Title Chuyên đề 10. Di truyền liên kết gen, hoán vị gen.doc ✅

Trang 1 CHUYÊN ĐỀ 10 DI TRUYỀN LIÊN KẾT GEN, HOÁN VỊ GEN I. TRỌNG TÂM LÍ THUYẾT. 1. Kiến thức về di truyền liên kết - Hai cặp gen Aa và Bb di truyền phân li độc lập với nhau nếu chúng nằm trên 2 cặp NST khác nhau; Di truyền liên kết với nhau nếu chúng cùng nằm trên 1 cặp NST. - Các gen trên cùng một NST thì di truyền cùng nhau và tạo thành một nhóm gen liên kết. Bộ NST của loài là 2n thì số nhóm gen liên kết = n. - Trong tế bào, số lượng gen nhiều hơn rất nhiều so với số lượng NST nên liên kết gen là phổ biến. - Liên kết gen làm hạn chế xuất hiện biến dị tổ hợp, đảm bảo sự di truyền bền vững giữa các nhóm tính trạng. - Trong chọn giống, người ta có thể sử dụng đột biến chuyển đoạn để chuyển các gen có lợi vào cùng một NST để chúng di truyền cùng nhau tạo ra các nhóm tính trạng tốt. 2. Kiến thức về hoán vị gen - Hoán vị gen xảy ra do sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa các đoạn crômatit tương đồng khác nguồn gốc ở kì đầu của giảm phân 1. - Ở kì đầu của nguyên phân cũng có thể có hoán vị gen. - Tần số hoán vị gen = x100%. Tần số HVG tỉ lệ thuận với khoảng cách giữa các gen và không vượt quá 50%. - Hoán vị gen làm tăng sự xuất hiện biến dị tổ hợp, tạo điều kiện cho các gen tốt tổ hợp với nhau, tạo ra các nhóm tính trạng tốt. - Sử dụng hoán vị gen để lập bản đồ di truyền (1cM = 1% hoán vị gen). Ở ruồi giấm, hoán vị gen chỉ diễn ra ở con cái. - Để xác định các cặp tính trạng di truyền phân li độc lập, liên kết hoàn toàn hay hoán vị gen thì chúng ta so sánh tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con với tích tỉ lệ kiểu hình của từng cặp tính trạng. Trong trường hợp các cặp tính trạng di truyền phân li độc lập thì tỉ lệ phân li kiểu hình của đời con bằng tích tỉ lệ của từng cặp tính trạng. Liên kết gen hoàn toàn làm hạn chế biến dị tổ hợp cho nên tỉ lệ kiểu hình ở đời con sẽ bé hơn trường hợp phân li độc lập. Còn nếu hoán vị gen thì tỉ lệ kiểu hình lớn hơn trường hợp phân li độc lập. - Khi bố mẹ đều dị hợp 2 cặp gen thì: + Tỉ lệ kiểu hình lặn (aabb) = tỉ lệ giao tử ab x tỉ lệ giao tử ab . Tỉ lệ kiểu hình A-bb = aaB- = 0,25 – tỉ lệ kiểu gen aabb. Tỉ lệ kiểu hình A-B- = 0,5 + tỉ lệ kiểu gen aabb. - Muốn tìm tần số hoán vị gen thì phải dựa vào kiểu gen đồng hợp lặn ở đời con .ab ab Từ tỉ lệ của kiểu gen ab ab Tỉ lệ của giao tử ab Tần số hoán vị. - Nếu bài ra chưa cho kiểu hình đồng hợp lặn thì phải tìm kiểu hình đồng hợp lặn dựa trên nguyên lí: A-B- = 0,5 + aabb A-bb = aaB- = 0,25 – aabb. - Nếu phép lai có nhiều nhóm liên kết thì phải phân tích và loại bỏ những nhóm liên kết không có hoán vị gen, chỉ tập trung vào nhóm liên kết có hoán vị gen. - Nếu bài toán cho các loại giao tử thì phải xác định đâu là giao tử liên kết, đâu là giao tử hoán vị theo nguyên lí: Giao tử hoán vị có tỉ lệ 0,25. - Tần số hoán vị = 2 x giao tử hoán vị = 1 – 2 x giao tử liên kết. II. CÂU HỎI KHÁI QUÁT Câu 1. Xét cá thể đực có kiểu gen ,BD Aa bd biết hai gen B và D liên kết hoàn toàn (không có hoán vị gen). a. Một tế bào của cá thể này giảm phân bình thường thì sẽ tạo ra những loại giao tử nào? b. Cơ thể này giảm phân bình thường sẽ cho bao nhiêu loại giao tử? Hướng dẫn giải a. – Trong điều kiện không có hoán vị gen, một tế bào giảm phân chỉ cho 2 loại giao tử.
Trang 2 - Tế bào có kiểu gen BD Aa bd giảm phân sẽ cho 2 loại tinh trùng là ,ABDabd hoặc ,.AbdaBD b. Kiểu sắp xếp thứ nhất Kiểu sắp xếp thứ hai. - Cơ thể có kiểu gen BD Aa bd giảm phân, sẽ có 2 kiểu sắp xếp NST như hình trên (chữ X tượng trưng cho NST kép). Mỗi kiểu sắp xếp sẽ tạo ra 2 loại giao tử với tỉ lệ bằng nhau. - Cơ thể có hàng triệu tế bào, do đó sẽ có 50% số tế bào xảy ra trường hợp 1, 50% số tế bào xảy ra trường hợp 2. Do vậy cơ thể này giảm phân bình thường sẽ cho 4 loại giao tử là ,,,.ABDabdAbdaBD Câu 2. Một cá thể đực có kiểu gen ,BD bd biết tần số hoán vị gen giữa hai gen B và D là 20%. a. Một tế bào của cá thể này giảm phân bình thường thì sẽ tạo ra những loại giao tử nào? b. Cơ thể này giảm phân bình thường sẽ cho các loại giao tử với tỉ lệ mỗi loại là bao nhiêu? Hướng dẫn giải a. Tần số hoán vị giữa hai gen là 20% có nghĩa là khi giảm phân có một số tế bào xảy ra hoán vị, một số tế bào không có hoán vị. Vì vậy khi hỏi 1 tế bào giảm phân cho những loại giao tử nào thì phải xét 2 trường hợp: (một trường hợp có hoán vị và một trường hợp không có hoán vị gen) - Trường hợp 1: Không có hoán vị gen. Khi không có hoán vị thì 1 tế bào giảm phân sẽ tạo ra 2 loại giao tử với tỉ lệ bằng nhau. Tế bào có kiểu gen BD bd giảm phân sẽ tạo ra 2 loại giao tử là ,.BDbd -Trường hợp 2: Có hoán vị gen. Khi có hoán vị gen thì tế bào có kiểu gen BD bd giảm phân sẽ tạo ra 4 loại giao tử với tỉ lệ 1:1:1:1 (Bạn đọc xem kĩ hình 11, trang 48 sách giáo khoa sinh học 12). Như vậy, tế bào có kiểu gen BD bd giảm phân có hoán vị gen sẽ tạo ra 4 loại tinh trùng là 1,1,1,1.BDbdBdbD b. Cơ thể này giảm phân bình thường sẽ cho các loại giao tử với tỉ lệ mỗi loại là bao nhiêu? + Cơ thể BD bd có tần số hoán vị 20% thì giảm phân sẽ tạo ra 4 loại giao tử là ,,,.BDbdBdbD Trong đó giao tử Bd và bD là 2 loại giao tử hoán vị (do hoán vị sinh ra), giao tử ,BDbd là 2 loại giao tử liên kết. + Giao tử hoán vị có tỉ lệ bằng một nửa tần số hoán vị 1 .20%0,1. 2 + Giao tử liên kết có tỉ lệ = 0,5 – giao tử hoán vị = 0,5 – 0,1 = 0,4. Vậy cơ thể có kiểu gen BD bd với tần số hoán vị 20% thì tạo ra 4 loại giao tử là 0,4;0,4;0,1;0,1.BDbdBdbD Cần phân biệt các loại giao tử do một tế bào sinh ra hay do một cơ thể sinh ra. Một tế bào giảm phân không có hoán vị thì luôn luôn chỉ tạo 2 loại giao tử, có hoán vị thì tạo ra 4 loại giao tử với tỉ lệ 1:1:1:1. Tỉ lệ của các giao tử do một cơ thể sinh ra phụ thuộc vào tần số hoán vị gen của các cặp gen và kiểu gen của cơ thể đó.
Trang 3 Câu 3. Một loài thực vật có bộ NST 2n = 14. Trong điều kiện không phát sinh đột biến NST, loài sinh vật này sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu loại giao tử trong các trường hợp: a. Vào kì đầu của giảm phân 1 có sự tiếp hợp và trao đổi chéo tại một điểm ở 2 cặp NST, các cặp NST khác không có hoán vị gen. b. Cặp NST số 1 có trao đổi chéo tại 2 điểm, cặp NST số 3 và số 4 có xảy ra trao đổi chéo tại một điểm, cặp NST số 2 không có trao đổi chéo. Hướng dẫn giải Loài sinh vật này có 2n = 14  có 7 cặp NST. a. – Cặp NST có trao đổi chéo tại 1 điểm thì sẽ tạo ra 4 loại giao tử.  Có 2 cặp NST xảy ra trao đổi chéo tại một điểm thì sẽ tạo ra 24 loại giao tử. – Cặp NST không có trao đổi chéo thì chỉ tạo ra 2 loại giao tử.  Có 5 cặp NST không xảy ra trao đổi chéo thì sẽ tạo ra 52 loại giao tử. Tối đa có số loại giao tử là 5292.42 loại giao tử. b. – Một cặp NST có trao đổi chéo tại 2 điểm thì tối đa sẽ tạo ra 8 loại giao tử. – Có 2 cặp NST xảy ra trao đổi chéo tại một điểm sẽ tạo ra 24 loại giao tử. – Có 4 cặp NST không xảy ra trao đổi chéo tạo ra số loại giao tử là 42. Tối đa có số loại giao tử là 24118.4.22 loại giao tử. - Ở một loài, trong điều kiện giảm phân không phát sinh đột biến thì một cặp NST sẽ phân li cho 2 loại giao tử, nếu có trao đổi chéo tại một điểm thì trên mỗi cặp NST sẽ cho 4 loại giao tử, nếu có trao đổi chéo tại hai điểm trên một cặp NST thì sẽ cho 8 loại giao tử. - Số loại giao tử được tạo ra bằng tích số loại giao tử của các cặp NST. Câu 4. Cho cây thân cao, hoa đỏ tự thụ phấn, đời 1F có tỉ lệ 66% cây thân cao, hoa đỏ: 9% cây thân thấp, hoa đỏ: 9% cây thân cao, hoa trắng: 16% cây thân thấp, hoa trắng. Cho biết mỗi cặp tính trạng do một cặp gen quy định và mọi diễn biến trong quá trình sinh hạt phấn và quá trình sinh noãn diễn ra giống nhau. a. Hãy xác định quy luật di truyền chi phối phép lai b. Tìm tần số hoán vị gen và kiểu gen của bố mẹ. Hướng dẫn giải a. Hãy xác định quy luật di truyền chi phối phép lai. - Tìm quy luật di truyền của mỗi cặp tính trạng: + Tính trạng chiều cao Cây cao : Cây thấp = (66% + 9%) : (16% + 9%) = 75% : 25% = 3:1.  Cây cao là tính trạng trội so với cây thấp. Quy ước: A quy định cây cao, a quy định cây thấp. + Tính trạng màu hoa Hoa đỏ : hoa trắng = (66% + 9%) : (16% + 9%) = 75% : 25% = 3:1.  Hoa đỏ là tính trạng trội so với hoa trắng. Quy ước: B quy định hoa đỏ, b quy định hoa trắng. - Tìm quy luật di truyền về mối quan hệ giữa hai tính trạng Tích tỉ lệ của hai cặp tính trạng = (3:1)(3:1) = 9:3:3:1. Tỉ lệ phân li kiểu hình của bài toán là 66% : 16% : 9% : 9% = 66 : 16 : 9 : 9. Vậy tích tỉ lệ của hai cặp tính trạng (9:3:3:1) bé hơn tỉ lệ phân li của bài toán (66:16:9:9)  Hai cặp tính trạng di truyền theo quy luật liên kết không hoàn toàn (có hoán vị gen). b. Tìm tần số hoán vị gen và kiểu gen của bố mẹ. Muốn tìm tần số hoán vị gen phải dựa vào tỉ lệ của loại kiểu hình lặn. - Ở đời con, loại kiểu hình lặn (cây thấp, hoa trắng ) chiếm tỉ lệ 16%  Kiểu gen ab ab = 0,16.
Trang 4 Vì mọi diễn biến trong quá trình sinh hạt phấn và sinh noãn giống nhau, tức là nếu có hoán vị gen thì hoán vị gen ở giới đực có tần số bằng tần số hoán vị gen ở giới cái. 0,160,4.0,4.ab abab ab Cơ thể có 2 cặp gen dị hợp (Aa và Bb) sinh ra 4 loại giao tử nên tỉ lệ trung bình của mỗi loại giao tử là 1 0,25. 4 Trong trường hợp có hoán vị gen, giao tử hoán vị luôn có tỉ lệ thấp hơn tỉ lệ trung bình, giao tử liên kết có tỉ lệ cao hơn tỉ lệ trung bình.  Tần số hoán vị = 1 – 2.giao tử liên kết = 1 – 2.0,4 = 0,2.  ab là giao tử liên kết nên kiểu gen của bố mẹ là AB ab (Nếu ab là giao tử hoán vị thì kiểu gen của bố mẹ là AB ab ) Câu 5. Cho biết A quy định thân cao trội hoàn toàn so với a quy định thân thấp, B quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với b quy định hoa trắng. Cho cây thân cao hoa đỏ tự thụ phấn đời 1F có 4 loại kiểu hình, trong đó cây cao hoa trắng chiếm tỉ lệ 16%. Cho biết mọi diễn biến của quá trình giảm phân tạo hạt giống với quá trình giảm phân tạo noãn. Hãy xác định tần số hoán vị gen và kiểu gen của bố mẹ. Hướng dẫn giải * Phải dựa vào kiểu hình lặn để xác định tỉ lệ của giao tử mang gen lặn. Nếu giao tử có tỉ lệ bé hơn tỉ lệ trung bình thì đó là giao tử hoán vị. Từ giao tử hoán vị sẽ suy ra tần số hoán vị và kiểu gen của bố mẹ. Theo bài ra thì cây cao hoa trắng ở đời con chiếm tỉ lệ 16%.  Cây thấp hoa trắng có tỉ lệ bằng 25% - 16% = 9%. Mà cây thấp hoa trắng có kiểu gen ab ab cho nên ở đời 1F có 0,09.ab ab Mọi diễn biến của quá trình giảm phân tạo hạt phấn đều giống với quá trình tạo noãn tức là hoán vị gen xảy ra ở cả bố và mẹ với tần số như nhau  0,090,30,3.ab abab ab Giao tử ab có tỉ lệ 0,3. Cơ thể có 4 loại giao tử nên tỉ lệ trung bình của mỗi loại giao tử là 0,25. Trong trường hợp có hoán vị gen, giao tử hoán vị có tỉ lệ thấp hơn tỉ lệ của giao tử liên kết nên giao tử hoán vị luôn có tỉ lệ thấp hơn tỉ lệ trung bình, giao tử liên kết có tỉ lệ cao hơn tỉ lệ trung bình. Giao tử ab có tỉ lệ = 0,30,25 nên đây là giao tử liên kết.  Giao tử hoán vị có tỉ lệ 0,5 – 0,3 = 0,2. Vậy tần số hoán vị là 0,220,440%. Vì giao tử ab là giao tử liên kết nên kiểu gen của P là .AB ab - Dựa vào tỉ lệ của giao tử chỉ mang gen lặn để tính tần số hoán vị gen. Xác định tỉ lệ của giao tử chỉ mang gen lặn từ kiểu hình đồng hợp lặn về tất cả các tính trạng. - Khi bố mẹ đều dị hợp hai cặp gen thì sử dụng nguyên lí: Tỉ lệ kiểu hình aabb = tỉ lệ giao tử ab nhân với tỉ lệ giao tử ab. Tỉ lệ kiểu hình A-bb = aaB- = 0,25 – aabb. Tỉ lệ kiểu hình A-B- = 0,5 + aabb. Do vậy, khi biết tỉ lệ của một loại kiểu hình nào đó sẽ tính được tỉ lệ của tất cả các kiểu hình còn lại. Câu 6. Cho biết mỗi gen quy định một tính trạng và trội hoàn toàn. Xét phép lai ,ABAb abaB biết tần số hoán vị giữa hai gen A và B là 40%. a. Đời con có bao nhiêu loại kiểu gen, bao nhiêu loại kiểu hình? b. Tỉ lệ kiểu hình ở đời con. Hướng dẫn giải a. Đời con có bao nhiêu loại kiểu gen, bao nhiêu loại kiểu hình?