Đột biến nhiễm sắc thể
Đột biến cấu trúc (mất, lặp, đảo, chuyển đoạn) và đột biến số lượng NST (lệch bội, đa bội): cơ chế, hệ quả, vai trò và phương pháp giải bài tập đếm thể đột biến, kiểu gene, lai đa bội
Đột biến NST là những biến đổi liên quan đến cấu trúc hoặc số lượng NST của một loài.
| Loại | Gồm |
|---|---|
| Đột biến cấu trúc NST | Mất đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn, chuyển đoạn |
| Đột biến số lượng NST | Lệch bội (thay đổi số lượng một/vài cặp NST) và đa bội (số NST đơn bội tăng lên một số nguyên lần, lớn hơn 2) |
Số lượng: thay đổi số lượng NST (lệch bội & đa bội)
▸ Nguyên nhân & cơ chế
Do tác nhân vật lí, hóa học hoặc do trao đổi chéo giữa các đoạn tương đồng. Tác nhân năng lượng cao (tia X, tia gamma) làm đứt gãy cả hai mạch DNA; các đoạn được nối lại theo cách khác hoặc không nối lại → tạo nhiều kiểu đột biến cấu trúc.
▸ Bốn dạng đột biến cấu trúc
| Dạng | Đặc điểm | Hệ quả |
|---|---|---|
| Mất đoạn | Một đoạn NST bị đứt, không nối lại | Mất vật chất di truyền → phần nhiều có hại; giảm chiều dài NST |
| Lặp đoạn | Một đoạn NST lặp lại 1 hoặc vài lần | Tăng số bản sao gene → tăng chiều dài NST |
| Đảo đoạn | Một đoạn đứt ra, quay $180^\circ$ rồi nối lại | Thường không mất vật chất di truyền; không chuyển gene sang nhóm liên kết khác; có thể hỏng gene ở điểm đứt |
| Chuyển đoạn | Một đoạn chuyển sang vị trí khác (cùng NST hoặc giữa các NST không tương đồng) | Có thể thay đổi kích thước, nhóm gene liên kết, mức biểu hiện gene |
Cơ chế: rối loạn phân li của một hoặc một vài cặp NST trong giảm phân → tạo giao tử lệch bội; giao tử lệch bội kết hợp với nhau hoặc với giao tử bình thường → hợp tử lệch bội.
▸ Các dạng lệch bội
| Dạng | Kí hiệu |
|---|---|
| Thể ba | $2n + 1$ (một cặp thừa 1 NST) |
| Thể một | $2n - 1$ (một cặp thiếu 1 NST) |
| Thể không | $2n - 2$ (mất cả một cặp) |
▸ Ví dụ ở người
| Hội chứng | Bộ NST |
|---|---|
| Klinefelter | XXY (thừa 1 NST giới tính) |
| Turner | XO (thiếu 1 NST giới tính) |
| Down | Thừa 1 NST số 21 (liên quan đến tuổi mẹ) |
Riêng XXX có kiểu hình bình thường và hữu thụ.
Nguyên nhân: phần lớn chưa rõ; hóa chất colchicine ngăn hình thành thoi phân bào → dùng để tạo thể đa bội ở thực vật.
▸ Phân loại
| Loại | Đặc điểm |
|---|---|
| Tự đa bội (cùng nguồn) | Tăng số bộ NST đơn bội ($n$) của cùng một loài lên 3, 4, 5… lần → tam bội ($3n$), tứ bội ($4n$), ngũ bội ($5n$)… |
| Dị đa bội (khác nguồn, song lưỡng bội) | Tăng số NST bằng cách kết hợp bộ NST của hai hay nhiều loài (lai xa kèm đa bội hóa) |
Ví dụ: lúa mì lục bội ($6n$); chuối trồng không hạt là tam bội ($3n$).
▸ Tác hại
• Cấu trúc: mất đoạn làm mất gene → hầu hết có hại (ví dụ mất đoạn vai ngắn NST số 5 → hội chứng tiếng mèo kêu); lặp đoạn làm mất cân bằng gene. Cá thể chuyển đoạn/đảo đoạn dị hợp thường giảm 50% khả năng sinh sản.
• Số lượng: lệch bội mất cân bằng gene → thường gây hại, gây chết (ở người hầu hết lệch bội gây chết thai, trừ lệch bội NST giới tính và thừa NST 21); đa bội lẻ ($3n$) ở thực vật thường bất thụ.
▸ Vai trò
| Lĩnh vực | Vai trò |
|---|---|
| Tiến hóa | Tái cấu trúc bộ NST (lặp đoạn tạo họ gene hemoglobin; chuyển đoạn dung hợp 2 NST tâm mút thành NST số 2 ở người → người 46 NST, tinh tinh 48 NST); đa bội góp phần hình thành loài mới |
| Nghiên cứu | Dùng mất đoạn để xác định vị trí gene trên NST |
| Chọn giống | Chuyển đoạn gom gene quý; tạo côn trùng đực giảm sinh sản để diệt sâu hại; tạo cây tam bội không hạt (dưa hấu, nho), dâu tằm đa bội năng suất cao |
▸ Dạng 1: Số NST các thể đột biến số lượng
Tam bội $= 3n$ · Tứ bội $= 4n$ · Lục bội $= 6n$
▸ Dạng 2: Đếm thể ba từ kí hiệu bộ NST
Thể ba có một cặp mang 3 chiếc (ví dụ $Aaa$, $BBb$…); thể một có một cặp chỉ 1 chiếc. Cặp nào 3 chiếc thì là thể ba.
▸ Dạng 3: Số loại kiểu gene của thể ba
Cặp thể ba (3 chiếc): 4 kiểu gene ($AAA, AAa, Aaa, aaa$)
▸ Dạng 4: Lai cơ thể đa bội (tứ bội)
Cơ thể tứ bội ($4n$) giảm phân cho giao tử lưỡng bội ($2n$):
$AAAa \rightarrow \dfrac{1}{2}AA : \dfrac{1}{2}Aa$
$Aaaa \rightarrow \dfrac{1}{2}Aa : \dfrac{1}{2}aa$
| Sai lầm | Đính chính |
|---|---|
| Đảo đoạn làm gene chuyển sang nhóm liên kết khác | Đảo đoạn chỉ đổi vị trí gene trên cùng NST; chuyển sang nhóm liên kết khác là do chuyển đoạn |
| Mất đoạn không thay đổi chiều dài/số gene | Mất đoạn làm giảm chiều dài và số gene trên NST |
| Đột biến cấu trúc chỉ xảy ra ở NST thường | Xảy ra ở cả NST thường và NST giới tính |
| Mọi thể đa bội đều bất thụ | Đa bội lẻ ($3n$…) thường bất thụ; đa bội chẵn ($4n$…) có thể sinh sản hữu tính bình thường |
| Dị đa bội chỉ là tăng bộ NST của một loài | Dị đa bội là gộp bộ NST của hai (hay nhiều) loài; tăng bội một loài là tự đa bội |
| Cây tứ bội cho giao tử đơn bội ($n$) | Cây tứ bội ($4n$) giảm phân cho giao tử lưỡng bội ($2n$) |
| Dùng đa bội chẵn tạo cây ăn quả không hạt | Cây không hạt dùng đa bội lẻ ($3n$) vì $3n$ bất thụ → quả không hạt |
| Cặp thể ba có 3 kiểu gene như cặp thường | Cặp thể ba (gene 2 allele) có 4 kiểu gene; cặp bình thường mới có 3 |
Cùng luyện Bài 12 – Đột biến nhiễm sắc thể!
27 câu: 21 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 4 tự luận
Tuyệt vời!

Cô Nguyễn Ngọc Châu
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú
