LÍ THUYẾT BỒI DƯỠNG HSG CHUYÊN ĐỀ ĐỘT BIẾN GEN
MÔN SINH HỌC 9
I. Khái quát kiến thức
1. Khái niệm về đột biến gen:
Là những biến đổi trong cấu trúc của gen, liên quan tới 1 hoặc 1 số cặp nucleotit , xảy ra tại 1 điểm nào đó trên phân tử AND.
2. Nguyên nhân đột biến gen:
- Do ảnh hưởng của môi trường bên ngoài ( tác nhân vật lí, hóa học).
- Do ảnh hưởng của môi trường bên trong cơ thể (rối loạn hoạt động của tế bào).
Đã gây ra những rối loạn trong quá trình tự nhân đôi của AND (sao chép nhầm).
Dựa vào những nguyên nhân đó người ta có thể gây ra các đột biến gen trong thí nghiệm và sản xuất.
3. Các dạng đột biến gen:
- Mất 1 hoặc 1 số cặp nucleotit.
- Thêm 1 hoặc 1 số cặp nucleotit.
- Đảo vị trí 1 hoặc 1 số cặp nucleotit.
- Thay thế 1 hoặc 1 số cặp nucleotit này bằng 1 hoặc 1 số cặp nucleotit khác.
4. Vai trò của đột biến gen:
- Sự biến đổi cấu trúc của gen có thể dẫn tới biến đổi cấu trúc protein mà nó mã hóa, cuối cùng có thể dẫn tới biến đổi ở kiểu hình.
- Các đột biến gen biểu hiện ra kiểu hình thường có hại cho bản thân sinh vật vì chúng phá vỡ sự thống nhất hài hòa trong kiểu gen đã qua chọn lọc tự nhiên và duy trì lâu đời trong điều kiện tự nhiên, gây ra những rối loạn trong quá trình tổng hợp protein, ví dụ : đột biên gen là mất khả năng tổng hợp diệp lục ở cây mạ, đột biến ở lợn có đầu và chân sau dị dạng.
- Đa số đột biến gen tạo ra các gen lặn. Chúng chỉ biểu hiện ra kiểu hình khi ở thể đồng hợp và trong điều kiện môi trường thích hợp.
- Qua giao phối, nếu gặp tổ hợp gen thích hợp, một đột biến có hại có thể trở thành có lợi. Trong thực tiễn, người ta gặp những đột biến tự nhiên và nhân tạo có lợi cho bản thân sinh vật (đột biến làm tăng khả năng chịu hạn và chịu rét ở lúa, đột biến làm lúa cứng cây và nhiều bông…) và cho con người.
5. Tính chất của đột biến gen:
- Đột biến gen cấu trúc biểu hiện thành một biến đổi đột ngột, gián đoạn về 1 hoặc 1 số tính trạng nào đó, trên 1 hoặc 1 số ít cá thể nào đó.
- Đa số đột biến gen thường có hại cho cơ thể sinh vật, vì đột biến gen gây rối loạn trong quá trình sinh tổng hợp protein, đặc biệt là đột biến ở các gen quy định cấu trúc các enzim. Một số đột biến gen trung tính (không có lợi, không có hại), một số ít đột biến gen có lợi là nguồn nguyên liệu cho chọn giống và tiến hóa.
6. Hậu quả của đột biến gen:
- Đột biến mất hoặc thêm 1 cặp nucleotit sẽ làm thay đổi toàn bộ các bộ ba mã hóa trong gen kể từ điểm bị mất hoặc thêm cặp nu. Hậu quả làm thay đổi toàn bộ các axit amin trong chuỗi axit amin của protein mà gen đó tổng hợp.
- Đột biến thay thế cặp nu này bằng cặp nu khác chỉ làm thay đổi 1 bộ ba mã hóa axit amin trong gen, từ đó làm thay đổi 1 bộ ba mã sao trên mARN. Hậu quả làm thay đổi một axit amin trong chuỗi axit amin của protein mà gen đó tổng hợp.
- Đột biến đảo vị trí cặp nu sẽ làm thay đổi 1 hoặc 2 bộ ba mã hóa axit amin trong gen, từ đó làm thay đổi 1 hoặc 2 bộ ba mã sao trên mARN. Hậu quả làm thay đổi một hoặc hai axit amin trong chuỗi axit amin của protein mà gen đó tổng hợp, nếu đột biến đó không phải ở bộ ba kết thúc.
II. Cách xác định bài tập đột biến gen
1. Xác định sự thay đổi cấu trúc gen khi biết dạng đột biến và ngược lại xác định dạng đột biến khi biết sự thay đổi cấu trúc gen.
| Dạng ĐB | Sự thay đổi |
| Mất 1 cặp | - Số nuclêôtit giảm đi 2. - Chiều dài gen giảm đi 3,4 Å, khối lượng gen giảm đi 600 đvC. - Số liên kết hóa trị giữa các nuclêôtit giảm đi 2. - Số liên kết hiđro giảm 2 (mất cặp A-T) hoặc giảm 3 (mất cặp G – X) - Trình tự nuclêôtit thay đổi kể từ điểm xảy ra đột biến. |
| Thêm 1 cặp | - Số nuclêôtit tăng lên 2. - Chiều dài gen tăng 3,4 Å, khối lượng gen tăng thêm 600 đvC. - Số liên kết hóa trị giữa các nuclêôtit tăng lên 2. - Số liên kết hiđro tăng 2 (thêm cặp A-T) hoặc tăng 3 (thêm cặp G – X) - Trình tự nuclêôtit thay đổi kể từ điểm xảy ra đột biến. |
| Thay thế cặp nuclêôtit | - Số nuclêôtit không đổi. - Chiều dài và khối lượng gen không đổi - Số liên kết hóa trị không đổi - Số liên kết hiđro tăng 1 nếu thay cặp A – T bằng cặp G – X và giảm 1 nếu thay cặp G – X bằng cặp A – T hoặc không đổi nếu thay thế cặp nuclêôtit cùng loại. - Chỉ thay đổi 1 cặp nuclêôtit trong trình tự gen. |
2. Xác định đột biến gen khi biết sản phẩm prôtêin tạo ra từ khuôn mẫu gen đột biến và ngược lại xác định sự thay đổi prôtêin khi biết dạng đột biến gen.
| Dạng đột biến gen | Sự thay đổi trong cấu trúc prôtêin |
| Mất hoặc thêm một cặp nuclêôtit | - Số lượng axit amin tăng lên nếu sự dịch chuyển các bộ ba làm bộ ba kết thúc không xuất hiện và giảm đi nếu sự dịch chuyển làm xuất hiện bộ ba kết thúc sớm. - Thành phần, trật tự sắp xếp các axit amin thay đổi kể từ điểm xảy ra đột biến. |
| Thay thế cặp nuclêôtit | - Số lượng axit amin không đổi nếu đột biến xảy ra ở bộ ba mã hóa và làm xuất hiện bộ ba mã hóa mới. - Số lượng axit amin tăng nếu đột biến xuất hiện ở bộ ba kết thúc và thay nó bằng bộ ba mã hóa. - Số lượng axit amin giảm nếu đột biến xảy ra ở bộ ba mã hóa và biến nó thành bộ ba kết thúc sớm. - Thành phần, trật tự sắp xếp axit amin không đổi khi bộ ba mới và bộ ba cũ cùng mã hóa 1 axit amin; chỉ thay đổi 1 axit amin nếu bộ ba mới và bộ ba cũ mã hóa 2 loại axit amin khác nhau. |
III. Bài tập minh họa
Bài tập 1:
Gen A bị đột biến thành gen a có số liên kết hyđrô nhiều hơn gen A 1 liên kết nhưng chiều dài hai gen bằng nhau. Xác định dạng đột biến?
Hướng dẫn:
- Dựa vào chiều dài của 2 gen bằng nhau, nhưng số liên kết hyđrô của gen đột biến a nhiều hơn gen ban đầu A là 1 liên kết.
- Đột biến thuộc dạng thay thế 1 cặp A - T bằng 1 cặp G – X.
Bài tập 2:
Gen b bị đột biến thành gen B có số liên kết hyđrô ít hơn gen b 2 liên kết nhưng chiều dài hai gen bằng nhau. Xác định dạng đột biến?
Hướng dẫn:
- Dựa vào chiều dài của 2 gen bằng nhau, nhưng số liên kết hyđrô của gen đột biến B ít hơn gen ban đầu b là 2 liên kết.
- Đột biến thuộc dạng thay thế 2 cặp G - X bằng 2 cặp A – T.
Bài tập 3:
Gen Z mất 8 liên kết hydro sau quá trình nhân đôi bất thường và làm chiều dài giảm đi 10,2 Å. Xác định dạng đột biến ?
Hướng dẫn:
- Ta có: Chiều dài giảm đi 10,2 Å sẽ mất số cặp nu: 10,2 Å : 3,4 Å = 3 cặp nu, số liên kết hydro giảm 8.
Như vậy sẽ có 4 trường hợp xảy ra:
- Mất 3 cặp A – T và thay 2 cặp G-X bằng 2 cặp A-T
- Mất 3 cặp G- X và thay 1 cặp A- T bằng 1 cặp G- X
- Mất 1 cặp A-T và 2 cặp G-X
- Mất 1 cặp G-X và 2 cặp A- T; thay 1 cặp G- X bằng 1cặp A- T
----
-(Để xem nội dung của tài liệu, các em vui lòng xem online hoặc đăng nhập tải về máy)-
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Lí thuyết bồi dưỡng HSG chuyên đề Đột biến gen môn Sinh học 9 . Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi 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:
