Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là tài liệu giúp các thầy cô và học sinh nắm vững kiến thức về các quy luật di truyền; di truyền học ở cấp độ tế bào; di truyền học ở cấp độ phân tử; sinh vật và môi trường; ... trong bồi dưỡng HSG môn Sinh học 9. Sau khi học xong chuyên đề này các em học sinh có thể vận dụng kiến thức để giải một số dạng bài tập nâng cao rất tốt.
UBND HUYỆN CHIÊM HĨA PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CÁC CHUYÊN ĐỀ ÔN LUYỆN HỌC SINH GIỎI MÔN SINH HỌC TRUNG HỌC CƠ SỞ Năm học 2019-2020 HỆ THỐNG TOÀN BỘ KIẾN THỨC SINH HỌC THCS ********************* A CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ (ADN – ARN – PRÔTÊIN ) PHẦN I: CẤU TRÚC AND I Tính số nuclêơtit 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 %G = % X = = 2 %A = % T = Ghi nhớ: Tổng loại nu khác nhóm bổ sung luôn nửa số nu ADN 50% số nu ADN: Ngược lại biết: N 50% loại nu phải khác nhóm bổ sung N + Tổng loại nu khác 50% loại nu phải nhóm bổ sung + Tổng loại nu = 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 nuclêôtit, 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 Hiđrơ (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 N nu nối -1 2 - 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) Ngồi liên kết hố trị nối nu gen nu có lk hố trị gắn thành phần H3PO4 vào thành phần đường Do số liên kết hố 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 tồn 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 đôi (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 lại có mạch cấu thành hồn tồn từ nu môi 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 đơi 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 hoàn toàn = N(2X - 2) A td hoàn toàn = T td = A(2X -2) G td hoàn toàn = 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 hiđrôbị phá vỡ số liên kết hiđrơ hình thành Khi ADN tự nhân đơi hồn toàn: - 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 hố trị hình thành: Trong q trình tự nhân đơi ADN, liên kết hố 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 đơi (x đợt) a Tính tổng số liên kết hidrô 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 hidrô hình thành: Hhình thành = H.2x b.Tổng số liên kết hố trị hình thành: Liên kết hố trị hình thành liên kết hố trị nối nu tự lại thành chuỗi mạch polinuclêôtit - Số liên kết hoá trị nối nu mạch đơn: N -1 - Trong tổng số mạch đơn ADN 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 đơi ADN là: TG tự = N : tốc độ tự PHẦN III CẤU TRÚC ARN I TÍNH SỐ RIBƠNUCLÊƠTIT CỦA ARN: - ARN thường gồm loại ribơnu: A, U, G, X tổng hợp từ mạch gốc ADN theo NTBS Vì số ribơnu 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 ribơnu 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 %: %rA %rU %rG %rX %G = % X = % A = %T = 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 ribơnu với độ dài nu 3,4 A Vì vậy, chiều dài ARN chiều dài ADN tổng hợp nên ARN - Vì vậy: LADN = LARN = rN 3,4A0 = N 3,4 A0 2 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 hố 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 ribônu 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 ribônu dt thời gian mã là: TGsao mã = dt rN + Khi biết tốc độ mã (mỗi giây liên kết ribơnu) 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 rN = 2.3 - Trong mạch gốc gen số mã mARN có ba mã kết thúc khơng mã hố a.amin Các ba lại có mã hố a.amin Số ba có mã hố a.amin (a.amin chuỗi polipeptit) = N rN -1 = -1 2.3 - 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 rN -2 = -2 2.3 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 hố: 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 U UUU UUX UUA UUG phe Leu X UXU UXX U X A Ser UXG A U A U Tyr UAX U A A ** U A G ** G UGU U G X Cys U G A ** U G G Trp U X A G XUU XXU XAU XUX Leu XXX Pro X A X X XUA XXA X AA XUG XXG XAG AUA AXU AA U AUX He AXX Thr A A X A AUA AXA AAA A U G * Met AXG AA G GUU GXU GAU GUX Val GXX GAX G G UA G XA Ala G A A G U G * Val GXG GAG Kí hiệu : * mã mở đầu ; ** mã kết thúc His Gln Asn Lys Asp Glu XGU XGX XGA XGG AG U AG X AGA AG G GGU GGX GGA GGG U X Arg A G U Ser X A Arg G U X Gli A G PHẦN V: CƠ CHẾ TỔNG HỢP PRƠTÊIN I TÍNH SỐ AXIT AMIN TỰ DO CẦN DÙNG: Trong q 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 rN -1 = -1 2.3 Khi rời khỏi ribơxơm, chuỗi polipeptit khơng 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 rN -2 = -2 2.3 Giải mã tạo thành nhiều phân tử prôtêin: - Trong 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 q 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 rN - 1) = Kn ( - 1) 3 - 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 q 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 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: rN peptit = Tổng số phân tử protein ( - ) = 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 10 VD: Lai đậu Hà Lan hạt vàng, trơn với hạt xanh, nhăn Thí nghiệm Menden a Thí nghiệm kết quả: - 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 nhau, F2 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: 12 1 12 * F1: 100% hạt trơn → F2: hạt trơn/hạt nhăn = 1 * F1: 100% hạt vàng → F2: hạt vàng/hạt xanh = + Xét chung tính trạng: Ở F2 = (3V : 1X)(3T : 1N) = (9V-T : 3V-N : 3X-T : 1X-N) Vậy cặp tính trạng di truyền không 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 khơng phụ thuộc vào di truyền cặp tính trạng kia, 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 (cơ 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 - Pt/c: vàng trơn x xanh nhăn → F1: 100% vàng trơn F1 x F1 → F gồm: + 9KG: 1AABB : 2AaBB : 2AABb : 4AaBb : 1AAbb : 2Aabb : 1aaBB : 2aaBb : 1aabb + 4KH: vàng trơn : vàng nhăn : xanh trơn : xanh nhăn Điều kiện nghiệm đúng: - 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 đỏ(AA) với hoa trắng (aa) F1 có hoa màu hồng (Aa) Cho F tự thụ phấn (hoặc giao phấn), F phân li theo tỉ lệ: 1đỏ : 2hồng : 1trắng 16 Nhận xét: Thể đồng hợp dị hợp có kiểu hình khác Nội dung định luật: Khi lai thể bố mẹ khác cặp tính trạng, F đồng loạt mang tính trạng trung gian bố mẹ Giải thích: - Tính trạng màu hoa cặp gen quy định, AA: hoa đỏ, aa: hoa trắng, Aa: hoa hồng - Sơ đồ lai: Pt/c: AA (hoa đỏ) x aa (hoa trắng) Gp: A a F1 : Aa (100% hoa hồng) F1xF1: Aa (hoa hồng) x Aa (hoa hồng) GF1: A, a A, a F2: AA (1 đỏ) : 2Aa (2 hồng) : aa (1 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 đó: - 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 (hoặc aa): Cho loại giao tử A (hoặc loại giao tử a) - Đối với cặp gen dị hợp Aa:cho loại giao tử với tỉ lệ giao tử A giao tử a - Suy luận tương tự nhiều cặp gen dị hợp nằm cặp NST khác nhau, thành phần kiểu gen loại giao tử ghi theo sơ đồ phân nhánh (sơ đồ Auerbac) cách nhân đại số VD: KG: 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 là: 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 vậy, kết KG KH đời tính sau: 17 - 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 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 lại AA Aa - Nếu P không rõ KH F1 mang tính trạng trội, 2P 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 4 trạng lặn P dị hợp Aa xAa *Chú ý: Trong trường hợp trội khơng hồn tồn tỉ lệ F 1:2: Trong trường hợp có gen gây chết trạng thái đồng hợp tỉ lệ F1 2:1 - F1 phân tính theo tỉ lệ : F1 kết đặc trưng phép lai phân tích thể dị hợp → 1bên P có KG dị hợp Aa, P lại đồng hợp aa - F1 phân tính khơng rõ tỉ lệ: Dựa vào cá thể mang tính trạng lặn F1 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 : 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: + F1 gồm (3+3) đỏ : (1 + 1) vàng = đỏ : vàng (theo ĐL đồng tính) → P: Aa x Aa + F1 gồm (3 +1) tròn : (3 + ) bầu dục = tròn : bầu dục (lai phân tích dị hợp) → P: Bb x bb - Xét chung: Kết hợp kết KG riêng loại tính trạng → KG P là: 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 18 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 loại tính trạng nằm cặp NST khác nhau, di truyền theo quy luật phân li độc lập Menden (trừ tỉ lệ 1:1 nhân với nhau) 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 con: + (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 (3 đỏ : vàng ).(1 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 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 = 8), nhiều biến dị dễ thấy b Nội dung thí nghiệm: - Lai dòng 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 Ở 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 19 giao tử với tỉ lệ loại giao tử giống phân li độc lập Menden Như vậy, 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 ước: B: thân xám, b: thân đen; V: cánh dài, v: cánh ngắn - 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 lơcut - 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 loài tương ứng với số NST đơn bội (n) lồi - 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 bền vững nhóm tính trạng qui định gen NST - Trong chọn giống, tiến hành lai tạo giống có gen quý (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 F2: 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 F2 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 hoán 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 tử có gen hốn vị VD: Thí nghiệm → tần số hốn vị = 9% Bv + 9%bV = 18 % B PHƯƠNG PHÁP GIẢI I TÍNH SỐ LOẠI VÀ THÀNH PHẦN GIAO TỬ Các gen liên kết hoàn toàn: a Trên cặp NST (1 nhóm gen) 20 - 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 ABD → AB = Ab; → AB = ab; → ABD = abd Ab ab abd Trên nhiều cặp NST (nhiều nhóm gen) nhóm gen có cặp gen dị hợp Số loại giao tử = 2n với n = số nhóm gen (số cặp NST) * 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 hoàn toàn tạo giao tử: ab - loại giao tử bình thường tỉ lệ cao là: AB = ab > 25% - loại giao tử HVG tỉ lệ thấp là: Ab = aB gen tiền ĐB nhân đôi > gen ĐB x=1 x=1 + Tỉ lệ gen đột biến = (Số gen ĐB : Tổng số gen tạo ra) 100 B ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ (ĐBNST) I Đột biến thể dị bội NST: - Là ĐB xảy hay số cặp NST Có dạng: thể nhiễm (2n+1) ; thể nhiễm (2n1); thể khuyết nhiễm (2n -2); thể đa nhiễm - Cơ chế: Cơ thể 2n giảm phân số tế bào sinh dục sơ khai có số cặp NST khơng phân li tạo giao tử ĐB (n+1) (n-1) (n-2) P: 2n x 2n Gp: (n+1) (n-1) n NP F (hợp tử): 2n+1 thể nhiễm NP F (hợp tử): 2n-1 thể nhiễm II.Thể đa bội (3n 4n) - Thể đa bội biến đổi tronng toàn cấu trúc NST, lớn bội số 2n như: 3n, 4n, 5n, 6n… - Cơ chế: + Tế bào sôma 2n tế bào tiền phôi 2n, nguyên phân NST không phân li tạo tế bào 4n, tế bào 4n nguyên phân bình thường cho tế bào 4n… NP (DB ) NP + TB sôma 2n TB sôma 4n Mô, quan 4n NP ( DB ) NP + TB tiền phôi 2n TB tiền phôi 4n thể 4n + Tế bào sinh dục 2n giảm phân, không phân li NST lần phân bào tạo giao tử đột biến 2n Nếu giao tử 2n kết hợp giao tử 2n → hợp tử 4n P: 2n x 2n Gp: 2n 2n F(hợp tử) 4n NP → F (hợp tử) 4n Cơ thể 4n Nếu giao tử 2n kết hợp giao tử n → hợp tử 3n P: 2n x 2n Gp: 2n n 29 F (hợp tử): 3n NP → F (hợp tử): 3n Cơ thể 3n 30 ...HỆ THỐNG TOÀN BỘ KIẾN THỨC SINH HỌC THCS ********************* A CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ (ADN – ARN – PRƠTÊIN ) PHẦN I: CẤU TRÚC AND... sơ đồ phân nhánh cách nhân đại số C: CÁC QUY LUẬT DI TRUYỀN PHẦN I: CÁC ĐỊNH LUẬT CỦA MENDEN A TĨM TẮT LÍ THUYẾT I MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ THUẬT NGỮ Alen: Là trạng thái khác gen Các alen có vị trí... khơng alen tác động lên hình thành tính trạng - Các dạng tác động khác cho tỉ lệ kiểu hình F2 biến dạng (9: : : 1) c Các dạng tác động bổ trợ: Các tỉ lệ: : : : 1; : : 1; :7 Ta xét dạng tỉ lệ: