Chuyên đề môn sinh học CHUYÊN đề ôn THI đh môn SINH học đột BIẾN GEN

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT XUÂN HÒA CHUYÊN ĐỀ ÔN THI ĐH MÔN SINH HỌC ĐỘT BIẾN GEN Tác giả: Trần Thị Phương Loan GV môn Sinh học Chuyên đề: ĐỘT BIẾN GEN Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ Trong chương trình sinh học luyện thi đại học, cao đẳng phần kiến thức di truyền học chiếm vị trí quan trọng, quan trọng lẽ: Chiếm tỉ lệ câu hỏi cao, mặt khác câu hỏi tập khó hóc búa Đột biến gen nội dung mà thầy cô giáo em học sinh phải tìm tòi, phát vấn đề khó Để phân tích điều mạnh dạn viết chuyên đề: “ Đột biến gen” * Điểm chuyên đề là: - Xây dựng hệ thống kiến thức theo trật tự logic, thống nội dung kiến thức sách nâng cao sách bản( vấn đề khái niệm thể đột biến) - Xây dựng số công thức tổng quát phục vụ luyện thi đại học - Bước đầu xây đựng số câu hỏi tập vận dụng có lời giải để thấy rõ chất đột biến gen Phần II: NỘI DUNG A HỆ THỐNG KIẾN THỨC I Khái niệm dạng đột biến gen Khái niệm * Đột biến gen: Là biến đổi nhỏ cấu gen liên quan đến (đột biến điểm ) số cặp nucleotit * Thể ĐB: Là cá thể mang đột biến đựơc biểu kiểu hình Nuyên nhân đột biến gen * Nguyên nhân bên ngoài:Do tác nhân vật lý, hóa học, sinh học như: + Tia tử ngoại + Tia phóng xạ + Chất hoá học + Sốc nhiệt + Virut * Nguyên nhân bên trong: Rối loạn sinh lí sinh hoá tế bào Các dạng đột biến gen (chỉ đề cập đến đột biến điểm) - Thay cặp nucleotit - Thêm cặp nucleotit II Cơ chế phát sinh đột biến gen Sự kết cặp không nhân đôi ADN * Cơ chế : Bazơniơ thuộc dạng hiếm, có vị trí liên kết hidro bị thay đổi khiến chúng kết cặp không nhân đôi Tác động nhân tố đột biến - Tác nhân vật lí (tia tử ngoại): Hai bazơ Timin mạch liên kết với gây nên đột biến gen - Tác nhân hoá học (5BU – 5-Brom Uraxin – chất đồng đẳng Timin): Thay cặp A-T G-X - Tác nhân sinh học (1 số virut) : Virut Hecpec, virut viêm gan B III Sự biểu đột biến gen Đột biến giao tử: Đột biến phát sinh trình hình thành giao tử, qua thụ tinh đột biến vào hợp tử truyền cho hệ sau qua sinh sản hữu tính, đột biến trội biểu kiểu hình, đột biến lặn biểu kiểu hình kiểu gen trạng thái đồng hợp lặn Đột biến tiền phôi: Xảy lần nguyên phân hợp tử (giai đoạn từ 2-> phôi bào) truyền cho hệ sau qua sinh sản hữu tính Đột biến xôma: Đột biến xảy nguyên phân tế bào sinh dưỡng nhân lên mô + Nếu đột biến trội biểu phần thể tạo thể khảm (đột biến nhân lên qua sinh sản sinh dưỡng, không di truyền qua sinh sản hữu tính) + Nếu đột biến lặn không biểu kiểu hình thể chết IV Hậu ý nghĩa đột biến gen Hậu đôt biến gen - Đột biến gen làm thay đổi trình tự nucleotit ADN ->biến đổi cấu trúc mARN ->biến đổi cấu trúc prôtêin ->thay đổi đột ngột hay số tính trạng + Nếu đột biến thêm cặp nucleotit -> số lượng, thành phần, trình tự axit amin protein bị đọc sai kể từ điểm xảy đột biến + Nếu đột biến thay cặp nucleotit thay axit amin protein tương ứng, làm thay đổi số lượng axit amin xuất sớm mã kết thúc - Đa số đột biến gen có hại, giảm sức sống thể đột biến, đột biến gen làm rối loạn trình sinh tổng hợp prôtêin - Một số đột biến gen có lợi trung tính Ví dụ: Ở Người bênh hồng cầu hình liềm đột biến gen trội thay cặp nucleotit: A-T = G-X gen tổng hợp Hemoglobin làm cho axit amin thứ chuỗi β glutamic bị thay valin -> hồng cầu từ dạng tròn thành dạng liềm-> dễ vỡ -> nhồi máu-> tử vong - HbS HbS – bị bệnh: Chết trước tuổi trưởng thành - HbS Hbs – bị bệnh nhẹ: Kháng bệnh sốt rét ( Vi trùng sốt rét sử dụng HbS làm chất dinh dưỡng) - Hbs Hbs- Không bị bệnh (nhưng dễ mắc bệnh sốt rét) Vai trò ý nghĩa đột biến gen a Đối với tiến hoá Làm xuất alen mới, cung cấp nguyên liệu cho tiến hoá chọn giống b Đối với thực tiễn Đột biến nhân tạo có tần số cao, có định hướng tạo nguồn nguyên liệu tốt phục vụ cho đời sống người (đột biến gen đặc biệt có hiệu thực vật vi sinh vật) B MỘT SỐ CÔNG THỨC Sự kết cặp không trình nhân đôi ADN G* ≡ X k=1 T ≡ G* k=2 A≡T k=3 A≡T A≡T a) Số gen tạo hệ cuối sau k lần nhân đôi ADN là: 2k - b) Số gen đột biến xuất sau k lần nhân đôi ADN là: 2k – – Tác động tác nhân gây đột biến (Acridin) a) Nếu acridin chèn vào mạch khuôn cũ tạo nên đột biến thêm cặp nucleotit => Số nucleotit gen đột biến hệ cuối là: (N + 2) x 2k – b) Nếu acridin chèn vào mạch tổng hợp tạo nên đột biến cặp nucleotit => Số nucleotit gen đột biến hệ cuối là: (N - 2) x 2k – C BÀI TẬP CÓ HƯỚNG DẪN Bài 1: Trong lần nhân đôi gen có phân tử Acridin xen vào mạch khuôn gen, số nucleotit có gen đột biến hệ cuối bao nhiêu, biết gen ban đầu có chiều dài 0,51µm nhân đôi đợt A 11992 B 24016 C 44970 D 12008 Hướng dẫn: L = 0,51µm -> N= 3000 nucleotit Áp dụng công thức: (N + 2) x 2k – = (3000 + 2) x 24 – =24016 nucleotit Bài 2: Có trình tự mARN {5’-AUG GGG UGX XAU UUU-3’} mã hoá cho đoạn Polipeptit gồm aa Sự thay nucleotit dẫn đến việc đoạn polipeptit lại aa A thay A ba nucleotit X B thay X ba nucleotit thứ ba A C thay G ba nucleotit A D thay U ba nucleotit A Bài 3: Một đột biến làm chiều dài gen giảm 10,2Angstron liên kết hiđrô Khi gen đồng thời nhân đôi lần liên tiếp số nuclêôtit loại môi trường nội bào cung cấp cho gen đột biến giảm so với gen ban đầu là: A A=T= 30 ; G=X= 15 B A=T= 15 ; G=X= 30 C A=T= ; G=X= 16 D A=T= 14 ; G=X=7 Hướng dẫn: Gen đột biến ngắn gen bình thường 10,2Angstron-> đột biến cặp nucleotit Mặt khác: Gen đột biến giảm liên kết hidro => Mất cặp A-T cặp G-X Khi gen nhân đôi lần số nucleotit môi trường cung cấp cho gen đột biến giảm so với gen ban đầu là: x ( 24 -1) = 30 cặp A - T x ( 24 -1) = 15 cặp G – X => A Bài 4: Ở sinh vật nhân sơ, đoạn đầu gen cấu trúc có trình tự nuclêôtit mạch bổ sung 5´ ATGTXXTAXTXTATTXTAGXGGTXAAT 3´ Tác nhân đột biến làm cặp nuclêotit thứ 16 G - X bị phân tử prôtein tương ứng tổng hợp tử gen đột biến có số axit amin A.5 B.4 C.9 D.8 Bài 5: Một phân tử ADN nhân đôi số lần liên tiếp Số ADN bị đột biến dạng thay cặp G*-X = cặp A-T hệ cuối Tính số lần nhân đôi ADN cho? Hướng dẫn: Áp dụng công thức: 2k – = -> k = Bài 6: Giả sử phân tử 5-brôm uraxin xâm nhập vào tế bào (A) đỉnh sinh trưởng lưỡng bội sử dụng tự ADN Trong số tế bào sinh từ tế bào A sau đợt nguyên phân số tế bào mang gen đột biến (cặp A-T thay cặp G-X) là: A tế bào B tế bào C tế bào D tế bào Hướng dẫn: Sau lần nhân đôi có phân tử ADN đột biến xuất D BÀI TẬP TỰ GIẢI Bài 1: Một gen có 1170 nuclêôtit A = 1/4 G, Gen bị đột biến, điều khiển tổng hợp phân tử prôtêin giảm xuống axit amin có axit amin Nếu số liên kết hyđrô gen đột biến 1630 gen đột biến có nuclêôtit loại? A A = T =116,G = X = 466 B A = T =117,G = X = 468 C A = T =119,G = X = 464 D A = T =248,G = X = 384 A+T Bài 2: Gen B có 900 nuclêôtit loại ađênin (A) có tỉ lệ G + X = 1,5 Gen B bị đột biến dạng thay cặp G - X cặp A - T trở thành alen b Tổng số liên kết hiđro alen b là: A 3601 B 3600 C 3899 D 3599 Bài 3: Gen A sinh vật nhân sơ dài 408 n.m có số nuclêôtit loại timin nhiều gấp lần số nuclêôtit loại guanin Gen A bị đột biến điểm thành alen a Alen a có 2798 liên kết hiđrô Số lượng loại nuclêôtit alen a là: A A = T = 799; G = X = 401 B A = T = 801; G = X = 400 C A = T = 800; G = X = 399 D A = T = 799; G = X = 400 Bài 4: Một gen có chiều dài 4080A0 có 3075 liên kết hiđrô Một đột biến điểm không làm thay đổi chiều dài gen làm giảm liên kết hiđrô Khi gen đột biến nhân đôi liên tiếp lần số nucleotit loại môi trường nội bào phải cung cấp A A = T = 7890 ; G = X = 10110 B A = T = 8416; G = X = 10784 C A = T = 10110 ; G = X = 7890 D A = T = 10784 ; G = X = 8416 Bài : Gen B dài 5100A0 nucleotit loại A 2/3 nucleotit loại khác Hai đột biến điểm xảy đồng thời làm gen B trở thành gen b, số liên kết hiđrô gen b 3902 Khi gen bị đột biến tái liên tiếp lần môi trường nội bào cần cung cấp số nucleotit loại Timin A 4.214 B 4.207 C 4.186 D 4.116 Bài 6: Cơ chế gây đột biến 5-Brôm uraxin (5BU) ADN làm biến đổi cặp A-T thành cặp G-X do: A 5BU bổ sung với A vừa bổ sung với G B 5BU có cấu tạo vừa giống A vừa giống G C 5BU bổ sung với T D 5BU bổ sung với A Bài 7: Dạng đột biến gen làm thay đổi nhiều cấu trúc phân tử protein gen huy tổng hợp là: A Thêm cặp nuclêôtít ba mã hóa mã khởi đầu mã kết thúc B Đảo vị trí cặp nuclêôtít ba mã hóa mã khởi đầu mã kết thúc C Đảo cặp nuclêôtít ba mã hóa mã khởi đầu mã kết thúc D Thay cặp nuclêôtít ba mã hóa mã khởi đầu mã kết thúc Bài 8: Phát biểu sau nói đột biến gen ? A Đột biến tiền phôi thường biểu kiểu hình bị đột biến B Đột biến xôma nhân lên mô biểu phần thể C Đột biến xô ma di truyền sinh sản sinh dưỡng gen lặn không biểu kiểu hình D Đột biến tiền phôi đột biến giao tử không di truyền qua sinh sản hữu tính Bài 9: Tại đột biến gen thường có hại có vai trò quan trọng trình tiến hóa? I Tần số đột biến gen tự nhiên không đáng kể nên tần số đột biến có hại thấp II Gen đột biến có hại môi trường lại vô hại có hại môi trường khác III Gen đột biến có hại tổ hợp gen trở lên vô hại có lợi môi trường khác IV Đột biến gen thường có hại thường tồn trạng thái dị hợp tử nên không gây hại Câu trả lời là: A I II B I III C III IV D II III A Bài 10 Một gen B có 72.104đvc, có tỉ lệ G = Gen B đột biến cặp nuclêôtit làm giảm tỉ lệ A/G thành gen b số liên kết hiđro gen là: A 3120 B 3118 C 3117 D 3122 Bài 11: Một gen dài 0,408 micromet A= 1,5X Do đột biến đoạn nên phần gen lại có 800 A T, có 600 G X a Khi đoạn gen lại tự nhân đôi nhu cầu loại nucleotit giảm so với gen chưa bị đột biến? b Đoạn mạch kép bị gồm cặp nucleotit? Bài 12 : Gen A có 90 vòng xoắn có 20% Adenin bị đột biến cặp nu loại A-T nằm trọn vẹn ba mạch gốc Số lượng loại nucleotit gen sau đột biến là: A A= T = 360, G = X = 537 B A = T = 363.G = X = 540 C A = T = 357, G = X = 540 D A = T = 360, G = X = 543 Bài 13 Một gen tổng hợp phân tử prôtêin có 498 axit amin, gen có tỷ lệ A/G = 2/3 Nếu sau đột biến khối lượng gen không đổi, tỷ lệ A/G = 67,04% Đây đột biến: A Thay cặp A-T cặp G-X B Thay cặp G-X cặp A-T C Thay cặp A-T cặp G-X D Thay cặp G-X cặp A-T Bài 14: Một phân tử mARN dài 4080Ao có X + U=30% G – U =10% số ribonucleotit mạch Gen tổng hợp nên mARN sau bị đột biến tiến hành nhân đôi, môi trường nội bào cung cấp số nucleotit loại A = T = 722; G = X = 478 Dạng đột biến gen là: A Mất cặp G – X B Thêm cặp A – T C Thay cặp G – X cặp A – T D Thay cặp A – T cặp G – X Bài 15: Một gen bình thường dài 0,51Micromet có 3600 liên kết hiđrô Gen đột biến gen bình thường liên kết hiđrô chiều dài không đổi a ĐB liên quan tới cặp nucleotit? Thuộc dạng đột biến nào? b Số Nu loại gen bình thường gen đột biến? c Số lượng, thành phần chuỗi polipeptit tổng hợp gen bình thường gen đột biến bao nhiêu? Bài 16: Một gen quy định cấu trúc polipeptit gồm 498 axit amin hiệu số % loại G với loại nucleotit khác 10% số nucleotit gen Gen đột biến không làm thay đổi số lượng nucleotit gen a Nếu đột biến làm cho gen sau đột biến có tỉ lệ A/G=66,44% đột biến thuộc dạng cấu trúc gen thay đổi nào? b Nếu đột biến làm gen sau đột biến có tỉ lệ A/G= 66,82% đột biến thuộc dạng cấu trúc gen thay đổi nào? có khác với trường hợp trên? Phần III KẾT LUẬN - Chuyên đề đột biến gen sử dụng trình dạy chuyên đề cho học sinh ôn thi đại học bồi dưỡng học sinh giỏi trường THPT Xuân Hòa, bước đầu có kết khả thi: Học sinh vận dụng tốt kiến thức học để giải câu hỏi trắc nghiệm, tự luận trinh học, giải đề khảo sát, thi thử nhanh nhạy - Mặc dù cố gắng song chuyên đề tránh khỏi thiếu sót cần bổ sung, mong đóng góp ý kiến thầy, cô để chuyên đề hoàn thiện Xuân hòa, ngày tháng năm 2014 Người viết chuyên đề 10 Trần Thị Phương Loan 11 ... nucleotit gen Gen đột biến không làm thay đổi số lượng nucleotit gen a Nếu đột biến làm cho gen sau đột biến có tỉ lệ A/G=66,44% đột biến thuộc dạng cấu trúc gen thay đổi nào? b Nếu đột biến làm gen. .. đột biến gen ? A Đột biến tiền phôi thường biểu kiểu hình bị đột biến B Đột biến xôma nhân lên mô biểu phần thể C Đột biến xô ma di truyền sinh sản sinh dưỡng gen lặn không biểu kiểu hình D Đột. .. dạng đột biến gen Khái niệm * Đột biến gen: Là biến đổi nhỏ cấu gen liên quan đến (đột biến điểm ) số cặp nucleotit * Thể ĐB: Là cá thể mang đột biến đựơc biểu kiểu hình Nuyên nhân đột biến gen