Hiện tượng khống chế sinh học Khống chế sinh học là hiện tượng số lượng cá thể của một loài bị khống chế ở một mức nhất định không tăng quá hoặc giảm thấp quá do tác động của các mối qua[r]
(1)Phần năm DI TRUYỀN HỌC Chương I CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Bài GEN, MÃ DI TRUYỀN VÀ QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN A NỘI DUNG CHÍNH I Gen Gen là đoạn ADN mang thông tin mã hoá cho chuỗi pôlipeptit hay phân tử ARN VD + Gen Hb mã hoá chuỗi pôlipeptit + Gen t-ARN mã hoá cho phân tử tARN II Mã DT Khái niệm - Mã DT là trình tự xếp các nuclêôtit gen quy định trình tự xếp các axit amin prôtêin - Mã DT là mã ba : nu trên ADN quy định nuclêôtit (côđon) trên ARN mã hoá axit amin trên prôtêin - Có nuclêôtit trên ARN, nên có số ba mã hoá là 43 = 64 - Ba ba kết thúc không mã hoá axit amin nào là: UAA, UAG, UGA - Bộ ba mở đầu là AUG mã hoá Chỉ có 61 ba mã hoá khoảng 20 axit amin - axit amin mêtiônin SV nhân thực - axit amin foocmin mêtiônin SV nhân sơ Đặc điểm + Mã DT đọc từ điểm theo ba mà không gối lên + Mã DT có tính phổ biến : Tất các loài dùng chung mã DT, trừ vài ngoại lệ → Phản ánh tính thống sinh giới + Mã DT có tính đặc hiệu : ba mã hoa loại axit amin + Mã DT có tính thoái hoá : Nhiều ba khác cùng mã hoá axit amin III Quá trình nhân đôi ADN (tái ADN) - Quá trình nhân đôi ADN diễn kì trung gian quá trình phân bào (nguyên phân, giảm phân) Bước 1:(Tháo xoắn phân tử ADN) Bước 2:(Tổng hợp các mạch ADN mới) - Enzim ADN – pôlimeraza lắp ghép các nu tự vào mạch khuôn ADN theo NTBS (NTBS : A-T; G-X) - Enzim ADN – pôlimeraza tổng hợp mạch theo chiều 5’ → 3’ nên: + Enzim ADN – pôlimeraza luôn di chuyển trên các mạch khuôn theo chiều 3’→5’ + Trên mạch khuôn 3’→5’ mạch bổ sung tổng hợp liên tục + Trên mạch khuôn 5’→3’ mạch khuôn tổng hợp ngắt quãng Mỗi đoạn ngắt quãng là đoạn ADN (đoạn Okazaki) Các đoạn Okazaki nối lại với nhờ enzim nối ADN ligaza * Hai mạch ADN nhân đôi theo cách khác hai mạch phân tử ADN có chiều ngược Bước 3: (2 phân tử ADN tạo thành) - Trong phân tử ADN có mạch phân tử ADN ban đầu (bán bảo toàn) và mạch tổng hợp → Quá trình tái ADN diễn theo NTBS và bán bảo tồn B BỔ SUNG I ADN Đơn phân ADN là loại nuclêôtit : A, T, G, X: + A mạch này luôn liên kết với T mạch liên kết hiđrô và ngược lại → A = T + G mạch này luôn liên kết với X mạch liên kết hiđrô và ngược lại → G = X -Tổng số nu ADN: N = A + T + G + X : %A + %T + %G + %X = 100%→%A + %G = 50% - Số liên kết hiđrô ADN: H = 2A + 3G (2) ADN có mạch, nu có chiều dài 3,4 A0 → Lgen = N 3,4A0 Trong đó: L là chiều dài ADN; N là tổng số nu ADN microâmet = 104 angstron (A0 ) microâmet = 103 nanoâmet (nm) mm = 10 microâmet = 10 nm = 10 A Bài PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ A NỘI DUNG CHÍNH I Phiên mã: (Tổng hợp ARN) - Phiên mã là quá trình tổng hợp ARN từ mạch khuôn ADN (mạch mang mã gốc có chiều 3’-5’) - Diễn nhân TB Cấu trúc và chức loại ARN: - ARN thông tin (mARN): Có cấu tạo mạch thẳng, là khuôn cho quá trình dịch mã ribôxôm - ARN vận chuyển (tARN): Có nhiều loại tARN, phân tử tARN có ba đối mã (anticôdon) và đầu để liên kết với axit amin tương ứng Vận chuyển axit amin tới ribôxôm để tham gia tổng hợp chuỗi pôlipeptit - ARN ribôxôm (rARN): Là thành phần kết hợp với prôtêin tạo nên ribôxôm Cơ chế phiên mã - Diễn biến quá trình phiên mã + ARN pôlimeraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn lộ mạch mã gốc có chiều 3’5’ bắt đầu phiên mã + ARN pôlimeraza trượt trên mạch gốc theo chiều 3’5’ + mARN tổng hợp theo chiều 5’3’, nu trên mạch gốc liên kết với nu tự theo NTBS A-U, G-X, T-A, X-G (vùng nào trên gen phiên mã song thì đóng xoắn ngay) + Khi ARN pôlimeraza gặp tín hiệu kết thúc thì dừng phiên mã Một phân tử mARN giải phóng Ở SV nhân thực mARN sau tổng hợp cắt bỏ các đoạn Intron, nối các đoạn Exon tạo thành mARN trưởng thành sẵn sàng tham gia dịch mã II Dịch mã: (Tổng hợp prôtêin) Hoạt hoá axit amin: - Nhờ các enzim đặc hiệu và ATP axit amin hoạt hoá và gắn với tARN tương ứng tạo nên phức hợp axit amin – tARN (aa- tARN) - Diễn TB chất Tổng hợp chuỗi pôlipeptit: - Ribôxôm giữ vai trò khung đỡ mARN và phức hợp aa-tARN với - Bộ ba đối mã phức hợp mở đầu Met-tARN (UAX) bổ sung chính xác với côdon mở đầu (AUG) (axit amin mở đầu SV nhân thực là Met, SV nhân sơ là foocmin mêtiônin) - Các phức hợp aa-tARN vận chuyển axit amin tới, anticôdon tARN bổ sung với côdon trên mARN Enzim xúc tác hình thành liên kết peptit axit amin - Ribôxôm dịch chuyển đến côdon tiếp và tiếp tục tiếp xúc với mã kết thúc (không có axit amin vào Riboxom) thì dừng dịch mã hoàn tất Một chuỗi pôlipeptit hình thành - Nhờ enzim đặc hiệu axit amin đầu tiên (Met) cắt khỏi chuỗi pôlipeptit hình thành để tạo chuỗi polipeptit hoàn chỉnh Sau đó hình thành các cấu trúc bậc cao thực chức sinh học prôtêin - Một nhóm ribôxôm (pôlixôm) gắn với mARN giúp tăng hiệu suất tổng hợp prôtêin → Cơ chế phân tử tượng DT là: (3) prôtêin trình tự các nu gen quy định ADtrúc Nhân đôi → Cấu N đặc thùPhcủa iênmỗi mã → ADN chứa thông tin mã hoá cho việc để tạo nên prôtêin ARgắn N nối cácDaxit ịch amin mã Prôtêin B BỔ SUNG Số nu ARN (rN) = ½ số nu ADN (N) Chiều dài ARN : LARN = LADN Tính trạn g Tính số axit amin prôtêin: C BÀI TẬP Một đoạm gen có trình tự nu sau: 5'…TAXGGAXXGAAG…3' 3' …ATGXXTGGXTTX…5' a Nếu chiều mã là chiều mũi tên, hãy viết trình tự nu trên phân trên mARN tổng hợp? b Nếu chiều tổng hợp ngược lại, hãy viết trình tự nu trên mARN tổng hợp? 2.Hãy xếp các khái niệm cho phù hợp cấu trúc nó: Khái niệm Cấu trúc axit amin a nu trên ADN chuổi polipeptit b Gồm nhóm –COOH, nhóm –NH2, gốc R ba mã hoá c nu trên ARN ba mã d Cấu tạo từ ARN ribôxom và prôtêin Ribôxôm e Nhiều axit amin liên kết với liên kết peptit f Có tiểu phần tham, gia tổng hợp prôtêin g.Gồm nhóm –PO4, nhóm –C5 H10 O4 _ Bài ĐIỀU HOÀ HOẠT ĐỘNG GEN A NỘI DUNG CHÍNH I Khái quát điều hoà hoạt động gen Điều hoà hoạt động gen là điều hoà lượng sản phẩm gen tạo giúp TB tổng hợp loại prôtêin cần thiết vào lúc cần thiết đời sống - Ở SV nhân sơ điều hoà hoạt động gen chủ yếu giai đoạn phiên mã - Ở SV nhân thực điều hòa hoạt động gen có thể giai đoạn phiên mã, dịch mã và sau dịch mã II - Điều hoà hoạt động gen SV nhân sơ - nhà khoa học phát là: F Jacôp và J Mônô Cấu trúc opêron Lac - Opêron là cụm các gen cấu trúc có liên quan chức phân bố liền và có chung chế điều hòa - Cấu trúc opêron Lac: (có vùng) + Z,Y,A: Là các gen cấu trúc mã hóa cho các enzim phân giải Lactôzơ + O: Vùng vận hành là trình tự nu đặc biệt để prôtêin ức chế liên kết ngăn cản phiên mã + P: Vùng khởi động có trình tự nu để ARN pôlimeraza bám vào và khởi đầu quá trình phiên mã Gen điều hòa R tổng hợp nên prôtêin ức chế (prôtêin điều hoà) tác động lên vùng vận hành Sự điều hoà hoạt động opêron Lac: - Khi MT không có lactôzơ: + Gen điều hoà R tổng hợp prôtêin ức chế Prôtêin ức chế gắn vào vùng vận hành (O) các gen cấu trúc không phiên mã - Khi MT có lactôzơ: Lactôzơ là chất cảm ứng gắn với prôtêin ức chế prôtêin ức chế bị biến đổi không gắn vào vùng vận hành → ARN pôlimeraza liên kết với vùng khởi động (P) tiến hành phiên mã mARN Z, Y, A tổng hơp và dịch mã tạo các enzim phân hủy Lactôzơ Khi Lactôzơ cạn kiệt thì prôtêin ức chế lại liên kết với vùng vận hành (O) → quá trình phiên mã dừng lại B BỔ SUNG Bài ĐỘT BIẾN GEN (4) A NỘI DUNG CHÍNH I Khái niệm và các dạng ĐB gen: Khái niệm: ĐB là biến đổi vật chất DT: ĐB gen và ĐB NST (có thể DT) ĐB gen là biến đổi cấu trúc gen - ĐB gen thường liên quan đến cặp nu (ĐB điểm) hay số cặp nu - Tần số ĐB gen: 10-6 – 10-4 - Cá thể mang ĐB đã biểu KH gọi là thể ĐB Các dạng ĐB điểm: - Thay cặp nu : không thay đổi tổng số nu gen - Thêm cặp nu: Mã DT bị đọc sai từ vị trí xảy ĐB nên mức độ nguy hại tăng dần sau: Bộ ba kết thúc → Bộ ba → Bộ ba mở đầu II Nguyên nhân và chế phát sinh ĐB gen Nguyên nhân - Bên ngoài: các tác nhân gây ĐB vật lý (tia phóng xạ, tia tử ngoại…), hoá học (các hoá chất 5BU, NMS…) hay sinh học (1 số virut…) - Bên trong: rối loạn các quá trình sinh lí, hóa sinh TB Cơ chế phát sinh ĐB gen: a) Sự kết cặp không đúng nhân đôi ADN VD Guanin dạng (G* ) tạo nên ĐB thay cặp G – X → A – T b) Tác động các tác nhân gây ĐB - Tia tử ngoại (UV) có thể làm cho bazơ T trên cùng mạch liên kết với ĐB - Tác nhân hoá học: 5-brômua uraxin (5BU ) gây thay cặp A-T → G-X - Tác nhân sinh học: số virut gây ĐB gen, virut viêm gan B, virut hecpet, III Hậu và ý nghĩa ĐB gen: Hậu ĐB gen: - Có lợi, có hại trung tính - Mức độ gây hại ĐB phụ thuộc MT tổ hợp gen - Các ĐB điểm thường vô hại (trung tính) Vai trò và ý nghĩa ĐB gen a) Đối với tiến hoá - Cung cấp nguyên liệu chủ yếu cho quá trình tiến hoá b) Đối với thực tiễn - Cung cấp nguyên liệu quá trình tạo giống B BỔ SUNG _ Bài NHIỄM SẮC THỂ VÀ ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NHIỄM SẮC THỂ A NỘI DUNG CHÍNH I Hình thái và cấu trúc NST Hình thái NST - NST gồm phần chính: + Tâm động : Vị trí liên kết với thoi phân bào giúp NST di chuyển các cực TB phân bào + Đầu mút : Bảo vệ NST, làm cho NST không dính vào + Các trình tự khởi đầu nhân đôi ADN : là điểm mà đó ADN bắt đầu nhân đôi (5) - Mỗi loài có NST đặc trưng số lượng, hình thái và cấu trúc - NST thường có loại: NST thường và NST giới tính Cấu trúc siêu hiển vi NST Thành phần: ADN + Prôtêin Histon NST xoắn lại theo nhiều mức độ để xếp gọn vào nhân TB, cụ thể: - Nuclêôxôm: Một đoạn ADN (khoảng 146 cặp Nu) quấn quanh phân tử histôn - Chuỗi nuclêôxôm (mức xoắn 1) - sợi có đường kính 11nm - Sợi xoắn (mức 2) tạo sợi chất nhiễm sắc có đường kính 30nm - Sợi chất nhiễm sắc xoắn (mức 3) tạo sợi có đường kính 300 nm và hình thành Crômatit có đường kính 700 nm Lưu ý: Ở SV nhân sơ, chưa có cấu trúc NST Mỗi TB chứa ADN dạng vòng II ĐB cấu trúc NST ĐB cấu trúc NST là biến đổi cấu trúc NST Nguyên nhân: Do trao đổi chéo không đều, đứt gãy NST đứt gãy tái kết hợp khác thường Mất đoạn - NST bị đứt đoạn làm giảm số lượng gen trên NST thường gây chết giảm sức sống VD Mất phần vai dài trên NST số 21 22 người gây nên dạng ung thư máu ác tính - Ở TV đoạn nhỏ NST ít ảnh hưởng có thể loại khỏi NST gen không mong muốn số giống cây trồng Lặp đoạn - Một đoạn NST lặp lại hay nhiều lần làm tăng số lượng gen trên NST - Làm tăng giảm cường độ biểu tính trạng (có lợi có hại) VD Đại mạch ĐB lặp đoạn làm tăng hoạt tính enzim amilaza Đảo đoạn: - Một đoạn NST bị đứt đảo ngược 1800 và nối lại làm thay đổi trình tự gen trên NST làm ảnh hưởng đến hoạt động gen Chuyển đoạn: - Sự trao đổi đoạn NST xảy cặp tương đồng NST không cùng cặp tương đồng làm thay đổi kích thước, cấu trúc gen, nhóm gen liên kết thường bị giảm khả sinh sản → có vai trò quan trọng quá trình hình thành loài B BỔ SUNG Phần lớn các loại ĐB cấu trúc NST là có hại, chí làm chết cho các thể ĐB nó làm cân cho khối lớn các gen _ Bài ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NHIỄM SẮC THỂ A NỘI DUNG CHÍNH - Cơ chế phát sinh là phân li không bình thường hay nhiều cặp NST kì sau quá trình phân bào I ĐB lệch bội Khái niệm và phân loại a) Khái niệm: ĐB lệch bội là ĐB làm thay đổi số lượng NST hay số cặp NST tương đồng b) Phân loại: - Thể (đơn nhiễm) : cặp NST NST → NST có dạng 2n - (VD 2n = 18 → 2n – = 17) - Thể ba (tam nhiễm) : cặp NST thêm NST → NST có dạng 2n + (VD 2n = 18 → 2n + = 19) Cơ chế phát sinh a) Trong giảm phân - Do phân ly NST không bình thường hay số cặp kết tạo các GT thiếu, thừa NST (n -1; n + 1) - Các GT này kết hợp với GT bình thường thể lệch bội (6) VD P: 2n G: X n 2n n+1, n-1 F1: 2n+1 2n-1 b) Trong nguyên phân - Trong nguyên phân số cặp NST phân ly không bình thường hình thành TB lệch bội (không DT qua sinh sản hữu tính) - TB lệch bội tiếp tục nguyên phân phần thể có các TB bị lệch bội thể khảm Hậu quả: - ĐB lệch bội làm cân hệ gen nên gây các hậu khác như: tử vong, giảm sức sống, giảm khả sinh sản… tuỳ loài VD : + Người có NST số 21 gây hội chứng Đao (thể ba – thể tam nhiễm) (được phát phương pháp DT TB) + Cặp NST giới tính người có thể phát sinh ĐB lệch bội sau: P: (44 +XY) G: x (44 + XX) (22 +X), (22 + Y) (22 + 0), (22 + XX) F1: (22 + X) (22 + Y) (44 + X0) - thể (22 + 0) (44 + Y0) - thể (hội chứng Tớcnơ) (22 + XX) (44 + XXX) - thể ba (44 + XXY) - thể ba (hội chứng 3X) (hội chứng Claiphentơ) → Cơ chế hình thành ĐB NST : XXX người là cặp NST XX không phân li giảm phân Ý nghĩa : - ĐB lệch bội cung cấp nguyên liệu cho tiến hoá - Trong chọn giống có thể sử dụng ĐB lệch bội để xác định vị trí gen trên NST II ĐB đa bội Khái niệm và chế phát sinh thể tự đa bội a) Khái niệm: Là dạng ĐB làm tăng số nguyên lần NST đơn bội loài và lớn 2n VD 3n, 4n, 5n, 6n b) Cơ chế phát sinh: - Dạng 3n là kết hợp GT n với GT 2n (GT lưỡng bội) - Dạng 4n là : + Sự kết hợp GT 2n + Trong lần nguyên phân đầu tiên hợp tử tất các cặp NST không phân ly (TH này không DT qua sinh sản hữu tính) Khái niệm và chế phát sinh thể dị đa bội a) Khái niệm: Dị đa bội là tượng làm gia số NST đơn bội loài khác TB b) Cơ chế phát sinh: - Do tượng lai xa và đa bội hoá Hậu và vai trò ĐB đa bội - TB đa bội thường có số lượng ADN tăng gấp bội TB to, quan sinh dưỡng lớn, sinh trưởng phát triển mạnh, khả chống chịu tốt - ĐB đa bội đóng vai trò quan trọng tiến hoá (hình thành loài mới) và trồng trọt (tạo cây trồng suất cao ) VD Các giống đa bội lẻ thường không hạt chuối, nho, dưa hấu B BỔ SUNG Chương II TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN Bài QUY LUẬT MENĐEN : QUY LUẬT PHÂN LI (7) A NỘI DUNG CHÍNH I Phương pháp nghiên cứu DT học Menđen: Phương pháp lai: - Bước 1: Tạo các dòng chủng tính trạng tự thụ phấn - Bước 2: Lai các dòng chủng khác biệt nhiều tính trạng phân tích kết lai đời F1, F2, F3 - Bước 3: Sử dụng toán xác suất để phân tích kết lai, sau đó đưa giả thuyết giải thích kết - Bước 4: Tiến hành thí nghiệm chứng minh cho giả thuyết mình Phương pháp độc đáo Menđen việc nghiên cứu tính quy luật tượng DT là phân tích các hệ lai Phương pháp phân tích lai Menđen: VD ♂(♀) Cây hoa đỏ ♀ (♂) Cây hoa trắng Pt/c : x F1 : 100% cây hoa đỏ (chỉ biểu KH bố mẹ) F2 : ≈ trội (cây hoa đỏ) : lặn (cây hoa trắng) - Cho các cây F2 tự thụ phấn phân tích tỷ lệ phân ly F3 Menđen thấy tỷ lệ : F2 thực chất là tỷ lệ 1:2:1 II Hình thành học thuyết khoa học: Giả thuyết Menđen: - Mỗi tính trạng cặp nhân tố DT quy định và TB các nhân tố DT không hoà trộn vào - GT chứa thành viên cặp nhân tố DT - Khi thụ tinh các GT kết hợp với cách ngẫu nhiên Chứng minh giả thuyết: Qui ước : A qui định hoa đỏ; a qui định hoa trắng ta có sơ đồ: Pt/c : Cây hoa đỏ (AA) x Cây hoa trắng (aa) Gp : F1 : Aa (100% cây hoa đỏ) F1xF1 : ♀ Aa GF1 : 0,5A: 0,5a F2 : 0,5A : 0,5A 0,5a: 0,5a x ♂Aa 0,5A: 0,5a GT F1 ♂ 0,5 A ♂ 0,5 a ♀ 0,5 A 0,25 AA (hoa đỏ) 0,25 Aa (hoa đỏ) ♀ 0,5 a 0,25 Aa (hoa đỏ) 0,25 aa (hoa trắng) → Tỉ lệ KG là : 1AA : 2Aa : 1aa Tỉ lệ KH là : hoa đỏ : hoa trắng Vậy: - Mỗi GT chứa thành viên cặp nhân tố DT đó hình thành loại GT và loại chiếm 50% (0,5) - Xác suất đồng trội (AA) là 0,5 X 0,5 = 0,25 (1/4) - Xác suất dị hợp tử (Aa) là 0,25 + 0,25 = 0,5 (2/4) - Xác suất đồng lặn (aa) là 0,5 X 0,5 = 0,25 (1/4) Quy luật phân ly: Mỗi tính trạng cặp alen quy định, có nguồn gốc từ bố, có nguồn gốc từ mẹ Các alen bố và mẹ tồn TB thể cách riêng rẽ, không hoà trộn vào Khi hình thành GT, các thành viên cặp alen phân li đồng các GT, nên 50% số GT chứa alen này còn 50% số GT chứa alen → Vậy, nội dung quy luật phân li gồm các ý chính là : - Mỗi tính trạng cặp alen quy định, có nguồn gốc từ bố, có nguồn gốc từ mẹ - Các alen bố và mẹ tồn TB thể cách riêng rẽ không hoà trộn vào (8) - Khi hình thành GT các alen phân ly đồng các GT cho 50% số GT chứa alen này và 50% số GT chứa alen (Quá trình giảm phân phải xảy bình thường) III Cơ sở TB học quy luật phân ly: - Là phân li đồng cặp NST tương đồng giảm phân - Trong TB sinh dưỡng các gen và NST luôn tồn thành cặp : + Một gen có thể tồn các trạng thái khác (A, a) và trạng thái đó gọi là alen (A) + Mỗi gen chiếm vị trí xác định trên NST gọi là locut B BỔ SUNG Nếu các alen cùng gen không có quan hệ trội - lặn hoàn toàn mà là đồng trội (trội không hoàn toàn) thì quy luật phân li Menđen đúng vì quy luật phân li các alen mà không nói phân li tính trạng Trong phép lai tính trạng, để đời sau có tỉ lệ phân li KH trội : lặn thì cần các điều kiện : - Cả bố lẫn mẹ dị hợp tử cặp alen ; - Số lượng lai phải lớn - Có tượng trội - lặn hoàn toàn - Các cá thể có KG khác phải có sức sống Để xác định KG cá thể có KH trội cần sử dụng phép lai phân tích Phân biệt trội hoàn toàn với trội không hoàn toàn : Trường hợp trội hoàn toàn Pt/c : Hạt vàng (AA ) X hạt xanh (aa) Gp : A a F1 : Hạt vàng (Aa) F2 : KG: AA : Aa : aa KH: vàng : xanh Pt/c: Gp : F1 : F2 : Trường hợp trội không hoàn toàn Hạt đỏ (AA) X hạt trắng (aa) A a Hạt Hồng (Aa) KG: AA: Aa: aa Tỉ lệ KG = KH: đỏ, hồng, trắng tỉ lệ KH → Trội hoàn toàn và trội không hoàn toàn có KG F1 và F2 giống nhau, khác KH Điểm sáng tạo phương pháp nghiên cứu Menđen so với các nhà nghiên cứu DT học trước đó là sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và định lượng dựa trên xác suất thống kê và khảo sát trên tính trạng riêng lẻ Tính trạng lặn không xuất thể dị hợp vì gen trội át chế hoàn toàn gen lặn _ Bài QUY LUẬT MENĐEN: QUY LUẬT PHÂN LY ĐỘC LẬP A NỘI DUNG CHÍNH I Thí nghiệm lai hai tính trạng: Thí nghiệm: Pt/c : F1 : Hạt vàng, trơn X Hạt xanh, nhăn 100% cây cho hạt vàng trơn F2 : 315 hạt vàng, trơn : 108 hạt vàng nhăn: 101 hạt xanh, trơn : 32 hạt xanh nhăn Tỉ lệ này : : : Trong đó tính trạng có tỉ lệ xấp xỉ : → Nội dung chủ yếu quy luật phân li độc lập : Khi các cặp alen quy định các tính trạng khác nằm trên các cặp NST tương đồng khác thì chúng phân li độc lập quá trình hình thành GT (sự phân li cặp gen này không phụ thuộc vào cặp gen khác) Giải thích Qui ước : A quy định hạt vàng ; a quy định hạt xanh B quy định hạt trơn ; b quy định hạt nhăn Pt/c hạt vàng, trơn có KG là AABB Pt/c hạt xanh, nhăn có KG là aabb Ta có sơ đồ lai : (SGK) (9) - Vậy, F2 có : + Tỷ lệ phân ly KG là : 1AABB : 2AABb : 1AAbb : 2AaBB : 4AaBb : 2Aabb : 1aaBB : 2aaBb : 1aabb (có KG) + Tỉ lệ phân li KH là : 9/16 (AB ) vàng, trơn : 3/16(Abb) vàng, nhăn : 3/16 (aaB) xanh, trơn : 1/16(aabb) xanh, nhăn (có KH) II Cơ sở TB học Trường hợp 1: (Các gen A - hạt vàng và B - hạt trơn phân ly cùng nhau; còn a - xanh và b - hạt nhăn phân ly cùng nhau) => Kết cho loại GT AB và ab với tỷ lệ ngang Trường hợp 2: (Các gen A - hạt vàng và b - hạt nhăn phân ly cùng nhau; a - xanh và B - hạt trơn phân ly cùng nhau) => Kết cho loại GT Ab và aB với tỷ lệ ngang Kết chung: Sự phân ly các cặp NST theo trường hợp trên với xác suất nên KG AaBb cho loại GT : AB, Ab, aB, ab với tỷ lệ ngang III Ý nghĩa các quy luật Menđen - Dự đoán trước kết lai - Là sở khoa học giả thích đa dạng phong phú SV tự nhiên - Bằng phương pháp lai có thể tạo các BD tổ hợp mong muốn chăn nuôi trồng trọt B BỔ SUNG Công thức tổng quát : Nếu bố mẹ dị hợp n cặp gen thì (trội hoàn toàn) thì: + Số loại GT F1 là: 2n + Số tổ hợp GT tạo F1: 4n + Số loại KG F1: 3n + Số loại KH F1 :2n + Tỉ lệ KH F1 (3:1)n Điều kiện quan trọng để quy luật phân li độc lập nghiệm đúng là cặp gen quy định cặp tính trạng tương phản nằm trên cặp NST tương đồng khác Bài 10 TƯƠNG TÁC GEN VÀ TÁC ĐỘNG ĐA HIỆU CỦA GEN A NỘI DUNG CHÍNH I Tương tác gen Tương tác gen là tác tác động qua lại các gen quá trình hình thành KH - Bản chất là tương tác các sản phẩm gen quá trình hình thành KH Tương tác bổ sung Tương tác bổ sung là kiểu tương tác đó các gen cùng tác động hình thành KH Một số tỉ lệ tương tác bổ sung : : 7, Ví dụ : Nếu : : 1, : : : 1, 13 : KG : A-B- quy định hoa đỏ KG : A-bb, aaB- , aabb quy định hoa trắng Thì P: AaBb x AaBb => F1 Cho tỷ lệ KH Hoa đỏ : Hoa trắng Tương tác cộng gộp: Là kiểu tương tác đó các gen trội cùng chi phối mức độ biểu KH Ví dụ: Màu da người ít gen (A,B,C) nằm trên cặp NST tương đồng khác chi phối - Phần lớn các tính trạng số lượng (năng xuất) là nhiều gen quy định tương tác theo kiểu cộng gộp quy định - Nếu tính trạng càng phụ thuộc vào nhiều cặp gen thì khác biệt KH các KG càng nhỏ II Tác động đa hiệu gen: Tác động đa hiệu gen là tượng gen (thực là sản phẩm nó) ảnh hưởng đến biểu nhiều tính trạng khác Do đó, giúp giải thích tượng gen bị ĐB tác động đến biểu nhiều tính trạng khác (10) Ví dụ: - HbA hồng cầu bình thường - HbS hồng cầu lưỡi liềm nhiều rối loạn bệnh lý thể → Có thể làm xuất KH mới, thay đổi KH B BỔ SUNG Sự khác tượng DT phân li độc lập và tương tác gen là tỉ lệ phân li KH hệ lai Tương tác bổ sung hai gen không alen làm xuất tối đa loại KH _ Bài 11 LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN A NỘI DUNG CHÍNH I Liên kết gen Thí nghiệm Pt/c : Thân xám, cánh dài F1 : X Thân đen, cánh cụt 100% thân xám, cánh dài Lai phân tích : ♂ F1 thân xám, cánh dài Fa : X ♀ thân đen, cánh cụt thân xám, cánh dài : thân đen, cánh cụt Giải thích - Mỗi NST gồm phân tử ADN Trên phân tử chứa nhiều gen, gen chiếm vị trí xác định trên ADN (lôcut) các gen trên NST DT cùng nhóm gen liên kết - Số nhóm gen liên kết = số lượng NST đơn bội (n) VD loài có 2n = 36 thì số nhóm liên kết là n = 18 II Hoán vị gen Thí nghiệm Moocgan và tượng hoán vị gen Lai phân tích : Fa : ♀ F1 thân xám, cánh dài X ♂ thân đen, cánh, cụt 495 thân xám, cánh dài : 944 thân đen, cánh cụt : 206 thân xám, cánh cụt : 185 thân đen, cánh dài Cơ sở TB học tượng hoán vị gen - Gen quy định màu thân và kích thước cánh nằm trên cùng NST - Có trao đổi chéo các crômatit NST kép tương đồng kì đầu giảm phân I hoán vị gen - Tần số hoán vị gen (f%) = % GT hoán vị = % số cá thể sinh hoán vị - Tần số hoán vị gen (f%) = 0% 50% (f% 50%) - Các gen càng gần trên NST thì f % càng nhỏ và ngược lại III Ý nghĩa tượng liên kết gen và hoán vị gen: Ý nghĩa tượng liên kết gen: - Bảo đảm DT bền vững nhóm tính trạng (hạn chế xuất BD tổ hợp) → hạn chế tính đa dạng SV - Trong chọn giống có thể gây ĐB chuyển đoạn, chuyển gen có lợi vào cùng NST tạo các giống có các đặc điểm mong muốn Ý nghĩa tượng hoán vị gen: a Làm tăng các BD tổ hợp b Các gen quí nằm trên các NST khác có thể tổ hợp với thành nhóm liên kết c Ứng dụng lập đồ DT - đồ gen - Căn vào tần số hoán vị gen vị trí và khoảng cách tương đối các gen trên NST (xây dựng đồ DT) - Quy ước 1% hoán vị gen =1 cM (centimoocgan) - Bản đồ DT giúp dự đoán tần số tổ hợp gen các phép lai, có ý nghĩa công tác chọn giống và nghiên cứu khoa học B BỔ SUNG Muốn phân biệt DT liên kết hoàn toàn với DT đa hiệu người ta gây ĐB và cho trao đổi chéo (11) _ Bài 12 DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH VÀ DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN A NỘI DUNG CHÍNH I DT liên kết với giới tính NST giới tính và chế TB học xác định giới tính NST a NST giới tính - Là NST chứa các gen quy định giới tính - Cặp NST giới tính có thể tương đồng (ví dụ XX) không tương đồng (ví dụ XY) - Trên cặp NST giới tính XY có đoạn tương đồng (giống NST) và đoạn không tương đồng (chứa các gen khác đặc trưng cho NST đó) b Một số số kiểu NST giới tính ♀ XX, ♂ XY : Người, ruồi giấm XX, XY ♂ XX, ♀ XY : Chim, bướm dạng XX, XO ♀ XX, ♂ XO : Châu chấu ♂ XX, ♀ XO : Bọ nhậy Cơ sở TB học giới tính là nhân đôi, phân li và tổ hợp cặp NST giới tính giảm phân và thụ tinh Sự DT liên kết với giới tính: a Gen trên NST X Gen quy định tính trạng nằm trên NST X không có alen tương ứng trên Y có đặc điểm: + Con đực (XY) có gen lặn là biểu KH + Tính trạng xuất giới tỷ lệ không + Có tượng DT chéo (Bố truyền cho gái không cho trai) b Gen trên NST Y Gen nằm trên NST Y không có alen trên X có đặc điểm: + Tính trạng biểu giới (chứa NST Y) + Có tượng di truyển thẳng (Bố truyền cho trai) c Ý nghĩa DT liên kết với giới tính: - Giải thích số bệnh, tật DT liên quan đến NST giới tính - Sớm phân biệt cá thể đực, cái để nuôi giới có giá trị II DT ngoài nhân Ví dụ: (cây hoa phấn Mirabilis jalapa) Lai thuận: ♀ lá đốm X ♂ lá xanh F1 100% lá đốm Lai nghịch: ♀ lá xanh X ♂ lá đốm F1 100% lá xanh VD 2, Cây vạn niên có lá đốm xanh trắng là ĐB bạch tạng gen lục lạp Giải thích - Khi thụ tinh GT đực truyền nhân cho trứng - Các gen nằm TB chất (trong ty thể lục lạp) mẹ truyền cho qua TB chất trứng - KH đời luôn giống mẹ B BỔ SUNG Có hệ thống DT là DT nhân và DT ngoài nhân (DT theo dòng mẹ) Một số bệnh tật DT người: a Gen lặn trên NST X: Mù màu, máu khó đông, b ĐB gen trên NST Y : tật dính ngón tay số và c NST 21 gây hội chứng Đao d Mất đoạn NST số 21, 22 gây ung thư máu e ĐB thể lệch bội với cặp NST giới tính-xem bài (12) f Bệnh ĐB gen lặn trên NST thường: bạch tạng, phêninkêtô niệu, điếc DT, câm điếc bẩm sinh, bệnh thiếu máu hồng cầu hình lưỡi liềm ĐB gen lặn Lai thuận nghịch – hoán đổi vị trí các cá thể bố mẹ giúp xác định gen nằm trên NST thường hay NST giới tính và nằm nhân hay ngoài nhân Tất các loại TB có chứa NST giới tính Ở người, để biết bệnh nào đó gen lặn trên NST giới hay gen trên NST thường quy định có thể qua theo dõi phả hệ Ở loài giao phối sở vật chất chủ yếu quy định tính trạng cá thể là tổ hợp NST nhân hợp tử Cơ sở TB học tượng DT liên kết với giới tính là phân li, tổ hợp cặp NST giới tính dẫn tới phân li, tổ hợp các gen quy định tính trạng thường nằm trên NST giới tính Người ta thường nói bệnh mù màu và bệnh khó đông là bệnh nam giới vì bệnh gen lặn trên NST X qui định nên thường biểu người nam Các tật xương chi ngắn, ngón tay, ngón tay ngắn ĐB gen trội trên NST thường qui định _ Bài 13 ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG LÊN SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN A NỘI DUNG CHÍNH I Mối quan hệ gen và tính trạng Mối quan hệ ADN Phiên mã ARN Dịch mã Prôtêin Tính trạng Nhân đ ô Đặc i điểm Sự biểu KH gen qua nhiều bước, nên có thể bị nhiều yếu tố MT bên bên ngoài chi phối II Sự tương tác KG và MT Ví dụ - Thỏ Himalaya có lông trắng muốt toàn thân, ngoại trừ các đầu mút thể tai, bàn chân, đuôi và mõm có lông màu đen - Giải thích: Những TB đầu mút thể có nhiệt độ thấp nên chúng có khả tổng hợp sắc tố melanin làm cho lông đen Ví dụ - Các cây hoa cẩm tú trồng MT đất có độ pH khác cho màu hoa có độ đậm nhạt khác tím và đỏ Ví dụ - Ở trẻ em bệnh phêninkêtô niệu gây thiểu trí tuệ và hàng loạt rối loạn khác Nếu phát sớm, có chế độ ăn khoa học thì bệnh không biểu III Mức phản ứng KG Khái niệm Tập hợp các KH khác cùng KG tương ứng với các MT khác là mức phản ứng KG Vậy, mức phản ứng là giới hạn phản ứng (thường biến) KG điều kiện MT khác VD giống lúa có suất tối đa là 90 tạ/ha Đặc điểm - Tính trạng có hệ số DT thấp là tính trạng có mức phản ứng rộng Đó là các tính trạng số lượng (năng suất, sản lượng trứng ) - Tính trạng có hệ số DT cao là tính trạng có mức phản ứng hẹp Đó là các tính trạng chất lượng (tỷ lệ prôtêin sữa, gạo) - KG có thể thay đổi KH trước các điều kiện MT khác gọi là mềm dẻo KH (thường biến) - Mức phản ứng KG qui định (KG qui định giới hạn suất giống và có thể DT) Thường biến (13) Thường biến là biến đổi đồng loạt KH cùng KG VD + Cây rau mác trên cạn có lá hình mũi mác, mọc nước có thêm lá hình dài + Mạch máu co và da tím tái trời rét - Đặc điểm: Đồng loạt, định hướng, không DT - Ý nghĩa: Giúp SV thích nghi với thay đổi MT B BỔ SUNG Yếu tố ‘Giống’ sản xuất nông nghiệp tương đương với KG Mức phản ứng có thể DT Chương III DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ Bài 16, 17 CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ A NỘI DUNG CHÍNH Cấu trúc DT QT là thành phần KG QT đó I Các đặc trưng DT QT (Khái niệm QT xem bài 36 SGK) Tần số alen : Là tỉ lệ số lượng alen đó trên tổng số các loại alen khác gen đó QT thời điểm xác định VD A = 0,65 : 0,35 a Tần số KG : Là tỉ lệ số cá thể có KG đó trên tổng số cá thể QT VD 0,7AA : 0,2Aa : 0,1aa = II Cấu trúc DT QT tự thụ phấn và giao phối gần (QT tự phối) QT tự thụ phấn Nếu hệ xuất phát xét cá thể có KG dị hợp Aa sau n hệ tự thụ phấn thì tỉ lệ KG sau: n 1 1 )/2, dị hợp Aa = Đồng hợp trội AA= ( n 1 1 , đồng hợp lặn aa = ( n 1 )/2 → Thành phần KG QT cây tự thụ phấn sau n hệ thay đổi theo chiều hướng tỉ lệ thể dị hợp giảm dần, tỉ lệ thể đồng hợp tăng lên (Phân hoá thành các dòng khác - chính là nguyên nhân làm ưu lai giảm dần) QT giao phối gần (giao phối cận huyết) Giao phối gần là tượng các cá thể có quan hệ huyết thống giao phối với Giao phối phối cận huyết dẫn đến làm biến đổi cấu trúc DT QT thay đổi theo chiều hướng tỉ lệ thể dị hợp giảm dần, tỉ lệ thể đồng hợp tăng lên (Phân hoá thành các dòng khác - chính là nguyên nhân làm ưu lai giảm dần) III Cấu trúc DT QT ngẫu phối QT ngẫu phối QT xem là ngẫu phối các cá thể QT lựa chọn bạn tình để giao phối cách hoàn toàn ngẫu nhiên Trong QT ngẫu phối các cá thể có KG khác kết đôi với cách ngẫu nhiên tạo nên lượng BD DT lớn QT (nên khó tìm cá thể giống giống nhau) làm nguồn nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống Duy trì đa dạng DT QT → QT ngẫu phối có thể xem là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn loài tự nhiên vì QT chiếm khoảng không gian xác định Có giao phối ngẫu nhiên và tự các cá thể cùng QT và cách li tương các cá thể thuộc QT khác Trạng thái cân DT QT Một QT gọi là trạng thái cân DT tỉ lệ các KG (thành phần KG) QT tuân theo đẳng thức sau: p2 + 2pq + q2 = a Định luật Hacđi - Vanbec Trong QT lớn, ngẫu phối không có các yếu tố làm thay đổi tần số alen thì thành phần KG QT trạng thái cân và trì không đổi từ hệ này sang hệ khác theo đẳng thức : p2 + 2pq +q2 =1 → Định luật Hacđi – Vanbec phản ánh cân DT QT giao phối * Điều kiện nghiệm đúng (14) - QT phải có kích thước lớn - Các cá thể giao phối ngẫu nhiên - Các cá thể có KG khác phải có sức sống và khả sinh sản (không có CLTN) - Không xảy ĐB, có thì tần số ĐB thuận tần số ĐB nghịch - Không có di - nhập gen * Ý nghĩa : - Từ số cá thể mang KH lặn → tần số alen lặn → tần số alen trội → Tỉ lệ các loại KG - Giải thích vì thiên nhiên có QT trì ổn định qua thời gian dài b Cách xác định tần số alen QT và trạng thái cân QT - QT ngẫu phối hệ xuất phát có các KG : AA, Aa, aa Gọi d là tỉ lệ KG AA, h là tỉ lệ KG Aa, r là tỉ lệ KG aa Gọi p là tần số alen A, q là tần số alen a ta có: p d h q r h p q 1 QT đạt cân theo Hacđi - Vanbec thỏa mãn biểu thức: d r p2 + 2pq + q2 =1 d = p2 ; h = 2pq ; r = q2 Khi QT đạt cân theo Hacđi - Vanbec ta có : p d ; Ví dụ: Trong QT hệ xuất phát có tỉ lệ phân bố các KG sau : h2 q r 0,25 AA + 0,50 Aa + 0,25 aa = a Hãy tính tần số các alen A và alen a b QT trên có cân theo Hacdi -Vanbéc không? c Xác định cấu trúc DT hệ sau d Nếu alen A quy định tính trạng hạt vàng, alen aquy định tính trạng hạt xanh thì tỉ lệ KH hệ sau nào? Chương IV ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC Bài 18 CHỌN GIỐNG VẬT NUÔI VÀ CÂY TRỒNG DỰA TRÊN NGUỒN BIẾN DỊ TỔ HỢP A NỘI DUNG CHÍNH I Tạo giống dựa trên nguồn BD tổ hợp - Các gen nằm trên các NST khác phân li độc lập giảm phân, tổ hợp ngẫu nhiên thụ tinh hình thành nên các tổ hợp gen - Từ đó, chọn lọc tổ hợp gen mong muốn - Tự thụ phấn giao phối cận huyết tạo dong thuần, chọn lọc KG mong muốn (dòng thuần) II Tạo giống lai có ưu lai cao Khái niệm ưu lai Là tượng lai có suất, sức chống chịu, khả sinh trưởng phát triển cao vượt trội so với các dạng bố mẹ Cơ sở DT tượng ưu lai Giả thuyết siêu trội: Cơ thể dị hợp tốt thể đồng hợp hiệu bổ trợ len khác chức phận cùng lôcut trên NST cặp tương đồng VD KG AaBbCc có KH vượt trội so với KG AABBCC, aabbcc, AabbCC, AABBcc Phương pháp tạo ưu lai - Tạo dòng : Cho tự thụ phấn qua - hệ - Lai khác dòng: Lai các dòng chủng để tìm tổ hợp lai có ưu lai cao (chỉ số tổ hợp lai các cặp bố mẹ định có thể cho ưu lai) + Ưu điểm: Con lai có ưu lai cao sử dụng vào mục đích kinh tế + Nhược điểm: Tốn nhiều thời gian (15) - Ưu lai biểu cao F1 sau đó giảm dần qua các hệ có phân tính: tỉ lệ đồng hợp tăng dần, tỉ lệ dị hợp giảm dần B BỔ SUNG Để trì ưu lai giống cây trồng phương pháp tốt là nuôi cấy mô Tạo giống chủng dựa trên nguồn BD tổ hợp có hiệu với vật nuôi, cây trồng Nguồn BD DT QT vật nuôi tạo cách giao phối các dòng xa nguồn gốc Bài 19 TẠO GIỐNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP GÂY ĐỘT BIẾN VÀ CÔNG NGHỆ TẾ BÀO A NỘI DUNG CHÍNH I Tạo giống phương pháp gây ĐB - Phương pháp này đặc biệt có hiệu với vi SV - ĐB đa bội tạo giống cây trồng suất cao, phẩm chất tốt, không hạt Quy trình (gồm bước) (1) Xử lí mẫu vật tác nhân ĐB (2) Chọn lọc các cá thể ĐB có KH mong muốn (3) Tạo dòng chủng Một số thành tựu tạo giống Việt Nam - Xử lí các tác nhân ĐB lí hoá thu nhiều chủng vsv, lúa, đậu tương Có nhiều đặc tính quý - Sử dụng cônxisin tạo cây dâu tằm tứ bội - Táo Gia Lộc xử lí NMU tạo táo má hồng cho suất cao II Tạo giống công nghệ TB Công nghệ TB TV - Nuôi cấy mô, TB - Lai TB sinh dưỡng hay dung hợp TB trần (TB không còn thành) → TB lai Đa bội hoá Song nhị bội (2n + 2n ) hữu thụ - Chọn dòng TB xôma - Nuôi cấy hạt phấn, noãn Công nghệ TB ĐV a Nhân vô tính ĐV - Nhân vô tính ĐV nhân từ TB xôma, không cần có tham gia nhân TB sinh dục, cần TB chất noãn bào * Các bước tiến hành + Tách TB tuyến vú cừu cho nhân, nuôi phòng thí nghiệm + Tách TB trứng và loại bỏ nhân cừu khác + Chuyển nhân TB tuyến vú vào TB trứng đã bỏ nhân + Nuôi cấy trên MT nhân tạo để trứng phát triển thành phôi + Chuyển phôi vào tử cung cừu mẹ để nó mang thai * Ý nghĩa - Nhân nhanh giống vật nuôi quý - Tạo ĐV mang gen người nhằm cung cấp quan nội tạng cho người bệnh b Cấy truyền phôi Phôi tách thành nhiều phần riêng biệt, phần sau đó phát triển thành phôi riêng biệt và cấy vào tử cung nhiều vật khác B BỔ SUNG Tạo giống chủng gây ĐB và chọn lọc áp dụng có hiệu với cây trồng và vi SV (16) Chất cônsixin ngăn cản hình thành thoi phân bào nên thường dùng để gây đột bến thể đa bội, đặc biệt là cây lấy rễ, thân, lá, củ Tia phóng xạ có tác dụng kích thích và ion hoá các nguyên tử chúng xuyên qua các mô sống Khi chiếu xạ với cường độ thích hợp lên túi phấn, bầu noãn hay nụ hoa, người ta mong muốn tạo ĐB GT Bài 20 TẠO GIỐNG NHỜ CÔNG NGHỆ GEN A NỘI DUNG CHÍNH I Công nghệ gen Khái niệm công nghệ gen - Công nghệ gen : Là quy trình tạo TB SV có gen bị biến đổi có thêm gen - Kỹ thuật chuyển gen: Chuyển gen (1 đoạn ADN) từ TB này sang TB khác qua tạo ADN tái tổ hợp Các bước kỹ thuật chuyển gen a Tạo ADN tái tổ hợp - Tách chiết thể truyền – vectơ (plasmit hay virut-thể thực khuẩn) và gen cần chuyển khỏi TB - Dùng enzim giới hạn (restrictaza) mở vòng plasmit và cắt phân tử ADN điểm xác định - Dùng enzim nối (ligaza) để nối đoạn gen (ADN) TB cho vào ADN plasmit tạo thành phân tử ADN tái tổ hợp → ADN tái tổ hợp là đoạn ADN TB cho kết hợp với ADN plasmit b Đưa ADN tái tổ hợp vào TB nhận Dùng muối CaCl2 xung điện cao áp làm giãn màng sinh chất TB để ADN tái tổ hợp dễ dàng qua c Phân lập dòng TB chứa ADN tái tổ hợp - Chọn thể truyền có gen đánh dấu - Bằng các kỹ thuật định nhận biết sản phẩm đánh dấu II Ứng dụng công nghệ gen tạo giống biến đổi gen Khái niệm SV biến đổi gen Là SV mà hệ gen nó biến đổi phù hợp với lợi ích người * Cách tiến hành:+ Đưa thêm gen lạ vào hệ gen + Làm biến đổi gen đã có sẵn hệ gen + Loại bỏ làm bất hoạt gen nào đó hệ gen Một số thành tựu tạo giống biến đổi gen a Tạo ĐV chuyển gen b Tạo giống cây trồng biến đổi gen c Tạo dòng vi SV biến đổi gen Khi chuyển gen tổng hợp prôtêin người vào vi khuẩn E.coli – TB nhận phổ biến (do sinh sản nhanh, dễ nuôi, trao đổi chất mạnh) → tổng hợp lượng lớn prôtêin VD chuyển gen tổng hợp chất kháng sinh xạ khuẩn vào vi khuẩn giúp rút ngắn thời gian sản xuất B BỔ SUNG Ưu bật kĩ thuật chuyển gen là tổng hợp các phân tử ADN lai loài này và loài khác Dùng thể truyền là plasmit hay virut có các giai đoạn và enzim tương tự Kĩ thuật chuyển gen đã ứng dụng kĩ thuật tạo ADN tái tổ hợp Đặc điểm plasmit : + Là ADN dạng vòng + Nằm TB chất vi khuẩn + Có khả nhân đôi độc lập với ADN, NST Chương V DI TRUYỀN HỌC NGƯỜI Bài 21 DI TRUYỀN Y HỌC A NỘI DUNG CHÍNH (17) DT y học là phận DT học người chuyên nghiên cứu phát các nguyên nhân, chế gây bệnh DT người và đề xuất biện pháp phòng ngừa, cách chữa trị các bệnh DT người I Bệnh DT phân tử Khái niệm: Là bệnh DT nghiên cứu chế gây bệnh mức độ phân tử Ví dụ: bệnh phêninkêtô - niệu + Người bình thường: gen tổng hợp enzim chuyển hoá phêninalanin tirôzin + Người bị bệnh: gen bị ĐB không tổng hợp enzim này nên phêninalanin tích tụ máu lên não đầu độc TB - Chữa bệnh: phát sớm trẻ cho ăn kiêng II Hội chứng bệnh liên quan đế ĐB NST - Các ĐB cấu trúc hay số lượng NST thường liên quan đến nhiều gen và gây hàng loạt các tổn thương các hệ quan người bệnh nên thường gọi là hội chứng bệnh - Ví dụ: hội chứng Đao - Cơ chế: NST 21 giảm phân không bình thường (ở người mẹ ) cho GT mang NST 21, thụ tinh kết hợp với GT bình thường có NST 21 tạo thành hợp tử NST 21 thể mang NST 21 gây nên hội chứng Đao - Cách phòng bệnh : Không nên sinh tuổi cao III Bệnh ung thư Ung thư là loại bệnh đặc trưng tăng sinh không kiểm soát số loại TB thể dẫn đến hình thành các khối u chèn ép các quan thể - Khối u gọi là ác tính các TB nó có khả tách khỏi mô ban đầu di chuyển đến các nơi khác thể tạo các khối u khác - Nguyên nhân, chế: ĐB gen, ĐB NST Đặc biệt là ĐB xảy loại gen: + Gen quy đinh yếu tố sinh trưởng + Gen ức chế các khối u - Cách điều trị : + Chưa có thuốc điều trị + Dùng tia phóng xạ hoá chất để diệt các TB ung thư B BỔ SUNG Phương pháp nghiên cứu trẻ đồng sinh cùng trứng nhằm xác định tác động MT các KG giống Phương pháp DT TB là phương pháp kiểm tra TB học NST để chẩn đoán các bệnh DT NST _ Bài 22 BẢO VỆ VỐN GEN CỦA LOÀI NGƯỜI VÀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ XÃ HỘI CỦA DI TRUYỀN HỌC A NỘI DUNG CHÍNH I Bảo vệ vốn gen loài người Tạo MT nhằm hạn chế các tác nhân gây ĐB - Trồng cây, bảo vệ rừng… Tư vấn DT và việc sàng lọc trước sinh - Là hình thức chuyên gia DT đưa các tiên đoán khả đứa trẻ sinh có mắc tật, bệnh DT không và cho các cặp vợ chồng lời khuyên có nên sinh không, có thì làm gì để tránh cho đời đứa trẻ tật nguyền - Kỹ thuật : chuẩn đoán đúng bệnh và xây dựng phả hệ người bệnh, chuẩn đoán trước sinh - Xét nghiệm trước sinh : Là xét nghiệm phân tích NST, ADN xem thai nhi có bị bệnh DT hay không + Phương pháp : + Chọc dò dịch ối + Sinh thiết tua thai Liệu pháp gen - kỹ thuật tương lai - Là kỹ thuật chữa bệnh thay gen bệnh gen lành - Về nguyên tắc là kỹ thuật chuyển gen Nhằm khảo sát TB thai (18) - Quy trình:Lấy TB có gen ĐB khỏi thể thay gen lành, sau đó đưa TB vào thể - Một số khó khăn gặp phải : virút có thể gây hư hỏng các gen khác(không chèn gen lành vào vị trí gen vốn có trên NST ) II Một số vấn đề xã hội DT học Tác động xã hội việc giải mã gen người Việc giải mã gen người ngoài tích cực mà nó đem lại làm xuất nhiều vấn đề tâm lý xã hội Vấn đề phát sinh công nghệ gen và công nghệ TB - Phát tán gen kháng thuốc sang vi SV gây bệnh - An toàn sức khoẻ cho người sử dụng thực phẩm biến đổi gen Vấn đề DT khả trí tuệ a) Hệ số thông minh (IQ ) Được xác định các trắc nghiệm với các bài tập tích hợp có độ khó tăng dần b) Khả trí tuệ và DT - Tập tính DT có ảnh hưởng định tới khả trí tuệ DT học với bệnh AIDS - Để làm chậm tiến triển bệnh người ta sử dụng biện pháp DT nhằm hạn chế phát triển virut HIV B BỔ SUNG Phần sáu TIẾN HOÁ CHƯƠNG I BẰNG CHỨNG VÀ CƠ CHẾ TIẾN HOÁ Bài 24 CÁC BẰNG CHỨNG TIẾN HOÁ A NỘI DUNG CHÍNH I Bằng chứng giải phẫu so sánh a) Cơ quan tương đồng - Cơ quan tương đồng là các quan các loài khác cùng bắt nguồn từ cùng quan loài tổ tiên, mặc dù các quan này giữ các chức khác VD Tay người và cánh dơi - Cơ quan thoái hoá (cơ quan phát triển không đầy đủ thể trưởng thành) là quan tương đồng vì chúng bắt nguồn từ quan loài tổ tiên không còn chức chức bị tiêu giảm VD Ruột thừa người với manh tràng ĐV ăn cỏ + Các quan thoái hoá người: xương cùng, ruột thừa, khôn, nếp ngang vòm miệng - Cơ quan tương đồng là kết quá trình tiến hoá theo hướng phân nhánh - Cấu tạo khác chi tiết các quan tương đồng là CLTN đã diễn theo các hướng khác b) Cơ quan tương tự - Những quan thực các chức không bắt nguồn từ cùng nguồn gốc - Cơ quan tương tự là kết quá trình tiến hoá theo hướng đồng qui IV Bằng chứng TB học và sinh học phân tử - Các TB tất các loài SV sử dụng chung loại mã DT, dùng cùng 20 loại axit amin để cấu tạo nên prôtêin chứng tỏ chúng tiến hoá từ tổ tiên chung - Phân tích trình tự các axit amin cùng loại prôtêin hay trình tự các Nu cùng gen các loài khác có thể cho ta biết mối quan hệ các loài B BỔ SUNG loài sống khu vực địa lí khác xa có nhiều đặc điểm giống là loài này quá khứ đã có lúc gắn liền _ (19) Bài 25 HỌC THUYẾT LAMAC VÀ HỌC THUYẾT ĐACUYN A NỘI DUNG CHÍNH II Học thuyết tiến hoá Đacuyn: - Nguyên liệu tiến hóa: BD cá thể (Các cá thể cùng loài tự nhiên khác nhiều chi tiết) - Cơ chế tiến hoỏ: Là tớch lũy các BDcó lợi, đào thải các BD có hại dới tác dụng CLTN - Sự hình thành đặc điểm thích nghi: Là tích luỹ các BD có lợi tác dụng CLTN - Sự hình thành loài mới: Loài hình thành từ từ qua nhiều dạng trung gian tác dụng CLTN theo đường phân li tính trạng từ nguồn gốc chung - Đóng góp quan trọng nhất: Phát vai trò sáng tạo CLTN và CLNT - Tồn chính: Chưa làm sáng tỏ nguyên nhân phát sinh và DT các BD B BỔ SUNG Những điểm CLTN và CLNT theo Đacuyn CLTN CLNT Tiến hành - Do tự nhiên - Do người Đối tượng - Các SV tự nhiên - Các vật nuôi và cây trồng Nguyên nhân - Do điều kiện MT sống khác - Do nhu cầu khác người Động lực - Đấu tranh sinh tồn SV - Nhu cầu có lợi cho người Cơ sở - Tính DT và BD SV - Tính DT và BD SV Thời gian - Tương đối dài - Tương đối ngắn - Làm cho SV tự nhiên ngày càng đa - Làm cho vật nuôi cây trồng ngày càng đa dạng dạng phong phú phong phú - Hình thành nên loài Mỗi loài thích - Hình thành nên các nòi, thứ (giống mới) nghi với MT sống định Mỗi dạng phù hợp với nhu cầu khác Kết người Bài 26 HỌC THUYẾT TIẾN HOÁ TỔNG HỢP HIỆN ĐẠI A NỘI DUNG CHÍNH I Quan niệm tiến hoá và nguồn nguyên liệu tiến hóa Tiến hoá nhỏ và tiến hoá lớn a Tiến hoá nhỏ - Tiến hoá nhỏ là quá trình biến đổi cấu trúc DT QT (biến đổi tần số alen và thành phần KG QT) → xuất cách li sinh sản với QT gốc → hình thành loài - Tiến hoá nhỏ diễn trên quy mô nhỏ, phạm vi QT * Trình tự : Phát sinh ĐB → phát tán ĐB → chọn lọc các ĐB có lợi → Cách li sinh sản → hình thành loài b Tiến hoá lớn Tiến hoá lớn là quá trình biến đổi trên quy mô lớn, trải qua hàng triệu năm, làm xuất các đơn vị phân loại trên loài : chi, họ, bộ, lớp, ngành Nguồn BD DT QT - Nguồn nguyên liệu cung cấp cho quá trình tiến hoá là các BD DT và di nhập gen - BD DT + BD ĐB (BD sơ cấp) + BD tổ hợp (BD thứ cấp) II Các nhân tố tiến hoá Các nhân tố tiến hoá là các nhân tố làm biến đổi tần số alen và thành phần KG QT ĐB - ĐB cung cấp nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hoá - ĐB gen là nhỏ từ 10-6 – 10-4 thể có nhiều gen nên tần số đột biền gen nào đó lại lớn - ĐB gen là nguồn nguyên liệu chủ yếu quá trình tiến hoá : + Có nhiều ĐB (20) + Các loài khác tích luỹ nhiều biến di ĐB nhỏ + Giá trị thích nghi ĐB gen thường thay đổi tổ hợp gen thay đổi Di - nhập gen - Di nhập gen là tượng trao đổi các cá thể GT các QT - Di nhập gen làm thay đổi thành phần KG và tần số alen QT, làm xuất alen QT Chọn lọc tự nhiên (CLTN - có điều kiện ngoại cảnh là nhân tố chính)- nhân tố quan trọng - CLTN là quá trình phân hoá khả sống sót và sinh sản các cá thể với các KG khác QT - CLTN tác động trực tiếp lên KH và gián tiếp làm biến đổi tần số KG, tần số alen QT - CLTN quy định chiều hướng tiến hoá → CLTN là nhân tố tiến hoá có hướng - Tốc độ thay đổi tần số alen tuỳ thuộc vào: + Chọn lọc chống gen trội + Chọn lọc chống gen lặn Các yếu tố ngẫu nhiên VD Thiên tai, bệnh dịch,… - Làm thay đổi tần số alen theo hướng không xác định - Sự biến đổi ngẫu nhiên cấu trúc DT hay xảy với QT có kích thước nhỏ → Những QT có vốn gen kém thích nghi bị thay QT có vốn gen thích nghi Giao phối không ngẫu nhiên (giao phối có chọn lọc, giao phối cận huyết, tự phối) - Giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen QT lại làm thay đổi thay đổi thành phần KG theo hướng tăng dần thể đồng hợp, giảm dần thể dị hợp - Giao phối không ngẫu nhiên là nhân tố tiến hoá - Giao phối không ngẫu nhiên làm nghèo vốn gen QT, giảm đa dạng DT B BỔ SUNG So sánh quan niệm Đacuyn với quan niệm đại CLTN Đặc điểm Nguyên liệu CLTN Đơn vị tác động CLTN Thực chất CLTN QUAN NIỆM CỦA ĐACUYN - Các BD cá thể qua quá trình sinh sản - BD cá thể ảnh hưởng điều kiện sống và tập quán hoạt động QUAN NIỆM HIỆN ĐẠI - ĐB và BD tổ hợp - Thường biến có ý nghĩa gián tiếp Cá thể Chủ yếu là cá thể Phân hoá khả sống sót và sinh sản các cá thể loài Sự sống sót các cá thể thích nghi Phân hoá khả sinh sản các cá thể QT Sự phát triển và sinh sản ưu các cá thể QT - CLTN là nhân tố tiến hoá nhất, xác định chiều hướng và nhịp điệu tích luỹ BD Vai trò - Là nhân tố chính hình thành các đặc điểm thích nghi trên thể SV Biến động DT là tượng ĐB phát sinh mạnh QT lớn làm thay đổi tần số các alen Quan niệm tiến hoá tổng hợp đã củng cố cho quan điểm Đacuyn : BD xác định là BD DT được, có vai trò quan trọng tiến hoá Theo quan niệm đại, QT là đơn vị tiến hoá sở các loài giao phối Tiến hoá nhỏ giải thích quá trình hình thành loài Kết CLTN _ Bài 28 LOÀI A NỘI DUNG CHÍNH I Khái niệm loài sinh học Khái niệm Loài sinh học là một nhóm QT gồm các cá thể có khả giao phối với tự nhiên và sinh có sức sống, có khả sinh sản và cách li sinh sản với các nhóm QT khác Các tiêu chuẩn phân biệt loài - Tiêu chuẩn hình thái - Tiêu chuẩn hoá sinh : Tiêu chuẩn hàng đầu với vi khuẩn - Tiêu chuẩn cách li sinh sản : Là tiêu chuẩn chính xác với loài sinh sản hữu tính (21) II Các chế cách li sinh sản các loài Khái niệm - Cơ chế cách li là trở ngại làm cho các SV cách li - Cách li sinh sản là các trở ngại (trên thể SV ) sinh học ngăn cản các cá thể giao phối với ngăn cản việc tạo lai hữu thụ các SV này cùng sống chỗ Các hình thức cách li sinh sản (2 hình thức): Hình thức Cách li trước hợp tử Nội dung Khái niệm Đặc điểm Những trở ngại ngăn cản SV giao phối với Cách li sau hợp tử Những trở ngại ngăn cản việc tạo lai ngăn cản tạo lai hữu thụ - Cách li nơi các cá thể sinh cảnh không - Ngăn cản tạo lai giao phối với - Con lai không sinh trưởng tới tuổi trưởng - Cách li tập tính các cá thể thuộc các loài khác có thành tập tính giao phối riêng nên thường không giao - Con lai không có khả sinh sản khác phối với nhau cấu trúc DT (số lượng, hình thái NST , - Cách li mùa vụ các cá thể thuộc các loài khác có …) → giảm phân không bình thường → thể sinh sản vào các mùa vụ khác nên chúng không → GT cân → bất thụ có điều kiện giao phối với - Cách li học : các cá thể thuộc các loài khác nên chúng không giao phối với Vai trò - Đóng vai trò quan trọng hình thành loài - Duy trì toàn vẹn loài B BỔ SUNG Các chế cách li có vai trò ngăn cản giao phối tự do, củng cố và tăng cường phân hoá KG QT bị chia cắt _ Bài 29, 30 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH LOÀI (tiến hoá nhỏ) A NỘI DUNG CHÍNH Quá trình thành loài là quá trình lịch sử, cải biến thành phần KG QT ban đầu theo hướng thích nghi, tạo KG cách li sinh sản với QT ban đầu Hình thành loài chịu tác động nhân tố : ĐB, giao phối, CLTN và các chế cách li I Hình thành loài khác khu vực địa lí (Bài 29) Vai trò cách ly địa lý quá trình hình thành loài - Cách ly địa lí là trở ngại địa lý làm cho các cá thể các QT bị cách ly và không thể giao phối với - Cách ly địa lí có vai trò trì khác biệt vốn gen các QT các nhân tố tiến hóa tạo - Quá trình hình thành loài đường địa lý thường xảy cách chậm chạp qua nhiều giai đoạn trung gian chuyển tiếp * Hình thành loài đường địa lí hay xảy các loài ĐV có khả phát tán mạnh II Hình thành loài cùng khu vực địa lí (Bài 30) a Hình thành loài cách li tập tính và cách li sinh thái Hình thành loài cách li tập tính Các cá thể QT ĐB có KG định làm thay đổi số đặc điểm liên quan tới tập tính giao phối thì cá thể đó có xu hướng giao phối với tạo nên QT cách li với QT gốc → cách li sinh sản →loài b Hình thành loài cách li sinh thái Hai QT cùng loài sống khu vực địa lí hai ổ sinh thái khác → cách li sinh sản → loài - Thường gặp TV và ĐV ít di chuyển (22) Hình thành loài nhờ lai xa và đa bội hoá - Gặp TV có khả sinh sản sinh dưỡng - Đây là phương thức hình thành loài nhanh VD Sự hình thành chuối nhà 3n: P : 2n Gp : 2n F1 : x 2n n 3n (thể tam bội) B BỔ SUNG Chương II SỰ PHÁT SINH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA SỰ SỐNG TRÊN TRÁI ĐẤT Bài 32 NGUỒN GỐC SỰ SỐNG A NỘI DUNG CHÍNH Các giai đoạn chính quá trình phát sinh sống trên Trái Đất là: Tiến hoá hoá học → Tiến hoá tiền sinh học → tiến hoá sinh học I Tiến hóa hóa học - Giai đoạn tổng hợp chất hữu cho sống từ các chất vô theo phương thức hoá học - Thí nghiệm Milơ đã chứng minh phân tử hữu có thể hình thành tự phát tự nhiên Năng lượng tự nhiên Các chất khí khí nguyên thuỷ (CH4, NH3, C2N2, H2O, H2, CO2) Chất hữu đơn giản ( axit amin, Nu, đường đơn, axít béo ) Các đại phân tử ( Pôlipeptit, axít nuclêic) Các loại phức hợp các phân tử hữu (ARN-pôlipeptit; ARN-xaccarit; pôlipeptit-lipit,…) CLTN Phức hợp các phân tử hữu có thể tự và dịch mã ( ARN và pôlipeptit bao bọc màng bán thấm ) - Cơ sở vật chất chủ yếu sống là axit nuclêic và prôtêin (pôlipeptit) II Tiến hóa tiền sinh học - Các đại phân tử xuất nước và tập trung với nhau, các phân tử lipit đặc tính kị nước hình thành lớp màng bao bọc các đại phân tử hữu => giọt nhỏ (Côaxecva - hỗn hợp dung dịch keo đông tụ thành giọt nhỏ, có màng bao bọc ) - Các Côaxecva có khả trao đổi chất, khả phân chia và trì thành phần hoá học CLTN giữ lại hình thành các TB sơ khai (mầm mống thể đầu tiên) tiến hoá sinh học Các loài ngày B BỔ SUNG 1- Ngày nay, sống không còn hình thành theo phương thức hoá học vì : + Thiếu các điều kiện lịch sử cần thiết và chất hữu + Nếu chất hữu tạo thành ngoài t hể sống bị vi khuẩn phân huỷ 2- Ngày nay, chất hữu chủ yếu tổng hợp các TB sống 3- Đặc điểm vật thể sống có là : trao đổi chất thông qua đồng hoá, dị hoá và có khả sinh sản 4- Cơ thể sống đầu tiên có đặc điểm : cấu tạo đơn giảm - Dị dưỡng - Yếm khí 5- Loại axit nuclêic xuất đầu tiên là ARN nay, ADN lưu trữ và bảo quản thông tin DT có cấu trúc bền vững và phiên mã chính xác 6- Lipit là phân tử hữu không có cấu trúc đa phân Cấu trúc đa phân tức là hình thành từ nhiều đơn phân 7- Chất hữu và quá trình quan trọng sống là axit nuclêic và quá trình nhân đôi (23) 8- Nhờ có quá trình tích luỹ thông tin DT mà ADN ngày càng phức tạp và đa dạng Bài 33 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA SINH GIỚI QUA CÁC ĐẠI ĐỊA CHẤT A NỘI DUNG CHÍNH I Hóa thạch Định nghĩa Hóa thạch là di tích các SV để lại các lớp đất đá vỏ Trái Đất Vai trß cña c¸c hãa th¹ch nghiªn cøu lÞch sö ph¸t triÓn cña sinh giíi - Cung cÊp nh÷ng b»ng chøng trùc tiÕp vÒ lÞch sö ph¸t triÓn cña sinh giíi - Xác định đợc loài nào xuất trớc, loài nào xuất sau và mối quan hệ họ hàng các loài * Xác định tuổi hóa thạch dựa vào phân tích các đồng vị phóng xạ hóa thạch nh cacbon 14 (thời gian bán rã 5730 năm), urani 238 (thêi gian b¸n r· 4,5 tØ n¨m) II Lịch sử phát triển sinh giới qua các đại địa chất Hiện tượng trôi dạt lục địa Là tượng các phiến kiến tạo vỏ Trái Đất liên tục di chuyển lớp dung nham nóng bỏng bên chuyển động - Căn để phân định các mốc thời gian địa chất là biến đổi lớn địa chất, khí hậu và các hóa thạch điển hình => Chia làm đại địa chất: Thái cổ, Nguyên sinh, Cổ sinh, Trung sinh, Tân sinh SV các đại địa chất (Bảng 33, SGK trang 142) B BỔ SUNG Bài 34 SỰ PHÁT SINH LOÀI NGƯỜI A NỘI DUNG CHÍNH I Quá trình phát sinh loài người đại Bằng chứng nguồn gốc ĐV loài người Các dạng vượn người hóa thạch và quá trình hình thành loài người - Từ loài vượn người cổ đại tiến hóa hình thành nên chi Homo để sau đó tiếp tục tiến hóa hình thành nên loài người H.Sapiens (habilis – loài xuất đầu tiên chi Homo H.erectus H.sapiens) II Người đại và tiến hóa văn hóa - Người đại có đặc điểm: Bộ não lớn, trí tuệ phát triển, có tiếng nói và chữ viết - Bàn tay với các ngón tay linh hoạt giúp chế tạo và sử dụng công cụ lao động Có khả tiến hóa văn hóa XH ngày càng phát triển: từ công cụ đá sử dụng lửa tạo quần áo chăn nuôi, trồng trọt, KH – CN - Nhờ có tiến hóa văn hóa mà người nhanh chóng trở thành loài thống trị tự nhiên, có ảnh hưởng nhiều đến tiến hóa các loài khác và có khả điều chỉnh chiều hướng tiến hóa chính mình B BỔ SUNG Các dạng vượn người ngày là : Vượn, đười ươi, gôrila và tinh tinh Các dạng vượn người ngày có có kích thước tương đương với người là đười ươi, gôrila và tinh tinh Phần bảy SINH THÁI HỌC Chương I CÁ THỂ VÀ QUẦN THỂ SINH VẬT Bài 35 MÔI TRƯỜNG SỐNG VÀ CÁC NHÂN TỐ SINH THÁI A NỘI DUNG CHÍNH I MT sống và các nhân tố sinh thái Khái niệm và phân loại MT a Khái niệm MT sống SV bao gồm tất các nhân tố xung quanh SV, có tác động trực tiếp gián tiếp tới SV; làm ảnh hưởng đến tồn tại, sinh trưởng, phát triển và hoạt động SV (24) b Có 04 loại MT là : MT trên cạn, MT nước, MT đất, MT SV Nồng độ O2 MT cạn cao MT nước Các nhân tố sinh thái Nhân tố sinh thái là tất nhân tố MT có ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp tới đời sống SV a Nhân tố sinh thái vô sinh: khí hậu, thổ nhưỡng, nước và địa hình, b Nhân tố hữu sinh : vi SV, nấm, ĐV, TV và người II Giới hạn sinh thái Giới hạn sinh thái Là khoảng giá trị xác định nhân tố sinh thái mà khoảng đó SV có thể tồn và phát triển - Khoảng thuận lợi : là khoảng các nhân tố sinh thái mức độ phù hợp cho SV sinh thực các chức sống tốt - Khoảng chống chịu : khoảng các nhân tố sinh thái gây ức chế cho hoạt động sinh lý SV Ổ sinh thái Ổ sinh thái loài là “không gian sinh thái” mà đó tất các nhân tố sinh thái MT nằm giới hạn sinh thái cho phép loài đó tồn và phát triển dài lâu - Nơi ở: là nơi cư trú loài B BỔ SUNG Bài 36 QUẦN THỂ SINH VẬT VÀ MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ A NỘI DUNG CHÍNH I QT SV và quá trình hình thành QT SV QT SV Là tập hợp các cá thể cùng cùng loài, cùng sinh sống khoảng không gian xác định, vào thời gian định, có khả sinh sản và tạo thành hệ Quá trình hình thành QT SV Các cá thể phát tán MT CLTN tác động Những cá thể thích nghi QT II Quan hệ các cá thể QT SV Quan hệ hỗ trợ: Là quan hệ các cá thể cùng loài nhằm hỗ trợ các hoạt động sống lấy thức ăn,… - VD + Hiện tượng nối liền rễ các cây thông + Chó rừng thường quần tụ đàn - Ý nghĩa: Giúp QT tồn ổn định, khai thác tối ưu nguồn sống, tăng khả sống sót và sinh sản Quan hệ cạnh tranh: Các cá thể cùng loài cạnh tranh các hoạt động sống - VD + TV cạnh tranh ánh sáng + ĐV cạnh tranh thức ăn, nơi ở, bạn tình - Ý nghĩa: + Duy trì mật độ cá thể phù hợp QT + Đảm bảo và thúc đẩy QT phát triển B BỔ SUNG Bài 37, 38 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN THỂ SINH VẬT A NỘI DUNG CHÍNH I Tỉ lệ giới tính (đặc trưng quan trọng nhất) Tỉ lệ giới tính là tỉ lệ số lượng cá thể đực và cái QT - Tỉ lệ giới tính có thể thay đổi và chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố : MT sống, mùa sinh sản, sinh lý - Tỉ lệ giới tính QT là đặc trưng quan trọng đảm bảo hiệu sinh sản QT điều kiện MT thay đổi II Nhóm tuổi (25) - Có nhiều cách phân chia : Nhóm tuổi trước sinh sản, nhóm tuổi sinh sản và nhóm tuổi sau sinh sản Tuổi sinh lý là thời gian sống có thể đạt tới cá thể QT Tuổi sinh thái là thời gian sống thực tế cá thể Tuổi QT là tuổi bình quân các cá thể QT III Sự phân bố cá thể QT Có kiểu phân bố với ý nghĩa cụ thể sau: + Phân bố theo nhóm : Các cá thể hỗ trợ chống lại điều kiện bất lợi MT + Phân bố đồng điều : Làm giảm mức độ canh tranh các cá thể QT + Phân bố ngẫu nhiên : SV tận dụng nguồn sống tiềm tàng MT IV Mật độ cá thể QT Mật độ cá thể QT là số lượng cá thể trên đơn vị diện tích hay thể tích QT - Mật độ cá thể QT có ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống MT, tới khả sinh sản và tử vong các cá thể V Kích thước QT SV Kích thước tối thiểu và kích thước tối đa Kích thước của QT là số lượng cá thể (hoặc khối lượng hay lượng tích lũy các cá thể) phân bố khoảng không gian QT Ví dụ: QT voi 25 con, QT gà rừng 200 - Kích thước tối thiểu là số lượng cá thể ít mà QT cần có để trì và phát triển - Kích thước tối đa là giới hạn cuối cùng số lượng mà QT có thể đạt được, phù hợp với khả cung cấp nguồn sống MT Những nhân tố ảnh hưởng tới kích thước QT SV a Mức độ sinh sản QT Là số lượng cá thể QT sinh đơn vị thời gian b Mức tử vong QT Là số lượng cá thể QT bị chết đơn vị thời gian c Phát tán cá thể QT Phát tán là xuất cư và nhập cư - Xuất cư là tượng số cá thể rời bỏQT đến nơi sống - Nhập cư là tượng số cá thể nằm ngoài QT chuyển tới sống QT VI Tăng trưởng QT - Điều kiện MT thuận lợi: Tăng trưởng theo tiềm sinh học (đường cong tăng trưởng hình chữ J) - Điều kiện MT không hoàn toàn thuận lợi: Tăng trưởng QT giảm (đường cong tăng trưởng hình chữ S) VII Tăng trưởng QT người - Dân số giới tăng trưởng liên tục suốt quá trình phát triển lịch sử - Dân số tăng nhanh là nguyên nhân chủ yếu làm cho chất lượng MT giảm sút ảnh hưởng đến chất lượng sống người B BỔ SUNG Bài 39 BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ CỦA QUẦN THỂ SINH VẬT A NỘI DUNG CHÍNH I Biến động số lượng cá thể Biến động số lượng cá thể QT là tăng giảm số lượng cá thể Biến động theo chu kì Là biến động xảy thay đổi có chu kì điều kiện MT b Biến động số lượng không theo chu kì Là biến động xảy thay đổi bất thường MT tự nhiên hay hoạt động khai thác tài nguyên quá mức người gây nên (26) II Nguyên nhân gây biến động và điều chỉnh số lượng cá thể QT Nguyên nhân gây biến động số lượng cá thể QT a Do thay đổi các nhân tố sinh thái vô sinh (khí hậu, thổ nhưỡng) - Nhóm các nhân tố vô sinh tác động trực tiếp lên SV mà không phụ thuộc vào mật độ cá thể QT nên còn gọi là nhóm nhân tố không phụ thuộc mật độ QT b Do thay đổi các nhân tố sinh thái hữu sinh (cạnh tranh các cá thể cùng đàn,kẻ thù ăn thịt) - Nhóm các nhân tố hữu sinh luôn bị chi phối mật độ cá thể QT nên gọi là nhóm nhân tố sinh thái phụ thuộc mật độ QT Sự điều chỉnh số lượng cá thể QT - QT sống MT xác định luôn có xu hướng tự điều chỉnh số lượng cá thể cách làm giảm làm tăng số lượng cá thể QT - Điều kiện sống thuận lợi QT tăng mức sinh sản + nhiều cá thể nhập cư tới kích thước QT tăng - Điều kiện sống không thuận lợi QT giảm mức sinh sản + nhiều cá thể xuất cư kích thước QT giảm Trạng thái cân QT Trạng thái cân QT là trạng thái số lượng cá thể ổn định và phù hợp với khả cung cấp nguồn sống MT B BỔ SUNG Chương II QUẦN XÃ SINH VẬT Bài 40 QUẦN XÃ SINH VẬT VÀ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN XÃ A NỘI DUNG CHÍNH I Khái niệm quần xã SV: Quần xã SV là tập hợp các QT SV thuộc nhiều loài khác nhau, cùng sống không gian và thời gian định - Các SV quần xã gắn bó với thể thống và quần xã có cấu trúc tương đối ổn định II Một số số đặc trưng quần xã Đặc trưng thành phần loài quần xã Thể qua: a Số lượng loài và số lượng cá thể loài: là mức độ đa dạng quần xã, biểu thị biến động, ổn định hay suy thoái quần xã b Loài ưu và loài đặc trưng - Loài ưu là loài có số lượng cá thể nhiều, sinh khối lớn hoạt động chúng mạnh - Loài đặc trưng là loài có quần xã nào đó loài có số lượng nhiều hẳn các loài khác quần xã Đặc trưng phân bố cá thể không gian quần xã Có kiểu phân bố: - Phân bố theo chiều thẳng đứng - Phân bố theo chiều ngang Tuỳ thuộc vào nhu cầu sống loài giúp giảm bớt mức độ cạnh tranh, tận dụng nguồn sống III Quan hệ các loài quần xã Các mối quan hệ sinh thái (Nghiên cứu bảng 40 SGK) - Quan hệ hỗ trợ : đem lại lợi ích ít không có hại cho các loài khác Gồm các mối quan hệ: Cộng sinh, hội sinh, hợp tác - Quan hệ đối kháng : quan hệ bên là loài lợi và bên là loài bị hại, gồm các mối quan hệ : Cạnh tranh, ký sinh, ức chế - cảm nhiễm, SV này ăn SV khác Hiện tượng khống chế sinh học Khống chế sinh học là tượng số lượng cá thể loài bị khống chế mức định không tăng quá giảm thấp quá tác động các mối quan hệ hỗ trợ đối kháng các loài quần xã B BỔ SUNG Nguyên nhân dẫn tới phân li ổ sinh thái các loài quần xã là : - Mỗi loài ăn loại thức ăn khác - Mỗi loài kiếm ăn vị trí khác - Mỗi loài kiếm ăn vào thời gian khác ngày (27) - Cạnh tranh khác loài (quan trọng nhất) Mối quan hệ cạnh tranh là nguyên nhân dẫn đến tiến hoá SV Bài 41 DIỄN THẾ SINH THÁI A NỘI DUNG CHÍNH I Khái niệm diễn sinh thái Diễn sinh thái là quá trình biến đổi quần xã qua các giai đoạn, tương ứng với biến đổi MT II Các loại diễn sinh thái Diễn nguyên sinh Diễn nguyên sinh là diễn khởi đầu từ MT chưa có SV - Quá trình diễn diễn theo các giai đoạn sau: + Giai đoạn tiên phong : Hình thành quần xã tiên phong + Giai đoạn : Hiai đoạn hỗn hợp, gồm các quần xã thay đổi + Giai đoạn cuối : Hình thành quần xã ổn định Diễn thứ sinh Diễn thứ sinh là diễn xuất MT đã có quần xã SV sống - Quá trình diễn diễn theo sơ đồ sau: + Giai đoạn đầu: Giai đoạn quần xã ổn định + Giai đoạn giữa: Giai đoạn gồm các quần xã thay đổi + Giai đoạn cuối: Hình thành quần xã ổn đinh khác quần xã bị suy thoái III Nguyên nhân gây diễn Nguyên nhân bên ngoài : Do tác động mạnh mẽ ngoại cảnh lên quần xã Nguyên nhân bên : cạnh trang gay gắt các loài quần xã IV Tầm quan trọng việc nghiên cứu diễn sinh thái Giúp: - Khai thác hợp lí tài nguyên thiên nhiên - Khắc phục biến đổi bất lợi MT B BỔ SUNG Chương III HỆ SINH THÁI, SINH QUYỂN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Bài 42 HỆ SINH THÁI A NỘI DUNG CHÍNH I Khái niệm hệ sinh thái Hệ sinh thái bao gồm quần xã SV và sinh cảnh quần xã VD Hệ sinh thái ao, hồ, đồng ruộng, rừng…… Hệ sinh thái là hệ thống sinh học hoàn chỉnh và tương đối ổn định nhờ các SV luôn tác động lẫn và đồng thời tác động qua lại với các thành phần vô sinh II Các thành phấn cấu trúc hệ sinh thái Gồm có thành phần : Thành phần vô sinh (sinh cảnh ) + Các yếu tố khí hậu + Các yếu tố thổ nhưỡng + Nước và xác SV MT Thành phần hữu sinh (quần xã SV ) Tuỳ theo chức dinh dưỡng hệ sinh thái chúng xếp thành nhóm: + SV sản xuất: TV … + SV tiêu thụ: ĐV … (28) + SV phân giải:Vi SV, nấm, giun đất … III Các kiểu hệ sinh thái trên Trái Đất Gồm hệ sinh thái tự nhiên và hệ sinh thái nhân tạo Hệ sinh thái tự nhiên Hệ sinh thái trên cạn Hệ sinh thái nước Hệ sinh thái nước Hệ sinh thái nước mặn Hệ sinh thái nhân tạo: Hệ sinh thái nhân tạo đóng góp vai trò quan trọng sống người vì người phải biết sử dụng và cải tạo1 cách hợp lí Hệ sinh thái nhân tạo người có bổ sung số yếu tố để hệ sinh thái tồn tại, phát triển B BỔ SUNG Hệ sinh thái nhân tạo có độ đa dạng thấp so với hệ sinh thái tự nhiên Bài 43 TRAO ĐỔI VẬT CHẤT TRONG HỆ SINH THÁI A NỘI DUNG CHÍNH I Trao đổi vật chất quần xã SV Chuỗi thức ăn - Một chuỗi thức ăn gồm nhiều loài có quan hệ dinh dưỡng với và loài là mắt xích chuỗi - Trong chuỗi thức ăn, mắt xích vừa có nguồn thức ăn là mắt xích phía trước, vừa là nguồn thức ăn mắt xích phía sau - Trong hệ sinh thái có hai loại chuỗi thức ăn: + Chuỗi thức ăn gồm các SV tự dưỡng, sau đến là ĐV ăn SV tự dưỡng và tiếp là ĐV ăn ĐV VD Ngô → chuột → cú mèo → VSV + Chuỗi thức ăn gồm các SV phân giải mùn bã hữu cơ, sau đến các loài ĐV ăn SV phân giải và tiếp là các ĐV ăn ĐV VD Giun đất → lươn → cá → VSV Lưới thức ăn - Lưới thức ăn gồm nhiều chuỗi thức ăn có nhiều mắt xích chung - Quần xã SV càng đa dạng thành phần loài thì lưới thức ăn quần xã càng phức tạp Bậc dinh dưỡng Tập hợp các loài SV có cùng mức dinh dưỡng hợp thành bậc dinh dưỡng - Trong quần xã có nhiều bậc dinh dưỡng: + Bậc dinh dưỡng cấp (SV sản xuất, SV phân giải) + Bậc dinh dưỡng cấp (SV tiêu thụ bậc 1) + Bậc dinh dưỡng cấp (SV tiêu thụ bậc 2) ………………………………………………… II Tháp sinh thái Tháp sinh thái bao gồm nhiều hình chữ nhật xếp chồng lên nhau, các hình chữ nhật có chiều cao nhau, còn chiều dài thì khác biểu thị độ lớn bậc dinh dưỡng - Ý nghĩa : Để xem xét mức độ dinh dưỡng bậc dinh dưỡng và toàn quần xã - Có ba loại tháp sinh thái : tháp số lượng, tháp sinh khối, tháp lượng (chính xác nhất) B BỔ SUNG Quan hệ dinh dưỡng quần xã cho biết đường trao đổi vật chất quần xã Chu trình dinh dưỡng quần xã cho biết đường trao đổi vật chất và lượng quần xã Bài 44 CHU TRÌNH SINH ĐỊA HÓA VÀ SINH QUYỂN A NỘI DUNG CHÍNH I Trao đổi vật chất qua chu trình sinh địa hóa Chu trình sinh địa hoá là chu trình trao đổi các chất tự nhiên (29) - Một chu trình sinh địa hoá gồm có các phần: tổng hợp các chất, tuần hoàn vật chất tự nhiên, phân giải và lắng đọng phần vật chất đất, nước II Một số chu trình sinh địa hoá O2, CO2, H2O, (trong MT) SV tự dưỡng SV phân giải Hợp chất hữu (Protêin,gluxit,lipit) SV dị dưỡng Chu trình cacbon - Cacbon vào chu trình dạng cabon điôxit (CO2) - TV lấy CO2 để tạo chất hữu đầu tiên thông qua quang hợp - Khi sử dụng và phân hủy các hợp chất chứa cacbon, SV trả lại CO2 và nước cho MT - Nồng độ khí CO2 bầu khí tăng gây thêm nhiều thiên tai trên Trái Đất Chu trình nitơ - TV hấp thụ nitơ dạng muối amôn (NH4+) và nitrat (NO3-) - Các muối trên hình thành tự nhiên đường vật lí, hóa học và sinh học - Nitơ từ xác SV trở lại MT đất, nước thông qua hoạt động phân giải chất hữu vi khuẩn, nấm,… - Hoạt động phản nitrat vi khuẩn trả lại lượng nitơ phân tử cho đất, nước và bầu khí Chu trình nước - Nước mưa rơi xuống đất, phần thấm xuống các mạch nước ngầm, phần tích lũy sông , suối, ao , hồ,… - Nước mưa trở lại bầu khí dạng nước thông qua hoạt động thoát nước lá cây và bốc nước trên mặt đất III Sinh Khái niệm sinh Sinh là toàn SV sống các lớp đất, nước và không khí trái đất Các khu sinh học sinh Tập hợp các hệ sinh thái tương tự địa lý, khí hậu và SV làm thành khu sinh học (biôm) Có khu sinh học chủ yếu: - Khu sinh học trên cạn: đồng rêu đới lạnh, rừng thông phương Bắc, rừng rụng lá ôn đới,… - khu sinh học nước ngọt: khu nước đứng (đầm, hồ, ao, )và khu nước chảy (sông suối) - Khu sinh học biển: + Theo chiều thẳng đứng: SV nổi, ĐV đáy, + Theo chiều ngang: vùng ven bờ và vùng khơi B BỔ SUNG Bài 45 DÒNG NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ SINH THÁI A NỘI DUNG CHÍNH I Dòng lượng hệ sinh thái Phân bố lượng trên trái đất - Mặt trời là nguồn cung cấp lượng chủ yếu cho sống trên Trái Đất - SV sản xuất sử dụng tia sáng nhìn thấy(50% xạ) cho quang hợp - Quang hợp sử dụng khoảng 0,2-0,5% tổng lượng xạ để tổng hợp chất hữu Dòng lượng hệ sinh thái - Trong hệ sinh thái lượng truyền chiều từ SVSX qua các bậc dinh dưỡng, tới MT Vật chất trao đổi qua chu trình sinh địa hóa - Càng lên bậc dinh dưỡng cao thì lượng càng giảm (theo quy luật hình tháp sinh thái) II Hiệu suất sinh thái (30) Hiệu suất sinh thái là tỉ lệ % chuyển hoá lượng qua các bậc dinh dưỡng hệ sinh thái - Hiệu suất sinh thái bậc dinh dưỡng sau tích luỹ khoảng 10% so với bậc trước liền kề + 70% hô hấp, tạo nhiệt; + 10% qua chất thải, rơi rụng Gọi H là hiệu suất sinh thái, ta có: sinhkhèisinhvËtthùcbËcsau X100% ưsinhưkhốiưsinhưvậtưthựcưbậcưtrước sinhkhèisinhvËttoµnphÇnbËcsau H X100% ưsinhưkhốiưsinhưvậtưtoànưphầnưbậcưtrước H B BỔ SUNG Dòng nặng lượng hệ sinh thái có nguồn gốc từ lượng mặt trời (31)