Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.
Bài học
Di truyền ngoài nhân
Mục tiêu bài học
Sau bài này, em giải thích được vì sao gene trong ti thể và lục lạp di truyền theo dòng mẹ, phân biệt được dấu hiệu của di truyền ngoài nhân với di truyền trong nhân qua kết quả lai thuận nghịch, và phân biệt được di truyền ngoài nhân với di truyền liên kết giới tính — hai hiện tượng dễ nhầm vì cùng cho lai thuận nghịch khác nhau.
Kiến thức nền cần nhớ
Ở lớp 10, em đã học ti thể và lục lạp là hai bào quan có màng kép, tự tổng hợp một phần protein riêng nhờ mang DNA dạng vòng của chính mình, khác với DNA trong nhân (prior-grade review). Bài trước em vừa học một hiện tượng lai thuận nghịch khác nhau — di truyền liên kết X (same-grade bridge). Bài này giới thiệu MỘT lý do khác, hoàn toàn khác cơ chế, cũng khiến lai thuận nghịch khác nhau: gene không nằm trong nhân, mà nằm ngay trong hai bào quan đó.
Khởi động
Trứng của hầu hết sinh vật mang rất nhiều tế bào chất — chứa đầy đủ ti thể, ở thực vật có cả lục lạp — trong khi tinh trùng hay hạt phấn gần như chỉ mang nhân, gần như không mang tế bào chất đáng kể nào. Nếu một gene nằm trong tế bào chất chứ không nằm trong nhân, hợp tử sẽ nhận gene đó chủ yếu từ ai — bố hay mẹ?
Kiến thức trọng tâm
Ti thể và lục lạp đều mang DNA dạng vòng riêng, quy định một số tính trạng của chính bào quan đó. Vì các bào quan này nằm trong tế bào chất, không nằm trong nhân, các gene trên DNA của chúng được gọi là gene ngoài nhân (hay gene tế bào chất, cytoplasmic gene). Khi thụ tinh, trứng đóng góp gần như toàn bộ tế bào chất cho hợp tử — mang theo mọi ti thể (và lục lạp ở thực vật) — trong khi tinh trùng hay hạt phấn chỉ đóng góp phần nhân, gần như không mang tế bào chất đáng kể. Kết quả là gene ngoài nhân của hợp tử gần như hoàn toàn có nguồn gốc từ MẸ, bất kể kiểu hình của bố là gì — gọi là di truyền theo dòng mẹ (maternal inheritance).
Vì đời con luôn giống mẹ, phép lai thuận và phép lai nghịch của một gene ngoài nhân cho kết quả khác nhau — giống ở chỗ đó với gene liên kết X đã học. Nhưng có một điểm khác biệt mấu chốt để phân biệt hai hiện tượng: với gene ngoài nhân, CẢ con trai lẫn con gái đều giống mẹ NHƯ NHAU, không phân biệt theo giới tính; còn với gene liên kết X, hai giới cho tỉ lệ hoặc kiểu hình khác nhau (như đã thấy ở bài trước, con trai và con gái nhận kết quả không giống nhau). Kiểm tra xem kết quả có phân biệt theo giới hay không chính là cách nhanh nhất để tách hai hiện tượng này khi làm bài.
Hiện tượng này được nhà thực vật học người Đức Carl Correns ghi nhận từ năm 1909 khi nghiên cứu chính loài hoa phấn (Mirabilis jalapa) — ông lai những cây có lá đốm (một phần lá mất diệp lục) với cây lá xanh bình thường theo cả hai chiều, và nhận thấy màu lá của đời con luôn đi theo cây mẹ, không hề phụ thuộc cây bố, trước cả khi người ta biết lục lạp mang DNA riêng của mình.
Điểm phân biệt then chốt với di truyền liên kết giới tính: di truyền ngoài nhân không phân biệt theo giới, cả trai lẫn gái đều giống mẹ.
Ví dụ
Phép lai thuận nghịch ở cây hoa phấn lá đốm (di truyền lục lạp)
1
Ở cây hoa phấn (Mirabilis jalapa), tính trạng lá đốm (có vùng lá không màu xanh, do lục lạp không đồng nhất giữa các tế bào) hoặc lá xanh đều do gene trên DNA lục lạp quy định. Thực hiện hai phép lai thuận nghịch: (1) mẹ lá đốm × bố lá xanh; (2) mẹ lá xanh × bố lá đốm. Xác định kiểu hình lá của đời con ở mỗi phép lai.
2
Ta thừa nhận gene quy định màu lá chỉ nằm trên DNA lục lạp, hạt phấn (giao tử đực) không truyền tế bào chất — do đó không truyền lục lạp — cho hợp tử.
3
Hợp tử nhận lục lạp gần như hoàn toàn từ trứng của mẹ (lá đốm), hạt phấn của bố không đóng góp lục lạp đáng kể. Vậy đời con mang lục lạp của mẹ, biểu hiện lá đốm.
4
Hợp tử nhận lục lạp từ trứng của mẹ (lá xanh); lục lạp của bố (lá đốm) trong hạt phấn không được truyền. Vậy đời con mang lục lạp của mẹ, biểu hiện lá xanh — dù bố lá đốm.
5
Vậy ở cả hai phép lai, đời con đều giống MẸ về tính trạng lá, không phụ thuộc kiểu hình của bố: phép lai (1) cho 100% lá đốm, phép lai (2) cho 100% lá xanh — kết quả lai thuận nghịch khác nhau hoàn toàn, đúng đặc điểm của di truyền ngoài nhân theo dòng mẹ.
Ví dụ
So sánh phép lai thuận nghịch của một gene trong nhân và một gene ngoài nhân (dạng đề kiểm tra)
1
Ở một loài, tính trạng (1) màu hạt do một gene trên nhiễm sắc thể thường quy định, tính trạng (2) khả năng quang hợp bình thường/kém do một gene trên DNA lục lạp quy định. Cho biết lai thuận và lai nghịch đối với tính trạng (1) luôn cho cùng một kết quả, còn lai thuận và lai nghịch đối với tính trạng (2) cho hai kết quả khác nhau — đời con của mỗi phép lai luôn giống cây mẹ. Lập bảng phân biệt hai kiểu di truyền và nêu vị trí gene tương ứng.
2
Lai thuận và lai nghịch cho cùng kết quả — dấu hiệu của gene trong nhân, trên nhiễm sắc thể thường: cả bố lẫn mẹ đều đóng góp một nhiễm sắc thể mang gene này ngang nhau qua nhân của giao tử, vai trò bố mẹ đối xứng nhau.
3
Lai thuận và lai nghịch cho kết quả khác nhau, đời con luôn giống mẹ — dấu hiệu của gene ngoài nhân, trên DNA lục lạp: lục lạp truyền qua tế bào chất của trứng, hạt phấn không đóng góp tế bào chất, nên vai trò bố mẹ không đối xứng.
4
| Đặc điểm | Gene trong nhân (tính trạng 1) | Gene ngoài nhân (tính trạng 2) |
|---|---|---|
| Kết quả lai thuận và lai nghịch | Giống nhau | Khác nhau, đời con giống mẹ |
| Vị trí gene | Trên nhiễm sắc thể trong nhân | Trên DNA của lục lạp (tế bào chất) |
| Vai trò của bố | Đóng góp một nhiễm sắc thể ngang với mẹ | Gần như không truyền tế bào chất cho hợp tử |
5
Vậy tính trạng (1) do gene trong nhân trên nhiễm sắc thể thường quy định; tính trạng (2) do gene ngoài nhân trên DNA lục lạp quy định, di truyền theo dòng mẹ.
Bước 4 là bước phân biệt then chốt giữa di truyền ngoài nhân và di truyền liên kết giới tính — cả hai đều cho lai thuận nghịch khác nhau, nhưng chỉ một trong hai phân biệt theo giới.
Sai lầm thường gặp
Sai lầm hay gặp nhất là nhầm di truyền ngoài nhân với di truyền liên kết giới tính, vì cả hai đều cho lai thuận và lai nghịch khác nhau. Cách phân biệt chắc chắn: di truyền ngoài nhân không phân biệt theo giới — con trai và con gái giống mẹ NHƯ NHAU; còn liên kết giới tính luôn cho kết quả khác nhau GIỮA hai giới. Một số bệnh do đột biến DNA ti thể ở người — ảnh hưởng đến một số mô cơ và thần kinh cần nhiều năng lượng — cũng di truyền theo dòng mẹ; đây là một yếu tố di truyền được ghi nhận trong y học, không phải điều gì đáng trách ở người mẹ mang gene đó.
Luyện tập có hướng dẫn
Luyện tập độc lập
Kiểm tra nhanh
Ghi nhớ
Gene trên DNA ti thể và lục lạp di truyền theo dòng mẹ, vì trứng mang tế bào chất còn hạt phấn hay tinh trùng thì không. Lai thuận và lai nghịch cho kết quả khác nhau, đời con luôn giống mẹ. Khác với di truyền liên kết giới tính, di truyền ngoài nhân KHÔNG phân biệt theo giới — cả con trai và con gái đều giống mẹ như nhau.
Năm bài vừa qua đã đủ để em giải hầu hết các dạng bài về liên kết gene, hoán vị gene, bản đồ di truyền và di truyền giới tính/ngoài nhân — bốn kiểu di truyền có dấu hiệu nhận biết khác nhau rõ rệt. Bài Ôn tập tiếp theo không thêm kiến thức mới, mà luyện cách NHẬN RA đúng kiểu di truyền nào đang chi phối một bài toán, rồi áp dụng đúng công cụ đã học.
Ở lớp 10, em đã học ti thể và lục lạp là hai bào quan có màng kép, tự tổng hợp một phần protein riêng nhờ mang DNA dạng vòng của chính mình, khác với DNA trong nhân (prior-grade review). Bài trước em vừa học một hiện tượng lai thuận nghịch khác nhau — di truyền liên kết X (same-grade bridge). Bài này giới thiệu MỘT lý do khác, hoàn toàn khác cơ chế, cũng khiến lai thuận nghịch khác nhau: gene không nằm trong nhân, mà nằm ngay trong hai bào quan đó.
Ti thể và lục lạp đều mang DNA dạng vòng riêng, quy định một số tính trạng của chính bào quan đó. Vì các bào quan này nằm trong tế bào chất, không nằm trong nhân, các gene trên DNA của chúng được gọi là gene ngoài nhân (hay gene tế bào chất, cytoplasmic gene). Khi thụ tinh, trứng đóng góp gần như toàn bộ tế bào chất cho hợp tử — mang theo mọi ti thể (và lục lạp ở thực vật) — trong khi tinh trùng hay hạt phấn chỉ đóng góp phần nhân, gần như không mang tế bào chất đáng kể. Kết quả là gene ngoài nhân của hợp tử gần như hoàn toàn có nguồn gốc từ MẸ, bất kể kiểu hình của bố là gì — gọi là di truyền theo dòng mẹ (maternal inheritance).
Vì đời con luôn giống mẹ, phép lai thuận và phép lai nghịch của một gene ngoài nhân cho kết quả khác nhau — giống ở chỗ đó với gene liên kết X đã học. Nhưng có một điểm khác biệt mấu chốt để phân biệt hai hiện tượng: với gene ngoài nhân, CẢ con trai lẫn con gái đều giống mẹ NHƯ NHAU, không phân biệt theo giới tính; còn với gene liên kết X, hai giới cho tỉ lệ hoặc kiểu hình khác nhau (như đã thấy ở bài trước, con trai và con gái nhận kết quả không giống nhau). Kiểm tra xem kết quả có phân biệt theo giới hay không chính là cách nhanh nhất để tách hai hiện tượng này khi làm bài.
Hiện tượng này được nhà thực vật học người Đức Carl Correns ghi nhận từ năm 1909 khi nghiên cứu chính loài hoa phấn (Mirabilis jalapa) — ông lai những cây có lá đốm (một phần lá mất diệp lục) với cây lá xanh bình thường theo cả hai chiều, và nhận thấy màu lá của đời con luôn đi theo cây mẹ, không hề phụ thuộc cây bố, trước cả khi người ta biết lục lạp mang DNA riêng của mình.
Ở một loài, tính trạng (1) màu hạt do một gene trên nhiễm sắc thể thường quy định, tính trạng (2) khả năng quang hợp bình thường/kém do một gene trên DNA lục lạp quy định. Cho biết lai thuận và lai nghịch đối với tính trạng (1) luôn cho cùng một kết quả, còn lai thuận và lai nghịch đối với tính trạng (2) cho hai kết quả khác nhau — đời con của mỗi phép lai luôn giống cây mẹ. Lập bảng phân biệt hai kiểu di truyền và nêu vị trí gene tương ứng.
Đặc điểm
Gene trong nhân (tính trạng 1)
Gene ngoài nhân (tính trạng 2)
Kết quả lai thuận và lai nghịch
Giống nhau
Khác nhau, đời con giống mẹ
Vị trí gene
Trên nhiễm sắc thể trong nhân
Trên DNA của lục lạp (tế bào chất)
Vai trò của bố
Đóng góp một nhiễm sắc thể ngang với mẹ
Gần như không truyền tế bào chất cho hợp tử
Sai lầm hay gặp nhất là nhầm di truyền ngoài nhân với di truyền liên kết giới tính, vì cả hai đều cho lai thuận và lai nghịch khác nhau. Cách phân biệt chắc chắn: di truyền ngoài nhân không phân biệt theo giới — con trai và con gái giống mẹ NHƯ NHAU; còn liên kết giới tính luôn cho kết quả khác nhau GIỮA hai giới. Một số bệnh do đột biến DNA ti thể ở người — ảnh hưởng đến một số mô cơ và thần kinh cần nhiều năng lượng — cũng di truyền theo dòng mẹ; đây là một yếu tố di truyền được ghi nhận trong y học, không phải điều gì đáng trách ở người mẹ mang gene đó.
Năm bài vừa qua đã đủ để em giải hầu hết các dạng bài về liên kết gene, hoán vị gene, bản đồ di truyền và di truyền giới tính/ngoài nhân — bốn kiểu di truyền có dấu hiệu nhận biết khác nhau rõ rệt. Bài Ôn tập tiếp theo không thêm kiến thức mới, mà luyện cách NHẬN RA đúng kiểu di truyền nào đang chi phối một bài toán, rồi áp dụng đúng công cụ đã học.