Giải sgk Sinh học 12 Cánh diều Bài 9. Di truyền gene ngoài nhân có đáp án

- Ở tế bào nhân thực, phân tử DNA có thể được tìm thấy ở trong nhân, ti thể và lục lạp.

- Các tính trạng do gene trong ti thể hoặc lục lạp di truyền theo dòng mẹ (con lai mang tính trạng của cá thể mẹ).

Mô tả kết quả các phép lai thuận và nghịch ở cây hoa phấn:

- Cây mẹ cành lá xanh lai với cây bố bất kì đều cho đời con có 100% cây cành lá xanh.

- Cây mẹ cành lá trắng lai với cây bố bất kì đều cho đời con có 100% cây cành lá trắng.

- Cây mẹ cành lá đốm lai với cây bố bất kì đều cho đời con có 3 loại kiểu hình là cành lá xanh, cành lá trắng và cành lá đốm.

→ Kết quả các phép lai thuận nghịch không tuân theo quy luật Mendel, đời con đều có kiểu hình giống mẹ. Tuy nhiên, ở các phép lai có mẹ lá khảm thì đời con, ngoài kiểu hình giống mẹ còn xuất hiện thêm 2 kiểu hình là lá xanh và lá trắng.

Giải thích cơ sở tế bào học của sự di truyền gene ngoài nhân trong thí nghiệm của Correns:

- Phân tử DNA lục lạp mang gene mã hóa protein sinh tổng hợp diệp lục nên lá cây có màu xanh. Khi gene này bị đột biến mất chức năng, diệp lục không được tổng hợp làm lá có đốm trắng hoặc màu trắng.

- Giao tử đực (hạt phấn) chỉ truyền nhân cho giao tử cái mà không truyền tế bào chất. Hợp tử phát triển dựa trên khối tế bào chất của giao tử cái (trứng) từ mẹ nên các gene trong lục lạp của giao tử cái (trứng) đều được truyền cho con dẫn tới đời con sinh ra hầu hết đều có màu cành lá giống mẹ:

+ Ở cây mẹ có cành lá xanh, tế bào chứa lục lạp mang gene không đột biến dẫn đến khi giảm phân, chỉ tạo trứng chứa lục lạp mang gene không đột biến. Khi tế bào trứng này thụ tinh với hạt phấn bất kì sẽ tạo hợp tử chứa lục lạp mang gene không đột biến, phát triển thành cây cành lá xanh.

+ Ở cây mẹ có cành lá trắng, tế bào chứa lục lạp mang gene đột biến dẫn đến khi giảm phân, chỉ tạo trứng chứa lục lạp mang gene đột biến. Khi tế bào trứng này thụ tinh với hạt phấn bất kì sẽ tạo hợp tử chứa lục lạp mang gene đột biến, phát triển thành cây cành lá trắng.

+ Ở cây lá đốm, phân tử DNA trong mỗi lục lạp có thể mang gene đột biến hoặc gene không đột biến. Trong quá trình giảm phân, xảy ra sự phân chia không đồng đều tế bào chất chứa các lục lạp (mang phân tử DNA) cho các tế bào trứng khác nhau: trứng chứa lục lạp mang gene không đột biến, trứng chứa lục lạp mang gene đột biến, trứng chứa cả lục lạp mang gene không đột biến và lục lạp mang gene đột biến. Khi các loại tế bào trứng này thụ tinh với hạt phấn bất kì sẽ tạo các loại hợp tử tương ứng, phát triển thành cây lá xanh, cây lá trắng và cây lá đốm.

Giao tử đực chỉ truyền nhân cho giao tử cái mà không truyền tế bào chất. Hợp tử phát triển dựa trên khối tế bào chất của giao tử cái từ mẹ nên các gene ngoài nhân của giao tử cái đều được truyền cho con dẫn tới đời con sinh ra hầu hết đều mang tính trạng của cá thể mẹ. Điều này dẫn đến kết quả phép lai thuận và phép lai nghịch trong hiện tượng di truyền ngoài nhân không giống nhau.

Gene lục lạp mã hóa enzyme sinh tổng hợp diệp lục đồng nghĩa với việc gene này nằm ở tế bào chất. Do trong phân bào, tế bào chất không được phân chia đồng đều cho các tế bào con, dẫn đến sự phân chia không đồng đều và ngẫu nhiên của các lục lạp trong phân bào, khiến có các tế bào chỉ nhận được lục lạp màu xanh hoặc màu trắng cho ra lá màu xanh hoặc màu trắng và có những tế bào nhận được cả hai loại lục lạp cho ra lá đốm.