DI TRUYỀN HỌC NHIỄM SẮC THỂ

2.1. T.H. Morgan và thuyết di truyền NST Morgan sinh ngày 2591866 tại bang Kentuca (Mĩ). Năm 20 tuổi tốt nghiệp đại học vào loại xuất sắc.  Năm 24 tuổi nhận được bằng tiến sĩ và năm 25 tuổi được phong giáo sư.  Morgan không tán thành các quy luật di truyền của Men đen và thuyết di truyền NSTTham gia nghiên cứu có 3 học trò sau này cùng là các nhà di truyền học nổi tiếng: C. Bridges, A.H. Sturtevant, G. Muller. Do cống hiến khoa học Morgan được nhận giải thưởng Nobel vào năm 1934. Đối tượng nghiên cứu của Morgan: ruồi giấm Là loài ruồi nhỏ có thân xám trắng, mắt đỏ, thường đậu vào các trái cây chín. Chu trình sống ngắn. Toàn bộ quá trình từ trứng nở ra dòi, rồi nhộng và ruồi trưởng thành ở 25oC là 10 ngày. Từ một cặp ruồi trung bình đẻ ra khoảng 100 ruồi con, bộ NST 2n=8.

- Morgan sinh ngày 25-9-1866 tại bang Kentuca (Mĩ).

- Năm 20 tuổi tốt nghiệp đại học vào loại xuất sắc

- Năm 24 tuổi nhận được bằng tiến sĩ và năm 25 tuổi được

phong giáo sư

Morgan không tán thành các quy luật di truyền của Men đen

và thuyết di truyền NST

Tham gia nghiên cứu có 3 học trò sau này cùng là các nhà di truyền học nổi tiếng: C Bridges, A.H Sturtevant, G Muller Do

Chương 2 DI TRUYỀN HỌC NST

2.1 T.H Morgan và thuyết di truyền NST

- Đối tượng nghiên cứu của Morgan: ruồi giấm

- Là loài ruồi nhỏ có thân xám trắng, mắt đỏ, thường đậu vào các trái cây chín

- Chu trình sống ngắn

- Toàn bộ quá trình từ trứng nở ra dòi, rồi nhộng và ruồi trưởng thành ở 25oC là 10 ngày

- Từ một cặp ruồi trung bình đẻ ra khoảng 100 ruồi con,

bộ NST 2n=8

Hình thái NST biến đổi qua các kì phân bào, hình dạng đặc trưng nhất ở kì giữa và đầu kì sau của phân bào nguyên phân Lúc này NST đóng xoắn cực đại, có kích thước lớn, tập trung trên mặt phẳng xích đạo Mỗi NST xoắn tới mức tối đa tới giá trị 6000A0 (700nm) Ở kì này có thể xác định được số lượng, hình dạng các loại NST vị trí tâm động, eo sơ cấp, thứ cấp, thể kèm, có thể đo được kích thước phóng đại của chúng qua kính hiển vi ánh sáng

2.2 Nhiễm sắc thể

a) Hình thái NST

Dựa trên vị trí của hạt tâm động, người ta chia NST thành các kiểu:

- NST tâm cân: có hình chữ V, có hai cánh dài bằng nhau

- NST lệch tâm: có một cánh dài và một cánh ngắn

- NST tâm mút: có một cánh dài và một cánh rất ngắn

- NST tâm đầu: tâm động nằm phía tận cùng của NST Trong ảnh chụp, các loài sinh vật có nhiều hình dạng NST: NST hình chữ V, hình chấm, hình que, hình móc

b) Kiểu nhân

Kiểu nhân là toàn bộ NST của cơ thể tức là bộ lưỡng bội của

nó được xác định bởi độ lớn, hình dạng, kích thước của NST c) Nhiễm sắc thể đồ

NST đồ là sơ đồ NST đó là hình vẽ hay hình chụp bộ NST được sắp lại theo từng cặp hay từng chiếc đã được duỗi

thẳng theo thứ tự từ dài đến ngắn

d) Hoạt động của NST trong chu kì tế Bào và giảm phân

Trong chu kì tế bào sợi NST biến đổi:

Tháo xoắn tối đa đóng xoắn đóng xoắn cực đại tháo → → →

Tháo xoắn tối đa đóng xoắn đóng xoắn cực đại tháo → → → xoắn tháo xoắn tối đa.→

xoắn tháo xoắn tối đa.→

- Trong giảm phân, nguyên phân: Sợi mảnh đóng xoắn đóng xoắn tố đa tháo xoắn tháo xoắn tối đa

2.3 Sự xác định giới tính

- Cơ chế NST xác định giới tính

P XX x XY

G X X, Y

F1 XX XY

- Các dạng NST giới tính

+ Kiểu XX (cái) XY (đực) (người, động vật có vú, ruồi

giấm,cây gai, cây chua me )

+ XX (cái) – XO (đực) (Cào cào, châu chấu, gián, bọ xít,

rệp)

Kiểu ZZ (đực) , ZW (cái) (chim, ếch nhái, bò sát, bướm, dâu tây )

+ Kiểu đơn bội - lưỡng bội: Là kiểu xác định giới tính phụ

thuộc vào bộ NST Trong kiểu xác định này không có NST giới tính Các cá thể cái được phát triển từ trứng được thụ tinh

nên có bộ NST lưỡng bội

Còn cá thể đực được phát triển từ trứng không được thụ tinh nên có bộ NST đơn bội Kiểu xác định giới tính này đặc trưng

ở ong, kiến Số lượng cá thể và thức ăn cho ấu trùng là điều kiện xác định ong cái sẽ trở thành ong thợ bất thụ hay ong

chúa hữu thụ chuyên sinh sản Các trứng không được thụ tinh phát tiển thành ong đực

- Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân hóa giới tính

+ Động vật có nguồn gốc lưỡng tính, sự phân hóa đực cái là kết quả của quá trình tiến hóa

kết quả của quá trình tiến hóa

Ở giun biển Bonellia, con đực suy giảm bé đi, kí sinh trong ống sinh sản của con cái và chỉ làm nhiệm vụ thụ tinh Mỗi giun con nở từ trứng, nếu ở riêng lẻ thì phát triển thành con cái Nếu giun con ở trong nước gặp giun cái trưởng thành thì

di chuyển vào ống sinh sản và phát triển thành con đực Con đực phát triển chưa hoàn chỉnh nếu bị tách ra khỏi con cái sẽ trở thành có tính trung gian

+ Nếu cho hoc môn sinh dục tác động vào những giai đoạn sớm trong sự phát triển cá thể có thể làm biến đổi giới tính tuy cặp NST giới tính vẫn không đổi

tuy cặp NST giới tính vẫn không đổi.

Ví dụ dùng metyl testosteron tác động vào cá vàng cái có thể làm cá cái biến thành cá đực

thể làm cá cái biến thành cá đực

+ Một số loài rùa trứng ủ ở nhiệt độ dưới 280C sẽ nở thành con đực, còn nhiệt độ trên 320C trứng nở thành con cái Thầu dầu được trồng trong ánh sáng cường độ yếu thì số hoa đực giảm

2.4 Sự di truyền liên kết với giới tính

a) Sự phân hóa di truyền các đoạn của NST X và Y

-Trên NST giới tính, ngoài các gen quy định tính đực, cái còn có các gen quy định các tính trạng thường Sự di truyền của các gen này được gọi là di truyền liên kết với giới tính

- Sự phân hóa các đoạn trên cặp NST X

Đoạn không tương đồng

Đoạn không

tương đồng

b) Gen trên NST X

Morgan đã lai ruồi giấm mắt đỏ thuần chủng với ruồi giấm mắt trắng được kết quả như sau:

- Lai thuận: P mắt đỏ x mắt trắng ♀ ♂

- Lai thuận: P mắt đỏ x mắt trắng ♀ ♂

F1 : 100% mắt đỏ

F2: 3 ruồi mắt đỏ: 1 ruồi mắt trắng ( toàn con đực )

- Lai nghịch P mắt trắng x mắt đỏ♀ ♂

- Lai nghịch P mắt trắng x mắt đỏ♀ ♂

F1 : 1 ruồi cái mắt đỏ : 1 ruồi mắt trắng : 1 ruồi cái mắt đỏ : 1 ruồi mắt trắng ♀♀

F2 1 mắt đỏ :1 mắt trắng: 1 mắt đỏ: 1 mắt trắng 1 mắt đỏ :1 mắt trắng: 1 mắt đỏ: 1 mắt trắng♀♀ ♀♀ ♂♂ ♂♂ ( quy ước : W: mắt đỏ w : mắt trắng )

c) Gen trên NST Y

- Trường hợp này di truyền thẳng: một số tính trạng như tật dính ngón tay số 2 và 3, gen xác định túm lông trên tai nằm trên NST Y nên chỉ biểu hiện ở nam giới

d) Cặp gen tương ứng trên cặp NST XY

P ruồi cái lông ngắn x đực lông dài

XaXa x XAYA

G Xa XA, YA

F1 XA Xa lông dài Xa YA

2.5 Di truyền liên kết gen

a) Liên kết hoàn toàn

b) Liên kết không hoàn toàn

P :

B V

B V

B V

b v

b v

b v

B V

b v

b v

b v

B V

b v

b v

X

F2 :

X

Trường hợp liên kết không hoàn toàn

Với thí nghiệm P-> F1 tương tự trên, nhưng khi cho ruồi cái F1 BV/bv lai với ruồi đực thân đen, cánh cụt bv/bv Morgan thu được 4 KH với các tỷ lệ:

0,41 xám, dài; 0,41 đen, cụt

0,09 xám, cụt; 0,09 đen, dài

Như vậy trong phát sinh giao tử cái đã xảy ra sự hoán vị (đổi chỗ) giữa các alen V và v, dẫn đến sự xuất hiện thêm 2 loại giao tử Bv và bV

c) Bản đồ di truyền

- Khái niệm: Bản đồ di truyền (bản đồ gen) là sơ đồ phân bố các gen trên NST của một loài

- Nguyên tắc lập bản đồ

+ Bản đồ di truyền là sơ đồ bao gồm toàn bộ số NST đơn

bội của loài sinh vật và vị trí tương đối của các gen trên NST

+ Bản đồ di truyền nhìn chung được thiết lập cho mỗi NST

trong bộ đơn bội NST của loài Các nhóm liên kết được đánh số

+ Khi lập bản đồ ghi nhóm liên kết, tên đầy đủ hay kí hiệu của gen, khoảng cách tính bằng đơn vị bản đồ bắt đầu từ một đầu mút của NST Đôi khi cũng bắt đầu từ tâm động

+ Đơn vị bản đồ gen là 1% TĐC (trao đổi chéo) Một đơn vị Morgan biểu thị 100% TĐC Như vậy 1% TĐC được tính bằng 1 centimorgan (1cM), 10% TĐC = 1 deximorgan

- Phương pháp lập bản đồ di truyền

+ Xác định nhóm liên kết

+ Xác định vị trí của các gen trên NST