Giáo trình phụ đạo sinh học 12 - Chương III: Biến dị

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 : - Không 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 môi trường thuận lợi Ví dụ: Dạng ruồi đột biến kháng DDT chỉ biểu hiện khả năng này khi môi 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.Nguyên Nhân Và Cơ Chế Phát Sinh : 1.Nguyên nhân : Gồm 2 nhóm nguyên nhân - Nguyên nhân bên ngoài : 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,….. - Nguyên nhân bên trong : Do rối loạn các quá trình sinh lí sinh hóa trong tế bào. 2.Cơ chế phát sinh : Do các tác nhân gây đột biến là ảnh hưởng đến quá trình tự nhân đôi 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 nguyên phân : - Phát sinh trong tế bào sinh dưỡng (tế bào xôma) - Được nhân lên trong một mô và biểu hiện ở một phần của cơ thể gọi là thể khảm. - Di truyền qua thế hệ sau qua sinh sản vô 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 quá 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 phôi : - Xảy ra ở những lần nguyên 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 à ARN à Prôtêin à Tính trạng Biến đổi Biến đổi Biến đổi Đột biến - Đột biến thuộc dạng mất hoặc thêm à 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 pôlipeptit - 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 bông ở lúa Trân Châu Lùn 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 hemôglôbin 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 nguyên nhân 2.Nguyên nhân và cơ chế phát sinh : - Nguyên 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 quá trình tự nhân đôi của NST, ảnh hưởng đến sự tiếp hợp và trao đổi chéo giưũa các crômtit 3.Các dạng và hậu quả : Các dạng Cơ chế Hậu quả Ví dụ Mất đoạn -NST bị mất một đoạn không 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 1800 sau đó gắn vào vị trí cũ.Đoạn đảo có thể có hoặc không 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 loài Chuyển đoạn - Có thể diễn ra trong cùng một NST hoặc giữa 2 NST không tương đồng (gồm chuyển đoạn tương hỗ và chuyển đoạn không 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 toàn bộ các cặp NST (tạo nên thể đa bội). 2.Nguyên nhân và cơ chế phát sinh : - Nguyên 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 ) - 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, lông mi ngắn và thưa, lưỡi dày và dài, si đần , vô sinh ” - NST giới tính : Gây những hậu quả nghiêm trọng. + XXX (hội chứng 3X) : Nữ lùn, buồng trứng và dạ con không phát triển, rối loạn kinh nguyệt, khó có con. + XXY (hội chứng Claiphentơ) : Nam mù màu, thân cao, tay chân dài, si đần, vô sinh + OX (hội chứng Tơcnơ) : gặp ở nữ, lù, cổ ngắn, si đần, vô 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 đôi nhưng thoi vô sắc không hình thành, tất cả các cặp NST không phân li nên NST trong tế bào tăng lên gấp đôi. Có các trường hợp sau. + NST không phân li trong giảm phân à giao tử 2n, giao tử này kết hợp với giao tử 2n à hợp tử 4n. + NST không phân li trong nguyên phân của tế bào 2n à tạo tế bào 4n + NST không phân li ở lần nguyên phân đầu tiên của hợp tử 2n à hợp tử 4n à phát triển thành cơ thể 4n + NSt không phân li ở đỉnh sinh trưởng của cành cây 2n à cành cây 4n trên thânh 2n. - Thể dị bội : + Trong giảm phân tạo giao tử 1 bên bố hoặc mẹ các NST nhân đôi nhưng không phân li à tạo giao tử 2n, giao tử này kết hợp vơi giao tử n à thể tam bội. + Giao phấn giữa cây tứ bội với cây lưỡng bội à cây tam bội c)Đặc điểm của cây đa bội : - Tế bào đa bội có hàm lượng ADN tăng gấp bội, quá 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 không có khả năng sinh giao tử bình thường. Những giống cây ăn quả không 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, không 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 – Môi 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 350C thì cho ra hoa trắng. Thế hệ sau của cây hoa trắng này trồng ở 200C lại cho ra hoa đỏ . - Đem giống cây thuộc giống hoa trắng thuần chủng trồng ở 350C hay trồng ở 200C đều cho ra hoa trắng . *Kết luận : - Bố mẹ không 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 môi trường - Kiểu hình là sự tương tác giữa kiểu gen và môi trường. II.Thường Biến : 1.Khái niệm : Thường biến là những biến đổi ở kiểu hình của cùng một kiểu gen phát sinh trong quá trình phát triển của cá thể dưới ảnh hưởng của môi trường.Hay nói cách khác thường biến là sự phản ứng của cùng một kiểu gen đối với những điều kiện môi 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 môi trường - Không liên quan đến biến đổi kiểu gen nên không 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 môi 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 môi 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 môi 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 môi trường. Ví dụ : Tính trạng tỷ lệ bơ trong sữa ít thay đổi khi điều kiện môi trường thay đổi - Kiểu gen quy định giới hạn năng suất của một giống vật nuôi 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 Không 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 môi trường lên kiểu hình nên không 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 - Không 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 xuyên và là nguyên liệu chủ yếu cho quá 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 prôtêin dẫn đến sự thay đổi đột ngột của một tính trạng nào đó - Làm thay đổi một bộ phận cơ thể hoặc toàn bộ cơ thể Câu 2 : Phân biện điểm khác nhau giữa cơ thể đa bội và cơ thể lưỡng bội ? 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 không 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 quá trình giao phối - Do tác động của môi trường và ngoài cơ thể - Phát sinh do phân li độc lập và tổ hợp tự do của NST trong giảm phân, do hoán vị gen, thụ tinh và do sự tương tác gen - Do rối loạn quá trình phân bào, hoặc rối loạn quá trình tự nhân đôi 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 xuyên và phổ biến - Xuất hiện những tính trạng chưa có ở bố mẹ, thể hiện đột ngột, không định hướng - Dự đoán được quy mô xuất hiện, tần số xuất hiện nếu biết được kiểu gen của bố mẹ - Không xác định được khả năng xuất hiện ở đời con lai với loại đột biến, tần số là bao nhiêu - Là nguyền nguyên liệu thứ cấp cho quá trình tiến hóa - Là nguyên liệu sơ cấp cho quá 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 quá trình phát triển của cá thể dưới ảnh hưởng của môi trường Nguyên nhân - Các tác nhân lí, hóa của ngoại cảnh - Rối loạn các quá trình sinh lí sinh hóa trong tế bào - Sự thay đổi của điều kiện môi trường Cơ chế phát sinh -Do các tác nhân gây đột biến là ảnh hưởng đến quá trình tự nhân đôi của ADN, làm đứt gãy ADN, hoặc nối đoạn bị đứt vào ADN vị trí mới. - Do kiểu gen tương tác với môi trường cụ thể hình thành kiểu hình Đặc điểm biểu hiện - Xuất hiện riêng lẻ, đột ngột, vô 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 - Không di truyền do không liên quan đến biến đổi của kiểu gen - Có lợi, giúp sinh vật thích nghi với môi trường Vai trò, ý nghĩa - Là nguyên 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 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 hoàn 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 đôi 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 đôi 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 à 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 à 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 mô công nghiệp với nhiều loại sản phẩm như : axitamin, prôtêin, vitamin, enzim, hoocmôn ….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 nuôi và sinh sản nhanh. - Dùng plasmit làm thể truyền để chuyển gen mã hóa hoocmôn insulin của người vào vi khuẩn E.Coli à giá thành rẻ để chữa bệnh đái tháo đường. 2. Trong nông nghiệp : - Chuyển gen kháng thuốc diệt cỏ của cây thuốc lá cảnh sang cây bông 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 nuôi : - Hoocmôn sinh trưởng ở bò được sản xuất theo công nghệ sinh học để tăng nhanh sản lượng sữa 4. Trong bảo vệ môi 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 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 mô sống chúng kích thích và gây ion hóa các nguyên 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 + Ngoài 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 khô, 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 220C trong vòng 8h sau đó dùng tia X xử lí à Tỷ lệ đột biến tănmg gấp 10 lần so với hạt khô không ngâm 2. Tia tử ngoại : - Tia tử ngoại là những tia bức xạ có bước sóng ngắn từ 1000 – 4000 A0 - Cơ chế gây đột biến : Chiếu tia tử ngoại vào mô sống sẽ kích thích nhưng không gây ion hóa và được ADN hấp thụ nhiều nhất ở bước sóng 2570 A0. - Ứng dụng : Không có khă năng xuyên 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 môi trường tăng hay giảm một cách đột ngột làm cho cơ chế nội cân bằng của cơ thể không khởi động kịp à 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 à 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 mô đang phân bào dung dịch Conxixin à Cản trở sự hình thành thoi vô sắc làm NST không phân li à Gây đột biến đa bội thể. - Ứng dụng : + Với cây trồng : Ngâm hạt khô, 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 nuôi : Cho các hóa chất tác dụng lên tinh hoàn, 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 à 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 nguyên gây miễn dịch cho cơ thể vật chủ, trên nguyên tắc đó tạo văcxin phòng bệnh cho người và gia súc 2.Trong chọn giống cây trồng : Ví dụ 1 : Viện di truyền nông 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, không hạt …. 3.Trong chọn giống vật nuôi : 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 I.Dòng Tựu Thụ Phấn, Dòng Cận Huyết Và Hiện Tượng Thoái Hóa Giống : 1.Hiện Tượng Thoái 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 nuôi khi giao phối cận huyết (có quan hệ gần gũi) qua nhiều thế hệ làm xuất hiện hiện tượng thoái hóa, xuất hiện quái thai, dị hình, cơ thể suy yếu, sức đẻ giảm .. Ví dụ : Cây ngô 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 ngô 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.Nguyên Nhân Của Hiện Tượng Thoái 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 F1 ()1 F2 ()2 . . . . . . . . Fn ()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 F1 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..) F1 : (Năng suất cao và chống chịu với môi trường tốt…) 2.Nguyên Nhân Của Hiện Tượng Ưu Thế Lai : - Giả thuyết về trạng thái dị hợp : + 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 à 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 à dòng có 3 gen trội P : AabbDD x aaBBdd à AaBbDd - Giả thuyết siêu trội : Do sự tương tác giữa 2 alen khác nhau về chức phận của cùng 1 lô cút à hệ quả bổ trợ Ví dụ : + Cây truốc lá có kiểu gen aa chịu được nhiệt độ khoảng 100C + Cây truốc lá có kiểu gen AA chịu được nhiệt độ khoảng 350C + Cây truốc lá có kiểu gen Aa chịu được nhiệt độ khoảng 100C - 350C 3.Phương Pháp Tạo UTL : - Lai khác dòng : + Lai khác dòng đơn : A x B à C + Lai khác dòng kép : A x B à C C x F à H D x E à 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 không 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 hóa x Bò Hostein F1 : (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) F1 : Con lai C x Đực A (ngoại) F2 : Con lại D x Đực A (ngoại) F3 : Con lai E x Đực A (ngoại) F4 : Con lai G x Đực A (ngoại) IV.Lai Khác Thứ Và Việc Tạo Giớng Mới : - Để