Hướng dẫn giải bài tập vận dụng Chương Ứng dụng di truyền học trong chọn giống Sinh học 12

HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VẬN DỤNG CHƯƠNG ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC TRONG CHỌN GIỐNG SINH HỌC 12

Câu 1: Nêu những khó khăn và cách khắc phục khi chuyển gen của sinh vật nhân

thực vào trong tế bào vi khuẩn?

Hướng dẫn trả lời

• Những khó khăn:
  • Hầu hết gen của sinh vật nhân thực là gen phân mảnh cho nên khi chuyển vào tế bào vi khuẩn thì sau khi phiên mã không có giai đoạn biến đổi mARN nên các đoạn intron cũng được dịch mã, do đó phân tử prôtêin có cấu trúc không giống với phân tử prôtêin mong muốn.
  • Gen của sinh vật nhân thực có vùng promoter (vùng khởi động) khác với vùng promoter của gen vi khuẩn nên enzym ARN polimeraza của tế bào vi khuẩn thường khó có thể phiên mã được gen được chuyển vào nên gen sau khi chuyển thường không được phiên mã để sinh tổng hợp prôtêin.
• Cách khắc phục:
  • Gen được chuyển vào vi khuẩn không có intron (do các đoạn intron được cắt bỏ hoặc do được phiên mã ngược từ mARN trưởng thành).
  • Gen được chuyển vào sẽ có vùng promoter của vi khuấn để enzym ARN pôlimeraza dễ dàng liên kết và khởi động phiên mã.

Câu 2: Trong các công nghệ tế bào được sử dụng trong tạo giống, loại công nghệ nào không tạo được giống mới? Giải thích.

Hưởng dẫn trả lời

Công nghệ nhân bản vô tính, cấy truyền phôi và nhân giống vô tính là những công nghệ không tạo được giống mới. Nguyên nhân là vì sự hình thành giống mới gắn liền với sự hình thành kiểu gen mới. 

• Nhân bản vô tính ở động vật là quá trình nhân lên các cá thể có kiểu gen quý hiếm mà không làm thay đổi kiểu gen của cơ thể cho nhân. Vì vậy không tạo được giống mới.
• Cấy truyền phôi là hiện tượng một phôi được tách ra thành nhiều nhóm tế bào, mỗi nhóm tế bào phát triển thành một phôi và cấy phôi vào tử cung của con cái để phôi phát triển thành cơ thể. Cấy truyền phôi chỉ giúp nhân nhanh giống động vật quý hiếm mà không tạo được giống mới.
• Nhân giống vô tính của thực vật bằng nuôi cấy mô cũng không tạo ra giống mới mà nó chỉ tạo ra số lượng lớn cá thể có kiểu gen giống nhau.

Câu 3: Trong chọn giống động vật, người ta cho con đực tốt nhất giao phối với con cái tốt nhất được F₁, sau đó cho các cá thể tốt nhất ở đời F₁ giao phối với nhau được F₂, cho các cá thể tốt nhất ở đời F₂ giao phối với nhau được F₃, quá trình cứ tiếp diễn như vậy cho đến đời thứ 5, hoặc đời thứ 6. Quá trình cho lai này có ý nghĩa gì?

Hướng dẫn trả lời

• Quá trình này được gọi là lai cải tiến giống. Người ta thường sử dụng giống đực ngoại có năng suất cao để cải tiến giống nội có năng suất thấp.
• Quá trình lai nói trên sẽ tạo ra được giống thuần về tính trạng của con đực nhưng lại mang các đặc tính tốt của giống cái như khả năng chống chịu với điều kiện tự nhiên.

Câu 4: Nuôi cấy hạt phấn của cây có kiểu gen AabbDdEE thành các dòng đơn bội, sau đó lưỡng bội hóa tạo thành các dòng lưỡng bội thuần chủng.

a. Sẽ tạo ra được bao nhiêu dòng thuần chủng từ cây nói trên?

b. Xác định kiểu gen của những dòng thuần chủng này?

Hướng dẫn giải

a. Cứ mỗi loại hạt phấn sẽ tạo nên một dòng lưỡng bội thuần chủng. Cây có kiểu gen AabbDdEE (có 2 cặp gen dị hợp) tạo ra 4 loại hạt phấn, do đó sẽ tạo nên 4 dòng lưỡng bội thuần chủng.

b. Từ dòng đơn bội, tiến hành lưỡng bội hóa sẽ tạo nên dòng lưỡng bội, cho nên kiểu gen của các dòng lưỡng bội này được xác định thông qua các loại giao tử.

 

                   nguyên phân                               lưỡng bội hóa

(hạt phấn →→→→→→→→  dòng đơn bội →→→→→→→→ dòng thuần chủng)

• Cơ thể AabbDdEE cho 4 loại giao tử là AbDE; AbdE; abDE; abdE.
• Kiểu gen của các dòng thuần chủng này là:
  • Từ loại giao tử AbDE sẽ tạo nên dòng thuần chủng có kiểu gen AAbbDDEE.
  • Từ loại giao tử AbdE sẽ tạo nên dòng thuần chủng có kiểu gen AAbbddEE.
  • Từ loại giao tử abDE sẽ tạo nên dòng thuần chủng có kiểu gen aabbDDEE.
  • Từ loại giao tử abdE sẽ tạo nên dòng thuần chủng có kiểu gen aabbddEE.

Câu 5: Chuyển nhân của tế bào sinh dưỡng từ cơ thể có kiểu gen AAbbDD vào trứng đã bị mất nhân của cơ thể có kiểu gen aaBBdd tạo ra tế bào chuyển nhân. Nuôi cấy tế bào chuyển nhân tạo nên cơ thể hoàn chỉnh. Hãy xác định kiểu gen của cơ thể chuyển nhân này?

Hướng dẫn trả lời

Kiểu gen của cơ thể do nhân quyết định. Cơ thể chuyển nhân này có nhân từ tế bào sinh dưỡng của cơ thể AAbbDD nên kiểu gen của nó là AAbbDD.

Câu 6: Tiến hành lai tế bào sinh dưỡng của cơ thể thuộc loài A có kiểu gen AAbb với tế bào sinh dưỡng thuộc loài B có kiểu gen HHmm tạo ra tế bào lai. Nuôi cây tế bào lai trong điều kiện thích hợp sẽ phát triển thành cây hoàn chỉnh. Hãy xác định kiểu gen của cây lai này?

Hướng dẫn trả lời

Khi lai thành công hai tế bào sinh dưỡng của hai cá thể thì sẽ tạo nên tế bào lai có kiểu gen bằng tổng kiểu gen của hai cá thể đó. Do vậy kiểu gen của cá thể lai này là AAbbHHmm.

Câu 7: Ở một loài thực vật, cho biết tính trạng do một gen quy định và trội hoàn toàn. Từ một giống cũ có kiểu gen Aa người ta đã tiến hành tạo ra giống lúa mới thuần chủng có kiểu gen AA.

a. Quá trình tạo giống này phải tiến hành ít nhất bao nhiêu phép lai? Trình bày các phép lai đó?

b. Nếu chỉ bằng phương pháp tự thụ phấn và chọn lọc thì đến thế hệ F₃, tỉ lệ cá thể thuần chủng của giống là bao nhiêu?

Hướng dẫn trả lời

a. Phải tiến hành 3 phép lai.

• Phép lai 1: Cho giống có kiểu gen Aa tự thụ phấn được F₁. Ở đời F₁ sẽ có 2 loại kiểu hình là kiểu hình trội A- và kiểu hình lặn aa.
• Phép lai 2: Cho các cây có kiểu hình trội A- lai phân tích (lai với cây có kiểu gen aa). Từ kết quả phép lai phân tích sẽ biết được trong số các cây có kiểu hình A-, những cây nào thuần chủng (kiểu gen AA).
• Phép lai 3: Cho các cây có kiểu gen đồng hợp AA tiến hành giao phấn hoặc tự thụ phấn thì đời F₂ sẽ thu được tất cả các cây con thuần chủng. Tạo nên giống thuần chủng có kiểu gen AA.

b. Nếu chỉ bằng phương pháp tự thụ phấn, kết hợp chọn lọc thì:

• Ở đời F₁:

Phép lai Aa  Aa: thì trong số các cá thể có kiểu hình A- ở đời con, kiểu gen AA chiếm tỉ lệ \(\frac{1}{3}\), kiểu gen Aa chiếm tỉ lệ \(\frac{2}{3}\).

• Ở đời F₂: \(\begin{array}{l} \frac{2}{3}\left( {Aa \times Aa} \right) \to \frac{2}{9}AA.\\ \frac{1}{3}\left( {AA \times AA} \right) \to \frac{1}{9}AA. \end{array}\)

Vậy tỉ lệ kiểu gen AA trong số các cá thể có kiểu hình A- ở đời F₂ là: \(\frac{2}{9} + \frac{1}{3} = \frac{5}{9} = \left( {1 - \frac{4}{9}} \right) = \left( {1 - {{\left( {\frac{2}{3}} \right)}^2}} \right).\)

• Ở đời F₃: \(\begin{array}{l} \frac{4}{9}\left( {Aa \times Aa} \right) \to \frac{4}{{27}}AA.\\ \frac{5}{9}\left( {AA \times AA} \right) \to \frac{5}{9}AA. \end{array}\)

Vậy tỉ lệ kiểu gen AA trong số các cá thể có kiểu hình A- ở đời F₃ là: \(\frac{4}{{27}} + \frac{5}{9} = \frac{{19}}{{27}} = \left( {1 - \frac{8}{{27}}} \right) = \left( {1 - {{\left( {\frac{2}{3}} \right)}^3}} \right).\)

- Từ giống có kiểu gen dị hợp, muốn tạo nên một giống thuần chủng về các tính trạng trội thì phải tiến hành ít nhất 3 phép lai. - Từ giống có kiểu gen Aa, cho tự thụ phấn liên tục và ở mỗi thế hệ chỉ chọn lấy những cá thể có kiểu hình trội thì đến thế hệ Fn, kiểu gen dị hợp (Aa) chiếm tỉ lệ \({\left( {\frac{2}{3}} \right)^n}\).

{-- Nội dung đề và đáp án từ câu 8-12 của tài liệu bài tập vận dụng Chương Ứng dụng di truyền học trong chọn giống Sinh học 12 các bạn vui lòng xem ở phần xem online hoặc Tải về--}