PHƯƠNG PHÁP GIẢI các DẠNG bài tập DI TRUYỀN LIÊN kết – HOÁN vị GEN

Cụ thể qua thống kê trong đề thituyển sinh hàng năm có không duới 4 bài liên quan di truyền liên kết hoán vị.Trong những năm gần đây dạng bài tập này được đưa vào dạng tích hợp với một

A ĐẶT VẤN ĐỀ

I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong chương trình sinh học 12 phần các quy luật di truyền luôn là phần khónhất với học sinh và đặc biệt là phần di truyền liên kết, hoán vị gen Đây là phần cónhiều dạng bài tập, các bài tập đòi hỏi học sinh phải có tư duy sâu, khả năng tínhtoán nhanh, móc xích nhiều kĩ năng với nhau, do đó khi giải các bài tập trongchương này học sinh đã gặp rất nhiều khó khăn Mặt khác đây là phần bài tậpthường có mặt trong đề thi tuyển sinh các năm và trong hầu hết các đề thi học sinhgiỏi lớp 12 của tỉnh Vĩnh Phúc và các tỉnh khác Cụ thể qua thống kê trong đề thituyển sinh hàng năm có không duới 4 bài liên quan di truyền liên kết hoán vị.Trong những năm gần đây dạng bài tập này được đưa vào dạng tích hợp với một sốquy luật khác càng gây khó khăn nhiều cho học sinh

Vì vậy để tạo điều kiện cho học sinh giải được các dạng bài tập liên quan đến Hoánvị gen Tôi đã chọn chuyên đề:

“PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN LIÊN KẾT – HOÁN VỊ GEN”

II NỘI DUNG

-Tần số hoán vị gen (f) thể hiện lực liên kết giữa các gen trên NST

- Các gen trên NST có xu hướng liên kết với nhau là chủ yếu Nên tần số hoán vị gen không vượt quá 50% ( f  50% )

-Tần số hoán vị gen thể hiện khoảng cách tương đối giữa các gen trên NST: các gen nằm càng xa nhau thì tần số hoán vị gen càng lớn và ngược lại các gen nằm gần nhau thì tần số hoán vị gen càng nhỏ

-Công thức tính tần số HVG (f)

(f) = (số giao tử HV / tổng số giao tử tạo thành) x 100%

(f) = (số cá thể có kiểu hình do HVG / tổng số cá thể thu được) x 100%(f) = 2 x tỷ lệ các giao tử hoán vị

Tần số hoán vị gen biểu thị khoảng cách giữa 2 gen trên cùng một NST, nói lên khả năng bắt chéo của NST trong giảm phân.

Số giao tử sinh ra do hoán vị gen

TSHVG (f) = x 100%

Tống số giao tử được sinh ra

Số tế bào sinh dục đi vào giảm phân có xảy ra trao đổi chéo

Tống số cá thể sinh ra trong phép lai phân tích

2 Chứng minh tần số hoán vị gen luôn nhỏ hơn hoặc bằng 50%.

a Xét trường hợp cá thể mang 2 cặp gen dị hợp tử cùng

- Giả sử ta có x tế bào sinh dục mang cặp gen đi vào giảm phân hình thành giao tử, trong đó có y tế bào sinh dục có xảy ra hiện tượng bắt chéo NST tại 1 điểm

nằm ở đoạn giữa 2 gen AB Số tế bào sinh dục sơ khai còn lại đi vào giảm phânkhông xảy ra bắt chéo

0 ≤ y ≤ x

- Gọi k là hệ số sinh giao tử; k =1 nếu đó là tế bào sinh dục cái (tế bào sinh trứng),

k = 4 nếu đó là tế bào sinh dục đực (tế bào sinh tinh)

- Tổng số giao tử được sinh ra là : kx (1)

- Với 1 tế bào sinh dục sơ khai đi vào giảm phân có xảy ra bắt chéo sẽ cho 4 loại (kiểu) giao tử tần số ngang nhau: AB = ab = Ab = aB =1/4 Trong đó có 2 loại giao tử bình thường AB và ab và 2 loại giao tử hoán vị Ab và aB

- Với y tế bào có xảy ra trao đổi chéo sẽ cho ky giao tử với số lượng giao tử mỗi

loại là:

AB = ab = Ab = aB =

- Tổng số giao tử sinh ra do hoán vị gen là: + = (2)

- Tần số hoán vị gen được tính như sau:

Số giao tử sinh ra do hoán vị gen

f = x 100% = ( ) / k x = (3)

Tống số giao tử được sinh ra

Từ (3) ta có công thức tính tần số hoán vị gen dự vào số tế bào sinh dục ssow khi

đi vào giảm phân và số tế bào có xẩy ra trao đổi chéo

Số tế bào sinh dục đi vào giảm phân có xảy ra trao đổi chéoTSHVG (f) = x 100%

2 x Tống số tế bào sinh dục đi vào giảm phân

b Xét trường hợp cá thể mang 2 cặp gen dị hợp tử chéo .

- Giả sử ta có x tế bào sinh dục mang cặp gen dị hợp tử chéo đi vào giảm phân hình thành giao tử, trong đó y tế bào sinh dục có xảy ra hiện tượng bắt chéo NST

tại 1 điểm nằm giữa 2 gen Ab và aB Số tế bào sinh dục sơ khai còn lại đi vào giảmphân không xảy ra bắt chéo

0 ≤ y ≤ x

- Gọi k là hệ số sinh giao tử; k =1 nếu đó là tế bào sinh dục cái (tế bào sinh trứng),

k = 4 nếu đó là tế bào sinh dục đực (tế bào sinh tinh)

Cách chứng minh tương tự, ta có:

- Tổng số giao tử được sinh ra là : kx (4)

- Với 1 tế bào sinh dục sơ khai đi vào giảm phân có xảy ra bắt chéo sẽ cho 4 loại (kiểu) giao tử tần số ngang nhau: AB = ab = Ab = aB =1/4 Trong đó có 2 loại giao tử bình thường Ab và aB và 2 loại giao tử hoán vị AB và ab.

- Với y tế bào có xẩy ra trao đổi chéo sẽ cho ky giao tử với số lượng giao tử mỗi

loại là:

AB = ab = Ab = aB =

- Tổng số giao tử sinh ra do hoán vị gen là: + = (5)

- Tần số hoán vị gen được tính như sau:

Số giao tử sinh ra do hoán vị gen

f = x 100% = ( ) / k x =

(6)

Tống số giao tử được sinh ra

Từ (6) ta có công thức tính tần số hoán vị gen dựa vào số tế bào sinh dục sơ khai đivào giảm phân và số tế bào có xẩy ra trao đổi chéo

Số tế bào sinh dục đi vào giảm phân có xảy ra trao đổi chéo TSHVG (f) = x 100%

2 x Tống số tế bào sinh dục đi vào giảm phân Kết luận và biện luận: Với 2 trường hợp dị hợp tử cùng hoặc dị hợp tử chéo, ta

đều có công thức về cách tính tần số hoán vị gen:

Số tế bào sinh dục đi vào giảm phân có xảy ra trao đổi chéo TSHVG (f) = x 100%

2 x Tống số tế bào sinh dục đi vào giảm phân

+ Khi y = 0 => f = 0: Tất cả tế bào sinh dục đi vào giảm phân không xảy ra hiện

tượng bắt chéo NST, các gen liên kết hoàn toàn

+ Khi y = x => f = 50%: Tất cảc tế bào sinh dục đi vào giảm phân đều xảy ra hiện tượng bắt chéo NST dẫn tới hoán vị gen với tần số f = 50%

+Tần số hoán vị gen phải là một số hửu tỉ

+ 1% tần số trao đổi chéo tương ứng với 1cM trên bản đồ gen

3 Phân biệt liên kết và hoán vị gen:

Phân biệt liên kết và hoán vị gen

Nội dung so

Nội dung quy

luật

- Các gen trên cùng 1 NST phân licùng nhau và làm thành nhómgen liên kết

- Số nhóm liên kết ở mỗi loàitương ứng với số NST trong bộđơn bội(n) của loài đó

- Số nhóm tính trạngliên kết tươngứng với số nhóm gen liên kết

- Trong quá trình giảm phân,các NST tương đồng có thểtrao đổi các đoạn tương đồngcho nhau dẫn đến hoán vịgen, làm xuất hiện tổ hợp genmới

Cơ sở tế bào

- Trong tế bào, số lượng gen lớnhơn nhiều số NST, nên mỗi NSTphải mang nhiều gen

- Sự phân li và tổ hợp của cặpNST tương đồng trong giảm phân

và thụ tinh dẫn đến sự phân li và

tổ hợp của nhóm gen liên kết

- Sự trao đổi chéo giữa cáccrômatit khác nguồn gốc củacặp NST tương đồng dẫn đến

sự trao đổi (hoán vị) giữa cácgen trên cùng một cặp NSTtương đồng

- Các gen nằm càng xa nhauthì lực liên kết càng yếu, càng

dễ xảy ra hoán vị gen

Điều kiện đúng - Các gen cùng nằm trên 1 NST, không có TĐC trong GP I. - Các gen cùng nằm trên 1 NST, xẩy ra TĐC trong GP I.

Ý nghĩa - Liên kết gen làm hạn chế xuất

hiện biến dị tổ hợp

- Đảm bảo sự duy trì bền vữngtừng nhóm tính trạngquy định bởi

- Hoán vị gen làm tăng tần sốbiến dị tái tổ hợp, tạo điều kiệncho các gen quý có dịp tổ hợplại với nhau  cung cấp

các gen trên cùng một NST Trongchọn giống nhờ liên kết gen màcác nhà chọn giống có khả năngchọn được những nhóm tínhtrạngtốt luôn luôn đi kèm vớinhau.

nguyên liệu cho chọn lọc nhântạo và chọn lọc tự nhiên, có ýnghĩa trong chọn giống và tiếnhoá

- Dựa vào kết quả phép laiphân tích có thể tính được tần

số hoán vị gen, tính đượckhoảng cách tương đối giữacác gen rồi dựa vào quy luậtphân bố gen theo đường thẳng

mà thiết lập bản đồ di truyền.

Tỉ lệ đặc trưng

lai dị hợp

1:2:12:1:13:1

Các loại tỷ lệ KH khác nhautùy thuộc tần số HVG(Khácliên kết, PLĐL)

Tỉ lệ đặc trưng

lai phân tích

1:1 4 KH khác nhau, tỉ lệ chia

thành 2 nhóm, nhóm lớn là doliên kết gen, nhóm nhỏ dohoán vị gen

4 Các dạng bài tập thường gặp:

4.1 Dạng bài tập xác định giao tử sinh ra do liên kết và hoán vị gen:

a Dạng bài tập số giao tử khác nhau về nguồn gốc NST phát sinh trong giảm phân:

- TH1: không có trao đổi chéo( TĐC) : số giao tử 2n

- TH2: Có TĐC 1 điểm xẩy ra ở m cặp: Số giao tử 2n+m

- TH3: Có TĐC 2 điểm không cùng lúc xẩy ra ở m cặp: Số giao tử 2n 3m

b Dạng BT xác định giao tử của các kiểu gen xác định:

- Liên kết gen: Kiểu gen đồng hợp cho một loại giao tử, kiểu gen dị hợp cho 2 loạigiao tử là tử và mẫu của phân số

VD:

AB/AB -> giao tử AB

AB/ab -> giao tử: AB = ab = 0,5

- Hoán vị gen:

Kiểu gen đồng hợp cho một loại giao tử:

Kiểu gen dị hợp cho 4 loại với tỷ lệ khác nhau:

- Kiểu gen hỗn hợp các loại trên thì lấy tích vào nhau.

b → 4 giao tử: 2 giao tử hvị AbE = aBe = f / 2 = 40% / 2 = 20%

2 giao tử liên kết ABe = abE = (1 –f ) / 2 = 30%

VD: Khi cho 1000 tế bào kiểu gen AB/ab giảm phân, trong đó có 200 tế bào xẩy ra

trao đổi chéo, tính tỷ lệ các giao tử tạo ra và tần số HVG

- Tỷ lệ tế bào không xẩy ra TĐC: 0,8 sẽ cho 2 loại giao tử: AB = ab = 0,4

- Tỷ lệ tế bào có TĐC: 0,2 sẽ cho 4 loại giao tử: AB= ab= Ab= aB = 0,05

- Vậy tỷ lệ các giao tử là: AB=ab= 0,45; Ab = aB = 0,05

- Tần số HVG = tổng tỷ lệ GT hoán vị = Ab +aB = 10%

d Dạng bài tập xác định kiểu gen khi biết giao tử do nó tạo ra:

- Nếu liên kết gen các giao tử tạo ra luôn bằng nhau

- Nếu hoán vị gen ta đánh giá tỷ lệ các giao tử:

+ Nếu tỷ lệ GT > 0,25 thì nó là giao tử liên kết (tỷ lệ của nó là: (1-f)/2)

+ Nếu tỷ lệ GT < 0,25 thì nó là giao tử hoán vị (tỷ lệ của nó là: (f/2)

VD: Cho biết kiểu gen dị hợp các cặp gen, nếu xuất hiện giao tử Ab = 0,2 thì kiểu

gen đã sinh ra giao tử đó là như thế nào và tần số hoán vị nếu có bằng bao nhiêu?

- Ta thấy Ab = 0,2 khác liên kết gen và phân li độc lập

- Ab = 0,2 <0,25 -> nó là giao tử hoán vị.

- Vậy tần số HVG là: f/2 = 0,2 -> f = 0,4

- Vậy KG là: AB/ab

4.2 Dạng bài tập xác định tần số hoán vị gen trong thực nghiệm:

Trong thực nghiệm muốn xác định tần số hoán vị gen của 2 gen người tathường dùng phép lai phân tích cá thể lai F1 mang 2 cặp gen dị hợp hoặc cho F1 tựthụ phấn

a Nếu dùng phép lai phân tích: Ta sẽ căn cứ vào số lượng cá thể sinh ra do hoán

vị gen để tính

P: A-B- x aabb

Fa: a) 1 A-B- : 1 aabb

b) 1 A-bb- : 1 c) 1 A-B- : 1 aabb : 1 A-bb- : 1 aaB-d) n1 A-B- : n2 aabb : m1 A-bb- : m2 aaB-

+ hoặc phân ly độc lập AaBb

+ hoặc và hoán vị 50%

+ hoặc và hoán vị 50%

- Với trường hợp (d) Fa = n1 (A-B-) : n2 aabb : m1 A-bb- : m2 aaB- , ta phải làmphép so sánh giửa tổng của (n1 + n2) và (m1 + m2)

+ Nếu (n1 + n2) < (m1 + m2) thì 2 nhóm kiểu hình A-B- và aabb là nhóm sinh

ra do loại giao tử bình thường, 2 nhóm kiểu hình A-bb và aaB- là nhóm sinh ra do

loại giao tử hoán vị Vậy kiểu gen của P phải là và tần số hoán vị gen được

tính như sau:

f = (n1+n2)/(n1+n2+m1+m1) + Nếu (n1 + n2) > (m1 + m2) thì 2 nhóm kiểu hình A-B- và aabb là nhóm sinh ra do loại giao tử hoán vị, 2 nhóm kiểu hình A-bb và aaB- là nhóm sinh ra do loại giao

tử bình thường Vậy kiểu gen của P phải là và tần số hoán vị gen được tính

như sau:

m1 + m2

f = x 100

n1 + n2 + m1 + m2

b Nếu dùng phép tự phối hoặc cho F 1 tạp giao với nhau.

F2 sẽ nhận được 4 nhóm kiểu hình: A-B- ; A-bb; aaB- ; aabb

Quan hệ tần số giữa các nhóm kiểu hình thỏa mãn công thức:

% A-bb = % aaB-

% A- B- + % A-bb ( hoặc % aaB- ) = 75% F1

% aabb + % A-bb ( hoặc % aaB-) = 25% F1

Thông thường, tần số hoán vị gen được tính dựa vào các cá thể có kiểu hình đồng hợp lặn aabb

Tần số hoán vị gen cũng có thể được tính dựa vào các nhóm kiểu hình A-bb, aaB-,A-B-

Trong trường hợp tự phối, nếu hoạt động của NST diễn ra trong các tế bào sinh

tinh và sinh trứng giống nhau, tần số hoán vị gen f được tính bằng căn bậc hai của

tỉ lệ % kiểu hình đồng hợp lặn aabb

f =

Nếu f < 25% thì cá thể đó mang gen dị hợp chéo, nếu f > 25% thì cá thể đó mang gen dị hợp cùng

Nếu tạp giao thì ta phải gọi f1, f2 lần lượt là tần số hoán vị gen của cá thể dực và cá thể cái.

Bước 2.

Xác định tần số hoán vị gen (f) từ đó suy ra KG của P và tần số hoán vị gen

*Cơ sở lý thuyết:Dùng phương pháp phân tích giao tử để xác định tần số HVG ( f )

Từ tỉ lệ phân tính ở thế hệ lai( thường căn cứ vào tỉ lệ % kiểu hình mang một tínhtrạng trội và một tính trạng lặn)  tỉ lệ giao tử liên kết( hoặc tỉ lệ giao tử hoán vị)

 KG của cá thể đem lai

Bước 3:

Lập sơ đồ lai kiểm chứng

Bài tập vận dụng:

1.

Trường hợp HVG xảy ra một bên bố hoặc mẹ

Ví dụ 1: Khi cho giao phối giữa hai nòi ruồi giấm thuần chủng : Thân xám cánh

dài với thân đen cánh ngắn, F1 thu được toàn thân xám cánh dài , cho F1 tạp giaothu được F2 có tỉ lệ phân li như sau:

=> P: BB x bb và F1 : Bb x Bb (2)

+ Từ (1) và (2)  P (AA,BB) x (aa,bb) và F1 là (Aa,Bb) x (Aa,Bb)

*Phân tích tỉ lệ phân tính KH của đồng thời hai cặp tính trạng:

( Xám : Đen ) x ( Dài : Ngắn ) = (3: 1 ) x (3: 1 ) = 9:3:3:1

Theo bài ra :

Xám, Dài : Xám, Ngắn : Đen, dài : Đen, ngắn = 70%: 5%: 5%: 20%  9:3:3:1  hai cặp tính trạng di truyền tuân theo qui luật hoán vị gen

-Biện luận:

+F2 xuất hiện tính trạng hoa đỏ, hạt phấn tròn  F1 không thuần chủng có kiểu gendị hợp hai cặp gen.Vậy hoa tím, hạt phấn dài biểu hiện trong kiểu gen dị hợp làtính trạng trội

Qui ước: A qui định hoa tím ; a qui định hoa đỏ

B qui định hạt phấn dài ; b qui định hạt phấn tròn

F2 50,16% hoa tím, hạt phấn dài ; 24,84% hoa tím, hạt phấn tròn

24,84% hoa đỏ, hạt phấn dài ; 0,16% hoa đỏ, hạt phấn tròn

DạngII:

Dự kiện bài cho:

- KH của P và cho biết trước KG của F1 hoặc không cho biết trước KH của P vàkiểu gen cuả F1

- Tỉ lệ % 1 loại KH ở thế hệ con lai F2 nhưng không phải là mang cả hai tính trạnglặn (aa,bb), mà thường mang một tính trạng trội và một tính trạng lặn(A-,bb hoặcaa,B-)

được 18400 cây bao gồm 4 kiểu hình, trong đó có 4416 cây thân cao, hạt trắng ( Biết rằng mỗi tính trạng do một gen qui định)

Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2

Bài giải:

Bước1.

-P thuần chủng hai cặp tính trạng đem lai F1 đồng tính trạng thân cao, hạt vàng( phù hợp ĐL đồng tính Men del )  tính trạng thân cao(A ) là trội hoàn toàn sovới thân thấp(a); hạt vàng (B ) là trội hoàn toàn so với hạt trắng (b) và kiểu gen

F1(Aa, Bb)

-Tỉ lệ cây cao, hạt trong(A-bb) ở F2 = x 100% = 24%(0,24)  18,75%( ) 25%( )  qui luật di truyền chi phối hai cặp tính trạng là qui luật di truyền hoánvị gen  KG(p) x  KG(F1)

Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2

( cho biết mỗi gen quy định một tính trạng )

Bài giải:

Bước1:

-P thuần chủng hai cặp tính trạng tương phản đem lai F1 đồng tính trạng cây cao,chín sớm( phù hợp định luật đồng tính Melđen )  cao, chín sớm trội so với thấp,chín muộn

+qui ước A: cao a: thấp

B: chín sớm b: chín muộn +F1 có kiểu gen dị hợp hai cặp gen (Aa,Bb)

-Tỉ lệ phân tính kiểu hình ở F2

cây cao, chín muộn ( A-;bb) = 12,75%    qui luật di truyền chi phối sự ditruyền hai cặp tính trạng là qui luật di truyền hoán vị gen

+y = 0,15  0,25 (giao tử hoán vị gen)

+Suy ra kiểu gen F1 là và tần số HVG (f) = 0,15 x 2 = 0,3 => Giao tử liên kết =70%

+Kiểu gen của P x

F2 62.25% cao, chín sớm; 12.75% cao, chín muộn;

12.75% thấp, chín sớm; 12.25% thấp, chín muộn

Dạng III :

Dữ kiện bài cho:

-Cặp tính trạng trội, lặn hoàn toàn

-Số tế bào trải qua giảm phân tạo giao tử ,và số tế bào xảy ra hoán vị gen

-Các giao tử đều tham gia vào quá trình thụ tinh

-Tần số HVG(p) = (số giao tử HV/ tổng số giao tử tạo thành) x 100%

Bước2:Xác định tỉ lệ KH ở thế hệ lai:

-Dựa vào dự kiện bài biện luận xác định KG của P

-Lập sơ đồ lai tỉ lệ phân tính KH ở thế hệ lai

Bài tập vận dụng:

Ví dụ:

Cây đậu lai F1 mang kiểu hình hoa tím- hạt phấn dài tương ứng với sự có mặt củahai cặp gen dị hợp trên NST tương đồng Giả sử có 1000 tế bào sinh giao tử trảiqua giảm phân để phát sinh hạt phấn, trong đó có 100 tế bào xảy ra hoán vị gen.Cây F1 được dùng làm trong phép lai phân tích để cho thế hệ lai.Tính tỉ lệ % cácloại kiểu hình ở thế hệ lai.Biết rằng tất cả hạt phấn sinh ra đều tham gia thụ tinh vàhoa tím trội hoàn toàn so với hoa đỏ, hạt phấn dài trội hoàn toàn so với hạt phấntròn

Bài giải:

1.Xác định tần số Hoán vị gen:

- Số hạt phấn được hình thành từ 1000 tế bào sinh hạt phấn là: 4.1000 = 4000

- Nếu 1 tế bào sinh hạt phấn xảy ra hoán vị gen sẽ cho hai loại giao tử với tỉ lệ mỗiloại giao tử là:

+giao tử liên kết = giao tử hoán vị gen =

Vì vậy từ 100 tế bào sinh hạt phấn xảy ra hoán vị gen thì số hạt phấn xảy ra hoán vị gen là: = 200

Vậy tần số hoán vị gen là: p = x 100% = 5%

2.Xác định tỉ lệ phân tính KH ở thế hệ lai (F2) :

-Biện luận xác định KG của F1

+Qui ước A: hoa tím a: hoa đỏ