56
Tái tổ hợp chiếm 6/12

b.Ch
ứng minh di truyền về hiện tượng li
ên k
ết ho
àn toàn và không hoàn toàn:
- 1910, T. Morgan chứng minh hiện tượng di truyền liên kết và trao đổi chéo trên đối
tượng ruồi giấm.
(Hình 5.4 tr137)
P. b
+
vg x  bvg
+
B
+
vg bvg
+

Xám, cách cụt đen, cách bình thường
F
1
b
+
vg xám, cách bình thường
b
+
vg
+ Tiến hành 2 phép lai phân tích:

(1)  b
+
vg x  bvg
bvg
+
bvg
F
b
. 50% thân xám, cách cụt
50% thân đen, cách bình thường
-> Liên kết hoàn toàn.
(2)  F
1
x  đồng hợp tử lặn theo hai gen
F
b
. 2 kiểu liên kết
2 kiểu trao đổi chéo (8,5% +8,5%= 17%)
->liên kết không hoàn toàn
4.9.2. Xác
định tần số trao đổi chéo

Gồm: + phương pháp dựa vào kết quả lai phân tích.
+ phương pháp dựa vào kết quả phân ly F
2
.
a. Xác
định tần số trao đổi chéo
d
ựa v

ào k
ết quả lai phân tích

- Tần số trao đổi chéo được đo bằng tỷ lệ số lượng các cá thể có trao đổi chéo so với
tổng các cá thể ở thế hệ sau khi lai phân tích.
F
b
. AB Ab aB ab tổng số
A1 a2 a3 a4 n
+Trạng thái kết (AB/ab)

57
AB, ab - liên kết
Ab, aB - tái tổ hợp
100
32



n
aa
rf
+ Trạng thái đẩy (Ab/aB)
Ab, aB – liên kết
AB, ab - tái tổ hợp
100
41




n
aa
rf

b.Xác
định tần số trao đổi chéo dựa v
ào k
ết quả phân ly F
2
(Hình 5.1 – tr139)
Gồm: + Phương pháp gần đúng tối đa (Haldance –1919)
+ Phương pháp nhân (fisher, Balmukand – 1928)
+ Phương pháp khai căn (Kuspira, Bham,bhani – 1984)
- Phương pháp khai căn:
Dựa vào kiểu hình lặn xuất hiện ở quần thể F
2
:
+Trạng thái kết
n
a
rfrf
n
a
rf
n
a
44
2
4
21)1(

2
1
)1(
2
1








Trạng thái đẩy:
n
a
rfrf
n
a
rf
n
a
44
2
4
2
2
1
2
1









4.9.3. S
ơ

đồ diễn tả trao đổi chéo v
à gi
ải thích cơ
ch
ế trao đổi ché
o
a. Di
ễn tả tế b
ào h
ọc của trao đổi chéo

- Thí nghiệm của Craton và b. Mc. Klintock ở ngô
(Hình 5.6- tr142)
- Kết luận: sự tái tổ hợp của các gen chính là kết quả của sự trao đổi các đoạn của các
NST tương đồng trong pha đầu của giảm phân.
b. S
ơ

đồ

di
ễn tả trao đổi chéo ở giai đ
o
ạn 4 sợi:

(Hình 5.7- tr143)

58
- Trao đổi chéo xảy ra giữa 2 sợi không chị em – tái tổ hợp gen

c. M
ột số giả thiết giải thích cơ
ch
ế trao đổi chéo

- Nhóm giả thiết 1: Trao đổi chéo xảy ra ở tiền kỳ 1 giảm phân - xảy ra ở giai đoạn sợi
thô khi 2 NST tương đồng tiếp hợp với nhau và kết thúc vào cuối giai đoạn sợi thô.
- Nhóm giả thiết 2: Trao đổi chéo xảy ra ở giai đoạn trước tiền kỳ 1
- Như vậy, kết quả trao đổi đoạn ADN ở giai đoạn sợi thô có thể được ấn định từ những
giai đoạn trước đó. Sự trao đổi chéo được dẫn như một chương trình, ghi nhận từ
những giai đoạn trước giảm phân, còn bản thân tiền kỳ 1 của giảm phân được xem như
là giai đoạn cuối và hoàn thiện của quá trình trao đổi chéo.
4.10. Bản đồ NST
4.10.1. Nhóm gen liên k
ết v
à b
ản đồ di truyền

a. Nhóm gen liên k
ết


Các gen cùng nằm trên 1 NST luôn có xu hướng di truyền cùng nhau tạo nên một tập
hợp gọi là nhóm liên kết.
Số lượng nhóm gen liên kết bằng số lượng đơn bội (n) NST.
Các nhóm gen liên kết được xếp thứ tự theo thứ tự của các cặp NST của kiểu nhân.
Việc định vị gen nghiên cứu thuộc về nhóm liên kết nào đó là xác định nhóm gen liên
kết của nó.
Gồm các phương pháp:
+ Lai phân tích
+ Phân tích các thể lệch bội
+ Sử dụng những sai hình NST
+ Phương pháp marker phân tử

b. Khái ni
ện bản đồ di truyền

Tần số trao đổi chéo được lấy làm đơn vị vật lý để diễn tả khoảng cách giữa các gen
liên kết nằm theo một trật tự đường thẳng. Sơ đồ diễn tả các gen như vậy gọi là bản đồ
di truyền của NST.
4.10.2. Phân tích ba locus

59
(Hình 5.8 - tr147)
- Ở bộ gồm 3 gen liên kết có xảy ra 2 trao đổi chéo đơn độc lập và trao đổi chéo kép.
Đơn (1) :x x+m y+m
Đơn (2):y
Trao đổi chéo kép : m a b c
Ví dụ phân tích ba gen liên kết ở ngô
(Bảng 5.2- tr 147)
4.10.3. Khái ni

ệm bản đồ tế b
ào h
ọc, bản đồ chỉ thị phân tử li
ên k
ết gen

a. Khái ni
ệm bản đồ tế b
ào h
ọc

- Định vị các gen nghiên cứu ở những vị trí nào đó trên 1NST cụ thể gọi là sự thiết lập
bản đồ tế bào học của NST.
- Để lập bản đồ tế bào học người ta dựa vào hiện tượng chuyển đoạn NST, các băng tối
ổn định trên NST, NST khổng lồ
b. S
ự giống nhau v
à khác nhau gi
ữa bản đồ di truyền v
à b
ản đồ tế b
ào h
ọc của NST:

+ Tương đồng : trật tự sắp xếp tương đối theo đường thẳng của các gen
+ Không tương đồng: khoảng cách tương đối giữa các gen
(Hình 5.13 – tr152)
c. B
ản đồ chỉ thị phân tử li
ên k

ết

4.11. Di truyền tế bào chất
4.11.1. Nh
ững đặc đ
i
ểm về di truyền tính trạng do gen ở tế b
ào ch
ất kiểm tra

- Di truyền theo dòng mẹ.
Lai thuận, lai nghịch – con phụ thuộc vào dạng làm mẹ.
->là chỉ tiêu quan trọng để phân biệt gen nhân và gen tế bào chất kiểm soát.
- Không có quy luật phân ly rõ ràng.
- Có tính chất thể khảm.
- Đột biến ở tế bào chất có thể được khác phục bằng cách loại bỏ đột biến thay bằng
các cơ quan bình thường - đột biến tế bào chất có thể nhanh bị mất đi.
4.11.2. Di truy
ền lục lạp

a. Di truy
ền tính trạng lá sọc ở cây hoa phấn (mirabilis jalapa)

(Hình 7.1 – tr184)

60
Cây hoa phấn có 3 dạng lá: màu trắng, màu xanh và sọc
 bạch tạng x  bình thường (xanh) - > toàn bạch tạng
 xanh x  bạch tạng - > toàn màu xanh
 sọc x  xanh - > xanh, sọc, bạch tạng

 xanh x  sọc -> xanh
- Tế bào chất của cây hoa phấn có 2 dạng lục lạp - dạng bình thường chứa chlorophyl
và dạng bị hỏng không chứa chlorophyl.
- Khi phân chia tế bào: nhân phân chia đều, còn tế bào chất phân chia không đều.
- Nếu: nhiều lục lạp bình thường – lá xanh
Nhiều lục lạp không bình thường - bạch tạng
Cả hai lục lạp tương đương – lá sọc
b. ADN l
ạp thể

- Nghiên cứu về genom lạp thể (lục lạp, sắc lạp, bột lạp) được tập trung vào cấu trúc
ADN lục lạp (cp ADN).
- Cp ADN:
+ Có cấu trúc dạng vòng, kích thước khác nhau.
+ Tồn tại nhiều bản sao trong 1 lục lạp.
+ Tự tái bản, tự tổng hợp protêin cho mình.
+ Sao mã : sao cả ADN đó, sau đó tách các gen -> gen nào cần tổng hợp protêin làm
khuôn để ARN đọc – protêin.
+ Có một số gen chống chịu.
+ Có một số gen tham gia vào quá trình quang hợp.
+ Kém đa dạng.
Ví dụ: tảo lục đơn bào chlamydomonas
(Di truyền theo dòng mẹ, tính kháng steptomysin do gen ở lục lạp kiểm tra)
4.11.3. Di truy
ền ty thể

a.
Đột biến khuẩn lạc nhỏ ở nấm men

Nấm men (Saccharomycer cerevisiae) là đối tượng thuận lợi cho nghiên cứu di truyền ty

thể.
Pet
+
- kiểu dại: khuẩn lạc phát triển có kích thước lớn bình thường

61
Pet
-
- đột biến khuẩn lạc nhỏ do thiếu hụt enzim hô hấp cytochrom oxydase.
TH
1
: pet
+
x pet
-
-> pet
+
-> 2pet
+
:2 pet
-

TH
2
: pet
+
x pet
-
-> pet
+

-> 4 pet
+
: 0 pet
-

TH
1
đột biến khuẩn lạc nhỏ xảy ra ở NST của nhân tế bào
TH
2
xảy ra ở tế bào chất
- Phân lập đột biến khuẩn lạc nhỏ có nguồn gốc bào chất để phân tích ty thể của pet
-
:
+ mt ADN có xảy ra mất đoạn với những độ dài khác nhau – ty thể mất khả năng thực
hiện chức năng năng lượng của tế bào -> đột biến pet
-
có nguồn gốc bào chất liên quan
đến ty thể.
b. ADN ty th
ể

- Có cấu trúc dạng vòng, kích thước khác nhau.
- Tồn tại nhiều bản sao trong 1 ty thể. Số lượng ty thể rất khác nhau ở các tế bào của cơ thể.
- mt ADN rất đa dạng.
- ADN ty thể tái bản độc lập.
- ADN ty thể mã hoá cho một số nhóm gen: protêin, tham gia vào chuỗi hô hấp.
- Có mối quan hệ với gen nhân.
4.11.4. Di truy
ền các thể ký sinh, công sinh ở b

ào ch
ất

a. Vi khu
ẩn cộng sinh ở tế b
ào ch
ất của thảo tr
ùng (paramecium)
(Hình 7.8 – tr199)
b. Xo
ắn khuẩn cộng sinh ở ruồi

d. Virus


ở ruồi mẫn cảm với k
hí CO
2

4.11.5.
Ảnh hưởng của hệ mẹ, hiện tượng tiền định tế b
ào ch
ất

- Khái niệm: Hiện tượng tiền định tế bào chất là khi sản phẩm do gen ở nhân tạo ra
(trước khi thụ tinh) tồn tại qua tế bào chất của bào trứng tác động đến sự biểu hiện
kiểu hình của tính trạng ở đời sau.
- Ví dụ: di truyền tính trạng hướng xoắn ở vỏ ốc sên (Limnaea)
(Hình 7.8 – tr200)





62


Chương 5: Các nguyên lý về biến dị
Mục tiêu:
- Phân loại.
- Biết rõ nguyên nhân và cơ chế hình thành.
- Ý nghĩa ứng dụng của biến dị trong phân tích di truyền và trong chọn giống.
5.1. Khái niệm biến dị, phân loại
5.1.1.Khái ni
ệm về biến dị, phân loại các biến dị

a. Khái ni
ệm
:
Biến dị là những biến đổi mới mà cơ thể sinh vật thu được do tác động của các yếu tố
môi trường và do quá trình tái tổ hợp di truyền.
b. Phân lo
ại biến dị.

Biến dị



Biến dị di truyền Biến dị không di truyền




Biến dị đột biến biến dị tổ hợp (sắp xếp các gen)
5.1.2. Khái ni
ệm đột biến, phân loại các đột biến

a. Khái ni
ệm:

Đột biến là những biến đổi có tính chất hóa học vật liệu di truyền, xảy ra do tác động
của yếu tố môi trường và bên trong tế bào.
b. Phân lo
ại đột biến

- Đột biến gen
- Đột biến cấu trúc NST :
+ Mất đoạn

63
+ Thêm đoạn
+ Đảo đoạn
+ Chuyển đoạn
- Đột biến số lượng NST
- Đột biến gen ở tế bào chất
Ngoài ra còn có nhiều cách phân loại khác (SGK)
5.2. Quy luật về dãy biến dị tương đồng của Vavilov
- Các loài (chi), họ gần nhau (theo nguồn gốc phát sinh) được đặc trưng bởi các dãy
biến dị di truyền theo một nguyên tác chung là: nếu biết dãy các biến dị ở phạm vi một
loài nào đó thì có thể dự đoán được sự tồn tại của các dạng song song của các loài, họ
khác nhau. Những loài càng gần nhau (về chủng loại phát sinh) thì càng có sự giống
nhau hơn trong dãy biến dị di truyền của chúng.

- Cả 1 họ thực vật trọn vẹn, nhìn chung được đặc trưng bởi 1 chu kỳ xác định về các
biến dị thấu suốt các loài, các chi của họ nó.
G1(a, b, c) G1a1 G2a2 G3a2
G2(a, b, c) G2a1 G2a2 G3a3
G3(a, b, c) G3a1 G3a2 G3a3

5.3. Đột biến gen
5.3.1. Nh
ững nguy
ên nhân và c
ơ
ch
ế gây n
ên
đột biến gen

- Đột biến gen là những biến đổi hóa học trong cấu trúc phân tử của gen dẫn tới biến
đổi hoạt động chức năng của nó.
- Nguyên nhân:
Những biến đổi ở phân tử ADN là nguyên nhân dẫn tới đột biến gen.
+ Chuyển đổi cặp bazơ: AT  GC ; TA  CG
+ Đảo ngược cặp bazơ: AT  TA ; GC CG
+ Thêm một hoặc một số cặp bazơ vào phân tử ADN.
+ Mất một hoặc một số cặp bazơ.
-> nó xảy ra ngẫu nhiên hay do tác động của các yếu tố gây đột biến.
- Cơ chế gây nên các đột biến gen

64
+ Sai sót trong sao chép: ghép đôi sai -> đột biến
đột biến dịch khung ngẫu nhiên trong sao chép

+ Thay thế ngẫu nhiên các bazơ: Trường hợp mất nhóm amino
Trường hợp do hỗ biến
+ Đột biến gen do tác dụng của phóng xạ và hóa học
- Một số trường hợp:
+ Adenin bình thường tồn tại ở dạng amino và kết cặp với T
Do hiện tượng hỗ biến adenin chuyển sang dạng imino và kết cặp với X-> cặp TA thay
bằng cặp XG.
TA (dạng ban đầu amino) XA (dạng imino) XG
+ Timin thường tồn tại ở dạng keto và kết cặp với adenin. T chuyển sang dạng enol và
kết cặp với G: AT -> GX

AT (dạng keto) GT (dạng enol) GX
+ 5 - bromuraxin (BU)
(Hình 8.2- tr210)
AT GC : đồng hoán hai chiều
Nếu BU kết cặp với A: AT-> GC
BU kết cặp với G: GC-> AT
+ HNO
2
: AT-> GC: đồng hoán hai chiều
(Hình 8.4- tr211)
+ Hydroxylamin (NH
2
OH) GC -> AT - đồng hoán 1 chiều
+ Acridin: xen vào 1 vị trí của sợi khuôn -> thêm một cặp bazơ
xen vào một vị trí của sợi đạng tổng hợp: mất một cặp bazơ
(Hình 8.5 a,b- tr212)
5.3.2. Tái b
ản, sửa chữa ADN v
à phát sinh các

đột biến

- Sửa chữa ADN
+ Quang phục hoạt (quang hoạt hóa)
Quang hoạt hóa là quá trình phục hồi các dimer pyrimidin do tia cực tím gây nên, dưới
tác động của ánh sáng.
l
ần tái bản 1

L
ần tái bản 2

L
ần tái bản 1

L
ần tái bản

2


65
(Hình 8.6 – tr215)
Quá trình hồi biến được xúc tác bởi enzim photolyase, enzim này có tác dụng đơn phân
hóa các dimer sau khi nó được hoạt hóa bởi phôton áng sáng - 320 –370nm.
- Sửa chữa bằng cắt bỏ:
(Hình 8.6b – tr215)
+ Ngay sau khi ADN bị tổn hại, enzim UF nhận biết chỗ tổn hại và tạo một điểm cắt ở
liên kết photphodieste ngay cạch dimer ở đầu 5
’

.
+ Enzim exonuclease cắt bỏ đoạn hỏng theo chiều 5
’
–3
’

+Tổng hợp ADN mới theo chiều 5
’
– 3
’
lấy mạch nguyên làm khuôn
+Khe hở được gắn liền nhờ enzim ligase
- Sửa chữa sau tái bản:
(Hình 8.6c – tr215)
Ở ADN mang dimer vẫn xảy ra tái bản. Khi tái bản ở sợi mới bị hở một đoạn trống đối
diện với vị trí dimer. Chỗ trống này lập tức được lấp bằng 1 đoạn tương ứng chuyển từ
1 sợi của ADN theo cơ chế tái tổ hợp.
- Sửa chữa cấp cứu (SOS)
- Hiệu quả gây tăng và kháng cự phát sinh đột biến của kiểu gen.
Những trạng thái khác nhau của ADN - polimerase làm cho nó có hoạt tính 3
’
–5
’

exonuclease bị yếu đi hoặc tăng nên – gây tăng hay kháng cự phát sinh đột biến của
kiểu gen.
Trường hợp yếu -> tăng phát sinh đột biến: kiểu gen có hoạt tính gây tăng sự đột biến
(mutator).
Trường hợp hoạt tính 3
’

– 5
’
exonuclease tăng -> giảm phát sinh đột biến: kiểu gen có
hoạt tính gây giảm hoặc kháng cự sự phát sinh đột biến (antimutator).
Hoạt tính của các gen kiểm tra ADN - lygase, các protein trong hệ thống tái bản cũng
ảnh hưởng tới hiệu quả răng hay giảm sự phát sinh đột biến.
Những biến đổi của 1 số gen chịu trách nhiệm về quá trình sửa chữa ADN -> gây hiệu
quả tăng hoặc kháng cự sự phát sinh đột biến.
5.3.3. Phân l
ập các thể đột biến

Tách các thể đột biến phải dựa vào đối tượng sinh vật và dạng đột biến

66
a.
Đột biến trông thấy:
là đột biến mà kiểu hình của chúng có thể quan sát được bằng
mắt thường hoặc qua các dụng cụ quang học.
Ví dụ:
Màu mắt, hình dạng cách, màu thân ở ruồi giấm
Màu lông ở động vật
Màu cách hoa ở thực vật
Khuẩn lạc xù xì so với khuẩn lạc trơn nhẵn ở nấm men
Khuẩn lạc nhỏ so với khuẩn lạc lớn do đột biến thiểu năng hô hấp
Khuẩn lạc màu hồng (mất khả năng tổng hợp adenin) thay vì màu trăng sữa ở nấm mem

b.
Đột biến sinh trưởng

- Dùng phương pháp đánh dấu để phát hiện đột biến khuyết dưỡng

Dịch huyền phù có chứa các tế bào đột biến và không đột biến được cấy trên đĩa thạch
có môi truờng đủ -> mọc thành khuẩn lạc riêng rẽ. Sau đó áp mặt con dấu nhung nên
mặt thạch môi trường đủ in các khuẩn lạc nên mặt nhung. Dùng con dấu này in nên
mặt thạch có môi trường tối thiểu, ủ nhiệt độ thích hợp. Những khuẩn lạc mọc trên môi
truờng đủ mà không mọc trên môi trường tối thiểu chính là các đột biến khuyết dưỡng.
- Phương pháp làm giàu môi trường một cách hạn chế -> phát hiện đột biến khuyết dưỡng.
Các tế bào đột biến và các tế bào không đột biến được cấy lên môi trường thạch thiểu
có chứa 1 số hạn chế các chất dinh dưỡng cần thiết sao cho mỗi tế bào mọc thành một
khuẩn lạc riêng rẽ.
Sau khi ủ 1-2 ngày xuất hiện các khuẩn lạc to và nhỏ.
Khuẩn lạc nhỏ: là các thể đột biến vì sau khi dùng hết số lượng hạn chế chất dinh
dưỡng cần thiết trong môi trường chúng không thể mọc thêm được nữa.
Khuẩn lạc to: không đột biến vẫn sinh trưởng tiếp.
c.
Đột biến có đ
i
ều kiện

Đột biến mẫn cảm với nhiệt độ: mọc không tốt hoặc hoàn toàn không mọc ở nhiệt độ
cao hoặc thấp -> dễ dàng phân tách bằng phương pháp đánh dấu rồi sau đó ủ các
khuẩn lạc đã đánh dấu ở nhiệt độ cao hoặc thấp.