1. Kiến thức. - Trình bày được nguyên nhân, các dạng, cơ chế hình thành, hậu quả và vai trò của lệch bội. - Phân biệt tự đa bội va dị đa bội, cơ chế hình thành đa bội. - Học sinh nêu đựoc hậu quả và vai trò của đa bội thể.
2. Kỹ năng. - Phát triển năng lực quan sát, phân tích, so sánh, khái quát hoá. - Rèn kỹ năng làm việc độc lập với sách giáo khoa.
3. Thái độ. - Nâng cao nhận thức đúng đắn và khoa học về gen và mã di truyền.
- Hình thành thái độ yêu thích khoa học tìm tòi nghiên cứu.
I. Đột biến lệch bội [dị bội]
1. Khái niệm và phân loại
- ĐB lệch bội là những biến đổi về số lượng NST xảy ra ở 1 hay vài cặp NST.Đó là biến đổi số lượng ở một cặp NST tượng đồng nhất định trong tế bào lưỡng bội
- Ở sinh vật lưỡng bội, ĐB lệch bội thường gặp 4 dạng chính:
+ Thể không [2n – 2]: tế bào lưỡng bội bị mất 1 cặp NST nào đó.
+ Thể một [2n – 1]: tế bào lưỡng bội bị mất 1 NST của 1 cặp NST nào đó.
+ Thể ba [2n + 1]: tế bào lưỡng bội thêm 1 NST vào 1 cặp NST nào đó.
+ Thể bốn [2n + 2]: tế bào lưỡng bội thêm 2 NST vào 1 cặp NST nào đó.
+ Dạng đặc biệt: [2n +1 +1] là thể ba kép do có 2 thể 3 ở 2 cặp NST khác nhau trong cùng 1 tế bào
2. Nguyên nhân và cơ chế phát sinh- Do các tác nhân lí hóa của môi trường trong hoặc bên ngoài cơ thể làm rối loạn sự phân li bình thường của một hoặc 1 số cặp NST→ Thoi vô sắc hình thành nên 1 hoặc 1 và cặp NST không thể phân li trong quá trình giảm phân tạo thành giao tử bất thường, giao tử này kết hợp với các giao tử bình thường hoặc không bình thường khác trong thụ tinh tạo thành đột biến dị bội
→Sự hình thành các cá thể lệch bội thông qua 2 cơ chế là giảm phân không bình thường, sự thụ tinh giữa các giao tử không bình thường và giao tử bình thường.Quá trình giảm phân tạo các giao tử n+1 và n-1 có thể diễn ra ở lần phân bào thứ nhất hoặc thứ 2
- Một cá thể của loài có thể gặp nhiều trường hợp dị bội khác nhau, vì hiện tượng dị bội ở mỗi cặp NST khác nhau sẽ cho kiểu hình hoàn toàn khác nhau. Ví dụ: một loài có bộ NST 2n = 14 tức là có 7 cặp NST khác nhau như vậy cá thể này có thể có 7 trường hợp thể ba hoàn toàn khác nhau. - Lệch bội cũng có thể xảy ra trong nguyên phân ở các tế bào sinh dưỡng [2n] làm cho một phần cơ thể mang đột biến lệch bội và hình thành thể khảm
3. Hậu quả
- Thể lệch bội đã được phát hiện trên hàng loạt đối tượng như ở người, ruồi giấm, cà độc dược, thuốc lá, lúa mì…
- Sự tăng hay giảm số lượng của 1 hay vài cặp NST → làm mất cân bằng toàn hệ gen → cơ thể không sống được hay giảm sức sống, giảm khả năng sinh sản.
- Ví dụ một số bệnh do lệch bội ở người:
+ Hội chứng down [thể ba cặp NST 21], [2n+1] = 47NST
+ Claiphenter [thể ba cặp giới tính XXY], [2n+1] = 47NST
+ Siêu nữ [XXX], [2n+1] = 47NST
+ Tocnơ [thể một cặp giới tính XO] [ 2n-1] = 45NST
4. Ý nghĩa
- Đối với tiến hóa: cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa.
- Đối với chọn giống: có thể sử dụng các thể không để đưa các NST theo ý muốn vào cây lai.
- Đối với nghiên cứu di truyền học: sử dụng các lệch bội để xác định vị trí của gen trên NST
II. Đột biến đa bội
Đa bội là một dạng đột biến số lượng NST, trong đó tế bào đột biến chứa nhiều hơn 2 lần số đơn bội NST [3n, 4n, 5n, 6n…]. Những cơ thể mang các tế bào có 3n, 4n, 5n…NST được gọi là thể đa bội.
Thể đa bội được phân thành 2 dạng là thể tự đa bội [đa bội cùng nguồn] và dị đa bội [đa bội khác nguồn]
1. Khái niệm và cơ chế phát sinh tự đa bội
a. Khái niệm
Tự đa bội là sự tăng số lượng các hệ gen [bộ NST cơ bản] của một loài, nghĩa là số lượng NST tăng theo bội số nguyên của bộ cơ bản và lớn hơn 2
Ta có: tự đa bội chẵn: 4n, 6n, 8n,… và tự đa bội lẻ: 3n, 5n, 7n,…
b. Cơ chế
- Cơ chế hình thành là do bộ NST nhân đôi nhưng có thể thoi phân bào không hình thành nên NST không phân li trong tế bào xôma. Thường do hóa chất cosixingây cản trở sự hình thành thoi vô sắc
- Do quá trình giảm phân không bình thường tạo ra giao tử mang bộ NST không giảm đi một nửa số lượng so với tế bào mẹ,ví dụ từ tế bào 2n qua giảm phân cho giao tử 2n, và sự kết hợp qua thụ tinh giữa các giao tử này với nhau hoặc với giao tử bình thường.- Ta có, tự đa bội chẵn: 4n, 6n, 8n,… và tự đa bội lẻ: 3n, 5n, 7n,… + Cơ chế phát sinh đa bội chẵn: trong giảm phân NST tự nhân đôi nhưng không hình thành thoi vô sắc → tạo giao tử 2n, khi thụ tinh giao tử 2n + giao tử 2n tạo thành hợp tử 4n. Thể đa bội chẵn này có số lượng NST tăng gấp nhiều lần nên quá trình sinh tổng hợp các chất diễn ra mạnh mẽ → tế bào to, sinh trưởng tốt. Thể đa bội thường được ứng dụng trong trồng trọt để thu sản phẩm từ cơ quan sinh dưỡng ví dụ: nho tứ bội, dâu, táo...
+ Cơ chế phát sinh đa bội lẻ: trong giảm phân NST tự nhân đôi nhưng không hình thành thoi vô sắc → tạo giao tử 2n. khi thụ tinh giao tử 2n + giao tử bình thường n tạo thành hợp tử 3n. Thể đa bội lẻ không có khả năng sinh giao tử bình thường nên các thể đa bội lẻ là bất thụ. Người ta ứng dụng điều này để tạo các giống cây trồng cho quả to và không hạt [dưa hấu, chuối...]
2. Khái niệm và cơ chế phát sinh thể dị bộia. Khái niệm: Dị đa bội xuất hiện trên cơ sở tăng số lượng các hệ gen [bộ NST cơ bản] thuộc các loài khác nhau ở con lai khác loài khởi đầu [F1]b. Cơ chế
- Các loại thực vật có họ hàng thân thuộc đôi khi có thể giao phấn với nhau cho ra con lai có sức sống nhưng bất thụ
- Song nhị bội thể là hiện tượng cả 2 bộ NST lưỡng bội của 2 loài khác nhau cùng tồn tại trong 1 tế bào.
|
|
|
3. Hậu quả và vai trò của đột biến đa bội-Tế bào của thể đa bội có hàm lượng AND tăng lên gấp bội do vậy quá trình tổng hợp các chất hữu cơ xảy ra mạnh mẽ. Tế bào thể đa bội có kích thước lớn hơn tế bào binhg thường dẫn đến cơ quan sinh dưỡng có kích thước lớn, phát triển khỏe, chống chịu tốt- Sự biến đổi số lượng NST hình thành các tứ bội thể cùng nguồn và sự lai khác loài đã đóng vai trò trong sự phát sinh các dãy đa bội thể của cây dại và cả nguồn gốc phát sinh của nhiều cây trồng. Đột biến đa bội có ý nghĩa đối với tiến hóa và chọn giống thực vật vì nó góp phần hình thành loài mới- Thể đa bội ở động vật thường ít gặp vì dễ gây chết.Ở một số loài có thể thấy trong tự nhiên và có thể được tạo ra bằng thực nghiệm
1. Đột biến đa bội và thể đa bội
a. Khái niệm: Đột biến đa bội là sự biến đổi số lượng NST ở tất cả các cặp NST trong tế bào theo hướng tăng thêm số nguyên lần bộ đơn bội và lớn hơn 2n hình thành các thể đa bội.
Tự đa bội: là sự tăng một số nguyên lần bộ NST đơn bội của cùng một loài, gồm các thể đa bội lẻ 3n, 5n, 7n...và các thể đa bội chẵn 4n, 6n, 8n...
Dị đa bội: là hiện tượng cả hai bộ NST lưỡng bội của hai loài khác nhau cùng tồn tại trong một tế bào. Thể song nhị bội là cơ thể mà trong tế bào có 2 bộ NST 2n của 2 loài khác nhau, hình thành từ lai xa và đã qua đa bội hoá hoặc lai tế bào sinh dưỡng khác loài.
b. Nguyên nhân: Do tác động của các tác nhân lý hoá hay sự rối loạn của trao đổi chất nội bào → cho thoi vô sắc không hình thành trong phân bào dẫn tất cả NST nhân đôi đều không phân li → bộ NST trong tế bào tăng lên gấp đôi.
c. Cơ chế phát sinh
Cơ chế phát sinh các thể tự đa bội:
Cơ chế phát sinh thể dị đa bội:
2. Đặc điểm của thể đa bội
- Thể đa bội khá phổ biến ở thực vật, ít gặp ở động vật. Vì cơ thể động vật có hệ thống thần kinh phát triến phức tạp nên khi bị đột biến đa bội thường chết.
+ Tế bào của thể đa bội có hàm lượng ADN tăng gấp bội nên quá trình sinh tổng hợp các chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ→ tế bào to, cơ quan sinh dưỡng như thân, lá, củ lớn hơn thể lưỡng bội khả năng phát triển khoẻ, chống chịu tốt..
+ Các thể đa bội chẵn có khả năng sinh sản hữu tính, trong khi đó các thể tự đa bội lẻ hầu như không có khả năng sinh giao tử → quả không có hạt.
Vai trò và ứng dụng của đột biến đa bội:
- Trong tiến hóa, các thể tự đa bội chẵn và dị đa bội góp phần tạo ra các loài mới một cách nhanh chóng.
- Tạo ra các giống cây trông có năng suất cao.
3. Các dạng bài tập
Dạng 1: Xác định số lượng NST trong thể đột biến, các loại và tỷ lệ giao tử tạo ra từ cơ thể đa bội.
- Đa bội là trường hợp số lượng NST trong tế bào tăng lên theo bội số của n.
+ Các thể đa bội lẻ như: 3n, 5n,...
+ Các thể đa bội chẵn như: 4n, 6n,...
- Xác định tỷ lệ giao tử của thể đa bội.
+ Cơ thể 2n →Giảm phân bình thường → Giao tử n
+ Cơ thể 3n →Giảm phân bình thường → Giao tử n và 2n
Sử dụng sơ đồ hình tam giác: Cạnh của tam giác là giao tử 2n, đỉnh của tam giác là giao tử n
*Cơ thể 4n →Giảm phân bình thường → Giao tử 2n
Sử dụng sơ đồ hình chữ nhật: Cạnh và đường chéo của hình chữ nhật là giao tử lưỡng bội cần tìm.
Dạng 2: Xác định kết quả phép lai
- Quy ước gen.
- Xác định tỉ lệ giao tử của P.
- Xác định tỉ lệ gen, tỉ lệ kiểu hình đời con.