Giải bài tập Sinh học 12 Bài 6: Đột biến nhiễm sắc thể
Mở đầu trang 31 Sinh học 12: Quan sát hình 6.1 và cho biết bộ nhiễm sắc thể của người mắc hội chứng Turner khác của người bình thường như thế nào. Hãy dự đoán nguyên nhân tạo ra sự khác biệt này.
Lời giải:
Thiếu 1 NST giới tính so với người bình thường. Nguyên nhân do rối loạn trong quá trình giảm phân hình thành giao tử.
Câu hỏi 1 trang 32 Sinh học 12: Nhận xét về số lượng, cấu trúc nhiễm sắc thể ở hình 6.2b, hình 6.2c so với hình 6.2a.
Lời giải:
– Hình 6.2b thừa 1 NST
– Hình 6.2c bị mất đoạn NST
Câu hỏi 2 trang 32 Sinh học 12: Quan sát hình 6.3 và kể tên các dạng đột biến số lượng nhiễm sắc thể.
Lời giải:
Các dạng đột biến số lượng nhiễm sắc thể:
– Thể đa bội: cùng nguồn, khác nguồn
– Thể lệch bội: thể một nhiễm (2n-1), thể khuyết nhiễm (2n-2), thể ba nhiễm (2n+1) và thể bốn nhiễm (2n+2),…
Luyện tập trang 32 Sinh học 12: Lấy thêm ví dụ đột biến số lượng nhiễm sắc thể.
Lời giải:
Thể một kép: 2n+1+1
Thể tứ bội: 4n
Thể song nhị bội: 2n(1)+2n(2)
Câu hỏi trang 33 Sinh học 12: Quan sát hình 6.4 và mô tả cơ chế hình thành đột biến lệch bội, đột biến đa bội.
Lời giải:
– Đột biến lệch bội: Do sự rối loạn trong quá trình phân bào, dẫn đến một hoặc vài cặp NST không phân li, tạo ra các giao tử thừa hoặc thiếu NST. Khi kết hợp với giao tử bình thường, sẽ hình thành thể lệch bội (2n-1, 2n+1).
– Đột biến đa bội:
Thể tự đa bội:
+ Do sự nhân đôi bộ NST xảy ra trong nguyên phân hoặc giảm phân.
+ Sự không phân li của tất cả các NST ở giảm phân I, tạo ra giao tử 2n.
+ Lai xa kết hợp với đa bội hóa.
Thể dị đa bội:
+ Lai xa giữa hai loài khác nhau về bộ NST.
+ Sự nhân đôi bộ NST ở một trong hai loài lai xa.
Luyện tập 1 trang 34 Sinh học 12: Trình bày cơ chế đột biến gây hội chứng Klinefelter ở người.
Lời giải:
Cơ chế đột biến:
– Sự không phân li của NST X ở mẹ: Đây là nguyên nhân phổ biến nhất gây hội chứng Klinefelter. Trong quá trình giảm phân I hoặc giảm phân II ở mẹ, NST X không phân li, dẫn đến tạo ra giao tử n (chỉ có một NST X) hoặc 2n (có hai NST X). Khi giao tử n của mẹ kết hợp với giao tử Y của bố, sẽ tạo ra thai nhi XXY.
– Sự không phân li của NST X ở bố: Trường hợp này ít phổ biến hơn. Khi NST X của bố không phân li trong quá trình giảm phân, sẽ tạo ra giao tử n (chỉ có một NST X) hoặc 2n (có hai NST X). Khi giao tử n của bố kết hợp với giao tử X của mẹ, sẽ tạo ra thai nhi XXY.
Câu hỏi trang 34 Sinh học 12: Quan sát hình 6.5 và nhận xét sự sai khác cấu trúc nhiễm sắc thể trước và sau đột biến.
Lời giải:
Mất đoạn: NST mất một đoạn
Lặp đoạn: NST có 1 đoạn bị lặp
Đảo đoạn: NST có 1 đoạn bị đảo 180 độ
Chuyển đoạn tương hỗ: 2 NST trao đổi đoạn cho nhau.
Chuyển đoạn không tương hỗ: 1 đoạn của NST này chuyển sang NST còn lại.
Luyện tập 2 trang 34 Sinh học 12: Phân biệt các dạng đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể.
Lời giải:
Câu hỏi trang 35 Sinh học 12: Quan sát hình 6.6 và cho biết cơ chế phát sinh các dạng đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể.
Lời giải:
Cơ chế chung của đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể: Các tác nhân gây đột biến phá vỡ cấu trúc NST → dẫn đến sự thay đổi trình tự và số lượng các gen, làm thay đổi hình dạng NST.
Câu hỏi trang 36 Sinh học 12: Đột biến nhiễm sắc thể có vai trò như thế nào trong tiến hóa và chọn giống?
Lời giải:
– Với tiến hoá: Cấu trúc lại hệ gen → cách li sinh sản → hình thành loài mới.
– Với di truyền học: xác định vị trí của gen trên NST qua nghiên cứu mất đoạn NST → Lập bản đồ gen.
– Với chọn giống: Ứng dụng tổ hợp các gen trên NST → tạo giống mới.
Câu hỏi trang 37 Sinh học 12: Tại sao nói di truyền và biến dị có mối quan hệ mật thiết với nhau và gắn liền với quá trình sinh sản của sinh vật?
Lời giải:
Di truyền và biến dị là hai quá trình diễn ra song song, gắn liền với quá trình sinh sản của sinh vật. Trong đó, nhờ quá trình di truyền, các thông tin di truyền của loài vôn được lưu giữ trong phân tử DNA được truyền qua các thế hệ tế bào và cá thể. Cơ chế tự tái bản phân tử DNA và tự nhân đôi, phân li, tổ hợp nhiễm sắc thể đảm bảo sự truyền thông tin di truyền của loài.
Câu hỏi 1 trang 38 Sinh học 12: Vẽ các nhiễm sắc thể quan sát được trong một tế bào. Xác định số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào.
Lời giải:
Câu hỏi 2 trang 38 Sinh học 12: Mô tả nhiễm sắc thể đột biến (nếu có).
Lời giải:
Không có NST đột biến (HS tự mô tả nếu có)
Câu hỏi 3 trang 38 Sinh học 12: Bộ nhiễm sắc thể đột biến khác bộ nhiễm sắc thể thường như thế nào?
Lời giải:
Dựa vào các dạng đột biến cấu trúc và số lượng NST → HS so sánh với bộ NST thường → rút ra kết luận
Câu hỏi 4 trang 38 Sinh học 12: Quan sát tranh ảnh, video,… tìm hiểu các dị tật do một số chất độc gây ra và hoàn thành bảng 6.2.
Lời giải:
|
Chất độc |
Hậu quả |
|
Dioxin |
Dioxin là chất gây ung thư mạnh, có thể gây ra nhiều loại ung thư khác nhau, bao gồm ung thư phổi, ung thư gan, ung thư da, ung thư hạch,… |
|
Thuốc diệt cỏ 2,4-D |
2,4D được xếp vào loại có thể gây ung thư cho con người bởi Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC). 2,4D có thể gây ra ung thư hạch, ung thư da, ung thư phổi, và ung thư non-Hodgkin. |
Vận dụng 1 trang 39 Sinh học 12: Khi so sánh hệ gene người (46 nhiễm sắc thể) và hệ gene một số loài linh trưởng như tinh tinh, vượn,… (48 nhiễm sắc thể), các nhà khoa học nhận thấy nhiễm sắc thể số 2 ở người gồm hai đoạn giống với hai nhiễm sắc thể khác nhau (2A và 2B) ở các loài trên. Nêu giả thuyết sự hình thành nhiễm sắc thể số 2 ở người.
Lời giải:
Nhiễm sắc thể số 2 ở người là kết quả của sự hợp nhất hai nhiễm sắc thể tương đồng (2A và 2B) ở tổ tiên chung của người và các loài linh trưởng.
Vận dụng 2 trang 39 Sinh học 12: Giải thích tại sao không sử dụng 2,4-D để diệt cỏ trong sản xuất nông nghiệp.
Lời giải:
Không sử dụng 2,4-D để diệt cỏ trong sản xuất nông nghiệp vì:
– Gây ung thư: 2,4-D được xếp loại có thể gây ung thư cho con người bởi Cơ quan Nghiên cứu Ung thư Quốc tế (IARC).
– Gây ra các vấn đề về sức khỏe khác: 2,4-D có thể gây ra các vấn đề về hệ thống miễn dịch, hệ thống sinh sản, hệ thần kinh, v.v.
– Nguy hiểm cho phụ nữ mang thai và trẻ em: 2,4-D có thể gây ra dị tật bẩm sinh và các vấn đề phát triển ở trẻ em.
Xem thêm các bài giải bài tập Sinh học 12 Cánh diều, chi tiết khác:
Bài 5: Nhiễm sắc thể và cơ chế di truyền nhiễm sắc thể
Bài 6: Đột biến nhiễm sắc thể
Bài 7: Di truyền học Mendel và mở rộng học thuyết Mendel
Bài 8: Di truyền liên kết giới tính, liên kết gene và hoán vị gene
Bài 9: Di truyền gene ngoài nhân
Bài 10: Mối quan hệ giữa kiểu gene, môi trường và kiểu hình
Lý thuyết Bài 6: Đột biến nhiễm sắc thể
I. Khái niệm
Đột biến NST là những biến đổi liên quan đến cấu trúc hoặc số lượng NST của một loài.
II. Đột biến cấu trúc NST
1. Nguyên nhân
Đột biến cấu trúc NST có thể do các tác nhân vật lí, hóa học hoặc do trao đổi chéo giữa các đoạn tương đồng trên các NST.
2. Cơ chế phát sinh
Các tác nhân đột biến có năng lượng cao như tia X, tia gamma thường làm đứt gãy cùng lúc hai mạch của phân tử DNA, sau đó các đoạn được nối lại theo các cách khác nhau hoặc không được nối lại làm xuất hiện nhiều kiểu đột biến cấu trúc NST.
3. Các dạng đột biến
a) Mất đoạn
Đột biến mất đoạn do một đoạn NST bị đứt mà không được nối lại, làm mất vật chất di truyền nên phần nhiều là có hại. NST bị mất đoạn dài có thể được nhận biết dưới kính hiển vi quang học.
b) Lặp đoạn
Lặp đoạn NST là loại đột biến cấu trúc làm cho một đoạn NST được lặp lại một hoặc vài lần dẫn đến gia tăng số lượng bản sao của gene trên NST. Loại đột biến này làm tăng chiều dài NST.
c) Đảo đoạn
Đảo đoạn thường không làm mất vật chất di truyền. Tuy vậy, nếu các điểm đứt gãy nằm ở giữa các gene có thể, dẫn đến hỏng cả hai gene ở hai đầu đoạn bị đảo hoặc hai phần của hai gene ghép lại có thể tạo ra gene mới.
d) Chuyến đoạn
Đột biến chuyển đoạn là đột biến làm cho một đoạn NST được chuyển ừt vị trí này sang vị trí khác giữa các NST hoặc trên cùng một NST. Chuyển đoạn giữa các NST được gọi là chuyển đoạn tương đồng.
Chuyển đoạn NST làm thay đổi nhóm gene liên kết và sự thay đổi vị trí gene trên NST cũng có thể làm thay đổi mức độ biểu hiện của gene. Chuyển đoạn NST cũng có thể làm thay đổi kích thước NST.
III. Đột biến số lượng NST
1. Đột biến lệch bội
a) Nguyên nhân và cơ chế phát sinh
Nguyên nhân: Cho đến nay các nhà khoa học cũng chưa biết rõ những hóa chất hay tác nhân đột biến nào là nguyên nhân chính dẫn đến xuất hiện các đột biến dị bội. Cơ chế: Sự rối loạn phân li của một hoặc một vài cặp NST trong giảm phân dẫn đến hình thành các giao tử lệch bội. Giao tử lệch bội kết hợp với nhau hoặc với giao tử bình thường hình thành nên hợp tử dị bội.
b) Các dạng đột biến
Tuỳ theo mức độ tăng hoặc giảm số lượng NST mà người ta chia các thể đột biến lệch bội thành các loại: thể ba (2n+1), thể một (2n-1), thể không (2n-2),. với dấu (+) chỉ thêm NST, dấu (-) chỉ mất NST. Đột biến liên quan đến NST giới tính ở người, được kí hiệu theo NST giới tính X và Y, có thể kèm theo tên hội chứng bệnh lí.
2. Đột biến đa bội
a) Nguyên nhân và cơ chế phát sinh
Nguyên nhân: Các đột biến đa bội phát sinh trong tự nhiên hầu hết đều chưa rõ nguyên nhân. Các nhà khoa học cũng đã tìm được loại hóa chất gây đột biến đa bội là chất colchicine, loại hóa chất ngăn cản sự hình thành các vi ống tạo nên bộ thoi phân bào, do đó, hóa chất này còn được sử dụng để tạo ra các thể đột biến đa bội ở thực vật.
Cơ chế:
b) Các dạng đột biến
Đột biến đa bội có thể được phân loại thành: đột biến tự đa bội hay đa bội cùng nguồn và đột biến đa bội khác nguồn hay song lưỡng bội. Đột biến đa bội cùng nguồn là đột biến làm tăng số lượng bộ NST đơn bội (n) của loài lên 3, 4, 5 lần hoặc hơn tạo nên các thế đột biến tam bội (3n), tứ bội (4n), ngũ bội (5n).. Số bộ NST đơn bội trong tế bào của thể đa bội được gọi là mức bội thể. Đột biến đa bội khác nguồn là loại đột biến làm tăng số lượng bộ NST của tế bào bằng cách kết hợp bộ NST của hai loài.
IV. Tác hại của đột biến NST
Hầu hết các đột biến NST đều có hại vì làm mất cân bằng gene do mất hoặc tăng thêm vật chất di truyền.
V. Vai trò của đột biến NST
Đột biến NST cung cấp nguồn nguyên liệu cho chọn giống, đặc biệt là các đột biến đa bội. Mặc dù phần lớn là có hại nhưng một số loại đột biến NST như chuyển đoạn, đảo đoạn, đa bội đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành loài mới.
VI. Mối quan hệ giữa di truyền và biến dị
Di truyền là quá trình truyền đạt thông tin quy định các tính trạng từ thế hệ này sang thế hệ khác. Biến dị di truyền là những biến đổi khác thường trong vật chất di truyền (gene, NST) làm phát sinh những đặc điểm/tính trạng mới có khả năng truyền lại cho thế hệ sau. Như vậy, quá trình di truyền vừa truyền đạt các gene một cách nguyên vẹn từ bố mẹ sang con cái, vừa truyền lại những đột biến mới phát sinh làm tăng biến dị di truyền ở đời con. Nhờ có các biến dị di truyền mà sinh vật có thể thích nghi với sự thay đổi của điều kiện môi trường, qua đó sinh giới không ngừng phát triển tạo ra nhiều loài sinh vật từ một số tổ tiên chung.