Đột biến gen và vai trò của việc ứng dụng đột biến gen trong đời sống
Đột biến gen ở sinh vật và vai trò của việc ứng dụng đột biến gen trong đời sống
Trong chương tình di truyền học có một phần mà chúng ta không nên bỏ qua, đó chính là chương về đột biên gen ở sinh vật. Nếu nghe qua lần đầu, chắc hẳn bạn sẽ cảm thấy đột biến gen sẽ đem lại những tác hại đến đời sống của sinh vật đúng không. Tuy nhiên, không hẳn là như thế, nếu muốn biết câu trả lời thì mời bạn đọc cùng theo dõi bài giảng dưới đây nhé!
I. Đột biến gen là gì?
Hiện tượng đột biến sinh học là những biến đổi bất thường trong vật chất di truyền ở cấp độ phân tử (ADN, gen) hoặc cấp độ tế bào (nhiễm sắc thể), dẫn đến sự biến đổi đột ngột của một hoặc một số tính trạng, những biến đổi này có tính chất bền vững và có thể di truyền cho các đời sau. Đột biến sinh học là quá trình xảy ra đột ngột, riêng rẽ, ngẫu nhiên, không định hướng ở cơ thể sống trong điều kiện tự nhiên.
Trong đó đa số là đột biến gen được định nghĩa là đột biến lặn và có hại, một số ít có lợi và có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình tiến hóa và chọn giống và là những biến đổi trong cấu trúc của gen xảy ra ở cấp độ phân tử tại một điểm nào đó trên phân tử ADN và có liên quan đến sự thay đổi về số lượng, thành phần, trật tự các cặp nucleotide trong gen. Những cá thể mang đột biến đã biểu hiện trên kiểu hình của cơ thể gọi là thể đột biến.
Nguyên nhân:
- Do tác nhân của môi trường ngoài cơ thể (thường là do tác động của con người) như:
Tác nhân vật lý: tia phóng xạ, tia cực tím, sốc nhiệt,...
Tác nhân hóa học: ảnh hưởng của nhiều chất hóa học như nicotine, cosinsin, dioxine (chất độc da cam),...
Tác nhân sinh học: vi-rút, vi khuẩn,....
- Do nguyên nhân bên trong cơ thể: Những biến đổi bất thường trong sinh lý, sinh hóa trong tế bào (xuất hiện một cách tự nhiên).
Xem ngay: Bài 4: Đột biến gen
II. Phân loại
1. Các dạng đột biến gen
- Mất một cặp nucleotide.
- Thêm một cặp nucleotide.
- Thay thế một cặp nucleotide.
2. Cơ chế
Cơ chế biểu hiện đột biến gen:
- Đột biến giao tử
- Đột biến xôma
- Đột biến tiền phôi
III. Hiện tượng đột biến gen ở sinh vật
1. Đột biến gen ở thực vật
Đột biến gen thương thấy ở thực vật nhất là đột biến gen ở cây trồng. Cây trồng biến đổi gen (Genetically Modified Crop - GMC) là loại cây trồng được lai tạo ra bằng cách sử dụng các kỹ thuật của công nghệ sinh học hiện đại, hay còn gọi là kỹ thuật di truyền, công nghệ gene hay công nghệ DNA tái tổ hợp, để chuyển một hoặc một số gene chọn lọc để tạo ra cây trồng mang tính trạng mong muốn.
Hai phương pháp phổ biến sử dụng trong gậy đột biến gen ở thực vật là phương pháp bắn gen (súng hạt) và chuyển gen gián tiếp thông qua vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens.
Ví dụ về đột biến gen ở thực vật:
- Đột biến tự nhiên cừu chân ngắn ở Anh, làm cho chúng không nhảy được qua hàng rào để vào phá vườn.
- Đột biến tăng khả năng thích ứng đôì với điều kiện đất đai và đột biến làm mất tính cảm quang chu kì phát sinh ở giông lúa Tám thơm Hải Hậu dã giúp các nhà chọn giống tạo ra giống lúa Tám thơm đột biến trồng được 2 vụ/năm, trên nhiều điều kiện đất đai, kể cả vùng đất trung du và miền núi.
2. Đột biến gen ở người
Ví dụ về đột biến gen ở người:
Đột biến gen lặn trên NST thường:
- Bệnh bạch tạng(cặp gen aa không tạo sắc tố d)
- Điếc di truyền
- Câm, điếc bẩm sinh
- Bệnh pheninketo niệu
- Thiếu tuyến mồ hôi
- Lỗ mũi hẹp
Đột biến gen thuộc NST giới tính X:
- Bệnh máu khó đông
- Bệnh mù màu
- Bệnh teo cơ
Đột biến gen trội:
- Bệnh thiếu máu hồng cầu
- Xương chi ngắn
- Ngón tay ngắn
- Tay, chân 6 ngón
IV. Vai trò của đột biến gen
Đột biến gen có ý nghĩa, vai trò vô cùng quan trọng trong tiến hóa và chọn giống:
- Trong tiến hóa: Tính chất có lợi hay có hại của một đột biến gen chỉ mang tính chất tương đối (có trường hợp này thì có lợi, có trường hợp khác có hại). Có trường hợp lại ở trạng thái dị hợp lại làm tăng sức sống cũng như sức chống chịu của cơ thể đối với một số bệnh. Ví dụ: Người mang gen đột biến có đặc điểm gây huyết cầu hình lưỡi liềm ở trạng thái dị hợp, có khả năng đề kháng với bệnh sốt rét. Tuy tính chất ngẫu nhiên, cá biệt cũng như không xác định và thường ở trạng thái lặn nhưng đột biến gen vẫn được xem là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho quá trình chọn lọc tự nhiên và vì vậy, có vai trò trong tiến hóa.
- Trong chọn giống: Một vài đột biến có lợi được dùng làm cơ sở là nguồn nguyên liệu quan trọng cho tạo giống vật nuôi và cây trồng. Gây đột biến nhân tạo cũng là một trong các phương pháp chọn giống thực vật hiện đại và có hiệu quả cao, góp phần tạo nên những tính trạng quý ở cây trồng. Ngoài ra đối với con người, đột biến gen gây hại cho cơ thể cho nên cần phát hiện và hạn chế nguyên nhân và sự tràn lan của gen đột biến.
Trong thực tiễn, người ta gặp những đột biến tự nhiên và nhân tạo có lợi cho bản thân sinh vật. Ngoài ra có những đột biến do tác nhân chủ động của con người tạo ra tính trạng quý. Ví dụ: Ở lúa, thân lùn, không bị đổ, tăng số bông, số hạt, có lợi cho sản xuất. Ngoài những đột biến gen xảy ra trên ADN của nhiễm sắc thể, đột biến trên ADN của các bào quan như ty thể, lục lạp có thể gây ra những biến dị di truyền theo dòng mẹ.
Mới nhất:
V. Bài tập đột biến gen
Câu 1: Tại sao đột biến gen lại có hại cho bản thân sinh vật?
Câu 2: Trong 100.000 trẻ sơ sinh có 10 em lùn bẩm sinh, trong đó 8 em có bố mẹ và dòng họ bình thường, 2 em có bố hay mẹ lùn. Tính tần số đột biến gen
A. 0,004% B. 0,008% C. 0,04% D. 0,08%
Hướng dẫn:
(theo cách hiểu alen đột biến không xuất hiện đồng thời trong phát sinh giao tử của Bố và Mẹ)
Theo đề → lùn do ĐB trội và có 10-2 = 8 em lùn do đột biến
TS alen =100000x2
Số alen ĐB = 8 → Tần số ĐB gen = 8/200000 = 0,004%. (Đáp án: A)
Câu 3: Gen B có 390 Guanin và có tổng số liên kết hyđrô là 1670, bị đột biến thay thế một cặp nuclêôtit này bằng một cặp nuclêôtit khác thành gen b. Gen b nhiều hơn gen B một liên kết hiđrô. Tính số nuclêôtit mỗi loại của gen b.
Hướng dẫn:
- Đột biến dạng thay thế A-T bằng G-X.
- Gen B: \(2A+3G = 1670 \Rightarrow A = \dfrac{(1670-3G)}{2} = \dfrac{(1670-3\times390)}{2} = 250.\)
Vậy, gen b có: A = T = 249; G = X = 391.
Câu 4: Gen D có 3600 liên kết hiđrô và số nuclêôtit loại ađênin (A) chiếm 30% tổng số nuclêôtit của gen. Gen D bị đột biến mất một cặp A-T thành alen d. Một tế bào có cặp gen Dd nguyên phân một lần, xác định số nuclêôtit mỗi loại mà môi trường nội bào cung cấp cho cặp gen này nhân đôi.
Hướng dẫn:
- Ta có: \(A=T = 30 \% \Rightarrow G =X = 20%\Rightarrow A = 1,5G\)
- \(2A+ 3G = 3600 \Rightarrow 2\times1,5G+ 3\times G = 3600 \Rightarrow G=600 =X; A = T =900.\)
- Gen d có A = T = 899; G = X = 600.
Câu 5: Gen A dài \(4080A^o\) bị đột biến thành gen a. Khi gen a tự nhân đôi một lần, môi trường nội bào đã cung cấp 2398 nuclêôtit. Đột biến trên thuộc dạng
Hướng dẫn:
\( N =\dfrac{ 2l}{3,4}=2400\)
Nếu bình thường, khi tự nhân đôi môi trường cung cấp = N = 2400; thực tế 2398 nên mất 2 cặp.
Trên đây là tổng hợp lý thuyết và bài tập phần đột biến gen. Thông qua bài giảng chi tiết trên chắc hẳn các bạn đã đưa ra câu trả lời cho bản thân rồi đúng không? Nếu chưa, thì hãy để lại câu trả lời cho chúng tôi biết nhé. Cảm ơn sự quan tâm của các bạn!
Liên kết với Facebook
Liên kết với Google