Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường CHƯƠNG III: BIẾN DỊ Bài 1 : Đột Biến Gen I.Đột Biến Và Thể Đột Biến : - Đột biến : là những biến đổi trong vật chất di truyền xảy ra ở cấp độ phân tử (AND) hoặc cấp độ tế bào (NST) - Thể đột biến : Là những cá thể mang đột biến đã biểu hiện trên kiểu hình của cơ thể. Lưu Ý : - Khơng phải bất cứ đột biến nào đã xảy ra trong gen đều được biểu hiện trên kiểu hình của thể đột biến. Ví dụ : Ở người mang gen bạch tạng (a) ở trạng thái Aa vẫn bình thường, chỉ biểu hiện bệnh khi mang gen aa. - Có đột biến chỉ thể hiện khi gặp điều kiện mơi trường thuận lợi Ví dụ: Dạng ruồi đột biến kháng DDT chỉ biểu hiện khả năng này khi mơi trường có phun DDT. II.Khái Niệm – Các Dạng Đột Biến Gen : - ĐBG là những biến đổi trong cấu trúc của gen liên quan tới 1 hoặc vài cặp Nu xảy ra tại một điểm nào đó trên phân tử AND. - Các dạng ĐBG : Có 4 dạng. mất, thêm, thay thế, đảo vị trí 1 hoặc vài cặp Nu. III.Ngun Nhân Và Cơ Chế Phát Sinh : 1.Ngun nhân : Gồm 2 nhóm ngun nhân - Ngun nhân bên ngồi : Các tác nhân vật lí, hóa học, sinh học … +Tác nhân vật lí : tia α, β, γ, X, tia tử ngoại, chùm nơron, đồng vị phóng xạ, sốc nhiệt… + Tác nhân hóa học : 5 – BU, NMU, NEU, DMS, DES, EI, Conxixin,… - Ngun nhân bên trong : Do rối loạn các q trình sinh lí sinh hóa trong tế bào. 2.Cơ chế phát sinh : Do các tác nhân gây đột biến là ảnh hưởng đến q trình tự nhân đơi của AND, làm đứt gãy ADN, hoặc nối đoạn bị đứt vào ADN vị trí mới. IV.Cơ Chế Biểu Hiện Của Đột Biến Gen : 1.Đột biến xảy ra trong ngun phân : - Phát sinh trong tế bào sinh dưỡng (tế bào xơma) - Được nhân lên trong một mơ và biểu hiện ở một phần của cơ thể gọi là thể khảm. - Di truyền qua thế hệ sau qua sinh sản vơ tính Ví dụ : Trên cây hoa giấy có những cành hoa trắng xen kẽ với những cành hoa đỏ. 2.Đột biến xảy ra trong giảm phân : - Phát sinh trong tế bào sinh dục - Đi vào q trình hình thành giao tử qua thụ tinh đi vào hợp tử. + Nếu đó là đột biến trội sẽ biểu hiện trên kiểu hình của cơ thể mang đột biến + Nếu là đột biến lặn sẽ đi vào hợp tử và bị gen trội lấn át, qua giao phối khi ở trạng thái đồng hợp lặn mới biểu hiện thành kiểu hình của thể đột biến . - Di truyền qua thế hệ sau qua sinh sản hữu tính 3.đột biến tiền phơi : - Xảy ra ở những lần ngun phân đầu tiên của hợp tử giai đoạn 2 – 8 tế bào. - Sẽ di truyền qua thế hệ sau qua sinh sản hữu tính. V.Hậu Quả Của Đột Biến Gen : Dãy Nu của gen  ARN  Prơtêin  Tính trạng Biến đổi Biến đổi Biến đổi Đột biến - Đột biến thuộc dạng mất hoặc thêm  làm thay đổi các bộ 3 mã hóa trên AND từ điểm xảy ra đột biến cho đến cuối gen - Đột biến thuộc dạng thay thế hay đảo vị trí 1 cặp Nu chỉ gây biến đổi 1 axitamin trong chuỗi pơlipeptit - Đột biến gen cấu trúc gây ra biến đổi một số tính trạng ở một hay một số cá thể - Đột biến gen thường là gen lặn và gây hại, tuy nhiên cũng có những đột biến là trung tính hoặc có lợi Ví dụ 1 : Đột biến gen gây chết ở lợn Ví dụ 2 : Đột biến tăng số hạt trên bơng ở lúa Trân Châu Lùn 1 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường Ví dụ 3 : Ở người đột biến thay thế cặp A - T bằng cặp G - X tại ví trí axit amin thứ 6 trên phân tử hemơglơbin sẽ gây bệnh hồng cầu lưỡi liềm. … Bài 2 – 3 : Đột Biến Nhiễm Sắc Thể I.Đột Biến Cấu Trúc Nhiễm Sắc Thể 1.Khái niệm : Là những biến đổi về cấu trúc của NST do nhiều ngun nhân 2.Ngun nhân và cơ chế phát sinh : - Ngun nhân : Tương tự như đột biến gen - Cơ chế phát sinh : Do các tác nhân đã làm cho NST bị đứt gãy hoặc ảnh hưởng đến q trình tự nhân đơi của NST, ảnh hưởng đến sự tiếp hợp và trao đổi chéo giưũa các crơmtit 3.Các dạng và hậu quả : Các dạng Cơ chế Hậu quả Ví dụ Mất đoạn -NST bị mất một đoạn khơng chứa tâm động, đoạn mất nằm ở đầu mút một cánh hoặc khoảng giữa đầu mút và tâm động - Thường gây chết hoặc làm giảm sức sống của sinh vật - Ở người mất đoạn NST số 21 gây bệnh ung thư máu Lặp đoạn - Một đoạn nào đó của NST được lặp đi lặp lại 1 hoặc nhiều lần - Làm tăng hoặc giảm cường độ biểu hiện của tính trạng - Ở ruồi dấm lặp đoạn 2 lần trên X làm mắt lối thành dẹt, lặp 3 lần làm mắt càng dẹt hơn - Ở lúa đại mạch lặp đoạn là tăng hoạt tính của enzim amilaza Đảo đoạn - Một đoạn của NST bị đứt ra rồi đảo ngược 180 0 sau đó gắn vào vị trí cũ.Đoạn đảo có thể có hoặc khơng có tâm động - Ít ảnh hưởng đến sức sống của cá thể, góp phần làm tăng cường sự sai khác giữa các NST tương ứng thuộc cùng một lồi Chuyển đoạn - Có thể diễn ra trong cùng một NST hoặc giữa 2 NST khơng tương đồng (gồm chuyển đoạn tương hỗ và chuyển đoạn khơng tương hỗ ) - Chuyển đoạn dẫn đén sự phân bố lại gen giữa các NST khác nhau.Chuyển đoạn lớn có thể gây chết hoặc mất khả năng sinh sản, chuyển đoạn nhỏ khá phổ biến ( ở thực vật ) II. Đột Biến Số Lượng Nhiễm Sắc Thể : 1.Khái niệm : Là sự biến đổi số lượng ở một hay một số cặp NST (tạo nên thể dị bội) hoặc ở tồn bộ các cặp NST (tạo nên thể đa bội). 2.Ngun nhân và cơ chế phát sinh : - Ngun nhân : Giống đột biến gen - Cơ chế phát sinh : Do các tác nhân gây đột biến đã gây ảnh hưởng đến sự phân li của cặp NST ở kì sau của phân bào. 3.Cơ chế biểu hiện và hậu quả : a)Thể dị bội : *Khái niệm : Là hiện tượng tăng hay giảm số lượng NST trên từng cặp NST trong tế bào sinh dưỡng *Các dạng : - Thể khuyết nhiễm (2n – 2) - Thể một nhiễm (2n - 1 ) 2 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường - Thể tam nhiễm (2n + 1 ) - Thể tam nhiễm kép (2n + 1 + 1 ) - Thể tứ nhiễm (2n + 2 ) *Hậu quả : - Ở NST thường : Ví dụ : Ở người NST 21 có 3 chiếc gây hội chứng Đao “Cổ ngắn, gáy rộng, khe mắt xếch, lơng mi ngắn và thưa, lưỡi dày và dài, si đần , vơ sinh ” - NST giới tính : Gây những hậu quả nghiêm trọng. + XXX (hội chứng 3X) : Nữ lùn, buồng trứng và dạ con khơng phát triển, rối loạn kinh nguyệt, khó có con. + XXY (hội chứng Claiphentơ) : Nam mù màu, thân cao, tay chân dài, si đần, vơ sinh + OX (hội chứng Tơcnơ) : gặp ở nữ, lù, cổ ngắn, si đần, vơ sinh… - Ở thực vật : Ví dụ : ở cà độc dược người ta đã phát hiện thể tam nhiễm ở 12 cặp NST gây 12 dạng quả khác nhau. b)Thể đa bội : *Khái niệm : Trong tế bào sinh dưỡng số NST tăng lên theo bội số của (n) nhưng lớn hơn 2n. Có 2 loại là đa bội chẵn và đa bội lẻ . *Cơ chế hình thành : - Thể đa bội chẵn : NST đã nhân đơi nhưng thoi vơ sắc khơng hình thành, tất cả các cặp NST khơng phân li nên NST trong tế bào tăng lên gấp đơi. Có các trường hợp sau. + NST khơng phân li trong giảm phân  giao tử 2n, giao tử này kết hợp với giao tử 2n  hợp tử 4n. + NST khơng phân li trong ngun phân của tế bào 2n  tạo tế bào 4n + NST khơng phân li ở lần ngun phân đầu tiên của hợp tử 2n  hợp tử 4n  phát triển thành cơ thể 4n + NSt khơng phân li ở đỉnh sinh trưởng của cành cây 2n  cành cây 4n trên thânh 2n. - Thể dị bội : + Trong giảm phân tạo giao tử 1 bên bố hoặc mẹ các NST nhân đơi nhưng khơng phân li  tạo giao tử 2n, giao tử này kết hợp vơi giao tử n  thể tam bội. + Giao phấn giữa cây tứ bội với cây lưỡng bội  cây tam bội c)Đặc điểm của cây đa bội : - Tế bào đa bội có hàm lượng ADN tăng gấp bội, q trình tổng hợp chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ. - Cơ thể đa bội có tế bào to, cơ quan sinh dưỡng to, sinh trưởng nhanh, chống chịu tốt, năng xuất cao. - Khá phổ biến ở thực vật, ít gặp ở động vật bậc cao. - Thể đa bội lẻ hầu như khơng có khả năng sinh giao tử bình thường. Những giống cây ăn quả khơng hạt thường là thể đa bội lẻ. Ví dụ : Cải củ 4n = 36 có củ to hơn nhiều so với dạng 2n Ví dụ : Dưa hấu tạm bội quả to, ngọt , ruột đỏ, khơng hạt Ví dụ : Rau muống 4n có tế bào to, sinh trưởng khỏe, năng xuất tăng. Bài 4 : Thường Biến I.Mối Quan Hệ Giữa Kiểu Gen – Mơi Trường - Kiểu Hình : Ví dụ : Màu sắc của hoa liên hình P t/c : Hoa liên hình đỏ x Hoa liên hình trắng F1 : Tất cả hoa liên hình màu đỏ F1 x F1 : Hoa liên hình đỏ x Hoa liên hình đỏ F2 : ¾ Hoa liên hình đỏ : ¼ Hoa liên hình trắng - Đem giống cây thuộc giống hoa đỏ thuần chủng trồng ở 35 0 C thì cho ra hoa trắng. Thế hệ sau của cây hoa trắng này trồng ở 20 0 C lại cho ra hoa đỏ . - Đem giống cây thuộc giống hoa trắng thuần chủng trồng ở 35 0 C hay trồng ở 20 0 C đều cho ra hoa trắng . *Kết luận : - Bố mẹ khơng truyền cho con những tính trạng đã hình thành sẵn mà di truyền một kiểu gen - Kiểu gen quy định khả năng phản ứng của cơ thể trước mơi trường - Kiểu hình là sự tương tác giữa kiểu gen và mơi trường. 3 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường II.Thường Biến : 1.Khái niệm : Thường biến là những biến đổi ở kiểu hình của cùng một kiểu gen phát sinh trong q trình phát triển của cá thể dưới ảnh hưởng của mơi trường.Hay nói cách khác thường biến là sự phản ứng của cùng một kiểu gen đối với những điều kiện mơi trường khác nhau. Ví dụ : Cây rau mác, lá chìm trong nước rất mảnh, lá trải trên mặt nước có dạng bản tròn, lá vươn lên khỏi mặt nước có dạng hình mũi mác. 2.Đặc điểm của thường biến : - Biến đổi đồng loạt theo một hướng xác định tương ứng với điều kiện mơi trường - Khơng liên quan đến biến đổi kiểu gen nên khơng di truyền 3.Ý nghĩa của thường biến : - Đối với tiến hóa : Nhờ có thường biến mà sinh vật phản ứng một cách linh hoạt về kiểu hình và có thể tồn tại trước những thay đổi của mơi trường. - Đối với chọn giống : Là cơ sở xác định lựa chọn các kiểu gen thích hợp có những thường biến phù hợp với nhu cầu thị hiếu của con người. III.Mức Phản Ứng : - Mức phản ứng : là giới hạn thường biến của một kiểu gen trước những điều kiện mơi trường khác nhau. Mức phản ứng do kiểu gen quy định, mỗi gen có mức phản ứng riêng. - Kiểu gen có mức phản ứng rộng chịu ảnh hưởng nhiều của điều kiện mơi trường Ví dụ : Sản lượng sữa của một giống bò chịu ảnh hưởng nhiều của điều kiện thức ăn, chăm sóc,… - Kiểu gen có mức phản ứng hẹp ít chịu ảnh hưởng của điều kiện mơi trường. Ví dụ : Tính trạng tỷ lệ bơ trong sữa ít thay đổi khi điều kiện mơi trường thay đổi - Kiểu gen quy định giới hạn năng suất của một giống vật ni hay cây trồng. Ví dụ : Giống lợn Ỉ đến 9 tháng tuổi chỉ đạt 50kg, trong khi đó giống Đại Bạch mới 6 tháng tuổi đã đạt 90kg. - Kĩ thuật quyết định năng suất cụ thể của giống trong giới hạn của mức phản ứng do kiểu gen quy định. - Năng suất là kết quả tác động của giống và biện pháp kĩ thuật IV.Biến Dị Di Truyền Và Biến Dị Khơng Di Truyền : - BDDT là những biến dị liên quan đến những biến đổi của kiểu gen trong ADN, trong NST gồm biến dị tổ hợp và biến dị đột biến - BĐKDT do ảnh hưởng của mơi trường lên kiểu hình nên khơng liên quan đến kiểu gen. Câu Hỏi So sánh chương biến dị Câu 1 : Phân biệt đột biến NST với đột biến gen ? Đột biến gen Đột biến nhiễm sắc thể - Khơng phát hiện được dưới kính hiển vi quang học - Phát hiện được dưói kính hiển vi quang học - Biến đổi trong cấu trúc của ADN - Biến đổi về cấu trúc hay số lượng NST - Phần lớn ở trạng thái lặn chưa biểu hiện ra ngay kiểu hình của cơ thể - Khi xuất hiện thì biểu hiện ngay ra kiểu hình - Xảy ra thường xun và là ngun liệu chủ yếu cho q trình tiến hóa - Ít phổ biến - Có 4 dạng : mất, thêmm thay thế, dảo vị trí 1 hoặc vài cặp Nu - Có 2 dạng : đột biến cấu trúc và đột biến số lượng NST - Làm thay đổi cấu trúc di truyền của 1 phân tử prơtêin dẫn đến sự thay đổi đột ngột của một tính trạng nào đó - Làm thay đổi một bộ phận cơ thể hoặc tồn bộ cơ thể Câu 2 : Phân biện điểm khác nhau giữa cơ thể đa bội và cơ thể lưỡng bội ? 4 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường Cơ thể đa bội Cơ thể lưỡng bội -Bộ NST tăng lên theo bội số n nhưng lớn hơn 2n - Bộ NST là 2n - Mỗi cặp gen tương ứng tồn tại trên NST có số lượng alen tăng lên theo mức tăng bội - Mỗi cặp gen tương ứng tồ tại trên NST gồm 2 alen thuộc 2 nguồn gốc - Tế bào cơ quan sinh dưỡng, cơ quan sinh sản đều có kích thước lớn - Tế bào cơ quan sinh dưỡng, cơ quan sinh sản đều có kích thước bình thường - Thời gian sinh trưởng và phát triển kéo dài - Thời gian sinh trưởng và phát triển bình thưòng - Chịu được điều kiện bất lợi tốt - Sức chống chịu kém hơn - Hàm lượng chất dinh dưỡng tích lũy nhiều - Hàm lượng chất dinh dưỡng tích lũy ít hơn Trao đổi chất mạnh, tính bất thụ cao - Trao đổi chất bình thường,tính bất thụ thấp hoặc khơng có Câu 3 : Phân biệt biến dị đột biến và biến dị tổ hợp ? Biến dị tổ hợp Biến dị đột biến - Xuất hiện nhờ q trình giao phối - Do tác động của mơi trường và ngồi cơ thể - Phát sinh do phân li độc lập và tổ hợp tự do của NST trong giảm phân, do hốn vị gen, thụ tinh và do sự tương tác gen - Do rối loạn q trình phân bào, hoặc rối loạn q trình tự nhân đơi NST làm thay đổi số lượng, cấu trúc vật chất di truyền - Xuất hiện những tính trạng đã có hoặc chưa có ở thế hệ trước, thể hiện thường xun và phổ biến - Xuất hiện những tính trạng chưa có ở bố mẹ, thể hiện đột ngột, khơng định hướng - Dự đốn được quy mơ xuất hiện, tần số xuất hiện nếu biết được kiểu gen của bố mẹ - Khơng xác định được khả năng xuất hiện ở đời con lai với loại đột biến, tần số là bao nhiêu - Là nguyền ngun liệu thứ cấp cho q trình tiến hóa - Là ngun liệu sơ cấp cho q trình tiến hóa Câu 4 : Phân biệt giữa thường biến và đột biến ? Vấn đề so sánh Đột biến Thường biến Khái niệm - Đột biến : là những biến đổi trong vật chất di truyền xảy ra ở cấp độ phân tử (ADN) hoặc cấp độ tế bào (NST) - Thường biến là những biến đổi ở kiểu hình của cùng một kiểu gen phát sinh trong q trình phát triển của cá thể dưới ảnh hưởng của mơi trường Ngun nhân - Các tác nhân lí, hóa của ngoại cảnh - Rối loạn các q trình sinh lí sinh hóa trong tế bào - Sự thay đổi của điều kiện mơi trường Cơ chế phát sinh -Do các tác nhân gây đột biến là ảnh hưởng đến q trình tự nhân đơi của ADN, làm đứt gãy ADN, hoặc nối đoạn bị đứt vào ADN vị trí mới. - Do kiểu gen tương tác với mơi trường cụ thể hình thành kiểu hình Đặc điểm biểu hiện - Xuất hiện riêng lẻ, đột ngột, vơ hướng - Di truyền được vì liên quan đến biến đổi của kiểu gen - Đa số có hại, một số có lợi hoặc trung tính - Xuất hiện đồng loạt theo hướng xác định - Khơng di truyền do khơng liên quan đến biến đổi của kiểu gen - Có lợi, giúp sinh vật thích nghi với mơi trường Vai trò, ý nghĩa - Là ngun liệu cho chọn lọc tự nhiên, có ý nghiã quan trọng cho tiến hóa và chọn giống - Có ý nghĩa gián tiếp đối với tiến hóa và chọn giống Chương IV : ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC VÀO CHỌN GIỐNG 5 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường Bài 5 : Kĩ Thuật Di Truyền *Mở đầu : - Khái niệm về giống : Giống là một tập hợp cá thể sinh vật do con người chọn tạo ra, có phản ứng như nhau trước cùng một điều kiện ngoại cảnh, có những tính trạng di truyền đặc trưng, chất lượng tốt, năng suất cao và ổn định, thích nghi với những điều kiện khí hậu đất đai và kĩ thuật sản xuất nhất định. - Nhiệm vụ của ngành chọn giống : + Cải tạo giống hiện có + Tạo giống mới bằng phương pháp lai tạo, chọn lọc, gây đột biến - Phương pháp chọn giống : + Cổ truyền : dựa trên kinh nghiệm + Hiện đại : chủ động tạo ra nguồn biến dị và hồn thiện các phương pháp chọn lọc I.Khái Niệm Về Kĩ Thuật Di Truyền : - Kĩ thuật di truyền : Là kĩ thuật thao tác trên vật liệu di truyền dựa trên những hiểu biết về cấu trúc hóa học của axit nuclêic và di truyền vi sinh vật. II.Kĩ Thuật Cấy Gen : *Khái niệm : Kĩ thuật cấy gen là kĩ thuật chuyển một đoạn gen từ tế bào cho sang tế bào nhận nhờ thể truyền 1.Kĩ thuật cấy gen nhờ thể truyền là plasmit : a)Plasmit : Là những cấu trúc nằm trong tế bào chất của vi khuẩn chứa ADN dạng vòng gồm khoảng 8000 – 200000 cặp Nu. ADN của plastmit nhân đơi độc lập với ADN của NST. b)Các khâu chủ yếu của kĩ thuật cấy gen : - Tách ADN nhiễm sắc thể của tế bào cho và tách ADN plastmit ra khỏi tế bào vi khuẩn - Cắt và nối ADN của tế bào cho và ADN plasmit ở những điểm xác định tạo ADDN tái tổ hợp - Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận tạo điều kiện cho gen ghép được biểu hiện * Tế bào nhận thường là vi khuẩn E.Coli có tốc độ sinh sản rất nhanh sau 30 phút lại tự nhân đơi qua đó plasmit cũng được nhân lên rất nhanh và sản xuất ra một lượng lớn các chất tương ứng với gen ghép vào plasmit. 2.Kĩ thuật cấy gen dùng thể truyền là thể thực khuẩn : * Các khâu chủ yếu : gồm 3 khâu - Tách ADN trên NST của tế bào cho và tách ADN trên thể thực khuẩn ra khỏi tế bào  Cắt ADN của tế bào cho và ADN trên cơ thể thực khuẩn ở những Nu xác định. - Nối ADN của tế bào cho vào ADN của thể thực khuẩn  ADN tái tổ hợp - Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận (Vi khuẩn E.Coli) III.Ứng Dụng Của Kĩ Thuật Di Truyền : - KTDT cho phép tạo ra các giống, chủng vi khuẩn có khả năng sản xuất trên quy mơ cơng nghiệp với nhiều loại sản phẩm như : axitamin, prơtêin, vitamin, enzim, hoocmơn ….ứng dụng nhiều trong đời sống . 1.Trong y học : - Sản xuất kháng sinh với giá thành rẻ bằng cách cấy gen tổng hợp kháng sinh của xạ khuẩn vào vi khuẩn dễ ni và sinh sản nhanh. - Dùng plasmit làm thể truyền để chuyển gen mã hóa hoocmơn insulin của người vào vi khuẩn E.Coli  giá thành rẻ để chữa bệnh đái tháo đường. 2. Trong nơng nghiệp : - Chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ của cây thuốc lá cảnh sang cây bơng và đậu tương ( năm 1989 ) - Cấy gen quy định khả năng chống một số chủng vi rút vào giống khoai tây ( năm 1990 ) 3. Trong chăn ni : - Hoocmơn sinh trưởng ở bò được sản xuất theo cơng nghệ sinh học để tăng nhanh sản lượng sữa 4. Trong bảo vệ mơi trường : Tạo ra những chủng vi khuẩn phân hủy dầu mỏ, phân hủy chất hữu cơ làm sạch nước bẩn. Ví dụ : Tổ hợp 4 gen từ 4 chủng có khả năng cắt mạch hữu cơ của dầu mỏ vào cùng một chủng vi khuẩn và dùng chủng vi khuẩn đó để phân hủy lớp dầu loang trên biển. Bài 6 : Đột Biến Nhân Tạo 6 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường I.Gây Đột Biến Bằng Các Tác Nhân Vật Lý : 1.Các loại tia phóng xạ : - Các tia phóng xạ gồm tia tia α, β, γ, X, chùm nơron … - Cơ chế gây đột biến : + Khi chiếu xạ vào mơ sống chúng kích thích và gây ion hóa các ngun tử, các phân tử ADN, ARN trong tế bào chịu tác động trực tiếp của các tia phóng xạ hoặc tác động gián tiếp qua sự tác động lên phân tử nước + Ngồi việc gây đột biến gen các tia phóng xạ cũng gây đột biến NST - Ứng dụng : Được sử dụng trong chọn giống thực vật bằng cách chiếu xạ với cường độ, liều lượng thích hợp trên hạt khơ, hạt nẩy mầm, đỉnh sinh trưởng, hạt phấn, bầu nhụy … - Hiệu quả của phương pháp : Phụ thuộc vào tính chất các tia, đặc điểm sinh lí cây trồng, cường độ, liều lượng, thời gian, bộ phận xử lí, cách xử lí, điều kiện ngoại cảnh…. Ví dụ : Ngâm hạt vào nước 22 0 C trong vòng 8h sau đó dùng tia X xử lí  Tỷ lệ đột biến tănmg gấp 10 lần so với hạt khơ khơng ngâm 2. Tia tử ngoại : - Tia tử ngoại là những tia bức xạ có bước sóng ngắn từ 1000 – 4000 A 0 - Cơ chế gây đột biến : Chiếu tia tử ngoại vào mơ sống sẽ kích thích nhưng khơng gây ion hóa và được ADN hấp thụ nhiều nhất ở bước sóng 2570 A 0 . - Ứng dụng : Khơng có khă năng xun sâu nên người ta dùng tia tử ngoại để gây đột biến gen và đột biến NST ở vi sinh vật, bào tử, hạt phấn . 3.Sốc nhiệt : Khi nhiệt độ mơi trường tăng hay giảm một cách đột ngột làm cho cơ chế nội cân bằng của cơ thể khơng khởi động kịp  gây chấn thương trong bộ máy di truyền tạo nên đột biến. II. Gây Đột Biến Bằng Các Tác Nhân Hóa Học : - Các tác nhân hóa học như : 5 – BU, NMU, NEU, DMS, DES, EI, Conxixin,… - Cơ chế gây đột biến : + Một số hóa chất khi thấm vào tế bào  gây biến đổi cấu trúc của ADN gây đột biến gen. Ví dụ : 5 BU gây đột biến thay thế cặp A - T bằng cặp G – X + Một số hóa chất cũng có khả năng gây đột biến NST Ví dụ : Khi thấm vào mơ đang phân bào dung dịch Conxixin  Cản trở sự hình thành thoi vơ sắc làm NST khơng phân li  Gây đột biến đa bội thể. - Ứng dụng : + Với cây trồng : Ngâm hạt khơ, hạt đang nẩy mầm trong dung dịch hóa chất hoặc tiêm vào bầu nhụy hoặc tẩm hóa chất lên các đỉnh sinh trưởng + Với vật ni : Cho các hóa chất tác dụng lên tinh hồn, buồng trứng. -Hiệu quả của phương pháp : Phụ thuộc vào loại hóa chất, đặc điểm sinh lí cây trồng, cường độ, liều lượng, thời gian, bộ phận xử lí, cách xử lí, điều kiện ngoại cảnh…. III.Sử Dụng Đột Biến Nhân Tạo Trong Chọn Giống : 1.Chọn giống vi sinh vật : Ví dụ : Bào tử nấm penicilum xử lí bằng tia phóng xạ rồi chọn lọc  Chủng penicilum có hoạt tính penicilin tăng gấp 200 lần so với dạng ban đầu Ví dụ : Xử lí nấm mem, vi khuẩn bằng tia phóng xạ tạo ra các chủng năng xuất cao hoặc những chủng VSV đóng vai trò kháng ngun gây miễn dịch cho cơ thể vật chủ, trên ngun tắc đó tạo văcxin phòng bệnh cho người và gia súc 2.Trong chọn giống cây trồng : Ví dụ 1 : Viện di truyền nơng nghiệp xử lí giống lúa Mộc Tuyền bằng tia gama tạo giống lúa MT1 xó nhiều đặc tính tốt : Chín sớm, thấp và cứng cây, chịu chua, chịu phân, năng suất tăng 15 – 25%. Ví dụ 2 : Viện lương thực thực phẩm đã xử lí giống táo Gia Lộc (hải dương) bằng tác nhân NMU tạo ra giống táo Má Hồng cho 2 vụ/năm, quả giòn, ngọt, thơm trung bình 50 – 60 quả/kg. Ví dụ 3 : Tạo giống dâu tằm tam bội số 11 và 34 năm 1990 cho lá to và dày. Giống dưa hấu tạm bội sản lượng cao quả ngọt, to, khơng hạt …. 3.Trong chọn giống vật ni : Phương pháp đột biến sử dụng hạn chế ở động vật vì cơ quan sinh sản nằm sâu trong cơ thể rất dễ bị chết khi xử lí bằng các tác nhan gây đột biến. Bài 7 – 8 : Các Phương Pháp Lai 7 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường I.Dòng Tựu Thụ Phấn, Dòng Cận Huyết Và Hiện Tượng Thối Hóa Giống : 1.Hiện Tượng Thối Hóa : - Đối với cây trồng giao phấn khi tiến hành tự thụ phấn bắt buộc qua nhiều thế hệ thì con cháu có sức sống kém dần, sinh trưởng phát triển chậm, chống chịu kém, năng suất giảm, nhiều cây bị chết … - Đối với vật ni khi giao phối cận huyết (có quan hệ gần gũi) qua nhiều thế hệ làm xuất hiện hiện tượng thối hóa, xuất hiện qi thai, dị hình, cơ thể suy yếu, sức đẻ giảm Ví dụ : Cây ngơ vốn là cây giao phấn nếu tự thụ phấn bắt buộc qua nhiều thế hệ thì chiều cao thân giảm dần, giảm năng suất, có nhiều tính trạng xấu… Cây ngơ Chiều cao Năng suất P 2,94 m 47,6 tạ/ha F15 2,46 m 24,1 tạ/ha F30 2,34 m 15,2 tạ/ha 2.Ngun Nhân Của Hiện Tượng Thối Hóa : Qua các thế hệ tự thụ phấn hoặc giao phối cận huyết làm cho tỷ lệ thể dị hợp giảm dần, tỷ lệ thể đồn hợp tăng dần trong đó các gen lặn gây hại có điều kiện gặp nhau để biểu hiện. Ví dụ : Trong quần thể có kiểu gen dị hợp Aa tự thụ phấn, biết P có 100% thể dị hợp Aa thì các thế hệ tiếp theo là. Thế hệ Thể dị hợp Thể đồng hợp trội Thể đồng hợp lặn P 100% 0 0 F 1 ( 2 1 ) 1 2 ) 2 1 (1 1 − 2 ) 2 1 (1 1 − F 2 ( 2 1 ) 2 2 ) 2 1 (1 2 − 2 ) 2 1 (1 2 − . . . . . . . . F n ( 2 1 ) n 2 ) 2 1 (1 n − 2 ) 2 1 (1 n − 3. Vai Trò Của Tự Thụ Phấn Bắt Buộc Và Giao Phối Cận Huyết : - Trong chọn giống người ta dùng các này để củng cố một đặc tính mong muốn nào đó - Tạo ra các dòng thuần chủng - Phát hiện những gen có hại hay có lợi từ đó làm cơ sở để lựa chọn hoặc loại bỏ II.Lai Khác Dòng – Ưu Thế Lai : * Lai khác dòng : Tức là người ta cho giao phối giữa các cá thể thuộc hai dòng thuần khác nhau 1.Hiện Tượng Ưu Thế Lai : UTL là hiện tượng cơ thể lai ưu việt hơn bố mẹ về sức sống, sức chống chịu, khả năng sinh trưởng phát triển, sinh sản, năng suất, khả năng lợi dụng thức ăn ….Đáng chú ý là UTL biểu hiện cao nhất ở F 1 sau đó giảm dần qua các thế hệ tiếp theo. Ví dụ : P Lúa trồng x Lúa hoang dại (Năng suất cao, chống chịu kém ) (Năng suất thấp, chống chịu tốt ) F 1 : (Năng suất cao và chống chịu với mơi trường tốt…) 2.Ngun Nhân Của Hiện Tượng Ưu Thế Lai : - Giả thuyết về trạng thái dị hợp : 8 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường + Trong cơ thể lai phần lớn các gen nằm ở trạng thái dị hợp trong đó các gen lặn chưa được biểu hiện P : AABBDD x aabbdd  AaBbDd + Trong các thế hệ sau tỷ lệ thể dị hợp giảm dần nên UTL cũng giảm - Giả thuyết về sự tác động cộng gộp của các gen trội có lợi : Ví dụ : Lai 1 dòng có 2 gen trội với dòng có 1 gen trội  dòng có 3 gen trội P : AabbDD x aaBBdd  AaBbDd - Giả thuyết siêu trội : Do sự tương tác giữa 2 alen khác nhau về chức phận của cùng 1 lơ cút  hệ quả bổ trợ Ví dụ : + Cây truốc lá có kiểu gen aa chịu được nhiệt độ khoảng 10 0 C + Cây truốc lá có kiểu gen AA chịu được nhiệt độ khoảng 35 0 C + Cây truốc lá có kiểu gen Aa chịu được nhiệt độ khoảng 10 0 C - 35 0 C 3.Phương Pháp Tạo UTL : - Lai khác dòng : + Lai khác dòng đơn : A x B  C + Lai khác dòng kép : A x B  C C x F  H D x E  F Lai khác thứ : Tức là tổ hợp vốn gen của hai hoặc nhiều thứ khác nhau III. Lai Kinh Tế - Lai Cải Tiến Giống : 1.Lai kinh tế : Người ta cho giao phối cặp bố mẹ thuộc 2 dòng thuần chủng rồi dùng con lai F1 làm sản phẩm khơng dùng để nhân giống . - Phổ biến ở nước ta hiện nay là dung con cái thuộc giống trong nước giao phối với con đực cao sản thuộc giống nhập nội . Ví dụ : P Bò vàng thanh hóax Bò Hostein F 1 : (Chịu được khí hậu nóng, sản xuất 1000 kg sữa/năm, tỷ lệ bơ 4 – 5 % ) 2.Lai cải tiến giống : - Dùng một con đực giống cao sản để cải tạo một giống cso năng suất kém qua 4 -5 thế hệ để nâng cao phẩm chất và sản lượng của một giống cần cải tạo . - Về mặt di truyền học, phương pháp lai cải tiến giống ban đầu làm tăng tỷ lệ thể dị hợp, sau đó tăng dần tỷ lệ thể đồng hợp . Ví dụ : P : Cái B (nội) x Đực A (ngoại) F 1 : Con lai C x Đực A (ngoại) F 2 : Con lại D x Đực A (ngoại) F 3 : Con lai E x Đực A (ngoại) F 4 : Con lai G x Đực A (ngoại) IV.Lai Khác Thứ Và Việc Tạo Giớng Mới : - Để sử dụng UTL, đồng thời tạo ra các giống mới người ta dùng phương pháp lai khác thứ (giữa hai thứ hoặc lai tổng hợp nhiều thứ có nguồn gen khác nhau ). Ví dụ : P Giống lúa X1 ( NN 75 – 10 ) x Giống lúa CN2 ( IR 197446 – 11 – 33) (N.suất cao, chống bệnh bạc lá, khơng kháng rầy ) (N.suất TB, kháng rầy, chất lượng gạo cao ) F 1 : Giống lúa VX – 83.( do viện kĩ thuật nơng nghiệp tao ra ) Ví dụ 2 : Viện chăn ni đã tạo 2 giống lợn mới : Đại bạch x Lợn Ỉ - 81 và Bơcsai x Lợn Ỉ - 81, phối hợp các đặc tính tốt của lợn Ỉ ( mắn đẻ, đẻ nhiều, xương nhỏ, thịt thơm ngon…) với đặc tính lợn ngoại ( tầm vóc to, thịt nhiều nạc, tăng trong nhanh ….) V.Lai Xa : * Lai xa là hình thức lai giữa các dạng bố mẹ khác xa nhau về nguồn gốc ( khác lồi, khác chi, khác họ ) 1.Hiện tượng bất thụ của cơ thể lai xa : * Khái niệm :- Là hiện tượng cơ thể lai (con lai) trong phép lai xa khơng có khả năng sinh sản * Những khó khăn trong lai xa : - Ở thực vật : + Hạt phấn khác lồi khơng nảy mầm trên vòi nhụy + Nảy mầm nhưng chiều dài ống phấn khơng phù hợp với chiều dài vòi nhụy nên khơng thụ tinh được - Ở động vật : + Do chu kì sinh sản khác nhau khơng phù hợp giữa các lồi + Bộ máy sinh dục khơng phù hợp, tinh trùng khác lồi chết trong đường sinh dục cái 9 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường 2.Cách khắc phục hiện tượng bất thụ trong lai xa : Để khắc phục hiện tượng bất thụ trong cơ thể lai xa người ta tiến hành gây đa bội thể thì cơ tể lai có khả năng sinh sản hữu tính được. Vi dụ : năm 1927 Cacpêsencơ đã tiến hành thí nghiệm như sau . P : Cải bắp (2n = 18) x Cải củ (2n = 18) G n = 9 n = 9 F1 Cây lai (2n = 18) bất thụ F1  gây tứ bội hóa (4n = 36 ) hữu thụ (Song nhị bội) 3.Ứng dụng của phương pháp lai xa : Lai xa kèm theo đa bội hóa đã tạo ra được những giống vật ni, cây trồng có những đặc tính tốt . VI.Lai Tế Bào : - Người ta tiến hành dung hợp 2 tế bào sinh dưỡng của hai lồi  tế bào lai chứ bộ NST của 2 tế bào gốc - Phương pháp làm tăng khả năng dung hợp : + Dùng virut xenđê đã làm giảm hoạt tính + Dùng keo sinh học pơlietylen glycol + Dùn xung điện cao áp - Triển vọng : + Tạo ra những cơ thể lai có nguồn gốc khác xa nhau mà bằng phương pháp hữu tính khơng thể thực hiện được + Tiến hành lai giữa tế bào thực vật vơqí tế bào động vật Bài 9 : Các Phương Pháp Chọn Lọc I. Chọn Lọc Hàng Loạt Và Chọn Lọc Cá Thể : Đặc điểm so sánh Chọn lọc hàng loạt Chọn lọc cá thể Cách tiến hành - Dựa vào kiểu hình, chọn ra một nhóm cá thể phù hợp nhất với mục tiêu chọn lọc để làm giống - Ở cây trồng, hạt của những cây đã được chọn lọc trộn chung với nhau để làm giống vào vụ sau - Ở vật ni những cá thể đủ tiêu chuẩn được chọn ra để nhân giống - Chọn những cá thể tốt nhất phù hợp với mục tiêu chọn lọc để nhân giống - Mỗi cá thể đã chọn được nhân thành từng dòng - So sánh giữa các dòng để chọn ra dòng tốt nhất Phạm vi ứng dụng - Cây tự thụ phấn : Có thể chọn lọc hàng loạt 1 lần - Cây giao phấn : Phải chọn lọc hàng loạt nhiều lần - Vật ni : Chọn lọc hàng loạt nhiều lần - Cây tự thụ phấn hoặc cây nhân giống vơ tính: chọn lọc cá thể 1 lần - Cây giao phấn : Chọn lọc cá thể nhiều lần - Vật ni : Kiểm tra đực giống qua đời con, hoặc kiểm tra kiểu gen của mỗi cá thể ruột của nó hoặc trực tiếp kiểm tra cá thể bằng các chỉ tiêu di truyền tế bào, di truyền sinh hóa, di truyền miễn dịch . Ưu và nhược điểm - Đơn giản, dễ làm, có thể áp dụng rộng rãi - Khơng kết hợp được chọn lọc kiểu hình với kiểm tra kiểu gen - Chỉ có hiệu quả rõ đối với những tính trạng có hệ số di rtuyền cao - Đòi hỏi cơng phu, theo dõi chặt chẽ, khó áp dụng rộng rãi - Kết hợp được việc đánh giá kiểu hình với việc kiểm tra kiểu gen - Có hiệu quả đối với những tính trạng có hệ số di truyền thấp. II. Hệ Số Di Truyền : 10 [...]... Đại Thái Cổ + Đại Ngun Sinh + Đại Cổ Sinh (kỉ cambri, kỉ xilua, kỉ đêvơn, kỉ than đá, kỉ pecmin.) + Đại Trung Sinh (kỉ tam điệp, kỉ jura, kỉ phấn trắng) + Đại Tân Sinh (kỉ thứ 3, kỉ thứ 4) Bài 14 – 15 : Sự Sống Trong Các Đại Thái Cổ - Ngun Sinh - Cổ Sinh – Trung Sinh – Tân Sinh Đại Kỷ Thời gian Thái Cổ 3500tr – 900tr Ngun Sinh 2600tr – 2038tr Cambr i Xilua Cổ 570tr – 80tr 490tr – 120 tr 370tr – Điều kiện... Nguyễn Mạnh Cường - Trong nửa sau của thế kỉ XIX sự tích luỹ nhiều tài liệu trong các ngành Sinh học, đặc biệt là cổ sinh vật học, địa lý sinh vật học, phơi sinh học đã củng cố quan điểm tiến hố - Từ những năm 30 trở đi di truyền học mới dần dần trở thành một cơ sở vững chắc của thuyết tiến hố hiện đại làm sáng tỏ ngun nhân và cơ chế phát sinh biến dị, phân biệt giữa biến dị di truyền và biến dị khơng... thái khác nhau Trong cùng một khu vực địa lí giưũa chúng có sự cách li tương đối khơng giao phối với nhau do chênh lệch mùa sinh sản 20 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường c)Cách li sinh sản : DO đặc điểm của cơ quan sinh sản hoặc do tập qn hoạt động sinh dục khác nhau mà các cá thể thuộc những nhóm những quần thể khác nhau khơng giao phối được với nhau d)Cách li di truyền... khu vực địa lý xác định 22 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường - Nòi sinh thái là nhóm quần thể thích nghi với những điều kiện sinh thái xác định, trong cùng một khu vực địa lý - Nòi sinh học là nhóm quần thể kí sinh trên lồi vật chủ xác định hoặc trên những phần khác nhau trên cơ thể vật chủ -Nòi di truyền là nhóm quần thể kí sinh trên một vật chủ xác định Bài 23 : Q Trinh... vật chất chủ yếu là các đại phân tử prơtêin, axit nuclêic có khả năng tự đổi mới, tự sao chép, tự điều chỉnh, tích luỹ thơng tin di truyền Bài 12 : Sự Phát Sinh Sự Sống Trên Trái Đất 12 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường I.Tiến Hóa Tiền Sinh Học : Là q trình tiến hóa của các phân tử từ những phân tử đơn giản đến những phân tử phức tạp hơn rồi đến các hệ đại phân tử - Trong khí... thành các cơ thể sinh vật có khả năng tự nhân đơi, tự đổi mới - Qua q trình rất lâu dài, từ các cơaxecva đã hình thành các dạng sống chưa có cấu tạo tế bào rồi đến cơ thể đơn bào và sau đó là cơ thể đa bào - Sự xuất hiện những cơ thể sinh vật đầu tiên đã kết thúc sự tiến hóa hóa học và tiền sinh học mở đầu thời kì tiến hóa sinh học với những quy luật riêng của sinh vật Trong giai đoạn này sinh vật hồn... dùng khái niệm biến dị cá thể (gọi tắt là biến dị) để chỉ sự phát sinh những đặc điểm sai khác giữa các cá thể cùng lồi trong q trình sinh sản - Biến dị xuất hiện trong q trình sinh sản ở từng cá thể riêng lẻ và theo những hướng khơng xác định mới là nguồn ngun liệu của chọn giống và tiến hố - Tác dụng trực tiếp của ngoại cảnh hay của tập qn hoạt động ở động vật ít có ý nghĩa trong chọn giống và trong... lợi cho mình (hạn chế sinh sản hoặc loại bỏ) vừa tích lũy những biến dị có lợi (chọn lọc, ưu tiên cho sinh sản) - Cơ sở của CLNT : dựa trên 2 đặc tính là tính biến dị (cung cấp ngun liệu) và tính di truyền (đảm bảo sự bảo tồn và tích lũy biến dị có lợi) - Động lực của CLNT : là nhu cầu thị hiếu, kinh tế, thẩm mĩ khác nhau và phức tạp của con người 16 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn... dấu phân … 3 Ý nghĩa của hố thạch: 13 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường - Sử dụng hóa thạch để nghiên cứu lịch sử phát triển của sinh giới + Từ hố thạch có thể suy ra lịch sử xuất hiện, phát triển, diệt vong của sinh vật + Từ tuổi của các lớp đất chứa hố thạch có thể xác định được tuổi của hố thạch.Ngược lại từ những sinh vật hố thạch đã xác định tuổi có thể suy ra tuổi của... loại học, cổ sinh vật học, di truyền học quần thể, sinh thái học quần thể, học thuyết về sinh quyển đã xây dựng nên thuyết tiến hóa tổng hợp bao gồm tiến hố nhỏ với tiến hố lớn 1.Tiến hóa nhỏ : - Tiến hố nhỏ (tiến hố vi mơ) là q trình biến đổi thành phần kiểu gen của quần thể, bao gồm sự phát sinh đột biến, sự phát tán đột biến qua giao phối, sự chọn lọc các đột biến có lợi, sự cách li sinh sản giữa . di truyền. Bài 12 : Sự Phát Sinh Sự Sống Trên Trái Đất 12 Giáo trình phụ đạo sinh học 12 Giáo viên : Nguyễn Mạnh Cường I.Tiến Hóa Tiền Sinh Học : Là q. Trong Các Đại Thái Cổ - Ngun Sinh - Cổ Sinh – Trung Sinh – Tân Sinh Đại Kỷ Thời gian Điều kiện mơi trường Sự phát sinh của sinh vật Thái Cổ 3500tr – 900tr