NHẬN BIẾT QUY LUẬT LIÊN KẾT GEN Xét bố mẹ có kiểu gen chứa hai cặp gen dị hợp Nếu tỉ lệ chung của cả hai loại tính trạng không bằng tích tỉ lệ của hai loại tính trạng, đồng thời số loại
Trang 1CHUYÊN ĐỀ: CÁC DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN LIÊN KẾT
Tính quy luật của hiện tượng di truyền là những kiến thức trọng tâm của chương trình sinh học 12, trong đó các kiến thức về di truyền liên kết và các dạng bài tập di truyền liên kết là những nội dung hay và khó Để giúp học sinh
có thể nhận biết quy luật và vận dụng vào giải các bài tập dễ dàng hơn, giáo viên nên cung cấp các dạng bài tập di truyền liên kết và phương pháp giải một cách hệ thống Trong phạm vi chuyên đề này, chúng tôi đề cập đến hệ thống cácbài tập di truyền liên kết nhằm giúp học sinh có thể nhận đúng các dạng bài tập
và giải bài nhanh, chính xác hơn
Tác giả chuyên đề: Nguyễn Thị Thu Hiền
Giáo viên Sinh học - Trường THPT Trần Phú
Chuyên đề áp dụng cho học sinh lớp 12
Thời lượng: 24 tiết
Nhận dạng bài toán thuộc quy luật di truyền liên kết
Di truyền liên kết gồm hai trường hợp: liên kết hoàn toàn( liên kết gen) và liên kết không hoàn toàn
CÁC DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN LIÊN KẾT
I NHẬN BIẾT QUY LUẬT LIÊN KẾT GEN
( Xét bố mẹ có kiểu gen chứa hai cặp gen dị hợp)
Nếu tỉ lệ chung của cả hai loại tính trạng không bằng tích tỉ lệ của hai loại tính trạng, đồng thời số loại biến dị tổ hợp giảm -> có hiện tượng di truyền liên kết hoàn toàn
1 Dựa vào phép lai phân tích:
Nếu kết quả phép lai phân tích chỉ có hai loại kiểu hình với tỉ lệ phân tính 1:1->
có hiện tượng di truyền liên kết hoàn toàn
2 Dựa vào phép lai không phải là lai phân tích( tự phối hoặc giao phối giữa các cá thể dị hợp)
+ Căn cứ vào tỉ lệ phân tính của kiểu hình ở đời con
Nếu đời con chỉ có 2 loại KH với tỉ lệ phân tính là 3:1 hoặc có 3 loại kiểu hình với tỉ lệ phân tính là 1:2:1 -> có hiện tượng di truyền liên kết hoàn toàn
+ Căn cứ vào tỉ lệ kiểu hình của một loại kiểu hình
* Nếu kết quả lai có tỉ lệ kiểu hình 2 tính trạng lặn bằng 25% -> 2 cặp gen dị hợp liên kết hoàn toàn trên 1 cặp nhiễm sắc thể, và bố mẹ có kiểu gen dị đồng
* Nếu kết quả lai có tỉ lệ kiểu hình 1 tính trạng trội và 1 tính trạng lặn bằng 25%-> 2 cặp gen dị hợp liên kết hoàn toàn trên 1 cặp nhiễm sắc thể và kiểu gen của
bố mẹ là dị chéo
II CÁC DẠNG BÀI TẬP LIÊN KẾT GEN
Trang 2Dạng 1: Xác định số loại giao tử và tỉ lệ các loại giao tử, thành phần gen của giao tử
- Trường hợp có nhiều nhóm gen liên kết mang các cặp gen dị hợp thì:
+ Số lượng các loại giao tử bằng tích các loại giao tử của mỗi nhóm gen liên kết+ Tỉ lệ các loại giao tử được xác định bằng bảng hoặc sơ đồ phân nhánh hay nhân đại số các loại giao tử của mỗi nhóm gen liên kết
Lưu ý: Để xác định nhanh tỉ lệ từng loại giao tử nên sử dụng phương pháp nhânđại số
1 Kiểu gen (AB / ab) : 2 kiểu giao tử AB = ab = 1/2
2 Kiểu gen (AbD / aBd) : 2 kiểu giao tử AbD = aBd = 1/2
4 Kiểu gen (Aa, BD / bd) : 4 kiểu giao tử
Trang 3Tỉ lệ các loại giao tử : ( 1/2AB : 1/2aB) ( 1/2 De: 1/2dE) = AB De = AB d E =
- Bước 1: Quy ước gen
- Bước 2: Xác định tỉ lệ giao tử của P
- Bước 3: Lập bảng suy ra tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình của thế hệ sau
b Xét nhiều cặp nhiễm sắc thể tương đồng
- Quy ước gen
- Xác định tỉ lệ giao tử của từng cặp nhiễm sắc thể tương đồng
- Xác định kết quả lai của từng cặp nhiễm sắc thể tương đồng
- Xác định kết quả lai của tất cả các cặp bằng phương pháp lập bảng hoặc nhân đại số
2 Bài tập vận dụng:
Bài 1: Ở cà chua, A quy định cây cao, a quy định cây thấp; B quy định quả tròn, b quy định quả bầu; D quy định chín sớm, d quy định chín muộn Trong quá trình di truyền , các gen nằm trên cùng một cặp NST, liên kết gen hoàn toàn Xác định tỉ lệ phân li kiểu gen, tỉ lệ phân li kiểu hình các phép lai sau:
1 P1 : ♀ (AB / ab) x ♂ (AB / ab)
Trang 42 P2 : ♀ (AbD / aBd) x ♂ (AbD / aBd)
3 P3 : ♀ (Aa, BD / bd) x ♂ (Aa, BD / bd)
Giải:
+ Quy ước gen : A: cây cao ; B: quả tròn ; D: chín sớm a: cây thấp ; b : quả bầu ; d: chín muộn
1 P1 : ♀ (AB / ab) x ♂ (AB / ab)
GP1: ( AB: ab) (AB : ab)
KG F1 : 1(AB / AB) : 2 (AB / ab) : 1 (ab / ab)
Tỉ lệ kiểu hình : 3 cây cao, quả tròn : 1 cây thấp quả bầu
2 P2 : ♀ (AbD / aBd) x ♂ (AbD / aBd)
GP2: ( AbD : aBd) ; ( AbD : aBd)
Trang 5Bài 2: Ở 1 loài hoa, gen B và gen D quy định hoa đỏ, kép trội hoàn toàn so với gen b và gen d quy định hoa trắng, đơn Xác định kết quả phép lai ở đời thứ 2 khi cho cây bố hoa trắng, kép lai với hoa đỏ, đơn thuần chủng.
1/4 cây hoa đỏ, đơn: 2/4 cây hoa đỏ, kép: 1/4 cây hoa trắng, kép
Dạng 3: Biết kiểu hình của P & tỉ lệ kiểu hình ở đời con Xác định kiểu gen của P
1 Phương pháp giải:
Bước 1.
-Biện luận xác định tính trạng trội lặn, và qui luật di truyền chi phối sự di
truyền của từng cặp tính trạng dựa vào quy luật di truyền của Mendel
- Xét sự di truyền đồng thời của các cặp tính trạng bằng cách nhân đại số tỉ lệ phân li của từng cặp tính trạng với nhau và so sánh với tỉ lệ phân li của qui luật phân li độc lập và tổ hợp tự do
- Từ tỉ lệ phân tính ở thế hệ lai ⇒ KG của cá thể đem lai
* Cách xác định kiểu gen
Xét hai cặp gen dị hợp cùng nằm trên 1 cặp nhiễm sắc thể
a Trong phép lai phân tích
+ Nếu kết quả Fa có tỉ lệ 1:1 gồm ( KH mang 2 tính trạng trội và KH mang 2 tính trạng lặn) -> cá thể đem lai phân tích có kiểu gen dị hợp đều AB/ab
+ Nếu kết quả Fa có tỉ lệ 1:1( gồm KH mang 1 tính trạng trội và 1 tính trạng lặn
và KH mang 1 tính trạng lặn, 1 tính trạng trội) -> cá thể đem lai phân tích có kiểu gen dị hợp chéo Ab/aB
b Trong phép lai không phải lai phân tích
Xét các cơ thể bố mẹ đều dị hợp 2 cặp gen
+ Nếu kết quả lai có tỉ lệ kiểu hình 3:1 -> KG của P dị đều
AB/ab x AB/ab
+ Nếu kết quả lai có tỉ lệ kiểu hình 1:2:1 -> KG của P dị chéo
Ab/aB x Ab/aB
Trang 62 Bài tập vận dụng
1 Khi cho 2 thứ lúa thân cao, hạt tròn lai với thân thấp, hạt dài Ở đời con có tỉ
lệ 50% cây thân cao, hạt tròn và 50% cây thân thấp, hạt dài Xác định KG của
P Biết A - thân cao, a - thân thấp; B - hạt tròn, b- hạt dài
Cây cao, tròn: AB/ab
Cây thấp dài: ab/ab
2 Ở cà chua, lai bố mẹ đều có KH quả đỏ, có khía với nhau được đời con 198 cây quả đỏ, bầu dục: 403 cây quả đỏ, có khía: 202 cây quả vàng, có khía Xác định KG của P?
Giải:
- Xét sự di truyền tính trạng màu sắc quả:
Đỏ/ vàng = 3:1 -> Đây là tỉ lệ quy luật phân li -> Đỏ trội so với vàng, KG của P
A - Đỏ, a - vàng; B - quả có khía, b - quả bầu dục
- Xét tỉ lệ phân li ở đời con
Cây quả đỏ, bầu dục: cây quả đỏ, có khía: cây quả vàng, có khía = 1:2:1 -> Có hiện tượng di truyền liên kết
KG của P: Ab/aB x Ab/aB
Dạng 4: Tính số lượng các kiểu gen
Dạng bài tập dựa trên cơ sở quy luật di truyền liên kết thường áp dụng trong di truyền học quần thể
1 Phương pháp giải:
Trang 7Cho gen I có n alen, gen II có m alen Hai gen trên cùng nằm trên mộtcặp NST tương đồng Xác định số KG tối đa trong quần thể đối với 2lôcus trên.
1.1 Đối với NST thường:
- Trên NST thường: tổng số kiểu gen = N/2(N + 1)
- Trên NST giới tính : tổng số kiểu gen= N/2(N + 1)+ N
2/ Mở rộng: công thức TQ trên vẫn đúng trong trường hợp nhiều gen với nhiều alen
- Trên NST thường: tổng số kiểu gen = N/2(N + 1)
- Trên NST giới tính : tổng số kiểu gen= N/2(N + 1)+ N
b Gen I nằm trên cặp NST thường, gen II và III cùng nằm trên NST giới tính X
ở đoạn không tương đồng với Y
c Cả 3 gen trên đều nằm trên một cặp NST thường
Trang 8d Cả 3 gen trên đều nằm trên NST X ở đoạn không tương đồng với Y
GIẢI
Câu a
- Số KG tối đa đối với gen I = r/2(r+1) = 3/2(3+1) = 6
- Số KG tối đa đối với 2 gen II và III = mn/2(mn + 1) = (4 x 5)/2 x [(4 x 5)+1]
= 210
Vậy số KG tối đa trong QT với 3 locus trên = 6 x 210 = 1260
Câu b
- Số KG tối đa đối với gen I = r/2(r+1) = 3/2(3+1) = 6
- Số KG tối đa đối với 2 gen II và III = mn/2(mn + 3) = (4 x 5)/2 x [(4 x 5)+3]
- Tách riêng từng nhóm gen liên kết
- Xác định kết quả tổng hợp bằng lập bảng hoặc nhân đại số
b Xác định kết quả lai khi biết kiểu gen của P
- Tách riêng từng nhóm liên kết để xác định kết quả
- Kết quả chung bằng tích các nhóm tỉ lệ khi xét riêng( nhân đại số, bảng, sơ đồ phân nhánh)
- Xác định từng loại KG hoặc từng loại KH cụ thể thì nên sử dụng phương phápnhân đại số
c Xác định quy luật di truyền chi phối và kiểu gen của P khi biết kết quả lai
- Xét riêng từng cặp tính trạng để tìm ra quy luật di truyền chi phối từng cặp tính trạng
- Xét sự di truyền đồng thời từng hai cặp tính trạng dựa vào kết quả ta suy ra tính trạng nào phân li độc lập, các tính trạng nào di truyền liên kết gen
- Từ đó xác định KG chung của P
2 Bài tập vận dụng
Bài 1: Ở 1 loài thực vật có gen A quy định quả to, gen a quy định quả nhỏ; gen
B quy định quả chín sớm, gen b quy định qủa chín muộn; Gen D quy định quả ngọt, gen d quy định quả chua; Gen E quy định hạt màu đen, gen d quy định hạtmàu trắng
Trang 9Cặp bố mẹ có kiểu gen AD/ad BE/be x AD/ad BE/be
a Ở F1 số kiểu hợp tử xuất hiện là bao nhiêu?
b Xác định tỉ lệ loại kiểu hình quả to, chín muộn, vị ngọt, hạt màu trắng ở đời F1?
Giải:
a Số kiểu hợp tử xuất hiện là:
+ Cặp AD/ad x AD/ad 4 kiểu hợp tử
+ Cặp BE/be x BE/be 4 kiểu hợp tử
-> Cặp lai tạo ra : 4 x 4 = 16
b Tỉ lệ loại kiểu hình quả to, chín muộn, vị ngọt, hạt trắng là:
+ Cặp AD/ad x AD/ad 1/4 AD/AD + 2/4 AD/ad ( 3/4 quả to, ngọt)
+ Cặp BE/be x BE/be 1/4 be ( 1/4 quả chín muộn, hạt trắng)Như vậy, tỉ lệ cây có KH quả to, chín muộn, vị ngọt, hạt màu trắng là
3/4 x 1/4 = 3/16
Bài 2: Đem lai giữa bố mẹ đều thuần chủng lúa thân cao, hạt tròn, đục với lúa thân thấp, hạt dài, trong thì nhận được F1 100% lúa thân cao, hạt tròn, đục Tiếptục cho F1 giao phấn với nhau được F2 có tỉ lệ:
56,25% cây cao, hạt tròn, đục
18,75% cây cao, hạt dài, trong
18,75% cây thấp, hạt tròn đục
6,25% cây thấp, hạt dài, trong
Hãy xác định kiểu gen của bố mẹ?
Bài giải
* Quy luật di truyền kích thước thân và hình dạng hạt
+ F1 đồng loạt xuất hiện cây cao, hạt tròn, đục -> Các tính trạng cây cao, hạt tròn, đục là các tính trạng trội so với các tính trạng cây thấp, hạt dài, trong
- Kích thước thân và màu sắc hạt
Cây cao, đục: cây cao, trong: cây thấp, đục: cây thấp trong = 9:3:3:1
-> hai cặp tính trạng di truyền phân li độc lập với nhau
- HÌnh dạng hạt, màu sắc hạt
Hạt tròn, đục : hạt dài, trong = 3:1 -> có hiện tượng di truyền liên kết gen
- KG của bố mẹ là:
Trang 10* Xác định quy luật di truyền chi phối
- Bước 1: Tách riêng từng tính trạng để xác định quy luật di truyền chi phối từng cặp tính trạng
- Bước 2: Xét sự di truyền đồng thời của các cặp tính trạng, nếu tỉ lệ kiểu hình chung cho cả hai tính trạng không bằng tích của hai nhóm tỉ lệ xét riêng Mặt khác thấy giảm xuất hiện biến dị tổ hợp -> có hiện tượng di truyền liên kết giữa hai trong ba cặp gen
* Xác định kiểu gen
- Xác định các gen thuộc nhóm liên kết
+ TH1: Nếu vai trò của gen A và gen B như nhau( tương tác kiểu 9:6:1; 9:7; 15:1) thì lựa chọn 1 trong hai gen liên kết với gen còn lại
+ TH2: Nếu vai trò của các gen trong nhóm tương tác khác nhau( tương tác kiểu9:3:3:1; 9:3:4; 12:3:1; 13:3) cần dựa vào loại KH có kiểu gen đơn giản nhất để xác định nhóm gen liên kết
- Xác định các gen liên kết có vị trí đồng hay đối
Để xác định vị trí các gen nên dựa vào sự xuất hiện hay không xuất hiện của loại KH có kiểu gen đơn giản nhất hoặc kiểu gen đồng hợp lặn -> xác định vị trícác gen là liên kết đồng hay đối-> xác định kiểu gen của P
* Viết sơ đồ lai
2 Bài tập vận dụng
Cho F1 tự thụ phấn nhận được F2 phân li theo tỉ lệ:
11 cây thân cao, hoa đỏ: 4 cây thân cao, hoa vàng: 1 cây thân thấp, hoa đỏ
Biết màu sắc được điều khiển bởi 1 cặp alen
Xác định kiểu gen của F1?
Trang 11+ Quy ước: A-B- , A-bb, aaB- : thân cao; aabb- thân thấp
Kích thước thân, màu sắc hoa = ( 15: 1)( 3:1) khác tỉ lệ đề bài -> có hiện tượng
di truyền liên kết gen
* Xác định KG của F1
+ F2 xuất hiện kiểu hình thân thấp, hoa đỏ có KG aabb, D- do đó F1 tạo loại giao tử abD hoặc aDb -> Các gen liên kết đối
+ Kiểu gen của F1 :
Aa Bd/bD x Aa Bd/bD hoặc Ad/aD Bb x Ad/aD Bd
CÁC DẠNG BÀI TẬP HOÁN VỊ GEN
I NHẬN BIẾT QUY LUẬT HOÁN VỊ GEN
( Xét hai cặp gen dị hợp)
1 Dựa vào phép lai phân tích:
Nếu kết quả phép lai phân tích có những kiểu hình khác bố mẹ và tỉ lệ không bằng nhau -> có hiện tượng hoán vị gen xảy ra
2 Dựa vào phép lai không phải là lai phân tích( tự phối hoặc giao phối giữa các cá thể dị hợp)
+ Căn cứ vào tỉ lệ phân tính của kiểu hình ở đời con
Nếu đời con có số loại kiểu hình nhiều hơn ở thế hệ bố mẹ và có tỉ lệ kiểu hình khác với tỉ lệ phân li kiểu hình theo triển khai của công thức ( 3+1)n thì chứng
tỏ có hiện tượng hoán vị gen
+ Căn cứ vào tỉ lệ kiểu hình của một loại kiểu hình
* Nếu kết quả lai có tỉ lệ kiểu hình 2 tính trạng lặn khác 25% và khác 6.25% ->
2 cặp gen dị hợp liên kết không hoàn toàn trên 1 cặp nhiễm sắc thể
* Nếu kết quả lai có tỉ lệ kiểu hình 1 tính trạng trội và 1 tính trạng lặn khác 25%
và khác 18.75% -> 2 cặp gen liên kết không hoàn toàn
II CÁC DẠNG BÀI TẬP HOÁN VỊ GEN
Dạng 1: Xác định số loại giao tử và tỉ lệ giao tử, thành phần các loại giao tử
a Trường hợp 1: Mỗi nhóm gen liên kết chứa hai cặp gen dị hợp
Trang 12- Loại giao tử hoán vị chiếm tỉ lệ nhỏ: f/2
+ Nếu có nhiều cặp nhiễm sắc thể tương đồng mà mỗi cặp nhiễm sắc thể chứa 2cặp gen dị hợp cùng trao đổi chéo thì ta lập bảng hoặc nhân đại số hay sơ đồ phân nhánh để xác định tỉ lệ giao tử suy ra từ trường hợp có 2 cặp gen dị hợp
b Trường hợp 2: Mỗi nhóm gen liên kết có 3 cặp gen dị hợp
1 Phương pháp giải:
* Nếu có 1 cặp nhiễm sắc thể tương đồng chứa 3 cặp gen dị hợp
+ Xảy ra trao đổi chéo tại hai điểm không đồng thời
- Số loại giao tử : 6 loại
- Tỉ lệ các loại giao tử: tùy thuộc tần số hoán vị gen
+ Xảy ra trao đổi chéo tại hai điểm đồng thời
- Số loại giao tử: 8 loại
- Tỉ lệ các loại giao tử: tùy thuộc tần số hoán vị gen
* Nếu có nhiều cặp NST tương đồng chứa 3 cặp gen dị hợp thì tách riêng từng cặp và tính kết quả của mỗi cặp, rồi sử dụng phương pháp lập bảng, hay nhân đại số hoặc sơ đồ phân nhánh để xác định của tất cả các cặp
Bài 2: Một cá thể có kiểu gen Ab/aB De/dE Trong quá trình giảm phân
xảy ra hoán vị giữa A,a với tần số 20 %; giữa E, e với tần số 40 % Hãy xác định số loại giao tử và tỉ lệ các loại giao tử được tạo ra?
Giải:
a Số loại giao tử:
- Cặp gen Ab/aB khi giảm phân tạo ra 4 loại giao tử
- Cặp gen De/dE khi giảm phân tạo ra 4 loại giao tử
-> Cơ thể có KG Ab/aB De/dE tạo ra 4x4 = 16 loại giao tử
Trang 13DE = de = 0.1
- Tỉ lệ các loại giao tử
( 0.4 Ab , 0.4aB, 0.1AB, 0,1ab) x ( 0.4De, 0.4dE, 0.1DE, 0.1de)
= 0.16 Ab De , 0.16 Ab dE, 0.16 aB De, 0.16 aB dE, 0.04Ab DE, 0.04Ab de, 0.04aB DE, 0.04 aB de, 0.04 AB De, 0.04 AB dE, 0.04 ab De, 0.04 ab dE, 0.01
AB DE, 0.01 AB de, 0.01 ab DE, 0.01 ab de
Bài 3: Cơ thể có kiểu gen sau: ABD/abd, biết f (A và a) = 0,3; f (D và d) = 0,2
Về mặt lí thuyết, xác định số loại và tỉ lệ mỗi loại giao tử tạo ra khi cơ thể này giảm phân?
Giải:
- Xảy ra trao đổi chéo tại 2 điểm không đồng thời: 6 loại giao tử
2 loại giao tử liên kết gen: ABD = abd = 0,25
4 loại giao tử hoán vị gen: Abd = aBD = 0,15
ABd = abD = 0,1
- Xảy ra trao đổi chéo tại hai điểm đồng thời: 8 loại giao tử
2 loại giao tử liên kết gen: ABD = abd = 0.23
6 loại giao tử hoán vị gen: Abd = aBD = 0,12
ABd = abD = 0,07 AbD = aBd = 0,03 Lưu ý:
- Tỉ lệ các loại giao tử hoán vị < 0.25
- Khi xác định tỉ lệ các loại giao tử thì:
+ Sử dụng bảng( giống khung pennet) hoặc sơ đồ phân nhánh nên áp dụng khi xác định tất cả tỉ lệ các loại để tránh nhầm lẫn
+ Sử dụng phương pháp nhân đại số khi xác định 1 hoặc 1 số loại giao tử Phương pháp này thuận lợi khi làm bài tập trắc nghiệm
Dạng 2: Biết gen trội, lặn, kiểu gen của P và tần số hoán vị gen Xác định kết quả lai
1 Phương pháp giải:
a Xét 1 cặp NST tương đồng chứa 2 cặp gen dị hợp
- Quy ước gen
- Xác định tỉ lệ giao tử của P
- Lập biểu thức, suy ra tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình
b Xét nhiều cặp NST tương đồng chứa 2 cặp gen dị hợp