BiẾN DỊ VÀ ĐỘT BiẾN
Biến dị là những biến đổi xảy ra trên cơ thể sinh vật làm cho nó khác với bố mẹ, tổ tiên và khác với những cá thể khác chung quanh nó. Biến dị phản ánh mối tương quan sinh vật và môi trường. Biến dị cón là sự cải tổ, đổi mới, phá vỡ ổn định của di truyền. Khi điều kiện sống thay đổi, nhờ có biến dị mà sinh vật có những tính trạng thích nghi hơn để có thể tồn tại, trở nên đa dạng và hoàn hảo hơn...
DI TRUYỀN HỌC
BiẾN DỊ VÀ ĐỘT BiẾN
Chương VIII:
1
I.Khái niệm biến dị đột biến:
Biến dị là những biến đổi xảy ra trên cơ thể sinh vật làm cho nó
khác với bố mẹ, tổ tiên và khác với những cá thể khác chung quanh
nó.
Biến dị phản ánh mối tương quang giữa sinh vật và môi trường.
Biến dị còn là sự cải tổ, đổi mới, phá vở sự ổn định của di truyền.
Khi điều kiện sống thay đổi, nhờ có biến dị mà sinh vật có những tính
trạng thích nghi hơn để có thể tồn tại, trở nên đa dạng và hoàn hảo
hơn.
Biến dị là một hiện tựng biến đổi tượng hình hoặc biến đổi cả dị
hình.
Biến dị là một trong ba nhân tố tiến hoá chủ yếu, nó là nguồn
nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên và nhân tạo.
2
3
I.Lịch sử nghiên cứu:
A. Lamark cho rằng nguyên nhân biến dị đối với thực vật là do sự
thay đổi của điều kiện ngoại cảnh còn đối với động vật là do sự
vận động và các biến dị di truyền thì di truyền được.
B. Darwin, ông còn phân biệt biến dị xác định và biến dị không xác
định và ông nhấn mạnh biến dị không xác định đối với tiến hoá
và chọn giống dù bản chất và nguyên nhân Darwin chưa nắm
rõ.
C. Mitchurin cũng cho rằng nguyên nhân biến dị là do sự thay đổi
của điều kiện sống. Ông nhấn mạnh ý nghĩa của biến dị xác
định đối với tiến hoá và chọn giống. Ông ích chú ý đến biến dị
không xác định.
Ngày nay, nhờ những công trình ghiên cứu tìm ra được bản chất
di truyền là gen và DNA, do đó nhiều vấn đề chưa được sáng tỏ
nay đã được giải thích rõ ràng như nguyên nhân của biến dị,
những điều kiện gây ra biến dị.
Như vậy, quan niệm hiện đại phân chia biên dị làm hai loại:
Biến dị di truyền và biến dị không di truyền.
4
A.Thuyết đột biến của De Vries (nhà di truyền Hà Lan): Đây là
một trong những thuyết cơ bản của di truyền ra đời ngay sau khi
các quy luật Mendel được tái phát hiện (1901 – 1903) chủ yếu
dựa trên những hình thái các biến dị được phát hiện mà không
để ý cơ chế và quá trình phát hiện chúng. Sau thời gian dài
nghiên cứu ông đã đưa ra thuyết đột biến với các nội dung:
- Đột biến xuất hiện đột ngột.
- Những dạng mới suất hiện sau đột biến di truyền bền
vững.
- Đột biến không tạo thành dãy liên tục, không tạo thành
dạng trung gian chúng là những biến đổi về chất.
- Đột biến xuất hiện theo nhiều hướng khác nhau.
- Khả năng phát hiện đột biến phụ thuộc vào số lượng cá
thể nghiên cứu.
- Đột biến có thể lặp đi lặp lại nhiều lần.
Dù còn nhiều thiếu xót nhưng thuyết đột biến đã đặt nền
móng cho những nghiên cứu về đột biến sau này.
5
Biến dị không di truyền: Thường biến (modification)
I.
Là những biến dị chỉ biểu hiện ở kiểu hình mà không kèm
theo những biến đổi trong vật chất di truyền của cơ thể thì sẽ
không di truyền được cho đời sau còn được gọi là thường biến.
Kiểu gen quyết định hình thành tính trạng, nhưng tính trạng đó
được biểu hiện hay không biểu hiện là do môi trường chi phối.
Kiểu hình là kết quả của sự tác động của một môi trườg nhất
định lên một kiểu gen nhất định. Do đó, kiểu hình có thể biến đổi
lúc kiểu gen thay đổi hoặc do điều kiện môi trường thay đổi.
6
7
• Ở cây hoa anh thảo (Primula
sinensis) có gen trội P cho màu
hoa đỏ ở 15 – 20oC, ở nhiệt độ 30
– 35oC hoa có màu trắng. Như
vậy, màu hoa thay đổi theo nhiệt
độ.
8
Những thí dụ cho thấy môi trường và đời sống sinh vật có
mối quan hệ mật thiết. Phản ứng của kiểu gen theo sự thay đổi của
môi trường rất khác nhau, mang nhiều tính chất thích ứng, có kiểu
gen rất nhạy cảm với điều kiện môi trường, tương đối ổn định. Trong
công tác giống, nếu tạo được giống vật nuôi hoặc cây trồng có mức
phản ứng rộng thì rất quan trọng vì nó có thể thích nghi với nhiều
điều kiện môi trường khác nhau. Tuy nhiên, việc chọn giống có mức
phản ứng hẹp nhưng đặc hiệu cho các vùng sinh thái riêng cũng rất
cần thiết.
9
Biến dị di truyền:
I.
Biến dị di truyền có thể xảy ra do sự thay đổi của sự thay
đổi của tổ hợp gen hoặc tổ hợp nhiễm thể của con cái so với bố
mẹ có thể xảy ra do kết quả của đột biến. Vì vậy biến dị di
truyền được chia thành hai nhóm chính: Biến dị tổ hợp và đột
biến.
A. Biến dị tổ hợp:
Là kết quả tái tổ hợp gen tạo nên. Các nhiễm thể
mang những allen khác nhau từ cơ thể bố mẹ thông qua quá
trình lai hữu tính đã sắp xếp lại theo những tổ hợp khác vào
bộ nhiễm sắc thể của tế bào, nhờ phân ly độc lập và tổ hợp
tự do trong quá trình phân chia giảm nhiễm và từ sự thụ tinh
giữa các giao tử. không thay đổi số lượng vật chất di truyền
nhưng thay đổi tổ chức các nhóm gen. Trong công tác giống
biến dị tổ hợp là biện pháp hữu hiệu, một phương pháp đầu
tay đã và đang được các nhà chọn giống sử dụng rộng rãi.
10
PTC: X
F1:
F2:
11
Pt/c : X
Đen, cụt
Xám, dài
F1 :
(100% xám, dài )
Lai phân
X
tích F1 :
Xám, dài Đen, cụt
FB :
Xám, Đen, Xám, Đen,
cụt cụt
dài dài
(0,41) ( 0,41) (0,09) 0,09)
12
A. Đột biến:
Đột biến xảy ra trên cơ sở thay đổi cấu trúc hoặc số
lượng nhiễm thể thì gọi là đột biến nhiễm sắc thể. Còn
thay đổi xảy ra do thay đổi trong cấu trúc phân tử DNA
thì gọi là đột biến gen.
1. Đột biến nhiễm sắc thể:
a) Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể: Là sự thay
đổi vật chất di truyền ở cấp độ nhiễm sắc thể. Do
các tác nhân lý, hoá, sinh học trong môi trường
hoặc nội bào làm đứt gãy nhiễm sắc thể hoặc
làm ảnh hưởng đến sự nhân đôi DNA, tiếp hợp,
trao đổi chéo các cromatid.
13
Tăng đoạn
Deletion
Inversion Translocation
14
15
b) Đột biến số lượng nhiễm sắc thể:
+ Đa bội thể nguyên (polyploidy hay euploidy):
Là sự tăng nguyên lần bộ nhiễm sắc thể đơn bội.
Nếu có 2n bộ nhiễm sắc thể thì dạng 3n, 4n, 5n, … là các dạng đa
bội thể.
- Đa bội cân: Phát sinh do sự tăng bội một
bội số nhiễm thể.
Thí dụ: 2n – 4n – 6n – 8n
hoặc 3n – 6n – 12n.
Trong tự nhiên, đặc biệt trong giới thực vật, người ta
cho rằng sự hình thành loài mới bằng con đường đa bội hoá những
loài có số nhiễm sắc thể thấp hơn. Hiện tượng lặp lại trong quá trình
tiến hoá và hình thành một dãy đa bội tự nhiên với số nhiễm sắc thể
bắt đầu từ 2n, 3n, 4n, 5n, …, 10n và nhiều hơn nữa.
16
Triticum durum
2n=28
Triticum monococcum
2n=14
Triticum vulgare
2n=42 17
- Đa bội cùng nguồn (Autopolyploid): Loại
đa bội thể này hình thành do sự tăng bội nhiễm sắc thể của cùng một
loài.
- Đa bội khác nguồn (Allopophoid): Phát
sinh do sự tăng bội số nhiễm sắc thể khác nguồn (các loài khác
nhau), Thông thường con lai xa bất dục do 2 bộ nhiễm sắc thể đơn
bội của 2 loài không tiếp hợp được với nhau, quá trình giảm nhiễm
sinh ra những giao tử không có sức sống. Việc tạo ra dạng đa bội
khác nguồn là một biện pháp để khắc phục hiện tượng bất dục ở con
lai xa, mở ra khả năng tạo ra các biến dị tổ hợp có nguồn gốc di
truyền xa nhau, tăng khả năng tìm kiếm các ưu thế lai rộng rãi hơn.
18
+ Đa bội lệch (Aneuploid): phát sinh do sự gia tăng
hoặc giảm từng chiếc nhiễm sắc thể trong bộ nhiễm sắc thể của cá
thể hoặc do sự tăng bội 1 tổ nhiễm sắc thể và thêm bớt 1, 2 nhiễm
sắc thể.
Thí dụ: 2n – 4n + (-)1 4n + (-)2
2n – 2n + (-)1 2n + (-)2
- Đơn nhiễm: Một cặp nhiễm sắc thể trong
bộ mất đi 1 chiếc (2n – 1).
- Đa nhiễm: Trong bộ nhiễm sắc thể thừa
ra một chiếc hoặc nhiều hơn. Thí dụ: (2n + 1) (2n + 2).
- Vô nhiễm: Ở bộ nhiễm sắc thể tương
đồng nào đó mất cả một cặp nhiễm sắc thể. Thí dụ: (2n – 2).
19
** Nguyên nhân gây đa bội: Do các nhiễm sắc thể không phân ly về
được 2 cực do đó số nhiễm sắc thể tăng đôi trong một tế bào tạo nên
đa bội thể. Hoặc nhiễm sắc thể nhân đôi và phân ly về hai cực nhưng
tế bào không phân chia tạo vách ngăn nên tạo thể đa bội. Trong nhân
tạo, người ta dùng nhiều phương pháp để tạo nên sự phá hoại sự
phân chia bình thường của nhiễm sắc thể, phá thoi vô nhiễm, sự
thành lập vách tế bào, tạo nên những tế bào có số lượng nhiễm sắc
thể tăng gấp đôi.
** Đặc điểm: Người ta thấy rằng các biến đổi thứ cấp như các cá thể
đa bội thường có tính thích nghi cao hơn, chống chịu bệnh tốt hơn,
đặc biệt là luôn có tính dị hợp cao, bất dục lớn. Về hình thái, cây đa
bội thường to hơn cây lưỡng bội về kích thước lá, hoa, quả lớn hơn
bình thường.Tuy nhiên, thực vật luôn có mức đa bội hợp lý, nếu vượt
quá cây sẽ trở nên xấu phẩm chất. Nhìn chung, cây đa bội có nhịp độ
phát triển chậm lại và thời gian sinh trưởng kéo dài.
20
