Lý thuyết Sinh 12 Chân trời sáng tạo Bài 9: Di truyền gene ngoài nhân

Với tóm tắt lý thuyết Sinh 12 Bài 9: Di truyền gene ngoài nhân hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Sinh học 12.

Lý thuyết Sinh 12 Chân trời sáng tạo Bài 9: Di truyền gene ngoài nhân

TRẮC NGHIỆM ONLINE

I. THÍ NGHIỆM CỦA CORRENS VỀ DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN

1. Bối cảnh ra đời của thí nghiệm Correns

- Năm 1892, Correns (1864 – 1933), nhà di truyền học thực vật người Đức đã khám phá lại các quy luật di truyền của Mendel.

- Trong quá trình nghiên cứu ông đã phát hiện màu lá loang lổ (lá khảm) ở cây hoa phấn (Mirabilis jalapa) không tuân theo quy luật Mendel: Từ những cành có lá xanh chỉ mọc ra những nhánh có lá xanh, những cành có lá trắng chỉ cho ra những nhánh có lá trắng, những cành có lá khảm có thể mọc ra những cành có lá khảm, cành có lá xanh và cành có lá trắng. Từ đó, ông đưa ra giả thuyết “gene quy định tính trạng màu lá của cây hoa phấn không nằm trên nhiễm sắc thể trong nhân”.

- Năm 1909, Correns công bố về sự tồn tại của gene ngoài nhân và sự di truyền các tính trạng do gene ngoài nhân quy định di truyền theo dòng mẹ.

→ Khi nói đến di truyền ngoài nhân là nói đến Correns vì Correns là người đầu tiên đã công bố về sự tồn tại của các gene ngoài nhân và sự di truyền các tính trạng di gene ngoài nhân quy định di truyền theo dòng mẹ.

2. Thí nghiệm chứng minh gene ngoài nhân của Correns

- Correns đã tiến hành các phép lai trên cây hoa phấn:

Sơ đồ lai trên cây hoa phấn của Correns

- Kết quả thu được trong bảng bên dưới:

Thế hệ bố/mẹ	♂ Lá trắng	♂ Lá xanh	♂ Lá khảm
♀ Lá trắng	100% lá trắng	100% lá trắng	100% lá trắng
♀ Lá xanh	100% lá xanh	100% lá xanh	100% lá xanh
♀ Lá khảm	Lá xanh	Lá xanh	Lá xanh
	Lá trắng	Lá trắng	Lá trắng
	Lá khảm	Lá khảm	Lá khảm

- Nhận xét kết quả thí nghiệm: Trong hầu hết các phép lai thuận nghịch, màu lá của đời con hoàn toàn phụ thuộc vào màu lá của các cành cây mẹ, không chịu ảnh hưởng bởi các cành cây bố.

- Từ kết quả thí nghiệm trên, Correns rút ra kết luận: Gene quy định tổng hợp chất diệp lục ở lá cây không nằm trong nhân mà nằm ở lục lạp và trong quá trình thụ tinh, giao tử đực hầu như không truyền tế bào chất cho hợp tử → Đời con chỉ nhận các gene trong tế bào chất của giao tử cái → Correns gọi hiện tượng di truyền này là di truyền ngoài nhân.

Cơ sở tế bào của di truyền ngoài nhân ở cây hoa phấn (Mirabilis jalapa)

+ Đời con đều có kiểu hình giống mẹ chứng tỏ gene quy định màu lá trong trường hợp này không nằm trong nhân mà nằm trong tế bào chất (trong lục lạp) vì tinh trùng chỉ truyền nhân cho tế bào trứng mà không truyền tế bào chất. Hợp tử phát triển dựa trên khối tế bào chất của trứng từ mẹ nên các gene trong tế bào chất của trứng đều được truyền cho con dẫn tới đời con sinh ra hầu hết đều có màu lá giống mẹ.

+ Ở các phép lai có mẹ lá khảm (tế bào chất chứa cả lục lạp màu xanh và màu trắng) thì ở đời con, ngoài kiểu hình lá khảm giống mẹ còn xuất hiện thêm 2 kiểu hình là lá xanh và lá trắng. Đó là do sự phân chia không đồng đều và ngẫu nhiên của các lục lạp trong phân bào dẫn đến có các tế bào chỉ nhận được lục lạp màu xanh hoặc màu trắng (cho ra lá màu xanh hoặc màu trắng khác mẹ) và có những tế bào nhận được cả hai loại lục lạp cho ra lá khảm (giống mẹ).

II. ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN

Hệ thống di truyền ngoài nhân có các đặc điểm sau:

- Về hàm lượng DNA:

+ Các phân tử DNA ti thể và lục lạp có kích thước nhỏ, do đó, hệ gene trong tế bào chất chứa ít gene. Ví dụ: Ở người, hệ gene ti thể có khoảng 37 gene.

+ Mỗi gene trong tế bào chất thường có rất nhiều bản sao vì số lượng ti thể hoặc lục lạp trong mỗi tế bào thường rất lớn.

+ Các gene trong tế bào chất có khả năng bị đột biến cao (cao hơn 10 lần so với gene trong nhân).

Hệ thống di truyền của người

- Về phương thức di truyền:

+ Trong quá trình phân bào, gene trong tế bào chất được di truyền một cách ngẫu nhiên, do đó, các tế bào con có thể có số lượng gene trong tế bào chất khác nhau.

+ Trong di truyền ngoài nhân, vai trò của giao tử đực và giao tử cái không ngang nhau như gene trên NST, gene tế bào chất của hợp tử chủ yếu nhận từ trứng, nghĩa là tinh trùng hầu như không di truyền tế bào chất cho hợp tử → Kết quả phép lai thuận và lai nghịch khác nhau, tính trạng di truyền theo dòng mẹ và biểu hiện ở cả hai giới.

III. ỨNG DỤNG CỦA GENE DI TRUYỀN NGOÀI NHÂN

1. Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp

- Tính trạng bất thụ đực (cây không tạo được hạt phấn hữu thụ) do gene đột biến nằm trong ti thể quy định.

- Trong kĩ thuật lai tạo giống lúa, người ta đã sử dụng cây bất thụ đực là cây mẹ nên các gene bất thụ đực sẽ được di truyền qua các thế hệ tiếp theo. Do đó, dòng mẹ bất thụ đực được duy trì và nhân lên để cung cấp đủ số lượng cho sản xuất hạt giống.

- Việc sử dụng các dòng bất thụ đực đã giúp lai giống mà không mất công khử đực trên cây mẹ, mang lại giá trị không nhỏ trong công tác tạo giống lúa lai có năng suất cao, chất lượng tốt.

Ứng dụng bất thụ đực để lai tạo giống lúa chất lượng cao

2. Ứng dụng trong y học

- Ở người, một số bệnh do gene ở ti thể quy định như: bệnh động kinh, tiểu đường, tim mạch, Alzheimer, Leigh,...

- Có thể ứng dụng kĩ thuật thụ tinh trong ống nghiệm (TPIVF) để hạn chế sinh con mắc bệnh do gene trong ti thể gây nên:

+ Phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm (TPIVF) được ứng dụng nhằm sinh ra các em bé từ một cha và hai mẹ đã giúp những phụ nữ mắc bệnh do gene trong ti thể bị đột biến có thể sinh con không mắc bệnh.

+ Phương pháp TPIVF được thực hiện như sau: Lấy nhân từ trứng của người mẹ bị bệnh di truyền tế bào chất rồi chuyển vào trứng đã loại bỏ nhân (vẫn chứa DNA ti thể) từ người cho trứng không bị bệnh di truyền tế bào chất; cho thụ tinh nhân tạo giữa trứng chuyển nhân với tinh trùng của người bố, sau đó đưa trứng đã thụ tinh trở lại tử cung của người mẹ; con sinh ra khỏe mạnh, có hệ gene trong nhân của bố và mẹ (cho nhân), có hệ gene trong tế bào chất của người cho trứng đã loại bỏ nhân.

Sơ đồ mô tả phương pháp loại trừ gene gây bệnh Alzheimer trong ti thể ở đời con

3. Ứng dụng trong nghiên cứu sự tiến hoá

- Giải trình tự gene trong ti thể giúp xây dựng cây phát sinh chủng loại, truy tìm nguồn gốc của các loài, cũng có thể ứng dụng trong giám định pháp y hay xác định mối quan hệ huyết thống.

- Ví dụ: Nguồn gốc của loài người được xác định bằng phương pháp giải trình tự gene ti thể của các bộ xương hóa thạch từ các loài người đã tuyệt chủng và so sánh với hệ gene trong ti thể của các chủng tộc người đang sống ở các châu lục.

Xét nghiệm huyết thống theo dòng mẹ

TRẮC NGHIỆM ONLINE

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Sinh học lớp 12 Chân trời sáng tạo hay khác:

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 8: Các quy luật di truyền của Morgan và di truyền giới tính

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 10: Mối quan hệ giữa kiểu gene - kiểu hình - môi trường

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 11: Thực hành: Thí nghiệm về thường biển ở cây trồng

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 12: Thành tựu chọn, tạo giống bằng phương pháp lai hữu tính

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 13: Di truyền quần thể

• Lý thuyết Sinh 12 Bài 14: Di truyền học người

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải sgk Sinh học 12 Chân trời sáng tạo
• Giải Chuyên đề Sinh 12 Chân trời sáng tạo
• Giải SBT Sinh học 12 Chân trời sáng tạo
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)

---