Giải chi tiết Sinh học 12 Cánh diều bài 4 Đột biến gene

Mở đầu: 

Quan sát hình 4.1 và nhận xét sự khác nhau giữa đoạn trình tự gene của người bình thường và người bị bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm. Cho biết nguyên nhân, cơ chế phát sinh của bệnh. Có thể dự đoán được sự xuất hiện của bệnh dựa trên sự phân tích kiểu gene của bố mẹ không? Vì sao?

Bài làm chi tiết:

• Sự khác biệt: người mắc hồng cầu hình liềm có cặp nucleotde số 5 bị đảo ngược so với người bình thường.

• Nguyên nhân: đột biến gene.

• Cơ chế phát sinh: đột biến thay thế một cặp nucleotide.

• Không thể dự đoán được sự xuất hiện của bệnh dựa trên sự phân tích kiểu gene của bố mẹ vì đột biến gene phát sinh do các tác nhân bất kì, không phụ thuộc vào kiểu gene cỉa bố mẹ.

I. KHÁI NIỆM VÀ CÁC DẠNG ĐỘT BIẾN GENE

Câu 1: Quan sát hình 4.2, phân biệt các dạng đột biến gene.

Bài làm chi tiết:

Các dạng đột biến:

• Đột biến thay thế: một cặp nucleotide được thay thế bằng một cặp nucleotide khác. 

• Đột biến thêm hay mất một hoặc một số cặp nucleotide: đột biến làm tăng thêm hoặc mất một nucleotide.

II. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ PHÁT SINH ĐỘT BIẾN GENE

Câu 1: Quan sát hình 4.3 và mô tả cơ chế xảy ra đột biến. 

Bài làm chi tiết:

Cơ chế phát sinh đột biến gene: nitrogenous base G chuyển sang dạng hiếm là G* và liên kết với T thay vì C. Trong quá trình tái bản, cả hai mạch của DNA tách ra làm mạch khuôn, T bị bắt cặp sai sẽ liên kết với A theo NTBS gây đột biến thay thế cặp G-C thành cặp A-T.

Câu 2: Quan sát hình 4.4, mô tả cơ chế phát sinh các đột biến.

Bài làm chi tiết:

Cơ chế phát sinh đột biến: 5-BU là chất hoá học có khả năng bắt cặp bổ sung với adenine hoặc guanine gây đột biến thay thế cặp A - T thành cặp G - C hoặc ngược lại. Khi DNA nhân đôi lần 1, 5-BU thay thế T bắt cặp với A; sau đó DNA nhân đôi lần 2, mạch chứa 5-BU trở thành mạch khuôn, 5-BU bắt cặp với G; đến khi DNA nhân đôi lần thứ 3, theo NTBS thì G liên kết với C; từ đó gây ra đột biến thay thế một cặp A-T thành một cặp G-C.

III. VAI TRÒ CỦA ĐỘT BIẾN GENE

Câu 1: Nêu vai trò của đột biến gene trong tiến hoá, chọn giống và nghiên cứu di truyền.

Bài làm chi tiết:

• Trong tiến hóa: Đột biến gene hình thành nên các biến dị khác nhau, cung cấp nguồn nguyên liệu cho quá trình tiến hoá. 

• Trong chọn giống: Các nhà khoa học có thể chủ động gây đột biến gene trên cơ thể sinh vật nhằm tạo ra các giống mới đáp ứng các yêu cầu sản xuất và ứng dụng.

• Trong nghiên cứu di truyền: Các nhà khoa học chủ động gây đột biến, sau đó nghiên cứu sự biểu hiện của các thể đột biến để đánh giá vai trò và chức năng của gene. Bên cạnh đó, nghiên cứu các thể đột biến giúp phát hiện các đột biến có lợi hoặc có hại, từ đó chủ động tạo ra các đột biến mong muốn phục vụ nghiên cứu.

Luyện tập: Kể tên một số giống cây trồng được tạo ra bằng phương pháp gây đột biến gene.

Bài làm chi tiết:

• Đột biến làm xuất hiện bộ ba kết thúc sớm khiến cho chồi cây cải phân nhánh mạnh đã được con người chọn lọc tạo nên các loại súp lơ trắng và súp lơ xanh. 

• Một đột biến ở gene điều hoà làm tăng lượng cơ bắp đã được phát hiện ở lợn và được chọn lọc tạo ra giống lợn có thịt siêu nạc.

Vận dụng: 

Giải thích vì sao sự suy giảm tầng ozone lại làm tăng nguy cơ đột biến và ung thư ở người.

Bài làm chi tiết:

Vì tầng ozone hấp thụ tia UV từ mặt trời, giảm sút tầng ozone sẽ làm tăng cường độ tia UV ở bề mặt Trái Đất, mà tia UV từ Mặt Trời có thể làm hai T trên cùng một mạch liên kết với nhau và khi tế bào sửa chữa thường dẫn đến đột biến thêm hoặc mất một cặp nucleotide.