Tổng hợp lý thuyết cần biết và ứng dụng di truyền học trong đời sống
Tổng hợp lý thuyết cần biết và ứng dụng di truyền học trong đời sống
Di truyền nói chung và bộ môn di truyền học nói riêng là một chủ đề bàn luận hết sức rộng lớn. Để quá trình tìm hiểu được diễn ra một cách hiệu quả thì chúng tôi sẽ giúp bạn tổng hợp tất tần tật những điều cần biết về chương học này. Mời các bạn cùng đón đọc!
I. Định nghĩa
1. Di truyền là gì?
Di truyền là hiện tượng chuyển những tính trạng của cha mẹ cho con cái thông qua gen của cha mẹ. Trong sinh học và di truyền học, di truyền chuyển những đặc trưng sinh học từ một sinh vật cha mẹ đến con cái và nó đồng nghĩa với di chuyển gen, gen thừa nhận mang thông tin sinh học (hay thông tin di truyền). Ngoài ra, các đặc điểm về tính cách, nhận thức và tư duy của con cái có thể được tiếp nhận từ cha mẹ thông qua môi trường sinh hoạt gia đình (các thói quen, quy định của gia đình gọi là gia phong, nề nếp).
Di truyền học là một bộ môn sinh học, nghiên cứu về tính di truyền và biến dị ở các sinh vật.
2. Di truyền học ở người
Ở con người, xác định đặc trưng nào phụ thuộc vào di truyền và đặc trưng nào phụ thuộc vào môi trường thường gây tranh cãi; đặc biệt là đối với những đặc tính phức tạp như trí thông minh và màu da; giữa tự nhiên và nuôi dưỡng.
II. Các quy luật di truyền
1. Quy luật phân ly của Mendel
Mendel đã thí nghiệm trên nhiều loại đối tượng, nhưng công phu nhất là trên đậu Hà Lan (có hoa lưỡng tính tự thụ phấn nghiêm ngặt). Ông đã trồng khoảng 37000 cây, tiến hành lai 7 cặp tính trạng thuộc 22 giống đậu trong 8 năm liền, phân tích trên một vạn cây lai và khoảng 300000 hạt. Từ đó đã xây dựng 3 định luật di truyền từ thực nghiệm (năm 1865), đặt nền móng cho di truyền học.
Nội dung quy luật:
- Quy tắc Menden thứ nhất - Quy luật đồng dạng: là kết quả lai hai cha mẹ (thế hệ P, Parental generation) đồng hợp tử, khác nhau về một tính trạng, trong đó một có vỏ hạt màu trắng và một có vỏ hạt màu tím ở cây đậu Hà Lan. Thí nghiệm cho thấy các con sinh ra thuộc thế hệ này (còn gọi là thế hệ lai F1) và đều có hình dạng giống nhau ví dụ như: vỏ hạt đều có màu tím. Nghiên cứu sáu tính trạng còn lại ông cũng cũng đưa ra được kết quả tương tự. Các cây con đều đồng dạng và nhận tính trạng của một trong hai cha mẹ. Nguyên nhân do hình dạng của các cây con ở mỗi trong bảy tính trạng đều đồng nhất nên quy tắc này được gọi là quy tắc đồng dạng hay quy tắc Mendel thứ nhất.
- Quy tắc Menden thứ hai - Quy luật phân ly: vì muốn xem tại sao một trong hai tính trạng của cha mẹ lại biến mất ở thế hệ F1 nên ông đã cho các cây lai của thế hệ này tự thụ phấn với nhau. Kết quả cho thấy ở thế hệ con của cây lai (thế hệ F2) xuất hiện trở lại tính trạng giống như một trong hai cha mẹ đã biến mất ở thế hệ F1, được chia ra theo tỷ lệ 3:1 (ba phần con có tính trạng giống cây cha thì một phần có tính trạng giống mẹ ). Ông gọi tính trạng không xuất hiện ở thế hệ F1 là tính lặn (recessive) và tính xuất hiện ở thế hệ F1 là tính trội (dominant). Quy tắc phân chia tính trạng xuất hiện của cây con ở thế hệ F2 theo một tỷ lệ nhất định gọi là quy tắc Mendel thứ hai hay quy tắc phân ly. Nếu hai cha mẹ là dị hợp tử (heterozygous) thì các con sinh ra không đồng nhất mà phân ly theo một tỷ lệ 3:1 cho trường hợp di truyền trội lặn và theo tỷ lệ 1:2:1 cho trường hợp di truyền trung gian.
- Di truyền liên kết (Genetic linkage) là hiện tượng một nhóm trình tự gen cùng nằm trên nhiễm sắc thể (NST) và được di truyền cùng nhau trong quá trình giảm phân của sinh sản hữu tính. Hai gen cùng nằm trên NST có locus càng gần nhau thì càng khó hoán đổi vị trí cho nhau trong quá trình tiếp hợp và trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc tử (cromatit) không chị em trong cặp NST tương đồng ở kì đầu của giảm phân I. Trong khi đó, hai gen cùng nằm trên NST có locus càng xa nhau thì càng dễ dàng hoán đổi vị trí cho nhau. Ta gọi hai gen cùng nằm trên một NST là hai gen liên kết.
2. Di truyền học phân tử
Dù sự tồn tại của gen trên nhiễm sắc thể - hợp thành từ protein và DNA - đã được xác nhận, tuy nhiên người ta vẫn chưa biết đến cái gì trong hai chất đó đóng vai trò di truyền. Ngay sau đó, thí nghiệm Hershey–Chase mới cho thấy DNA (chứ không phải protein) là vật liệu di truyền của virus xâm nhiễm vi khuẩn, cung cấp thêm bằng chứng chứng tỏ DNA là hợp tử đảm nhận chức năng di truyền.
Có thể bạn quan tâm:
III. Ứng dụng của di truyền học
1. Trong di truyền y học
Di truyền y học là ngành học nhằm ứng dụng di truyền học vào y học, bao gồm:
- Nghiên cứu sự di truyền của bệnh trong các gia đình.
- Xác định vị trí đặc hiệu của các gen trên nhiễm sắc thể (NST).
- Phân tích cơ chế phân tử trong quá trình sinh bệnh của gen đột biến.
- Chẩn đoán và điều trị các bệnh di truyền.
- Tư vấn di truyền.
Vai trò của di truyền y học đối với công tác chăm sóc sức khoẻ:
Bệnh di truyền hiện nay chiếm một tỷ lệ không nhỏ trong các bệnh được gặp ở trẻ em và người lớn. Tỷ lệ này sẽ ngày mỗi tăng cùng với sự hiểu biết ngày càng nhiều của chúng ta về cơ sở di truyền của các bệnh. Di truyền học cung cấp những kiến thức cơ bản về nền tảng sinh học dẫn đến sự hình thành cơ thể do đó giúp chúng ta có thể hiểu tốt hơn và sâu hơn về quá trình sinh bệnh. Trong nhiều trường hợp những hiểu biết này có thể giúp ngăn ngừa bệnh hoặc giúp cho việc điều trị chúng trở nên hiệu quả hơn.
Các loại bệnh di truyền:
| Loại bệnh di truyền | Tỷ lệ tương đối |
| Bất thường NST | |
| Hội chứng Down | 1/700- 1/1000 |
| Hội chứng Klinefelter | 1/1000 nam |
| Hội chứngTurner | 1/2500- 1/10000 nữ |
2. Trong sinh học di truyền
Ứng dụng phổ biến nhất trong sinh học đó là ứng dụng trong chọn giống.
Quy trình:
Gồm 3 bước bắt đầu từ bước tạo nguồn nguyên liệu, là các biến dị di truyền: biến dị tổ hợp, đột biến và AND tái tổ hợp), tiếp đến là bước chọn lọc và đánh giá chất lượng giống, cuối cùng là đưa giống tốt ra sản xuất đại trà.
Phương pháp:
Có 3 phương pháp tạo nguồn nguyên liệu của quá trình chọn giống:
- Biến dị tổ hợp: Tạo giống thuần dựa trên nguồn biến dị tổ hợp tổ hợp
Phương pháp tạo giống thuần trên nguồn biến dị tổ hợp gồm 3 bước bắt đầu từ việc tạo ra các dòng thuần chủng khác nhau rồi sau đó cho lai giống. Sau đó chọn lọc những cá thể có tổ hợp gen mong muốn. Cuối cùng là cho các cá thể gen đó tự thụ phấn hoặc giao phối để tạo ra các giống thuần chủng.
- Tạo giống lai có ưu thế lai cao
Trước tiên, chúng ta cần hiểu thế nào là Uu thế lai. Ưu thế lại là hiện tượng con lai có năng suất, phẩm chất, sức chống chịu, khả năng sinh trưởng và phát triển vượt trội so với các dạng bố mẹ. Ưu thế lai biểu hiện rõ nhất ở F1 sau đó giảm dần qua các thế hệ. Ưu thế lai biểu hiện rõ nhất trong lai khác dòng.
- Cơ sở di truyền của ưu thế lai
Có nhiều giải thuyết giải thích về hiện tượng ưu thế lai, trong đó có giả thuyết siêu trội dược thửa nhận rộng rãi nhất. Giả thuyết này cho rằng ở trạng thái dị hợp về nhiều căp gen khác nhau, con lai có kiểu hình vượt trội nhiều mặt so với các dạng bố mẹ có nhiều gen ở trạng thái đồng hợp: AA< Aa> aa.
Ứng dụng:
3. Câu hỏi ứng dụng
Câu 1. Để tạo ra các giống, chủng vi khuẩn có khả năng sản xuất trên qui mô công nghiệp các chế phẩm sinh học như: axit amin, vitamin, enzim, hoocmôn, kháng sinh..., người ta sử dụng
A. kĩ thuật di truyền
B. chọn lọc cá thể
C. đột biến nhân tạo
D. các phương pháp lai
Câu 2. Trong kỹ thuật di truyền người ta thường dùng thể truyền là
A. Thực khuẩn thể và vi khuẩn
B. Thực khuẩn thể và nấm men
C. Plasmits và nấm men
D. Plasmits và thực khuẩn thể
Câu 3. Người ta có thể tái tổ hợp thông tin di truyền giữa các loài rất khác xa nhau trong hệ thống phân loại mà phương pháp lai hữu tính không thực hiện được bằng
A. lai khác chi.
B. lai khác giống.
C. kĩ thuật di truyền.
D. lai khác dòng.
Câu 4. Trong kĩ thuật cấy gen, ADN tái tổ hợp được tạo ra ở khâu
A .nối ADN của tế bào cho với plasmit.
B. cắt đoạn ADN của tế bào cho và mở vòng plasmit
C. tách ADN của tế bào cho và tách plasmit khỏi tế bào vi khuẩn.
D. chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận
Câu 5. Trong kĩ thuật cấy gen, tế bào nhận được sử dụng phổ biến là vi khuẩn E.coli vì chúng:
A. có tốc độ sinh sản nhanh
B. thích nghi cao với môi trường
C. dễ phát sinh biến dị
D. có cấu tạo cơ thể đơn giản
Vừa rồi là tổng hợp những kiến thức bạn cần biết về di truyền học. Trong quá trình hoàn thiện nếu có gì sai sói xin vui lòng để lại ý kiến của bạn dưới mục bình luận, chúng tôi hy vọng nhận được sự đóng góp. Chúc các bạn có một buổi học vui vẻ!
Liên kết với Facebook
Liên kết với Google