Thomas Hunt Morgan
Thomas Hunt Morgan (1866-1945) là nhà Di truyền học người Mỹ, thường được nhắc đến do các khám phá về vai trò của nhiễm sắc thể trong quá trình di truyền của sinh vật, về sự phân bố các gen (thời đó gọi là "nhân tố Menđen") thành dãy locus trên nhiễm sắc thể và đóng vai trò hoàn thiện học thuyết di truyền nhiễm sắc thể. Ông được trao Giải Nobel Sinh lý và Y học vào năm 1933.
Lúc đầu, Morgan không tán thành các quy luật di truyền mà Gregor Mendel đã xây dựng và thuyết di truyền nhiễm sắc thể. Ông dự trù kinh phí xin tiến hành thí nghiệm lai ở thỏ, nhưng không được chấp nhận vì kinh phí quá lớn. Sau đó, ông đã chọn được một đối tượng độc đáo và thuận lợi cho nghiên cứu là ruồi giấm. Phòng thí nghiệm của Morgan về sau được gọi là "phòng thí nghiệm ruồi". Tham gia nghiên cứu cùng ông có ba học trò Alfred Sturtevant, Hermann Muller và Calvin Bridges.
Nhóm nghiên cứu này đã chứng minh các nhân tố di truyền của Mendel nằm trên nhiễm sắc thể và hoàn chỉnh thuyết di truyền nhiễm sắc thể. Thuyết di truyền nhiễm sắc thể xác nhận tính đúng đắn của thuyết di truyền về gene (nhân tố di truyền), cho thấy các gene phân bố theo chiều dọc nhiễm sắc thể tạo thành nhóm liên kết.
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I. THÍ NGHIỆM CỦA MORGAN:
1. Đối tượng thí nghiệm:
Ruồi giấm là một phức hợp họ ruồi bao gồm cả các loài ruồi trái cây. Đây là một họ ruồi được sử dụng trong các nghiên cứu khoa học, đặc biệt là về sinh học, nhất là loài ruồi giấm thường (Drosophila melanogaster) trong chi Drosophila. Ruồi giấm được sử dụng để thí nghiệm và minh họa cho đột biến sinh học ở dạng đột biến nhiễm sắc thể.
Morgan chọn ruồi giấm làm đối tượng nghiên cứu vì ruồi giấm mang nhiều đặc điểm thuận lợi cho các nghiên cứu di truyền:
- Dễ nuôi trong ống nghiệm.
- Đẻ nhiều.
- Vòng đời ngắn.
- Có nhiều biến dị dễ quan sát.
- Số lượng NST ít (2n = 8).
2. Thí nghiệm của Morgan:
- Lai hai dòng ruồi giấm thuần chủng: thân xám, cánh dài × thân đen, cánh cụt
PTC: Thân xám, cánh dài x Thân đen, cánh cụt
F1: 100% Thân xám, cánh dài
Lai phân tích: ♂ F1 Thân xám, cánh dài x ♀ Thân đen, cánh ngắn
FB: 1 Thân xám, cánh dài: 1 Thân đen, cánh cụt
3. Giải thích:
- Quy ước gen:
+ Gen B: quy định thân xám.
+ Gen b: quy định thân đen.
+ Gen V: quy định cánh dài.
+ Gen v: quy định cánh ngắn.
- Dựa vào tỉ lệ kiểu hình 1:1, Moocgan cho rằng các gen qui định màu sắc thân và dạng cánh cùng nằm trên một NST (liên kết gen). Vì ruồi cái thân đen, cánh cụt chỉ do một loại giao tử (bv) → ruồi đực F1 phải cho 2 loại giao tử (BV, bv). Do đó các gen qui định màu sắc thân và hình dạng cánh phải cùng nằm trên một NST (liên kết gen), cùng phân li giao tử và cùng được tổ hợp qua quá trình thụ tinh hiện tượng di truyền liên kết.
4. Kết luận:
- Di truyền liên kết là hiện tượng một nhóm tính trạng được di truyền cùng nhau, được quy định bởi các gen trên NST cùng phân li trong quá trình phân bào.
- Mỗi NST mang nhiều gen. Các gen phân bố dọc theo chiều dài của NST và tạo thành nhóm gen liên kết → số nhóm gen liên kết ở mỗi loài thường tương ứng với số NST trong bộ đơn bội.
Ví dụ:
+ ở người có 23 nhóm gen liên kết ứng với n = 23.
+ ở ruồi giấm có 4 nhóm liên kết ứng với n = 4.
II. Ý NGHĨA CỦA DI TRUYỀN LIÊN KẾT:
- Trong tế bào mỗi NST mang nhiều gen tạo thành nhóm gen liên kết.
- Bổ sung cho quy luật phân li độc lập của Mendel → hạn chế xuất hiện biến dị tổ hợp, đảm bảo di truyền bền vững của từng nhóm tính trạng được quy định bởi các gen trên một NST.
- Trong chọn giống người ta có thể chọn được những nhóm tính trạng tốt luôn đi kèm với nhau.
B. CÂU HỎI THẢO LUẬN
Bài 13 trang 42: Quan sát hình 13 và trả lời các câu hỏi sau:
- Tại sao phép lai giữa ruồi đực F1 với ruồi cái thân đen, cánh cụt là phép lai phân tích?
- Moocgan tiến hành phép lai phân tích nhằm mục đích gì?
- Giải thích vì sao dựa vào tỉ lệ kiểu hình 1:1. Moocgan lại cho rằng các gen qui định màu sắc thân và dạng cánh cùng nằm trên một NST (liên kết gen).
- Hiện tượng di truyền liên kết là gì?
Trả lời:
- Phép lai giữa ruồi đực F1 với ruồi cái thân đen, cánh cụt là phép lai phân tích vì đây là phép lai giữa cá thể mang kiểu hình trội với cá thể mang kiểu hình lặn.
- Moocgan tiến hành phép lai phân tích nhằm xác định kiểu gen của ruồi đực F1.
- Dựa vào tỉ lệ kiểu hình 1:1, Moocgan cho rằng các gen qui định màu sắc thân và dạng cánh cùng nằm trên một NST (liên kết gen). Vì ruồi cái thân đen, cánh cụt chỉ do một loại giao tử (bv) → ruồi đực F1 phải cho 2 loại giao tử (BV, bv).
Do đó các gen qui định màu sắc thân và hình dạng cánh phải cùng nằm trên một NST (liên kết gen), cùng phân li giao tử và cùng được tổ hợp qua quá trình thụ tinh hiện tượng di truyền liên kết.
- Hiện tượng di truyền liên kết là hiện tượng một nhóm tính trạng được di truyền cùng nhau, qui định bởi các gen trên một NST cùng phân li trong quá trình phân bào.
C. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Bài 1 (trang 43 sgk Sinh học 9): Thế nào là di truyền liên kết? Hiện tượng này đã bổ sung cho quy luật phân li độc lập của Menđen như thế nào?
Lời giải:
- Di truyền liên kết là hiện tượng một nhóm tính trạng được di truyền cùng nhau, được quy định bởi các gen trên một NST cùng phân li trong quá trình phân bào.
- Nếu ở quy luật phân li độc lập của Menđen các cặp gen làm xuất hiện nhiều biến dị tổ hợp thì liên kết gen cho tổ hợp kiểu hình ít, không tạo ra hoặc hạn chế sự xuất hiện biến dị tổ hợp, đảm bảo di truyền bền vững của từng nhóm tính trạng được quy định bởi các gen trên một NST.
- Cho tổ hợp kiểu hình ít, không tạo ra hoặc hạn chế sự xuất hiện biến dị tổ hợp, đảm bảo di truyền bền vững của từng nhóm tính trạng được quy định bởi các gen trên một NST.
Bài 2 (trang 43 sgk Sinh học 9): Hãy giải thích thí nghiệm của Moocgan về sự di truyền liên kết dựa trên cơ sở tế bào học.
Lời giải:
Bài 3 (trang 43 sgk Sinh học 9): So sánh kết quả lai phân tích F1 trong 2 trường hợp di truyền độc lập và di truyền liên kết của 2 cặp tính trạng. Nêu ý nghĩa của di truyền liên kết trong chọn giống.
Lời giải:
Bài 4 (trang 43 sgk Sinh học 9): Cho hai thứ đậu thuần chủng hạt trơn không có tua cuốn và hạt nhăn có tua cuốn giao phấn với nhau được F1 toàn hạt trơn, có tua cuốn. Cho F1 tiếp tục giao phấn với nhau được F2 có tỉ lệ: 1 hạt trơn, không có tua cuốn ; 2 hạt trơn có tua cuốn; 1 hạt nhăn, có tua cuốn. Kết quả phép lai được giải thích như thế nào?
a) Từng cặp tính trạng đều phân li theo tỉ lệ 3: 1.
b) Hai cặp tính trạng di truyền độc lập với nhau.
c) Hai cặp tính trạng di truyền liên kết.
d) Sự tổ hợp lại các tính trạng ở P.
Lời giải:
Đáp án: c
