Đề cương học kỳ I môn Sinh học Lớp 9
1. CÁC KHÁI NIỆM, THUẬT NGỮ CỦA DI TRUYỀN HỌC
* Tính trạng: Là những đặc điểm về hình thái, cấu tạo, sinh lý của một cơ thể.
VD: Ở đậu Hà Lan có các tính trạng: thân cao, hạt vàng, vỏ trơn, quả lục, hoa đỏ, .
* Cặp tính trạng tương phản: Là hai trạng thái biểu hiện khác nhau của cùng một loại tính trạng.
VD: Hạt trơn và hạt nhăn, thân cao và thân thấp, .
* Giống thuần chủng: Là giống có đặc tính di truyền đồng nhất, các thế hệ sau giống thế hệ trước. (thực tế chỉ nói đến sự thuần chủng về một vài tính trạng nghiên cứu).
* Gen (nhân tố di truyền): Là một đoạn của phân tử ADN có chức năng di truyền nhất định, quy định tính trạng của sinh vật.
VD: Gen A quy định tính trạng hạt vàng, gen a quy định tính trạng hạt xanh.
* Tính trạng trội: Là tính trạng được biểu hiện cả ở cơ thể đồng hợp và dị hợp.
VD: AA, Aa - Hoa đỏ
* Tính trạng lặn: Là tính trạng chỉ được biểu hiện ở cơ thể đồng hợp.
VD: aa - Hoa trắng
* Kiểu hình: là tổ hợp các tính trạng của cơ thể.
VD: Đậu Hà Lan có kiểu hình:Hạt vàng, thân cao, vỏ trơn,.
* Kiểu gen là tổ hợp toàn bộ các gen trong tế bào cơ thể.
VD: Đậu Hà lan có kiểu gen: AaBb
* Thể đồng hợp(đồng hợp tử): Kiểu gen chứa cặp gen gồm 2 gen tương ứng giống nhau.
VD: Đồng hợp 1 cặp tính trạng: AA, aa, BB, bb, .
Đồng hợp 2 cặp tính trạng: AABB, aabb.
* Thể dị hợp: Kiểu gen chứa cặp gen gồm 2 gen tương ứng khác nhau.
VD: Aa, Bb, .
ÔN TẬP SINH HỌC 9 – PHẦN I 1. CÁC KHÁI NIỆM, THUẬT NGỮ CỦA DI TRUYỀN HỌC * Tính trạng: Là những đặc điểm về hình thái, cấu tạo, sinh lý của một cơ thể. VD: Ở đậu Hà Lan có các tính trạng: thân cao, hạt vàng, vỏ trơn, quả lục, hoa đỏ, ... * Cặp tính trạng tương phản: Là hai trạng thái biểu hiện khác nhau của cùng một loại tính trạng. VD: Hạt trơn và hạt nhăn, thân cao và thân thấp, ... * Giống thuần chủng: Là giống có đặc tính di truyền đồng nhất, các thế hệ sau giống thế hệ trước. (thực tế chỉ nói đến sự thuần chủng về một vài tính trạng nghiên cứu). * Gen (nhân tố di truyền): Là một đoạn của phân tử ADN có chức năng di truyền nhất định, quy định tính trạng của sinh vật. VD: Gen A quy định tính trạng hạt vàng, gen a quy định tính trạng hạt xanh. * Tính trạng trội: Là tính trạng được biểu hiện cả ở cơ thể đồng hợp và dị hợp. VD: AA, Aa - Hoa đỏ * Tính trạng lặn: Là tính trạng chỉ được biểu hiện ở cơ thể đồng hợp. VD: aa - Hoa trắng * Kiểu hình: là tổ hợp các tính trạng của cơ thể. VD: Đậu Hà Lan có kiểu hình:Hạt vàng, thân cao, vỏ trơn,.. * Kiểu gen là tổ hợp toàn bộ các gen trong tế bào cơ thể. VD: Đậu Hà lan có kiểu gen: AaBb * Thể đồng hợp(đồng hợp tử): Kiểu gen chứa cặp gen gồm 2 gen tương ứng giống nhau. VD: Đồng hợp 1 cặp tính trạng: AA, aa, BB, bb, ... Đồng hợp 2 cặp tính trạng: AABB, aabb. * Thể dị hợp: Kiểu gen chứa cặp gen gồm 2 gen tương ứng khác nhau. VD: Aa, Bb, ... 2. MENDEN – DI TRUYỀN HỌC * Nội dung qui luật phân li: Trong quá trình phát sinh giao tử, mỗi nhân tố di truyền trong cặp nhân tố di truyền phân li về một giao tử và giữ nguyên bản chất như ở cơ thể thuần chủng P. * Kết quả thí nghiệm của Menden lai 1 cặp tính trạng: Khi lai hai cơ thể bố mẹ khác nhau về 1 cặp tính trạng thuần chủng, tương phản thì F1 đồng tính về tính trạng của bố hoặc mẹ, F2 có sự phân li theo tỉ lệ trung bình 3 trội: 1 lặn. * Các phép lai 1 cặp tính trạng thường gặp P F1 Tỉ lệ KG Tỉ lệ KH AA x aa Aa Đồng loạt trội ( 1 Trội) Aa x aa 1Aa : 1aa 1 Trội : 1 Lặn Aa x Aa 1AA : 2Aa : 1aa 3 Trội : 1 Lặn * Nội dung của qui luật phân li độc lập: Các cặp nhân tố di truyền đã phân li độc lập trong quá trình phát sinh giao tử. * Ý nghĩa của quy luật phân li độc lập Quy luật phân li độc lập giải thích được một trong những nguyên nhân làm xuất hiện biến dị tổ hợp là do sự phân ly độc lập và tổ hợp tự do của các cặp nhân tố di truyền. * Kết quả thí nghiệm lai 2 cặp tính trạng: Khi lai hai bố mẹ thuần chủng khác nhau về hai cặp tính trạng tương phản di truyền độc lập với nhau thì F2 cho tỷ lệ mỗi kiểu hình bằng tích tỷ lệ của các tính trạng hợp thành nó. * Viết giao tử: VD: AA phát sinh ra 1 loại giao tử là A Aa phát sinh ra 2 loại giao tử là A, a AaBb phát sinh ra 4 loại giao tử là: AB, Ab, aB, ab. Aabb phát sinh ra 2 loại giao tử: Ab, ab. aaBb phát sinh ra 2 loại giao tử: aB, ab. AAbb phát sinh ra 1 loại giao tử: Ab. Công thức tính số loại giao tử: 2n ( n là số cặp gen dị hợp) * Lai phân tích: - Là phép lai giữa cá thể mang tính trạng trội cần xác định kiểu gen với cá thể mang tính trạng lặn. - Kết quả + Nếu kết quả phép lai là đồng tính thì cá thể mang tính trạng trội đó có kiểu gen đồng hợp: P: AA x aa ® Aa + Nếu kết quả phép lai là phân tính thì cá thể đó có kiểu gen dị hợp: P: Aa x aa ® Aa : aa - Ý nghĩa: Dùng để kiểm tra độ thuần chủng của giống. * Biến dị tổ hợp - Khái niệm: Là sự tổ hợp lại các tính trạng của bố mẹ (tổ hợp lại vật chất di truyền vốn có – các cặp gen tương ứng ở bố mẹ) làm xuất hiện kiểu hình khác bố mẹ, kiểu hình này được gọi là biến dị tổ hợp. - Nguyên nhân: Biến dị tổ hợp Chính sự phân li độc lập của các cặp tính trạng đã đưa đến sự tổ hợp lại các tính trạng của P làm xuất hiện kiểu hình khác P. - Đặc điểm: Biến dị tổ hợp xuất hiện: phong phú ở hình thức sinh sản hữu tính là do sự phối hợp của các quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh. - Biến dị tổ hợp xuất hiện phong phú hơn ở sinh sản hữu tính so với sinh sản vô tính vì: + Loài sinh sản hữu tính có sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các cặp tính trạng trong quá trình phát sinh giao tử và thụ tinh. + Loài sinh sản vô tính chỉ theo cơ chế nguyên phân, vật chất di truyền được giữ nguyên vẹn như thế hệ xuất phát nên không xuất hiện biến dị tổ hợp. - Ý nghĩa: Biến dị tổ hợp là một trong những nguồn nguyên liệu quan trọng đối với chọn giống và tiến hoá. 3. NHIỄM SẮC THỂ 3.1. Nhiếm sắc thể: * Nhiễm sắc thể (NST): Là những cấu trúc nằm trong nhân tế bào, có khả năng nhuộm màu bằng thuốc nhuộm có tính chất kiềm. * Tính đặc trưng của bộ nhiễm sắc thể: Tế bào của mỗi loài sinh vật có bộ NST đặc trưng về số lượng và hình dạng. VD: Về số lượng: Loài Người Tinh tinh Gà Ruồi giấm Đậu Hà lan Ngô Lúa nước Cải bắp 2n 46 48 78 8 14 20 24 18 n 23 24 39 4 7 10 12 9 - Trong tế bào sinh dưỡng, NST tồn tại thành từng cặp tương đồng. Bộ NST lưỡng bội, kí hiệu là 2n: là bộ NST chứa các cặp NST tương đồng. - Trong tế bào giao tử chỉ chứa 1 NST trong mỗi cặp tương đồng " Số NST giảm đi một nửa. Bộ NST đơn bội, kí hiệu là n: là bộ NST chỉ chứa 1 NST của mỗi cặp tương đồng. Bé NST lìng béi Bé NST ®¬n béi -Bé NST lµ 2n lu«n s¾p xÕp thµnh tõng cÆp. - Mçi cÆp gåm: 1 chiÕc cã nguån gèc tõ bè vµ 1 chiÕc cã nguån gèc tõ mÑ. - Cã trong hÇu hÕt c¸c tÕ bµo b×nh thêng(2n) ngo¹i trõ giao tö. -Bé NST lµ n lu«n tån t¹i thµnh nhiÒu chiÕc riªng lÎ. - Mçi chiÕc hoÆc cã nguån gèc tõ bè hoÆc cã nguån gèc tõ mÑ. - ChØ cã trong giao tö. * Cấu trúc của nhiễm sắc thể - Cấu trúc điển hình của NST được biểu hiện rõ nhất ở kì giữa của phân bào. - Kích thức: Chiều dài từ 0,5 – 50 micromet, đường kính từ 0,2 – 2 micromet. - Hình dạng cơ bản: Hình chữ V, hình móc, hình hạt, hình que, ... - Cấu trúc: ở kì giữa NST gồm 2 cromatit (hai nhiễm sắc tử chị em) gắn với nhau ở tâm động. - Mỗi cromatit gồm 1 phân tử ADN và prôtêin loại histôn. * Chức năng của nhiễm sắc thể - NST là cấu trúc mang gen, trên đó mỗi gen ở một vị trí xác định. Những biến đổi về cấu trúc, số lượng NST đều dẫn tới biến đổi tính trạng di truyền. - NST có bản chất là ADN có vai trò quan trọng đối với sự di truyền, sự tự nhân đôi của ADN dẫn tới sự tự nhân đôi của NST nên tính trạng di truyền được sao chép qua các thế hệ tế bào và cơ thể. 3.2 . Nguyên phân * Chu kì tế bào: Là sự lặp lại vòng đời của mỗi tế bào, vòng đời của mỗi tế bào có khả năng phân chia bao gồm kì trung gian và thời gian phân bào nguyên nhiễm (nguyên phân). * Nguyeân phaân : laø hình thöùc phaân chia teá baøo coù thoi phaân baøo (xaûy ra ôû teá baøo sinh döôõng), töø 1 teá baøo meï taïo ra 2 teá baøo con coù boä NST vaãn giöõ nguyeân nhö teá baøo meï ban ñaàu. a. Kyø trung gian - Tế bào lớn lên về kích thước. - Trung tử nhân đôi. - Nhieãm saéc theå ôû daïng sôïi maûnh. - Cuoái kyø nhieãm saéc theå nhaân ñoâi thaønh nhieãm saéc theå keùp dính nhau ôû taâm ñoäng. b. Những biến đổi cơ bản của NST trong quá trình nguyên phân Các kì Những biến đổi cơ bản của NST Kì đầu 2n kép - Màng nhân biến mất, trung tử tiến về 2 cực tế bào hình thành thoi phân bào. - NST bắt đầu đóng xoắn và co ngắn nên có hình thái rõ rệt. - Các NST đính vào các sợi tơ của thoi phân bào ở tâm động. Kì giữa 2n kép - Các NST kép đóng xoắn cực đại. - Các NST kép xếp thành 1 hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. Kì sau 4n đơn - Từng NST kép chẻ dọc ở tâm động thành 2 NST đơn phân li về 2 cực của tế bào. Kì cuối 2n đơn - Màng nhân xuất hiện. - Các NST đơn dãn xoắn dài ra, ở dạng sợi mảnh dần thành chất nhiễm sắc, nằm gọn trong 2 nhân mới. - Tế bào chất phân chia thành 2 tế bào con, mỗi tế bào con có bộ NST 2n đơn. Kết quả Từ một tế bào mẹ ban đầu tạo ra 2 tế bào con có bộ NST 2n giống như tế bào mẹ. c. Ý nghĩa của nguyên phân - Nguyên phân là phương thức sinh sản của tế bào và lớn lên của cơ thể, taùi taïo laïi caùc moâ vaø cô quan bò toån thöông. - Nguyên phân duy trì ổn định bộ NST đặc trưng của loài qua các thế hệ tế bào, vaø qua caùc theá heä cô theå ñoái vôùi sinh vaät sinh saûn voâ tính . 3.3. Giảm phân * Giaûm phaân : cuõng laø hình thöùc phaân chia teá baøo coù thoi phaân baøo (xaûy ra ôû teá baøo sinh duïc ), goàm 2 laàn phaân chia lieân tieáp nhöng chæ coù 1 laàn nhaân ñoâi NST, keát quaû töø 1 teá baøo meï taïo ra 4 teá baøo con coù boä NST giaûm ñi 1 nöûa. a. Kyø trung gian - Tế bào lớn lên về kích thước. - Trung tử nhân đôi. - Nhieãm saéc theå ôû daïng sôïi maûnh. - Cuoái kyø nhieãm saéc theå nhaân ñoâi thaønh nhieãm saéc theå keùp dính nhau ôû taâm ñoäng. b. Những biến đổi cơ bản của NST trong quá trình giảm phân giảm phân Các kì Những biến đổi cơ bản của NST ở các kì Lần phân bào I Lần phân bào II Kì đầu - 2n NST kép xoắn, co ngắn - Các NST kép trong cặp tương đồng tiếp hợp theo chiều dọc và có thể bắt chéo nhau, sau đó lại tách dời nhau. ( 2n kép) - NST co lại cho thấy số lượng NST kép trong bộ đơn bội. - Bộ NST trong tế bào là n kép( n NST kép) Kì giữa - Các cặp NST kép tương đồng tập trung và xếp song song thành 2 hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. ( 2n kép) - NST kép xếp thành 1 hàng ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào. - Bộ NST trong tế bào là n kép( n NST kép Kì sau - Các cặp NST kép tương đồng phân li độc lập và tổ hợp tự do về 2 cực tế bào. ( 2n kép) - Từng NST kép tách ở tâm động thành 2 NST đơn phân li về 2 cực của tế bào. ( 2n NST đơn) Kì cuối - Hai tế bào mới được tạo thành đều có bộ NST đơn bội (n NST)kép khác nhau về nguồn gốc . - Các NST đơn nằm gọn trong nhân của các tế bào con mới với số lượng là đơn bội (n NST). Kết quả Từ 1 tế bào mẹ (2n NST) qua 2 lần phân bào liên tiếp tạo ra 4 tế bào con mang bộ NST đơn bội (n NST đơn). c. Ý nghĩa của quá trình giảm phân: - Đã tạo ra nhiều loại giao tử khác nhau là cơ sở cho sự xuất hiện biến dị tổ hợp. - Cùng với quá trình thụ tinh giúp duy trì ổn định bộ NST của loài qua các thế hệ cơ thể. - Taïo ra caùc tế bào con coù boä NST ñôn boäi vaø khaùc nhau veà nguoàn goác 3.4. Thụ tinh * Khái niệm: Là sự kết hợp của 1 giao tử đực và một giao tử cái tạo thành hợp tử. * Bản chất: Là sự kết hợp của 2 bộ nhân đơn bội hay tổ hợp 2 bộ NST của 2 giao tử đực và cái tạo thành bộ nhân lưỡng bội ở hợp tử có nguồn gốc từ bố và mẹ. * Ý nghĩa: - Khoâi phuïc boä NST ñaëc tröng cuûa loaøi qua caùc theá heä cô theå, laøm xuaát hieän caùc BDTH. - Góp phần duy trì ổn định bộ NST qua các thế hệ ở những loài có hình thức sinh sản hữu tính và tạo ra nguồn biến dị tổ hợp cho chọn giống và tiến hóa. * söï keát hôïp 3 quaù trình nguyeân phaân giaûm phaân vaø thuï tinh ñaõ duy trì boä NST ñaëc tröng cuûa loaøi giao phoái qua caùc theá heä cô theå, ñoàng thôøi taïo ra nguoàn bieán dò toå hôïp phong phuù cho tieán hoaù vaø choïn gioáng. 3.4. Quá trình phát sinh giao tử ở động vật - Các tế bào mầm (noãn nguyên bào, tinh nguyên bào) đều thực hiện nguyên phân liên tiếp nhiều lần. - Noãn bào bậc 1 và tinh bào bậc 1 đều thực hiện giảm phân để cho ra giao tử. Phát sinh giao tử cái Phát sinh giao tử đực - Noãn bào bậc 1 qua giảm phân I cho thể cực thứ 1 (kích thước nhỏ) và noãn bào bậc 2 (kích thước lớn). - Noãn bào bậc 2 qua giảm phân II cho 1 thể cực thứ 2 (kích thước nhỏ) và 1 tế bào trứng (kích thước lớn), chỉ có 1 tế bào trứng tham gia quá trình thụ tinh - Kết quả: Từ 1noãn bậc1 giảm phân cho 2 thể cực và 1 tế bào trứng (n NST). - Tinh bào bậc 1 qua giảm phân cho 2 tinh bào bậc 2. - Mỗi tinh bào bậc 2 qua giảm phân cho 2 tinh tử, các tinh tử phát triển thành tinh trùng, đều tham gia quá trình thụ tinh - Kết quả: Từ 1 tinh bào bậc 1 qua giảm phân cho 4 tinh trùng (n NST). ? Vì sao bộ NST đặc trưng của những loài sinh sản hữu tính lại duy trí ổn định qua các thế hệ? HD : vì do sự phối hợp của các quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh đã duy trì ổn định bộ NST đặc trưng của những loài sinh sản hữu tính qua các thế hệ 3.5. So sánh sự khác nhau a. Tế bào xôma Giao tử - Là loại tế bào sinh dưỡng. - Bộ NST trong nhân là lưỡng bội. - Chứa các cặp NSt tương đồng. - Khác nhau về 2 giới ở cặp NST gới tính trong đó. - Tham gia cấu tạo cơ thể. - Là loại tế bào sinh dục. - Bộ NSt trong nhân là đơn bội. - Chứa 1 NSt của cặp tương đồng. - Gồm 2 loại: Trứng và tinh trùng. - Có vai trò trong quá trình sinh sản. b. Trứng Tinh trùng - Là tế bào sinh dục cái (giao tử cái). - Có kích thước lớn (là loại tế bào lớn nhất). - Không có khả năng di chuyển. - Là loại tế bào sinh dục đực (giao tử đực). - Có kích thước nhỏ (là loại tế bào bé nhất). - Có khả năng di chuyển nhờ đuôi. c. NST giới tính NST thường - Thường tồn tại 1 cặp trong tế bào lưỡng bội. - Có thể tồn tại thành cặp tương đồng (XX) hoặc không tương đồng (XY) - Có sự khác nhau giữa đực và cái. - Chủ yếu mang gen quy định đặc điểm giới tính của cơ thể và các tính trạng thường có liên quan, liên kết với giới tính. - Thường tồn tại với một số cặp lớn hơn 1 trong tế bào lưỡng bội (n – 1 cặp). - Luôn tồn tại thành cặp tương đồng. - Giống nhau ở cả giới đực và cái - Chỉ mang gen quy định tính trạng thường. 3.6. Cơ chế NST xác định giới tính * Khái niệm: Cơ chế xác định giới tính là sự phân li của cặp NST giới tính trong quá trình phát sinh giao tử và sự tổ hợp lại qua quá trình thụ tinh. * Cơ chế xác định giới tính ở người : - Giới tính ở người được xác định trong quá trình thụ tinh. - Sự tự nhân đôi, phân li và tổ hợp của cặp NST giới tính trong các quá trình phát sinh giao tử và thụ tinh là cơ chế tế bào học của sự xác định giới tính . - Sơ đồ cơ chế NST xác định giới tính ở người: P : (44A+XX) ´ (44A+XY) Nữ Nam GP: 22A + X (22A+X) : (22A+Y) F1 : (44A+XX) : (44A+XY) (Gái ) (Trai) * Sinh con trai hay con gái do người mẹ là hoàn toàn sai, Vì: - Ở nữ qua giảm phân cho 1 loại trứng mang NST X - Ở nam qua giảm phân cho 2 loại tinh trùng mang NST X hoặc Y - Nếu tinh trùng X kết hợp với trứng sẽ tạo ra hợp tử mang NST XX -> phát triển thành con gái Nếu tinh trùng Y kết hợp với trứng sẽ tạo ra hợp tử mang NST XY -> phát triển thành con trai => Như vậy sinh con trai hay con gái do tinh trùng người bố quyết định * Tại sao trong cấu trúc dân số, tỉ lệ nam/nữ xấp xỉ 1:1? Tæ leä trai gaùi sinh ra xaáp xæ 1 : 1 laø do 2 loaïi tinh truøng mang X vaø mang Y ñöôïc taïo ra vôùi tæ leä ngang nhau, cuøng tham gia vaøo quaù trình thuï tinh vôùi xaùc suaát ngang nhau. Tuy nhieân tæ leä naøy caàn ñöôïc baûo ñaûm vôùi ñieàu kieän hôïp töû XX vaø XY coù söùc soáng ngang nhau vaø soá löôïng caù theå thoáng keâ phaûi ñuû lôùn. * T¹i sao con ngêi cã thÓ ®iÒu chØnh tØ lÖ ®ùc c¸i: c¸i ë vËt nu«i? §iÒu ®ã cã ý nghÜa g× trong thùc tiÔn? Nhờ nắm được cơ chế xác định giới tính và caùc yeáu toá ảnh hưởng tới sự phân hoá giới tính là do moâi tröôøng trong vaø beân ngoaøi cô theå. - MT beân trong: hooùc moân sinh duïc tác động vào những giai đoạn sớm trong sự phát triển cá thể làm biến đổi giới tính tuy cặp NST giới tính vẫn không đổi. - MT beân ngoaøi: nhieät ñoä, aùnh saùng, thöùc aên, - Ứng dụng: ĐiÒu chØnh tØ lÖ ®ùc c¸i: c¸i có ý nghÜa trong thùc tiÔn lµm t¨ng hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt cho con ngêi. 3.7. Di truyền liên kết * Moócgan chọn ruồi giấm làm đối tượng nghiên cứu vì: - Dễ nuôi trong ống nghiệm. - Đẻ nhiều, vòng đời ngắn (10 – 14 ngày). - Có nhiều biến dị dễ quan sát. - Số lượng NST ít. * Thí nghiệm của Moócgan: SGK * Khái niệm: Di truyền liên kết là hiện tượng một nhóm tính trạng được di truyền cùng nhau được quy định bởi các gen nằm trên cùng 1 NST, cùng phân li trong quá trình phân bào. * Ý nghĩa của di truyền liên kết: - Trong tế bào, mỗi NST mang nhiều gen tạo thành nhóm gen liên kết. Số nhóm gen liên kết bằng số NST trong bộ đơn bội của loài. - Liên kết gen không tạo ra hay hạn chế sự xuất hiện của biến dị tổ hợp. - Di truyền liên kết đảm bảo sự di truyền bền vững của từng nhóm tính trạng. Trong chọn giống người ta có thể chọn những nhóm tính trạng tốt luôn đi kèm với nhau 4. ADN 4.1. Cấu tạo hoá học của phân tử ADN - ADN được cấu tạo từ các nguyên tố C, H, O, N và P. - ADN thuộc loại đại phân tử, có kích thước lớn (hàng trăm µ m) và khối lượng lớn ( hàng triệu, hàng chục triệu đvC ) - ADN được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân là các nuclêôtit (gồm 4 loại A, T, G, X). - Phân tử ADN có tính đa dạng và đặc thù là do thành phần, số lượng và trình tự sắp xếp của các loại nuclêôtit. - Trình tự sắp xếp khác nhau của 4 loại nuclêôtit tạo nên tính đa dạng của ADN. 4.2. Cấu trúc không gian của phân tử ADN - Phân tử ADN là một chuỗi xoắn kép, gồm 2 mạch đơn song song, xoắn đều quanh 1 trục theo chiều từ trái sang phải (xoắn phải) ngược chiều kim đồng hồ. - Mỗi vòng xoắn cao 34 Å gồm 10 cặp nuclêôtit, đường kính vòng xoắn là 20 Å - Nguyên tắc bổ sung: + Các nuclêôtit giữa 2 mạch liên kết bằng các liên kết hiđro tạo thành từng cặp A-T; G-X theo nguyên tắc bổ sung. + Hệ quả: Do tính chất bổ sung của 2 mạch nên khi biết trình tự các nuclêotit trên một mạch đơn, có thể suy ra trình tự các nucleotit trên mạch đơn còn lại. Công thức: A = T, G = X, N = A + T + G + X = 2(A + G) = 2(T + X) Tỉ số (A + T)/(G + X) trong các ADN khác nhau thì khác nhau và đặc trưng cho từng loài. * Công thức áp dụng: A + T + G + X = N , mà A = T và G = X → A + G = T + X = N2 L = 34.C và N = 20.C → N = 2.L3,4 Với N: Tổng số Nu của đoạn ADN L: Chiều dài của đoạn ADN (Å) C: Số vòng xoắn. 4.3. Chức năng của ADN: - ADN là nơi lưu trữ thông tin di truyền (thông tin về cấu trúc prôtêin). - ADN thực hiện sự truyền đạt thông tin di truyền qua thế hệ tế bào và cơ thể. 4.4. Bản chất của gen: - Gen là 1 đoạn của phân tử ADN có chức năng di truyền xác định. - Bản chất hoá học của gen là ADN. - Chức năng: gen cấu trúc mang thông tin quy định cấu trúc của 1 loại prôtêin. 4.4. Quá trình nhân đôi ADN - Thời gian và địa điểm: ADN tự nhân đôi diễn ra trong nhân tế bào, tại các NST ở kì trung gian. - Diễn biến: + Dưới tác dụng của Enzim 2 mạch ADN tháo xoắn, tách nhau dần theo chiều dọc. + Các nuclêôtit trên 2 mạch ADN liên kết với nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào theo NTBS A – T, G – X. + 2 mạch mới của 2 ADN dần được hình thành dựa trên mạch khuôn của ADN mẹ và theo chiều ngược nhau. + Sau khi tổng hợp xong, 2 ADN con xoắn lại. - Kết quả: Từ 1 ADN mẹ, qua quá trình nhân đôi, tạo được 2 ADN con giống nhau và giống ADN mẹ. - Ý nghĩa: Tổng hợp ADN là cơ sở cho sự tự nhân đôi của NST. - Nguyên tắc tổng hợp: + Nguyên tắc bổ sung: Mạch mới của ADN con được tổng hợp dựa trên mạch khuôn của ADN mẹ theo NTBS: A – T, G – X. + Nguyên tắc bán bảo toàn: Trong mỗi ADN con có 1 mạch đơn là của ADN mẹ, mạch còn lại được tổng hợp mới. 6. ARN 6.1. Cấu tạo của ARN - ARN cấu tạo từ các nguyên tố: C, H, O, N và P. - ARN thuộc đại phân tử (kích thước và khối lượng nhỏ hơn ADN). - ARN cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân cũng là các nuclêôtit, gồm 4 loại: A, U, G, X (liên kết tạo thành 1 chuỗi xoắn đơn) . 6.2. Chức năng của ARN: - ARN thông tin (mARN) truyền đạt thông tin quy định cấu trúc prôtêin. - ARN vận chuyển (tARN) vận chuyển axit amin để tổng hợp prôtêin. - ARN ribôxôm (rARN) là thành phần cấu tạo nên ribôxôm. Sự khác nhau ADN và ARN Cấu tạo của ADN Cấu tạo của ARN - Có cấu trúc hai mạch song song và xoắn lại với nhau - Chỉ có một mạch đơn - Có chứa loại nuclêôtít timin T mà không có uraxin U - Chứa uraxin mà không có timin -Có kích thước và khối lượng lớn hơn ARN - Có kích thước và khối lượng nhỏ hơn ADN 6.3. Quá trình tổng hợp ARN - Thời gian và địa điểm: diễn ra trong nhân tế bào, tại các NST ở kì trung gian. - Diễn biến: + Dưới tác dụng của Enzim đoạn mạch ADN tương ứng với 1 gen tháo xoắn, tách nhau ra. + Các nuclêôtit trên mạch khuôn (mạch gốc) của gen liên kết với nuclêôtit tự do trong môi trường nội bào theo NTBS Agen – Umt, Tgen – Amt, Ggen – Xmt, Xgen – Gmt. + Mạch đơn ARN dần được hình thành. + Khi tổng hợp xong ARN tách khỏi gen rời nhân đi ra tế bào chất, tới ribôxôm để tổng hợp prôtêin. + Sau khi tổng hợp xong, gen xoắn lại. - Kết quả: Mỗi lần tổng hợp được 1 phân tử ARN - Ý nghĩa: Tổng hợp ARN là giai đoạn trung gian, tiếp theo là tổng hợp prôtêin, qua đó thể hiện gen quy định tính trạng. - Nguyên tắc tổng hợp: + Nguyên tắc khuôn mẫu: Khuôn mẫu là mạch gốc của gen. + Nguyên tắc bổ sung: Mạch ARN được tổng hợp dựa trên mạch khuôn của gen theo NTBS: Agen – Umt, Tgen – Amt, Ggen – Xmt, Xgen – Gmt. - Mối quan hệ giữa gen và ARN: trình tự các nuclêôtit trên mạch khuôn của gen quy định trình tự các nuclêôtit trên mạch ARN. 7. PRÔTEIN 7.1. Cấu trúc của prôtêin - Prôtêin là chất hữu cơ gồm các nguyên tố chính: C, H, O, N. - Prôtêin thuộc loại đại phân tử.Có khối lượng và kích thước lớn (đạt hàng triệu đvC, dài tới 0,1 micromet). - Prôtêin cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, bao gồm hành trăm đơn phân mà đơn phân là các axit amin gồm khoảng 20 loại axit amin khác nhau. 7.2. Cấu trúc không gian - Cấu trúc bậc 1: Là trình tự sắp xếp các axitamin trong chuỗi axitamin. - Cấu trúc bậc 2: Chuỗi axitamin tạo các vòng xoắn lò xo đều đặn. Các vòng xoắn ở prôtêin dạng sợi còn bện lại theo kiểu dây thừng tạo cho sợi chịu lực khỏe hơn. - Cấu trúc bậc 3: Là hình dạng không gian 3 chiều của prôtêin do cấu trúc bậc 2 cuộn xếp tạo thành kiểu đặc trưng cho từng loại prôtêin. VD: prôtêin hình cầu, ... - Cấu trúc bậc 4: Là cấu trúc của một số loại prôtêin gồm 2 hoặc nhiều chuỗi axitamin cùng loại hay khác loại kết hợp với nhau. 7.3. Tính đa dạng và đặc thù của prôtêin - Do số lượng, thành phần và trình tự sắp xếp khác nhau của các axit amin. - Do cấu trúc không gian bậc 3, bậc 4 của prôtêin, số chuỗi axit amin. 7.4. Prôtêin có vai trò quan trọng đối với tế bào và cơ thể - Chức năng cấu trúc: Prôtêin là thành phần cấu tạo của chất nguyên sinh, xây dựng các bào quan, màng sinh chất. - Chức năng xúc tác các quá trình trao đổi chất. Bản chất của emzim là prôtêin, enzim có vai trò xúc tác các quá trình trao đổi chất trong cơ thể. - Chức năng điều hòa các quá trình trao đổi chất: Các hoócmôn phần lớn là prôtêin, hoócmôn có vai trò điều hoà các quá trình trao đổi chất trong cơ thể. - Ngoài những chức năng trên, prôtêin còn có các chức năng khác: + Bảo vệ cơ thể (kháng thể). VD: prôtêin Interferon, ... + Vận chuyển: VD: prôtêin hêmôglôbin vận chuyển khí oxi, cácboníc. + Vận động của tế bào và cơ thể. VD: prôtêin của tế bào cơ,... + Cung cấp năng lượng ... cho hoạt động sống của tb và cơ thể.... * Prôtêin đảm nhận nhiều chức năng liên quan đến toàn bộ hoạt động sống của tế bào, biểu hiện thành các tính trạng của cơ thể. * Quá trình tổng hợp Prôtêin: - Địa điểm: Tại ribôxôm trong tế bào chất. - Thành phần tham gia: mARN, tARN, Ribôxôm, các axitamin - Diễn biến: Sự hình thành chuỗi aa: + mARN rời khỏi nhân ra chất tế bào để tổng hợp chuỗi aa. + Các tARN một đầu gắn với 1 aa, đầu kia mang bộ 3 đối mã vào ribôxôm khớp với mARN theo nguyên tắc bổ sung A – U; G – X để đặt aa vào đúng vị trí. + Khi ribôxôm dịch 1 nấc trên mARN (mỗi nấc ứng với 3 nuclêôtit) thì 1 aa được nối tiếp + Khi ribôxôm dịch chuyển hết chiều dài của mARN thì chuỗi aa được tổng hợp xong. - Nguyên tắc tổng hợp: + Nguyên tắc khuôn mẫu: Khuôn mẫu là mạch mARN. + Nguyên tắc bổ sung: Bổ sung giữa mạch mARN với tARN mang axitamin: A – U, G - X - Kết quả: Cứ mỗi lần Ribôxôm trượt trên mARN thì tổng hợp được 1 chuỗi axitamin. - Mối quan hệ giữa ARN và prôtêin: trình tự các nuclêôtit trên mạch ARN quy định trình tự các axitamin trong mạch prôtêin. * Mối quan hệ giữa gen, ARN , prôtêin và tính trạng a. Mối liên hệ + ADN (gen) là khuôn mẫu để tổng hợp mARN. + mARN là khuôn mẫu để tổng hợp chuỗi aa cấu tạo nên prôtêin. + Prôtêin tham gia cấu trúc và hoạt động sinh lí của tế bào " biểu hiện thành tính trạng cơ thể. b. Bản chất mối liên hệ gen và tính trạng: Trình tự các nuclêôtit trong ADN (gen) quy định trình tự các nuclêôtit trong mARN, thông qua đó quy định trình tự các aa trong chuỗi aa cấu tạo thành prôtêin và biểu hiện thành tính trạng. Gen ( một đoạn AND) → mARN → Prôtein → Tính trạng BIẾN DỊ 8. Đột biến gen * Khái niệm: Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen liên quan tới một hoặc một số cặp nuclêôtit, xảy ra tại 1 điểm nào đó trên phân tử ADN. * Ví dụ: STT Sinh vật Đột biến gen Biểu hiện Lúa Bạch tạng Lúa bị bạch tạng, mất hết diệp lục. Lợn Dị dạng Đầu và chân bị dị dạng Lúa Tăng số bông và số hạt trên bông Người Bạch tạng Da và tóc màu trắng, mắt màu hồng Người Câm điếc bẩm sinh Không nghe và nói được * Các dạng: + Mất 1 cặp nuclêôtit. + Thêm 1 cặp nuclêôtit. + Thay thế cặp nuclêôtit này bằng cặp nuclêôtit khác. * Nguyên nhân phát sinh đột biến gen - Xuất hiện trong điều kiện tự nhiên: Do ảnh hưởng phức tạp của môi trường trong và ngoài cơ thể làm rối loạn quá trình tự sao của phân tử ADN. - Do con người gây ra các đột biến bằng tác nhân vật lí, hóa học. * Vai trò của đột biến gen: + Đột biến gen thể hiện ra kiểu hình thường có hại cho sinh vật: vì chúng phá vỡ sự thống nhất hài hoà trong kiểu gen đã qua chọn lọc tự nhiên và duy trì lâu đời trong điều kiện tự nhiên, gây ra những rối loạn trong quá trình tổng hợp prôtêin. + Đa số đột biến gen tạo ra các gen lặn, chúng chỉ biểu hiện ra kiểu hình khi ở thể đồng hợp và trong điều kiện môi trường thích hợp. + Một số ít đột biến gen trung tính hoặc có lợi cho sinh vật và con người, có ý nghĩa trong chọn giống và tiến hóa. 9. Đột biến cấu trúc NST * Khái niệm: Đột biến cấu trúc NST là những biến đổi xảy ra trong cấu trúc NST. VD : Mất 1 đoạn nhỏ ở đầu NST 21 gây ung thư máu ở người * Các dạng đột biến: Gồm các dạng: mất đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn, chuyển đoạn. * Nguyên nhân phát sinh đột biến cấu trúc NST: - Do tác nhân lí học, hoá học trong ngoại cảnh làm phá vỡ cấu trúc NST hoặc gây ra sự sắp xếp lại các đoạn của chúng. - Đột biến cấu trúc NST có thể xuất hiện trong điều kiện tự nhiên hoặc do con người. * Đột biến cấu trúc NST thường có hại cho sinh vật: vì trải qua quá trình tiến hoá lâu dài, các gen đã được sắp xếp hài hoà trên NST. Biến đổi cấu trúc NST làm thay đổi số lượng và cách sắp xếp các gen trên đó. 10. Đột biến số lượng NST 10. 1.Thể dị bội * Khái niệm: + Đột biến số lượng NST : là những biến đổi số lượng xảy ra ở một hoặc một số cặp NST nào đó hoặc ở tất cả bộ NST + Hiện tượng dị bội thể: Là hiện tượng đột biến số lượng NST mà trong tế bào sinh dưỡng có một hoặc một số cặp NST bị thay đổi về số lượng. + Thể dị bội: Là cơ thể sinh vật bị đột biến số lượng NST mà trong tế bào sinh dưỡng có một hoặc một số cặp NST bị thay đổi về số lượng. * Các dạng: + Thể tam nhiễm: 2n+1 + Thể đơn nhiễm: 2n – 1 + Thể khuyết nhiễm: 2n – 2 + Thể đa nhiễm: 2n + 2, ... * Ví dụ : Cà độc dược Có 12 kiểu dị bội (thể tam nhiễm 2n +1) khác nhau Người Bệnh Đao (tam nhiễm) Có 3 NST số 21 2n + 1 = 47 NST Bé, lùn, cổ rụt, má phệ, mắt hơi sâu và 1 mí, khoảng cách giữa 2 mắt xa nhau, miệng hơi há, lưỡi hơi thè ra, ngón tay ngắn, bị si đần, không có con. Bệnh tơcnơ OX (đơn nhiễm) Có 1 NST giới tính X 2n – 1 = 45 NST Nữ, lùn, cổ rụt, tuyến vú không phát triển, chỉ 2% bệnh nhân sống đến lúc trưởng thành nhưng không có kinh nguyệt, tử cung nhỏ, mất trí và không có con. * Cơ chế phát sinh thể dị bội: Trong giảm phân do 1 cặp NST có sự không phân li dẫn đến tạo thành giao tử mà cặp NST tương đồng nào đó có 2 NST hoặc không có NST nào. * Hậu quả: Thể đột biến (2n + 1) và (2n -1) có thể gây ra những biến đổi về hình thái (hình dạng, kích thước, màu sắc) ở thực vật hoặc gây bệnh ở người như bệnh Đao, bệnh Tơcnơ. 10.2. Thể đa bội * Khái niệm: - Hiện tương đa bội thể: Là hiện tượng đột biến số lượng NST mà trong tế bào sinh dưỡng có số NST là bội số của n ( nhiều hơn 2n): 3n, 4n, .... - Thể đa bội: Thể đa bội là cơ thể mà trong tế bào sinh dưỡng có số NST là bội số của n ( nhiều hơn 2n): 3n, 4n, .... VD : Củ cải 4n có kích thước to hơn củ cải 2n Thân và lá cây cà độc dược có kích thước tăng dần theo bộ NST 3n, 6n, 9n,12n. * Các dạng: - Đa bội lẻ: 3n, 5n, 9n, ... - Đa bội chẵn: 4n, 6n, 8n, 12n, ... * Cơ chế phát sinh: Do sự không phân li của tất cả các cặp NST trong quá trình phân bào. * Đặc điểm của thể đa bội : Tế bào đa bội Có số lượng NST tăng lên gấp bội, số lượng ADN cũng tăng tương ứng,vì thế quá trình tổng hợp các chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ hơn, dẫn tới kích thước tế bào của thể đa bội lớn, cơ quan sinh dưỡng to, sinh trưởng phát triển mạnh, chống chịu với ngoại cảnh tốt. * Ứng dụng : Ứng dụng hiệu quả trong chọn giống cây trồng. Ví dụ : + Tăng kích thước thân cành để tăng sản lượng gỗ (dương liễu...) + Tăng kích thước thân, lá, củ để tăng sản lượng rau, hoa màu: Bí ngô, bí đao, cà chua, khoai tây,... + Tạo các giống cây ăn quả không hạt: Chuối, doi, hồng, ... + Tạo giống có năng suất cao, chống chịu tốt với các điều kiện không thuận lợi của môi trường. Sự khác nhau cơ bản giữa thể tam nhiễm và thể tam bội Thể tam nhiễm Thể tam bội Là dạng đột biến dị bội Là dạng đột biến đa bội Thường có hại cho bản thân sinh vật: gây quái thai, dị hình, dị dạng, bệnh di truyền, Có lợi cho bản thân sinh vật: Tăng kích thước tế bào, cơ quan, cơ thể, tăng sức chống chịu với môi trường, Được áp dụng trong chọn giống cây trồng. Kí hiệu: 2n + 1 Kí hiệu: 3n Có 1 cặp NST với 3 chiếc NST Tất cả các cặp NST đều có 3 chiếc. 11. Thường biến * Khái niệm: Thường biến là những biến đổi kiểu hình phát sinh trong đời cá thể dưới ảnh hưởng trực tiếp của môi trường. STT Tên sinh vật Môi trường Biến đổi kiểu hình tương ứng Giải thích, ý nghĩa thích nghi Cây rau mác Lá chìm trong nước Lá hình dải, mềm mại Tránh sóng ngầm Lá nổi trên mặt nước Lá to, hình bản rộng Quang hợp thuận lợi Lá vươn trong không khí Lá nhỏ, hình mũi mác Tránh gió mạnh Cây xương rồng Sa mạc Rễ dài, đâm sâu, lan rộng Thân mọng nước Lá biến thành gai Hút được nhiều nước Dự trữ nước Tránh thoát hơi nước Nơi có đủ nước Có lá Quang hợp thuận lợi Cây su hào Chăm sóc đúng kĩ thuật củ to Đủ điều kiện phát triển Chăm sóc không đúng kĩ thuật củ nhỏ Chưa đủ điều ki
Tài liệu đính kèm:
- de_cuong_hoc_ky_i_mon_sinh_hoc_lop_9.docx