Di truyền học Phân tử

Phần di truyền học phân tử
Cấu tạo của 1 nucleotide
*Bazơ nitric goàm 2 nhoùm :
- Bazô purin + Adenin ( A )
+ Guanin ( G )
- Bazô pyrimidin + Timin ( T )
+ Xytozin ( X )
Đường pentose: Đây là đường 5 các bon có 2 loại:
Cấu tạo phân tử ADN
- Phân tử ADN gồm hai mạch Polynucleotit bổ sung cho nhau tạo thành một chuỗi lò xo khép kín. Hai mạch được gắn với nhau bằng các liên kết theo nguyên tắc bổ sung, tức là A c?a m?ch don n�y liên kết với T của mạch kia và ngược lại, G liên kết với X. A = T�; G = X
Trong bất kì phân tử ADN nào thì tổng base purin cũng bằng tổng base pirimiđin�:
A + G = T+ X hoặc A + X = T+ G
- Hai mạch polynucleotit là đối song song và bằng nhau. Mỗi chuỗi có một đầu mang nhóm P tự do gắn vào C5 của đường pentose gọi là đầu 5` P. Còn đầu kia có nhóm OH gắn vị trí C3 nên gọi là đầu 3`OH. Hai mạch có dầu ngược nhau như sau�:
5`P 3`OH
3`OH 5`P
Câu hỏi thảo luận
Tại sao trong cấu trúc không gian của phân tử
ADN 2 mạch đơn chỉ có thể song song và ngược chiều nhau mà không thể cùng chiều?
Một số vấn đề cần lưu ý về BT
. MOÄT SOÁ KiẾN THÖÙC CÔ BAÛN :
- Kích thöôùc cuûa 1 nucleotit hay riborucleotit laø : 3.4 A0
- Khoái löôïng phaân töû cuûa 1 nucleotit laø : 300 ñvc
- Moãi chu kyø xoaén coù 10 caëp nucleotit.
- Theo nguyeân taéc boå sung (NTBS) :
A lieân keát vôùi T baèng 2 caàu noái hiñroâ
G lieân keát vôùi X baèng3 caàu noái hiñroâ.
Một số vấn đề cần lưu ý về BT
3. CAÙC KÍ HIEÄU :
- Chieàu daøi phaân töû ADN hay gen : L
- Khoái löôïng phaân töû ADN hay gen : M
- Soá löôïng nucleâotit cuûa ADN hay gen : N
- Caùc loaïi ñôn phaân cuûa ADN:
+ Caû phaân töû ADN hay gen : A ; T ; G ; X
+ Maïch ñôn 1 : A1 ; T1 ; G1 ; X1
+ Maïch ñôn 2 : A2 ; T2 ; G2 ; X2
+ Phaân töû mARN : Am ; Um ; Gm ; Xm
MỘT SỐ PHƯƠNG ÁN :


ĐỂ TÍNH SỐ NUCLÊOTIT MỖI LOẠI CỦA PHÂN TỬ ADN:
(A ; T ; G ; X )
- Khi muốn tính số nucleotit mỗi loại của gen (hay phân tử AND ) ta cần phân tích kỹ các dữ kiện của đề bài từ đó lựa chọn phương án giải khác nhau. Sau đây là các phương án cụ thể :
Ví dụ 1
Cho biết số liên kết hiđro của gen là 3900 ; tỷ lệ % của A = 30% tổng số nucleotit. Tính số lượng Nu mỗi loại của gen ?
Cho biết số liên kết hiđrô của gen là 3900. phân tử ADN dài 5100 A0. tính số Nu mỗi loại của gen ?
Ví dụ 3
Xét 2 cặp gen dị hợp của một cá thể. Cặp gen thứ nhất (Bb) dài 5100 A0, alen trội (B )có 3900 liên kết hidrô, alen lặn của nó (b ) có số lượng từng loại nucleôtit bằng nhau . Cặp gen thứ hai ( Cc) dài 3400 A0, alen trội (C) chứa 20% adenin, alen lặn của nó (c) có số lượng từng loại nucleôtit bằng nhau. Trong trường hợp không có đột biến, hãy cho biết :
Số lượng từng loại nucleôtit có trong một tế bào sinh dưỡng của cá thể đó.
Các kiểu gen có thể có liên quan với 2 cặp gen nêu trên.
Các loại giao tử có thể được tạo thành và số lượng từng loại nucleôtit của từng loại giao tử được tạo thành .
Ví dụ 4
Gen B có khối lượng phân tử là 720000 dvC , có hiệu gi?a A v?i nuclêôtit không bổ sung với nó là 30% số nuclêôtit của gen. Mạch 1 của gen có 360A và 140G .Khi gen B sao mã đã lấy của môi trường nội bào 1200 U.
1.Xác định chiều dài của gen , cho biết khối lượng phân tử một nuclêôtit bằng 300 đvC.
2.Qúa trình tự sao từ gen B đã diễn ra liên tiếp ba đợt. Hãy xác định :
a.Số nuclêôtit từng loại của môi trường nội bào cung cấp cho quá trình tự sao nói trên là bao nhiêu?
b/Số nclêôtit từng loại trong tổng số gen mới được tạo thành ở đợt tự sao cuối cùng là bao nhiêu?
3. Môi trường nội bào đã cung cấp bao nhiêu ribônuclêôtit từng loại cho quá trình sao mã của gen B?
Ví dụ 5
Một gen có chiều dài 5100 A0, trong đó hiệu số giữa nuclêôtit loại A với một loại nuclêôtit khác là 300. Trong mạch đơn thứ nhất có số nuclêôtit loaị T là 400 và bằng số nuclêôtit loại G của mạch đơn thứ hai.
Hãy tìm số lượng ribônuclêôtit mỗi loại của mARN được tổng hợp từ gen đó? Cho biết môi trường tế bào đã cung cấp 500 ribônuclêôtit loại A cho quá trình tổng hợp mARN.

Câu hỏi thảo luận
Đặc điểm quan trọng nhất trong cấu trúc của DNA là gì?
Mô hình Watson-Crick (DNA dạng B) có những đặc điểm gì?
Trong phân tử DNA có mấy loại liên kết hóa học? Mỗi loại có đặc điểm gì?
Ví dụ 6
Giả sử tỉ lệ (A+T)/(G+C) ở một sợi đơn của chuỗi xoắn kép ADN là 0,25:
Hãy cho biết tỉ lệ này trên sợi bổ sung và trên cả phân tử?
Nếu cho rằng 0,25 là của tỉ lệ (A+G)/(T+C), tỉ lệ này trên sợi bổ sung và trên cả phân tử sẽ là bao nhiêu?
Ví Dụ 7
Xác định hàm lượng tương đối (%) của các nucleotide trong ADN của cá hồi. Biết rằng tỉ lệ (A+T)/(G+C) = 1,42
A.PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT MENDEL:
I. NHẬN DẠNG BÀI TOÁN THUỘC ĐỊNH LUẬT MENDEL:
1. Trường hợp 1:
Đề bài đã nêu điều kiện nghiệm đúng của định
luật Mendel:
? Mỗi tính trạng do 1 gen quy định.
? Mỗi gen nằm trên 1 NST.
? Các cặp gen nằm trên các NST tương đồng khác nhau (đối với hai hay nhiều tính).
2. Trường hợp 2:

Nếu đề bài đã xác định tỉ lệ phân ly KH ở đời con:
* Khi lai 1 cặp tính trạng ( do 1 cặp gen quy định) cho KH là 1 trong các tỉ lệ sau:
? 100% đồng tính.

? 1 : 1

? 3 : 1

? 2 : 1 (tỉ lệ của gen gây chết).

? 1 : 2 : 1 (tỉ lệ của di truyền trung gian).
* Khi lai 2 hay nhiều cặp tính trạng cho KH là 1 trong các tỉ lệ sau:

? ( 1 : 1 )n

? ( 3 : 1 )n
? ( 1 : 2 : 1)n
3. Trường hợp 3:

- Nếu đề bài không xác định được tỉ lệ phân ly
KH mà chỉ cho biết 1 KH nào đó của con lai.

* Khi lai 1 cặp tính trạng tỉ lệ 1 KH được biết bằng hoặc là bội số của 25% (hay1/4).

* Khi lai 2 cặp tính trạng mà tỉ lệ 1 KH được
biết bằng hoặc là bội số của 6,25% (hay 1/16).

* Hoặc tỉ lệ 18,75% (hay 3/16).


II. CÁCH GIẢI BÀI TẬP THUỘC ĐỊNH LUẬT MENDEL:

Gồm 3 giai đoạn cơ bản sau:
? Quy ước gen.

? Xác định KG của ? và?.

? Lập sơ đồ lai.


1. BƯỚC 1: Quy ước gen:

* Nếu đề bài chưa quy ước gen thì:
- Cần xác định tính trội, tính lặn rồi mới quy
ước các gen, cách làm như sau:

Nếu từ giả thiết ta biết được 2 cơ thể P mang
tính trạng tương phản và F1 đồng tính (không
có tính trung gian ): thì tính trạng xuất hiện ở F1
là tính trạng trội; từ đó quy ước gen.

2. BƯỚC 2:

? Biện luận để xác định KG, KH của
cặp ? và?.

3. BƯỚC 3:

? Lập sơ đồ lai, nhận xét tỉ lệ KG, KH và giải quyết các yêu cầu khác của đề bài.
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN LIÊN KẾT:

I. NHẬN DẠNG BÀI TOÁN THUỘC QUY LUẬT DI TRUYỀN LIÊN KẾT:

1. Thuộc quy luật liên kết gen hoàn toàn:

* Nếu đề bài cho hoặc có thể xác định được đầy đủ các yếu tố sau đây:
Lai 2 hay nhiều cặp tính trạng có quan hệ trội - lặn.
Ít nhất 1 cơ thể đem lai dị hợp về 2 cặp gen.
Tỉ lệ con lai giống với tỉ lệ của lai 1 cặp
tính trạng của định luật Mendel:

100% ; 1 : 2 : 1 ; 3 : 1 ; 1 : 1
* Cơ thể đem lai dị hợp 3 cặp gen trở lên nằm trên 2 cặp NST tương đồng.
? Nếu KG đó tự thụ phấn (hoặc tự giao phối) cho ở đời con 16 tổ hợp.
? Nếu KG đó lai phân tích cho tỉ lệ con lai là:
1 : 1 : 1 : 1
? Cơ thể dị hợp 3 cặp gen chỉ tạo ra 4 loại giao tử ngang nhau.
? Phải có hiện tượng liên kết gen hoàn toàn.
- Phép lai từ 2 cặp tính trạng trở lên có quan hệ trội - lặn cho tỉ lệ:
KH ở đời con không phải là tỉ lệ
của định luật phân ly độc lập và quy luật liên kết gen hoàn toàn.
2.Thuộc quy luật hoán vị gen:
II. CÁCH GIẢI BÀI TẬP:

1. Quy ước gen.

2. Xác định KG của ? và?.

? Trước hết phải xác định bài toán thuộc quy luật liên kết gen hoàn toàn hay quy luật hoán vị gen.

? Chọn 1 KH phù hợp ở con lai để phân tích
xác định kiểu liên kết gen và KG của ? và?. Đồng
thời xác định thêm tần số hoán vị gen
( nếu có HVG ).


Lưu ý:

KH được chọn để phân tích, cần chú ý đến kiểu hình có ít hoặc chỉ có 1 KG quy định.

3. Lập sơ đồ lai, giải quyết các yêu cầu của đề bài.
C. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP :

NHẬN DẠNG BÀI TOÁN THUỘC QUY
LUẬT TƯƠNG TÁC GEN:

* Nếu đề bài cho biết hoặc từ các dữ kiện của bài toán cho phép xác định được có 1 cặp tính trạng nào đó do từ 2 cặp gen trở lên quy định.

Thí dụ:
* Lai 1 tính trạng cho tỉ lệ KH ở con lai hoặc bằng, hoặc là biến dạng của công thức: ( 3 : 1)n như :
9 : 7 ; 9 : 6 : 1 ;
9 : 3 : 3 : 1 ; 13 : 3 ;
2 : 3 : 1 ; 15 : 1
* Lai phân tích 1 cặp tính trạng cho số tổ hợp ở con lai từ 4 trở lên.
II.CÁCH GIẢI BÀI TOÁN THUỘC QUY LUẬT TƯƠNG TÁC GEN:

Nếu bài toán chỉ cho lai 1 cặp tính trạng,
cũng thực hiện 3 bước.

Phân tích tỉ lệ KH ở con lai. Từ đó
xác định kiểu tương tác và quy ước gen.

b. Biện luận tìm KG của ? và?.

c. Lập sơ đồ lai.
BÀI TOÁN LAI 2 HAY NHIỀU CẶP TÍNH TRẠNG:

a. Bước 1: Quy ước gen.

* Phân tích từng tính trạng ở con lai để xác
định tỉ lệ phân ly của từng cặp tính trạng.

* Nếu ở tính trạng do tương tác gen quy
định thì từ tỉ lệ KH ở con lai xác định kiểu tương tác gen và lập sơ đồ lai phù hợp cho cặp tính trạng đó. Từ đó quy ước gen.

* Nếu có 1 tính trạng do 1 cặp gen chi phối:
biện luận để quy ước gen trội, gen lặn giống
ở bài tập của định luật Mendel và của quy
luật di truyền liên kết.


b. Bước 2: Xác định KG của ? và?.

* Trước hết cần phân tích xem ngoài tương tác gen, còn có quy luật di truyền nào tham gia chi phối phép lai ( phân ly độc lập, liên kết gen hay hoán vị gen).Từ đó chọn cách xác định KG cho phù hợp.

* Cách xác định KG của ? và? giống như ở bài
tập định luật liên kết hay định luật phân ly độc lập.
c. Bước 3:
Lập sơ đồ lai; giải quyết yêu cầu của đề bài.
Ví dụ 1
Cho thỏ cái mắt nâu, màu lông hoang dại lai với thỏ đực mắt màu mơ, lông màu xám , người ta thu được F1 tất cả đều có mắt màu nâu, màu lông hoang dại . cho các thỏ F1 giao phối với nhau được F2 có tỉ lệ kiểu hình phân li như sau :
Tất cả thỏ cái F2 đều có mắt nâu,lông màu hoang dại . Các thỏ đực F2 có tỉ lệ phân li kiểu hình là :
45% mắt nâu, lông màu hoang dại;
45% mắt màu mơ, lông xám ;
5% mắt nâu, lông xám ;
5% mắt màu mơ, lông màu hoang dại .
Hãy giải thích kết quả trên và lập sơ đồ lai từ P đến F2, cho biết mỗi gen quy định một tính trạng.
Ví dụ 2
Ở ruồi giấm, sau khi tiến hành một số phép lai giữa các ruồi cái thân thẫm - mắt trắng và ruồi đực thân nâu - mắt đỏ người ta thu được F1 gồm : tất cả ruồi cái thân nâu- mắt đỏ và tất cả ruồi đực thân nâu- mắt trắng. Sau đó cho F1 tạp giao được F2 gồm : 27 con thân nâu- mắt đỏ, 25 con thân nâu, mắt trắng, 9 con thân thẫm - mắt đỏ, và 8 con thân thẫm - mắt trắng.
Biết rằng mỗi tính trạng do một gen quy định và không có sự khác nhau giựa các con đực và cái ở F2.
Giải thích kết quả trên và viết các sơ đồ lai từ P đến F2 dưói dạng thu gọn.
Ví dụ 3
Khi lai giữa hai cây (P) đều dị hợp hai cặp gen và có kiểu hình hạt đỏ , tròn với nhau thì được thế hệ sau (F1) có tỉ lệ phân li như sau :
54% hạt đỏ, tròn
21% hạt đỏ, dài
21% hạt trắng, tròn
4% hạt trắng, dài.
Hãy xác định kiểu gen và tỉ lệ mỗi loại giao tử của P. Biết rằng mỗi tính trạng trên đều do một gen quy định và nằm trên NST thường.
Ví dụ 4
Ở một loài thực vật, thân cao trội so với thân thấp, hoa đỏ trội so với hoa trắng.
a. Phép lai 1: P: thân cao, hoa đỏ x thân thấp, hoa trắng.
F1 : 45 cây thân cao, hoa đỏ;
45 cây thân thấp, hoa trắng.
5 cây thân thấp, hoa đỏ;
5 cây thân cao, hoa trắng.
b. Phép lai 2:
P : thân cao, hoa đỏ x thân thấp, hoa trắng
F1: 90 cây thân thấp, hoa đỏ.
90 cây thân cao, hoa trắng
10 cây thân cao, hoa đỏ.
10 cây thân thấp, hoa trắng
a. Viết sơ đồ lai cho mỗi phép lai.
b. Cho cây thân cao, hoa đỏ ở phép lai 1 tự thụ phấn thì kết quả phép lai sẽ như thế nào? Viết sơ đồ phép lai.
Ví dụ 5
Dựa vào phép lai và kết quả dưới đây,hãy biện luận để chỉ ra các qui luật di truyền và kiểu gene của bố mẹ trong mỗi phép lai sau:
+P1:Vàng,trơn x Vàng,trơn ? 45v-t;15v-n;16x-t;5x-n.
+ P2:Vàng,nhăn x Vàng,nhăn ? 0; 42 v- n; 0 ;15x-n.
+ P3:Xanh,trơn x Vàng,nhăn ? 31v-t;29 v-n;32 x-t; 30x-n.