GIÁO ÁN PHẦN - DI TRUYỀN HỌC – SINH HỌC 12 Bài 23 ÔN TẬP PHẦN NĂM: DI TRUYỀN HỌC Mục tiêu: sau học xong học sinh phải: - Hệ thống hóa tồn kiến thức phần V di truyền học - Trình bày khái quát chế di truyền biến dị cấp độ phân tử, tế bào thể - Trình bày chế di truyền cấp độ quần thể - Hệ thống hóa phương pháp chọn tạo giống thành tựu Chuẩn bị: 2.1 Học sinh: - Đọc trước Bài 30 - SGK, ghi bài,… 2.2 Giáo viên: 2.2.1 Phương tiện dạy học: - SGK, SGV, số tài liệu tham khảo khác - Một số hình ảnh liên quan 2.2.2 Thiết kế hoạt động dạy – học: Ổn định tổ chức: Bài mới: Tiến trình ơn tập: TÓM LƯỢC KIẾN THỨC CƠ BẢN: 1.1 Cơ chế di truyền cấp độ phân tử 1.1.1.Cấu trúc cấp độ phân tử: Gen, ARN(mARN, tARN, rARN), prôtêin - Gen đoạn ADN mang thơng tin mã hố sản phẩm xác định (chuỗi pôlipeptit hay phân tử ARN) + Gen cấu trúc bao gồm phần : Vùng điều hoà (nằm đầu 3’ mạch mã gốc) – vùng mã hoá (ở gen) - vùng kết thúc (nằm đầu 5’ mạch mã gốc - cuối gen) + Gen sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) mã hoá liên tục, sinh vật nhân thực có đoạn khơng mã hố (intrơn) xen kẽ đoạn mã hố (êxơn) 1.1.2 Những diễn biến chế di truyền cấp độ phân tử Các chế Những diễn biến Tự chép ADN - ADN tháo xoắn tách mạch đơn bắt đầu tái - Các mạch tổng hợp theo chiều 5’3’, mạch tổng hợp liên tục, mạch lại tổng hợp gián đoạn - Có tham gia enzim: tháo xoắn, kéo dài mạch, nối liền mạch… - Diễn theo nguyên tắc bổ sung, bán bảo toàn nửa gián đoạn GIÁO ÁN PHẦN - DI TRUYỀN HỌC – SINH HỌC 12 Phiên mã Dịch mã Điều hoà hoạt động gen - Enzim tiếp cận điểm khởi đầu đoạn ADN (gen) tháo xoắn - Enzim dịch chuyển mạch khuôn theo chiều 3’5’và sợi ARN kéo dài theo chiều 5’3’, đơn phân kết hợp theo NTBS - Đến điểm kết thúc, ARN tách khỏi mạch khuôn - Đối với SV nhân thực cắt bỏ đoạn intron, nối đoạn exon - Các axit amin hoạt hóa tARN mang vào ribôxôm - Ribôxôm dịch chuyển mARN theo chiều 5’ 3’ theo ba chuỗi pôlipeptit kéo dài - Đến ba kết thúc chuỗi pơlipeptit tách khỏi ribơxơm Gen điều hòa tổng hợp prơtêin ức chế để kìm hãm phiên mã, chất cảm ứng làm bất hoạt chất kìm hãm phiên mã diễn Sự điều hòa tùy thuộc vào nhu cầu tế bào 1.1.3 Sơ đồ mối quan hệ ADN (gen) – tính trạng Biểu Phiên mã Dịch mã ADN ARN protein Tính trạng Trình tự nuclêơtit mạch khn gen quy định trình tự ribơnuclêơtit mARN, từ quy định trình tự axit amin phân tử prôtêin(chuỗi pôlipeptit), prôtêin tương tác với mơi trường để biểu thành tính trạng thể 1.2 Cơ chế di truyền cấp độ tế bào thể Tên quy luật Nội dung Phân li Tính trạng cặp alen quy định Do phân li đồng cặp alen giảm phân nên giao tử chứa cặp Trội khơng hồn tồn Phân li độc lập Cơ sở tế bào học Phân li, tổ hợp cặp NST tương đồng giảm phân thụ tinh dẫn đến phân li tổ hợp cặp alen tương ứng Phân li, tổ hợp F2 có trội : trung gian : cặp NST tương lặn đồng Các cặp alen nằm cặp NST Các cặp nhân tố di tương đồng khác truyền(gen)quy định tính trạng khác phân li độc Sự phân li độc lập cặp NST lập trình hình tương đồng thành giao tử giảm phân dẫn đến phân li cặp gen tương ứng Điều kiện nghiệm Tính định, hoàn lặn Ý nghĩa trạng gen quy Xác định tính gen trội át trội lặn tồn gen Gen trội át Tạo kiểu hình khơng hồn (trung tồn gian) Mỗi cặp alen quy định cặp tính trạng Tạo biến nằm dị tổ hợp cặp NST tương đồng khác GIÁO ÁN PHẦN - DI TRUYỀN HỌC – SINH HỌC 12 Tương tác gen không alen Tác động cộng gộp Hai hay nhiều gen khơng alen tương tác quy định tính trạng Các gen có vai trò hình thành tính trạng Các cặp NST tương đồng phân li độc lập Các cặp NST tương đồng phân li độc lập Tác động đa hiệu Phân li, tổ hợp Một gen chi phối nhiều tính cặp NST tương trạng đồng Liên kết hoàn toàn Mỗi NST chứa nhiều gen Sự phân li tổ Các gen nằm NST hợp cặp NST phân li tổ hợp phát sinh giao tử thụ tinh tương đồng dẫn đến phân li tổ hợp nhóm gen liên kết Hốn vị gen Di truyền liên kết với giới tính Di truyền ngồi nhân Trong q trình giảm phân, NST tương đồng trao đổi đoạn tương đồng cho dẫn đến hoán vị gen, làm xuất tổ hợp gen Tính trạng gen X quy định di truyền chéo, gen Y di truyền trực tiếp Tính trạng gen nằm tế bào chất(ti thể, lục lạp) quy định Sự trao đổi chéo crômatit khác nguồn gốc cặp gen cặp NST tương đồng Các gen nằm xa lực liên kết yếu, dễ xảy hoán NST tương đồng dẫn đến trao đổi (hốn vị) vị gen Nhân đơi, phân li, tổ hợp cặp NST giới tính Mẹ truyền gen tế bào chất cho Các tác rẽ Các tác rẽ gen không Tạo biến dị tổ động riêng hợp gen khơng Tính trạng số động riêng lượng sản xuất Là sở giải thích tượng biến dị tương quan Hạn chế biến dị tổ hợp, dảm bảo di truyền bền vững Các gen nhóm tính nằm trạng, NST liên kết chọn giống có hồn tồn thể chọn nhóm tính trạng tốt kèm Các gen liên kết Tăng nguồn khơng hồn biến dị tổ hợp tồn Gen nằm Điều khiển tỉ đoạn không lệ đực, tương đồng Gen nằm Ti thể, lục lạp 1.3 Cơ chế di truyền cấp độ quần thể Các tiêu so sánh Tự phối Ngẫu phối GIÁO ÁN PHẦN - DI TRUYỀN HỌC – SINH HỌC 12 - Làm giảm tỉ lệ dị hợp tử tăng tỉ lệ đồng hợp tử qua hệ - Tạo trạng thái cân di truyền quần thể - Tần số alen không đổi qua hệ - Có cấu trúc: p2 AA : 2pq Aa : q2 aa - Thành phần kiểu gen thay đổi qua hệ - Tạo nguồn biến dị tổ hợp + + + + + + + Các loại biến dị 2.1 Sơ đồ phân loại biến dị * Giải thích sơ đồ phân loại biến dị - Dựa vào đặc điểm di truyền, biến dị chia thành biến dị di truyền biến dị không di truyền (thường biến) - Biến dị di truyền gồm có đột biến biến đổi vật chất di truyền biến dị tổ hợp tổ hợp lại vật chất di truyền hệ bố mẹ - Dựa vào mức độ biến đổi, đột biến phân thành đột biến nhiễm sắc thể đột biến gen - Đột biến nhiễm sắc thể lại chia thành đột biến số lượng NST (là biến đổi số lượng NST) đột biến cấu trúc NST (là biến đổi cấu trúc NST), đột biến số lượng có đột biến đa bội (là tăng số nguyên lần NST đơn bội) đột biến lệch bội (biến đổi xảy hay số cặp NST), đột biến đa bội chia thành đột biến đa bội chẵn đột biến đa bội lẻ 2.2 Phân biệt biến dị di truyền biến dị không di truyền Vấn đề phân biệt Biến dị di truyền Đột biến Biến đổi vật chất di truyền cấp độ phân tử Khái niệm (ADN) cấp độ tế bào (NST) Do bắt cặp không nhân đôi ADN, Nguyên sai hỏng ngẫu nhiên, nhân tác động tác nhân lí chế phát hố môi trường hay tác sinh nhân sinh học; rối loạn trình phân li NST trình phân bào Đặc điểm - Biến đổi kiểu gen � biến đổi kiểu hình � di truyền - Biến đổi đột ngột, cá biệt, riêng lẻ, vô hướng Biến dị không di truyền Biến dị tổ hợp (Thường biến) Biến đổi kiểu hình Tổ hợp lại vật chất di kiểu gen, phát truyền vốn có cha sinh q trình phát mẹ triển cá thể Do phân li độc lập NST trình giảm phân, tổ hợp ngẫu nhiên giao tử thụ tinh - Sắp xếp lại vật chất di truyền có bố mẹ, tổ tiên � di truyền - Biến đổi riêng lẻ, cá biệt Do ảnh hưởng trực tiếp điều kiện môi trường lên khả biểu kiểu hình kiểu gen - Chỉ biến đổi kiểu hình khơng biến đổi kiểu gen � không di truyền - Biến đổi liên tục, đồng loạt tương ứng điều kiện GIÁO ÁN PHẦN - DI TRUYỀN HỌC – SINH HỌC 12 mơi trường Vai trò Đa số có hại, số có lợi Cung cấp nguyên liệu trung tính Cung cấp nguyên liệu thứ cấp cho tiến hoá sơ cấp tiến hóa chọn chọn giống giống Giúp sinh vật thích nghi với môi trường Không nguyên liệu cho tiến hoá chọn giống 2.3 So sánh đột biến thường biến Các tiêu so sánh Đột biến Thường biến + 2.4 Phân biệt đột - Không liên quan tới biến đổi kiểu gen biến gen đột - Di truyền + biến NST - Mang tính chất cá biệt, xuất ngẫu + Vấn đềnhiên Đột biến gen Đột + biến nhiễm sắc thể phân biệt - Theo hướng xác định + - Mang tính thích cho cábiến thể.đổi cấu + - Là biến đổi cấu trúc số Khái niệm - Độtchất biến gennghi - Là nguyên cho chọn giống tiến tới hoá.một cặp lượng NST trúc liệu gen, thường liênvàquan nuclêôtit (gọi đột biến điểm) số - Có dạng: cặp nuclêơtit xảy điểm + ĐB cấu trúc NST gồm đoạn, lặp phân tử ADN đoạn, đảo đoạn, chuyển đoạn - Có dạng đột biến điểm: + ĐB số lượng NST gồm thể lệch bội + Mất cặp nuclêôtit thể đa bội + Thêm cặp nuclêôtit + Thay cặp nuclêôtit - Tác nhân gây đột biến gây sai - Do mất, lặp, đảo hay chuyển vị trí sót q trình nhân đơi ADN đoạn NST, chuyển đoạn diễn - Đột biến điểm thường xảy NST không tương đồng Cơ chế mạch dạng tiền đột biến Dưới tác - Do không phân li cặp NST phát sinh dụng enzim sửa sai trở trình phân bào dạng ban đầu tạo thành đột biến qua lần nhân đôi - Ít phổ biến - Phổ biến - Làm thay đổi số lượng trật tự xếp - Làm thay đổi số lượng trật tự xếp gen NST Đặc điểm cặp nuclêôtit gen - Đột biến lặn không biểu thành kiểu - Biểu thành kiểu hình hình trạng thái dị hợp tử - Làm gián đoạn hay số tính trạng - Làm thay đổi phân hay kiểu hình (Gen � mARN � Prơtêin � tính thể Hậu trạng) - Ít ảnh hưởng đến sức sống sinh sản - Ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức sống SV sinh sản sinh vật Vai trò Là nguồn nguyên liệu sơ cấp trình Cung cấp nguồn nguyên liệu thứ yếu cho chọn giống tiến hoá – đóng vai trò tiến hố chọn giống GIÁO ÁN PHẦN - DI TRUYỀN HỌC – SINH HỌC 12 nguồn ngun liệu chủ yếu cho q trình tiến hố chọn giống 2.5 Cơ chế phát sinh, hậu vai trò dạng đột biến NST Dạng đột biến Mất đoạn Lặp đoạn ĐB cấu trúc NST Cơ chế phát sinh Hậu vai trò - Làm giảm số lượng gen NST Thường NST bị đứt đoạn (đoạn đứt gây chết giảm sức sống khơng chứa tâm động) - Xác định vị trí gen NST, loại bỏ gen có hại Làm tăng số lượng gen NST Tăng NST tương đồng tiếp hợp trao cường giảm bớt mức biểu tính đổi chéo khơng trạng Đảo đoạn Sắp xếp lại trật tự gen NST Tăng NST bị đứt đoạn, đoạn bị đứt đa dạng thứ, nòi quay 1800 gắn vào NST lồi, ảnh hưởng đến sức sống Chuyển đoạn Làm thay đổi nhóm gen liên kết Chuyển NST bị đứt đoạn, đoạn bị đứt đoạn lớn thường gây chết, khả sinh gắn vào vị trí khác NST sản NST không tương đồng - Chuyển đoạn nhỏ ứng dụng để trao đổi đoạn bị đứt chuyển gen tạo giống Thể lệch bội Một hay số cặp NST khơng phân ly kì sau phân bào (nguyên phân, giảm phân) Thể đa bội Bộ NST tế bào khơng phân ly kì sau phân bào (nguyên phân, giảm phân) ĐB số lượng NST - Sự tăng hay giảm số lượng hay vài cặp NST Thể lệch bội thường chết hay giảm sức sống, giảm khả sinh sản - Xác định vị trí gen NST, đưa NST mong muốn vào thể khác Tăng số nguyên lần NST đơn bội loài lớn 2n số lượng ADN tăng gấp bội Tế bào to Cơ quan sinh dưỡng lớn, phát triển khoẻ, chống chịu tốt Thể đa bội lẻ: 3n, 5n,…khơng có khả sinh giao tử bình thường 2.6 Phân biệt thể lệch bội thể đa bội Vấn đề phân biệt Khái niệm Phân loại Thể lệch bội Thể đa bội Sự thay đổi số lượng NST Sự tăng NST lớn 2n số cặp NST - Các dạng thường gặp: - Các dạng thể đa bội: + Thể một: (2n - 1) + Tự đa bội: tăng số nguyên lần số NST + Thể ba: (2n + 1) đơn bội lồi lớn 2n, có + Thể bốn: (2n + 2) đa bội chẵn (4n, 6n, …) đa bội lẻ (3n, 5n, …) GIÁO ÁN PHẦN - DI TRUYỀN HỌC – SINH HỌC 12 + Thể không: (2n - 2) Cơ chế phát sinh Hậu + Dị đa bội: hai NST hai loài khác tồn tế bào Trong phân bào, thoi phân bào hình Trong phân bào, thoi phân bào khơng hình thành thành hay số cặp NST � tất cặp NST không phân li không phân li - Mất cân toàn hệ gen � kiểu - Tế bào lớn � quan sinh dưỡng to � sinh hình thiếu cân đối � khơng sống được, trưởng phát triển mạnh Thể đa bội lẻ khơng có giảm sức sống, giảm khả sinh sản khả sinh giao tử bình thường kh ơng sinh tuỳ lồi sản hữu tính - Xảy thực vật động vật - Xảy phổ biến thực vật, gặp động vật 2.7 Phân biệt thể đa bội chẵn đa bội lẻ Vấn đề phân biệt Khái niệm Cơ chế phát sinh Đặc điểm Thể đa bội chẵn Thể đa bội lẻ Bộ NST tế bào sinh dưỡng bội Bộ NST tế bào sinh dưỡng bội số chẵn đơn bội lớn 2n (4n, 6n, …) số lẻ đơn bội lớn 2n (3n, 5n, …) - Trong trình giảm phân: Ở tế bào sinh dục (2n), NST không phân ly � giao tử 2n Giao tử 2n + giao tử 2n � thể tứ bội (4n) - Trong trình nguyên phân: Ở tế bào sinh dưỡng (2n), NST không phân ly � thể tứ bội (4n) - Lượng ADN tăng gấp đơi, q trình tổng hợp chất diễn mạnh mẽ - Tế bào to, quan sinh dưỡng lớn, thể khỏe, chống chịu tốt, … - Thể đa bội chẵn sinh sản hữu tính tạo giao tử - Trong trình giảm phân: Ở tế bào sinh dục (2n), NST không phân ly � giao tử 2n Giao tử 2n + giao tử n � thể tam bội 3n - Cây 4n giao phấn với 2n � thể tam bội 3n - Thể đa bội lẻ thường gặp ăn không hạt (dưa hấu, chuối, …) - Thể đa bội lẻ không sinh sản hữu tính khơng có khả tạo giao tử bình thường 2.8 Hậu thể dị bội cặp NST số 21 (cặp NST thường) cặp NST giới tính người Các hội chứng Đao Hội chứng 3X Hội chứng Claiphentơ (XXY) Cơ chế phát sinh Trong giảm phân, cặp NST 21 không phân ly � trứng (n + 1) chứa NST 21 Trứng (n + 1) chứa NST 21 kết hợp với tinh trùng (n) có NST 21 � hợp tử (2n 1) chứa NST 21 Trong giảm phân, cặp NST giới tính khơng phân ly � giao tử dị bội - Giao tử (22 + XX) kết hợp với giao tử (22 + X) � Hợp tử (44 + XXX) - Giao tử (22 + XX) kết hợp với giao tử (22 + Y) � Hợp tử (44 + XXY) Đặc điểm Tế bào chứa 47 NST, có NST 21: người thấp bé, má phệ, cổ rụt, khe mắt xếch, lưỡi dày hay thè ra, dị tật tim ống tiêu hố, si đần, vơ sinh Cặp NST giới tính chứa NST X; nữ, buồng trứng không phát triển, rối loạn kinh nguyệt, khó có Cặp NST giới tính chứa NST X NST Y; nam, mù màu, thân cao, chân tay dài, tinh hồn nhỏ, si đần, vơ sinh GIÁO ÁN PHẦN - DI TRUYỀN HỌC – SINH HỌC 12 Hội chứng Tơcnơ (OX) - Giao tử (22 + O) kết hợp với giao tử Cặp NST giới tính NST X; (22 + X) � Hợp tử (44 + XO) nữ, thân thấp, cổ ngắn, kinh nguyệt, trí tuệ chậm phát triển, vơ sinh Ứng dụng di truyền học chọn giống 3.1 Nguồn vật liệu phương pháp chọn giống Đối tượng Vi sinh vật Nguồn vật liệu Phương pháp Đột biến Gây đột biến nhân tạo Thực vật Đột biến, biến dị tổ hợp Gây đột biến, lai tạo Động vật Biến dị tổ hợp (chủ yếu) Lai tạo 3.2 Điểm khác chọn giống phương pháp lai hữu tính phương pháp gây đột biến Vấn đề phân biệt Đối tượng Phương pháp tiến hành Lịch sử Cơ chế Hiệu Chọn giống phương pháp lai hữu tính Thực vật, động vật bậc cao Vi sinh vật, thực vật, động vật bậc thấp Cho giao phối Xử lí đột biến Đã sử dụng lâu đời Vài thập kỉ gần Phân li độc lập – tổ hợp tự do; tương tác gen Các dạng ưu lai Rối loạn vật chất di truyền mức phân tử tế bào Đột biến gen đột biến NST Thời gian ngắn - hiệu nhanh Thời gian dài – hiệu chậm - Tổ gen vốn có - Đơn giản, dễ thực Đặc điểm Chọn giống phương pháp gây đột biến - Dễ dự đoán kết dựa quy luật di truyền - Tần số biến dị lớn - Tổ hợp gen có giá trị chọn lọc - Phức tạp, đòi hỏi kĩ thuật, trình độ cao - Khó dự đốn kết đột biến vô hướng - Tần số biến dị nhỏ 3.3 Phân biệt bốn kĩ thuật nuôi cấy tế bào thực vật Vấn đề phân biệt Nuôi cấy hạt phấn Nguồn nguyên liệu Hạt phấn (n) Cách tiến hành Nuôi môi trường nhân tạo, chọn lọc dòng tế bào đơn bội có biểu tính trạng mong muốn khác nhau, cho Dung hợp tế bào trần dòng tế bào có NST 2n hai loài khác Tạo tế bào trần, cho dung hợp hai khối nhân tế bào chất thành một, nuôi môi trường nhân tạo cho phát triển GIÁO ÁN PHẦN - DI TRUYỀN HỌC – SINH HỌC 12 lưỡng bội hoá Cơ sở di truyền phương pháp Tạo dòng lưỡng bội từ dòng đơn bội thành lai Lai xa, lai khác loài tạo thể song nhị bội, khơng thơng qua lai hữu tính, tránh tượng bất thụ lai CÂU HỎI & BÀI TẬP Theo đề cương ôn tập: Nhận xét, rút kinh nghiệm giảng dạy: ... khiển tỉ đoạn không lệ đực, tương đồng Gen nằm Ti thể, lục lạp 1.3 Cơ chế di truyền cấp độ quần thể Các tiêu so sánh Tự phối Ngẫu phối GIÁO ÁN PHẦN - DI TRUYỀN HỌC – SINH HỌC 12 - Làm giảm tỉ... điểm di truyền, biến dị chia thành biến dị di truyền biến dị không di truyền (thường biến) - Biến dị di truyền gồm có đột biến biến đổi vật chất di truyền biến dị tổ hợp tổ hợp lại vật chất di truyền. .. biến nằm dị tổ hợp cặp NST tương đồng khác GIÁO ÁN PHẦN - DI TRUYỀN HỌC – SINH HỌC 12 Tương tác gen không alen Tác động cộng gộp Hai hay nhiều gen không alen tương tác quy định tính trạng Các