Câu hỏi mở đầu trang 78

Đề bài: 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?

Lời giải:

Hiện tượng này được giải thích như sau:

• Bệnh cơ ti thể do gene nằm trong ti thể quy định – đây là gene ngoài nhân.
• Ti thể chỉ có trong tế bào chất của tế bào. Khi thụ tinh, hợp tử chỉ nhận tế bào chất từ trứng của mẹ, hầu như không nhận tế bào chất từ tinh trùng của bố.
• Do đó, tất cả ti thể của con đều có nguồn gốc từ mẹ → nếu mẹ mang gene bệnh trong ti thể thì tất cả các con đều mang gene bệnh và đều bị bệnh, không phụ thuộc vào bố.

I. Thí nghiệm của Correns về di truyền gene ngoài nhân

Câu hỏi trang 80

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

Lời giải:

Nhận xét chung về kết quả các phép lai:

• Màu lá của đời con hoàn toàn phụ thuộc vào màu lá của cây mẹ, không phụ thuộc vào màu lá của cây bố.
  • Mẹ lá xanh → con lá xanh.
  • Mẹ lá trắng → con lá trắng.
  • Mẹ lá khảm → con có 3 loại: lá khảm, lá xanh, lá trắng.
• Kết quả các phép lai thuận nghịch khác nhau → không tuân theo quy luật Mendel.

Giải thích:

• Tính trạng màu lá do gene nằm trong lục lạp (gene ngoài nhân) quy định.
• Gene ngoài nhân chỉ được truyền từ mẹ sang con qua tế bào chất của trứng → di truyền theo dòng mẹ.
• Ở cây mẹ lá khảm, tế bào chất chứa cả 2 loại lục lạp (lục lạp bình thường và lục lạp mang gene đột biến). Khi phân bào, các lục lạp được phân chia ngẫu nhiên và không đồng đều vào các tế bào con → tạo ra các tế bào có tỉ lệ 2 loại lục lạp khác nhau → đời con có 3 loại kiểu hình khác nhau.

II. Đặc điểm di truyền gene ngoài nhân

Câu hỏi trang 80

Đề bài: Dựa vào đặc điểm nào người ta có thể nhận biết được tính trạng di truyền do gene ngoài nhân quy định?

Lời giải:

Có thể nhận biết tính trạng di truyền do gene ngoài nhân quy định dựa vào các đặc điểm sau:

• Kết quả phép lai thuận và lai nghịch khác nhau.
• Tính trạng luôn được di truyền theo dòng mẹ – đời con có kiểu hình giống mẹ.
• Tính trạng biểu hiện ở cả hai giới (đực và cái).
• Các cá thể con của cùng một mẹ có thể có kiểu hình khác nhau do sự phân chia ngẫu nhiên và không đồng đều của các bào quan (ti thể, lục lạp) trong tế bào chất.

III. Ứng dụng của di truyền gene ngoài nhân

Câu 1 trang 81

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

Lời giải:

Nghiên cứu về di truyền gene ngoài nhân được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực:

Trong y học:

• Loại trừ gene gây bệnh trong ti thể ở đời con → giúp phụ nữ mang gene bệnh ti thể (như hội chứng Leigh, cơ ti thể, tiểu đường, tim mạch, Alzheimer,…) sinh ra con khoẻ mạnh không mang gene bệnh.
• Ví dụ: Năm 2016, các nhà khoa học ở Mexico đã giúp một phụ nữ mang gene bệnh Leigh sinh ra em bé khoẻ mạnh bằng kĩ thuật này.

Trong nông nghiệp:

• Ứng dụng hiện tượng bất dục đực tế bào chất (cây không tạo được hạt phấn hữu thụ do hỏng gene trong tế bào chất) → tạo dòng bố mẹ thuận lợi cho lai giống, không cần khử bao phấn thủ công.
• Ví dụ: tạo ra các giống lúa lai năng suất cao như VT 505, MV2, Long Hương 8117,…

Trong nghiên cứu tiến hoá:

• Giải trình tự nucleotide DNA ti thể để xây dựng cây phân loại các nhóm sinh vật, truy tìm nguồn gốc chủng tộc loài người → xác định loài người xuất hiện ở châu Phi, sau đó phát tán ra các châu lục khác.

Trong pháp y:

• Giải trình tự gene ti thể để xác định hài cốt liệt sĩ, danh tính nạn nhân trong tai nạn, xác định quan hệ huyết thống theo dòng mẹ.

Câu 2 trang 81

Đề bài: 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 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)?

Lời giải:

Đặc điểm quan trọng của hệ gene ti thể là: mỗi gene trong ti thể có số lượng bản sao rất lớn trong mỗi tế bào.

Giải thích:

• Trong mỗi tế bào có rất nhiều ti thể, và mỗi ti thể lại chứa nhiều bản sao DNA ti thể.
• Vì vậy, ngay cả khi mẫu vật (như hài cốt) đã bị huỷ hoại nghiêm trọng, vẫn có khả năng còn sót lại một số bản sao DNA ti thể đủ để phân tích, giải trình tự.
• Trong khi đó, DNA trong nhân chỉ có rất ít bản sao/tế bào → dễ bị mất hoàn toàn khi mẫu vật bị huỷ hoại.

→ Nhờ đặc điểm này, DNA ti thể được ưu tiên sử dụng để xác định nhân thân từ các mẫu vật cổ, hài cốt.

Luyện tập và vận dụng

Câu 1 trang 82

Đề bài: 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?

Lời giải:

Câu 2 trang 82

Đề bài: 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,…

Lời giải:

Trong y học:

• Kĩ thuật thay ti thể (em bé ba cha mẹ): Lấy nhân từ trứng của mẹ mang gene bệnh ti thể chuyển sang trứng của người hiến (đã loại bỏ nhân, chứa ti thể bình thường) → thụ tinh với tinh trùng của bố → sinh ra con khoẻ mạnh không mang gene bệnh ti thể.
• Xác định huyết thống theo dòng mẹ qua DNA ti thể (dùng trong tìm kiếm người thân sau chiến tranh, thiên tai,…).
• Chẩn đoán sớm các bệnh do gene ti thể (bệnh cơ ti thể, hội chứng Leigh, một số dạng tiểu đường, Alzheimer,…).

Trong nông nghiệp:

• Ứng dụng bất dục đực tế bào chất để sản xuất hạt lai F1 ở nhiều cây trồng như: ngô lai, hướng dương, cà chua, hành tây,… → tạo giống năng suất cao, chất lượng tốt.
• Nghiên cứu DNA lục lạp để phân loại và bảo tồn các giống cây trồng quý.

Cô Nguyễn Ngọc Châu

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú