BÀI 11: LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN ( tiếp theo )

BÀI 11: LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN ( tiếp theo )

II. HOÁN VỊ GEN:

Thí nghiệm của Morgan và hiện tượng HVG:

P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn

F1: 100% thân xám, cánh dài

Lấy con cái ở F1 thân xám, cánh dài x conđực thân đen, cánh ngắn

F2: 965 con xám, dài (41,5 %) : 944 con đen, ngắn → (41,5 %)

206 n xám, ngắn à (8,5 %) : 185 con đen, dài → (8,5 %)

2. Giải thích – cơ sở tế bào học của hiện tượng

- F1: 100% xám, dài à xám, dài là tính trạng trội so với đen, ngắn

P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản → F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai với đồng hợp lặn (đen, ngắn) sẽ cho tỉ lệ: 1: 1: 1: 1 nhưng F1 cho tỉ lệ: 965: 944: 206: 185 và có biến dị tổ hợp (xám, ngắn và đen, dài).

Điều này được giải thích bằng hiện tượng hoán vị gen:

- Trong quá trình phân bào, ở kỳ trước 1 của quá trình giảm phân đã xảy ra hiện tượng bắt chéo giữa 2 crômatit khác nguồn trong 4 crômatit của cặp NST kép tương đồng. Sau đó ở một vài tế bào đôi khi xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn làm cho các gen trên 2 đoạn NST cũng trao đổi chỗ cho nhau à hoán vị gen

Hình vẽ cơ chế tiếp hợp và trao đổi chéo ở kỳ trước 1 của giảm phân:

Ví dụ: Trong cơ quan sinh dục của một loài có 100 tế bào tiến hành giảm phân, trong đó có 20 tế bào có xảy ra trao đổi chéo. Tính tần số hoán vị gen?

- 1 tế bào mẹ qua giảm phân tạo được 4 tế bào con => 100 tế bào giảm phân tạo thành 400 giao tử

- 1 tế bào xảy ra hoán vị sẽ tạo được 2 loại giao tử hoán vị => 20 tế bào hoán vị sẽ tạo được 40 giao tử hoán vị

- Vậy, tần số hoán vị gen:

- Giả sử tất cả 100 tế bào cùng xảy ra trao đổi chéo thì tần số cũng chỉ đạt 50% mà thôi.

- Tần số hoán vị gen dao động từ 0 à 50%, 2 gen nằm gần nhau thì tần số trao đổi chéo càng thấp

- Tần số hoán vị không bao giờ vượt quá 50% vì hiện tượng trao đổi chéo chỉ xảy ra giữa 2 trong 4 crômatit trong cặp NST kép tương đồng.

3. Sơ đồ lai

P tc: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn

F1: 100% thân xám, cánh dài

Lai phân tích nghịch

Fb (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen, cánh ngắn

F2: 965 con xám, dài → (41,5 %) 944 con đen, ngắn → (41,5 %)

206 n xám, ngắn → (8,5 %) 185 con đen, dài → (8,5 %)

4. Kết luận:

- Do các gen có xu hướng liên kết hoàn toàn nên hiện tượng hoán vị gen ít xảy ra.

- Các giao tử hoán vị gen chiếm tỉ lệ thấp

- Tần số hoán vị gen thể hiện lực liên kết và khoảng cách tương đối của các gen.

III. Ý NGHĨA CỦA HIỆN TƯỢNG LIÊT KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN

- Liên kết gen hoàn toàn đảm bảo sự di truyền ổn định của nhóm tính trạng quý.

- Hoán vị gen làm tăng số biến dị tổ hợp, tạo ra nhóm gen liên kết quý, là cơ sở để lập bản đồ di truyền.

- Bản đồ di truyền là sơ đồ phân bố các gen trên NST của một loài. Khi lập bản đồ di truyền cần phải xác định số nhóm gen liên kết cùng với việc xác định trình tự và khoảng cách phân bố cùa các gen trong nhóm gen liên kết trên NST. Khoảng cách giữa các gen trên NST được tính bằng đơn vị cM (centiMorgan) [1cM = 1%]

BÀI TẬP

Câu 1: Hai tế bào sinh tinh của cơ thể có kiểu gen Aa BD//bd XMXm giảm phân bình thường, xảy ra hoán vị gen ở 1 trong 2 tế bào. Theo lí thuyết, số loại giao tử tối đa được tạo ra là:

A. 32 B. 4

C. 6 D. 8

Lời giải :

Tế bào sinh tinh có hoán vị gen cho tối đa 4 loại tinh trùng ; tế bào sinh tinh không có hoán vị gen cho tối đa 2 loại → 2 tế bào cho tối đa 6 loại tinh trùng.

Câu 29: Ở một loại thực vật nếu trong kiểu gen có mặt cả 2 alen trội A và B thì cho kiểu hình thân cao, nếu thiếu một hoặc cả 2 alen trội nói trên thì cho kiểu hình thân thấp. Alen D quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen d quy định hoa trắn. Cho gioa phấn giữa các cây dị hợp về 3 cặp gen trên thu được đời con phân li theo tỉ lệ 9 cây thân cao, hoa đỏ : 3 cây thân thấp, hoa đỏ : 4 cây thân thấp, hoa trắng. Biết các gen quy định các tính trạng này nằm trên NST thường, quá trình giảm phân không xảy ra đột biến và hoán vị gen. Phép lai nào sau đây là phù hợp với kết quả trên?

A. ABD//abd x ABD//abd

B. AD//ad Bb x AD//ad Bb

C. Aa Bd // bD x Aa Bd//bD

D. ABd//abD x Abd//aBD

Lời giải :

Đời con: cao/thấp = 9/7; đỏ/trắng = 3/1 nhưng tỉ lệ kiểu hình về cả 2 cặp tính trạng đời con lại là: 9 : 3 : 4 = 16 tổ hợp → có sự liên kết hoàn toàn giữa 2 trong 3 cặp gen → A, D sai.

Đời con không xuất hiện kiểu hình thân cao, hoa trắng (A-B-dd) → P không cho giao tử chứa ABd → Đáp án B.

Câu 3. Bệnh mù màu đỏ-xanh lục do m nằm trên X qui định. Một phụ nữ bình thường có em trai bị mù màu lấy một người chồng bình thường. Nếu cặp vợ chồng này sinh được 1 con trai thì xác suất để người con trai đó bị mù màu là bao nhiêu? Biết rằng bố mẹ của cặp vợ chồng đều bình thường.

Lời giải :

- Người phụ nữ bình thường (X^MX^-) có em trai bị mù màu (X^mY) => mẹ của người này chắc chắn có kiểu gen dị hợp tử (X^MX^m). Xác suất để người này có gen gây bệnh (X^m ) từ mẹ là 0,5

- Người chồng không bị bệnh nên có kiểu gen là X^MY

- Như vậy, nếu cặp vợ chồng này sinh con trai, xác suất để người con bị bệnh là 0,5 x 0,5 = 0,25

Sơ đồ lai:

Cặp vợ chồng: ½.X^MX^m x X^MY

Giao tử: X^M, X^m X^M, Y

Con: 1X^MY: 1X^MX^M: 1X^MX^m: 1X^mY

100% con gái: 50% con trai bình thường: 50% con trai bị bệnh

Câu 4. Làm thế nào để biết được một bệnh nào đó ở người là do gen lặn nằm trên NST giới tính X hay do gen trên NST thường qui định?

Lời giải :

- Lưu ý: không thể áp dụng các biện pháp lai thông thường đối với con người trong trường hợp này.

- Có thể theo dõi phả hệ để biết được bệnh di truyền do gen lặn nằm trên NST thường hay trên NST X qui định nhờ đặc điểm của sự di truyền liên kết với giới tính.

Câu 5. Nêu đặc điểm di truyền của gen ngoài nhân. Làm thế nào để biết được tính trạng nào đó là do gen trong nhân hay gen nằm ngoài nhân qui định.

Lời giải :

- Dùng phép lai thuận nghịch có thể biết được tính trạng nào đó là do gen trong nhân hay gen ngoài nhân qui định.

- Phép lai thuận - nghịch: là 2 phép lai trong đó có sự hoán đổi kiểu hình của cặp bố mẹ giữa lai thuận và lai nghịch. Mục đích để đánh giá sự ảnh ưởng của giới tính đến sự hình thành 1 tính trạng nào đó

- Tính trạng do gen ngoài nhân qui định sẽ luôn di truyền theo dòng mẹ, do đó trong cả 2 phép lai thuận-nghịch con lai luôn có kiểu hình giống mẹ.

Câu 6. Nếu kết quả của phép lai thuận và phép lai nghịch khác nhau ở 2 giới (XX – XY), thì kết luận nào sau đây là đúng.

Lời giải :

Kết quả của phép lai thuận và lai nghịch khác nhau do các nguyên nhân sau:

- Tính trạng trên có sự biểu hiện bị ảnh hưởng bởi giới tính, nên kết quả ở 2 giới là khác nhau

- Tính trạng trên được qui định bởi gen nằm trên NST giới tính (trên X hoặc trên Y) nên sự biểu hiện tính trạng sẽ phụ thuộc vào sự có mặt của các alen trong kiểu gen đồng thời cũng gắng liền với cơ chế xác định giới tính.

- Tính trạng đó do gen trong ti thể qui định nên sẽ luôn di truyền theo dòng mẹ.

Câu 7: Ở một loài thực vật, tính trạng màu sắc hoa do một cặp gen quy định, tính trạng hình dạng quả do một cặp gen khác quy định. Cho cây hoa đỏ, quả tròn thuần chủng giao phấn với cây hoa vàng, quả bầu dục thuần chủng (P), thu được F1 gồm 100% cây hoa đỏ, quả tròn. Cho các cây F1 tự thụ phấn, thu được F2 gồm 4 loại kiểu hình, trong đó cây hoa đỏ, quả bầu dục chiếm tỉ lệ 9%. Biết rằng trong quá trình phát sinh giao tử đực và giao tử cái đều xảy ra hoán vị gen với tần số như nhau. Trong các kết luận sau, có bao nhiêu kết luận đúng với phép lai trên?

(1) F2 có 9 loại kiểu gen.

(2) F2 có 5 loại kiểu gen cùng quy định kiểu hình hoa đỏ, quả tròn.

(3) Ở F2, số cá thể có kiểu gen giống kiểu gen của F1 chiếm tỉ lệ 50%.

(4) F1 xảy ra hoán vị gen với tần số 20%.

A. 2 B. 3

C. 1 D. 4

Lời giải :

– Pt/c, F1 100% đỏ, tròn → đỏ, tròn trội hoàn toàn so với vàng, bầu ; F1 dị hợp về 2 cặp gen (AB//ab) → F1 x F1 → F2 có 10 loại kiểu gen (hoán vị 2 bên) → (1) sai.

- (2) đúng, có 5 loại kiểu gen quy định kiểu hình đỏ, tròn là: AB//AB, AB//Ab, AB//aB, AB//ab, Ab//aB.

- F2: đỏ, bầu (A-bb) = 9% → aabb = 25% - 9% = 16% → ab = 0,4 = AB ;

Ab = aB = 0,1 → Ở F2, tỉ lệ kiểu gen giống F1 = 2 x 0,4AB x 0,4ab = 0,32 → (3) sai.

- f = Ab + aB = 0,2 → (4) đúng.

Câu 8. Trình bày đặc điểm di truyền của tính trạng do các gen trên NST X và NST Y qui định.

Lời giải :

- Gen nằm trên X:

+ Kết quả của phép lai thuận nghịch khác nhau, tỉ lệ phân li kiểu hình khác nhau ở 2 giới.

+ Có hiện tượng di truyền chéo (cha truyền cho con gái, mẹ truyền cho con trai).

+ Một gen có 2 alen A, a nằm trên NST X có thể tạo ra các kiểu gen khác nhau như sau: X^AX^A, X^AX^a, X^aX^a, X^AY, X^aY

- Gen nằm trên Y:

+ Tính trạng do gen nằm trên NST Y chỉ biểu hiện ở 1 giới.

+ Di truyền thẳng (cha truyền cho tất cả con trai).

Câu 9. Di truyền liên kết giới tính được ứng dụng như thế nào trong thực tiễn?

Lời giải :

- Trong thực tiễn, người ta dựa vào những tính trạng liên kết với giới tính để sớm phân biệt đực cái trong chăn nuôi

Ví dụ: ở gà, gen trội A quy định lông vằn. Gà trống con X^AX^A có vằn đầu rõ hơn gà mái X^AY

Ở tằm, A – trứng sáng, a – trứng sẫm. Người ta chủ động tạo ra trứng tằm có kiểu gen: X^AX^a – trứng màu sáng sẽ nở thành tằm đực, X^aY sẽ nở thành tằm cái. Việc nhận biết sớm giúp mang lại hiệu quả kinh tế cao vì nuôi tằm đực có năng suất tơ cao hơn.

Câu 10. Nêu sự khác nhau giữa ADN ti thể và lục lạp với ADN trong nhân. Nêu chức năng của bộ gen ti thể và lục lạp.

Lời giải :

ADN ti thể và lục lạp

ADN trong nhân

- Lượng ADN ít

- ADN trần

- Chuỗi xoắn kép mạch vòng

- Lượng ADN nhiều

- ADN tổ hợp với histôn

- Chuỗi xoắn kép mạch thẳng

- Chức năng của bộ gen ti thể:

Bộ gen của ti thể (mtADN) có 2 chức năng chủ yếu

+ Mã hóa nhiều thành phần của ti thể

+ Mã hóa cho một số prôtêin tham gia chuỗi chuyền electron hô hấp

Tính kháng thuốc đã được chứng minh là từ gen ở ti thể.

- Chức năng của bộ gen lục lạp:

Bộ gen của lục lạp (cpADN) có chức năng

+ Mã hóa các thành phần của lục lạp

+ Mã hóa cho một số prôtêin cần thiết cho quá trình quang hợp

Sự di truyền tính trạng đặc điểm lá ngô được xác định là do gen của lục lạp

Câu 11: Trong quá trình giảm phân ở cơ thể có kiểu gen AD//ad đã xảy ra hoán vị gen giữa alen D và d với tần số 16%. Tính theo lí thuyết cứ 1000 tế bào sinh tinh của cơ thể này giảm phân thì số tế bào không xảy ra hoán vị gen giữa D và d là

A. 160 B. 320

C. 840 D. 680

Lời giải :

Mỗi tế bào sinh tinh thực hiện giảm phân có hoán vị gen tạo ra 50% số loại giao tử hoán vị, 50% giao tử bình thường → số tế bào sinh tinh xảy ra hoán vị gen = 2f = 32% → Số tế bào sinh tinh không xảy ra hoán vị gen = 68% x 1000 = 680.

Câu 12: Một cá thể có kiểu gen AB//ab DE//de. Nếu hoán vị gen xảy ra ở cả 2 cặp NST tương đồng thì qua thụ phấn có thể tạo ra tối đa bao nhiêu loại kiểu gen ở thế hệ sau?

A. 9 B. 4

C. 8 D. 16

Lời giải :

Khi có hoán vị gen, cặp DE//de cho 4 loại giao tử, cặp AB//ab cũng cho 4 loại giao tử → Số dòng thuần tối đa thu được = 4 x 4 = 16.

Bài 13: Làm thế nào có thể phát hiện được 2 gen nào đó liên kết hay phân li độc lập?

Lời giải :

Sử dụng phép lai phân tích ta có thể xác định 2 gen nào đó là phân li độc lập nhau hay liên kết với nhau.

Nếu kết quả lai phân tích cho tỉ lệ phân li kiểu hình 1 : 1 : 1 : 1 thì hai gen quy định 2 tính trạng nằm trên 2 NST khác nhau còn nếu tỉ lệ phân li kiểu hình là 1: 1 thì 2 gen liên kết hoàn toàn với nhau.

Nếu kết quả lai phân tích cho ra 4 kiểu hình với tỉ lệ không bằng nhau trong đó loại kiểu hình chiếm đa số (trên 50%) thì 2 gen cùng nằm trên 1 NST và đã có hoán vị gen xảy ra.

Bài 14: Có thể dùng những phép lai nào để xác định khoảng cách giữa 2 gen trên NST? Phép lai nào hay được dùng hơn? Vì sao?

Lời giải :

Phép lai phân tích. Để xác định tần số hoán vị gen, người ta lại hay dùng phép lai phân tích mà không dùng phép lai F, X F. Vì trao đổi chéo có thể chỉ xảy ra ở một giới và như vậy dùng phép lai F X F có thể sẽ không phát hiện ra. Ngoài ra, nếu trao đổi chéo xảy ra ở cả hai giới và với tần số thấp thì chúng ta cần phải có một số lượng cá thể F -> phải rất lớn thì mới có thể phát hiện ra được những tổ hợp gen mới xuất hiện do hoán vị gen. Trong khi đó, nếu dùng phép lai phân tích thì ta có thể dễ dàng phát hiện ra các tổ hợp gen mới.

Bài 15: Ruồi giấm có 4 cặp NST. Vậy ta có thể phát hiện được tối đa là bao nhiêu nhóm gen liên kết?

Lời giải :

Các gen quy định tính trạng này nằm trên cùng một nhiễm sắc thể được di truyền cùng nhau và tạo thành nhóm gen liên kết.

Ruồi giấm có 4 cặp NST. Vậy ta có thể phát hiện được tối đa là 4 nhóm gen liên kết.

Câu 16: Ở một loài thực vật, A: thân cao, a: thân thấp; B: quả đỏ, b: quả vàng. Cho cá thể Ab//aB (hoán vị gen với tần số f = 20% ở cả 2 giới) tự thụ phấn. Tỉ lệ loại kiểu gen Ab//aB được hình thành ở F1 là

A. 16% B. 32%

C. 24% D. 51%

Lời giải :

f = 20% → Ab = aB = 40% → Loại kiểu gen Ab//aB ở F1 chiếm 2 x 0,4Ab x 0,4aB = 0,32 = 32%.

Câu 17: Một cá thể có kiểu gen AB//ab DE//de. Nếu xảy ra trao đổi chéo trong giảm phân ở cả 2 cặp NST tương đồng thì qua thụ phấn có thể tạo ra tối đa bao nhiêu loại kiểu gen ở thế hệ sau?

A. 81 B. 10

C. 100 D. 16

Lời giải :

AB//ab DE//de x AB//ab DE//de = (AB//ab x AB//ab) (DE//de x DE//de) = 10 x 10 = 100 loại kiểu gen (vì khi có hoán vị gen, mỗi phép lai thành phần trên đều cho 10 loại kiểu gen ở đời con).

Câu 18: Một cá thể có kiểu gen Aa Bd//bD, tần số hoán vị gen giữa hai alen B và b là 20%. Tỉ lệ giao tử a BD là

A. 20% B. 5%

C. 15% D. 10%

Lời giải :

f = 20% → BD = 10% → Tỉ lệ BD = 50% a x 10% BD = 5%.