Giải SGK Sinh học 12 CD Bài 4. Đột biến Gene có đáp án

- Nhận xét sự khác nhau giữa đoạn trình tự mã hoá ở gene HBB của người bình thường và người bị bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm: Người bị bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm có cặp nucleotide số 5 là A – T thay vì là T – A như ở người bình thường.

- Nguyên nhân, cơ chế phát sinh của bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm:

+ Nguyên nhân: Bệnh do nguyên nhân bên trong (sự rối loạn sinh lí, hóa sinh của tế bào) hoặc do nguyên nhân bên ngoài (các tác nhân vật lí, hóa học, sinh học) tác động dẫn đến biến đổi cấu trúc của gene HBB.

+ Cơ chế: Bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm do đột biến thay thế cặp T – A thành cặp A – T ở vị trí mã bộ ba thứ 6 trong gene HBB dẫn đến thay vì ở vị trí này trong chuỗi polypeptide do gene này quy định là amino acid glutamic acid thì lại là amino acid valine. Valine làm hemoglobin bị khử oxygen, trở thành không hòa tan, hình thành những bó sợi hình ống quánh đặc làm biến dạng hình hồng cầu. 

- Gene gây bệnh có thể xuất hiện do truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác (trong trường hợp này có thể dự đoán được sự xuất hiện của bệnh dựa trên sự phân tích kiểu gene của bố mẹ) hoặc tự phát (trong trường hợp này không thể dự đoán được sự xuất hiện của bệnh dựa trên sự phân tích kiểu gene của bố mẹ).

Cơ chế xảy ra đột biến ở hình 4.3 là do hiện tượng bắt cặp nhầm trong tái bản DNA của nitrogenous base dạng hiếm G*: G chuyển sang dạng hiếm G*. Trong lần tái bản đầu tiên, G dạng hiếm (G*) bắt cặp nhầm với T. Trong lần tái bản thứ hai, T bị bắt cặp nhầm sẽ bắt cặp đúng với A tạo nên đột biến thay thế cặp G – C thành A – T (G* - C → G* - T → A – T).

Vai trò của đột biến gene:

- Trong tiến hóa, đột biến gene hình thành các allele khác nhau của một gene, cung cấp nguồn nguyên liệu cho quá trình tiến hoá. 

- Trong chọn giống, đột biến gene cũng có vai trò cung cấp nguồn nguyên liệu cho quá trình chọn giống: Các nhà khoa học có thể chủ động gây đột biến gene trên cơ thể sinh vật để chọn lọc nhằm tạo ra các giống mới đáp ứng các yêu cầu sản xuất và ứng dụng.

- Trong nghiên cứu di truyền, đột biến gene có vai trò là một công cụ nghiên cứu: Các nhà khoa học chủ động gây đột biến, sau đó nghiên cứu sự biểu hiện của các thể đột biến để đánh giá vai trò và chức năng của gene. Bên cạnh đó, nghiên cứu các thể đột biến giúp phát hiện các đột biến có lợi hoặc có hại, từ đó chủ động tạo ra các đột biến mong muốn phục vụ nghiên cứu. Ngoài ra, nghiên cứu các gene đột biến ở cơ thể bố mẹ có thể đưa ra thông tin dự đoán về sự biểu hiện tính trạng tương ứng ở thế hệ tiếp theo.

Một số giống cây trồng được tạo ra bằng phương pháp gây đột biến gene:

- Đột biến làm xuất hiện bộ ba kết thúc sớm khiến cho chồi cây cải phân nhánh mạnh đã được con người chọn lọc tại nên các loại súp lơ trắng và súp lơ xanh, trong khi nhánh tiến hóa có cùng tổ tiên không bị đột biến hình thành nên các giống bắp cải và cải xoăn.

- Tạo giống hoa lan đột biến gene có 5 cánh trắng mang lại giá trị kinh tế cao.

- Giống lúa CM5 mang gene bị đột biến cấu trúc làm xuất hiện những tính trạng tốt như: năng suất cao, chịu rét, chống chịu sâu bệnh khá, chịu mặn tốt; đột biến gene kháng thuốc trừ sâu ở côn trùng là đột biến có lợi trong môi trường có thuốc trừ sâu.

- Ngô ngọt đột biến gene có hàm lượng đường trong hạt cao.