Đang tải... (xem toàn văn)
Bố mẹ phải thuần chủng và khác nhau về các cặp tính trạng tương phản đem lai. Tính trạng trội phải trội hoàn toàn. Các cặp gen xác định các cặp tính trạng tương phản nằm trên các[r]
(1)Phần A:
CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ (ADN – ARN – PRÔTÊIN)
PHẦN I: CẤU TRÚC ADN (AXIT ĐÊƠXIRIBƠNUCLÊIC)
I TÍNH SỐ NUCLÊÔTIT CỦA ADN HOẶC CỦA GEN: 1 Đối với mạch gen:
- Trong ADN, mạch bổ sung nhau, nên số Nu chiều dài mạch
A1 + T1 + G1 + X1 = T2 + A2 + X2 + G2
- 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
2 Đối với mạch: Số Nu loạ i 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 %:
1 2
% % % %
% %
2
A A T T
A T
1 2
% % % %
% %
2
G G X X
G X
Ghi nhớ: Tổng loại Nu khác nhóm bổ sung luôn nửa số Nu ADN 50% số Nu AND Ngược lại biết:
Tổng loại Nu N
50% loạ i Nu phải khác nhóm bổ sung
Tổng loại Nu khác N
hoặc khác 50% loại Nu phải nhóm bổ sung
3 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 đó: A + G =
2 N
%A + %G = 50%
4 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.20
20 N C
5 Tính khối lượng phân tử ADN (M): Một Nu có khối lượng trung bình 300đvC Khi biết tổng Nu M = N 300 đvC
6 Tính chiều dài phân tử ADN (L): Phân tử ADN chuỗi gồm mạch đơn chạy song song xoắn quanh trục Vì vậy, chiều dài ADN chiều dài mạch chiều dài trục Mỗi mạch có
2 N
nuclêôtit, độ dài Nu 3,4Å
2 N
L 3,4Å Đơn vị thường dùng:
micrômet = 104 ăngstron (Å)
micrômet = 103 nanômet (nm)
mm = 103
(2)II TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIDRO VÀ LIÊN KẾT HĨA TRỊ Đ – P: 1 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 + 3G H = 2T + 3X 2 Số liên kết hoá trị (HT):
a) Số liên kết hoá trị nối Nu mạch gen: N
Trong mạch đơn gen, Nu nối với liên kết hoá trị, Nu nối liên
kết hoá trị … N
Nu nối N
b) Số liên kết hoá trị nối Nu mạch gen: 2 N
Do số liên kết hoá trị nối Nu mạch ADN: N
c) Số liên kết hoá trị đường – photphat gen (HTĐ-P): Ngồi liên kết hố trị nối Nu
trong gen Nu có liên kết hố trị gắn thành phần H3PO4 vào thành phần đường
Do số liên kết hố trị Đ – P ADN là:
2
2
D P
N
HT N N
PHẦN II: CƠ CHẾ TỰ NHÂN ĐƠI CỦA ADN
I TÍNH SỐ NUCLÊƠTIT TỰ DO CẦN DÙNG: 1 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 : AADN nối với TT ự
và ngược lại; GADN nối với XTự do ngược lại Vì vậy, số Nu tự loạ i 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
2 Qua nhiều đợt tự nhân đơi (x đợt) a) Tính số ADN con:
- 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 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
Vậy: tổng số Nu tự cần dùng cho ADN qua x đợt tự nhân đôi:
2x 2x
td
N N N N
(3)- Số Nu tự loại cần dùng là:
2
2
x td td
x td td
A T A
G X G
c) Tính số Nu tự ADN mà có mạch hồn tịan mới:
td
N
hoàn toàn = N2x2
td
A
hoàn toàn = Ttd A2x2
td
G
hoàn toàn = Xtd G2x2
II TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIDRO, LIÊN KẾT HỐ TRỊ Đ – P ĐƢỢC HÌNH THÀNH HOẶC BỊ PHÁ VỠ:
1 Qua đợt tự nhân đơi:
a) Tính số liên kết hiđrôbị phá vỡ số liên kết hiđrô 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 AND
HPhá vỡ = HADN
- Mỗi mạch ADN nối Nu tự theo NTBS liên kết hiđrô nên số liên kết hiđrơ hình thành tổng số liên kết hiđrơ AND
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 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 = H 2x
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: HPhá vỡ = H (2 x
– 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 polinuclêơtit
- Số liên kết hố trị nối nu mạch đơn: N
Trong tổng số mạch đơn ADN cịn có mạch cũ ADN mẹ giữ lại
Do số mạch ADN 2.2x
– 2, tổng số liên kết hố trị hình thành:
HT
hình thành = 2.2 2 2
2
x x
N
N
III TÍNH THỜI GIAN SAO MÃ:
Có thể quan niệm liên kết Nu tự vào mạch ADN đồng thời, mạch tiếp nhân đóng góp dược Nu mạch liên kết bay nhiêu Nu
(4) 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:
TG tự = 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 sao)
PHẦN III: CẤU TRÚC ARN (AXIT RIBÔNUCLÊIC)
I TÍNH SỐ RIBƠNUCLÊƠTIT CỦA ARN:
ARN thường gồm loại ribônu: A,U, G, X tổng hợp từ mạch ADN theo NTBS Vì vậy, số ribônu ARN số Nu mạch ADN
rN = rA + rU + rG + rX
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 vậy, số ribơnu loại ARN số nu bổ sung mạch gốc ADN
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 = rR + rX
- Tỉ lệ %:
% %
% %
2 rA rT
A T ; % % % %
2 rG rX G X
II TÍNH KHỐI LƢỢNG PHÂN TỬ ARN (MARN): Một ribơnu có khối lượng trung bình 300 đvC, nên:
MARN = rN 300 đvC =
2 N
300 đvC
III TÍNH CHIỀU DÀI VÀ SỐ LIÊN KẾT HOÁ TRỊ Đ – P CỦA ARN: 1 Tính chiều dài :
- ARN gồm có mạch rN ribơnu với độ dài Nu 3,4Å Vì vậy, chiều dài ARN chiều dài ADN tổng hợp nên ARN
- Vì vậy: LADN = LARN = rN 3,4Å =
2 N
3,4Å
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 đó, số liên kết hố trị nối ribơnu mạch ARN là:
rN –
- Trong ribônu có liên kết hố trị gắn thành phần axit H3PO4 vào thành phần đường Do đó, số
liên kết hóa trị loại có rN ribơnu là: rN - Vậy: Số liên kết hoá trị Đ – P ARN:
HTARN = rN – + rN = 2rN –
PHẦN IV: CƠ CHẾ TỔNG HỢP ARN
I TÍNH SỐ RIBƠNUCLÊOTIT TỰ DO CẦN DÙNG:
1 Qua lần mã: Khi tổng hợp ARN, mạch gốc ADN làm khuôn mẫu liên kết ribônu tự theo NTBS:
AADN nối với UARN ; TADN nối với AARN
(5)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 =
2 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 vậy, 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 só ribơnu tự loại cần dùng với số Nu loại bổ sung mạch gốc
II TÍNH SỐ LIÊN KẾT HIĐRƠ VÀ LIÊN KẾT HỐ TRỊ Đ – P: 1 Qua lần mã:
a) Số liên kết hidro:
Hđứt = HADN
Hhình thành = HADN
Hđứt = Hhình thành = HADN
b) Số liên k ết hoá trị:
HThình thành = rN –
2 Qua nhiều lần mã (K lần): a) Tổng số liên k ết hidrô bị phá vỡ:
H
phá vỡ = K H
b) Tổng số liên k ết hoá trị hình thành:
HT
hình thành = K (rN – 1)
III TÍNH THỜI GIAN SAO MÃ:
Tốc độ mã: Số ribônu tiếp nhận liên kết giây Thời gian mã:
a) 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: TG mã = dt rN
Khi biết tốc độ mã (mỗi giây liên kết ribơnu) thời gian mã là:
TG mã = rN (tốc độ mã) b) 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:
TG mã nhiều lần = K TG mã lần
(6)PHẦN V: CẤU TRÚC PRÔTÊIN
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 =
2 3 N rN
Trong mạch gốc gen số mã mARN có ba mã kết thúc khơng mã hố axit amin Các ba cịn lại có mã hoá axit amin (aa)
Số ba có mã hố aa (aa chuỗi polipeptit) = 1 3
N rN
Ngồi mã kết thúc khơng mã hóa aa, mã mở đầu có mã hóa aa, aa bị cắt bỏ không tham gia vào cấu trúc prôtêin
Số aa phân tử prơtêin (aa prơtêin hồn chỉnh ) = 2
2 3
N rN
II TÍNH SỐ LIÊN KẾT PEPTIT: Số liên kết peptit hình thành = Số phân tử H2O tạo
Hai aa nối liên kết peptit, aa có liên kết peptit… chuỗi polipeptit có M aa số liên kết peptit là:
Số liên kết peptit = M –
III TÍNH SỐ CÁCH MÃ HÓA CỦA ARN VÀ SỐ CÁCH SẮP ĐẶT AXIT AMIN TRONG CHUỖI POLIPEPTIT:
Các loại aa ba mã hố: Có 20 loại aa thường gặp phân tử prôtêin sau:
(1) Glixêrin: Gly (6) Xerin: Ser (11) Asparagin: Asn (16) Phenilalanin: Phe (2) Alanin: Ala (7) Treonin: Thr (12) Glutamic: Glu (17) Tirozin: Tyr (3) Valin: Val (8) Xistein: Cys (13) Glutamin: Gln (18) Histidin: His (4) Lơxin: Leu (9) Metionin: Met (14) Arginin: Arg (19) Triptofan: Trp (5) Izolơxin: Ile (10) Aspartic: Asp (15) Lizin: Lys (20) Prôlin: Pro
Bảng ba mật mã:
CHỮ CÁI THỨ HAI
U X A G
Mã Axit amin Mã Axit amin Mã Axit amin Mã Axit amin
CH Ữ C Á I T H Ứ NH Ấ T U UUU
Phe UXU
Ser
UAU
Tyr UGU Cys U
CH Ữ C Á I T H Ứ BA
UUX UXX UAX UGX X
UUA
Leu UXA UAA KT UGA KT A
UUG UXG UAG KT UGG Trp G
X XUU Leu XXU Pro XAU
Hi s XGU
Arg
U
XUX XXX XAX XGX X
XUA XXA XAA
Gin XGA A
XUG XXG XAG XGG G
A AUU Ile AXU Thr AAU
Asn AGU Ser U
AUX AXX AAX AGX X
AUA AXA AAA
Lys AGA Arg A
AUG Met (MĐ) AXG AAG AGG G
G GUU Val GXU Ala GAU
Asp GGU
Gly
U
GUX GXX GAX GGX X
GUA GXA GAA
Glu GGA A
(7)PHẦN VI: CƠ CHẾ TỔNG HỢP PRƠTÊIN
I TÍNH SỐ AXIT AMIN TỰ DO CẦN DÙNG:
Trong tình giải mã, tổng hợp prôtein, ba mARN có mã hố aa ARN mang aa đến giải mã
1 Giải mã tạo thành phân tử prôtêin:
Khi ribôxôm chuyển dịch từ đầu đến đầu mARN để hình thành chuỗi polipeptit số aa tự cần dùng ARN vận chuyển mang đến để giải mã mở đầu mã kế tiếp, mã cuối không giải
Vì vậy:
- Số aa tự cần dùng cho lần tổng hợp chuỗi polipeptit là:
Số aatd = 1
2 3
N rN
- Khi rời khỏi ribơxơm, chuỗi polipeptit khơng cịn aa tương ứng với mã mở đầu Do đó, số
aa tự cần dùng để cấu thành phân tử prơtêin hồn chỉnh (tham gia vào cấu trúc prôtêin để thực
hiện chức sinh học) là:
Số aaPro = 2
2 3
N rN
2 Giải mã tạo thành nhiều phân tử prơtêin:
Trong q trình giải mã, tổng hợp prôtêin, lượt chuyển dịch ribôxôm mARN tạo thành chuỗi polipeptit
Có n ribơxơm chuyển dịch qua mARN khơng trở lại có n lượt trượt ribơxơm Do đó, số
phân tử prôtêin (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:
Pro
= tổng số lượt trượt Ribôxôm = 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)
td
aa
= Số Pro 1
3
rN rN
K n
- Tổng số aa tham gia cấu trúc prôtêin để thực chức sinh học (không kể aa mở đầu):
Pro
aa
Số Pro
3 rN
II TÍNH SỐ PHÂN TỬ NƢỚC 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 peptit, đồng thời giả i phóng phân tử nước…
Vì vậy:
- Số phân tử H2O giải phóng q trình giải mã tạo chuỗi polipeptit là:
Số phân tử H2O giải phóng =
3 rN
- Tổng số phân tử nước giải phóng q trình tổng hợp nhiều phân tử protein (mỗi phân tử protein chuỗi polipeptit)
2
H O
giải phóng = Số phân tử Pro
3 rN
(8)- Khi chuỗi polipeptit rời khỏi ribôxôm 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 là:
3 rN
= Số aaPro –
- Vì vậy: Tổng số liên kết peptit thực hình thành phân tử protein là:
Peptit
LK
= Tổng số phân tử Pro 3 rN
= Số Pro.(Số aaPro – 1)
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 Số aa chúng cung cấp 2y
z phân tử giải mã lần Số aa chúng cung cấp z
- Vậy: Tổng số axit amin cần dùng phân tử tARN vận chuyển loại cung cấp
Phương trình: 3x + 2y + z =
td
aa
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)
l v
t
(Å/s)
Tốc độ giải mã Ribôxôm:
- 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 =
2 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)
l t
t
3 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 1: t
Đối với RB 2: t + t Đối với RB 3: t + 2t
Tương tự RB lại
V TÍNH SỐ AXIT AMIN TỰ DO CẦN DÙNG ĐỐI VỚI CÁC RIBƠXƠM CÕN TIẾP XƯC VỚI mARN:
Tổng số aa tự cần dùng riboxom có tiếp xúc với mARN tổng dãy polipeptit mà riboxom giải mã được:
1
td x
aa a a a
(9) Nếu riboxom cách số aa chuỗi polipeptit riboxom số Số aa riboxom hợp thành dãy cấp số cộng:
- Số hạng đầu a1 = số aa RB1
- Công sai d = số aa RB sau số aa trước
- Số hạng dãy x = số riboxom có tiếp xúc mARN (đang trượt mARN) - Tổng số aa tự cần dùng tổng dãy cấp số cộng đó:
1
2
2
x
x
S a x d
Phần B:
CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO (NHIỄM SẮC THỂ)
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 a1.2
x
1
- a2 tế bào qua x2 đợt phân bào tế bào a2.2
x
2
Tổng số tế bào sinh ra:
1.2 2.2
x x
Aa a
II TÍNH SỐ NHIỄM SẮC THỂ TƢƠNG ĐƢƠNG VỚI NGUYÊN LIỆU ĐƢỢC CUNG CẤP TRONG QUÁ TRÌNH TỰ NHÂN ĐƠI CỦA NHIỄM SẮC THỂ:
Khi tự nhân đôi, nhiễm sắc thể ban đầu tạo thêm 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 đơi nhiễm sắc thể tế bào mẹ Số đợt tự nhân đôi nhiễm sắc thể số đợt 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:
2 2x 2 2x NST n n n
Số NST chứa hoàn toàn nguyên liệu mới:
Dù đợt nguyên phân nào, số NST tế bào có NST mang ½ NST cũ NST ban đầu số NST có chứa ½ NST cũ lần số NST ban đầu Vì vậy, số NST tế bào mà NST cấu thành từ nguyên liệu môi trường nội bào cung cấp là:
NST
mới 2 2 2 2
x x
n n
(10)1 Thời gian chu kì nguyên phân:
Là thời gian giai đọan, tính từ đầu kì trước đến hết kì trung gian từ đầu kì trung gian đến hết kì cuối
2 Thời gian qua đợt nguyên phân: Là tổng thời gian đợt nguyên phân liên tiếp
Tốc độ nguyên phân không thay đổi: Khi thời gian đợt nguyên phân sau luôn thời gian đợt nguyên phân trước: TG = Thời gian đợt Số đợt nguyên phân
Tốc độ nguyên phân thay đổi: Nhanh dần thời gian đợt phân bào sau thời gian đợt phân bào trước số Ngược lại, thời gian nguyên phân giảm dần
Ví dụ:
- Thời gian đợt nguyên phân 1: 30 phút 30 phút - Thời gian đợt nguyên phân 2: 28 phút 32 phút - Thời gian đợt nguyên phân 3: 36 phút 34 phút
Nhanh dần Chậm dần
Vậy: Thời gian qua đợt phân bào liên tiếp tổng dãy cấp số cộng mà số hạng thời gian đợt nguyên phân
2 1
2
x x
TG a a a x d
PHẦN II: CƠ CHẾ GIẢM PHÂN VÀ THỤ TINH
I TÍNH SỐ GIAO TỬ HÌNH THÀNH VÀ SỐ HỢP TỬ TẠO RA: 1 Tạo giao tử (Kiểu NST giới tính: đực 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 Số tinh trùng X hình thành = Số tế bào Y hình thành
Ơ vùng chín, tế bào sinh dục sơ khai (tế bào sinh trứng) qua giảm phân cho tế bào trứng gồm loại X, tế bào thể định hướng (về sau bị tiêu biến)
Số trứng hình thành = Số tế bào trứng Số thể định hướng = Số tế bào sinh trứng 2 Tạo hợp tử:
Một tinh trùng loại X kết hợp với trứng tạo thành hợp tử XX, tinh trùng loại Y kết hợp với trứng tạo thành hợp tử XY
- Tinh trùng X Trứng X Hợp tử XX (cái) - Tinh trùng Y Trứng X Hợp tử XY (đực)
Mỗi tế bào trứng kết hợp với tinh trùng để tạo thành hợp tử
Số hợp tử tạo thành = Số tinh trùng thụ tinh = Số trứng thụ tinh 3 Tỉ lệ thụ tinh (Hiệu suất thụ tinh):
Tỉ lệ thụ tinh tinh trùng = Số tinh trùng thụ tinh: Tổng số tinh trứng hình thành
Tỉ lệ thụ tinh trứng = Số trứng thụ tinh: Tổng số trứng hình thành
II TÍNH SỐ LOẠI GIAO TỬ VÀ HỢP TỬ KHÁC NHAU VỀ NGUỒN GỐC VÀ CẤU TRÖC NST: Sự phân li tổ hợp NST trình giảm phân:
1 Ở phân bào I:
Từ kì sau đến kì cuối, NST kép cặp tương đồng phân li tế bào, có khả tổng hợp tự với NST kép cặp khác theo nhiều kiểu
Nếu có trao đổi đoạn cặp NST thay đổi dạng số kiểu đó, khơng làm tăng số kiểu tổ hợp
- Số kiểu tổ hợp: 2n
(n số cặp NST tương đồng)
(11)2 Ở phân bào II:
Từ kì sau đến kì cuối, NST đơn NST kép phân li giao tử có khả tổ hợp tự với NST đơn cặp khác tạo thành nhiều kiểu tổ hợp, phát sinh nhiều loại giao tử
Nếu có trao đổi đọan xảy điểm cặp NST cặp có trao đổi đoạn làm số loại giao tử tăng gấp đôi
- Số kiểu giao tử: 2n + m
(m: số cặp NST có trao đổi đoạn) - Dạng tổ hợp: dùng sơ đồ phân nhánh cách nhân đại số
Phần 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 tương ứng cặp NST tương đồng (lôcut) VD: Gen quy định màu hạt có alen: A hạt vàng; a hạt xanh
Cặp alen: Là alen giống hay khác thuộc gen nằm cặp NST tương đồng vị trí tương ứng tế bào lưỡng bội VD: AA, Aa, aa
- Nếu alen có cấu trúc giống Cặp gen đồng hợp VD: AA, aa - Nếu alen có cấu trúc khác Cặp gen dị hợp VD: Aa, Bb
Thể đồng hợp: Là cá thể mang alen giống thuộc gen VD: AA, aa, BB, bb
Thể dị hợp: Là cá thể mang alen khác thuộc gen VD: Aa, Bb, AaBb
Tính trạng tương phản: Là trạng thái khác tính trạng biểu trái ngược nhau VD: Thân cao thân thấp trạng thái tính trạng chiều cao thân cặp tính trạng tương phản
Kiểu gen: Là tổ hợp toàn gen tế bào thể sinh vật VD: Aa, AB, Bv, BV, AB bv bv ab Kiểu hình: Là tổ hợp tồn tính trạng đặc tính thể VD: Ruồi dấm có kiểu hình thân xám
cánh dài thân đen cánh ngắn II CÁC ĐỊNH LUẬT CỦA MENDEN:
1 Phương pháp nghiên cứu di truyền Menden: (có phương pháp) a) Phƣơng pháp phân tích thể lai:
Chọn dịng thuần: Trồng riêng để tự thụ phấn , đời hồn tồn giống bố mẹ thứ đậu chủng tính trạng nghiên cứu
Lai cặp bố mẹ chủng khác vài cặp tính trạng tương phản VD: Pt/c : vàng xanh
Sử dụng thống kê toán học số lượng lớn cá thể lai để phân tích quy luật di truyền từ P F b) Lai phân tích: Là phép lai thể mang tính trang trội với thể mang tính trạng lặn để kiểm
tra kiểu 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: Lai phân tích đậu hạt vàng (KG: AA Aa) với đậu hạt xanh (KG: aa)
- Nếu Fa đồng tính hạt vàng đậu hạt vàng muốn tìm KG có KG đồng hợp trội (AA)
- Nếu Fa phân tính (1 vàng : xanh) đậu hạt vàng muốn tìm KG có KG dị hợp trội
(Aa)
2 Lai cặp tính trạng:
(12)b) Thí nghiệm: Lai thứ đậu Hà Lan chủng khác cặp tính trạng tương phản hạt vàng với hạt lục, thu F1 đồng loạt hạt vàng Cho F1 tự thụ, F2 thu c ắ ht vng; ẳ ht
xanh
c) Nội dung định luật:
Định luật đồng tính: Khi lai bố mẹ khác cặp tính trạng tương phản, F1 có kiểu
hình đồng biểu tính trạng bên bố mẹ Tính trạng biểu F1 tính
trạng trội, tính trạng khơng biểu F1 tính trạng lặn
Định luật phân tính: Khi cho thể lai F1 tự thụ phấn giao phấn F2 có phân li
kiểu hình theo tỉ lệ xấp xỉ trội : lặn d) Giải thích định luật:
Theo Menden: hệ lai F1 không sinh giao tử lai mà sinh giao tử khiết
Theo thuyết NST (cơ sở tế bào học định luật đồng tính phân tính) e) Điều kiện nghiệm định luật đồng tính phân tính:
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 f)Ý nghĩa:
Định luật đồng tính: Lai giống chủng tạo ưu lai F1 cặp gen dị hợp quy
định
Định luật phân tính: Khơng dùng F1 làm giống F2 xuất tính trạng lặn khơng có lợi
Ứng dụng định luật đồng tính phân tính phép lai phân tích: cho phép lai xác định
kiểu gen thể mang tính trạng trội thể đồng hợp hay dị hợp 3 Lai hai hay nhiều cặp tính trạng:
a) Khái niệm: Là phép lai cặp bố mẹ chủng đem lai phân biệt hay nhiều cặp tính trạng tương phản VD: Lai đậu Hà Lan hạt vàng, trơn với hạt xanh, nhăn
b) Thí nghiệm Menden: 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:
9 vàng trơn : vàng nhăn : xanh trơn : xanh nhăn 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 = + 3/3 + = 3/1
F1: 100% hạt trơn F2: hạt trơn/hạt nhăn = + 3/3 + = 3/1
Xét chung tính trạng: Ở F2 = (3V : 1X) (3T : 1N) = (9V – T : 3V – N : 3X – T : 1X – N)
Vậy: Mỗi cặp tính trạng di truyền không phụ thuộc vào
c) 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
d) 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 F1 F2 gồm:
(13)e) 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
f)Ý nghĩa: Sự phân li độc lập tổ hợp tự NST gen giảm phân, thụ tinh làm tăng biến dị tổ hợp nguồn ngun liệu cho chọn giống tiến hố, giải thích đa dạng sinh vật 4 Di truyền tính trạng trung gian (Trội khơng hồn tồn):
a) Thí nghiệm:
Lai thứ hoa Dạ Lan chủng hoa đỏ: AA với hoa trắng aa, F1 có hoa màu
hồng (Aa) Cho F1 tự thụ phấn (hoặc giao phấn), F2 phân li theo tỉ lệ: đỏ : hồng :
trắng
Nhận xét: Thể đồng hợp dị hợp có kiểu hình khác
b) Nội dung định luật: Khi lai thể bố mẹ khác cặp tính trạng, F1 đồng loạt mang
tính trạng trung gian giữ bố mẹ
c) Giải thích: Tính trạng màu hoa cặp gen quy định: AA: hoa đỏ; aa: hoa trắng; Aa: hoa hồng Sơ đồ lai:
PTC: AA (hoa đỏ) aa (hoa trắng)
GP: A a
F1: Aa (100% hoa hồng)
F1 x F1: Aa (hoa hồng) Aa (hoa hồng)
1
F
G 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:
1 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 2 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
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: 1 Số kiểu tổ hợp: Mỗi loại giao tử đực tổ hợp tự với loại giao tử tạo thành nhiều kiểu tổ hợp
trong hợp tử Vì số kiểu tổ hợp loại giao tử đực là:
Số kiểu tổ hợp = Số loại giao tử đực 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
(14)2 Số loại giao tử tỉ lệ phân li kiểu gen(KG), kiểu hình (KH):
Sự di truyền gen độc lập với Sự tổ hợp tự cặp gen cặp tính trạng.Vì vậy, kết qủa kiểu gen kiểu hình đời tính sau:
Tỉ lệ KG chung nhiều cặp gen = Các tỉ lệ KG riêng rẽ cặp gen nhân với
Số KG tính chung = Số KG riêng cặp gen nhân với
Tỉ lệ KH chung nhiều cặp tính trạng = Các tỉ lệ KH riêng rẽ cặp tính trạng nhân với
III TÌM KIỂU GEN CỦA BỐ MẸ:
1 Kiểu gen riêng loại tính trạng: Xét riêng kết đời lai F1 loạ i tính trạng
a) F1 đồng tính:
Nếu bố mẹ (P) có KH khác F1 nghiệm ĐL đồng tính Menden Tính trạng
biểu F1 tính trạng trội hệ P chủng: AA 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 F1 mang tính trạng trội, 2P đồng hợp trội AA, P lại tuỳ
ý: AA, Aa aa b) F1 phân tính nế u có tỉ lệ :
F1 phân tính theo tỉ lệ 3:1
F1 nghiệm đ ịnh luật phân tính Menden tính trạng
3
4là tính trạng trội,
4 tính trạng lặn P dị hợp: Aa Aa
Chú ý: Trong trường hợp trội khơng hồn tồn tỉ lệ F1 : : Trong trường hợp có gen
gây chết trạng thái đồng hợp tỉ lệ F1 :
F1 phân tính theo tỉ lệ :
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 F1 aa P chứa gen lặn a, phối hợp với KH
của P suy KG P
2 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 F1 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 Aa
- F1 gồm (3 + 1) tròn : (3 + 1) bầu dục = tròn : bầu dục (lai phân tích dị hợp) P: Bb bb
Xét chung: Kết hợp kết qủa kiểu gen riêng loại tính trạng Kiểu gen P là: AaBb 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: 1 Căn vào phép lai phép lai phân tích:
Tìm tỉ lệ phân tính KH hệ loại tính trạng
(15)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 (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 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 – HOÁN VỊ GEN
A TĨM TẮT LÍ THUYẾT:
I LIÊN KẾT GEN HỒN TỒN: 1 Thí nghiệm Mocgan:
a) Đối tƣợng nghiên cứu: Ruồi giấm có điểm thuận lợi nghiên cứu di truyền: dễ ni ống nghiệm, đẻ nhiều, vịng đời ngắn (10 – 14 ngày/thế hệ ), số lượng NST (2n = 8), nhiều biến
dị dễ thấy
b) Nội dung thí nghiệ m:
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 F2 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 F1 dị hợp cặp gen cho loại 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 đ i kèm với tính trạng cánh dài, tính trạng thân đen ln kèm với tính trạng cánh ngắn
2 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)
3 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
(16)- Số nhóm gen liên kết lồi tương ứng với số NST đơn bội (n) lồi - Số nhóm tính trạng di truyền liên kết tương ứng với nhóm gen liên kết
4 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 q (qui định nhóm tính trạng tốt) nằm
trong nhóm gen liên kết kèm với II LIÊN KẾT GEN KHƠNG HỒN TỒN:
1 Thí nghiệm: Khi cho lai ruồi F1 thân xám cánh dài giao phối với ruồi thân đen cánh ngắn Thu
được 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
2 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 hoán vị = 9%Bv + 9%bV = 18%
B PHƯƠNG PHÁP GIẢI:
I TÍNH SỐ LOẠI VÀ THÀNH PHẦN GIAO TỬ: 1 Các gen liên kết hoàn toàn:
a) Trên cặp NST (1 nhóm gen)
Các gen đồng hợp tử loại giao tử
Ví dụ: Ab
Ab loại giao tử Aa; ABd
ABd 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
b) 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
ab de loại giao tử: AB.DE : AB.de : ab.DE : ab.de Vì số nhóm gen số loại giao tử 22 = loạ i giao tử
2 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) Trƣờng 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 liên kết khơng hồn tồn tạo giao tử:
(17)b) Trƣờng hợp cặp gen dị hợp: Có xảy trao đổi chéo chổ:
VD: Cơ thể có KG: ABD Abd
- Số loại giao tử tạo = loại - Thành phần KG loại giao tử:
Giao tử bình thường: ABD = abd
Giao tử TĐC chổ: Abd = aBD = X1; ABd = abD = X2
Giao tử TĐC chổ: AbD = X3
Không xảy TĐC chổ:
VD: Cơ thể có KG: ABD abd
- Số loại giao tử tạo = loại giao tử - Thành phần KG loại giao tử:
Giao tử bình thường: ABD = abd
Giao tử TĐC chổ: Abd = aBD = X1; ABd = abD = X2
II TẦN SỐ TRAO ĐỔI CHÉO VÀ KHOẢNG CÁCH TƢƠNG ĐỐI GIỮA GEN TRÊN NST: 1 Tần số trao đổi chéo (tần số HVG): p
- Tần số TĐC gen NST tổng tỉ lệ giao tử HVG
Do đó: Tỉ lệ loại giao tử bình thường = 100
2
p p
Tỉ lệ loại giao tử HVG = p
- Tần số TĐC thể lực liên kết gen Thường gen có xu hướng chủ yếu liên kết
tần số HVG < 50%
- Trong trường hợp đặc biệt: tế bào sinh dục sơ khai xảy TĐC giống tần số HVG
p = 50% Do đó, thể dị hợp tử kép cho loại giao tử tỉ lệ tương đương giống với trường hợp
phân li độc lập
2 Khoảng cách tương đối gen NST:
- Tần số HVG thể khoảng cách tương đối gen: gen nằm xa tần số HVG lớn ngược lại gen nằm xa tần số HVG nhỏ
- Dựa vào tần số HVG 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 = 100%
Ví dụ: Lai phân tích ruồi thân xám cánh dài thuộc KG đối Ab
aB hệ lai gồm 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 là:
2
p
tỉ lệ giao tử BT là:
p
(18) Dựa vào loại KH mà đề cho biết Lập tỉ lệ:
Tỉ lệ KG làm nên KH theo ẩn số p =
Ví dụ: Cho thân cao hạt dài có KG Ab
aB tự thụ phấn, F1 thu 4000 cây, có 260 thấp tròn
Giải:
- Đặt p = Tần số HVG tỉ lệ giao tử HVG là: p
- F1 thu thấp tròn
ab ab
có tỉ lệ =
160 4000100
- Tỉ lệ KG làm nên thấp tròn là:
2
ab ab p
phương trình:
4
40% 100
p
p
IV CÁCH NHẬN ĐỊNH QUY LUẬT DI TRUYỀN: 1 Dựa vào phép lai khơng phải 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 không cặp gen nằm cặp NST
PHẦN III: TƯƠNG TÁC GEN
A TÓM TẮT LÝ THUYẾT:
I TÍNH TRẠNG ĐA GEN (Tương tác gen/Nhiều gen chi phối tính trạng) 1 Tác động bổ trợ:
a) Khái niệ m:
Tác động bổ trợ kiểu tác động qua lại hay nhiều cặp gen thuộc lôcut khác (không alen) làm xuất tính trạng
b) Nội dung định luật:
Hai nhiều gen 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: : : Thí nghiệm: Khi lai thứ bí trịn chủng với , F2 thu loại kiểu hình với tỉ
lệ: dẹt : trịn : dài
Giải thích:
F2 có tỉ lệ kiểu hình: : : = 16 tổ hợp = loạ i giao tử (?F1) loạ i giao tử (?F1) Nghĩa
là F1 bên cho loạ i giao tử với tỉ lệ nhau.Vậy F1 bên phả i dị hợp
cặp gen, quy định tính trạng Vậy tính trạng dạng cặp gen nằm cặp NST tương đồng khác tác động tác động qua lại qui định
Qui ước gen: Giả sử cặp gen tương tác Aa Bb:
(19) Sơ đồ lai:
PTC: AAbb (quả tròn) aaBB (quả tròn)
GP: Ab aB
F1: AaBb (100% dài)
F1 x F1: AaBb (quả dài) AaBb (quả dài)
1
F
G : AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab
F2: A–B– : A–bb : aaB– : aabb
9 dẹt tròn dài
2 Tác động át chế:
a) Khái niệ m: Là trường hợp gen kiểm hãm hoạt động gen khác, không lôcut b) Các dạng tƣơng tác át chế: Át chế gen trội (12 : : 1; 13 : 3) át chế gen lặn (9 : : 3)
Ta xét dạng tỉ lệ 12 : :
Thí nghiệm: Cho lai ngựa lông xám chủng với ngựa lông chủng, F1 tồn
lơng xám Cho ngựa F1 giao phối với nhau, F2 có phân li kiểu hình theo tỉ lệ:
12 xám : đen :
Giải thích: (tương tự tác động bổ trợ)
Trường hợp A át chế:
- Các kiểu gen có mặt gen trội A (A–B–; A–bb) át chế hoạt động cặp gen B, b qui định lông xám - Các kiểu gen (aaB–) có gen trội B không bị át chế
qui định màu đen
- Kiểu gen có cặp gen lặn aabb qui định lông
- Sơ đồ lai:
PTC: AABB (xám) aabb (hung)
GP: AB ab
F1: AaBb (100% xám)
F1xF1: AaBb (xám) AaBb (xám)
1
F
G : AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab F2: 9A–B– : 3A–bb : 3aaB– : 1aabb
12 xám đen
Trường hợp B át chế:
- Các kiểu gen có mặt gen trội B (A–B–; aaB–) át chế hoạt động cặp gen B, b qui định lông xám - Các kiểu gen (A–bb ) có gen trội A khơng bị át chế
qui định màu đen
- Kiểu gen có cặp gen lặn aabb qui định lông
- Sơ đồ lai:
PTC: AABB (xám) aabb (hung)
GP: AB ab
F1: AaBb (100% xám)
F1xF1: AaBb (xám) AaBb (xám)
1
F
G : AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab F2: 9A–B– : 3aaB– : 3A–bb : 1aabb
12 xám đen
3 Tác động cộng gộp:
a) Khái niệm: Tác động cộng gộp kiểu tác động củ nhiều gen, gen đóng góp phần vào phát triển tính trạng
b) Thí nghiệm: Lai giống lúa mì hạt đỏ chủng (TC) với giống hạt trắng TC, F1 thu toàn
hạt đỏ đến F2 có phân li kiểu hình: 15 đỏ : trắng Màu đỏ có độ đậm nhạt khác nhau, từ đỏ thẩm
đến đỏ nhạt
c) Giải thích: Màu sắc hạt lúa mì F2 có tỉ lệ phân li kiểu hình 15 : gồm 16 tổ hợp, nên màu sắc
phải cặp gen nằm cặp NST khác tương tác qui định
Qui ước: Giả sử cặp gen tương tác Aa, Bb
Các kiểu gen có mặt gen trội (A–B–; A–bb; aaB–) qui định hạt màu đỏ Số lượng gen trội kiểu gen nhiều màu đỏ đậm
(20) Sơ đồ lai:
PTC: AABB (quả đỏ) aabb (quả trắng)
GP: AB ab
F1: AaBb (100% đỏ)
F1 x F1: AaBb (đỏ) AaBb (đỏ)
1
F
G : AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab
F2: A–B– : A–bb : aaB– : aabb
15 đỏ (đậm nhạt) trắng
II GEN ĐA HIỆU (Một gen chi phối nhiều tính trạng) 1 Ví dụ:
Ở đậu Hà Lan: Thứ hoa tím hạt nâu, nách có chấm đen; thứ hoa trắng hạt nhạt nách
khơng có chấm nâu
Ở ruồi Giấm: Các gen qui định cánh ngắn đốt thân ngắn, lơng cứng, hình dạng quan sinh dục
thay đổi, đẻ trứng ít, tuổi thọ giảm ấu trùng suy yếu… Cịn gen quy định cánh dài thân đốt dài, lông mềm để trứng nhiều, tuổi thọ cao, ấu trùng mạnh…
2 Giải thích: Mỗi nhóm tính trạng dều gen qui định
B PHƯƠNG PHÁP GIẢI:
I CÁC KIỂU TƢƠNG TÁC: Mỗi kiểu tương tác có tỉ lệ KH tiêu biểu dựa theo biến dạng (3 : 1)2 như sau:
1 Kiểu hỗ trợ có tỉ lệ KH: : : : ; : : ; : a) Hỗ trợ gen trội hình thành KH: : : :
A–B– ≠ A–bb ≠ aaB– ≠ aabb thuộc tỉ lệ: : : : b) Hỗ trợ gen trội hình thành KH: : :
A–B– ≠ (A–bb = aaB–) ≠ aabb thuộc tỉ lệ: : : c) Hỗ trợ gen trội hình thành KH: :
A–B– ≠ (A–bb = aaB– = aabb) thuộc tỉ lệ: : 2 Kiểu át chế có tỉ lệ KG: 12 : : ; 13 : ; : :
a) Át chế gen trội hình thành KH: 12 : :
(A–B– = A–bb) ≠ aaB– ≠ aabb thuộc tỉ lệ: 12 : : b) Át chế gen trội hình thành KH: 13 :
(A–B– = A–bb = aabb) ≠ aaB– thuộc tỉ lệ: 13 : c) Át chế gen lặn hình thành KH: : :
A–B– ≠ (A–bb = aabb) ≠ aaB– thuộc tỉ lệ: : : 3 Tác động cộng gộp (tích luỹ) hình thành KH: 15 :
A–B– ≠ (A–bb = aabb) ≠ aaB–
Tổng quát n cặp gen tác động cộng gộp Tỉ lệ KH theo hệ số số hạng triển khai nhị thức Newton
(A + a)n
II XÁC ĐỊNH SỐ CẶP GEN TƢƠNG TÁC (Để nhận định quy luật di truyền)
Thường dựa vào kết phân tính hệ lai Số kiểu tổ hợp giao tử Số loại giao tử bố mẹ Số cặp gen tương tác
Tỉ lệ kiểu phân tính thuộc 16 kiểu tổ hợp như: : : 1; : 7… Hoặc kiểu tổ hợp như: : : 1; : : 1… Hoặc kiểu tổ hợp như: : 1; : : 1…(xem bảng ghi kiểu tương tác tương ứng) III DỰ ĐOÁN KIỂU TƢƠNG TÁC:
(21)PHẦN IV: DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH
I XÁC ĐỊNH KIỂU NST GIỚI TÍNH:
1 Trong thiên nhiên, gặp số kiểu NST giới tính sau: XX, XY, XO… (XX đồng giao tử, XY XO dị giao tử)
Đực XY, XX: người, động vật có vú, ruồi giấm…
Đực XX, XY: loại chim, bướm tầm, ếch nhái, bò sát…
Đực XO, XX: bọ xít, châu chấu, rệp…
Đực XX, XO: bọ nhậy…
2 Nếu cá thể đề cập đề khơng nêu lồi Kiểu NST giới tính xác định theo cách:
Dựa vào cá thể mang tính trạng lặn hệ có tỉ lệ phân tính : Vì tính trạng dễ xuất cá thể XY Giới tính cá thể thuộc NST giới tính XY
Dùng cách loại suy, thử kiểu NST giới tính Kiểu cho kết phù hợp với đề nhận
Ví dụ: Cho cá thể mang cặp gen dị hợp quy định cánh thẳng giao phối với cá thể khác F1
gồm 256 cánh thẳng; 85 cánh cong (chỉ toàn đực)
Cặp gen dị hợp quy định cánh thẳng Cánh thẳng tính trạng trội, cánh cong tính trạng lặn
F1 có tỉ lệ: cánh thẳng : cánh cong Nhưng tính trạng lặn cánh cong biểu đực
NST giới tính đực XY, XX II DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH:
1 Khái niệm: Là tượng di tuyền tính trạng mà cá gen xác định chúng nằm NST giới tính 2 Gen NST X (Qui luật di truyền chéo)
a) Thí nghiệm: Moocgan lai thuận nghịch ruồi giấm mắt đỏ với mắt trắng Lai thuận:
P: ♀ mắt đỏ ♂ mắt trắng F1: 100% mắt đỏ
F2: mắt đỏ : mắt trắng (toàn đực)
Lai nghịch:
P: ♀ mắt trắng ♂ mắt đỏ
F1: 1♀ mắt đỏ : 1♂ mắt trắng
F2: 1♀ mắt đỏ : 1♀ mắt trắng : 1♂ mắt đỏ : 1♂ mắt trắng
b) Giải thích:
F1 đồng loạt mắt đỏ, theo định luật đồng tính mắt đỏ trội hồn tồn so với mắt trắng
Qui ước: W: mắt đỏ; w: mắt trắng
Nếu gen nằm NST thường F2 (trong phép lai thuận) mắt trắng phân bố giới đực
cái Thực tế F2 màu mắt trắng có đực Vì vậy, gen qui đ ịnh màu mắt ruồi phải nằm
trên NST giới tính X, khơng có alen Y
Sơ đồ lai:
Phép lai thuận:
P: XWXW (♀ mắt đỏ) XwY (♂ mắt trắng)
GP: X
W
Xw, Y
F1: X
W
Xw, XWY (100% mắt đỏ) F1 x F1: X
W
Xw XWY
1
F
G : XW, Xw XW, Y F2: X
W
(22) Phép lai nghịch:
P: XWXW (♀ mắt trắng) XwY (♂ mắt đỏ)
GP: X
W
Xw, Y F1: X
W
Xw (♀ mắt đỏ) : XwY (♂ mắt trắng) F1 x F1: X
W
Xw XwY
1
F
G : XW, Xw Xw, Y
F2: X
W
Xw : XwXw : XWY : XwY 1♀ mắt đỏ : 1♀ mắt trắng : 1♂ mắt đỏ : 1♂ mắt trắng Vậy: Ở phép lai thuận gen lặn X bố truyền cho gái biểu trai c) Nội dung định luật:
Di truyền chéo: Tính trạng bố truyền cho (gái), tính trạng mẹ truyền cho đực
Hai phép lai thuận nghịch cho kết khác 3 Gen NST Y (Quy luật di truyền thẳng)
NST Y đa số lồi khơng mang gen, nên gen NST X có gen tương ứng Y Tuy nhiên, số loài động vật, NST Y mang gen
NST Y ngưới có đoạn mang gen tương ứng với gen X, có đoạn gen Y mà khơng có gen tương ứng X
Ví dụ: Ở người tật dính ngón tay số số gen lặn (a) NST Y gây biểu nam giới
P: XX XYa
G: X X, Ya
F1: XX (50% gái BT) XY
a
(50% dính ngón tay)
Nội dung di truyền thẳng: Tính trạng qui định gen nằm NST Y di truyền 100% cặp NST giới tính XY (100% trai)
4 Ý nghĩa: Hiện tượng di truyền liên kết với giới tính ứng dụng để phân biệt giới đực giới giai đoạn sớm phát triển cá thể lúc hình thái giới tính chưa thể kiểu hình, nhờ chọn lọc để tăng suất
Ví dụ: Ở gà người ta sử dụng gen trội A NST giới tính X xác định lơng vằn, để phân biệt trống, mái nở Gà trống XAXA có lơng vằn đầu rõ so với mái XAY
III CÁCH NHẬN ĐỊNH QUY LUẬT DI TRUYỀN: 1 Dựa vào kết phép lai thuận nghịch:
Nếu kết lai thuận nghịch khác gen quy định tính trạng xét nằm NST giới tính
Nếu tính trạng cho thấy xuất giới đực qua hệ (di truyền thẳng) Gen nằm NST Y Ngược lại gen nằm NST X
2 Dựa vào di truyền chéo tính trạng biểu không đồng giới đực cái:
a) Di truyề n chéo: Tính trạng đực giống tính trạng mẹ tính trạng giống bố có di truyền chéo Gen nằm NST giới tính X
b) Tính trạng khơng biểu đồng đề u giới: Cùng hệ tính trạng xuất giới đực, giới khơng ngược lại Gen nằm NST giới tính
Chú ý: Thực tế gen nằm NST giới tính có trường hợp tác động với gen nằm NST thường để hình thành tính trạng Cũng có gen nằm NST giới tính X tác động riêng rẽ tương tác qua lại với
CHÖ Ý CÁCH NHẬN ĐỊNH CÁC QUY LUẬT DI TRUYỀN: 1 Các quy luật Menden: (Phân li độc lập)
Hai hay nhiều cặp gen nằm hay nhiều cặp NST tương đồng
Hai hay nhiều cặp gen quy định hay nhiều cặp tính trạng 2 Các quy luật Moocgan:
Hai hay nhiều cặp gen nằm cặp NST
(23)3 Các qui luật tương tác gen:
Hai hay nhiều cặp gen nằm hay nhiều cặp NST
Hai hay nhiều cặp gen qui định cặp tính trạng
PHẦN V: ĐỘT BIẾN
I ĐỘT BIẾN GEN (ĐBG)
1 Các dạng đột biến gen biến đổi cấu trúc gen:
- Đột biến gen biến đổi cấu trúc gen số cặp Nu
- Cấu trúc gen bị biến đổi số lượng thành phần trình tự Nu gen a) So sánh gen bình thƣờng gen đột biến nhận thấy:
Hai gen có số Nu khơng thay đổi Gen ĐB biến đổi thành phần trình tự Nu:
Đột biến thay kiểu đồng hoán dị hoán:
- Thay kiểu đồng hoán: Thay cặp A – T cặp G – X thay cặp G – X cặp A – T
- Thay kiểu dị hoán: Thay cặp A – T cặp T – A thay cặp G – X cặp X – G
Đột biến gen dạng đảo vị trí
b) So sánh gen bình thƣờng gen đột biến nhận thấy:
Hai gen có số lượng loại Nu giống Khơng thay đổi thành phần số lượng Nu
Gen ĐB có biến đổi trình tự Nu:
ĐBG dạng thay kiểu dị hoán
ĐBG dạng đảo vị trí
c) So sánh gen bình thƣờng gen đột biến nhận thấy:
Hai gen có số lượng Nu giống nhau, hai gen khác thành phần loại Nu ĐB gen dạng thay kiểu đồng hoán
d) So sánh gen bình thƣờng gen đột biến nhận thấy: Hai gen có số lượng Nu chênh lệch cặp Nu:
ĐBG dạng thêm cặp Nu
ĐBG dạng cặp Nu 2 Tỉ lệ gen đột biến:
Gen tiền ĐB: Gen có biến đổi cấu trúc mạch Gen tiền ĐB enzim sửa chữa thành gen bình thường
Gen ĐB: Gen có biến đổi cặp Nu mạch đơn - Gen <nhân đôi> Gen tiền ĐB <nhân đôi> Gen ĐB x = x =
- Tỉ lệ gen đột biến = 100%
II ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ (ĐBNST)
1 Đột biến thể dị bội NST: Là ĐB xảy hay số cặp NST Có dạng:
Thể nhiễm (2n + 1) Thể nhiễm (2n – 1) 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 2n
GP: n + ; n – ; n
- F (hợp tử): 2n + NP
Thể nhiễm (2n + 1) - F (hợp tử): 2n – NP
(24)2 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 xôma 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…
TB sôma 2n NP (DB)
TB sôma 4n NP Mô, quan 4n TB tiền phôi 2n NP (DB)
TB tiền phôi 4n NP Cơ 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 2n
GP: 2n 2n
F (Hợp tử): 4n
F (Hợp tử) 4n NP Cơ thể 4n
Nếu giao tử 2n kết hợp giao tử n Hợp tử 3n
P: 2n 2n
GP: 2n n
F (Hợp tử): 3n
100% mắt đỏ F