2.1. Di truyền
2.1.1 Cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử
– Cấu trúc ở cấp độ phân tử: Gen, ARN(mARN, tARN, rARN), prôtêin
– Gen là một đoạn của ADN mang thông tin mã hoá một sản phẩm xác định (chuỗi pôlipeptit hay một phân tử ARN).
+ Gen cấu trúc bao gồm 3 phần : Vùng điều hoà (nằm ở đầu 3’ của mạch mã gốc) – vùng mã hoá (ở giữa gen) – vùng kết thúc (nằm ở đầu 5’ của mạch mã gốc – cuối gen).
+ Gen ở sinh vật nhân sơ (vi khuẩn) mã hoá liên tục, ở sinh vật nhân thực có các đoạn không mã hoá (intrôn) xen kẽ các đoạn mã hoá (êxôn).
– Những diễn biến cơ bản của các cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử
| Các cơ chế | Những diễn biến cơ bản |
| Tự sao chép ADN |
ADN tháo xoắn và tách 2 mạch đơn khi bắt đầu tái bản. – Các mạch mới được tổng hợp theo chiều 5’→3’, một mạch được tổng hợp liên tục, mạch còn lại được tổng hợp gián đoạn. – Có sự tham gia của các enzim: tháo xoắn, kéo dài mạch, nối liền mạch… – Diễn ra theo các nguyên tắc bổ sung, bán bảo toàn và nửa gián đoạn |
|
Phiên mã |
– Enzim tiếp cận ở điểm khởi đầu và đoạn ADN (gen) tháo xoắn. – Enzim dịch chuyển trên mạch khuôn theo chiều 3’→5’và sợi ARN kéo dài theo chiều 5’→3’, các đơn phân kết hợp theo NTBS. – Đến điểm kết thúc, ARN tách khỏi mạch khuôn. – Đối với SV nhân thực à cắt bỏ những đoạn intron, nối các đoạn exon |
| Dịch mã |
– Các axit amin đã hoạt hóa được tARN mang vào ribôxôm. – Ribôxôm dịch chuyển trên mARN theo chiều 5’→ 3’ theo từng bộ ba và chuỗi pôlipeptit được kéo dài. – Đến bộ ba kết thúc chuỗi pôlipeptit tách khỏi ribôxôm. |
| Điều hoà hoạt động của gen | Gen điều hòa tổng hợp prôtêin ức chế để kìm hãm sự phiên mã, khi chất cảm ứng làm bất hoạt chất kìm hãm thì sự phiên mã được diễn ra. Sự điều hòa này tùy thuộc vào nhu cầu của tế bào. |
– Sơ đồ mối quan hệ ADN (gen) – tính trạng
2.1.2 Cơ chế di truyền ở cấp độ tế bào và cơ thể
|
Tên quy luật |
Nội dung |
Cơ sở tế bào học |
Điều kiện nghiệm đúng |
Ý nghĩa |
|
Phân li |
Tính trạng do 1 cặp alen quy định. Do sự phân li đồng đều của cặp alen trong giảm phân nên mỗi giao tử chỉ chứa một chiếc của cặp. |
Phân li, tổ hợp của cặp NST tương đồng trong giảm phân và thụ tinh dẫn đến sự phân li và tổ hợp của cặp alen tương ứng. |
Tính trạng do một gen quy định, gen trội át hoàn toàn gen lặn. |
Xác định tính trội lặn. |
|
Trội không hoàn toàn |
F2 có 1 trội : 2 trung gian : 1 lặn. |
Phân li, tổ hợp của cặp NST tương đồng. |
Gen trội át không hoàn toàn. |
Tạo kiểu hình mới (trung gian). |
|
Phân li độc lập |
Các cặp nhân tố di truyền(gen)quy định các tính trạng khác nhau phân li độc lập trong quá trình hình thành giao tử
|
Các cặp alen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau. Sự phân li độc lập của các cặp NST tương đồng trong giảm phân dẫn đến sự phân li của các cặp gen tương ứng. |
Mỗi cặp alen quy định 1 cặp tính trạng và nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau.
|
Tạo các biến dị tổ hợp. |
|
Tương tác gen không alen |
Hai hay nhiều gen không alen cùng tương tác quy định một tính trạng. |
Các cặp NST tương đồng phân li độc lập. |
Các gen không tác động riêng rẽ. |
Tạo biến dị tổ hợp. |
|
Tác động cộng gộp |
Các gen cùng có vai trò như nhau đối với sự hình thành tính trạng. |
Các cặp NST tương đồng phân li độc lập. |
Các gen không tác động riêng rẽ. |
Tính trạng số lượng trong sản xuất. |
|
Tác động đa hiệu |
Một gen chi phối nhiều tính trạng. |
Phân li, tổ hợp của cặp NST tương đồng. |
|
Là cơ sở giải thích hiện tượng biến dị tương quan. |
|
Liên kết hoàn toàn |
Các gen nằm trên một NST cùng phân li và tổ hợp trong phát sinh giao tử và thụ tinh. |
Mỗi NST chứa nhiều gen. Sự phân li và tổ hợp của cặp NST tương đồng dẫn đến sự phân li và tổ hợp của nhóm gen liên kết. |
Các gen cùng nằm trên 1 NST và liên kết hoàn toàn. |
Hạn chế biến dị tổ hợp, dảm bảo di truyền bền vững từng nhóm tính trạng, trong chọn giống có thể chọn được nhóm tính trạng tốt đi kèm nhau . |
|
Hoán vị gen |
Trong quá trình giảm phân, các NST tương đồng có thể trao đổi các đoạn tương đồng cho nhau dẫn đến hoán vị gen, làm xuất hiện tổ hợp gen mới.
|
Sự trao đổi chéo giữa các crômatit khác nguồn gốc của cặp các gen trên cùng một cặp NST tương đồng. Các gen nằm càng xa nhau thì lực liên kết càng yếu, càng dễ xảy ra hoán NST tương đồng dẫn đến sự trao đổi (hoán vị) giữa vị gen. |
Các gen liên kết không hoàn toàn. |
Tăng nguồn biến dị tổ hợp. |
|
Di truyền liên kết với giới tính |
Tính trạng do gen trên X quy định di truyền chéo, còn do gen trên Y di truyền trực tiếp. |
Nhân đôi, phân li, tổ hợp của cặp NST giới tính. |
Gen nằm trên đoạn không tương đồng. |
Điều khiển tỉ lệ đực, cái. |
|
Di truyền ngoài nhân |
Tính trạng do gen nằm ở tế bào chất(ti thể, lục lạp) quy định. |
Mẹ truyền gen trong tế bào chất cho con |
Gen nằm trong Ti thể, lục lạp |
2.1.3. Cơ chế di truyền ở cấp độ quần thể
|
Các chỉ tiêu so sánh |
Tự phối |
Ngẫu phối |
|
Làm giảm tỉ lệ dị hợp tử và tăng tỉ lệ đồng hợp tử qua các thế hệ. Tạo trạng thái cân bằng di truyền của quần thể. Tần số các alen không đổi qua các thế hệ. Có cấu trúc: p2 AA : 2pq Aa : q2 aa. Thành phần các kiểu gen thay đổi qua các thế hệ. Tạo ra nguồn biến dị tổ hợp. |
+ – + – + |
– + + + – + |
2.2. Biến dị
– Sơ đồ các dạng biến dị
– Đột biến gen
+ Sơ đồ các dạng đột biến gen
– Đột biến NST
+ Sơ đồ các dạng đột biến NST
2.3. Ứng dụng di truyền học trong chọn giống
– Nguồn vật liệu và phương pháp chọn giống
|
Đối tượng |
Nguồn vật liệu |
Phương pháp |
|
Vi sinh vật |
Đột biến. |
Gây đột biến nhân tạo. |
|
Thực vật |
Đột biến, biến dị tổ hợp. |
Gây đột biến, lai tạo. |
|
Động vật |
Biến dị tổ hợp (chủ yếu). |
Lai tạo. |