Các mạch mới tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn xoắn đến đó tạo thành phân tử ADN con, trong đó một mạch mới được tổnghợp còn mạch kia là của ADN ban đầu nguyên tắc bán bảo tồn.. và các ri
Trang 1- Gen ở sinh vật nhân sơ có vùng mã hoá liên tục (không phân mảnh), gen ở
sinh vật nhân thực có các đoạn không mã hóa (intron) xen kẽ các đoạn mã hóa( exon)
- Cấu trúc chung của gen cấu trúc (gen mã hóa chuỗi Polipepetit)
- Vùng điều hoà: nằm ở đầu 3’ của mạch mã gốc của gen, có trình tự cácnuclêôtit đặc biệt giúp ARN pôlimeraza có thể nhận biết và liên kết đểkhởi động quá trình phiên mã, đồng thời cũng chứa trình tự nuclêôtitđiều hoà quá trình phiên mã
- Vùng mã hoá: ở giữa gen mang thông tin mã hoá các axit amin
- Vùng kết thúc: nằm ở đầu 5’ của mạch mã gốc của gen, mang tín hiệu( trình tự nuclêôtid) kết thúc phiên mã
*các diễn biến cơ bản của các cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử
Các cơ chế Những diễn biến cơ bản
Tự nhân đôi - Phân tử ADN tháo xoắn và tách mạch đơn để bắt đầu tái bản
- Kéo dài mạch: Tổng hợp các mạch ADN mới theo chiều 5’ 3’.Các nuclêôtit của môi trường nội bào liên kết với mạch làm khuôntheo nguyên tắc bổ sung (A – T, G – X)
Trên mạch mã gốc (3’ 5’) mạch mới được tổng liên tục
Trên mạch bổ sung (5’ 3’) mạch mới được tổng hợp gián đoạntạo nên các đoạn ngắn (đoạn Okazaki), sau đó các đoạn Okazaki đượcnối với nhau nhờ enzim nối
Các mạch mới tổng hợp đến đâu thì 2 mạch đơn xoắn đến đó tạo thành phân tử ADN con, trong đó một mạch mới được tổnghợp còn mạch kia là của ADN ban đầu (nguyên tắc bán bảo tồn)
- Có sự tham gia của: các enzym nhưligase, helicase, ADN-pol ,các nucleotide
- Tổng hợp theo nguyên tắc bổ sung, bán bảo toàn
Trang 2- Ở sinh vật nhân chuẩn, sao chép ADN cũng diễn ra tương tự nhưtrên, nhưng xảy ra đồng thời tại nhiều điểm bắt đầu sao chép.
Phiên mã Quá trình tổng hợp ARN trên khuân mẫu ADN Diễn ra trong nhân tế
bào Vào kì trung gian, lúc NST đang ở dạng dãn xoắn cực đại
+ Enzyme bám vào vùng điều hoà làm gen tháo xoắn để lộ ra mạch
mã gốc (có chiều 3’ 5’) và bắt đầu tổng hợp mARN tại vị trí đặc hiệu.Enzyme trượt dọc theo mạch mã gốc trên gen có chiều 3’ 5’ để tổnghợp nên mARN theo nguyên tắc bổ sung
+ Khi enzim di chuyển đến cuối gen gặp tín hiệu kết thúc phiên mãkết thúc, phân tử mARN được giải phóng
Vùng nào trên gen vừa phiên mã xong thì 2 mạch đơn của gen xoắnngay lại
Các thành phần tham gia: các enzyme helicase, ARN-pol, enzymeđọc sửa lỗi và các ribo-nu
Lưu ý: sau khi phiên mã, m-ARN của sinh vật nhân sơ dùng làmkhuôn tổng hợp protein ngay nhưng sinh vật nhân chuẩn phải thôngqua quá trình biến đổi, cắt intron và nối exon mới làm tổng hợp đượcprotein
Dịch mã Quá trình tổng hợp prôtêin trên khuôn mẫu mARN Diễn ra trong tế
bào chất.
Gồm hai giai đoạn:
- hoạt hóa axit amin: gắn axit amin với ATP và t-ARN
- tổng hợp chuỗi polypeptidecác axitamin đã được hoạt hóa được gắn vào RibosomeRibosome dịch chuyển trên sợi m-ARN theo chiều 5‘-3‘ theo từng bộ
ba, và chuỗi polypeptide được kéo dài tương ứng với bộ ba đối mãtrên mạch khuôn
Khi dịch chuyển tới bộ ba kết thúc, quá trình dịch mã kết thúc
Cơ chế: gen điều hòa tổng hợp protein ức chế để kiềm hãm sự phiên
Trang 3mã, khi môi trường có chất cảm ứng, chất cảm ứng sẽ làm bất hoạtchất kìm hãm làm quá trình phiên mã có thể diến ra bình thường.Chất cảm ứng bị phân giải hết, chất kìm hãm được giải phóng và tiếptục phong tỏa quá trình phiên mã
Sự điều hòa phiên mã phụ thuộc vào nhu cầu của tế bào
Sự điều hoà hoạt động của gen ở sinh vật nhân thực qua nhiều mức vàqua nhiều giai đoạn : NST tháo xoắn, điều hoà phiên mã, biến đổisau phiên mã, điều hoà dịch mã và biến đổi sau dịch mã
Sơ đồ mối quan hệ giữa gen và tính trạng
* Biến dị
- phân loại biến dị:
Vấn đề phân biệt Biến dị di truyền Biến dị không di
Nguyên nhân và
cơ chế phát sinh
Do sự bắt cặpkhông đúng trongnhân đôi ADN, donhững sai hỏng
Do sự phân li độclập của các NSTtrong quá trìnhgiảm phân, sự tổ
Do ảnh hưởngtrực tiếp của điềukiện môi trườnglên khả năng biểu
Trang 4ngẫu nhiên, do tácđộng của các tácnhân lí hoá ở môitrường hay do tácnhân sinh học; dorối loạn quá trìnhphân li của cácNST trong quátrình phân bào
hợp ngẫu nhiên củacác giao tử trongthụ tinh
hiện kiểu hình củacùng một kiểugen
Đặc điểm - Biến đổi kiểu gen
biến đổi kiểu hình
ở bố mẹ, tổ tiên ditruyền được
- Biến đổi riêng lẻ,
cá biệt
- Chỉ biến đổi kiểuhình không biếnđổi kiểu genkhông di truyềnđược
- Biến đổi liên tục,đồng loạt tươngứng điều kiện môitrường
Vai trò Đa số có hại, 1 số ít
có lợi hoặc trungtính Cung cấpnguyên liệu sơ cấpcủa tiến hóa vàchọn giống
Cung cấp nguyênliệu thứ cấp cho tiếnhoá và chọn giống
Giúp sinh vậtthích nghi với môitrường Không lànguyên liệu chotiến hoá và chọngiống
Phân biệt đột biến và thường biến
- Không liên quan tới biến đổi trong
- Mang tính chất thích nghi cho cá thể
- Là nguyên liệu cho chọn giống và tiến
hoá
+ + +
+
+ +
Đột biến gen
- Đột biến gen ( đột biến điểm) là những biến đổi trong cấu trúc của gen, liên
quan đến một cặp nuclêôtit xảy ra tại một điểm nào đó trên phân tử ADN
- Các dạng đột biến gen:
Trang 5Đột biến thay thế một cặp nuclêôtit
Đột biến thêm hoặc mất một cặp nuclêôtit
- Nguyên nhân: do tác động của các tác nhân hoá học, vật lí (tia phóng xạ,tia tử ngoại …), tác nhân sinh học (virút) hoặc những rối loạn sinh lí, hoá sinhtrong tế bào
- Cơ chế phát sinh đột biến gen: tác nhân gây đột biến gây ra những sai sóttrong quá trình nhân đôi ADN như bắt cặp nhầm
- Hậu quả của đột biến gen:
Đột biến gen có thể có hại, có lợi hoặc trung tính đối với một thể đột biến.Mức độ có lợi hay có hại của đột biến phụ thuộc vào tổ hợp gen, điều kiệnmôi trường
Khẳng định phần lớn đột biến điểm thường vô hại
- Ý nghĩa của đột biến gen
- Đột biến gen làm xuất hiện các alen mới tạo ra biến dị di truyền phong phú lànguồn nguyên liệu cho tiến hoá
- Cung cấp nguồn nguyên liệu cho quá trình tạo giống cũng như trong nghiêncứu di truyền
=> Đột biến gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp của quá trình chọn giống và tiến hoá
Là đột biến làmcho một đoạn nào
đó của NST đứt ra,đảo ngược 180o vànối lại
Là đột biến dẫn đến mộtđoạn của NST chuyểnsang vị vị trí khác trêncùng một NST, hoặc traođổi đoạn giữa các NSTkhông tương đồng
- Ít ảnh hưởng đếnsức sống của cá thể
do vật chất ditruyền không bịmất mát
- Làm thay vị trígen trên NST
Chuyển đoạn giữa 2NST không tương đồnglàm thay đổi nhóm genliên kết
Chuyển đoạn lớn thườnggây chết hoặc giảm khả
Trang 6 có thể gâynên hậu
quả có hại cho
cơ thể
- Lặp đoạndẫn đến lặpgen tạo điềukiện cho độtbiến gen tạo racác alen mớitrong quá trìnhtiến hoá
- Tạo nguyênliệu cho quátrình chọn lọc
và tiến hoá
thay đổi mức độhoạt động của cácgen có thể gâyhại cho thể độtbiến
- Thể dị hợp đảođoạn, khi
giảm phân nếu xảy
ra trao đổi chéotrong vùng đảođoạn sẽ tạo các giao
tử không bìnhthường hợp tửkhông có khả năngsống
- Tạo nguyên liệucho quá trình chọnlọc và tiến hoá
năng sinh sản của cá thể.Chuyển đoạn nhỏthường ít ảnh hưởng tớisức sống, có thể còn cólợi cho sinh vật
- Có vai trò quan trọngtrong quá trình
hìnhthành loài mới
- Tạo nguyên liệu choquá trình chọn lọc và tiếnhoá
Phân biệt đột biến gen và
đột biến NST Vấn đề
phân biệt
Đột biến gen Đột biến nhiễm sắc thể
một số cặp nuclêôtit tronggen
- Có 2 dạng:
+ ĐB cấu trúc NST gồmmất đoạn, lặp đoạn, đảođoạn, chuyển đoạn
+ ĐB số lượng NST gồmthể lệch bội và thể đa bội
Cơ chế phát sinh - Bắt cặp không đúng trong
nhân đôi ADN (không theoNTBS), hay tác nhân xenvào mạch khuôn hoặcmạch đang tổng hợp
- Do mất, lặp, đảo haychuyển vị trí của đoạnNST, do sự chuyển đoạndiễn ra giữa các NSTkhông tương đồng
Trang 7- Phải trải qua tiền đột biếnmới xuất hiện đột biến
- Do sự không phân li củacặp NST trong quá trìnhphân bào
- Làm thay đổi số lượng vàtrật tự sắp xếp các cặpnuclêôtit trong gen
- Đột biến lặn không biểuhiện thành kiểu hình ởtrạng thái dị hợp tử
- Ít phổ biến
- Làm thay đổi số lượng vàtrật tự sắp xếp các gen trênNST
- Biểu hiện ngay thànhkiểu hình
tính trạng nào đó (GenmARN Prôtêin tính trạng)
- Ít ảnh hưởng đến sứcsống và sự sinh sản củasinh vật
- Làm thay đổi 1 bộ phânhay kiểu hình của cơ thể
- Ảnh hưởng nghiêm trọngđến sức sống và sự sinhsản của sinh vật
liệu chủ yếu cho quá trìnhtiến hoá và chọn giống
Cung cấp nguồn nguyênliệu thứ yếu cho tiến hoá
và chọn giống
Phân biệt thể lệch bội và thể đa bội
Vấn đề phân
biệt
Khái niệm Sự thay đổi số lượng NST ở một
đa bội chẵn (4n, 6n, …) và đa bội
lẻ (3n, 5n, …)
+ Dị đa bội: khi cả hai bộ NST củahai loài khác nhau cùng tồn tạitrong một tế bào
Cơ chế phát
sinh
Trong phân bào, thoi phân bàohình thành nhưng một hay một sốcặp NST không phân li
Trong phân bào, thoi phân bàokhông hình thành tất cả các cặpNST không phân li
Hậu quả - Mất cân bằng toàn bộ hệ gen kiểu - Tế bào lớn cơ quan sinh dưỡng to
Trang 8hình thiếu cân đối không sốngđược, giảm sức sống, giảm khảnăng sinh sản tuỳ loài
- Xảy ra ở thực vật và động vật
sinh trưởng và phát triển mạnh.Thể đa bội lẻ không có khả năngsinh giao tử bình thường kh ông kh ôngsinh sản hữu tính
- Xảy ra phổ biến ở thực vật, ít gặp
ở động vật
2 Tính quy luật của hiện tượng di truyền
Tên quy luật Nội dung Cơ sở tế bào Điều kiện
nghiệm đúng
Ý nghĩa
Phân li Do sự phân li
đồng đều củacặp nhân tố ditruyền nên mỗigiao tử chỉchứa một nhân
tố của cặp
Phân li, tổ hợpcủa cặp NSTtương đồng
Tính trạng domột gen quiđịnh, gen trội
át hoàn toàngen lặn
Xác định tínhtrội lặn
Trội không
hoàn toàn
F2 có 1 trội : 2trung gian : 1lặn
Phân li, tổ hợpcủa cặp NSTtương đồng
Gen trội átkhông hoàntoàn
Tạo kiểu hìnhmới (trunggian)
Di truyền độc
lập
Các cặp nhân
tố di truyền(cặp gen alen)phân li độc lậpvới nhau trongphát sinh giao
tử và kết hợpngẫu nhiêntrong thụ tinh
Các cặp NSTtương đồngphân li độc lập
Mỗi gen trênmột NST
Tạo biến dị tổhợp
Tương tác gen
không alen
Hai hay nhiềugen không alencùng tương tácqui định mộttính trạng
Các cặp NSTtương đồngphân li độc lập
Các gen khôngtác động riêng
rẽ
Tạo biến dị tổhợp
Tác động cộng
gộp
Các gen cùng
có vai trò nhưnhau đối với sựhình thành tínhtrạng
Các cặp NSTtương đồngphân li độc lập
Các gen khôngtác động riêng
rẽ
Tính trạng sốlượng trong sảnxuất
Trang 9Tác động đa
hiệu
Một gen chiphối nhiều tínhtrạng
Phân li, tổ hợpcủa cặp NSTtương đồng
Là cơ sở giải
tượng biến dịtương quanLiên kết hoàn
toàn
Các gen nằmtrên một NSTcùng phân li và
tổ hợp trongphát sinh giao
tử và thụ tinh
Sự phân li và
tổ hợp của cặpNST tươngđồng
Các gen liênkết hoàn toàn
Chọn lọc được
cả nhóm genquí
Hoán vị gen Các gen trên
cùng cặp NSTđổi chỗ chonhau do sự traođổi chéo giữacác crômatic
Trao đổi nhữngđoạn tươngứng của cặpNST tươngđồng
Các gen liênkết không hoàntoàn
Tăng nguồnbiến dị tổ hợp
Di truyền giới
tính
Ở các loài giaophối, tỉ lệ đực,cái xấp xỉ 1 : 1
Nhân đôi, phân
li, tổ hợp củacặp NST giớitính
Tỉ lệ 1:1nghiệm đúngtrên số lượnglớn cá thể
Di truyền liên
kết với giới
tính
Tính trạng dogen trên X quiđịnh di truyềnchéo, còn dogen trên Y ditruyền trựctiếp
Nhân đôi, phân
li, tổ hợp củacặp NST giớitính
Gen nằm trênđoạn khôngtương đồng
Điều khiển tỉ lệđực, cái
3 Di truyền học quần thể
Khái niệm quần thể : Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sống
trong một khoảng không gian xác định, vào một thời điểm xác định và cókhả năng sinh ra con cái để duy trì nòi giống
Các đặc trưng di truyền của quần thể.
Mỗi quần thể có một vốn gen đặc trưng(Vốn gen là tập hợp tất cả cácalen có trong quần thể ở một thời điểm xác định.), thể hiện ở tần số các alen
và tần số các kiểu gen của quần thể
Tần số mỗi alen = số lượng alen đó/ tổng số alen của gen đó trong
quần thể tại một thời điểm xác định
Trang 10Tần số một loại kiểu gen = số cá thể có kiểu gen đó/ tổng số cá thể
trong quần thể
So sánh quần thể tự phối và quần thể 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 +
- Có cấu trúc: p2 AA : 2pq Aa : q2 aa (định luật
Hacdi-vanberg)
+
- Thành phần các kiểu gen thay đổi qua các thế hệ +
4 Ứng dụng di truyền học
Phần di truyền chọn giống và di truyền người chủ yếu là giới thiệu, cho nên
ss không tổng hợp lại, em đọc tham khảo SBK nhá
+ Cơ quan tương đồng (cơ quancùng nguồn) : là những cơ quan
Phản ánh sự tiến hoá phân li
Trang 11có kiểu cấu tạo giống nhau.
+ Cơ quan tương tự (cơ quancùng chức) : Là những cơ quankhác nhau về nguồn gốc nhưngđảm nhiệm những chức phậngiống nhau nên có kiểu hình tháitương tự
Cơ quan tương tự phản ánh sự tiếnhoá đồng quy
Sự giống nhau trong phát triểnphôi của các loài thuộc các nhómphân loại khác nhau là một bằngchứng về nguồn gốc chung củachúng Những đặc điểm giốngnhau đó càng nhiều và càng kéodài trong những giai đoạn pháttriển muộn của phôi chứng tỏ quan
sự biến đổi của các điều kiện địachất
- Phân tích trình tự các axit amincủa cùng một loại prôtêin haytrình tự các nuclêôtit của cùngmột gen
Sự sai khác vè trình tự axit amincàng ít điều đó chứng tỏ tinh tinh
có quan hệ họ hàng gần hơn so vớiGôrila
Trang 12Bằng chứng
tế bào học
và sinh học
phân tử
- Mọi sinh vật đều được cấu tạo
từ tế bào, các tế bào đều đượcsinh ra từ các tế bào sống trước
đó Tế bào là đơn vị tổ chức cơbản của cơ thể sống
Hoá thạch
Hoá thạch là di tích của sinh vật
để lại trong các lớp đất đá của vỏtrái đất
+ Hoá thạch là bằng chứng trựctiếp để biết được lịch sử phát sinh,phát triển của sự sống
+ Là dẫn liệu quý để nghiên cứulịch sử vỏ trái đất
2 Học thuyết tiến hóa cổ điển
Thuyết tiến hóa của Darwin
Hiện tượng quan sát
- Trong cuộc đấu tranh sinhtồn, những cá thể có biến dị
di truyền giúp chúng thíchnghi tốt hơn (dẫn đến khảnăng sống sót và sinh sản caohơn) các cá thể khác thì sẽ đểlại nhiều con cháu hơn choquần thể số lượng cá thể cóbiến dị thích nghi ngày càngtăng, số lượng cá thể có biến
- Quá trình chọn lọc tự nhiên đào thải các cá thể mang biến dị kém thích nghi, tăng cường các cá thể mang các biến dị thích nghi.
- CLTN phân hoá khả năng sống sót và sinh sản của cá thể.
(Cần nhấn mạnh: với thuyết CLTN Đacuyn đã bước đầu thành công trong việc giải thích tính đa dạng
và thích nghi của sinh vật).
Trang 13thước không đổi, trừ
những khi có biến đổi
bất thường về môi
trường
dị không thích nghi ngàycàng giảm
Ý nghĩa của thuyết tiến hóa của Darwin:
- Nêu lên được nguồn gốc các loài
- Giải thích được sự thích nghi của sinh vật và đa dạng của sinh giới
-Các quá trình chọn lọc luôn tác động lên sinh vật làm phân hoá khả năng sốngsót và sinh sản của chúng qua đó tác động lên quần thể
So sánh với thuyết tiến hóa của Lamak
- Sự thay đổi của ngoại cảnh
- Thay đổi tập quán hoạt độngcủa động vật
Chọn lọc tự nhiên tác động thông qua đặctính biến dị và di truyền
Cơ chế tiến
hoá
Sự di truyền các đặc tính thuđược trong đời cá thể dưới tácdụng của ngoại cảnh hay của tậpquán hoạt động
Sự tích luỹ các biến dị có lơị, đào thải cácbiến dị có hại dưới tác động của chọn lọc
bị đào thải
- Biến dị phát sinh vô hướng
- Sự thích nghi hợp lí đạt được thông qua
sự đào thải các dạng kém thích nghi
Hình thành
loài mới
Loài mới được hình thành từ từqua nhiều dạng trung gian,tương ứng với sự thay đổi củangoại cảnh
Loài mới được hình thành từ từ qua nhiềudạng trung gian dưới tác động của chọnlọc tự nhiên, theo con đường phân li tínhtrạng, từ một nguồn gốc chung
Chiều
hướng tiến
Nâng cao dần trình độ tổ chức
cơ thể từ đơn giản đến phức tạp
- Ngày càng đa dạng phong phú
- Tổ chức ngày càng cao