Lý thuyết Sinh 12 chân trời sáng tạo_Bài 8 Các quy luật di truyền của morgan và di truyền giới tính

 Thayhien.edu.vn xin giới thiệu đến các bạn các bài học lý thuyết Sinh học 12 Chân trời sáng tạo_Bài 8 Các quy luật di truyền của morgan và di truyền giới tính

Bài 8 Các quy luật di truyền của morgan và di truyền giới tính

I. Bối cảnh ra đời thí nghiệm của Morgan.

- Thomas Hunt Morgan (1866-1945) là nhà phôi học người Mỹ, ông thường được nhắc đến do các khám phá về vai trò của nhiễm sắc thể trong quá trình di truyền của sinh vật.

- Trước những năm 1900, khái niệm về gene vẫn chưa được sáng tỏ. Năm 1907, Morgan nghiên cứu di truỵển học và thực hiện thí nghiệm trên đổi tượng ruổi quả (ruồi giấm).

- Đến năm 1910, Morgan cùng nhóm nghiên cứu đã chứng minh các nhân tố di truỵển Mendel (sau nàỵ được xác định là gene) phân bố thành dãy locustrên nhiễm sắc thể tạo thành nhóm liên kết, từ đó hoàn thiện học thuyết di truyền nhiễm sắc thể.

II. Di truyền giới tính và liên kết với giới tính

1. Di truyền giới tính

+ Ở người, trên cánh ngắn của nhiễm sắc thể Y có gene SRY (sex-determining region Y gene) quy định giới tính nam.

+ Ở chim, gene DMRT1 trên nhiễm sắc thể Z quy định giới tính có một bản sao. Phôi có một bản sao gene DMRT1 phát triển buồng trứng, hai bản sao gene phát triển tinh hoàn.

+ Ở Ong mật, ấu trùng dị hợp về gene xác định giới tính cds phát triển thành con cái, nếu đổng hợp hoặc chỉ có một gene phát triển thành con đực.

-  Trong tế bào sinh dưỡng của một số loài động vật, NST giới tính ở một giới có 2 chiếc giống nhau (XX hoặc ZZ) giảm phân tạo ra một loại giao tử. Giới còn lại có hai chiếc khác nhau (XY hoặc ZW) hay có thể chỉ có 1 chiếc (XO) giảm phân cho 2 loại giao tử. Thông qua thụ tinh tổ hợp các giao tử với xác xuất ngang nhau là cơ sở giải thích tỉ lệ giới tính trong tự nhiên theo lí thuyết thường là 1: 1

2. Di truyền liên kết với giới tính

- Đối tượng nghiên cứu: ruổi giấm (Drosophila melanogaster).

a. Di truyền gene trên nhiễm sâc thể X

* Thí nghiêm

- Morgan đã tiến hành thí nghiệm nghiên cứu tính trạng màu mắt ở ruổi giấm như sau:

* Đề xuất giả thuyết

- Kết quả phép lai: F1 đều có mắt đỏ, vì vậy màu mắt trắng là lặn (w) so với màu mắt đỏ (W); F2 tính trạng màu mắt trắng chỉ biểu hiện ở các con đực.

- Có hai giả thuyết vể sự di truyền màu mắt của ruổi giấm:

+ Các gene quy định màu mắt nằm trên các nhiễm sắc thể thường.

+ Các gene quỵ định màu mắt nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X.

* Kiểm tra giả thuyết

- Thông qua thí nghiệm chứng minh giả thuyết gene nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X phù hợp với kết quả thí nghiệm

* Cơ sở tế bào học

- Gene quy định màu mắt của ruổi giấm nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X, không có locus tương ứng trên nhiễm sắc thê Y.

- Các gene nằm trên nhiễm sắc thể giới tính sẽ phân Li và tổ hợp cùng với sự phân li và tổ hợp của nhiễm sắc thể giới tính. Sự di truyền các gene trên nhiễm sắc thể giới tính gọi là di truyền liên kết giới tính

b. Di truyền gene trên nhiễm sác thể Y

- Một số loài có nhiễm sắc thể Y không mang gene hoặc mang rất ít gene

- Ở người, một số gene trên nhiễm sắc thể Y không có allele trên X được di truyển từ bố sang con trai và mang tính chất"dòng họ nội".

- Ở các loài sinh vật, gene trên nhiễm sắc thể Y không có allele trên X di truyển thẳng theo giới dị giao tử.

3. Ứng dụng di truyền giới tính và liên kết giới tính

- Trong chăn nuôi:  xác định giới tính sớm ở vật nuôi, có thể dựa vào các tính trạng do gene trên nhiễm sắc thể giới tính quỵ định. Ví dụ: Ở gà, phân biệt gà trống haỵ mái ngay khi con non mới nở từ trứng dựa vào tính trạng có vằn trên đẩu do gene trội trên nhiễm sắc thể X quỵ định, do đó, con trống có hai nhiễm sắc thể X mang hai gene trội thì mức độ vằn rõ hơn so với con mái có kiểu nhiễm sắc thể XY nên chỉ có một gene.

- Trong y học: có thể dự đoán được kiểu hình bệnh ở đời con. Một số bệnh do đột biến gene lặn trên nhiễm sắc thể giới tính X thường gặp như:bệnh mù màu, bệnh máu khó đông (Hemophilia A, B, C), bệnh teo cơ (loạn dưỡng cơ Duchenne). Dựa vào đặc điểm nhiễm sắc thể giới tính ở người, có thể xác định được một số bệnh, hội chứng ở người do rối loạn phân lí của nhiễm sắc thể giới tính như hội chứng siêu nữ, klineíelter, turner,...

III. Di truyền Liên kết gene và Hoán vị gene

1. Liên kết gene

a. Tiến hành thí nghiệm

- Lai phân tích trên ruổi giấm đực ở thể hệ F1 của cặp bố mẹ thuẩn chủng, khác nhau về hai tính trạng tương phản là màu thân và kích thước cánh:

b. Để xuất giả thuyết

- Kết quả phép lai cho thấy:

+ Allele quy định thân xám là trội (B), thân đen là lặn (b); aliele quy định cánh dài là trội (V), cánh cụt là lặn (v).

+ P thuần chủng, con lai F1 dị hợp (Bb, Vv) biểu hiện cả hai tính trạng trội thân xám, cánh dài.

- Khi cho F, lai phân tích để tạo thế hệ Fa, sẽ có hai giả thuyết sau:

+ Phân li độc lập: các gene nằm trên các cặp nhiễm sắc thể khác nhau nên phân li độc lập với nhau.

+ Phân li đổng thời: các gene nằm trên cùng một nhiễm sắc thể nên phân li cùng nhau.

c. Kiểm tra giả thuyết

- Giả thuyết phân li đổng thời đã cho kết quả tương ứng với thí nghiệm của Morgan

d. Cơ sờ tế bào học

- Các gene trên một nhiễm sắc thể tạo thành một nhóm gene liên kết phân li và tổ hợp cùng nhau trong quá trình giảm phân và thụ tinh đưa đến sự di truyền của nhóm tính trạng do chúng quy định là cơ sở tế bào học của liên kết gene trong thí nghiệm của Morgan

- Hiện tượng các gene cùng nằm trên một nhiễm sắc thể và di truyền cùng nhau gọi là liên kết gene.

2. Hoán vị gene

a. Tiến hành thí nghiệm

- Morgan tiếp tục tiến hành thí nghiệm lai phân tích ruổi cái F1

b. Giải thích kết quả thí nghiệm

- Ngoài các cá thể có kiểu hình giống bố mẹ thì có khoảng 17 % số cá thể đời con có kiểu hình tái tổ hợp là thân xám, cánh cụt; thân đen, cánh dài. Đã có sự tách rời các gene trên cùng một nhiễm sắc thể mà sau này gọi là trao đổi chéo, gâỵ nên sự tái tổ hợp các gene liên kết.

- Trao đổi chéo xảy ra ở ruổi cái dị hợp tử về hai cặp gene (Bb và Vv) đã tạo nên các giao tử cái tái tổ hợp (Bv và bV), sự thụ tinh của các giao tử cái này với giao tử đực (bv) đã tạo ra đời con có 17% cá thể có kiểu hình tái tổ hợp là ruổi thân xám, cánh cụt và ruổi thân đen, cánh dài

c. Cơ sở tế bào học

- Đã diễn ra trao đổi chéo từng đoạn tương ứng giữa hai chromatid khác nguổn trong cặp nhiễm sắc thể kép tương đổng ở' kì đẩu của giảm phân I, kết quả đã tạo ra các loại giao tử tái tổ hợp (Bv, bV) bên cạnh những giao tử liên kết (BV, bv).

- Hiện tượng trao đổi chéo từng đoạn tương ứng giữa hai chromatid khác nguồn trong cặp nhiễm sắc thể kép tương đổng dẫn đến đổi chỗ các allele tương ứng của cùng một gene gọi là hoán vị gene.

d. Ý nghĩa di truyền hoán vị gene

- Hoán vị gene làm tăng biến dị tổ hợp, tạo ra những tổ hợp gene liên kết mới cung cấp nguyên liệu cho chọn giống và tiến hoá.

- Căn cứ vào tán số hoán vị gene để thiết lập bản đổ di truyền.

IV. Bản đồ di truyền

- Bản đổ di truyền (bản đổ gene) là sơ đổ phân bố các gene trên các nhiễm sắc thể của một loài.

- Bản đồ di truyền cho biết vị trí tương đối của các gene trên nhiễm sắc thể.

- Bản đổ di truyền được chia thành các đơn vị bản đổ hay centiMorgan (cM), trong đó, tẩn số tái tổ hợp là 1 % tương ứng với 1 cM.

V. Quan điểm của Mendel và Morgan về tính quy luật của hiện tượng di truyền

- Quy luật di truyền của Mendel và Morgan nói riêng và tất cả các quy luật di truyền nói chung là quy luật vận động của các gene trên một cặp nhiễm sắc thể và trên nhiều cặp nhiễm sắc thể.

- Thực chất quy luật vận động của gene là quy luật vận động của nhiễm sắc thể vì gene phân bố thành dãy locus trên nhiễm sắc thể, do đó, sự phân li, tổ hợp gene có bản chất là sự phân li, tổ hợp nhiễm sắc thể

- Các gene phân bố theo chiều dọc trên một nhiễm sắc thể tạo thành một nhóm gene liên kết.Trên một nhiễm sắc thể, các allele nằm gần nhau có xu hướng luôn phân li cùng nhau, các allele càng xa nhau thì xác suất xảy ra trao đổi chéo giữa các allele cùng locus gene trên hai nhiễm sắc thể kép trong cặp tương đổng càng lớn, do đó, tẩn số hoán vị gene càng lớn