Qua nội dung tài liệu Lí thuyết bồi dưỡng HSG chủ đề Biến Dị, Đột Biến Gen môn Sinh học 9 năm 2021 giúp các em học sinh lớp 9 có thêm tài liệu ôn tập rèn luyện kĩ năng làm bài chuẩn bị cho kì thi đội tuyển sắp tới được HOC247 biên soạn và tổng hợp đầy đủ. Hi vọng tài liệu sẽ có ích với các em. Chúc các em có kết quả học tập tốt!
LÍ THUYẾT BỒI DƯỠNG HSG CHỦ ĐỀ BIẾN DỊ, ĐỘT BIẾN GEN MÔN SINH HỌC 9
I. TỔNG HỢP KIẾN THỨC
A. Khái niệm: Biến dị là hiện tượng con sinh ra khác bố mẹ.
Biến dị BD không di truyền
BD di truyền BD tổ hợp
BD đột biến ĐB gen
ĐB NST
1. Khái niệm đột biến gen
- Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen liên quan tới 1 hoặc 1 số cặp nucleotit trên AND.
- Đột biến gen là biến dị di truyền được.
- Các dạng đột biến gen: Mất, thêm và thay thế 1 cặp nu.
2. Nguyên nhân phát sinh đột biến gen
- Do ảnh hưởng của môi trường trong và ngoài cơ thể làm rối loạn quá trình tự sao của ADN(sao chép nhầm), ADN con sinh ra khác với ADN mẹ.
- Tự nhiên: Những biến đổi bất thường trong sinh lý, sinh hóa trong tế bào.
- Nhân tạo: Con người gây đột biến bằng các tác nhân vật lí hoặc hóa học (chất độc hóa học, phóng xạ, ô nhiễm môi trường, vi khuẩn, vi rút....)
3. Vai trò của đột biến gen
- Sự biến đổi cấu trúc phân tử của gen -> thường gây biến đổi cấu trúc của pr mà nó mã hóa -> dẫn đến biến đổi kiểu hình.
-Đột biến gen tạo ra các gen lặn khi ở thể đồng hợp hoặc trong điều kiện ngoại cảnh thích hợp có thể biểu hiện ra kiểu hình, thường có hại cho bản thân sinh vật vì chúng phá vỡ sự thống nhất hài hòa vốn có của cơ thể.
- Đột biến gen đôi khi có lợi cho sinh vật và con người, có ý nghĩa trong chăn nuôi, trồng trọt, chọn giống và tiến hóa.
B. Đột biết cấu trúc NST
1. Khái quát về đột biến cấu trúc NST
- Là những biến đổi trong cấu trúc NST.
- NST có thể bị biến đổi cấu trúc ở một số dạng khác nhau.
+ Mất đoạn: 1 đoạn của NST bị mất đi so với dạng ban đầu, làm giảm 1 lượng gen trên NST.
+ Lặp đoạn: Một đoạn nào đó của NST lặp lại 1 hoặc nhiều lần, làm tăng lượng gen trên NST.
+ Đảo đoạn: Một đoạn NST đứt ra rồi đảo ngược 1800 và nối lại vào vị trí vừa đứt, làm thay đổi trình tự các gen trên NST.
+ Chuyển đoạn: Sự trao đổi đoạn giữa các NST không tương đồng , một số gen trong nhóm lk này chuyển sang nhóm lk khác. Bao gồm chuyển đoạn trong 1 NST và chuyển đoạn giữa 2 NST.
2. Nguyên nhân phát sinh và t/c của ĐB cấu trúc NST
a. Nguyên nhân
- Đột biến cấu trúc NST xảy ra do ảnh hưởng phức tạp của môi trường bên trong cơ thể (những biến đổi bất thường về sinh lí, sinh hóa trong tế bào)
- Do yếu tố của môi trường bên ngoài cơ thể, thường là do tác động của con người như: Tác nhân vật lí (tia phóng xạ, tia cực tím, nhiệt độ....) tác nhân hóa học (chất độc hóa học như thuốc trừ sâu, diệt cỏ, chất độc màu da cam....)
b. Tính chất
- Biến đổi cấu trúc NST làm thay đổi số lượng và cách sắp xếp gen trên đó nên thường gây hại cho sinh vật.
-VD: Mất đoạn nhỏ ở đầu NST số 21 gây ung thư máu ở người.
-Tuy nhiên trong thực tiễn người ta vẫn gặp những ĐB cấu trúc NST có lợi
VD: Ở lúa mạch đột biến lặp đoạn làm tăng hoạt tính emzym phân hủy tinh bột
c. Một số biện pháp nhằm hạn chế đột biến cấu trúc NST
-Sử dụng hợp lí thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ
-Có ý thức phòng chống sử dụng vũ khí hạt nhân, vũ khí hóa học
-Có ý thức giữ gìn vệ sinh môi trường
C. Đột biến số lượng NST
1. Khái niệm ĐB số lượng NST
- ĐB số lượng NST là những biến đổi số lượng xảy ra ở 1 hoặc 1 số cặp NST nào đó hoặc ở tất cả các bộ NST.
-Các dạng: Thể dị bội và thể đa bội
2. Thể dị bội(lệch bội)
a.Khái niệm:
-Thể dị bội là cơ thể mà trong tế bào sinh dưỡng có 1 hoặc 1 số cặp NST bị thay đổi về số lượng.
- Một số dạng dị bội phổ biến
+ Thể lưỡng bội bình thường: 2n
+Thể không: 2n-2
+Thể một: 2n-1
+Thể một kép: 2n-1-1
+ Thể ba: 2n+1
+ Thể bốn: 2n+2
+ Thể bốn kép: 2n+2+2
- Hậu quả: Gây nên biến đổi hình thái ở thực vật (hình dạng, kích thước, màu sắc...) hoặc gây nên 1 số bệnh ở người( đao, tocno, claiphento...)
b.Sự phát sinh thể dị bội
-Trong quá trình giảm phân, mỗi NST của cặp tương đồng phân li về 1 cực-> hình thành giao tử bình thường(n)-> qua thụ tinh 2 gt bình thường (n) kết hợp với nhau-> hợp tử (2n).
-Khi 1 cặp NST tương đồng không phân li trong giảm phân ở bố hoặc mẹ -> 2 chiếc trong cặp NST tương đồng cùng đi về 1 cực -> tạo gt bất thường (n+1) và (n-1) -> qua thụ tinh 2 gt đó kết hợp với gt bình thường (n) -> tạo thành hợp tử (2n+1) và hợp tử (2n-1)-> thể dị bội.
c. Ý nghĩa của hiện tượng dị bội
-Đối với chọn giống: Có thể sử dụng thể không nhiễm để đạt được các NST mong muốn vào cơ thể lai
-Đối với di truyền học: Có thể sử dụng các lệnh bội dể xác định vị trí các gen trên NST
-Đối với tiến hóa: Cung cấp nguyên liệu cho qt tiến hóa.
D. Thường biến
1. Sự biến đổi của kiểu hình do tác động của môi trường
-Thường biến là những biến đổi ở kiểu hình phát sinh trong đời cá thể, dưới ảnh hưởng trực tiếp của môi trường.
-VD: Sự thay đổi kiểu hình của cây rau mác, cây dừa nước, cây su hào với những đk môi trường khác nhau.
|
Đối tượng nghiên cứu |
Điều kiện môi trường |
Kiểu hình |
|
Lá cây rau mác |
Mọc trong không khí |
Lá nhỏ, hình mũi mác |
|
Mọc trên mặt nước |
Lá lớn, hình mũi mác |
|
|
Mọc trong nước |
Lá hình dải |
|
|
Cây dừa nước |
Mọc trên bờ |
Thân lá nhỏ và chắc |
|
Trải trên mặt nước |
Thân lá lớn hơn, 1 số rễ biến thành phao |
|
|
Cây su hào |
Đúng quy trình kĩ thuật |
Củ to |
|
Sai quy trình kĩ thuật |
Củ nhỏ, sâu bệnh |
-> Sự biểu hiện ra kiểu hình bên ngoài của một cơ thể phụ thuộc vào kiểu gen và môi trường. Trong đó, kiểu gen là yếu tố không thay đổi, còn môi trường thay đổi.
- Đặc điểm của thường biến:
+ Biểu hiện đồng loạt theo hướng xác định.
+ Không di truyền được
-Vai trò: Giúp sinh vật thích nghi được với sự thay đổi nhất thời hoặc có chu kì của môi trường.
2. Mối quan hệ giữa kiểu gen, môi trường và kiểu hình
-Nghiên cứu thường biến cho thấy, bố mẹ không di truyền cho con những tính trạng(kiểu hình) đã được hình thành sẵn mà truyền cho con kiểu gen quy định cách phản ứng của kiểu hình đó trước môi trường
-> KH là kết quả sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường
-Tính trạng chất lượng: Phụ thuộc chủ yếu vào kiểu gen, ít chịu ảnh hưởng của môi trường .
VD: Giống lúa nếp cẩm trồng ở vùng núi hay đồng bằng đều cho hạt bầu tròn, màu đỏ.
-Tính trạng số lượng: Thường chị ảnh hưởng nhiều của điều kiện môi trường tự nhiên hoặc điều kiện trồng trọt và chăn nuôi nên rất khác nhau.
VD: Lượng sữa vắt được trong một ngày của một giống bò phụ thuộc vào điều kiện chăm sóc.
-Mức phản ứng: Là giới hạn thường biến của một kiểu gen(hoặc chỉ một gen hay một nhóm gen) trước môi trường khác nhau.
-TT chất lượng có mức phản ứng hẹp, tt số lượng có mức p/ư rộng.VD: lúa DR2 chăm sóc bình thường đạt 4,5-5 tấn; chăm sóc tốt đạt 8 tấn.
II. BÀI TẬP
*Công thức giải bt: Cho biết cấu trúc của gen sau đột biến, xđ dạng đb gen. Gồm 3 t/hợp:
A. ĐB gen
1. Sau đột biến có:
-Tổng số nu không đổi
-Tổng số lk hidro không đổi
Khi đó dạng đb gồm: Đảo vị trí giữa 2 cặp nu hoặc thay thế cặp nu cùng loại
2.Sau Đb có
-Tổng số nu không đổi
-Tổng số lk hdro thay đổi
Khi đó dạng đb chỉ có thay thế cặp nu khác loại
3.Sau đb có
-Tổng số nu thay đổi
-Tổng số lk hđro thay đổi
-Số lượng từng loại nu thay đổi
Khi đó dạng đb có thể là thêm hoặc mất cặp nu (thuộc 1 bộ 3)
B. ĐB gen liên quan đến cấu trúc protein sau đb(4 t/hợp)
1.Pr đb kém pr bt 1 aa: Dạng đb mất 3 cặp nu . Cấu trúc gen sau đb: Số nu của gen giảm, số lk H của gen giảm so với gen bt.
2.Pr đb kém pr bt 1 aa và có 1 aa mới thay thế
Dạng đb mất 3 cặp nu(thuộc 2 bộ 3 kế tiếp). Cấu trúc gen sau đb: số nu của gen giảm, tổng số lk hidro của gen giảm so với bt.
3. Trường hợp pr đb có số aa nhiều hơn so với bt
Dạng đb thêm cặp nu. Cấu trúc gen sau đb: số nu của gen tăng, số lk H của gen tăng
4 Pr sau đb có số aa không đổi
Dạng đb là thay thế cặp nu cùng loại hay khác loại, đảo vị trí giữa 2 cặp nu(bộ 3 mã hóa cũ và mới cùng quy định 1 aa). Cấu trúc gen sau đb số nu của gen không đổi, số lk H có thể thay đổi hoặc ko tùy dạng đb.
C. ĐB cấu trúc NST
1. Dạng đb liên quan đến 1 NST
-Nếu có sự đảo đoạn NST thì đoạn bị đảo có chứa hoặc không chứa tâm động. Khi đó số lượng gen trên NST không đổi-> k/thước NST ko đổi, nhóm gen lk không đổi.
+Làm thay đổi trật tự phân bố gen trên NST
+Các gen cách xa nhau trên NST
-Nếu xảy ra sự mất đoạn NST, khi đó các gen nhích lại gần nhau trên 1 NST và số lượng gen trên 1 NST giảm-> kích thước NST thay đổi.
-Nếu xảy ra sự lặp đoạn NST, khi đó số lượng gen trên NST tăng -> kích thước NST thay đổi và các gen cách xa nhau trên NST .
-Nếu xảy ra chuyển đoạn trên cùng 1 NST, thì số lượng gen trên NST không đổi-> kích thước NST không đổi, nhóm gen lk không đổi và các gen cách xa nhau trên NST
2. Dạng ĐB liên quan đến 2 hoặc nhiều NST
+ Nếu xảy ra sự lặp đoạn NST, thì do trao đổi chéo không đều giữa 2 cromatit của 2 NST tương đồng nên số lượng gen trên nST tăng lên-> kích thước NST thay đổi.
+ Nếu có sự chuyển đoạn trên 2 NST và chuyển đoạn không tương hỗ thì có thể làm thay đổi vị trí gen trên NST, kích thước NST thay đổi và nhóm gen lk thay đổi.
D. ĐB số lượng NST ở thể dị bội
- Gồm các dạng: Thể 3 nhiễm (2n +1); thể 1 nhiễm (2n-1); thể 4 nhiễm ( 2n+2); thể khuyết nhiễm ( 2n-2)
- Cơ chế phát sinh giao tử dẫn đến đb dị bội thể:
I. Trường hợp xảy ra trên 1 cặp NST thường (Aa), ta có:
1.Giảm phân bt:
Aa (2n-tự nhân đôi) -> AAaa
Lần phân bào I: AA aa
Lần phân bào II: A(n) A(n) a(n) a(n)
Kết quả giảm phân: Tb sinh giao tử(2n) -> loại giao tử (n) là A (n) và a(n)
2.Giảm phân bất thường:
*Ở lần phân bào I:
Aa (2n-tự nhân đôi) -> AAaa
Lần I (NST không phân li) AAaa 0(ko mang NST của cặp)
Lần II Aa(n+1) Aa(n+1) 0(n-1) 0(n-1)
Kết quả gp: 1 tb sinh gt (2n) -> 2 loại gt là (n+1) và (n-1)
*Ở lần phân bào II:
Aa (2n-tự nhân đôi) -> AAaa
Lần I AA aa
Lần II AA(n+1) 0(n-1) a(n) a(n)
Hoặc:
Aa (2n-tự nhân đôi) -> AAaa
Lần I AA aa
Lần II A(n) A(n) aa(n+1) 0(n-1)
Kết quả:
- 1 tb sinh giao tử (2n) -> 3 loại gt là (n), (n+1), (n-1)
-Chú ý: Trong giảm phân NST có thể không phân li ở lần phân bào I hoặc lần phân bào II, hoặc cả 2 lần phân bào.
+ Trường hợp xđ tỉ lệ các loại giao tử của thể dị bội (2n+1) ta dựa trên nguyên tắc : Dạng dị bội (2n+1), giảm phân tạo 2 loại gt là (n+1) và (n) có thể thụ tinh được. Phương pháp xác định nhanh là dùng sơ đồ tam giác. (xem phần đb số lượng).
+ Trường hợp xđ kết quả phân tính của F và tính trội , tính lặn khi biết kiểu gen của P. Cách giải nhanh là xác định tính trội , lặn. Quy ước gen và viết sơ đồ lai. Ghi kq tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình của F.
3.Trên thực tế các dạng đa bội lẻ (3n) rất khó giảm phân tạo giao tử. Các cơ thể tứ bội (4n) chỉ tạo gt lưỡng bội 2n mới có khả năng sống và thụ tinh.
-Cơ chế phát sinh gt dẫn đến đb đa bội thể:
+ Giảm phân bình thường:
Aa (2n-tự nhân đôi) -> AAaa (2n kép)
AA (n kép) aa (n kép)
A A a a (n đơn)
+Giảm phân bất thường:
Aa (2n-tự nhân đôi) -> AAaa (2n kép)
AAaa(2n kép) 0( 0 mang NST cũ)
Aa Aa (2n đơn)
-----
-(Để xem nội dung tài liệu, các em vui lòng xem online hoặc đăng nhập tải về máy)-
Trên đây là trích đoạn 1 phần nội dung tài liệu Lí thuyết bồi dưỡng HSG chủ đề Biến Dị, Đột Biến Gen môn Sinh học 9 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Chúc các em học tập tốt !
Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:
