Hệ thống câu hỏi và bài tập về đột biến

Hệ thống câu hỏi và bài tập về đột biến: Di truyền và biến dị, một nội dung chủ yếu của di truyền học hiện đại, đã được đưa vào giảng dạy tại chương trình THPT và THCS. Những nội dung này có ý nghĩa quan trọng trong việc giúp học sinh tiếp cận một số khái niệm cơ bản về chọn giống và tiến hóa. Các đề thi đại học, cao đẳng gần đây( từ năm 2007), các đề thi HSG cấp tỉnh, một số đề thi Olimpic Sinh học Quốc gia và Quốc tế đều có nội dung liên quan tới phần Di truyền và biến dị. Vì vậy, việc xây dựng các công thức liên quan tới bài tập ở nội dung này có ý nghĩa thiết thực trong việc rèn luyện tư duy lôgic và kỹ năng phân tích đánh giá vấn đề của học sinh. Sách giáo khoa, sách bài tập Sinh học thuộc chương trình THCS đã đưa ra nhiều công thức giúp học sinh giải quyết tốt các bài tập thuộc phần Biến dị. Tuy nhiên, việc hệ thống hóa các dạng bài tập thuộc phần Biến dị là rất cần thiết cho việc học tập và ôn luyện thi của học sinh. Mặt khác, một số công thức phần Biến dị tuy đã được giới thiệu nhưng không được sử dụng có hiệu quả để khắc sâu kiến thức lý thuyết cho học sinh. Chính vì vậy, trong quá trình dạy đội tuyển HSG tôi đã hệ thống hóa kiến thức phần Biến dị vào sáng kiến kinh nghiệm “Hệ thống câu hỏi và bài tập về đột biến”

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH VĨNH PHÚC

TRƯỜNG THPT CHUYÊN VĨNH PHÚC

-*** -CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

MÔN: SINH HỌC Người thực hiện : Nguyễn Thị Phú

Chức vụ : Giáo viên

Đơn vị : Trường THPT Chuyên Vĩnh Phúc - Tỉnh Vĩnh Phúc.

Tên chuyên đề: HỆ THỐNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP VỀ ĐỘT BIẾN

Dự kiến số tiết bồi dưỡng: 12 tiết

Đối tượng bồi dưỡng: Học sinh giỏi lớp 9

NĂM HỌC : 2015-2016

PHẦN I: MỞ ĐẦU

I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

1 Cơ sở lí luận

Sinh học là bộ môn khoa học thực nghiệm có vị trí hết sức trong hệ thống tri thức khoa học của nhân loại,có ý nghĩa thiết thực với đời sống, kinh tế và xã hội loài người.Trong hệ thống chương trình Sinh học cấp THCS nói chung và Sinh học lớp 9 nói riêng, bên cạnh những kiến thức thuộc về lí thuyết được

mô tả còn có mảng kiến thức không kém phần quan trọng là câu hỏi và bài tập sinh học

Mặt khác sinh học là một bộ môn khó và mang tính chất trừu tượng cao

vì nó nghiên cứu về các cơ thể sống, các quá trình sống và đặc biệt nó gắn liền với hoạt động thực tiễn của con người Vì vậy nắm bắt tốt các kiến thức sinh học

sẽ góp phần nâng cao đời sống loài người Đồng thời việc tìm ra phương pháp nâng cao chất lượng dạy học là một vấn đề cực kì quan trọng Nhiệm vụ của người giáo viên ngày nay không những phải cung cấp cho học sinh một vốn tri thức cơ bản mà quan trọng là còn phải trang bị cho học sinh khả năng tự làm việc, tự nghiên cứu để tìm hiểu và tự chiếm lĩnh tri thức Trong những năm qua sự phát triển trí tuệ học sinh ngày càng tăng nhanh chóng, nhu cầu học tập các môn học ngày càng nhiều Bộ môn Sinh học trong nhà trường cũng không

ngừng bổ sung, đi sâu và mở rộng Nhiều nội dung trước đây (từ năm 2005 trở về trước) thuộc chương trình lớp 11 và 12 thì hiện nay (theo chương trình thay sách giáo khoa từ 2002-2003) lại được đưa vào chương trình lớp 9 Chính vì vậy bộ môn Sinh học lớp 9 không những được mở rộng về lí thuyết mà còn có nhiều dạng bài tập nhằm kiểm tra khả năng vận dụng các kiến thức lí thuyết của học sinh

Di truyền và biến dị, một nội dung chủ yếu của di truyền học hiện đại, đã được đưa vào giảng dạy tại chương trình THPT và THCS Những nội dung này

có ý nghĩa quan trọng trong việc giúp học sinh tiếp cận một số khái niệm cơ bản

về chọn giống và tiến hóa Các đề thi đại học, cao đẳng gần đây( từ năm 2007), các đề thi HSG cấp tỉnh, một số đề thi Olimpic Sinh học Quốc gia và Quốc tế đều có nội dung liên quan tới phần Di truyền và biến dị Vì vậy, việc xây dựng các công thức liên quan tới bài tập ở nội dung này có ý nghĩa thiết thực trong việc rèn luyện tư duy lôgic và kỹ năng phân tích đánh giá vấn đề của học sinh Sách giáo khoa, sách bài tập Sinh học thuộc chương trình THCS đã đưa ra nhiều công thức giúp học sinh giải quyết tốt các bài tập thuộc phần Biến dị Tuy nhiên, việc hệ thống hóa các dạng bài tập thuộc phần Biến dị là rất cần thiết cho việc học tập và ôn luyện thi của học sinh Mặt khác, một số công thức phần Biến dị tuy đã được giới thiệu nhưng không được sử dụng có hiệu quả để khắc sâu kiến thức lý thuyết cho học sinh Chính vì vậy, trong quá trình dạy đội tuyển HSG tôi

đã hệ thống hóa kiến thức phần Biến dị vào sáng kiến kinh nghiệm “Hệ thống câu hỏi và bài tập về đột biến” với mục đích:

- Làm tài liệu tự bồi dưỡng cho bản thân

- Làm tài liệu dạy cho học sinh ôn thi HSG và ôn thi vào các lớp chuyên Sinh.

- Cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức đầy đủ nhất và các dạng bài tập đột biến gen

Đã có nhiều tài liệu viết về vấn đề này tuy nhiên qua một số năm tham gia bồi dưỡng đội tuyển HSG sinh học, tôi nhận thấy đây là những dạng bài tập nhiều năm có trong đề thi HSG tỉnh, đề thi vào chuyên Vĩnh Phúc, đề thi GVG tỉnh Mặt khác dạng bài tập này khá khó và HS dễ bị nhầm lẫn vì vậy tôi muốn viết chuyên đề này đsinh THCS nhất và để phục vụ giảng dạy của bản thân, đặc biệt là công tác bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi các cấp và bồi dưỡng học sinh thi vào các trường chuyên…Trong chuyên đề này do thời gian có hạn tôi chỉ mới đề cập đến một số dạng bài tập thường gặp trong các đề thi của tỉnh, đề thi vào trường chuyên Vĩnh Phúc và một số đề thi cấp tỉnh của các tỉnh (cụ thể là các dạng bài tập hay về đột biến) chứ không đi sâu nhiều dạng vì vốn hiểu biết còn có hạn Và những dạng bài tập này thường gặp giúp rèn kĩ năng giải bài tập cho học sinh giúp các em có thể học để tham gia vào các kì thi HSG cũng như thi vào lớp 10 chuyên

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

- Nhằm trang bị cho học sinh đội tuyển học sinh giỏi lớp 9 một cách có hệ

thống về cơ chế đột biến ở cấp độ phân tử giúp cho học sinh có kỹ năng vận dụng lý thuyết vào việc giải các bài tập

- Học sinh có kỹ năng vận dụng thành thạo các dạng bài tập đột biến cấp độ phân tử (gen) trong các đề thi học sinh giỏi

- Phát huy khả năng tư duy suy luận, phán đoán và tính linh hoạt của học sinh

III PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

1.Phạm vi nghiên cứu:

- Kiến thức lí thuyết và các dạng bài tập về đột biến

2 Đối tượng nghiên cứu:

- Đội tuyển HSG môn Sinh học lớp 9

- Dự kiến số tiết bồi dưỡng: 12 tiết

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết :

- Nghiên cứu về hệ thống kiến thức lý thuyết về ADN, ARN, Protein, nhiễm sắc thể, các dạng đột biến và phương pháp giải bài tập về đột biến

2 Phương pháp trao đổi đồng nghiệp :

- Xin ý kiến các đồng nghiệp trong quá trình giảng dạy, xây dựng và hoàn thiện chuyên đề

3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm :

- Tổ chức thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả của chuyên đề

V CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH

- Cung cấp và giới thiệu tài liệu

- Dạy kiến thức cơ bản

- Từ kiến thức cơ bản để tìm ra các dạng câu hỏi lý thuyết liên quan đến đế thi và cách giải quyết

- Từ kiến thức lý thuyết rút ra cách giải các dạng bài tập

- Lựa chọn trong các đề thi các câu hỏi bài tập liên quan đến chương trình học để học sinh giải đề

- Giáo viên đưa ra các đáp án chuẩn và thang điểm cho từng ý, từng câu rồi trao đổi chéo bài cho học sinh chấm chéo nhau Cuối cùng giáo viên chấm

và nhận xét, bổ sung các thiếu sót

Cụ thể đối với học sinh và giáo viên như sau:

1 Đối với học sinh:

Để nắm được kiến thức và đạt kết quả cao trong các kì thi chọn HSG, học sinh cần:

- Nắm chắc kiến thức cơ bản

- Biết suy luận và đặt các câu hỏi vì sao? Câu hỏi so sánh từ lý thuyết và rút ra phương pháp giải bài tập

- Biết tìm tòi tài liệu tham khảo một cách hợp lý

- Cần cù chăm chỉ, chịu khó học tập trao đổi với bạn bè

2 Đối với giáo viên:

Cần thực hiện các nguyên tắc sau:

- Nắm chắc kiến thức cơ bản, mạch kiến thức

- Biết mối liên hệ kiến thức giữa các chương, các bài

- Biết liên hệ kiến thức trong các bài, dự kiến các câu hỏi, tình huống có thể xảy ra trong đề thi và có phương pháp giải quyết các câu hỏi, các dạng bài tập

- Biết cách truyền thụ kiến thức cho học sinh dễ học, dễ nắm kiến thức

- Biết sưu tầm tài liệu đề thi các năm, các tỉnh

- Cung cấp tài liệu đề thi cho học sinh để học sinh làm quen dần với đề thi học sinh giỏi

- Luôn giao lưu trao đổi tài liệu, đề thi và kinh nghiệm với các giáo viên các trường, các huyện và các tỉnh để nâng cao trình độ chuyên môn, kinh nghiệm dạy đội tuyển

- Thường xuyên bám sát học sinh, liên hệ với gia đình học sinh, động viên thường xuyên cũng như góp ý cho học sinh về phương pháp học tập

- Thường xuyên tổ chức luyện đề, chữa đề thi, kiểm tra đánh giá một cách

cụ thể sát sao

- Phân loại học sinh, chia ra các nhóm đối tượng ở các mức giỏi khá, trung bình để có biện pháp nâng cao chất lượng đội tuyển

PHẦN II: NỘI DUNG

A KIẾN THỨC CƠ BẢN

I ĐỘT BIẾN GEN

1 Khái niệm về đột biến gen:

Là những biến đổi trong cấu trúc của gen, liên quan tới 1 hoặc 1 số cặp nucleotit , xảy ra tại 1 điểm nào đó trên phân tử AND

2 Nguyên nhân đột biến gen:

- Do ảnh hưởng của môi trường bên ngoài ( tác nhân vật lí, hóa học)

- Do ảnh hưởng của môi trường bên trong cơ thể (rối loạn hoạt động của tế bào)

Đã gây ra những rối loạn trong quá trình tự nhân đôi của AND (sao chép nhầm) Dựa vào những nguyên nhân đó người ta có thể gây ra các đột biến gen trong thí nghiệm và sản xuất

3 Các dạng đột biến gen:

- Mất 1 hoặc 1 số cặp nucleotit

- Thêm 1 hoặc 1 số cặp nucleotit

- Đảo vị trí 1 hoặc 1 số cặp nucleotit

- Thay thế 1 hoặc 1 số cặp nucleotit này bằng 1 hoặc 1 số cặp nucleotit khác

4 Vai trò của đột biến gen:

- Sự biến đổi cấu trúc của gen có thể dẫn tới biến đổi cấu trúc protein mà nó

mã hóa, cuối cùng có thể dẫn tới biến đổi ở kiểu hình

- Các đột biến gen biểu hiện ra kiểu hình thường có hại cho bản thân sinh vật vì chúng 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 protein, ví dụ : đột biên gen là mất khả năng tổng hợp diệp lục ở cây mạ, đột biến ở lợn có đầu và chân sau dị dạng

- Đa số đột biến gen tạo ra các gen lặn Chúng chỉ biểu hiện ra kiểu hình khi ở thể đồng hợp và trong điều kiện môi trường thích hợp

- Qua giao phối, nếu gặp tổ hợp gen thích hợp, một đột biến có hại có thể trở thành có lợi Trong thực tiễn, người ta gặp những đột biến tự nhiên và nhân tạo có lợi cho bản thân sinh vật (đột biến làm tăng khả năng chịu hạn và chịu rét

ở lúa, đột biến làm lúa cứng cây và nhiều bông…) và cho con người

5 Tính chất của đột biến gen:

- Đột biến gen cấu trúc biểu hiện thành một biến đổi đột ngột, gián đoạn về

1 hoặc 1 số tính trạng nào đó, trên 1 hoặc 1 số ít cá thể nào đó

- Đa số đột biến gen thường có hại cho cơ thể sinh vật, vì đột biến gen gây rối loạn trong quá trình sinh tổng hợp protein, đặc biệt là đột biến ở các gen quy định cấu trúc các enzim Một số đột biến gen trung tính (không có lợi, không có hại), một số ít đột biến gen có lợi là nguồn nguyên liệu cho chọn giống và tiến hóa

6 Hậu quả của đột biến gen:

- Đột biến mất hoặc thêm 1 cặp nucleotit sẽ làm thay đổi toàn bộ các bộ ba

mã hóa trong gen kể từ điểm bị mất hoặc thêm cặp nu Hậu quả làm thay đổi toàn bộ các axit amin trong chuỗi axit amin của protein mà gen đó tổng hợp

- Đột biến thay thế cặp nu này bằng cặp nu khác chỉ làm thay đổi 1 bộ ba

mã hóa axit amin trong gen, từ đó làm thay đổi 1 bộ ba mã sao trên mARN Hậu quả làm thay đổi một axit amin trong chuỗi axit amin của protein mà gen đó tổng hợp

- Đột biến đảo vị trí cặp nu sẽ làm thay đổi 1 hoặc 2 bộ ba mã hóa axit amin trong gen, từ đó làm thay đổi 1 hoặc 2 bộ ba mã sao trên mARN Hậu quả làm thay đổi một hoặc hai axit amin trong chuỗi axit amin của protein mà gen đó tổng hợp, nếu đột biến đó không phải ở bộ ba kết thúc

II ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ

- Các khái niệm biến dị, biến dị di truyền, biến dị không di truyền, , biến dị đột

biến, đột biến gen, đột biến NST, đột biến cấu trúc NST, đột biến số lượng NST, thể dị bôi, thể đa bội

- Nguyên nhân gây ra các dạng đột biến

- Vai trò của đột biến gen, đột biến NST

- Các dạng đột biến gen, đột biến cấu trúc và đột biến số lượng NST

- Cơ chế phát sinh thể dị bội, thể đa bội

- Vì sao đột biến thường hại cho bản thân sinh vật nhưng lại được sử dụng trong chọn giống

- Trong tạo đột biến thể đa bội người ta thường dùng chất hóa học nào là chủ yếu? Vì sao?

* Phân loại biến dị

B CÁCH XÁC ĐỊNH BÀI TẬP ĐỘT BIẾN

I CÁCH XÁC ĐỊNH BÀI TẬP ĐỘT BIẾN GEN.

1 Xác định sự thay đổi cấu trúc gen khi biết dạng đột biến và ngược lại xác định dạng đột biến khi biết sự thay đổi cấu trúc gen.

- Số nuclêôtit giảm đi 2

- Chiều dài gen giảm đi 3,4 Å, khối lượng gen giảm đi 600 đvC

- Số liên kết hóa trị giữa các nuclêôtit giảm đi 2

- Số liên kết hiđro giảm 2 (mất cặp A-T) hoặc giảm 3 (mất cặp G – X)

- Trình tự nuclêôtit thay đổi kể từ điểm xảy ra đột biến

Thêm 1 cặp - Số nuclêôtit tăng lên 2

nuclêôtit - Chiều dài gen tăng 3,4 Å, khối lượng gen tăng thêm 600 đvC.

- Số liên kết hóa trị giữa các nuclêôtit tăng lên 2

- Số liên kết hiđro tăng 2 (thêm cặp A-T) hoặc tăng 3 (thêm cặp

G – X)

- Trình tự nuclêôtit thay đổi kể từ điểm xảy ra đột biến

Thay thế cặp

nuclêôtit

- Số nuclêôtit không đổi

- Chiều dài và khối lượng gen không đổi

- Số liên kết hóa trị không đổi

- Số liên kết hiđro tăng 1 nếu thay cặp A – T bằng cặp G – X và giảm 1 nếu thay cặp G – X bằng cặp A – T hoặc không đổi nếu thay thế cặp nuclêôtit cùng loại

- Chỉ thay đổi 1 cặp nuclêôtit trong trình tự gen

2 Xác định đột biến gen khi biết sản phẩm prôtêin tạo ra từ khuôn mẫu gen đột biến và ngược lại xác định sự thay đổi prôtêin khi biết dạng đột biến gen

- Số lượng axit amin tăng lên nếu sự dịch chuyển các bộ ba làm

bộ ba kết thúc không xuất hiện và giảm đi nếu sự dịch chuyển làm xuất hiện bộ ba kết thúc sớm

- Thành phần, trật tự sắp xếp các axit amin thay đổi kể từ điểm xảy ra đột biến

- Thành phần, trật tự sắp xếp axit amin không đổi khi bộ ba mới

và bộ ba cũ cùng mã hóa 1 axit amin; chỉ thay đổi 1 axit amin nếu

bộ ba mới và bộ ba cũ mã hóa 2 loại axit amin khác nhau

II CÁCH XÁC ĐỊNH BÀI TẬP ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ.

1 Xác định sự thay đổi cấu trúc và số lượng nhiễm sắc thể khi biết dạng đột biến và ngược lại xác định dạng đột biến khi biết sự thay đổi cấu trúc và số lượng nhiễm sắc thể.

- Nhiễm sắc thể dài hơn so với bình thường

- Một số gen được tăng thêm bản sao trên nhiễm sắc thể đó

- Hình thành vòng lặp đoạn khi tiếp hợp ở kì đầu I của quá trình giảm phân

Đảo đoạn - Một số gen trên nhiễm sắc thể đảo vị trí cho nhau

- Hình thành vòng đảo đoạn khi tiếp hợp ở kì đầu I của quá trình giảm phân

Chuyển đoạn - Vị trí của các gen trên các nhiễm sắc thể liên quan đến chuyển

đoạn thay đổi

- Hình thành cấu trúc tiếp hợp đặc trưng hình chữ thập khi tiếp hợp ở kì đầu I của quá trình giảm phân

Lệch bội - Số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào tăng hoặc giảm một hoặc

một vài chiếc (nhỏ hơn bộ đơn bội n)

Đa bội - Số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào tăng gấp một số nguyên

(x)lần bộ đơn bội n (x>2)

2 Xác định kết quả phép lai khi thực hiện phép lai cơ thể đột biến nhiễm sắc thể (chủ yếu là đột biến số lượng) lai với cơ thể đột biến khác hoặc cơ thể bình thường.

- Xác định giao tử mà thể đột biến có thể tạo ra:

TỈ LỆ CÁC LOẠI GIAO TỬ Ở CÁC KIỂU GEN DỊ HỢP

HOẶC ĐA BỘI THỂ THƯỜNG GẶP

4n

Hoặc

2n + 2

AAAA aaaa AAAa AAaa Aaaa

Tứ bội cho 1 loại : 2n

3/6AA , 3/6 Aa 1/6AA , 4/6 Aa , 1/6 aa 3/6 Aa , 3/6 aa 3n

Hoặc

2n + 1

AAA AAa

A aa aaa

Tam bội cho 2 loại 2n và n

Dị bội cho 2 loại n+1 và n- 1

3/6 AA , 3/6 A 1/6 AA , 2/6 A , 2/6 Aa , 1/6 a 1/6 A , 2/6 Aa , 2/6 a ,1/6 aa 3/6aa ; 3/6 a

- Viết sơ đồ lai

C MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN.

I CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐỘT BIẾN GEN.

1 Dạng đột biến không làm thay đổi chiều dài của gen.

a Phương pháp:

- Đột biến gen làm gen mới không thay đổi chiều dài gen và số aa nhưng làm phân tử prôtêin có 1 aa mới thuộc dạng thay thế 1 cặp nuclêôtit này bằng 1 cặp nuclêôtit khác.

- Đột biến gen không thay chiều dài nhưng:

+ Số liên kết hyđrô tăng thuộc dạng thay thế cặp A - T bằng cặp G - X

+ Số liên kết hyđrô giảm thuộc dạng thay thế cặp G - X bằng cặp A - T

b Ví dụ minh họa:

Bài tập 1:

Gen A bị đột biến thành gen a có số liên kết hyđrô nhiều hơn gen A 1 liên

kết nhưng chiều dài hai gen bằng nhau Xác định dạng đột biến?

Hướng dẫn:

- Dựa vào chiều dài của 2 gen bằng nhau, nhưng số liên kết hyđrô của gen

đột biến a nhiều hơn gen ban đầu A là 1 liên kết

- Đột biến thuộc dạng thay thế 1 cặp A - T bằng 1 cặp G – X

Bài tập 2:

Gen b bị đột biến thành gen B có số liên kết hyđrô ít hơn gen b 2 liên kết

nhưng chiều dài hai gen bằng nhau Xác định dạng đột biến?

Gen A dài 4080 Aº, trong đó số nuclêôtit loại Ađênin chiếm 30% tổng số

nuclêôtit của gen Gen A đột biến thành gen a làm thay đổi tỷ lệ A/G = 1,498 nhưng không làm thay đổi chiều dài của gen Tính số liên kết hyđrô của gen a

- Gen đột biến có A/G =1,4948, tỷ lệ A/G giảm => A giảm, G tăng => Thay A-T bằng G-X

- Gọi số cặp thay là x, => ta có => x =1

=> Gen a có: A = T = 720-1=719; G=X = 480+1 = 481

=> Số liên kết hydrô = 2A+3G = 719×2 + 481×3 = 1438 + 1443 = 2881

Bài tập 4:

Gen B có 390 Guanin và có tổng số liên kết hiđrô là 1670, bị đột biến thay

thế một cặp nuclêôtit này bằng một cặp nuclêôtit khác thành gen b Gen b nhiều hơn gen B một liên kết hiđrô Tính số nuclêôtit mỗi loại của gen b

Hướng dẫn:

- Đột biến dạng thay thế A-T bằng G-X

- Gen B: 2A+3G = 1670 => A = (1670-3G)/2 = (1670-3×390)/2 = 250.Vậy, gen b có: A = T = 249; G = X = 391

Bài tập 5:

Một gen có 4800 liên kết hiđrô và có tỉ lệ A/G = 1/2, bị đột biến thành alen

mới có 4801 liên kết hiđrô và có khối lượng 108.104đvC Tính số nuclêôtit mỗi loại của gen ban đầu và gen sau đột biến

Hướng dẫn:

1 Gen ban đầu

- Ta có 2A+3G =4800; => 2A + 3x2A = 4800 => A = T = 600; G = X = 1200

2 Gen sau đột biến

- Số Nuclêôtit gen đột biến = 108.104: 300 = 3600

- Gen đột biến có 2A + 3G = 4801; 2A+ 2G = 3600

+ Nếu mất x cặp A- T thì số liên kết hydro giảm đi 2n liên kết, chiều dài giảm đi 3,4x Å

+ Nếu mất y cặp G – X thì số liên kết hydro giảm đi 3n liên kết, chiều dài giảm đi 3,4y Å

Vậy, muốn tìm số cặp bị mất ta tính theo công thức: 2x + 3y = n

- Ta có: Chiều dài giảm đi 10,2 Å sẽ mất số cặp nu: 10,2 Å : 3,4 Å = 3 cặp

nu, số liên kết hydro giảm 8

Như vậy sẽ có 4 trường hợp xảy ra:

- Mất 1 cặp A – T và thay 2 cặp G - X

3 Dạng đột biến không làm thay đổi chiều dài của gen, không làm thay đổi

số lượng từng loại nucleotit.

a Phương pháp:

- Là dạng đột biến đảo vị trí 1 hoặc 1 số cặp nucleotit Số cặp đảo càng nhiều thì sự thay đổi cấu trúc protein càng lớn

Dạng đột biến đảo cặp nucleotit:

+ Không làm thay đôi tổng số nucleotit

+ Không làm thay đổi số lượng từng loại Nu

+ Không làm thay đổi chiều dài gen

+ Không làm thay đổi số liên kết hydro

+ Chỉ làm thay đổi trật tự axit amin và có thể làm giảm số axit amin trong phân tử protein do gen đó tạo nên

b Ví dụ minh họa:

Bài tập 1:

Một gen bị đảo cặp nucleotit thứ 21 sang thứ 22 và ngược lại Dạng đột biến này làm thay đổi tối đa bao nhiêu aa có trong phân tử protein do gen đó quy định?

Gen A mất 1 liên kết hydro đột biến thành gen a và bị thay đổi chiều dài Khi 2 gen này nhân đôi 2 lần thì môi trường nội bào cung cấp từng loại cho gen

A tăng hay giảm bao nhiêu lần so với gen chưa bị đột biến? ( Biết đột biến chỉ liên quan đến 3 cặp nucleotit)

Hướng dẫn:

Đột biến làm giảm 1 liên kết hydro và làm thay đổi chiều dài của gen

thuộc các trường hợp sau:

Gen D có 3600 liên kết hiđrô và số nuclêôtit loại ađênin (A) chiếm 30%

tổng số nuclêôtit của gen Gen D bị đột biến mất một cặp A-T thành alen d Một

tế bào có cặp gen Dd nguyên phân một lần, xác định số nuclêôtit mỗi loại mà môi trường nội bào cung cấp cho cặp gen này nhân đôi

Gen A dài 4080 Aº bị đột biến thành gen a Khi gen a tự nhân đôi một lần,

môi trường nội bào đã cung cấp 2398 nuclêôtit Đột biến trên thuộc dạng

Bài tập 1:

Gen a bị đột biến thành gen a Gen a ít hơn gen A 1 liên kết hydro, 2 gen có chiều dài bằng nhau Khi hai gen này sao mã 5 lần thì môi trường nội bào cung cấp số nucleotit cho gen a giảm bao nhiêu so với gen chưa bị đột biến?

Hướng dẫn:

- Đây là dạng đột biến thay 1 cặp G – X bằng 1 cặp A – T

Như vậy mất 1 cặp G – X, Thêm 1 cặp A - T

Ta có: rAđb = rTđbc= rA + 1

rGđb = rXđb = rG – 1

Gen sao mã 5 lần nên ta có:

rG giảm = rX giảm = ∆rG = ∆rX =r G.x – rGđb.x = 5.rG – 5.( rG – 1) = 5

rA tăng = rX tăng = ∆rA = ∆rT = rAđb.x– x.rA = 5.( rA + 1) – 5.rA = 5

II CÁC DẠNG BÀI TẬP ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ

1 Bài tập về xác định các dạng đột biến nhiễm sắc thể

- Giải thích: Đoạn nhiễm sắc thể mang các gen C-D có 2 bản sao sau đột biến

Bài tập 2: Hình vẽ dưới đây thể hiện đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể ( NST)

dạng nào?

A B C D E F G H A D C B E F G H

Hướng dẫn:

- Dạng đột biến: Đảo đoạn ngoài tâm động

- Giải thích: Đoạn nhiễm sắc thể mang các gen B-C-D có sự đảo ngược vị trí

180o so với ban đầu

Bài tập 3: Hình vẽ dưới đây thể hiện đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể ( NST)

- Giải thích: Đoạn nhiễm sắc thể mang các gen D-E-F có sự đảo ngược vị trí

180o so với ban đầu và mang theo cả tâm động

2 Bài tập về xác định kết quả phép lai khi thực hiện phép lai cơ thể đột biến nhiễm sắc thể

a Phương pháp:

- Xác định giao tử đặc trưng của cơ thể đột biến

+ KG AAaa: cách viết như sau:

TỈ LỆ CÁC LOẠI GIAO TỬ Ở CÁC KIỂU GEN DỊ HỢP

HOẶC ĐA BỘI THỂ THƯỜNG GẶP Kiểu gen Loại giao tử Tỉ lệ các loại giao tử

4n

Hoặc

2n + 2

AAAAaaaaAAAaAAaa Aaaa

Tứ bội cho 1 loại : 2n

Dị bội cho 1 loại:n+1

6/6 AA6/6 aa3/6AA , 3/6 Aa1/6AA , 4/6 Aa , 1/6 aa 3/6 Aa , 3/6 aa3n

Hoặc

2n + 1

AAAAAa

A aa aaa

Tam bội cho 2 loại 2n và n

Dị bội cho 2 loại n+1 và n- 1

3/6 AA , 3/6 A1/6 AA , 2/6 A , 2/6 Aa , 1/6 a 1/6 A , 2/6 Aa , 2/6 a ,1/6 aa

3/6aa ; 3/6 a

- Viết sơ đồ lai hoặc xác định tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình cần tìm theo phương pháp tính xác suất

b Ví dụ minh họa:

Bài tập 1: Biết ở nhiều loài thực vật, khi những cây tứ bội 4n sinh ra các giao tử

2n thì chúng vẫn sinh sản hữu tính được

a) Xác định tỉ lệ giữa các loại giao tử 2n của cây tứ bội (4n) mang kiểu gen AAaa và Aaaa?

a) Tỉ lệ số giữa các loại giao tử 2n của các cây mang KG AAaa và Aaaa :

Cây AAaa cho 1/6 AA : 4/6 Aa : 1/6 aa ;

Cây Aaaa cho 1/2 Aa : 1/2 aa

+ Cây có một gen trội : (1/6 aa × 1/2 A ) + ( 4/6 Aa × 1/2 a ) = 5/12 Aaa.

+ Cây không có gen trội nào : 1/6 aa × 1/2 a = 1/12 aaa

+ Tỉ lệ giữa số cây có 1 gen trội/số cây không có gen trội : 5/12 Aaa : 1/12 aaa

= 5 trội : 1 lặn

D CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP VẬN DỤNG

1 Câu hỏi và bài tập về đột biến gen

Số liên kết hydro sẽ thay đổi trong các trường hợp sau:

* Mất 1 cặp Nuclêôtít – nếu mất cặp A - T sẽ giảm đi 2 liên kết hydro

- nếu mất cặp G - X sẽ giảm đi 3 liên kết hydro

* Thay bằng cặp khác:

- Thay cặp A – T bằng cặp T – A (và ngược lại) hoặc cặp G – X bằng cặp X –

G (và ngược lại) thì số liên kết hydro vẫn không thay đổi

- Thay cặp G – X bằng cặp T – A sẽ giảm đi 1 liên kết hydro

- Thay cặp A – T bằng cặp G – X sẽ tăng lên 1 liên kết hydro

- Trường hợp 2: Phân tử prôtêin do gen a quy định tổng hợp có axit amin thứ 3 khác với axit amin thứ 3 trong phân tử prôtêin do gen A quy định tổng hợp

Đáp án

Trường hợp 1: Do phân tử prôtêin do gen a quy định tổng hợp có trình tự axit amin hoàn toàn khác với trình tự axit amin trong phân tử prôtêin do gen A quy

định tổng hợp vì thế đột biến gen thuộc loại thêm cặp hoặc mất cặp nuclêôtit

diễn ra tại vị trí một trong 3 cặp nuclêôtit đầu tiên của gen A

Trường hợp 2: Phân tử prôtêin do gen a quy định tổng hợp có axit amin thứ 3 khác với axit amin thứ 3 trong phân tử prôtêin do gen A quy định tổng hợp vì

thế đây là đột biến thay thế cặp nuclêôtit ở vị trí một trong ba nuclêôtit ở bộ ba

- Gen B gồm bao nhiêu chu kỳ xoắn?

- Xác định chiều dài của gen B và gen b?

- Xác định số liên kết hiđrô của gen b?

(Đề thi vào lớp 10THPT chuyên Vĩnh Phúc năm 2011 –

* Chiều dài các gen:

- Chiều dài gen B: =

2

3000

x 3,4 = 5100 A0

- Chiều dài gen b:

Tổng số nuclêôtit của gen b: 3000 – 6 = 2994

=> Chiều dài gen b: =

2

2994

x 3.4 = 5089,8 A0…

* Số liên kết hiđrô của gen b:

- Số nuclêôtit loại Ađênin của gen B bị mất: 14/(23-1) = 2

=> Gen B bị mất 2 cặp A-T và 1 cặp G – X

=> Gen b ít hơn gen B 7 liên kết hiđrô

=> số liên kết hiđrô của gen b: 3500 – 7 = 3493

Bài 5:

Một gen ở vi khuẩn E coli dài 0,51 µm có 3600 liên kết hiđrô bị đột biến, sau đột biến gen tăng thêm 2 liên kết hiđrô.

a Tính tỉ lệ % mỗi loại nuclêôtit của gen ban đầu.

b Em hãy cho biết dạng đột biến gen này là gì?

(Đề thi chọn HSG Nam Định 2010 - 2011)

Đáp án:

a) Tỉ lệ % mỗi loại nuclêôtit của gen ban đầu:

- Vì chiều dài của gen là 0,51 µm= 5100A0 →số lượng nuclêôtit của gen là:

5100 x2/3,4 = 3000

- Theo bài ra và theo NTBS ta lập được hệ phương trình:

2A + 3G = 36002A + 2G = 3000

- Giải hệ phương trình ta được: A = T = 900 nuclêôtit, G = X = 600 nuclêôtit

- Tỉ lệ % mỗi loại nuclêôtit của gen là: %A = %T = 30%, %G = %X = 20%.b) Dạng đột biến: Vì gen đột biến tăng thêm 2 liên kết hiđrô so với gen ban đầu,

a Tính số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi gen.

b Nếu người trên có cặp thứ 21 chứa 3 nhiễm sắc thể, hãy tính số

nuclêôtit từng loại của các gen thuộc cặp nhiễm sắc thể đó

(Đề thi chọn HSG Bắc Ninh 2011 - 2012)

Đáp án:

a Số lượng từng loại nu của mỗi gen:

* Gen B: Đổi 0,408 µm = 4080Aº

Tổng số nu của gen B là: NB = 2L/3,4 = 4080 x 2/3,4 = 2400(nu)

- Số nu mỗi loại của gen B là: TA = AB = 30 x 2400/100 = 720(nu)

=> GB = XB = 480 (nu)

* Gen b:

Tổng số nu của gen b là: Nb = M/300 = 9 x 105/300 = 3000 (nu)

Số nu mỗi loại của gen b là: Ab = Tb = Gb = Xb = 3000/4 = 750 (nu)

b.- Người có cặp thứ 21 chứa 3 NST ∀ kiểu gen là BBb hoặc Bbb

* TH1: Nếu kiểu gen là BBb: