cho loại giao tử với tỉ lệ loại giao tử giống phân li độc lập Menden Như , có di truyền liên kết tính trạng màu sắc thân hình dạng cánh Tính trạng thân xám ln kèm với tính trạng cánh dài ; tính trạng thân đen ln kèm với tính trạng cánh ngắn Giải thích sở tế bào học ( vẽ sơ đồ phân li NST) - Quy ớc : B : thân xám , b : thân đen ; V cánh dài , v : cánh ngắn 17 - Kết thí nghiệm giải thích thừa nhận gen B V nằm NST ( kí hiệu BV ) , gen b v nằm NST ( kí hiệu bv ) cặp tương đồng - Sơ đồ lai : (HS tự viết ) Nội dung định luật liên kết gen hoàn toàn : - Các gen phân bố NST vị trí xác định gọi lôcut - Trong tế bào , số lượng gen lớn số lượng NST nhiều nên NST phải mang nhiều gen - Các gen nằm NST phân li trình phân bào làm thành nhóm gen lên kết - Số nhóm gen liên kết lồi tương ứng với số NST đơn bội (n) loài - Số nhóm tính trạng di truyền liên kết tương ứng với nhóm gen liên kết Ý nghĩa di truyền liên kết : - liên kết gen làm hạn chế xuất biến dị tổ hợp , bảo tồn tính trạng giống bố mẹ - Liên kết gen đảm bảo di truyền bean vững nhóm tính trạng qui định gen NST - Trong chọn giống , tiến hành lai tạo giống có gen q ( qui định nhóm tính trạng tốt ) nằm nhóm gen liên kết ln kèm với II LIÊN KẾT GEN KHƠNG HỒN TỒN : Thí nghiệm : Khi cho lai ruồi F1 thân xám cánh dài giao phối với ruồi thân đen cánh ngắn Thu F : 41% thân xám cánh dài ; 41% thân đen cánh ngắn ; 9% thân xám cánh ngắn ; 9% thân đen cánh dài * Nhận xét : - Nếu có tượng liên kết gen F có loại kiểu hình xám, dài đen, ngắn -Thực tế F2 có loại kiểu hình , có loại kiểu hình thân xám cánh ngắn thân đen , cánh dài với tỉ lệ thấp kết tượng hốn vị gen crơmatit cặp NST kép Giải thích sở tế bào học : ( vẽ sơ đồ phân li NST ) - Viết sơ đồ lai ( HS tự viết ) - Tần số hoán vị gen (P) = ∑ tỉ lệ % loại giao tữ có gen hốn vị VD : thí nghiệm => tần số hoán vị = 9% Bv + 9%bV = 18 % B PHƯƠNG PHÁP GIẢI I TÍNH SỐ LOẠI VÀ THÀNH PHẦN GIAO TỬ Các gen liên kết hoàn tồn : a Trên cặp NST ( nhóm gen ) - Các gen đồng hợp tử  loại giao tử Ví dụ : Ab ABd  loại giao tử Ab ;  ABd Ab ABd - Nếu có cặp gen dị hợp trở lên  loại giao tử tỉ lệ tương đương Ví dụ : AB  AB = Ab ; Ab AB  AB = ab ; ab ABD  ABD = abd abd Trên nhiều cặp NST ( nhiều nhóm gen ) nhóm cen có cặp gen dị hợp Số loại giao tử = 2n với n = số nhóm gen ( số cặp NST ) 18 * Tìm thành phần gen loại giao tử : dùng sơ đồ phân nhánh nhân đại số loại giao tử nhóm gen phối hợp đủ kiểu với loại giao tử nhóm gen Ví dụ : Cơ thể có KG AB DE  loại giao tử : AB.DE : AB.de : ab DE : ab.de ab de Vì số nhóm gen  số loại giao tử 22 = loại giao tử Các gen liên kết khơng hồn tồn Mỗi nhóm gen phải chứa cặp gen dị hợp trở lên phát sinh giao tử mang tổ hợp gen chéo ( giao tử HVG) trình giảm phân a) Trường hợp cặp gen dị hợp : * Số loại giao tử : 22 = loại tỉ lệ không Thành phần gen : + loại giao tử bình thường mang gen liên kết tỉ lệ loại giao tử > 25% + loại giao tử HVG mang tổ hợp gen chéo gen tương ứng đổi chổ , tỉ lệ loại giao tử < 25% Ví dụ : Cơ thể có KG AB liên kết khơng hồn tồn tạo giao tử : ab + loại giao tử bình thường tỉ lệ cao : AB = ab > 25% + loại giao tử HVG tỉ lệ thấp là: Ab = aB khoảng cách gen => vị trí tương đối (locut) nhóm gen liên kết Qui ước : cM ( centimorgan) = 1% HVG III TÍNH TẦN SỐ HỐN VỊ GEN 1) Trong phép lai phân tích : Tần số HVG p = (Số cá thể hình thành TĐC : Tổng số cá thể nghiên cứu ) x100% Ví dụ : Lai phân tích ruồi thân xám cánh dài thuộc KG đối Ab hệ lai gồm aB 376 xám ngắn : 375 đen dài : 124 xám dài : 125 đen ngắn Giải Xám dài đen ngắn KH TĐC tạo : => Tần số HVG = 124 + 125 100 = 25% 376 + 375 + 124 + 125 2) Trong phép lai khác giải đại số + Đặt P : Tần số HVG => tỉ lệ giao tử HVG tỉ lệ giao tử BT 1− p p + Dựa vào loại KH mà đề cho biết lập tỉ lệ : Tỉ lệ KG làm nên KH theo ẩn số p = Số cá thể thu ộc KH biết : Tổng số cá thể thu Ví dụ : Cho thân cao hạt dài có KG Ab tự thụ phấn F1 thu 4000 , aB có 260 thấp trịn Giải + Đặt p = Tần số HVG => tỉ lệ giao tử HVG p ab 160 ) có tỉ lệ = ab 4000 100 p ab Tỉ lệ KG làm nên thấp tròn ( ) ab p => phương trình ( )2 = p = 40% 100 + F1 thu thấp tròn ( IV CÁCH NHẬN ĐỊNH QUY LUẬT DI TRUYỀN 1) Dựa vào phép lai phép lai phân tích + Tìm tỉ lệ phân tính KH hệ lai loại tính trạng + Nhân tỉ lệ KH riêng loại tính trạng với Nếu kết không phù hợp đề => cặp gen quy định cặp tính trạng nằm cặp NST 2) Dựa vào phép lai phân tích Nếu kết lai chứng tỏ cá thể dị hợp kép cho loại giao tử loại giao tử có tỉ lệ khơng => cặp gen nằm cặp NST 20 ... gen cá thể mang tính trạng trội đồng hợp hay dị hợp - Nếu hệ lai sinh đồng tính thể có kiểu hình trội có kiểu gen đồng hợp - Nếu hệ lai sinh phân tính thể có kiểu hình trội có kiểu gen dị hợp VD... xỉ trội : lặn Giải thích định luật : a Theo Menden : hệ lai F1 không sinh giao tử lai mà sinh giao tử khiết b Theo thuyết NST ( sở tế bào học định luật đồng tính phân tính ) Điều kiện nghiệm... XY ; XX) - Ơ vùng chín , tế bào sinh dục sơ khai ( tế bào sinh tinh ) qua giảm phân cho tinh trùng gồm loại X Y có tỉ lệ - Số tinh trùng hình thành = Số tế bào sinh tinh x - Số tinh trùng X hình