Nêu các ứng dụng thực tiễn của đột biến chuyển đoạn NST.
Vận dụng lý thuyết đột biến chuyển đoạn NST.
1. Nghiên cứu di truyền:
- Xác định vị trí gen: Chuyển đoạn NST có thể làm thay đổi vị trí của các gen trên nhiễm sắc thể, giúp các nhà khoa học xác định vị trí chính xác của các gen liên quan đến bệnh di truyền.
- Nghiên cứu cơ chế điều hòa gen: Bằng cách phân tích các gen bị ảnh hưởng bởi chuyển đoạn, các nhà khoa học có thể tìm hiểu về cơ chế điều hòa hoạt động của gen và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình này.
- Nghiên cứu tiến hóa: Chuyển đoạn NST là một trong những lực lượng thúc đẩy quá trình tiến hóa. Bằng cách so sánh các kiểu chuyển đoạn ở các loài khác nhau, các nhà khoa học có thể tái tạo lại lịch sử tiến hóa và mối quan hệ họ hàng giữa các loài.
2. Y học:
- Chẩn đoán bệnh di truyền: Nhiều bệnh di truyền liên quan đến các đột biến chuyển đoạn NST. Việc xác định loại chuyển đoạn giúp chẩn đoán chính xác bệnh và tư vấn di truyền cho gia đình.
- Phát triển liệu pháp gen: Hiểu rõ cơ chế của chuyển đoạn giúp các nhà khoa học phát triển các phương pháp điều trị gen hiệu quả hơn cho các bệnh di truyền liên quan.
- Nghiên cứu ung thư: Nhiều loại ung thư liên quan đến các đột biến chuyển đoạn NST. Việc nghiên cứu các loại chuyển đoạn này giúp hiểu rõ hơn về quá trình phát sinh ung thư và tìm ra các mục tiêu mới cho điều trị.
3. Nông nghiệp:
- Tạo giống mới: Chuyển đoạn có thể tạo ra các biến dị di truyền mới, cung cấp nguồn nguyên liệu quý giá cho công tác chọn giống cây trồng, vật nuôi.
- Cải thiện năng suất: Bằng cách chuyển đoạn các đoạn nhiễm sắc thể mang các gen quy định tính trạng mong muốn, người ta có thể tạo ra các giống cây trồng có năng suất cao, kháng bệnh tốt.
4. Công nghệ sinh học:
- Thiết kế các hệ thống biểu hiện gen: Chuyển đoạn có thể được sử dụng để tạo ra các hệ thống biểu hiện gen nhân tạo, cho phép sản xuất các protein có giá trị.
- Xây dựng các mô hình sinh học: Chuyển đoạn có thể được sử dụng để tạo ra các mô hình sinh học để nghiên cứu các quá trình sinh học phức tạp.
Các bài tập cùng chuyên đề
Hiện nay, nhiều giống cây trồng cho quả không hạt (dưa hấu, nho, chuối,...) đang được ưa chuộng vì mang nhiều đặc tính có lợi như khả năng sinh trưởng mạnh, hàm lượng dinh dưỡng cao, tiện lợi đối với trẻ em và người cao tuổi vì không cần loại bỏ hạt khi ăn,...; nhờ đó, tăng giá trị nông sản. Bằng cách nào mà các nhà chọn giống có thể tạo các giống cây ăn quả không hạt?
Quan sát Hình 5.4 và đọc thông tin, hãy:
a) Xác định các dạng đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể.
b) Lập bảng phân biệt các dạng đột biến đó.
Quan sát Hình 5.5, hãy xác định các dạng thể đột biến lệch bội và cho biết số lượng nhiễm sắc thể của mỗi dạng thay đổi như thế nào.
Quan sát Hình 5.6, hãy:
a) Mô tả cơ chế phát sinh đột biến lệch bội trong giảm phân và xác định những loại giao tử được hình thành.
b) Cho biết sự kết hợp giữa các loại giao tử đột biến với nhau hoặc với giao tử bình thường sẽ tạo ra những thể lệch bội nào.
Quan sát Hình 5.8, hãy:
a) Xác định sự bất thường nhiễm sắc thể của một số hội chứng ở người trong Bảng 5.1.
b) Cho biết giới tính của thế đột biến.
Hãy trình bày cơ chế phát sinh một hội chứng di truyền do đột biến lệch bội ở người.
Quan sát Hình 5.9, hãy mô tả cơ chế hình thành thể tam bội và thể tứ bội. Bộ nhiễm sắc thể của hai thể đột biến này có gì khác nhau?
Quan sát Hình 5.10, hãy mô tả cơ chế hình thành thể dị đa bội. Từ đó, hãy cho biết ưu điểm của thể dị đa bội.
Phân biệt đột biến lệch bội và đột biến đa bội.
Cho biết đột biến nhiễm sắc thể có ý nghĩa như thế nào trong việc nghiên cứu:
a) Sự phát sinh chủng loại ở các loài sinh vật.
b) Các bệnh di truyền ở người.
Tại sao các giống cây đa bội thường được nhân lên bằng các phương pháp nhân giống vô tính?
Trong một nghiên cứu, khi so sánh hệ gene của người với hệ gene của chuột, các nhà khoa học phát hiện trên nhiễm sắc thể số 16 chứa các trình tự DNA được tìm thấy trên bốn nhiễm sắc thể (7, 8, 16, 17) ở chuột. Phát hiện này có thể chứng minh điều gì về mối quan hệ họ hàng giữa người và chuột?
Cho ví dụ về mối quan hệ giữa di truyền và biến dị ở người.
Hãy xác định vấn đề “dựa trên quan sát nhiễm sắc thể đồ, người ta có thể xác định được các dạng đột biến nhiễm sắc thể” và đặt ra các câu hỏi nghiên cứu về hiện tượng mà em quan sát được.
Hãy xác định vấn đề “hiện nay, một số loại hóa chất như: thuốc trừ sâu DT (Dichloro-Diphenyl-Trichloroethane), thuốc tẩy giun sán Dipterex,... đã bị cấm sản xuất và sử dụng” và đặt ra các câu hỏi nghiên cứu về hiện tượng mà em quan sát được.
Hãy đề xuất các giả thuyết để giải thích cho các vấn đề đã nêu và đề xuất phương án kiểm chứng cho mỗi giả thuyết đó.
Tìm hiểu tác hại gây đột biến của một số chất độc
Đề xuất biện pháp nhằm phòng tránh tác hại của các chất độc gây đột biến ở người.
Mục đích thực hiện nghiên cứu
Điền kết quả quan sát bộ nhiễm sắc thể (hình thái, số lượng) trên tiêu bản cố định vào bảng sau. Mô tả cơ chế phát sinh dạng đột biến nhiễm sắc thể quan sát được.
Cho biết tác hại của một số loại hóa chất (thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ,...) đối với con người. Đề xuất một số biện pháp để phòng chống sự tác động của các chất độc gây đột biến đến con người.
Kết luận
Ở người, bệnh máu khó đông do đột biến gene lặn nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X dẫn đến thiếu hụt yếu tố antihemophilic A và antihemophilic B tham gia vào quá trình đông máu nên không thể hình thành cục máu đông. Khi phân tích tế bào của sáu bé trai (kí hiệu từ A đến G) mắc bệnh máu khó đông, người ta thấy trên nhiễm sắc thể X của những bé trai này đều bị đột biến mất một đoạn nhỏ thuộc các vùng khác nhau (kí hiệu từ 1 đến 12) (Hình 1).
a) Cho biết gene mã hóa các yếu tố đông máu có thể nằm trên vùng nào của nhiễm sắc thể X. Giải thích.
b) Khi sử dụng các kĩ thuật xét nghiệm, người ta nhận thấy các bé trai này ngoài bị máu khó đông còn mắc một số rối loạn di truyền khác. Giải thích.
c) Tại sao bệnh máu khó đông thường gặp ở các bé trai? Nhiễm sắc thể X mang gene đột biến nhiễm sắc thể ở những đứa trẻ này được di truyền từ bố hay mẹ? Giải thích.
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.
Nhận xét về số lượng, cấu trúc nhiễm sắc thể ở hình 6.2b, hình 6.2c so với hình 6.2a.
Quan sát hình 6.3 và kể tên các dạng đột biến số lượng nhiễm sắc thể.
Lấy thêm ví dụ đột biến số lượng nhiễm sắc thể.
Quan sát hình 6.4 và mô tả cơ chế hình thành đột biến lệch bội, đột biến đa bội.
Trình bày cơ chế đột biến gây hội chứng Klinefelter ở người.
Quan sát hình 6.5 và nhận xét sự sai khác cấu trúc nhiễm sắc thể trước và sau đột biến.