7/18/15
1
DI TRUYỀN THỰC VẬT ĐẠI CƢƠNG
Giáo viên: Phạm Thị Ngọc
Số đt: 097.267.32.09
TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Lê Đình Lương, Phan Cự Nhân. Cơ sở di truyền
học, 1998
• Phạm Thành Hổ. Di truyền học, 2007
• Nguyễn Hồng Minh. Di truyền học, 1999
• Gardner E.J.,… Principles of Genetics, 1991
MỞ ĐẦU
Mục tiêu:
• Khái quát môn học
• Vị trí của các môn học trong các môn cơ sở
• Ý nghĩa đối với chọn giống, nông nghiệp hiện
đại.
I. Đối tƣợng và nhiệm vụ của di truyền học,
thế nào là di truyền học hiện đại
• Di truyền học nghiên cứu hai tính chất cơ bản, gắn liền của cơ
thể sống: tính di truyền và tính biến dị.
• Sự thống nhất biện chứng của hai tính chất này thể hiện ở tất
cả các mức độ tổ chức của sự sống: phân tử, tế bào, cá thể và
quần thể.
• Mọi cấu trúc đặc trưng và hoạt động trao đổi chất của cơ thể
sống đều được kiểm tra bởi các gen.
Như vậy di truyền học hiện đại là môn khoa học nghiên cứu
về gen ở các cấp độ khác nhau.
1.Về phương diện lý luận, di truyền học tập trung giải
quyết những vấn đề cơ bản sau:
a) Vấn đề tàng trữ thông tin di truyền (TTDT):
Nghiên cứu về cơ sở vật chất, cấu trúc, tổ chức của bộ máy di truyền:
gen - NST- genome - cấu trúc di truyền của quần thể.
b) Vấn đề thực hiện TTDT:
Cơ sở biểu hiện của gen, điều hoà hoạt động của gen, vấn đề thể hiện
kiểu hình của tính trạng trong mối tương tác kiểu gen - môi trường.
c) Vấn đề về cơ chế truyền đạt TTDT qua các thế hệ:
Cơ chế phát sinh các dạng đột biến, cơ chế biến đổi định hướng,
chuyển nạp gen...
2. Về phương diện ứng dụng, di truyền học tập trung giải
quyết những vấn đề cơ bản sau:
- Ứng dụng những cơ sở lý luận về di truyền để tuyển chọn ra
những phương thức lai tối ưu nhất, phù hợp với từng đối
tượng cụ thể.
-Tuyển lựa ra những phương thức chọn lọc hiệu quả nhất để
thu sản phẩm: tế bào, dòng, quần thể...
- Điều khiển sự phát triển của tính trạng di truyền
- Gây các đột biến thực nghiệm, chuyển nạp gen, bảo vệ và
sửa chữa những hỏng hóc di truyền.
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
7/18/15
2
II. Các giai đoạn phát triển của di truyền học.
1. Giai đoạn trước Menđen và sự ra đời công trình của Menđen:
- Thế kỷ thứ V trước CN:
+ Hippocrate (thuyết di truyền trực tiếp)
Vật liệu sinh sản được thu nhận từ tất cả các phần của cơ thể
tất cả các cơ quan đều trực tiếp ảnh hưởng tới các tính trạng của
hậu thế.
- Thế kỷ thứ IV trước CN:
Vật liệu sinh sản không thu nhận từ các bộ phận của cơ thể mà
được tạo ra từ chất dinh dưỡng, mà về bản chất chúng ấn định
cho sự cấu tạo các phần khác nhau của cơ thể.
- Darwin (1809-1882) - Thuyết pangen:
Mỗi phần của cơ thể đều sinh sản ra những phần tử nhỏ gọi
là chất mầm (genmule), từ các phần của cơ thể chúng theo
máu tập trung vềcơ quan sinh dục, qua đó các tính trạng
được truyền đạt cho hậu thế. Mỗi cá thể sinh ra do sự hoà
hợp đặc tính di truyền của cả bố và mẹ.
-1865 Menđen - các thí nghiệm lai ở thực vật:
Međen đã chứng minh: sự di truyền có tính giai đoạn, được
kiểm tra bởi các nhân tố di truyền mà sau này gọi là gen
đạt nền móng cho sự phát triển của di truyền học.
2. Giai đoạn phát triển của di truyền học kinh điển:
- 1900, Hugo de Vries (Hà Lan), Erich Karl Correns (Đức) và E. von
Tschermark (Áo) độc lập phát hiện ra các quy luật Menđen 1900 - năm
khai sinh của di truyền học.
-1902, W. Bateson và L. Cuenot: chứng minh quy luật Menđen ở động vật.
- 1909 W. Bateson dẫn tới 100 tính trạng ở thực vật và động vật di truyền
theo các quy luật Menđen.
- 1901, Hugo de Vries đưa ra thuyết đột biến.
- Đầu thế kỷ 20 hình thành các quan điểm đầu tiên về vai trò cảu NST đối
với sự di truyền.
- 1911, T.H. Morgan và cs xây dựng thuyết di truyền NST
- 1920, N.I.Vavilov (Nga) thiết lập quy luật “dãy biến dị tương đồng”.
- 1925, G.A.Nadson và G.S. Philipov phát hiện ảnh hưởng gây đột biến
phóng xạ...
- 1933, T. Painter phát hiện ra NST khổng lồ -> cơ sở cho nghiên cứu đột
biến cấu trúc NST và thiết lập bản đồ tế bào học của NST.
3. Sự phát triển của di truyền học phân tử và kỹ
thuật di truyền:
-1944, O. Avery, MC Leod và Mc Carty chứng minh ADN là vật
chất di truyền -> sự ra đời của di truyền học phân tử.
-1953, J. Oatson và F. Cric phát minh ra mô hình cấu trúc phân
tử của ADN.
- Những năm 60 xác định toàn bộ 60 codon
- 1961, F. Jacod, J. Monod đưa ra mô hình operon giải thích cơ
chế điều hoà sao mã ở vi khuẩn nghiên cứu về cơ chế điều
hoà hoạt động của gen.
- Từ những năm 70 nhiều tri thức mới trong di truyền ra đời.
III. Các phƣơng pháp nghiên cứu di truyền:
• Phương pháp lai
• Phương pháp toán học
• Phương pháp tế bào học
• Phương pháp vật lý, hoá học và sinh học khác
IV. Ý nghĩa của di truyền học đối với chọn
giống và phát triển một nền nông nghiệp bền
vững.
• Ý nghĩa lớn đối với thực tiễn và các môn khoa học
khác (y học, sinh thái...)
• Di truyền học là phương thức luận cơ bản của tiến
hoá, đặc biệt là cơ sở của chọn giống.
Lớp Học Phần VNUA ( Khoa Nông Học ) - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/
7/18/15
3
Chƣơng I
CẤU TRÖC VÀ TÁI BẢN VẬT CHẤT DI TRUYỀN
Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ, TẾ BÀO
MỞ ĐẦU: ADN là vật chất mang
thông tin di truyền
Hiện tượng biến nạp:
• Thí nghiệm của Griffith (1928): thí nghiệm trên vi
khuẩn diplococcus pneumococcus.
• Gồm: + dạng có vỏ polysacarit độc, gây bệnh (S -
smooth)
• + dạng không có vỏ bọc, lành (R – rough )
• Tiêm cho chuột :
• Dòng R hoặc dòng S bị chết do nhiệt chuột không
nhiễm bệnh.
• Dòng R + dòng S bị chết do nhiệt chuột chết.
Kết kuận: tế bào vi khuẩn nòi R đã nhận được đặc tính tạo
vỏ ở nòi S.
THÍ NGHIỆM CỦA F.GRIFFIT
1944, Oswald Avery, Colin Malead và Maclyn MC Carti đã
tách ADN từ nòi S đưa vào môi trường nuôi cấy nòi R
xuất hiện nòi S ADN nòi S đã biến nạp vào nòi R Rb
có tính tạo vỏ.
Kết luận : ADN là vật chất di truyền
b. Các chứng minh trên thực khuẩn thể
- 1952, Alfred Hershey và Martha Chase:
2 mẫu virus: + một mẫu trên ADN được đánh dấu bằng 32P
+ mẫu kia trên protein được đánh dấu bằng 35S
Sau 1 chu kỳ sinh sản khi cho E. coli phát triển trên môi trường đồng
vị phóng xạ 32P và 35S được dùng làm chất đánh dấu đặc thù để
phân biệt ADN và protein.
1 dòng E. coli được lây nhiễm phage đánh dấu 32P và dòng kia 35S.
Kết quả: 35S nằm lại ngoài tế bào vi khuẩn với vỏ bọc virus trống
rỗng.
32P nằm bên trong tế bào vi khuẩn sinh sản cho thế hệ virus mới
Kết luận: vật chất di truyền của virus là ADN chứ không phải protêin
7/18/15
4
Virus Structure
Capsids, Nucleic Acid, Envelope
Icosahedral Enveloped
Helical
Bacteriophages
Viruses of bacteria
A complex bacteriophage
1.1.1. Thành phần hoá học và cấu trúc không gian của ADN
a) Thành phần hoá học:
ADN là phân tử trùng hợp lớn (polymer), gồm nhiều đơn phân
(monomer) gọi là nucleotide, mỗi nucleotide gồm:
• Đường pentose, 5 cacbon (deoxyribose –C5H10O4)
• Nhóm phosphates
• Bazơ nitơ
Nhóm phosphates liên kết với C5, bazơ với C1
7/18/15
5
CÁC GỐC BAZƠ
CẤU TRÖC HÓA HỌC CỦA 4 NUCLEOTIDE TRONG ADN
Nucleic acids
4 loại nucleotide của ADN:
+ Dẫn xuất của purine:
• Adenine (A)
• Guanine (G)
+ Dẫn xuất của pyrimidine:
• Thymine (T)
• Cytosine (C)
• Tổng các bazơ purine bằng
tổng các bazơ pyrimidine:
A + G = T + C hay A = T;
G = C
• Tỷ lệ là 1 chỉ số đặc
trưng
cho loài (ví dụ: ở người là
1,52; lúa mì – 1,19; nấm men
– 1,79…)
CG
TA
• Tổng các bazơ purine bằng
tổng các bazơ pyrimidine:
A + G = T + C hay A = T;
G = C
• Tỷ lệ là 1 chỉ số đặc
trưng
cho loài (ví dụ: ở người là
1,52; lúa mì – 1,19; nấm men
– 1,79…)
CG
TA
James Watson and Francis Crick