Di truyền nhiễm sắc thể SVIP

1. NGUYÊN PHÂN

➢ Khái niệm và quá trình nguyên phân

Nguyên phân là hình thức phân chia từ 1 tế bào 2n thành 2 tế bào con có bộ NST 2n giống nhau và giống tế bào mẹ ban đầu.

- Tế bào khi sinh trưởng đến một giới hạn nhất định sẽ tiến hành nguyên phân.

- Nguyên phân xảy ra ở hầu hết các tế bào sinh dưỡng và tế bào mầm sinh dục.

- Diễn biến:

+ NST nhân đôi trước khi bắt đầu nguyên phân.

+ Giai đoạn 1 - Phân chia nhân: Tế bào lần lượt trải qua 4 kì (kì đầu → kì giữa, kì sau, kì cuối).

+ Giai đoạn 2 - Phân chia tế bào chất: Diễn ra đồng thời với kì cuối của giai đoạn phân chia nhân.

Sơ đồ quá trình nguyên phân ở tế bào động vật

- Kết quả: Sau 1 lần nguyên phân, từ 1 tế bào mẹ tạo ra 2 tế bào con.

➢ Ý nghĩa và ứng dụng của nguyên phân trong thực tiễn

Ý nghĩa: Nguyên phân vừa là phương thức sinh sản (ở SV đơn bào và SV sinh sản vô tính), vừa là phương thức sinh trưởng và phát triển (ở SV đa bào).

- Nguyên phân giúp truyền đạt vật chất di truyền của loài một cách nguyên vẹn qua các thế hệ tế bào và cơ thể.

- Nguyên phân làm tăng số lượng tế bào.

+ Giúp cấu trúc nên các mô, cơ quan: Hợp tử nguyên phân và liên tiếp nhiều lần và biệt hóa thành các mô, cơ quan khác nhau của cơ thể.

+ Giúp thay thế các tế bào bị thương, tế bào già bị chết: Các tế bào da nguyên phân liên tiếp để làm lành vết thương.

Ứng dụng: Nguyên phân là cơ sở tế bào học cho các phương pháp nhân giống vô tính và nuôi cấy tế bào, mô, cơ quan → dùng trong chọn, tạo giống; nghiên cứu và y học.

Nuôi cấy mô tế bào thực vật giúp nhân nhanh giống cây trồng có đặc tính tốt

2. GIẢM PHÂN

➢ Khái niệm và quá trình giảm phân

Giảm phân là hình thức phân chia từ 1 tế bào 2n thành 4 tế bào con có bộ NST bị giảm đi một nửa (n) với các tổ hợp NST khác nhau.

- Quá trình giảm phân có các tế bào sinh dục chín ở giới đực và giới cái.

- Diễn biến:

+ NST chỉ nhân đôi một lần trước khi bắt đầu giảm phân.

+ Tế bào phân chia liên tiếp 2 lần (giảm phân I và giảm phân II).

+ Ở kì đầu I, mỗi cặp NST kép tương đồng có thể xảy ra sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa hai chromatid khác nguồn gốc.

+ Giảm phân II có diễn biến tương tự như nguyên phân (NST không nhân đôi).

Sơ đồ quá trình giảm phân ở tế bào động vật

- Kết quả: Sau 1 lần giảm phân, từ 1 tế bào mẹ (2n) tạo ra 4 tế bào con hay chính là các giao tử (n).

➢ Ý nghĩa của giảm phân trong di truyền và mối quan hệ giữa nguyên phân, giảm phân trong sinh sản hữu tính; ứng dụng của giảm phân trong thực tiễn

Cùng với thụ tinh, giảm phân giúp cho các loài sinh sản hữu tính duy trì được bộ NST lưỡng bội của loài, đồng thời tạo ra thêm nhiều biến dị di truyền mới cho quần thể sinh vật.

- Giảm phân tạo ra các giao tử đơn bội (n) chứa tổ hợp NST khác nhau, các giao tử đực và cái lại kết hợp ngẫu nhiên với nhau trong thụ tinh. → Giúp duy trì bộ NST lưỡng bội, đồng thời tạo ra vô số các tổ hợp di truyền, dẫn tới sự xuất hiện nhiều kiểu gene và kiểu hình mới ở đời con.

Sơ đồ phép lai hai cặp gene ở đậu hà lan

Ở sinh vật sinh sản hữu tính, bộ NST đặc trưng của loài được duy trì ổn định qua các thế hệ nhờ giảm phân, thụ tinh và nguyên phân.

Dựa trên cơ sở của nguyên phân, giảm phân và thụ tinh, người ta thường lai hữu tính để tạo ra nhiều biến dị tổ hợp ở các giống cây trồng, vật nuôi, phục vụ cho sản xuất và công tác chọn, tạo giống.

Giống ngô lai CP 511 có năng suất cao, tính chống chịu hạn và sâu bệnh tốt hơn

3. CÁC LOẠI NHIỄM SẮC THỂ VÀ CƠ CHẾ XÁC ĐỊNH GIỚI TÍNH

➢ Nhiễm sắc thể thường và nhiễm sắc thể giới tính

Bộ NST của sinh vật thường có hai loại NST là NST thường và NST giới tính.

Ví dụ: Người có 46 NST, tồn tại thành 22 cặp NST thường và 1 cặp NST giới tính. Trong đó cặp NST giới tính khác nhau ở hai giới: Nam là XY (giới dị giao tử) và nữ là XX (giới đồng giao tử).

Bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội của người

➢ Cơ chế xác định giới tính

Giới tính của hầu hết các loài được xác định bởi các gene trên cặp NST giới tính.

Một số loài không có NST giới tính (ong, kiến, mối,...) thì giới tính được xác định bằng mức bội thể của cơ thể. 

Cơ chế xác định giới tính là do sự phân li của cặp NST giới tính trong giảm phân và tổ hợp tự do trong thụ tinh.

Cơ chế xác định giới tính ở người

Một số yếu tố từ môi trường bên trong cơ thể (di truyền, hormone,...) và môi trường bên ngoài (nhiệt độ, ánh sáng,...) có thể ảnh hưởng đến giới tính.

- Hormone sinh dục có thể làm thay đổi giới tính khi tác động vào giai đoạn sớm.

Chuyển đổi giới tính cá trê phi (Clarias gariepinus) bằng hormone 17α-methyltestosterone

- Nhiệt độ ấp trứng ảnh hưởng đến giới tính của rùa xanh (Vích).

- Cường độ ánh sáng ảnh hưởng đến giới tính ở hoa lan (Catasetum viridiflavum): Ánh sáng mạnh cho hoa cái, ánh sáng yếu cho hoa đực.

4. DI TRUYỀN LIÊN KẾT

➢ Khái niệm di truyền liên kết

Di truyền liên kết là hiện tượng nhiều gene cùng nằm trên một NST, có xu hướng cùng phân li trong giảm phân, dẫn đến sự di truyền cùng nhau của các tính trạng.

- Hiện tượng di truyền liên kết được phát hiện bởi Thomas Hunt Morgan (1866 - 1945) trên đối tượng ruồi giấm.

- Cách tiến hành:

- Giải thích thí nghiệm:

+ P thuần chủng, F₁ thu được 100% ruồi thân xám, cánh dài → thân xám trội hơn thân đen, cánh dài trội hơn cánh cụt.

+ Theo lí thuyết của Mendel: Các tính trạng phân li độc lập cho kết quả phép lai phân tích hai tính trạng cho tỉ lệ kiểu hình 1 : 1 : 1 : 1.

+ Thực tế thí nghiệm của Morgan: Kết quả phép lai phân tích hai tính trạng màu thân và chiều dài cánh cho tỉ lệ kiểu hình 1 : 1.

→ Kết luận: Hai tính trạng trên không di truyền theo quy luật phân li độc lập.

- Nhận xét:

+ Kiểu hình thân xám luôn đi cùng với cánh dài, thân đen luôn đi cùng với cánh cụt. → Hai gene quy định hai tính trạng này (B và V) phải cùng nằm trên một cặp NST tương đồng và di truyền cùng nhau. → Liên kết gene.

Quy ước: B - thân xám, b - thân đen; V - cánh dài, v - cánh cụt

Giải thích thí nghiệm của Morgan

➢ Ứng dụng của di truyền liên kết trong thực tiễn

Liên kết gene làm hạn chế xuất hiện biến dị tổ hợp, đảm bảo sự di truyền bền vững của nhóm tính trạng → được ứng dụng trong chọn, tạo giống và trong công nghệ gene.

Ví dụ: Ở ngô, gene oyl mã hóa enzyme tham gia tổng hợp diệp lục và gene orp2 mã hóa enzyme tham gia chuyển hóa tryptophan đều nằm trên NST số 10 → sự liên kết gene này giúp tạo ra các giống ngô có khả năng quang hợp và chuyển hóa tryptophan cao → tăng năng suất cây trồng.