Giải chi tiết Sinh học 12 KNTT bài 15 Di truyền gene ngoài nhân

Mở đầu:

Ở người, sự di truyền bệnh cơ ti thể (gây suy yếu và thoái hoá cơ) phụ thuộc hoàn toàn vào mẹ, khi mẹ bị bệnh thì các con đều bị bệnh bất kể là bố có bị bệnh hay không. Hiện tượng này được giải thích như thế nào?

Bài làm chi tiết:

Giải thích: Hiện tượng này là do di truyền theo dòng mẹ (hay còn gọi là di truyền gene ngoài nhân) khiến đời con có các đặc điểm giống hệt mẹ.

I. THÍ NGHIỆM CỦA CORRENS VỀ DI TRUYỀN GENE NGOÀI NHÂN

Câu 1: Quan sát Bảng 15.1, hãy nhận xét chung về kết quả các phép lai trong bảng và giải thích.

Bài làm chi tiết:

- Kết quả các phép lai thuận nghịch ở trên: màu lá của đời con hoàn toàn phụ thuộc vào màu lá của cây mẹ mà không chịu ảnh hưởng bởi màu lá của cây bố. 

- Giải thích: do tính trạng màu sắc lá ở cây hoa bốn giờ không di truyền theo quy luật Mendel mà di truyền theo mẹ.

II. ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỀN GENE NGOÀI NHÂN

Câu 1: Dựa vào đặc điểm nào người ta có thể nhận biết được tính trạng di truyền do gene ngoài nhân?

Bài làm chi tiết:

Người ta có thể nhận biết được tính trạng di truyền do gene ngoài nhân dựa vào các đặc điểm sau:

• Kết quả phép lai thuận nghịch là khác nhau, tính trạng được di truyền theo dòng mẹ và biểu hiện ở cả hai giới.

• Trong di truyền gene ngoài nhân, vai trò của các giao tử đực và giao tử cái không ngang nhau mà vai trò chủ yếu thuộc về tế bào chất của giao tử cái.

• Gene ngoài nhân nằm trên các phân tử DNA dạng vòng nhỏ trong ti thể, lục lạp, các gene này không tồn tại thành từng cặp allele như gene trong nhân nên chỉ cần một allele là được biểu hiện ra kiểu hình.

• Các gene ngoài nhân mặc dù được truyền từ mẹ nhưng các cá thể con của cùng một mẹ có thể nhận được số lượng các allele khác nhau dẫn đến có thể có các kiểu hình khác nhau.

• Không có sự tái tổ hợp gene ngoài nhân trong quá trình thụ tinh.

III. ỨNG DỤNG CỦA DI TRUYỀN GENE NGOÀI NHÂN

Câu 1: Những nghiên cứu về hiện tượng di truyền gene ngoài nhân được ứng dụng như thế nào trong thực tiễn?

Bài làm chi tiết:

Ứng dụng của những nghiên cứu về hiện tượng di truyền gene ngoài trong thực tiễn:

• Y học: Ở người có một số bệnh do gene nằm trong ti thể quy định như cơ ti thể, tiểu đường, tim mạch, Alzheimer, Leigh,... Sự phát triển của khoa học và công nghệ ngày nay đã có thể giúp các bà mẹ mắc bệnh do gene ti thể sinh ra đời con khoẻ mạnh bằng kĩ thuật loại trừ gene gây bệnh trong ti thể ở đời con. 

• Ở thực vật, bất dục đực tế bào chất là tính trạng do nhiều đột biến gene nằm trong ti thể gây ra, làm cho cây không tạo ra được hạt phấn hữu thụ nhưng không ảnh hưởng đến việc hình thành trứng. Phát hiện này được ứng dụng và đem lại bước tiến lớn trong công tác lai tạo giống cây trồng, đặc biệt là đối với các giống cây trồng có hoa lưỡng tính tự thụ phấn.

• Do mỗi gene trong ti thể có một số lượng lớn bản sao và di truyền theo dòng mẹ nên các nhà khoa học thường giải trình tự nucleotite trên DNA của ti thể để xây dựng cây phân loại của các nhóm sinh vật, truy tìm nguồn gốc chủng tộc loài người,...

• Ngoài ra, việc giải trình tự gene trong ti thể còn được áp dụng trong công tác pháp y nhằm xác định hài cốt liệt sĩ và nhân thân các nạn nhân trong các vụ tai nạn cũng như xác định quan hệ huyết thống ở người,..

Câu 2: Đặc điểm nào của hệ gene ti thể khiến các nhà khoa học thường giải trình tự hệ gene này để xác định nhân thân ở người trong trường hợp các mẫu vật đem phân tích đã bị huỷ hoại nghiêm trọng bởi các yếu tố môi trường (ví dụ như hài cốt)?

Bài làm chi tiết:

Do mỗi gene trong ti thể có một số lượng lớn bản sao và di truyền theo dòng mẹ nên các nhà khoa học thường giải trình tự nucleotite trên DNA của ti thể để xác định nhân thân ở người trong trường hợp các mẫu vật đem phân tích đã bị huỷ hoại nghiêm trọng bởi các yếu tố môi trường (ví dụ như hài cốt).

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: Sự di truyền các tính trạng do gene ngoài nhân quy định có gì khác so với các tính trạng được quy định bởi các gene trong nhân?

Bài làm chi tiết:

Sự khác nhau giữa sự di truyền các tính trạng do gene ngoài nhân quy định và các tính trạng được quy định bởi các gene trong nhân:

Câu 2: Hãy tìm hiểu thêm những ứng dụng thực tiễn của hiện tượng di truyền gene ngoài nhân trong y học và nông nghiệp qua sách báo, internet,...

Bài làm chi tiết:

Một số ứng dụng thực tiễn của hiện tượng di truyền gene ngoài nhân trong y học và nông nghiệp:

• Trong y học:

• Nghiên cứu bệnh lý: giúp nghiên cứu và hiểu rõ hơn về các bệnh như cơ ti thể, tiểu đường, tim mạch, Alzheimer, Leigh,... Điều này cung cấp cơ sở cho việc phát triển phương pháp điều trị và phòng ngừa bệnh.

• Nghiên cứu về lão hóa: mở ra cơ hội để hiểu biết hơn về quy trình lão hóa và các bệnh liên quan đến tuổi già, cũng như phát triển các phương pháp mới để ngăn chặn quá trình lão hóa.

• Trong nông nghiệp:

• Nghiên cứu giống cây trồng: cung cấp thông tin quan trọng về cơ chế di truyền của một số tính trạng quan trọng trong cây trồng, giúp phát triển các dòng cây trồng chịu nhiệt độ cao, kháng bệnh và năng suất cao hơn.

• Phát triển cây trồng chịu hạn và môi trường khắc nghiệt, giúp nâng cao sức chịu đựng và năng suất của cây trồng trong điều kiện khí hậu biến đổi.