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?

Giải nhanh:

Hiện tượng này là do di truyền theo dòng mẹ 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.

Giải nhanh:

Kết quả các phép lai thuận nghịch cho thấy màu lá của đời con hoàn toàn phụ thuộc vào màu lá của cây mẹ và không bị ảnh hưởng bởi màu lá của cây bố. Điều này chỉ ra rằng tính trạng màu sắc lá không tuân theo quy luật Mendel mà thường được di truyền từ phía 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?

Giải nhanh:

• 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?

Giải nhanh:

- Trong y học, các bệnh như cơ tiểu đường, tim mạch, Alzheimer, và Leigh thường được quy định bởi gene trong ti thể. Công nghệ hiện đại cho phép loại bỏ gene gây bệnh trong ti thể của đời con từ các bà mẹ mắc bệnh, giúp đời con được sinh ra khỏe mạnh.

- Ở thực vật, bất dục đực tế bào chất do đột biến gene trong ti thể gây ra, làm cho cây không thể sản xuất hạt phấn tự thụ phấn. Phát hiện này đã tiến bộ lai tạo giống cây trồng, đặc biệt là với các giống cây trồng tự thụ phấn.

- Vì mỗi gene trong ti thể có nhiều bản sao và di truyền từ mẹ sang con, các nhà khoa học thường giải mã tự nhiên acid nucleic trên DNA của ti thể để phân loại sinh vật, truy tìm nguồn gốc chủng loài, và xây dựng cây phân loại.

- Ngoài ra, giải mã gene trong ti thể cũng được sử dụng trong pháp y để xác định hài cốt liệt sĩ và nhân thân nạn nhân trong 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)?

Giải nhanh:

Mỗi gene trong ti thể có nhiều bản sao và di truyền từ mẹ sang con, vì vậy các nhà khoa học thường giải trình tự nucleotide trên DNA của ti thể để xác định nhân thân ở người, đặc biệt trong trường hợp các mẫu vật đã bị huỷ hoại nghiêm trọng do yếu tố môi trường 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?

Giải nhanh:

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,...

Giải nhanh:

- 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.

- 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.