Tương tác gen

TƯƠNG TÁC GEN VÀ TÁC ĐỘNG ĐA HIỆU CỦA GEN

A. LÝ THUYẾT CẦN NHỚ

I. TƯƠNG TÁC GEN:
- Tương tác gen là sự tác động qua lại giữa các gen thuộc các lôcut khác nhau (gen không alen) trong quá trình hình thành một kiểu hình.
- Thực tế, các gen trong tế bào không trực tiếp tương tác với nhau mà do sản phẩm của chúng tác động qua lại với nhau để tạo kiểu hình.

1. Tương tác bổ sung:
- Là kiểu tác động qua lại của 2 hay nhiều gen không alen làm xuất hiện kiểu hình mới.
* Thí nghiệm: Lai 2 dòng cây thuần chủng đều có hoa trắng
Bố mẹ thuần chủng: hoa trắng x hoa trắng
Con lai thế hệ thứ nhất: 100% hoa đỏ
Cho F1 tự thụ phấn
Con lai thế hệ thứ 2: 912 cây hoa đỏ: 708 cây hoa trắng
→ Tỉ lệ này xấp xỉ: 9 đỏ: 7 trắng

* Giải thích kết quả lai:
- F2 phân li tỉ lệ (9: 7) = 16 tổ hợp giao tử, vì vậy mỗi bên F1 phải tạo ra được 4 loại giao tử.
- Để F1 tạo được 4 loại giao tử thì F1 phải dị hợp tử 2 cặp gen và có kiểu gen là AaBb ---> hoa đỏ

* Sơ đồ lai:
P_tc: AAbb x aaBB
Gp: Ab aB
AaBb (100% hoa đỏ)
F₁ x F₁: AaBb x AaBb
GF_1: AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab

→ Kết luận:
- Sự có mặt của 2 gen trội không alen (A và B) trong cùng 1 kiểu gen làm xuất hiện màu đỏ (kiểu hình mới). Ta nói A và B đã tác động bổ sung cho nhau trong việc qui định màu đỏ.
- Sự tác động riêng lẻ của các gen trội và gen lặn khác qui định kiểu hình hoa trắng
- Tương tác kiểu bổ sung có 2 tỉ lệ F₁ là: 9: 6: 1 và 9: 7

2. Tương tác cộng gộp:
- Là kiểu tác động của nhiều gen, trong đó mỗi gen đóng góp 1 phần như nhau vào sự phát triển của cùng 1 tính trạng.
VD: Tính trạng da trắng ở người do các alen: a₁a₁a₂ a₂ a₃ a₃ quy định. (vì các alen này không có khả năng tạo sắc tố melanin), gen trội A₁ A₂ A₃ làm cho da màu đậm.
P: A₁A₁ A₂A₂ A₃A₃ x a₁a₁a₂ a₂ a₃ a₃
(da đen) (da trắng)
F1: A₁a₁ A₂a₂ A₃a₃ (da nâu đen)

→ Nhận xét:
- Sự xuất hiện của mỗi alen trội trong kiểu gen trên làm gia tăng khả năng tổng hợp melanine nên làm da có màu sậm hơn.
- Mỗi gen trội đều đóng góp 1 phần như nhau trong việc tổng hợp sắc tố da (tác động cộng gộp)

II. TÁC ĐỘNG ĐA HIỆU CỦA GEN:

- Một gen có thể tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác nhau được gọi là gen đa hiệu.
- Trong tế bào có nhiều gen, trong cơ thể có nhiều tế bào. Các gen trong cùng tế bào không hoạt động độc lập mà sản phẩm của chúng sau khi được tạo thành sẽ tương tác với nhiều sản phẩm của các gen khác trong cơ thể.

B. BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1: Hãy giải thích các mối quan hệ giữa gen và tính trạng sau đây và cho biết kiểu quan hệ nào là chính xác hơn:
•   Một gen quy định một tính trạng.
•   Một gen quy định một enzim/prôtêin.
•   Một gen quy định một chuỗi pôlipeptit.
Đáp án bài 1: Một gen quy định một chuỗi pôlipeptit chính xác hơn vì một prôtêin có thể gồm nhiều chuỗi pôlipeptit khác nhau cùng quy định. Một tính trạng lại có thể được quy định bởi nhiều loại prôtêin khác nhau.

Bài 2: Trong một thí nghiệm, người ta cho cây hoa đỏ lai với cây hoa trắng và thu được F1, cho toàn hoa đỏ. Cho các cây F1 tự thụ phấn, người ta thu được các cây F2 với tỉ lệ phân li kiểu hình là: 245 cây hoa trắng và 315 cây hoa đỏ. Hãy giải thích kết quả lai và viết sơ đồ lai từ thế hệ P tới F1 và F2?

Hướng dẫn:
Tỉ lệ phân li kiểu hình ở F là xấp xỉ 9: 7 vì thế đây là kiểu tương tác bổ sung.
Hiện tượng tương tác gen là phổ biến còn hiện tượng một gen quy định một tính trạng đúng như quy luật Menđen là khá hiếm gặp.

Bài 3: Hai alen thuộc cùng một gen có thể tương tác với nhau hay không? Giải thích?
Các alen thuộc cùng 1 gen có thể tương tác với nhau theo kiểu trội -lặn hoàn toàn, trội – lặn không hoàn toàn hoặc đồng trội (khi hai alen cùa cùng một gen đều biểu hiện ra kiểu hình, ví dụ kiểu gen IAIB quy định nhóm máu AB ở người.

Bài 4: Sự tương tác giữa các gen có mâu thuẫn gì với các quy luật phân li của các alen hay không? Tại sao?
Sự tương tác giữa các gen không mâu thuẫn gì với các quy luật của Menđen vì tương tác gen là sự tác động qua lại giữa sản phẩm của các gen chứ không phải bản thân của các gen.
Cây dị hợp tử Aa chỉ cần một alen A cũng tổ hợp được đủ một lượng enzim cần thiết để chuyển chất A thành chất B. Tương tự. chỉ cần một alen B cũng tạo ra được lượng enzim cần thiết chuyển chất B thành sản phẩm p (sắc tố đỏ). Các alen đột biến a và b đều không tạo ra được các enzim A và B tương ứng. Do cây có kiểu gen aaBB không sản xuất ra được enzim A chuyển hoá chất A thành B nên cho dù có tạo ra được enzim B cũng không có cơ chất (chất B) để chuyển thành sản phẩm p nên hoa của chúng có màu trắng.

C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1: Mối quan hệ nào sau đây là chính xác nhất?
A. Một gen quy định một tính trạng
B. Một gen quy định một enzim/protein
C. Một gen quy định một chuỗi polipeptit
D. Một gen quy định một kiểu hình
Câu 2: Ở một loài thực vật, tính trạng chiều cao cây do 3 cặp gen không alen là A, a; B, b và D, d cùng quy định theo kiểu tương tác cộng gộp. Trong kiểu gen nếu cứ có một alen trội thì chiều cao cây tăng 5cm. Khi trưởng thành, cây thấp nhất có chiều cao 150cm. Theo lí thuyết, phép lai AaBbDd x AaBbDd cho đời con có số cây cao 170cm chiếm tỉ lệ
A. 5/16 B. 1/64
C. 3/32 D. 15/64
Câu 3: Loại tác động của gen thường được chú trọng trong sản xuất nông nghiệp là
A. tương tác cộng gộp
B. tác động bổ sung giữa 2 alen trội
C. tác động bổ sung giữa 2 gen không alen
D. tác động đa hiệu
Câu 4: Ở một loài thực vật, chiều cao cây do 4 cặp gen không alen tác động cộng gộp quy định. Sự có mặt của mỗi alen trội làm chiều cao tăng 5cm. Cây cao nhất có chiều cao 190cm. Các cây cap 170cm có kiểu gen
A. AaBbddee ; AabbDdEe
B. AAbbddee ; AabbddEe
C. aaBbddEe ; AaBbddEe
D. AaBbDdEe ; AABbddEe
Câu 5: Điểm khác nhau giữa hiện tượng di truyền phân li độc lập và tương tác gen là hiện tượng phân li độc lập
A. có thế hệ lai dị hợp về cả 2 cặp gen
B. làm tăng biến dị tổ hợp
C. có tỉ lệ phân li kiểu gen và kiểu hình ở thế hệ lai khác với tương tác gen
D. có tỉ lệ phân li kiểu hình ở thế hệ lai khác với tương tác gen
Câu 6: Cho lai 2 cây bí quả tròn với nhau, đời con thu được 272 cây bí quả tròn, 183 cây bí quả bầu dục và 31 cây bí quả dài. Sự di truyền tính trạng hình dạng quả bí tuân theo quy luật
A. phân li độc lập của Menđen
B. liên kết gen hoàn toàn
C. tương tác cộng gộp
D. tương tác bổ sung
Câu 7: Các alen ở trường hợp nào có thể co sự tác động qua lại với nhau?
A. Các alen cùng một locut
B. Các alen cùng hoặc khác locut nằm trên mộ NST
C. Các alen nằm trên các cặp NST khác nhau
D. Các alen cùng hoặc khác locut nằm trên cùng một cặp NST hoặc trên các cặp NST khác nhau
Câu 8: Ở một loại thực vật chỉ có 2 dạng màu hoa là đỏ và trắng. Trong phép lai phân tích một cây hoa màu đỏ đã thu được thế hệ lai phân li kiểu hình theo tỉ lệ : 3 cây hoa trắng : 1 cây hoa đỏ. Có thể kết luận màu sắc hoa được quy định bởi
A. một cặp gen, di truyền theo quy luật liên kết với giới tính
B. hai cặp gen liên kết hoàn toàn
C. hai cặp gen không alen tương tác bổ sung
D. hai cặp gen không alen tương tác cộng gộp
Câu 9: Đem lai giữa 2 cây bố mẹ thuần chủng hoa màu đỏ với hao màu trắng thu được F1 đều là cây hoa đỏ. Cho F1 tự thụ phấn, F2 xuất hiện 1438 cây hoa đỏ : 1123 cây hoa trắng. Đem F1 lai với 1 các thể khác, thu được đời con có tỉ lệ: 62,5% cây hoa trắng : 37,5% cây hoa đỏ. Kiểu gen của các thể đem lai với F1 là:
A. AaBb
B. Aabb
C. Aabb hoặc aaBb
D. AABb hoặc AaBB
Câu 10: Ở một loài thực vật, tính trạng màu sắc hoa đỏ do 2 gen không alen phân li độc lập quy định. Trong kiểu gen, khi có đồng thời cả 2 alen trội A và B thì cho hoa đỏ, khi cỉ có mặt alen trội A hoặc B thì cho hoa hồng, còn khi không có alen trội nào thì cho hoa trắng. Cho cây hoa hồng thuần chủng giao phấn với cây hoa đỏ (P), thu được F1 gồm 50% cây hoa đỏ và 50% cây hoa hồng. Biết rằng không xảy ra đột biến, theo lí thuyết, các phép lai nào sau đây phù hợp với tất cả các thông tin trên?
(1) AAbb x AaBb. (2) AAbb x AaBB. (3) aaBb x AaBB
A. (1) B. (1) và (2)
C. (2) và (3) D. (1) và (3)
Câu 11: Lai 2 giống bí ngô quả tròn có nguồn gốc từ 2 địa phương khác nhau, người ta thu được F1 toàn cây quả dẹt và F2 gồm 58 cây quả dẹt : 34 cây quả tròn : 6 cây quả dai. Lai phân tích F1 sẽ thu được tỉ lệ:
A. 1 tròn : 2 dẹt : 1 dài
B. 1 dẹt : 2 tròn : 1 dài
C. 3 dẹt : 1 dài
D. 3 tròn : 3 dẹt : 1 dài : 1 bầu
Câu 12: Ở một loài thực vật, cho F1 tự thụ phấn thì F2 thu được tỉ lệ 9 cây thân cao : 7 cây thân thấp. Để đời lai thu được tỉ lệ 3 cây thân cao : 1 cây thân thấp thì F1 phải lai với cây có kiểu gen
A. AABb B. AaBb
C. aaBb D. Aabb
Câu 13: Cho một cây tự thụ phấn thu được F1 có tỉ lệ kiểu hình 43,75% cây thân cao : 56,25% cây thân thấp. Trong số những cây thân cao ở F1, tỉ lệ cây thuần chủng là
A. 3/16 B. 3/7
C. 1/9 D. 1/4
Câu 14: Khi lai 2 giống bí ngô thuần chủng quả dẹt và quả dài với nhau được F1 đều có quả dẹt. Cho F1 lai với quả bí tròn được F2: 152 bí quả tròn : 114 bí quả dẹt : 38 bí quả dài. Tính theo lí thuyết, trong số bí quả tròn thu được ở F2 thì số bí quả tròn dị hợp chiếm tỉ lệ
A. 1/4 B. 3/4
C. 1/3 D. 2/3
Câu 15: Ở một loài thực vật, xét 2 cặp gen nằm trên 2 cặp NST tương đồng cùng quy định tính trạng màu hoa. Sự tác động của 2 alen trội không alen quy định màu hoa đỏ, vắng mặt 1 trong 2 alen trội trong kiểu gen cho hoa hồng, còn thiếu cả 2 alen trội này cho hoa màu trắng. Xác định tỉ lệ phân li về kiểu hình ở F1 trong phepslai P : AaBb x Aabb.
A. 4 đỏ : 1 hồng : 3 trắng
B. 3 đỏ : 4 hồng : 1 trắng
C. 4 đỏ : 3 hồng : 1 trắng
D. 3 đỏ : 1 hồng : 4 trắng
Câu 16: Ở ngô, có 3 gen không alen phân li độc lập, tác động qua lại cùng quy định màu sắc hạt, mõi gen đều có 2 alen (A, a; B, b; R, r). Khi trong kiểu gen có mặt đồng thời cả 2 alen trọi A, B, R cho hạt có màu; các kiểu gen còn lại đều cho hạt không màu. Lấy phấn của cây mọc từ hạt có màu (P) thụ phấn cho 2 cây:
Cây I có kiểu gen aabbRR thu được các cây lai có 50% số cây cho hạt có màu.
Cây II có kiểu gen aaBBrr thu được các cây lai có 25% số cây cho hạt có màu.
Kiểu gen của cây (P) là:
A. AaBBRr B. AABbRr
C. AaBbRr D. AaBbRR
Câu 17: Ở một loài thực vật lưỡng bội, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa tím. Sự biểu hiện màu sắc của hoa còn phụ thuộc vào 1 gen có 2 alen (B và b) nằm trên một cặp NST khác. Khi trong kiểu gen có alen B thì hoa có màu, khi trong kiểu gen không có alen B thì hoa không có màu (hoa trắng). Cho giao phấn giữa 2 cây đều dị hợp về 2 cặp gen trên. Biết không có đột biến xảy ra, tính theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu hình thu được ở đời con là:
A. 9 cây hoa đỏ : 3 cây hoa tím : 4 cây hoa trắng
B. 12 cây hoa đỏ : 3 cây hoa tím : 1 cây hoa trắng
C. 12 cây hoa đỏ : 3 cây hoa tím : 1 cây hoa trắng
D. 9 cây hoa đỏ : 4 cây hoa tím : 3 cây hoa trắng
Câu 18: Ở một loài thực vật lưỡng bội, xét 2 cặp gen (A, a; B, b) phân li độc lập cùng quy định màu sắc hoa. Kiểu gen có cả 2 loại alen trội A và B cho kiểu hình hoa đỏ, kiểu gen chỉ có 1 loại alen trội A cho kiểu hình hoa vàng, các kiểu gen còn lại cho kiểu hình hoa trắng. Cho cây hoa đỏ (P) tự thụ phấn, thu được F1 gồm 3 loại kiểu hình. Biết rằng không xảy ra đột biến, sự biểu hiện của gen không phụ thuộc vào môi trường. Theo lí thuyết, trong các kết luận sau, có bao nhiêu kết luận phù hợp với kết quả của phép lai trên?
(1) Số cây hoa trắng có kiểu gen dị hợp tử ở F1 chiếm 12,5%.
(2) Số cây hoa trắng có kiểu gen đồng hợp tử ở F1 chiếm 12,5%.
(3) F1 có 3 loại kiểu gen quy định kiểu hình hoa trắng.
(4) Trong các cây hoa trắng ở F1, cây hoa trắng đồng hợp tử chiếm 25%.
A. 4 B. 1
C. 2 D. 3
Câu 19: Ở một loài thực vật, chiều cao cây do 4 cặp gen không alen phân li độc lập, tác động cộng gộp quy định. Sự có mặt mỗi alen trội làm chiều cao tăng thêm 2cm. Lai cây cao nhất có chiều cao 26cm với cây thấp nhất, sau đó cho F1 giao phấn với nhau đời con thu được 6304 cây. Biết rằng không xảy ra đột biến, theo lí thuyết số cây cao 20cm ở F2 là bao nhiêu?
A. 1411 B. 1379
C. 659 D. 369
Câu 20: Ở người, xét 2 cặp gen phân li độc lập nằm trên 2 cặp NST thường, các gen này quy định các enzim khác nhau cùng tham gia vào quá trình chuyển hóa các chất trong cơ thể theo sơ đồ sau:
Các alen đột biến lặn a và b không tạo được các enzim A và B tương ứng, alen A và B là các alen trội hoàn toàn. Khi chất A không được chuyển hóa thành chất B thì cơ thể bị bệnh H. Khi chất B không được chuyển hóa thành sản phẩm P thì cơ thể bị bệnh G. Khi chất A được chuyển hóa hoàn toàn thành sản phẩm P thì cơ thể không bị hai bệnh trên. Một người đàn ông bị bệnh H kết hôn với một phụ nữa bị bệnh G. Biết rằng không xảy ra đột biến mới. Theo lí thuyết, con của cặp vợ chồng này có thể gặp tối đa bao nhiêu trường hợp sau đây?
(1) Có 1 đứa bị đồng thời cả 2 bệnh. (2) 100% bị bệnh H. (3) 100% bị bệnh G.
(4) 100% không bị cả 2 bệnh. (5) 50% bị bệnh G, 50% bị bệnh H.
A. 4 B. 3
C. 2 D. 1

Đáp án - Hướng dẫn giải

Câu 2:
Cây cao 170 cm có (170 – 150) : 4 = 4 alen trội → Số cây cao 170 cm ở đời con chiếm tỉ lệ: C64 x (1/2)6 = 15/64.
Câu 16:
Cây I (aabbRR) chỉ cho 1 loại giao tử abR nhưng đời con có 50% số cây cho hạt có màu (A-B-R-) → P phải cho giao tử 1/2AB- và dị hợp về gen R (Rr).
Cây II (aaBBrr) chỉ cho 1 loại giao tử aBr nhưng đời con có 25% (1/4) số cây cho hạt có màu (A-B-R-) → P phải cho giao tử A-R và dị hợp 2 cặp gen (AaRr) (1).
Tổ hợp lại → P phải cho 1/4ABR và không cho giao tử AbR (2).
Từ (1) và (2) → P có kiểu gen AaBBRr → Đáp án A.
Câu 18:
A-B- : Đỏ ; A-bb : vàng ; aaB- + aabb : trắng.
P đỏ (A-B-) tự thụ phấn → F1 : 3 loại kiểu hình → F1 dị hợp về 2 cặp gen (AaBb).
P: AaBb x AaBb → 9A-B- (đỏ) : 3A-bb (vàng) : 4(1aaBB + 2aaBb + 1aabb) trắng.
→ (1), (2), (3) đúng ; (4) sai vì hoa trắng hợp đồng = 2/4 = 50% tổng số hoa trắng.
Câu 19:
Cây cao 20 cm có số alen trội là 5 → Tỉ lệ loại cây này ở F2 = C85 x(1/2)8 =7/32
→số lượng loại cây này ở F2 là: 6304 x 7/32 = 1379.
Câu 20:
Từ sơ đồ → A-B- : không bị cả 2 bệnh ; A-bb : bị bệnh G ; 3aaB- + 1aabb : bị bệnh H.
Người đàn ông bị bệnh H có thể có 1 trong 3 kiểu gen: aaBB hoặc aaBb hoặc aabb; vợ bị bệnh G có thể có 1 trong 2 kiểu gen: Aabb hoặc Aabb.
Có 6 khả năng xảy ra:
Khả năng 1: aaBB x AAbb → 100%AaBb (100% không bị cả 2 bệnh → có thể gặp (4)).
Khả năng 2: aaBB x Aabb → 1/2AaBb (1/2 không bệnh) : 1/2aaBb (1/2 bị bệnh H)
Khả năng 3: aaBb x AAbb → 1/2AaBb (1/2 không bệnh) : 1/2Aabb (1/2 bệnh G)
Khả năng 4: aaBb x Aabb → 1/4AaBb (1/4 không bệnh) : 1/4Aabb (1/4 bệnh G) : 1/4aaBb + 1/4aabb (1/2 bệnh H)
Khả năng 5: aabb x AAbb → 100%Aabb (100% bệnh G) → có thể gặp (3).
Khả năng 6: aabb x Aabb → 1/2Aabb (1/2 bệnh G) : 1/2aabb (1/2 bệnh H) → có thể gặp (5).
Như vậy, con của họ có thể gặp tối đa 3 trường hợp (3), (4) và (5).