Bài giảng Di truyền động vật - Phạm Thị Tấm
BÀI MỞ ĐẦU (Thời gian: 5 giờ)
1. Khái niệm về di truyền học
Là môn khoa học được hình thành và phát triển muộn nhất trong các ngành khoa học, sinh học nhưng sự phát triển của nó dựa trên cơ sở thành tựu của các ngành khoa học có liên quan: cơ sở khoa học, giải phẫu học.
Di truyền là môn khoa học nghiên cứu tính di truyền và biến dị của sinh vật
Tính di truyền là khả năng truyền đạt những đặc điểm, tính chất của bố mẹ hoặc tổ tiên con cháu, hay nói cách khác nghiên cứu về tính di tuyền tức là nghiên cứu bản chất của các nhân tố di truyền, các quy luật di truyền
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Di truyền động vật - Phạm Thị Tấm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Di truyền động vật - Phạm Thị Tấm
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH KON TUM TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG KON TUM BÀI GIẢNG MÔN HỌC DI TRUYỀN ĐỘNG VẬT Mã môn học: C07DT0CS Thời gian thực hiện môn học: 60 giờ; (Lý thuyết: 40 giờ; Thực hành, Thí nghiệm, thảo luận, bài tập: 17 giờ; Kiểm tra: 3 giờ) GIÁO VIÊN: PHẠM THỊ TẤM TỔ: CHĂN NUÔI - THÚ Y KHOA: KINH TẾ NÔNG LÂM BÀI MỞ ĐẦU (Thời gian: 5 giờ) 1. Khái niệm về di truyền học Là môn khoa học được hình thành và phát triển muộn nhất trong các ngành khoa học, sinh học nhưng sự phát triển của nó dựa trên cơ sở thành tựu của các ngành khoa học có liên quan: cơ sở khoa học, giải phẫu học... Di truyền là môn khoa học nghiên cứu tính di truyền và biến dị của sinh vật Tính di truyền là khả năng truyền đạt những đặc điểm, tính chất của bố mẹ hoặc tổ tiên con cháu, hay nói cách khác nghiên cứu về tính di tuyền tức là nghiên cứu bản chất của các nhân tố di truyền, các quy luật di truyền Vai trò của tính di truyền: + Sinh vật luôn giữ được hình ảnh của loài mình, giống mình hay hình ảnh của các thế hệ tổ tiên + Đảm bảo cho mức độ chính xác của hệ thống phân loại + Các cá thể trong cùng một họ hàng đều mang những đặc điểm giống nhau + Đảm bảo cho sự khác nhau đặc thù giữa các cá thể trong cùng một giống, nhờ đó mà phân biệt được cá thể này và cá thể khác. + Giữ cho sinh vật ổn định: Nhờ có quá trình tự sao của ADN và vật chất di truyền trong nguyên phân, phân ly và tổ hợp, sự thụ tinh và quá trình giải mã tổng hợp chất sống theo thông tin cấu trúc mà sinh vật giữ được cấu trúc vật chất di truyền và các đặc trưng đặc tính ổn định từ thế hệ này sang thế hệ khác. Tính biến dị là khả năng biến đổi (khác nhau) về những đặc điểm của bố mẹ, tổ tiên so với con cái hay con cái mang một số đặc điểm khác so với bố mẹ Có nhiều kiểu biến dị: + Biến dị di truyền: Những biến đổi về đặc điểm, tính chất của con cái so với bố mẹ có liên quan đến những thay đổi trong cấu trúc di truyền: thay đổi nhiễm sác thể, gen va những thay đổi đó được truyền lại cho thế hệ sau Biến dị di truyền là cơ sở để tạo ra giống mới, các loài mới hay các dạng sinh vật mới + Biến dị không di truyền (thường biến): Những biến đổi đặc điểm tính trạng của con cái với bố mẹ không liên quan đến thay đổi cấu trúc di truyền Ví dụ: Cáo tuyết có bộ lông màu trăng, nhưng khi tuyết tan lông lại chuyển sang màu nâu. Những biến đổi đó chỉ tồn tại trong một thế hệ, muốn giữ được những biến đổi đó cho các thế hệ sau phải tác động vào điều kiện môi trường khống chế điều kiện môi trường. Như vậy, di truyền học là môn khoa học nghiên cứu các quy luật truyền đạt những đặc điểm, tính chất của tổ tiên cho con cháu đồng thời nghiên cứu các quy luật biến đổi các đặc điểm, tính chất đó. 2. Các phương pháp nguyên cứu di truyền học 2.1. Phương pháp phân tích di truyền Là phương pháp cơ bản nhất trong di truyền học, người ta tiến hành ghép đôi, giao phối những cá thể bố mẹ với nhau, quan sát các đặc điểm của bố mẹ, đời con, thống kê các số liệu về kiểu hình, kiểu gen của con cái, tính tỷ lệ các dạng kiểu hình, kiểu gen giống và khác bố mẹ. Kiểu hình (P: Phenotyp) là tập hợp những tính trạng, đặc điểm của cơ thể sinh vật mà chúng ta có thể nhận biết được để phân biệt giữa cá thể này và cá thể khác. Kiểu gen (G: Genotyp) là tập hợp các kiểu gen có trong một cơ thể sinh vật 2.2.Phương pháp di truyền tế bào Nghiên cứu cấu tạo, chức năng của tế bào, các cơ quan trong tế bào, nghiên cứu mối quan hệ giữa các thành phần tế bào về chức năng hoạt động, vai trò của nhiễm sác thể, gen trong hoạt động về di truyền hoặc hoạt động sống của cơ thể Nghiên cứu cấy ghép các tổ chức trong cơ thể, mức độ phù hợp về di truyền 2.3. Phương pháp di truyền sinh hóa Nghiên cứu cấu tạo, chức năng của các cơ sở vật chất di truyền ở mức độ phân tử, mối quan hệ giữa các cơ sở vật chất trên Nghiên cứu việc tổng hợp gen, thay thế hoặc cấy ghép gen Nghiên cứu quá trình tổng hợp các chất trong cơ thể, vai trò tác dụng của gen đối với quá trình sinh hóa xảy ra trong cơ thể 2.4. Phương pháp nghiên cứu di truyền cá thể Nghiên cứu hoạt động của gen trong các giai đoạn phát triển của đời sống cá thể Nghiên cứu quá trình tổng hợp các chất trong cơ thể: tổng hợp kháng thể, hormon, cac protein trong huyết thanh: albumin, alobolin 2.5. Phương pháp di truyền quần thể Nghiên cứu các quy luật di truyền xảy ra ở quần thể Nghiên cứu các mức độ cân bằng gen trong quần thể Nghiên cứu nguồn gốc phát sinh ra các loài, quá trình tiến hóa của loài Chương I: CỞ SỞ TẾ BÀO CỦA TÍNH DI TRUYỀN Thời gian: 8 Mục tiêu: Người học trình bày được cấu tạo cơ bản các phần liên quan trực tiếp đến vật chất di truyền trong tế bào. Nội dung chương I. Cấu trúc và chức năng của tế bào 1. Tế bào là đơn vị cấu trúc cơ bản của cơ thể sinh vật Tất cả các sinh vật từ đơn bào đến đa bào đều có một đơn vị cấu trúc cơ bản đó là tế bào. Tế bào là đơn vị cấu tạo của cơ thể vì mọi cơ thể sống đều cấu tạo từ tế bào, nó là đơn vị cấu tạo bé nhất của cơ thể sống. Ở các cơ thể sinh vật đơn bào thì tế bào là một cơ thể hoàn chỉnh Một tế bào đặc trưng bao gồm 3 phần chính: - Màng tế bào - Tế bào chất: Ty thể, màng lưới nội chất, thể golgi, riboxom, cơ quan trung ương - Nhân tế bào: Màng nhân, dịch nhân, hạch nhân, chất nhiễm sắc Các bào quan trong cấu tạo tế bào gồm + Golgi apparatus: Bộ máy golgi hay còn được gọi là thể golgi. + Nucleus: Nhân, hạt nhân. + Nucleolus: nhân con (hạch nhân). + Nuclear membarane: Màng nhân. + Mitochondrion: ty thể. + Lysosome. + Ribosomes + Cell membrane: màng tế bào + Centrioles: trung thể + Endoplasmic reticulum: mạng lưới nội chất. + Endoplasmic Reticulum Rough: Mạng lưới nội chất hạt (RER). + Reticulum Smooth: Mạng lưới nội chất trơn (SER) + Cytoplasm: Nguyên sinh chất. 2. Tế bào là đơn vị chức năng của cơ thể sinh vật Tất cả các hoạt động sống của cơ thể đều xảy ra ở tế bào. Cụ thể: + Màng sinh chất: giúp tế bào trao đổi chất với môi trường + Tế bào chất là nơi xảy ra các hoạt động như: > Ty thể: là nơi tạo ra năng lượng cho hoạt động sống của tế bào và cơ thể > Riboxom: là nơi tổng hợp protein > Thể Golgi: thực hiện chức năng bài tiết > Lưới nội chất: đảm bảo sự liên hệ giữa các bào quan + Nhân: Điều khiển mọi hoạt động sống của tế bào. Trong nhân có nhiễm sắc thể giữ vai trò quyết định trong di truyền, màng nhân giúp nhân trao đổi chất với tế bào chất. Những hoạt động nói trên làm cơ sở cho sự sống, sự lớn lên và sự sinh sản của cơ thể, dồng thời giúp cơ thể phản ứng chish xác các tác động của môi trường sống. + Sự trao đổi chất của tế bào là cơ sở cho sự trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường. + Sự sinh sản của tế bào là cơ sở cho sự sinh trưởng và sinh sản của cơ thể + Sự cảm ứng của tế bào là cơ sở cho sự phản ứng của cơ thể với kích thích của môi trường. Vì vậy, tế bào được xem là đơn vị chức năng của cơ thể. Tế bào là đơn vị chức năng của cơ thể có 4 đặc trưng cơ bản: - Trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản, di truyền là những hoạt động đều được thực hiện ở tế bào. - Tất cả các dấu hiệu đặc trưng cho sự sống như sinh trưởng, hô hấp, tổng hợp, phân giải, cảm ứng đểu xảy ra trong tế bào. - Tế bào là đơn vị hoạt động thống nhất về trao đổi chất trong đó nhân tế bào giữ vai trò điều khiển. - Trong bất cư phương thức sản xuất nào thì tế bào đều là mắt xích nối liền các thế hệ đảm bảo cho sự kế tục vật chất di truyền ở cấp độ tế bào và cấp độ phân tử. Các cơ chế của hiện tượng di truyền từ cấp độ phân tử (tái bản ADN, phiên mã, dịch mã,...) đến cấp độ tế bào như hoạt động nguyên phân, giảm phân, thụ tinh đều xảy ra trong tế bào. II. Nhiễm sắc thể và vai trò của nhiễm sắc thể trong di truyền Nhiễm sắc thể (NST) là vật thể di truyền tồn tại trong nhân tế bào bị ăn màu bằng chất nhuộm kiềm tính, được tập trung lại thành những sợi ngắn và có số lượng, hình dạng kích thước đặc trưng cho mỗi loài. Nhiễm sắc thể có khả năng tự nhân đôi, phân li hoặc tổ hợp ổn định qua các thế hệ. Nhiễm sắc thể có khả năng bị đột biến cấu trúc tạo ra những đặc trưng di truyền mới. Cấu trúc nhiễm sắc thể Ở virus hoặc thể ăn khuẩn, nhiễm sắc thể chỉ là một phân tử ADN trần. Ở sinh vật có nhân, nhiễm sắc thể có cấu trúc phức tạp. Ở tế bào thực vật, động vật sau khi nhân đôi mỗi nhiễm sắc thể có 2 crômatit, mỗi crômatit có một sợi phân tử ADN mà một nửa là nguyên liệu cũ, một nửa nguyên liệu mới lấy từ môi trường tế bào. Các crômatit này đóng xoắn tới giá trị xoắn cực đại nên cùng có hình dạng và kích thước đặc trưng. Mỗi NST có 2 crômatit đính nhau ở tâm động tại eo thứ nhất. Một số NST còn có eo thứ 2, tại eo này là nơi tổng hợp ARN. Các ARN tích tụ lại tạo nên nhân con. Lúc bước vào phân bào, NST ngừng hoạt động, nhân con biến mất. Khi phân bào kết thúc, NST hoạt động, nhân con lại tái hiện. - Nhiễm sắc thể là vật liệu di truyền ở cấp độ tế bào, có vai trò rất quan trọng trong di truyền - NST Nhiễm sắc thể khác nhau giữa các sinh vật khác nhau các loài có hình dạng khác nhau: hình hạt, hình que, hình chữ V và hình móc. Ở một số loài sinh vật trong vòng đời có trải qua giai đoạn ấu trùng có xuất hiện các NST có kích thước lớn dần hàng nghìn lần gọi là NST khổng lồ (như ấu trùng của loài ruồi giấm và các loài thuộc bộ hai cánh). Điển hình là nhiễm sắc thể có hình chữ V với 2 cánh kích thước bằng nhau hoặc khác nhau. chiều dài của NST từ 0.2 đến 50 micrômét, chiều ngang từ 0,2 đến 2 micrômét. - Nhiễm sắc thể là một cấu trúc được cấu tạo từ chất nhiễm sắc bao gồm ADN và prôtêin. Phân tử ADN quấn quanh khối cầu prôtêin tạo nên nuclêôxôm là đơn vị cấu trúc cơ bản theo chiều dọc của NST. Mỗi nuclêôxôm gồm 8 phân tử prôtêin histôn tạo nên khối cầu dẹt phía ngoài được gói bọc bởi 7/4 vòng xoắn ADN có khoảng 146 cặp nuclêôtit. Các nuclêôxôm được nối với nhau bằng các đoạn ADN và một prôtêin histôn. Mỗi đoạn có khoảng 15-100 cặp nuclêôtit. Tổ hợp ADN với prôtêin histôn tạo thành sợi cơ bản có chiều ngang 30 nm, sợi cơ bản cuộn xoắn thứ cấp thành sợi nhiễm sắc có chiều ngang 300 nm. Sợi nhiễm sắc tiếp tục đóng xoắn tạo thành một ống rỗng có chiều ngang 2000 A gọi là sợi siêu xoắn, sợi siêu xoắn tiếp tục đóng xoắn tạo thành crômatit có chiều ngang khoảng 700 nm Đó là một phần đơn lẻ của chuỗi ADN, có chứa nhiền gen, cấu trúc quy định và các trình tự nucleotit khác. Có khả năng bắt màu khi nhuộm bằng các thuốc màu kiềm tính. Được tập trung lại thành những sợi ngắn có số lượng, hình dạng, kích thước đặc trưng cho mỗi loại, là vật chất di truyền tồn tại trong nhân tế bào. Nhiễm sắc thể có cấu trúc gồm 4 bậc cấu trúc không gian, Cấu trúc bậc 1 là chuỗi xoắn kép ADN. Các cấu trúc bậc cao hơn là sự cuộn xoắn của ADN đó, kết hợp với các protein như: protein Histon, Protamin và các protein không phải Histon. Nhờ cấu trúc xoắn cuộn như vậy nên NST có chiều dài ngắn lại khoảng 15000- 20000 lần so với chiều dài phân tử ADN. NST dài nhất của người chứa ADN dài khoảng 82 mm, sau khi đóng xoắn cực đại ở kì giữa chỉ dài 10 micrômét. sự thu gọn cấu trúc không gian như thế thuận lợi cho việc tổ hợp và phân li của NST trong quá trình phân bào. Nhiễm sắc thể đơn: chỉ gồm 1 sợi ADN kép Nhiễm sác thể kép: gồm 2 cromatit giống nhau và dính nhau ở tâm động, hình thành do nhiễm sắc thể đơn tự nhân đôi Cặp nhiễm sắc thể tương đồng: gồm 2 nhiễm sắc thể giống nhau về hình dạng, cấu trúc và trật tự gen trên nhiễm sắc thể (một có nguồn gốc từ giao tử của bố, một có nguồn gốc từ giao tử mẹ) Đặc trưng của nhiễm sắc thể Ở mỗi loài sinh vật đều có số lượng, hình dạng, kích thước và cấu trúc nhiễm sắc thể đặc thù: Trong tế bào thường (tế bào soma), nhiễm sắc thể (NST) tồn tại ở trạng thái thái lưỡng bội (2n): nst luôn luôn đi với nhau theo từng cặp tương đồng (giống nhau vể hình thái, kích thước). Trong cặp NST tương đồng, một NST có nguồn gốc từ bố, một NST có nguồn gốc từ mẹ. Ở tế bào giao tử chỉ chứa một NST được gọi là bộ NST đơn bội, kí hiệu là (n). Ngoài ra, ở những loài đồng tính, có sự khác nhau giữa cá thể đực và cá thể cái ở một cặp NST giới tính được kí hiệu tương đồng là XX và XY. Tế bào của mồi loài sinh vật có một bộ NST đặc trưng về số lượng và hình dạng Tùy theo mức độ duỗi và đóng xoắn mà chiều dài của NST khác nhau ở các kì của quá trình phân chia tế bào. Tại kì giữa, NST co ngắn cực đại và có chiều dài từ 0,5 đến 50 μm, đường kính từ 0,2 đến 2 μm (1 μm = 10-3 mm), đồng thời có hình dạng đặc trưng như hình hạt, hình que hoặc chữ V 3. Cơ chế đảm bảo cho bộ nhiễm sắc thể ổn định qua các thế hệ - Vai trò của nhiễm sắc thể trong di truyền NST là cấu trúc mang gen có bản chất là ADN. Nhờ sự tự sao của ADN mà NST tự nhân đôi giúp các gen quy định các tính trạng được di truyền qua các thế hệ tế bào và cơ thể. - Ở các loài sinh sản hữu tính bộ nhiễm sắc thể ổn định từ thế hệ này sang thế hệ khác nhờ sự kết hợp của 3 quá trình: nguyên phân, giảm phân, thụ tinh. - Quan trọng nhất là sự nhân đôi, phân ly, tổ hợp của nst trong quá trình phân bào. - Nhiễm sắc thể là vật chất mang thông tin di truyền, nếu xét ở cấp độ phân tử thì đó là trình tự phân bố của các Nulcleotic trong phân tử AND tồn tại trong NST - Có khả năng tự nhân đôi, phân ly, tổ hợp nhằm đảm bảo truyền đạt thông tin di truyền ổn định ở cấp độ tế bào Nhiễm sắc thể có chứa các gen có cấu trúc khác nhau, mỗi gen giữ một chức năng di truyền nhất định NST có khả năng biến đổi về số lượng cấu trúc gây ra những biến đổi tính trạng di truyền. 4. Các loại nhiễm sắc thể - Nhiễm sắc thể thường: chiếm số lượng lớn trong tế bào, nó quy định hầu hết tính trạng của cơ thể - Nhiễm sắc thể sinh dục: quy định các đặc điểm sinh dục của cơ thể. CHƯƠNG II: CÁC QUY LUẬT CƠ BẢN CỦA MENDEL Thời gian: 7t Mục tiêu: Trình bày và giải thích được các khái niệm: gen, kiểu gen, tính trạng, kiểu hình. Vận dụng các quy luật di truyền và các tương tác di truyền và việc chọn giống vật nuôi. Nội dung chương 1. Một số thuật ngữ 1.1. Thế nào là thuần chủng Một thế hệ bố mẹ được gọi là thuần chủng nếu khi giao phối với nhau thì sinh ra thế hệ con chỉ mang một đặc điểm kiểu hình giống với bố mẹ Ví dụ: Đậu Hà Lan hoa đỏ X Đậu Hà Lan hoa đỏ => Đậu Hà Lan hoa đỏ Như vậy tính trạng hoa đỏ là thuần chủng 1.2. Kiểu gen Là tập hợp tất cả các gen có trong tế bào của cơ thể Ví dụ: Kiểu gen AA, aa, AABB, aabb Kiểu gen đồng hợp: tất cả các gen trong kiểu gen đó là giống nhau + Đồng hợp trội: 1.3. Gen Gen là một đoạn của phân tử ADN, quy định sự hình thành và phát triển tính trạng của cơ thể. Mang thông tin mã hóa một chuỗi polypeptie hay 1 phân tử ARN. Gen là một đơn vị chức năng, một đơn vị tái tổ hợp đồng thời cũng là một đơn vị đột biến ( dưới tác dụng của các điều kiện môi trường gen có thể bị thay đổi hình thành nên tính trạng mới của cơ thể) - Gen trội: là những gen biểu hiện kiểu hình ở cả những cơ thể đồng hợp và dị hợp: AA, Aa - Gen lặn: là những gen chỉ biểu hiện kiểu hình ở những cá thể đồng hợp mà không biểu hiện ở cá thể dị hợp: aa. 1.4. Locus gen Vị trí xác định của gen trên nhiễm sắc thể có một hoặc nhiều gen (gen đa alen) 1.5. Gen alen Các gen được gọi là alen của nhau nếu chúng cùng nằm trên một vị trí giống nhau trên nhiễm sắc thể. Các ký hiệu: Con đực: Con cái: Phép lai: X Thế hệ xuất phát: P Thế h ... t với điều kiện bất lợi của môi trường. Hình: Dưa hấu không hạt 4.2 Thể dị bội - Tế bào sinh dưỡng chứa từ 3 NST hoặc 1 NST hoặc thiếu hẳn NST. Ví dụ: - Bệnh Tuner (Hội chứng Tocner): Thiếu 1 NST số 45 (XO) và thiếu 1 NST X/Y. Bệnh biểu hiện ở phụ nữ như: nữ lùn, cổ ngắn, vú không phát triển, khủy tay dị dạng, đốt ngón tay thứ 4 ngắn, không có kinh nguyệt, trí nhớ kém. - Bệnh Đao: Người bị bệnh này thừa 1 NST số 21. Biểu hiện người ngu đần, cơ thể phát triển không bình thường, cổ ngắn, gáy rộng và dẹt, khe mắt xếch, lông mi ngắn và thưa, lưỡi dài và dày, ngón tay ngắn không có con. - Bệnh XYY (Siêu nam, hội chứng Klinefelter). Mang bộ NST 47 có thêm 1 NST Y: XYY. Nam người cao, chân tay dài, mù màu, ngu đần, tinh hoàn nhỏ. - Bệnh siêu nữ: Mang bộ NST 47 có thêm 1 NST X: XXX, Nữ vô sinh, rối loạn kinh nguyệt, buồng trứng và dạ con không phát triển, ngu đần. * Hậu quả của đột biến gen - Đột biến gen không phải là nhầm lẫn của tạo hóa. Phần nhiều vô hại, một số có hại hay có lợi cho thể đột biến - Mức độ gây hại của alen đột biến phụ thuộc vào tổ hợp gen chứa nó và môi trường sống. - Đột biến gen dẫn đến thay đổi trình tự Nucleotit nên mỗi lần biến đổi về cấu trúc lại tạo ra một alen mới khác biệt alen ban đầu. - Một số ví dụ vè đột biến gen: + Bệnh hồng cầu hình lưỡi liềm ở người là do dạng đột biến thay thế một cặp Nucleotit + Bệnh bạch tạng do đột biến gen lặn gây nên + Đột biến gen trội gây ên tay 6 ngón, ngón tay ngắn + Bệnh máu khó đông, bệnh mù màu do đột biến gen lặn trên NST X 5. Những ứng dụng vào chọn giống - Đột biến nhân tạo làm thay đổi một vài nhược điểm của giống: xuất hiện dạng đột biến đề kháng với các tác nhân bất lợi - Trong thực tiễn người ta thường gặp đột biến tự nhiên và nhân tạo có lợi cho bản thân sinh vật. Ngoài ra có những đột biến do tác nhân chủ động của con gnười nhằm tạo ra tính trạng quý. + Ở lúa thân lùn, không bị đổ. Tăng số bông, số hạt, có lợi cho sản xuất + Hoa lan đột biến - Những giống được đưa vào sản xuất + Dạng thay đổi về kiểu hình (cấu trúc cây) + Dạng thay đổi về thời gian ra hoa, màu sắc, hình dạng. + Dạng thay đổi về kích thước và màu sắc quả + Dạng thay đổi về khả năng chống sâu bệnh + Tạo các dạng cây chống đổ và không gãy bông + Thay đổi các đặc tính sinh hóa, nâng cao hàm lượng Protein, lipit, gluxit và giảm hàm lượng alcaloid. CHƯƠNG VI: CƠ SỞ PHÂN TỬ CỦA TÍNH DI TRUYỀN Thời gian: 6t Mục tiêu: Sinh viên trình bày được các cấu tạo cơ bản các phần liên quan trực tiếp đến vật chất di truyền trong tế bào. Nội dung chương Cấu tạo và chức năng của AND, ARN 1.1. Cấu tạo của AND (axit Dezoxiribo Nucleotic) - Felgen: dùng phương pháp nhuộm tế bào đã phát hiện và định vị được AND: AND nằm trong nhiễm sắc thể. - Willken khi chiếu chùm tia Rơngen vào nhiễm sắc thể thấyc ấu trúc ADN có dạng xoắn, các ãit Nucleotic liên kết với nhau theo từng cặp. - Watson - Crick chiếu Rơngen và phát hiện ra mô hình cấu trúc ADN - AND được cấu tạo từ hai chuỗi xoắn kép bổ sung cho nhau từ đầu đến cuối. Hai chuỗi này được giữ vững cấu trúc bằng những liên kết hóa học. Các liên kết này khi bị cắt sẽ làm phân tử ADN tách ròi 2 chuỗi. Về mặt hóa học, các ADN được cấu thành từ những nucleotide, viết tắt là Nu Do các Nu chỉ khác nhau ở base (1Nu=1 Desoxyribose + 1 acid photphoric + 1 base nitric), nên tên gọi của Nu cũng là tên của base mà nó mang. Chỉ có 4 loại cơ bản là A, T, C và G - Do đó tên gọi của các loại nucleotide xuất phát từ gốc nucleobase mà nó mang: adenine (A), thymine (T), cytosine (C), và guanine (G) - Trong đó, A và G là các purine ( có kích tước lớn) còn T và C có kích thước nhỏ hơn (pirimidine) 1.2. Chức năng của ADN Là cơ sở vật chất của di truyền ở mức độ phân tử hay nó lưu và truyền đạt thông tin di truyền 1.2.1. Tái sinh ADN - Một phân tử AND tự tổng hợp nên 1 phân tử AND mới giống với nó theo nguyên tắc bổ sung: A liên kết với T bằng 2 liên kết Hidro, G liên kết với C bằng 3 liên kết Hidro A=T; G=C A+G=T+C 1.2.2. Quá trình phân mã ADN Quá trình tự nhân đôi ADN hay tổng hợp ADN là một cơ chế sao chép các phân tử các phân tử ADN mạch kép trước mỗi lần phân bào. Kết quả của quá trình này là tạo ra 2 phân tử ADN gần như giống nhau hoàn toàn. Có được như vậy là do cơ chế nhân đôi thực hiện dựa trên nguyên tắc bổ sung. Mỗ base trên một chuỗi chỉ có thể bắtc ạp với 1 loại base nhất định trên chuỗi kia theo một quy luật chung cho mọi sinh vật. → Khi ADN tự nhân đôi, 2 chuỗi ADN mach kép trước tiên được tách đôi nhờ sự hỗ trợ của một số enzim chuyên trách. Do đó, sau khi nhân đôi, 2 phân tử ADN mới (mỗi phân tử chứa 1 chuỗi cũ và một chuỗi mới) đều giống hệt trình tự nhau nếu như không có đột biến xảy ra và giống với phân tử ADN ban đầu. Trong quá trình tự nhân đôi, ADN được tổng hợp theo một chiều duy nhất là chiều từ 5’ đến 3’. Đồng thời, một đoạn ADN được tổng hợp theo từng đoạn rồi nối lại với nhau. Trong các phân tử của ADN xoắn kép mới tổng hợp thì có một chuỗi là tư ADN ban đầu còn chuỗi kia được tổng hợp từ các thành phần của môi trường nội bào, đó là nội dung của nguyên tắc bản bảo toàn 1.3. Cấu tạo và chức năng của ARN - Axit robolucleic (viết tắt ARN hay RNA) là một trong hai loại axit nucleic, là cơ sở di truyền ở cấp độ phân tử. - Ở một số loài mà không có ADN (như một số loại vi rút) thì ARN đóng vai trò là vật chất di truyền. - ARN chủ yếu nằm trong tế bào chất, có cấu tạo đa phân do nhiều đơn phân (gọi là ribonuleotit) kết hợp lại. - Mỗi ribonuleotit bao gồm: đường pentose (C5H10O5), axit photphoric H3PO4; Adennin (A); Guanin (G), Uraxin (U), Citosine (C) - Quá trình đa phân hóa đòi hỏi sự hiện diện của 1 enzyme gọi là ARN polymerase. - Chức năng: Về vai trò tham gia các quá trình phiên mã và dịch mã thông tin di truyền, RNA được chia làm 3 loại chính + ARN thông tin (ký hiệu mARN viết tắt từ messengerARN) gồm một sợi Polynucleotit dạng thẳng, có chức năng sao chép thông tin di truyền từ gen cấu trúc đem đến Riboxom là nơi tổng hợp Protein. + ARN vận chuyển (ký hiêu tARN, viết tắt từ transportARN) Mỗi tARN chỉ vận chuyển một loại acid amin tương ứng với bộ 3 đổi mã mà nó mang. Các acid amin sẽ được vận chuyển đến riboxom để tổng hợp protein. + ARN riboxom (ký hiệu rARN): gồm một đoạn dạng xoắn tương tARN. Có chức năng cố định các mARN trên riboxom, xúc tác các liên kết giữa các thành phần tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein. 2. AND là cơ sở vật chất di truyền ở mức độ phân tử 2.1. Hiện tượng tải nạp Là quá trình trong đó DNA của vi khuẩn được chuyển từ một vi khuẩn này sang một vi khuẩn khác nhờ vi rút của vi khuẩn (thực khuẩn thể becteriophage: thường gọi là phage) Khi thực khuẩn thể xâm nhiễm tế bào vi khuẩn, cơ chế sinh sản bình thường của nó là lợi dụng bộ máy sao chép DNA của vi khuẩn chủ thể để tạo ra nhiều bản sao DNA hay RNA của chính nó Những bản sao DNA hay RNA của thực khuẩn thể này sau đó được “đóng gói” vào vỏ vi rút cũng mới được tổng hợp nhờ tế bào chủ. Phân tử DNA này có thể trở thành một phần của DNA nhiễm sắc thể trong tế bào mới, và từ đó được di truyền lại một cách ổn định. Phage là nhân tố chuyển gen Thí nghiệm được tiến hành trong ống hình chữ U. Giữa hai ống hình chữ U được ngăn cách bằng màng lọc vi khuẩn, màng có lỗ nhỏ vi khuẩn không qua được nhưng phage qua được. - Nhánh A của ống chứa vi khuẩn có khả năng tổng hợp tryptophan (trp+), còn nhánh B nuôi các vi khuẩn khác mất khả năng tổng hợp tryptophan (trp-) Sau khi nuôi một thời gian, ở nhánh B xuất hiện vi khuẩn có khả năng tổng hợp tryptophan. Nếu dùng màng ngăn không cho vi rút lọt qua thì không thấy hiện tượng này. Qua nhiều lần thí nghiệm, việc tải gen trp+ từ nhánh A sang nhánh B được chứng minh. Vi khuẩn Salmonella gây bệnh thương hàn cho động vật, vi khuẩn này có 2 loại: + L2, L22 hai loại này khác nhau ở chỗ: tự dưỡng, dị dưỡng + L2: có khả năng tổng hợp nên tryptophan. + , L22 : không có khả năng tổng hợp nên tryptophan, nếu thiếu T→ chết. cơ chế Quá trình xâm nhiễm của phage vào vi khuẩn xảy ra như sau: - Tải nạp chuyển gen từ vi khuẩn A sang B nhờ phage. Đầu tiên các phge bám trên bề mặt vi khuẩn. Sau 4’ phage bơm DNA của nó vao tế bào. Sau đó chúng sinh sản và sau khoảng ½ giờ sau thì chúng làm tan các tế bào vi khuẩn và giải phóng phage mới. - Khi AND của phage xâm nhập vào tế bào vi khuẩn A, chúng cát DNA của vi khuẩn A thành nhiêu đoạn đồng thời DNA của phage được sao chép ra nhiều phân tử con và các vỏ phage cũng được tạo thành. Sau đó các vỏ lắp ruột DNA vào, phá vỡ tế bào vi khuẩn ra ngoài và tiếp tục xâm nhiễm vào các tế bào vi khuẩn khác. - Trong quá trình lắp ráp khoảng 1-2% phage vô tình mang ddoanjDNA của vi khuẩn có chứa gen phage mang gen vi khuẩn A xâm nhiễm vi khuẩn B, quá trinh tải tổ hợp xảy ra làm gen vi khuẩn A gắn vào bộ gen vi khuẩn B. 2.2. Hiện tượng biến nạp 2.2.1. Khái niệm Biến nạp là quá trình chuyển ADN trực tiếp tách ra từ tế bào thể cho sang tế bào thể nhận ADN này nằm tự do trong môi trường (dung dịch) do một vi khuẩn (thể cho) phóng ra. Biến nạp không cần sự tiếp xúc trực tiếp giữa 2 tế bào cũng như không cần vật trung gian như phage. Các tế bào ở mọi trạng thái có thể được biến nạp được gọi là nạp. Như vậy, qua biến nạp một nòi vi khuẩn bị biến đổi về mặt di truyền do tiếp thu acid nucleotic của một nói khác. * Thí nghiệm - Gripffith làm thí nghiệm về sự truyền thông tin trên phế cầu khuẩn (diplococcus Pneumonia): loại này gây bệnh viêm phổi cho chuột + Tiêm vi khuẩn dạng S sống gây bệnh cho chuột, sau một thời gian nhiễm bệnh, chuột chết + Tiêm vi khuẩn dạng R sống không gây bệnh cho chuột, chuột sống + Tiêm vi khuẩn dạng S bị đun chết cho chuột, chuột sống + Tiêm hỗn hợp vi khuẩn dạng S bị đun chết trộn với vi khuẩn R sống cho chuột, chuột chết. Trong xác chuột chết có vi khuẩn S và R. → Hiện tượng trên cho thấy vi khuẩn S không thể tự sống lại được sau khi bị đun chết, nhưng các tế bào chết này đã truyền tính gây bệnh cho tế bào R. Hiện tượng này gọi là biến nạp. Hiện tượng và điều kiện Trong biến nạp DNA từ một tế bào vi khuẩn thể cho này được truyền sang tế bào vi khuẩn thể nhận khác. Khi tế bào vi khuẩn bị vỡ do làm tan, DNA vòng tròn của chúng thoát ra môi trường thành các đoạn thẳng với chiều dài khác nhau có khả năng gây biến nạp cho các tế bào thể nhận khác. Hiện tượng biến nạp được nghiên cứu nhiều ở các đối tượng. Steptococcus pneumoniae Bacillus subtilis Haemolhilus pharainfluenzae Cơ chế biến nạp - Xâm nhập của DNA: Ở giai đoạn này, DNA có thể gắn với điểm nhận của màng tế bào. Quá trình gắn này có thể là thuận nghịch, nó có thể gắn vào rồi nhả ra. Sợi DNA mạch kép của dòng vi khuẩn S sau khi chui qua màng tế bào của dòng vi khuẩn R thì một mạch của S sẽ bị nuclease của tế bào cắt, con lại một mạch nguyên. - Bắt cặp: + DNA của thể nhận R sẽ biến tính tách rời 2 mạch ở một đoạn để bắt cặp với đoạn DNA thể S cho vừa chui vào. + Đoạn DNA của R ở đoạn có DNA của S bắt cặp sẽ bị cắt đứt và đẩy ra + Trong quá trình bắt cặp, có những đoạn không tương đồng thi sẽ hình thành nên những vòng lồi những đoạn đó gọi là Heteroduplex. Còn các đoạn bắt cặp tương đồng gọi là Homoduplex. 3. Mật mã di truyền - Mã di truyền là mã bộ ba: nghĩa là cứ 3 nu đứng kế tiếp nhau mã hóa cho 1 a.a hoặc làm nhiệm vụ kết thúc chuỗi poolipeptit. - Mã di truyền được đọc liên tục theo từng cụm 3 Nu, các bộ 3 không gối lên nhau. - Mã di truyền là đặc hiệu, không một bộ 3 nào mã hóa đồng thời 2 hoặc 1 a.a khác nhau. - Mã di truyền có tính thoái hóa: mỗi a.a được mã hóa bởi một số bộ ba khác nhau - Mã di truyền có tính phổ biến: các loài sinh vật đều được mã hóa theo 1 nguyên tắc chung (từ các mã giống nhau) IV. Điều kiện thực hiện môn học: 1. Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: phòng học 2. Trang thiết bị máy móc: máy chiếu Học liệu, dụng cu, nguyên vật liệu: Các điều kiện khác V. Nội dung và phương pháp đánh giá: 1. Nội dung: - Kiến thức: trang bị kiến thức đầy đủ và cơ bản về các quy luật di truyền cơ bản, các phương pháp lai tạo các giống vật nuôi phù hợp. - Kỹ năng: sinh viên có thể áp dụng các quy luật di truyền để chăn nuôi đạt hiệu quả - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Sinh viên có thể vận dụng linh hoạt trong nhiều tình huống và trong công tác lai tạo giống vật nuôi 2. Phương pháp: phương pháp giảng dạy tích cực. VI. Hướng dẫn thực hiện môn học: 1.Phạm vi áp dụng môn học: cho sinh viên chuyên ngành chăn nuôi. Hướng dẫn về phương pháp giảng dạy học tập môn học: - Đối với giáo viên, giảng viên: chuẩn bị đầy đủ các phương tiện giảng dạy - Đối với học viên: tham dự đầy đủ các buổi học 3. Những trọng tâm cần chú ý: 4. Tài liệu tham khảo: 1. Nguyễn Chí Bảo (1978). Cơ sở sinh học của nhân giống và nuôi dưỡng gia cầm. NXB. Khoa học và Kỹ thuật. 2. Lê Bá Lịch (2000). Giới thiệu ngành Chăn nuôi Việt Nam (1990-1999). 3. Lê Đình Lương, Phan Cự Nhân;1997. Sở sở di truyền học. NXB Giáo dục, Hà Nội. 4. Lê Duy Thành, Tạ Toàn, Đỗ Lê Thăng, Trần Văn Diễn; 1995. Di truyền học, NXB NN HN. 5. Đỗ Lê Thăng; 2001. Di truyền học quần thể. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. 6. Đỗ Lê Thăng, Giáo trình Di truyền học, NXB Giáo Dục Hà Nội, 1999. 7. Nguyễn Minh Công, Vũ Đức Lưu, Lê Đình Trung, Bài Tập Di truyền, NXB Giáo dục, 2009. 5. Ghi chú và giải thích (nếu có): Kon tum, ngày tháng năm 2018 Trưởng khoa Tổ Bộ môn Giáo viên biên soạn HIỆU TRƯỞNG - Xét tỉ lệ KH của F1: F1: 90 thân đen, mắt tròn : 179 thân đen, mắt dẹt : 91 thân đen, mắt dài : 32 thân trắng, mắt tròn : 58 thân trắng, mắt dẹt : 29 thân trắng, mắt dài ≈ 3 thân đen, mắt tròn : 6 thân đen, mắt dẹt :3 thân đen, mắt dài : 1 thân trắng, mắt tròn : 2 thân trắng, mắt dẹt : 1 thân trắng, mắt dài. - Xét tỉ lệ từng cặp tính trạng: + Về tính trạng màu thân: Thân đen : thân trắng = (90+179+91) : (32+58+29) ≈ 3:1 F1 có tỉ lệ của qui luật phân li => Quả đỏ là tính trạng trội hoàn toàn so với quả vàng. Qui ước: A: quả đỏ; a: quả vàng => cả 2 cá thể P đều mang kiểu gen dị hợp: Aa x Aa + Về tính trạng hình dạng mắt: Mắt tròn : mắt dẹt : mắt dài = (90+32) : (179+58) : (91+29) ≈ 1 :2 :1 F1 có tỉ lệ của qui luật phân li => mắt tròn là tính trạng trội không hoàn toàn so với mắt dài và mắt dẹt là tính trạng trung gian. Qui ước: BB: mắt tròn; Bb: mắt dẹt; bb: mắt dài => cả 2 cá thể P đều mang kiểu gen dị hợp: Bb x Bb - Xét chung 2 cặp tính trạng: (3 thân đen : 1 thân trắng) x ( 1 mắt tròn : 2 mắt dẹt : 1 mắt dài) = 3 thân đen, mắt tròn : 6 thân đen, mắt dẹt :3 thân đen, mắt dài : 1 thân trắng, mắt tròn : 2 thân trắng, mắt dẹt : 1 thân trắng, mắt dài = F1. => Vậy 2 cặp tính trạng trên di truyền phân li độc lập. Tổ hợp 2 cặp tính trạng, ta suy ra: P: AaBb (thân đen, mắt dẹt) x AaBb (thân đen, mắt dẹt) - Sơ đồ lai minh họa: P: (thân đen, mắt dẹt) AaBb x AaBb (thân đen, mắt dẹt) G: AB: Ab:aB:ab AB: Ab:aB:ab F1: AB Ab aB ab AB AABB AABb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb ***Kết quả: + KG: 3A-BB : 6A-Bb : 3A-bb: 1aaAA : 2aaBb : 1aabb + KH: 3 thân đen, mắt tròn : 6 thân đen, mắt dẹt :3 thân đen, mắt dài : 1 thân trắng, mắt tròn : 2 thân trắng, mắt dẹt : 1 thân trắng, mắt dài.
File đính kèm:
- bai_giang_di_truyen_dong_vat_pham_thi_tam.doc