Tóm tắt toàn bộ lí thuyết sinh học lớp 12

TÓM TẮT TOÀN BỘ

LỚP 12

LÍ THUYẾT SINH HỌC

CHƯƠNG I CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ 4

CHƯƠNG II.TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN 11

CHƯƠNG IV ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC VÀO CHỌN GIỐNG 13

1 Tạo giống thuần dựa trên nguồn biến dị tổ hợp 13

1 Tạo giống mới bằng phương pháp gây đột biến 14

CHƯƠNG V TIẾN HÓA 16

1 Quan niệm tiến hoá và nguồn nguyên liệu tiến hóa 17

1 Cơ chế cách li sinh sản giữa các loài 19

2 Sự phát triển sự sống qua các đại địa chất 21

1 Môi trường sống và các nhân tố sinh thái 22

1 Quần thể và các mối quan hệ giữa các sinh vật trong quần thể 23

2 Quan hệ giữa các loài trong quần xã 25

IV Hệ sinh thái 26

2 Trao đổi vật chất trong hệ sinh thái 27

4 Chu trình sinh địa hoá và sinh quyển 285 Dòng năng lượng trong hệ sinh thái 28

TÀI LIỆU ÔN

+ Vùng mã hóa: Mang thông tin mã hóa các axit amin.+ Vùng kết thúc: Nằm ở đầu 5’ của mạch mã gốc, mang tín hiệu kết thúc phiên mã.- Các loại gen:

+ Gen phân mảnh: Là loại gen chỉ có ở sinh vật nhân thực, có khả năng tạo ra được nhiều loại phân tử mARN trưởng thành

+ Gen điều hòa: Là những gen mà sản phẩm của nó làm nhiệm vụ điều hòa hoạt động của gen khác

+ Gen cấu trúc: Là những gen còn lại

+ Tính đặc hiệu: Một loại bộ ba chỉ mã hoá cho 1 loại aa, trừ các bộ ba kết thúc.+ Tính thoái hoá: Một aa do nhiều bộ ba quy định, trừ bộ ba AUG và UGG

- Lưu ý: Có 1 mã mở đầu là 5’AUG3’ và 3 mã kết thúc là 5’UAA3’, 5’ UAG3’, 5’ UGA3’

TÀI LIỆU ÔN

3 Nhân đôi ADN

- Quá trình nhân đôi ADN:Bước 1: Tháo xoắn ADNADN tách 2 mạch tạo chạc chữ Y nhờ Enzym tháo xoắn.Bước 2: Tổng hợp mạch mới

Enzym ADN pol tổng hợp mạch mới theo chiều 5’-3’, vì vậy mạch mới có chiều 5’-3’ liên tục; mạch mới 3’-5’ gián đoạn (tạo các đoạn okazaki) Enzym nối sẽ nối các đoạn okazaki

Bước 3: 2 ADN mới tạo thành: 2 ADN mới tạo thành, trong mỗi ADN con có 1 mạch của mẹ, 1 mạch mới tổng hợp

- Quá trình này diễn ra theo nguyên tắc bổ sung (A liên kết với T, G liên kết với X) và nguyên tắc bán bảo toàn (mỗi ADN con mang một mạch của ADN mẹ)

- Khi tổng hợp mạch mới, nucleotit được gắn vào đầu 3’ nên mạch polinucleotit luôn được kéo dài theo chiều từ 5’ – 3’

- Một phân tử ADN nhân đôi k lần sẽ tạo ra 2k phân tử ADN con, trong đó có 2 phân tử mang 1 mạch của ADN ban đầu (Nếu quá trình nhân đôi không theo NTBS thì ADN con khác ADN ban đầu và thường dẫn tới đột biến gen.)

- Quá trình nhân đôi cần nhiều loại enzim, trong đó enzim ADN polimeraza không có khả năng tháo xoắn ADN mẹ

- Thông tin di truyền ở trên gen được truyền lại cho đời sau nhờ cơ chế nhân đôi ADN

II PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ

1 Các loại ARN

- Cả 3 loại đều có cấu trúc mạch đơn, được cấu tạo từ 4 loại nucleotit là A, U, G, X Phân tử mARN không có cấu trúc theo nguyên tắc bổ sung nhưng phân tử tARN và rARN thì có nguyên tắc bổ sung

+ mARN được dùng để làm khuôn cho quá trình dịch mã: Bộ ba mở đầu (AUG) nằm ở đầu 5’ của mARN

+ tARN vận chuyển axit amin trong quá trình dịch mã (là người phiên dịch), mỗi tARN chí có 1 bộ ba đối mã, chỉ gắn đặc hiệu với 1 aa

TÀI LIỆU ÔN

- Enzim ARN polimeraza vừa có chức năng tháo xoắn tách 2 mạch của ADN, vừa có chức năng tổng hợp kéo dài mạch mới

3 Dịch mã (xảy ra trong tế bào chất)

- Hoạt hoá aa: ATP + aa + tARN tạo phức hợp aa ~tARN Mỗi aa gắn đặc hiệu với một phân tử tARN và cần sử dụng 1 phân tử ATP.- Tổng hợp chuỗi pôlipeptit:

+ Bộ ba mở đầu là AUG (Ở vi khuẩn, aa mở đầu là focmin Metiônin Ở sinh vật nhân thực, aa mở đầu là Metiônin)

+ Diễn ra theo nguyên tắc bổ sung (bộ ba đối mã trên tARN khớp bổ sung với bộ ba mã sao trên mARN)

+ Ribôxôm trượt trên mARN theo từng bộ ba từ bộ ba mở đầu đến khi gặp bộ ba kết thúc (UAA, UGA, UAG), mỗi bộ ba mã hóa 1 aa (bộ ba kết thúc không mã hóa aa)

+ Trên 1 mARN có 10 ribôxôm tiến hành dịch mã sẽ tổng hợp được 10 chuỗi polipeptit, các chuỗi polipeptit này có cấu trúc hoàn toàn giống nhau (vì mã di truyền có tính đặc hiệu, mỗi mã di truyền chỉ quy định một loại aa)

+ Ribôxôm gặp bộ ba kết thúc thì quá trình dịch mã dừng lại.+ Nhiều ribôxôm cùng dịch mã trên mARN được gọt là pôliribôxôm Sự có mặt của pôliribôxôm sẽ làm tăng tốc độ tổng hợp protein

TÀI LIỆU ÔN

III ĐIỀU HÒA HOẠT ĐỘNG CỦA GEN

- Điều hoà hoạt động gen là điều hoà lượng sản phẩm của gen được tạo ra.

Operon Lac có 3 thành phần là:+ Vùng khởi động (P): Là vị trí đặc hiệu để enzim ARN polimeraza gắn vào để khởi động phiên mã

+ Vùng vận hành (O): Là nơi chất ức chế (protein ức chế) gắn vào để kiểm soát phiên mã

+ Các gen cấu trúc Z,Y,A: Phiên mã, dịch mã tạo ra sản phẩm là Enzim phân giải Lactose

- Gen điều hòa (không thuộc operon) thường xuyên tổng hợp ra protein ức chế.

+ Khi không có lactose: Protein ức chế bám vào vùng vận hành (O) nên enzim ARN polimeraza không gắn vào vùng P, từ đó ngăn cản quá trình phiên mã của các gen cấu trúc

+ Khi có lactose: Lactose liên kết với protein ức chế làm cho protein ức chế không gắn vào vùng O Vì vậy enzim ARN polimeraza gắn được vào vùng P, làm cho các gen cấu trúc được phiên mã, dịch mã và tạo ra enzim phân giải lactose

- Lưu ý: + Các gen Z, Y, A có số lần phiên mã bằng nhau + Gen điều hòa có số lần phiên mã khác với các gen Z, Y, A

IV ĐỘT BIẾN GEN (ĐBG)

1 Khái niệm

- Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen.- Đột biến điểm là loại đột biến chỉ liên quan đến 1 cặp nucleotit (có 3 dạng đột biến điểm là mất, thêm và thay thế một cặp nucleotit)

- Đột biến gen tạo ra các alen mới nhưng không tạo ra gen mới Đột biến gen có thể được di truyền cho đời sau

- Tần số đột biến gen rất thấp (10-6đến 10-4) Tất cả các gen đều có thể bị đột biến nhưng tần số không giống nhau

TÀI LIỆU ÔN

+ Thay thế nucleotit: 1 cặp nucleotit của gen bị thay thế bơi 1 cặp khác.- Trong các loại đột biến thì đột biến dạng thay thế một cặp nucleotit là loại phổ biến nhất, ít gây hại nhất

3 Nguyên nhân và cơ chế phát sinh

+ Virus viêm gan B, virut hecpet… gây đột biến

b Hậu quả, ý nghĩa

- Đa số đột biến gen là có hại, một số ít là có lợi hoặc trung tính (ở cấp độ phân tử hầu hết đột biến gen là trung tính)

- Giá trị thích nghi của đột biến phụ thuộc vào môi trường sống và tổ hợp gen.- Đột biến gen là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho quá trình tiến hóa và chọn giống Đột biến gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp

TÀI LIỆU ÔN

- NST được cấu trúc từ ADN và protein (chủ yếu là histon).- Mỗi NST có các trình tự nu đặc biệt: tâm động, đầu mút, trình tự khởi đầu nhân đôi

- Cấu trúc NST: Đoạn ADN (146 cặp Nu) + 8 protein Histon → Nucleoxom → Sợi cơ bản (11 nm) → Sợi chất nhiễm sắc (30 nm) → Sợi siêu xoắn (300 nm) → Cromatit (700 nm)

2 Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể

- Có 4 dạng:+ Mất đoạn: 1 đoạn NST bị mất gây chết/giảm sức sống Mất đoạn dùng để loại bỏ gen có hại và xác định vị trí của gen trên NST

+ Đảo đoạn: 1 đoạn NST bị đứt ra, quay ngược 1800 rồi gắn vào vị trí cũ làm thay đổi trình tự phân bố gen trên NST nên ảnh hưởng đến hoạt động của gen Đột biến đảo đoạn có thể làm giảm khả năng sinh sản

+ Lặp đoạn: 1 đoạn NST bị lặp lại 1 hay nhiều lần làm tăng số lượng gen trên NST Lặp đoạn có thể tăng cường hoặc giảm bớt sự biểu hiện của tính trạng.+ Chuyển đoạn: Trao đổi đoạn trong 1 NST hoặc giữa các NST không tương đồng Chuyển đoạn dùng để chuyển gen từ loài này sang loài khác, thường gây chết hoặc làm giảm khả năng sinh sản

- Đột biến đảo đoạn và chuyển đoạn có thể làm phát sinh loài mới

3 Đột biến số lượng nhiễm sắc thể

a Đột biến lệch bội

- Là làm thay đổi số lượng NST ở 1 hoặc 1 số cặp NST.- Ở sinh vật lưỡng bội, đột biến lệch bội thường gặp 4 dạng chính: thể không (2n - 2), thể một (2n -1), thể ba (2n +1), thể bốn (2n + 2)

TÀI LIỆU ÔN

- Hậu quả và ý nghĩa:+ Gây mất cân bằng hệ gen, gây chết hoặc giảm sức sống, giảm khả năng sinh sản

+ Đối với tiến hóa: Cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa.+ Đối với chọn giống: Có thể sử dụng các thể không để đưa các NST theo ý muốn vào cây lai

+ Đối với nghiên cứu di truyền học: sử dụng các lệch bội để xác định vị trí của gen trên NST

b Đột biến đa bội

- Là tăng một số nguyên lần bộ NST đơn bội của loài và lớn hơn 2n.- Chủ yếu xảy ra ở thực vật, ít xảy ra ở động vật

- Tam bội (3n) = n x 2n thường không có khả năng sinh sản hữu tính.- Tứ bội (4n) = 2n x 2n hoặc 4n sinh ra do sự tứ bội hóa 2n

=> Đột biến tam bội chỉ phát sinh trong sinh sản hữu tính Đột biến tứ bội phát sinh trong sinh sản hữu tính hoặc cả vô tính

- Hậu quả và vai trò:+ Tế bào đa bội thường có số lượng ADN tăng gấp bội nên 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)

TÀI LIỆU ÔN

- Một cơ thể có n cặp gen dị hợp khi giảm phân sẽ tạo ra tối đa 2 loại giao tử Cơ thể này tự thụ phấn thì sẽ tạo ra 3n loại kiểu gen, nếu mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng và trội hoàn toàn thì sẽ tạo ra 2n kiểu hình

- Đối tượng nghiên cứu là cây đậu Hà lan.- Lai phân tích là phép lai giữa cơ thể mang kiểu hình trội với cơ thể đồng hợp gen lặn để kiểm tra kiểu gen của cơ thể mang kiểu hình trội

II TƯƠNG TÁC GEN VÀ GEN ĐA HIỆU

- Hai gen không alen (ví dụ A và B) có thể tương tác với nhau theo kiểu bổ sung hoặc cộng gộp Các gen trong tế bào không trực tiếp tương tác với nhau mà sản phẩm của chúng tác động với nhau để quy định tính trạng

- Một số tỉ lệ kiểu hình quen thuộc của di truyền tương tác (với 1 tính trạng): 9/7; 9/6/1; 9/3/3/1

- Một gen tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng được gọi là gen đa hiệu

III LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN (MORGAN)

- Đối tượng nghiên cứu: Ruồi giấm (2n = 8).- Các gen cùng một NST thì di truyền cùng nhau và tạo thành một nhóm gen liên kết Số nhóm liên kết bằng bộ NST đơn bội của loài (n)

- Liên kết gen làm hạn chế xuất hiện biến dị tổ hợp, đảm bảo sự di truyền bền vững giữa các nhóm tính trạng

- Hoán vị gen xảy ra do sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa các đoạn crômatit khác nguồn gốc trong cặp tương đồng Hoán vị gen chủ yếu xảy ra trong giảm phân (kì đầu I)

TÀI LIỆU ÔN

- Hoán vị gen được sử dụng để lập bản đồ di truyền (1 cM, suy ra f =1%)

IV DI TRUYỀN LIÊN KẾT NHIỄM SẮC THỂ GIỚI TÍNH

- NST giới tính vừa mang gen quy định giới tính vừa mang một số gen quy định tính trạng thường

+ Ở các loài thú, ruồi giấm: Con đực là XY, con cái là XX.+ Ở các loài chim, bò sát, bướm: Con đực là XX, con cái là XY.- Nếu thấy tỉ lệ phân li kiểu hình ở giới đực khác với giới cái (tính trạng phân bố không đều ở 2 giới) thì tính trạng di truyền liên kết giới tính

- Moocgan là người đầu tiên phát hiện ra quy luật di truyền liên kết gen, hoán vị gen, liên kết giới tính

V DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN (DI TRUYỀN DÒNG MẸ)

- Gen nằm ở trong tế bào chất (ở ti thể, lục lạp): Tính trạng di truyền theo dòng mẹ

- Nhận biết: Nếu kết quả của phép lai thuận khác phép lai nghịch và kiểu hình của đời con hoàn toàn giống mẹ thì tính trạng di truyền theo dòng mẹ

- Coren là nhà khoa học phát hiện ra quy luật di truyền tế bào chất - Đối tượng: cây hoa phấn

VI ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG TỚI SỰ HÌNH THÀNH TÍNH TRẠNG

- Thường biến là những biến đổi kiểu hình dưới ảnh hưởng trực tiếp của môi trường phát sinh trong đời cá thể Do đó, thường biến không di truyền Thường biến giúp sinh vật thích nghi với sự thay đổi của môi trường

- Tập hợp tất cả các kiểu hình của cùng một kiểu gen được gọi là mức phản

TÀI LIỆU ÔN

CHƯƠNG III DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

- Quần thể đặc trưng về tần số alen và tần số kiểu gen.- Quần thể giao phối gần/tự thụ phấn/tự phối: 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.- Quần thể ngẫu phối:

+ Tạo nhiều biến dị di truyền trong quần thể làm nguồn nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống

+ Duy trì được sự đa dạng di truyền của quần thể

CHƯƠNG IV ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC VÀO CHỌN GIỐNGI CHỌN GIỐNG VẬT NUÔI VÀ CÂY TRỒNG DỰA TRÊN NGUỒN BIẾN DỊ TỔ HỢP

1 Tạo giống thuần dựa trên nguồn biến dị tổ hợp

Cho các giống lai với nhau tạo nguồn biến dị tổ hợp Từ đó chọn lọc ra những tổ hợp gen mong muốn Vì vậy, tự phối hoặc giao phối cận huyết sẽ tạo ra tổ hợp gen mong muốn

TÀI LIỆU ÔN

2 Tạo giống lai có ưu thế lai cao

- Ưu thế lai là hiện tượng con lai có năng suất, sức chống chịu, khả năng sinh trưởng phát triển cao vượt trội so với các dạng bố mẹ

- Phương pháp tạo ưu thế lai:+ Tạo dòng thuần: Cho tự thụ phấn qua 5 - 7 thế hệ + Lai khác dòng: Lai các dòng thuần chủng để tìm tổ hợp lai có ưu thế lai cao nhất

- Ưu thế lai biểu hiện cao nhất ở F1 sau đó giảm dần qua các thế hệ

II TẠO GIỐNG MỚI BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN VÀ CÔNG NGHỆ TẾ BÀO

1 Tạo giống mới bằng phương pháp gây đột biến

- Quy trình 3 bước như sau:Bước 1: Xử lí mẫu vật bằng tác nhân đột biến.Bước 2: Chọn lọc các cá thể đột biến có kiểu hình mong muốn.Bước 3: Tạo dòng thuần chủng

* Lưu ý: Phương pháp này đặc biệt có hiệu quả với vi sinh vật.- Giống dâu tằm tam bội (3n) được tạo ra bằng cách gây đột biến tứ bội (4n), sau đó lai cây 4n với cây 2n thì thu được cây 3n

2 Tạo giống bằng công nghệ tế bào

a Công nghệ tế bào thực vật

- Lai tế bào sinh dưỡng (dung hợp tế bào trần) sẽ tạo ra tế bào lai có bộ NST của hai loài (thể song nhị bội) Tế bào trần là tế bào bị mất thành xenlulôzơ (thực vật)

- Nuôi hạt phấn (hoặc nuôi túi phôi) tạo dòng đơn bội, sau đó gây lưỡng bội hoá thì sẽ thu được cây thuần chủng về tất cả các cặp gen

- Nhân giống bằng nuôi cấy mô sẽ tạo ra hàng ngàn cây con có kiểu gen hoàn toàn giống nhau và giống cây mẹ (không tạo được giống mới)

TÀI LIỆU ÔN

- Cấy truyền phôi: Từ một phôi (phôi có nhiều tế bào) được tách ra thành nhiều nhóm tế bào, mỗi nhóm tế bào được cấy vào tử cung của 1 cơ thể cái để phát triển thành 1 cơ thể Các cơ thể này có kiểu gen và giới tính giống nhau

III TẠO GIỐNG MỚI BẰNG CÔNG NGHỆ GEN

+ Tách chiết thể truyền và gen cần chuyển ra khỏi tế bào.+ Xử lí bằng một loại enzin giới hạn để tạo ra cùng 1 loại đầu dính.+ Dùng enzim nối để gắn chúng tạo ADN tái tổ hợp

Bước 2: Đưa ADN tái tổ hợp vào trong tế bào nhậnDùng muối canxi clorua hoặc xung điện cao áp làm giãn màng sinh chất của tế bào để ADN tái tổ hợp dễ dàng đi qua

Bước 3: Phân lập dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp

3 Ứng dụng

- Tạo cừu sản xuất sữa có protein của người, cây bông mang gen chống sâu bệnh, giống lúa gạo vàng, cà chua chín muộn, vi khuẩn sản xuất hooc-môn của người,

TÀI LIỆU ÔN

+ Cơ quan tương tự (phản ánh tiến hóa đồng quy): những cơ quan thực hiện các chức năng như nhau nhưng không bắt nguồn từ cùng 1 ngồn gốc

- Bằng chứng sinh học phân tử và tế bào (bằng chứng quan trọng thứ hai, sau hóa thạch):

+ Các tế bào của các loài sinh vật hiện nay đều sử dụng chung 1 bộ mã di truyền gồm 20 loại axit amin để cấu tạo nên prôtêin chứng tỏ chúng tiến hoá từ 1 tổ tiên chung

+ Những loài có quan hệ họ hàng càng gần thì trình tự các nucleotit, axit amin càng giống nhau và ngược lại

II HỌC THUYẾT LAMAC VÀ DACUYN

- Lamac đã thấy được các loài bị biến đổi dưới tác động của môi trường nhưng cơ chế mà Lamac đưa ra để giải thích cho những biến đổi đó lại không có cơ sở khoa học

Các cá thể sinh vật luôn phải đấu tranh sinh tồn, chỉ những cá thể nào mang nhiều biến dị có lợi thì mới sống sót và sinh sản ưu thế Đấu tranh sinh tồn chính là động lực thúc đẩy sự tiến hóa của loài