Hỏi: Khi nhiệt độ tăng giảm đột ngột sẽ ảnh hởng đến cơ thể nh thế nào.- Cơ chế: làm cho cơ chế nội cân bằng của cơ thể để tự bảo vệ khôngkhởi động kịp gây trấn thơng trong bộ máy di truyền ADN,NST.Giáo viên: nói thêm học sinh không cần ghi.Tóm lại: Các tác nhân vật lý tác động lên vật chất di truyền ở cả cấp độ phântử gây đột biến gen ở cấp độ tế bàogây đột biến NST nhng tác động mạnh nhất là các tia có khả năng xuyên sâu,gây iôn hoá. Hiệu quả gây đột biến của các tácnhân vật lý phụ thuộc vào cờng độ kích thích và thời gian kích thích.Giáo viên diễn giải thông báo. - dung dịch consixin khi thÊm vàomô đang phân bào làm cản trở sự hình thành thoi vô sắc-tạo thể đa bộ - 5 Brôm Uraxin 5BU thay thế T,biến đổi cặp A -T thành cặp G-X. -EMS thay thÕ G b»ng T hc X -cỈp GX bị thay bằng cặp A-T hoặc cặp X- G.
II. Gây đột biến nhân tạo bằng tác nhân hoá học.
Các loại hoá chất thêng dïng Consixin, 5 Brôm Uraxin, NMU,EMSchất phóng xạ C10, K40Cơ chế + Hoá chất khi thấm vào mô đangphân bào cản trở sự hình thành thoi vô sắc NST không phân ly gây đột biếnđa bôị.+ Một số hoá chất khi thấm vào tế bào sẽ lµm thay thÕ hay mÊt 1Nucleotit trong ADN. A-T +5BU -A-5BU -G5BU -GXLuận Văn Tốt Nghiệp 65GV: Gây đột biến nhân tạo bằng tác nhân hoá học ngày càng có hiệu quả vợttrội tác nhân vật lý: nh NMU,EMS . Tơng lai có thể tìm ra những hoá chất phản ứng một cách chọn lọc với từngloại nucleotit xác định. + Phơng pháp- Ngâm hạt khô hay hạt đang nảymầm trong dung dịch. - Tiêm dung dịch hoá chất vào bầunhuỵ. - Quấn bông tÈm dung dÞch hoáchất lên đỉnh sinh trởng thân hoặc chồi.Chú ý. - Khả năng gây đột biến phụ thuộcvào các loại hoá chất khác nhau. - Phụ thuéc vµo thêi gian xử lý,liều lợng, nồng độ hoá chất, bản chÊt gen vµ loµi sinh vËt.GV: VËy ngêi ta sư dụng đột biến nhân tạo trong chọn giống nh thế nào?Hỏi: Em hãy cho biết những thành tựu và ứng dụng của việc sử dụng độtbiến nhân tạo trong chọn giống vi sinh vật và y học1. Trong chọn giống vi sinh vËt - Xư lý bµo tư cđa nÊm peniciliumb»ng tia phãng x¹ đợc chủng penicilium có hoạt tính gấp 200 lầnban đầu. - Xử lý nấm vi khuẩn để tạo ra cácchủng cho sinh khối, năng suất cao, tạo vacxin, thuốc kháng sinh trong yhọc.Luận Văn Tốt Nghiệp 66Hỏi:Kể những thành tựu và ứng dụng của việc sư dơng ®ét biến nhân tạotrong chọn giống thực vật cây trồng? Hỏi: tại sao ngời ta thờng phối hợpgây đột biến với lai tạo giống. Hỏi: Kể tên những cây trồng mới đợctạo thành bằng phơng pháp ®ét biÕn. 2. Trong chän gièng c©y trång.- ViƯn di trun n«ng nghiƯp xư lýlóa Méc tun b»ng tia γkÕt hợp với chọn lọc tạo giống lúa MT1 chín sớm,thấp, cứng cây chịu phân, chịu chua,năng suất tăng 15 - 25 so với ban đầu.- Xử lý gièng t¸o Gia Lộc bằng NMU kết hợp chọn lọc tạo giống táomá hồng: ra 2 vụnăm. GV: Đối víi vËt nu«i: có cơ quansinh sản nằm sâu trong cơ thể, có hệ thần kinh rất nhạy cảm dễ phản ứng vớitác nhân gây đột biến -dễ chết. 3. Đối với vật nuôi:- ít sử dụng, ít thành công.c. Củng cố. So sánh việc chọn lọc giống víi chän läc gièng b»ng ®ét biÕn?d. Híng dÉn vỊ nhà: - Su tầm tài liệu và các hình vẽ về hiệu quả của gây đột biến.- Tìm hiểu những thành tựu chọn giống đột biến ở trong và ngoài nớc.Kỹ thuật dạy học bài 7 và 8 :các phơng pháp lai.
Những hoá chất dùng để tạo đột biến gen khi vào tế bào chúng tác động trực tiếp lên phân tử ADN gây ra hiện tượng thay thế cặp nuclêôtit này bằng cặp nuclêôtit khác : gây ra mất hoặc thêm cặp nuclêôtit.
Có những loại hoá chất chi tác động đến một loại nuclêôtit xác định. Điều này hứa hẹn khá năng chù động gây ra các loại đột biến mong muốn.
Ngày nay, người ta đã phát hiện được những hoá chất có hiệu qua gây đột biển vượt cả các tác nhân vật lí, được gọi là siêu tác nhân đột biển như : êtyl mêtan sunphônat [EMS], nitrôzô mêtyl urê [NMU], nitrôzô êtyl urê [NEU]...
Để gây đột biến bằng tác nhân hoá học ở cây trồng, người ta có thể ngâm hạt khô hay hạt nảy mầm ờ thời điểm nhất định trong dung dịch hoá chất có nồng độ thích hợp ; tiêm dung dịch vào bầu nhuỵ ; quấn bông có tầm dung dịch hoá chất vào đỉnh sinh trưởng của thân hoặc chồi. Đối với vật nuôi, có thể cho hoá chất tác dụng lên tinh hoàn hoặc buồng trứng.
Người ta thường dùng dung dịch cônsixin đế tạo thể đa bội. Khi thấm vào mô đang phân bào, cônsixin cản trở sự hình thành thoi phân bào làm cho NST không phân li.
Các hoá chất gây đột biến đều có tính độc cao, nguy hiểm đối với neười sữ dụng nên khi dùng cần đeo khẩu trang và mang găng tay cao su, mặc quần áo bão hộ lao động,...
Để gây đột biến bằng tác nhân hoá học ở cây trồng, người ta có thể ngâm hạt khô hay hạt nảy mầm ờ thời điểm nhất định trong dung dịch hoá chất có nồng độ thích hợp ; tiêm dung dịch vào bầu nhuỵ ; quấn bông có tầm dung dịch hoá chất vào đỉnh sinh trưởng của thân hoặc chồi. Đối với vật nuôi, có thể cho hoá chất tác dụng lên tinh hoàn hoặc buồng trứng.
Những hoá chất dùng để tạo đột biến gen khi vào tế bào chúng tác động trực tiếp lên phân tử ADN gây ra hiện tượng thay thế cặp nuclêôtit này bằng cặp nuclêôtit khác : gây ra mất hoặc thêm cặp nuclêôtit.
Có những loại hoá chất chi tác động đến một loại nuclêôtit xác định. Điều này hứa hẹn khá năng chù động gây ra các loại đột biến mong muốn.
Ngày nay, người ta đã phát hiện được những hoá chất có hiệu qua gây đột biển vượt cả các tác nhân vật lí, được gọi là siêu tác nhân đột biển như : êtyl mêtan sunphônat [EMS], nitrôzô mêtyl urê [NMU], nitrôzô êtyl urê [NEU]...
Để gây đột biến bằng tác nhân hoá học ở cây trồng, người ta có thể ngâm hạt khô hay hạt nảy mầm ờ thời điểm nhất định trong dung dịch hoá chất có nồng độ thích hợp ; tiêm dung dịch vào bầu nhuỵ ; quấn bông có tầm dung dịch hoá chất vào đỉnh sinh trưởng của thân hoặc chồi. Đối với vật nuôi, có thể cho hoá chất tác dụng lên tinh hoàn hoặc buồng trứng.
Người ta thường dùng dung dịch cônsixin đế tạo thể đa bội. Khi thấm vào mô đang phân bào, cônsixin cản trở sự hình thành thoi phân bào làm cho NST không phân li.
Các hoá chất gây đột biến đều có tính độc cao, nguy hiểm đối với neười sữ dụng nên khi dùng cần đeo khẩu trang và mang găng tay cao su, mặc quần áo bão hộ lao động,...
Đột biến gen 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. Có rất nhiều kiểu biến đổi về cấu trúc gen. Trong đó, những biến đổi liên quan đến 1 cặp nucleotit trong gen được gọi là đột biến điểm. Trong tự nhiên, tất cả các gen đều có thể bị đột biến nhưng với tần số rất thấp [1/1000000-1/10000]. Tuy nhiên tần số đột biến có thể thay đổi tùy thuộc vào các tác nhân gây đột biến. Tác nhân gây đột biến có thể là các chất hóa học [thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ,...], các tác nhân vật lý như tia phóng xạ [Tia X, Tia α, Tia β...] hoặc các tác nhân sinh học như virus có trong cơ thể hoặc môi trường bên ngoài cơ thể. Đột biến gen có thể xảy ra ở tế bào sinh dưỡng và tế bào sinh dục.
- Các dạng đột biến gen tại một điểm thường gặp:
- Cơ chế phát sinh đột biến gen:
- Là do bắt cặp không đúng trong nhân đôi ADN [không theo nguyên tắc bổ sung], hay tác nhân xen vào mạch khuôn hoặc mạch đang được tổng hợp phải trải qua quá trình tiền đột biến mới xuất hiện đột biến. Các base nitric thường tồn tại ở 2 dạng cấu trúc là: dạng thường và dạng hiếm. Dạng hiếm làm các liên kết hidro bị thay đổi làm các Nu bắt cặp không đúng trong quá trình nhân đôi ADN gây đột biến gen
Ví dụ: A dạng thường biến đổi thành A dạng hiếm [A*] dẫn đến bị bắt cặp nhầm với X gây đột biến cặp A-T thành cặp G-X
- Là do sự tác động của các tác nhân gây đột biến:
- Tác nhân vật lý [Tia UV]: làm cho 2 base Thymine liên kết với nhau làm phát sinh đột biến gen
- Tác nhân hóa học:
+ 5BU [5-Bromuraxin] là đồng đẳng của T có khả năng gây đột biến thay thế cặp A-T thành cặp G-X
+ EMS [Etyl Metyl-Sunfomat] là đồng đẳng của A và G gây đột biến thay thế cặp G-X thành cặp A-T
+ Acridine gây đột biến mất hoặc thêm cặp Nu, nếu được chèn vào mạch khuôn cũ gây đột biến thêm cặp Nu
+ HNO2 gây đột biến thay thế cặp Nu
- Tác nhân sinh học: Một số virus có thể gây đột biến gen
Ví dụ: Virus HPV gây ung thư cổ tử cung
- Cơ chế biểu hiện đột biến gen:
- Đột biến giao tử: Đột biến phát sinh trong quá trình giảm phân hình thành giao tử, xảy ra ở tế bào sinh dục nào đó thông quathụ tinh sẽ đi vào hợp tử. Nếu là đột biến gen trội, nó sẽ biểu hiện thành kiểu hình ngay trên cơ thể mang đột biến gen đó. Nếu là đột biến gen lặn nó có thể đi vào hợp tử ở thể dị hợp Aa và vì gen trội lấn át nên đột biến không biểu hiện ra ngoài. Tuy nhiên nó không bị mất đi mà tiếp tục tồn tại trong quần thể và khi gặp tổ hợp đồng hợp lặn thì nó biểu hiện ra ngoài
- Đột biến Soma: Đột biến xảy ra ở tế bào sinh dưỡng, từ một tế bào bị đột biến thông qua nguyên phân nó được nhân lên thànhmô và được biểu hiện thành một phần của cơ thể gọi là "thể Khảm", nếu đó là đột biến gen trội. Và nó có thể di truyền bằng sinh sản - sinh dưỡng nếu đó là đột biến gen lặn, nó không biểu hiện ra ngoài & sẽ mất đi khi cơ thể chết.
- Đột biến tiền phôi: Đột biến xảy ra ở lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử, nó có thể đi vào hợp tử & di truyền cho thế hệ sau thông qua sinh sản hữu tính, nếu tế bào đó bị đột biến thành tế bào sinh dục
- Phổ biến
- Làm thay đổi số lượng và trật tự sắp xếp các cặp nu trong gen
- Đột biến lặn không biểu hiện thành kiểu hình ở trạng thái dị hợp
-Làm gián đoạn một hay một số tính trạng nào đó [Gen -> mARN -> Protein -> tính trạng]
- Ít ảnh hưởng đến sức sống và sự sinh sản của sinh vật
- Vai trò của đột biến gen:
Sự biến đổi cấu trúc phân tử của gen có thể dẫn đến biến đổi cấu trúc của loại protéine mà nó mã hóa, cuối cùng có thể dẫn đến biến đổi ở kiểu hình.
Các đột biến gen biểu hiện ra kiểu hình ở từng cá thể riêng lẻ, không tuơng ứng với điều kiện sống, thường là đột biến lặn và có hại cho bản thân sinh vật vì chúng đã 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 prôtêin.
Đa số đột biến gen tạo ra các gen lặn và có hại, một số trung tính, một số có lợi. Những gen lăn chỉ biều hiện ra kiểu hình khi ở thể đồng hợp và trong điều kiên môi trường thích hợp. Qua giao phối, nếu gặp tổ hợp gen thích hợp, một đột biến vốn là có hại có thể trở thành có lợi. Đột biến gen gây ra những thay đổi trong nucléotide dẫn đến biến đổi mARN và quá trình tổng hơp protéine nên thường gây ra hậu quả có hại, làm giảm khả năng sống của sinh vật.
Ví dụ: Bệnh huyết cầu đỏ hình lưỡi liềm ở người do đột biến thay thế cặp nucléotide thứ 6 của chuỗi polipeptide Beta trong phân tử Hb làm acid glutamique bị thay thế bởi valin gây thiếu máu, giảm khả năng vận chuyển dưỡng khí. Đa số đột biến là có hại cho cơ thể. Có gen gây chết.
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 nguời 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 DNA của các bào quan như ty thể, lục lạp có thể gây ra những biến dị di truyền theo dòng mẹ.
- Ý nghĩa, vai trò trong tiến hóa và chọn giống:
Tính chất có lợi hay có hại của một đột biến gen chỉ là tương đối [có trường hợp này thì có lợi, có trường hợp khác có hại]. Có trường hợp ở trạng thái dị hợp lại làm tăng sức sống, sức chống chịu của cơ thể đối với một số bệnh. Ví dụ: Người mang gen đột biến gây huyết cầu đỏ hình lưỡi liềm ở trạng thái dị hợp, có khả năng đề kháng với bệnh sốt rét.
Tuy tính chất ngẫu nhiên, cá biệt, 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 vì vậy, có vai trò trong tiến hóa.
Một vài đột biến có lợi dùng làm cơ sở là nguồn nguyên liệu quan trọng cho tạo giống vật nuôi và cây trồng. Gây đột biến nhân tạo 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.