BÀI 9. DI TRUYỀN GENE NGOÀI NHÂN
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 9. DI TRUYỀN GENE NGOÀI NHÂN
Khởi động
Giới thiệu bài
Ảnh
Giới thiệu bài
Mục tiêu
Ảnh
Mục tiêu:
Trình bày được bối cảnh ra đời thí nghiệm của Correns. Trình bày được thí nghiệm chứng minh di truyền gene ngoài nhân của Correns, từ đó giải thích được gene không những tồn tại trong nhân mà còn tồn tại ngoài nhân. Trình bày được đặc điểm di truyền của gene ngoài nhân và một số ứng dụng.
Khởi động
Ảnh
Khởi động
Phân tử DNA được tìm thấy ở đâu trong tế bào nhân thực? Các tính trạng do gene trong ti thể hoặc lục lạp di truyền như thế nào?
Thí nghiệm của Correns và sự tồn tại gene ngoài nhân
Bối cảnh ra đời thí nghiệm của Corres
Ảnh
Bối cảnh ra đời thí nghiệm của Corres:
+ Từ năm 1900, ba nhà khoa học H.M de Vries (Hà Lan), C.E. Correns (Đức) và E. Tschermark-Seysenegg (Áo) đã độc lập chứng minh các quy luật di truyền phân tích và phân li độc lạp của mendel với nhiễm sắc thể. Sự di truyền nhiều tính trạng đã được giải thích bằng sự di truyền các gene trong nhân tế bào. Khi Correns tiến hành thực nghiệm trên cây hoa phấn (Mirabilis jalapa) đã phát hiện được màu sắc lá cây không di truyền theo các quy luật của Mendel. Năm 1990, Correns công bố kết quả nghiên cứu về hiện tượng di truyền gene ngoài nhân.
Thí nghiệm của Correns
Ảnh
Thí nghiệm của Correns:
+ Trên cây ho phấn tồn tại đồng thời các cành mang lá xanh, lá trắng và lá đốm. Correns tiến hành thụ phấn theo các tổ hợp được thể hiện ở hình 9.1.
Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Quan sát hình 9.1 và mô tả kết quả các phép lai thuận và nghịch ở cây hoa phấn?
Trả lời: Phép lai thuận và nghịch đều cho kết quả là đời con có kiểu hình giống mẹ.
Ảnh
Sự tồn tại gene ngoài nhân
Ảnh
Sự tồn tại gene ngoài nhân:
+ Phân tử DNA không chỉ được tìm thấy ở trong nhân tế bào mà còn tồn tại trong các bào quan như lục lạp, ti thể với cấu trúc mạch vòng, xoắn kép. Phân tử DNA lục lạp mang gene mã hóa rRNA, tRNA và một số gene mã hóa protein cấu tạo màng của lục lạp. Tương tự, phân tử DNA ti thể cũng mang gene mã hóa rRNA, tRNA và protein cấu tạo màng ti thể.
Đặc điểm di truyền gene ngoài nhân và ứng dụng
1. Cơ sở sự di truyền gene ngoài nhân trong thí nghiệm của Correns
Ảnh
1. Cơ sở sự di truyền gene ngoài nhân trong thí nghiệm của Correns:
+ Phân tử DNA lục lạp mang gene mã hóa protein sinh tổng hợp diệp lục. Gene hoạt động bình thường, diệp lục được tổng hợp nên lá cây có màu xanh. Khi gene này bị đột biến mất chức năng, diệp lục không được tổng hợp làm lá có đốm trắng hoặc màu trắng. Trong tế bào có chứa nhiều lục lạp, phân tử DNA trong mỗi lục lạp có thể mang gene đột biến hoặc gene không đột biến. Trong quá trình giảm phân, xảy ra sự phân chia không đồng đều tế bào chất chứa các lục lạp (mang phân tử DNA) cho các tế bào trứng khác nhau (hình 9.2).
- Hình 9.2
Ảnh
- Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Quan sát hình 9.2 và giải thích cơ sở tế bào học của sự di truyền gene ngoài nhân trong thí nghiệm của Correns?
Trả lời: + Phân tử DNA lục lạp mang gene mã hóa protein sinh tổng hợp diệp lục nên lá cây có màu xanh. Khi gene này bị đột biến mất chức năng, diệp lục không được tổng hợp làm lá có đốm trắng hoặc màu trắng. Trong tế bào có chứa nhiều lục lạp, phân tử DNA trong mỗi lục lạp có thể mang gene đột biến hoặc gene không đột biến. Trong quá trình giảm phân, xảy ra sự phân chia không đồng đều tế bào chất chứa các lục lạp (mang phân tử DNA) cho các tế bào trứng khác nhau.
2. Đặc điểm di truyền của gene ngoài nhân
Ảnh
2. Đặc điểm di truyền của gene ngoài nhân:
- Từ cơ sở tế bào học, có thể nhận xét sự di truyền các gene ngoài nhân mang một số đặc điểm: + Kết quả phép lai thuận và lai nghịch không giống nhau, con lai mang tính trạng của cá thể mẹ (di truyền theo dòng mẹ). + Các tính trạng di truyền không tuân theo các quy luật di truyền nhiễm sắc thể. Do các tính trạng được quy định bởi các gene ngoài nhân nên giao tử đực và giao tử cái có vai trò khác nhau trong đóng góp vật chất di truyền cho cá thể con. + Một tế bào có thể có nhiều lục lạp, nên chứa nhiều phân tử DNA. Đột biến gene xảy ra tạo nên nhiều allele của mọt gene. Khi tế bào phân chia, xảy ra sự phân chia không đồng nhất tế bào chất nên một tế bào con có thể mang allele đột biến, tế bào khác có thể mang allele thường. Hiện tượng này được gọi là di truyền không đồng nhất.
- Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Tại sao kết quả phép lai thuận và phép lai nghịch trong hiện tượng di truyền ngoài nhân không giống nhau?
Trả lời: Vì di truyền ngoài nhân thì đời con luôn có kiểu hình giống hệt đời mẹ nên kết quả phép lai thuận và phép lai nghịch không giống nhau.
- Tình huống
Ảnh
Câu hỏi: Cây ngọc ngân (Dieffenbachia picta) có lá đốm xanh trắng. Khi các lá mới tạo thành, có thể quan sát thấy lá có màu xanh. Hãy giải thích hiện tượng này biết rằng gene lục lạp mã hoá enzyme sinh tổng hợp diệp lục?
Trả lời: + Khi các lá mới mọc ra, gene trong lục lạp chưa được biểu hiện nên lá sẽ có màu xanh, khi lá phát triển, gene trong lục lạp được biểu hiện sẽ khiến lá cây có màu đóm xanh lá bệnh.
3. Ứng dụng hiện tượng di truyền ngoài nhân
Ảnh
3. Ứng dụng hiện tượng di truyền ngoài nhân:
- Trong các thí nghiệm lai giống đối với những tính trạng do gene ngoài nhân quy định, cần chú ý lựa chọn cá thể cái mang nhiều tính trạng tốt, giúp con lai có nhiều tính trạng giống mẹ. Tính trạng bất thụ đực tế bào chất do 1 gene ti thể bị đột biến quy định, được phát hiện ở nhiều loài thực vật như ngô, cà chua, hành tây,...Dòng bất thụ đực tế bào chất không tạo ra được hạt phấn hữu thụ. - Hiện nay có rất nhiều hội chứng bệnh ở người do đột biến hệ gene ti th gây nên và được di truyền theo quy luật di truyền ngoài nhân. Nguy cơ mắc bệnh phụ thuộc vào tỉ lệ allele ti thể đột biến của cơ thể. Vì vậy có thể sử dụng một số biện pháp như: phân tích các đột biến gene ti thể để chuẩn đoán các bệnh di truyền; phát triển phương pháp điều trị mới để ngăn chặn sự di truyền các đột biến ti thể từ mẹ sang con.
- Câu hỏi
Ảnh
Câu hỏi: Nhà nghiên cứu có thể sử dụng dòng bất thụ đực tế bào chất như thế nào để nâng cao hiệu quả của quá trình chọn tạo giống ngô lai?
Trả lời: + Tính trạng bất thụ đực tế bào chất do một gene ti thể bị đột biến quy định, được phát hiện ở nhiều loài thực vật như ngô, cà chua, hành tây,... Dòng bất thụ đực tế bào chất không tạo ra được hạt phân hữu thụ. Do đó, trong công tác lai tạo giống lúa, ngô ở nhiêu nước trên thế giới, dòng bất thụ đực tế bào chất được sử dụng làm dòng mẹ vì giúp giảm công sức khử hạt phân khi thực hiện lai giống.
- Hình 9.3
Ảnh
Luyện tập
Bài 1
Bài tập trắc nghiệm
Gen ngoài nhân được tìm thấy ở:
A. Ti thể, lục lạp và DNA vi khuẩn.
B. Ti thể, lục lạp.
C. Ti thể, trung thể và nhân tế bào.
D. Ti thể, lục lạp và ribosome.
Bài 2
Bài tập trắc nghiệm
Khẳng định nào sau đây về vị trí của gene là đúng?
A. Gene chỉ nằm trong nhân tế bào.
B. Gene chỉ nằm trong ti thể, lục lạp.
C. Gene nằm trong nhân tế bào, ti thể và lục lạp.
D. Gene nằm trong nhân tế bào, ti thể, lục lạp và thể golgi.
Bài 3
Bài tập trắc nghiệm
Phép lai nào trong các phép lai sau đây đã giúp Correns phát hiện ra sự di truyền ngoài nhiễm sắc thể?
A. Lai phân tích.
B. Lai thuận nghịch.
C. Lai tế bào.
D. Lai cận huyết.
Vận dụng
Vận dụng
Ảnh
Vận dụng
+ Một cặp vợ chồng mong muốn có con nhưng người vợ mắc bệnh di truyền do mang gene ti thể đột biến. Họ quyết định sinh con nhờ phương pháp thụ tinh nhân tạo sau khi chuyển nhân từ tế bào trứng của người mẹ sang tế bào trứng (đã loại bỏ nhân) của người hiến tặng. Em bé sinh ra có mang gene đột biến ti thể của người mẹ không? Gene mã hoá cytochrome oxidase c I (COI) là gene ti thể được ứng dụng trong xác định quan hệ di truyền. Có thể so sánh mức độ tương đồng của gene COI giữa em bé và mẹ để xác định quan hệ huyết thống giữa họ được không? Giải thích.
Cảm ơn
Ảnh