Chuyên đề môn sinh học CHUYÊN đề LIÊN kết GEN – HOÁN vị GEN

+ Theo Moocgan: hai cặp gen đó nằm trên một cặp nhiễm sắc thể  kiểu gen của F1 là: - Xét phép lai thuận: + Cái thân đen, cánh cụt có kiểu gen  cho một loại giao tử + Fa thu được hai tổ

CHUYÊN ĐỀ LIÊN KẾT GEN – HOÁN VỊ GEN

Giáo viên: Nguyễn Thị Thu Hương Tổ: Hóa – Sinh – Thể Dục

Phương pháp giải bài tập liên kết gen – hoán vị gen’’ với hi vọng giúp các em

ôn thi đại học – cao đẳng một cách hiệu quả

PHẦN B: NỘI DUNG

I HỆ THỐNG KIẾN THỨC:

1 Thí nghiệm: Ở ruồi giấm

PTC: Thân xám, cánh dài x Thân đen, cánh cụt

F1: 100% thân xám, cánh dài

Lai phân tích F1 theo hai hướng:

+ Phép lai thuận:

đực F1 thân xám, cánh dài x cái thân đen, cánh cụt

Fa: 50% thân xám, cánh dài: 50% thân đen, cánh cut

+ Phép lai nghịch:

cái F1 thân xám, cánh dài x đực thân đen, cánh cụt

Fa: 41% thân xám, cánh dài

41% thân đen, cánh cụt9% thân xám, cánh cụt9% thân đen, cánh dài

2 Giải thích (Cơ sở tế bào học):

- Từ P và kết quả F1  thân xám, cánh dài là trội so với thân đen, cánh cụt

Quy ước: A: thân xám; a: thân đen

B: cánh đen; b: cánh cụt

và cũng từ trên suy ra: F1 dị hợp hai cặp gen (Aa, Bb)

+ Nếu theo Menđen: hai cặp gen đó nằm trên hai cặp nhiễm sắc thể thì kiểugen của F1 là AaBb Cho F1 lai phân tích:

F1 AaBb x aabb

Fa: 1AaBb: 1Aabb: 1aaBb: 1aabb

(1 thân xám, cánh dài: 1 thân xám, cánh cụt: 1 thân đen, cánh dài: 1 thân đen, cánh cụt)

 Khác kết quả Fa trong thí nghiệm của Moocgan Vậy hai cặp gen quy định hai tính trạng này phải nằm trên cùng một cặp nhiễm sắc thể

+ Theo Moocgan: hai cặp gen đó nằm trên một cặp nhiễm sắc thể  kiểu

gen của F1 là:

- Xét phép lai thuận:

+ Cái thân đen, cánh cụt có kiểu gen  cho một loại giao tử

+ Fa thu được hai tổ hợp giao tử, cả hai tổ hợp này luôn nhận giao tử từ cái thân đen, cánh cụt  đực F1 phải cho hai loại giao tử với tỉ lệ bằng nhau:

 đực F1 phải liên kết hoàn toàn và có kiểu gen:

- Xét phép lai nghịch:

+ Đực thân đen, cánh cụt có kiểu gen  cho một loại giao tử

+ Fa thu được bốn tổ hợp giao tử, cả bốn tổ hợp này luôn nhận giao tử từđực thân đen, cánh cụt  cái F1 cho 4 loại giao tử với tỉ lệ như sau:

Sự xuất hiện hai giao tử mới chiếm tỉ lệ nhỏ bằng nhau, có thể giải thích:

do trong quá trình giảm phân tạo giao tử, con cái F1 đã xảy ra sự trao đổi chéo ở một số tế bào sinh dục Cụ thể: Sự trao đổi chéo diễn ra ở kì đầu của giảm phân I giữa 2 trong 4 crômatit khác nguồn của cặp nhiễm sắc thể tương đồng kép Dẫn đến sự đổi chỗ giữa các gen alen và sự tái tổ hợp vật chất di truyền, tạo nên các crômatit mới, dẫn đến hình thành giao tử mới, tạo nên kiểu gen mới ở thế hệ con,

do đó tạo kiểu hình mới ở thế hệ con (biến dị tổ hợp)

Fa: (41% thân xám, cánh dài): (41% thân đen, cánh cụt):

(9% thân xám, cánh cụt): (9% thân đen, cánh dài)

- Tần số hoán vị gen: Tổng tỉ lệ các giao tử mang gen hoán vị (giao tử hoán vị

+ Tỉ lệ giao tử hoán vị , giao tử liên kết (tạo ra từ các tế bào sinh dục liên kết hoàn toàn trong giảm phân hoặc các crômatit không bắt chéo ở tế bào sinhdục có bắt chéo trong giảm phân)

+ Tổng một loại giao tử hoán vị và một loại giao tử liên kết luôn bằng 50%

- PTC khác nhau bởi n cặp gen liên kết hoàn toàn  Tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2: 3:1 hoặc 1:2:1

- Hoán vị gen chỉ được xác định khi cơ thể có kiểu gen dị hợp từ hai cặp trở lên

Cơ thể có kiểu hình lặn không phát hiện ra hoán vị gen, dựa vào đặc điểm này Moocgan đã sử dụng phép lai phân tích để dễ phát hiện ra hai hiện tượng liên kết gen và hoán vị gen

- Hoán vị gen có thể xảy ra ở một giới (cái ở ruồi giấm; đực ở tằm) hoặc hai giới (ở người)

4 Ý nghĩa:

a Liên kết gen:

- Hạn chế sự xuất hiện biến dị tổ hợp

- Đảm bảo sự di truyền bền vững của một nhóm tính trạng do các gen trên cùng một nhiễm sắc thể quy định, có ý nghĩa trong công tác chọn giống

Ví dụ: Trong chọn giống lúa, tính trạng thân thấp, lá cứng, chống chịu tốt với các điều kiện bất lợi của ngoại cảnh và các vi sinh vật gây bệnh, cho năng suất cao, phẩm chất tốt thường đi cùng nhau

- Điều kiện để xảy ra hoán vị gen:

+ Có quá trình tiếp hợp và bắt chéo trong giảm phân

+ Khoảng cách giữa các gen trên một nhiễm sắc thể lớn

II MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP THƯỜNG GẶP:

1 Dạng 1: Tính số loại và thành phần gen của giao tử

a Các gen liên kết hoàn hoàn:

- Trên một cặp nhiễm sắc thể (một nhóm gen):

+ Các cặp gen đồng hợp tử  chỉ cho một loại giao tử

Ví dụ:  giao tử: ;

Ví dụ 1: Cơ thể có kiểu gen

+ Số loại giao tử = 22 =4, số nhóm gen là 2

+ Thành phần gen trong mỗi loại giao tử: (AB: ab)(DE: de) = AB DE;

b Các gen liên kết không hoàn toàn:

Mỗi nhóm gen phải chứa hai cặp gen dị hợp trở lên mới phát sinh giao tử hoán vị trong quá trình giảm phân

- Trường hợp hai cặp gen dị hợp:

+ Số loại giao tử: 22 = 4 với tỉ lệ không bằng nhau

+ Thành phần gen trong mỗi loại giao tử: hai loại giao tử bình thường mang gen liên kết, tỉ lệ mỗi loại này > 25%; còn lại hai loại giao tử hoán vị, tỉ lệ mỗi loại này < 25%

Ví dụ: Cơ thể có kiểu gen liên kết không hoàn toàn, với tần số hoán vị gen là

f (f )

Hai loại giao tử hoán vị:

Hai loại giao tử liên kết:

- Trường hợp ba cặp gen dị hợp nằm trên hai cặp nhiễm sắc thể tương đồng:

+ Số loại giao tử: 22x2= 8 với tỉ lệ không bằng nhau

+ Thành phần gen trong mỗi loại giao tử: bốn loại giao tử bình thường mang gen liên kết, tỉ lệ mỗi loại này > 12,5%; còn lại bốn loại giao tử hoán

vị, tỉ lệ mỗi loại này < 12,5% Tổng một loại giao tử hoán vị và một loại giao tử liên kết bằng 25%

Ví dụ 2: Một cơ thể có kiểu gen Hãy cho biết tỉ lệ từng loại giao tử khi có hoán vị gen với tần số 20%

+ Số loại giao tử: 22x2=8

+ Thành phần gen trong mỗi loại tử:

Cặp Aa  hai loại giao tử A: a = 50%:50%

Cặp  4 loại giao tử với tỉ lệ: Bd = bD =

BD = bd = 50%-10%=40%

 Thành phần gen trong mỗi loại tử của cơ thể đó là: (50%A:50%a)

(40%BD: 40%bd: 10%Bd: 10% bD) = 20%A BD: 20%A bd:

5% A Bd: 5%A bD: 20%a BD: 20%a bd: 5% a Bd: 5%a bD

- Trường hợp ba cặp gen dị hợp cùng nằm trên một cặp nhiễm sắc thể:

+ Có xảy ra trao đổi chéo tại một điểm:

Ví dụ: Cơ thể có kiểu gen , trao đổi chéo xảy ra ở cặp A, a

Số loại giao tử là 4

Thành phần gen trong mỗi giao tử là: ABD = abd (giao tử liên kết)

Abd = aBD (giao tử hoán vị)+ Có xảy ra trao đổi chéo tại hai điểm không cùng lúc:

Ví dụ: Cơ thể có kiểu gen , trao đổi chéo xảy ra ở cặp (A, a) và (D, d) nhưngkhông cùng lúc

Số loại giao tử là 6

Thành phần gen trong mỗi giao tử là:

ABD = abd (giao tử liên kết)Abd = aBD (giao tử hoán vị giữa A và a)ABd = abD (giao tử hoán vị giữa D và d)+ Có xảy ra trao đổi chéo tại hai điểm cùng lúc:

Ví dụ: Cơ thể có kiểu gen , trao đổi chéo xảy ra ở hai điểm cùng lúc

Số loại giao tử là 8

Thành phần gen trong mỗi giao tử là:

ABD = abd (giao tử liên kết)Abd = aBD (giao tử hoán vị giữa A và a)ABd = abD (giao tử hoán vị giữa D và d)AbD = aBd (giao tử hoán vị do trao đổi chéo kép)

2 Dạng 2: Cho biết kết quả F1, F2; các giả thiết khác: kiểu hình P, vị trí gen, quan

hệ gen – tính trạng, tần số hoán vị, Tìm kiểu gen P?

Cách làm:

a Trường hợp 1: Nếu kết quả F1 cho đủ các loại kiểu hình:

- Cách 1: Đối chiếu tỉ lệ phân li kiểu hình ở kết quả lai với kết quả định lượng trong quy luật phân li độc lập của Menđen Nếu thấy không phù hợp chứng tỏ có hiện tượng di truyền liên kết (các cặp gen quy định các tính trạng nằm trên cùng một cặp nhiễm sắc thể)

- Cách 2:

+ Xét sự di truyền từng cặp tính trạng ở kết quả lai

+ Sau đó lấy tích các tỉ lệ từng cặp đối chiếu với tỉ lệ bài cho Nếu thấy phùhợp thì di truyền độc lập Nếu không phù hợp thì di truyền liên kết

+ Tiếp đến, khẳng định xem liên kết gen hay hoán vị gen

Nếu liên kết hoàn toàn: Số tổ hợp giao tử = tổng tỉ lệ kiểu hình

Nếu hoán vị gen thì phải dựa vào tỉ lệ kiểu hình nhiều lặn ở thế hệ con (nếu có) hoặc dựa vào kiểu hình nhiều lặn, ít trội

Chú ý: Nếu trong trường hợp một gen quy định một tính trạng, tính trạng trội là

trội hoàn toàn, hoán vị gen xảy ra ở hai bên với tần số như nhau hoặc hoán vị gen chỉ xảy ra ở một bên; Cho cơ thể có kiểu gen hoặc tự thụ phấn thì tỉ lệ kiểu hình giữa cơ thể mang hai tính trạng trội với tỉ lệ kiểu hình của cơ thể mang hai tính trạng lặn ở F1 luôn bằng 50%

b Trường hợp 2: Nếu kết quả F1 cho một loại kiểu hình và kết quả tổng số:

- Đối chiếu tỉ lệ kiểu hình bài cho với tỉ lệ kiểu hình tương ứng trong phần định lượng của quy luật phân li độc lập của Menđen Nếu không phù hợp thì chứng tỏ

di truyền liên kết

- Tiếp đến, khẳng định xem liên kết gen hay hoán vị gen

* Nếu trường hợp xuất hiện kiểu hình lặn cả hai tính trạng ( ) = k = ab x ab

Từ đó xác định giao tử liên kết hay giao tử hoán vị > Xác định kiểu gen P

Tỉ lệ phân li kiểu hình:

Kiểu hình hai tính trạng trội = k + 50%

Kiểu hình một tính trạng trội, một tính trạng lặn =

* Nếu trường hợp không xuất hiện kiểu hình lặn cả hai tính trạng (k = 0)

> P không tạo giao tử ab > Kiểu gen P: x (hoán vị gen xảy ra ở kiểu gen)

Ví dụ 1: Cho hai cây thuần chủng lai với nhau được F1 đều là cây có hoa vàng, hạttròn Cho F1 lai với nhau được F2: 1 hoa vàng, hạt dài: 2 hoa vàng, hạt tròn: 1 hoa trắng, hạt tròn Xác định kiểu gen của P? Biết một gen quy định một tính trạng.

- Xét sự di truyền từng tính trạng ở F2:

+ Màu sắc hoa: hoa vàng/ hoan trắng = 3/1, đây là tỉ lệ của quy luật phân li của Menđen  hoa vàng là trội hoàn toàn so với hoa trắng và F1 dị hợp 1 cặp gen

Quy ước: A: hoa vàng; a: hoa trắng

+ Hình dạng hạt: tròn/dài = 3/1, đây là tỉ lệ của quy luật phân li của

Menđen  hạt tròn là trội hoàn toàn so với hạt dài và F1 dị hợp 1 cặp gen.Quy ước: B: hạt tròn; b: hạt dài

+ Kết luận: F1 dị hợp hai cặp gen (Aa, Bb)

- Xét sự di truyền đồng thời hai tính trạng ở F2:

+ Tích hai tỉ lệ các tính trạng là: (3:1)(3:1)=9:3:3:1 tỉ lệ bài cho là 1:1:1 các tính trạng này đã di truyền liên kết Chứng tỏ hai cặp gen này cùng nằmtrên một cặp nhiễm sắc thể Vậy kiểu gen của F1 phải là: hoặc

+ Nếu liên kết hoàn toàn thì F1 sẽ cho hai loại giao tử Số tổ hợp giao tử

là 2x2= 4 = tổng tỉ lệ kiểu hình ở F2: 1 + 2 + 1 = 4  có hiện tượng liên kếthoàn toàn

+ Nhận thấy F2 không cho kiểu hình vàng, dài ( )  F1 không cho giao

tử , mà F1 di truyền liên kết hoàn toàn  Kiểu gen F1 phải là

F2: 1 ( hoa vàng, hạt dài): 2 (hoa vàng, hạt tròn): 1 (hoa trắng, tròn)

Ví dụ 2: Khi cho giao phấn giữa hai cây được F1 có tỉ lệ phân li sau:

70% cây cao, quả tròn:

20% cây thấp, quả bầu dục:

5% cây cao, quả bầu dục:

5% cây thấp, quả tròn

Xác định kiểu gen của P? Biết một gen quy định một tính trạng

- Xét sự di truyền từng tính trạng ở F1:

+ Chiều cao cây: cao/thấp = 3/1, đây là tỉ lệ của quy luật phân li của

Menđen  cao là trội hoàn toàn so với thấp và P dị hợp một cặp gen

Quy ước: A: cây cao, a: cây thấp.

+ Hình dạng quả: tròn/bầu dục = 3/1, đây là tỉ lệ của quy luật phân li của Menđen  tròn là trội hoàn toàn so với bầu dục và P dị hợp một cặp gen.Quy ước: B: quả tròn, b: quả bầu dục

+ Kết luận: P dị hợp hai cặp gen (Aa, Bb)

- Xét sự di truyền đồng thời hai tính trạng:

+ Tích hai tỉ lệ phân li kiểu hình của hai tính trạng ở F1 là: (3:1)(3:1) tỉ lệ kiểu hình bài cho (70%:20%:5%:5%=14:4:1:1) hai tính trạng này di truyền liên kết Chứng tỏ hai cặp gen này cùng nằm trên một cặp nhiễm sắc thể Vậy kiểu gen của P phải là: hoặc

+ Nếu liên kết hoàn toàn thì P sẽ cho hai loại giao tử Số tổ hợp giao tử là 2x2= 4 = tổng tỉ lệ kiểu hình ở F1: 14+4+1+1 = 20  có hiện tượng hoán vịgen

+ Kiểu hình lặn cây thấp, quả bầu dục ở F1 chiếm 20%

4320 cây cao, hạt trong

Biết một gen quy định một tính trạng và mọi diễn biến của nhiễm sắc thể trong giảm phân của tế bào sinh hạt phấn và tế bào sinh noãn giống nhau

Xác định quy luật di truyền chi phối? Tỉ lệ % cá thể thuộc mỗi loại kiểu hình?

- Từ P, F1 và biết một gen quy định một tính trạng  cây cao, hạt đục là trội hoàntoàn so với cây thấp, hạt trong.

- Quy ước: A: cây cao; a: cây thấp

B: hạt đục; b: hạt trong

- Cây cao, hạt trong ở F2 chiếm:

- PTC khác nhau bởi hai cặp tính trạng tương phản, nếu di truyền theo Menđen thì F2 thu được 4 loại kiểu hình, trong đó: cây cao, hạt trong chiếm bài cho Vậy có hiện tượng di truyền liên kết

- Nếu liên kết hoàn toàn thì F2 thu được tối đa 3 loại kiểu hình Chứng tỏ có hoán

vị gen hai bên

- Tỉ lệ % cá thể thuộc mỗi loại kiểu hình:

+ Cây cao, hạt trong = cây thấp, hạt đục = 24%

+ Cây cao, hạt đục + cây thấp, hạt trong = 100% - 2x 24%= 52%

> Cây thấp, hạt đục = (52%-50%):2 = 1%

Cây cao, hạt đục = 50% + 1% = 51%

Ví dụ 4: P: cái thuần chủng mắt dại, lông dại x đực mắt mơ, lông xám

F2: cái: 100% mắt dại, lông dại

đực: 45% mắt dại, lông dại

45% mắt mơ, lông xám5% mắt dại, lông xám5% mắt mơ, lông dại

Biết một gen quy định một tính trạng Xác định quy luật di truyền chi phối và viết

sơ đồ lai từ P đến F2?

- F1: 100% mắt dại, lông dại và biết một gen quy định một tính trạng mắt dại, lông dại là trội hoàn toàn

- Quy ước: A: mắt dại, a: mắt mơ

B: lông dại, b: lông xám

- Nhận thấy: ở F2 có sự phân bố kiểu hình không đồng đều ở hai giới về cả hai tính trạng:

+ cái: 100% mắt dại, đực: 50% mắt dại: 50% mắt mơ

+ cái: 100% lông dại, đực: 50% lông dại: 50% lông xám

 hai tính trạng trên di truyền liên kết với giới tính  hai cặp gen Aa, Bb cùng nằm trên nhiễm sắc thể X không có alen tương ứng trên Y

gen này nhận Y từ đực F1 và nhận từ cái F1 các giao tử sau:

Chứng tỏ cái F1 đã xảy ra hoán vị gen với tần số là:

- Sơ đồ lai:

P: cái (mắt dại, lông dại) x đực (mắt mơ, lông xám)

G:

F1: 1 (mắt dại, lông dại): 1 (mắt dại, lông dại)

F1 x F1: (mắt dại, lông dại) x (mắt dại, lông dại)

G:

F2: cái : 100% mắt dại, lông dại

đực: : mắt dại, lông dại

: mắt mơ, lông xám: mắt dại, lông xám: mắt mơ, lông dại

3 Dạng 3: Cách tính tần số hoán vị gen trong phép lai phân tích

a Với cơ thể dị hợp hai cặp gen::

Nhận thấy: kết quả phép lai phân tích luôn chia làm hai nhóm kiểu hình, một

nhóm chiếm tỉ lệ lớn bằng nhau, một nhóm chiếm tỉ lệ nhỏ bằng nhau

Tần số hoán vị gen trong phép lai này bằng tổng tỉ lệ các loại kiểu hình chiếm tỉ

- Phép lai 1: P: cây cao, hoa đỏ x cây thấp, hoa trắng

F1: 45 cây cao, hoa đỏ:

45 cây thấp, hoa trắng:

5 cây thấp, hoa đỏ:

5 cây cao, hoa trắng

- Phép lai 2: P: cây cao, hoa đỏ x cây thấp, hoa trắng

F1: 90 cây thấp, hoa đỏ:

90 cây cao, hoa trắng:

10 cây cao, hoa đỏ:

10 cây thấp, hoa trắngViết sơ đồ lai mỗi phép lai

- Ở phép lai 2:

+ Cây cao, hoa đỏ và cây thấp, hoa trắng ở F1 là kết quả của hoán vị gen.+ Tần số hoán vị gen bằng:

+ Kiểu gen của cây cao, hoa đỏ ở P là

b Với cơ thể dị hợp ba cặp gen:

- Nếu biết kết quả Fa  Xác định trình tự gen, tính tần số hoán vị:

+ Bước 1: Nhận dạng quy luật

Nếu cho 2 lớp kiểu kiểu hình  có hiện tượng liên kết gen

Nếu cho 4 lớp kiểu kiểu hình  hiện tượng hoán vị gen xảy ra ở một cặp.Nếu cho 6 lớp kiểu kiểu hình  hiện tượng trao đổi chéo đơn ở hai điểm, không có trao đổi chéo kép

Nếu cho 8 lớp kiểu kiểu hình  hiện tượng trao đổi chéo đơn ở hai điểm và

có trao đổi chéo kép

+ Bước 2: Sắp xếp các tổ hợp giao tử ngược nhau

+ Bước 3: Chọn hai kiểu hình lớn nhất  xác định thành phần gen

+ Bước 4: Chọn nhóm kiểu hình tái tổ hợp  xác định gen nằm giữa

+ Bước 5: Tính khoảng cách các gen trên nhiễm sắc thể

Hệ số nhiễu I = 1- CC; Hệ số trùng hợp CC = tần số trao đổi chéo thực tế / tần số trao đổi chéo lí thuyết

Ví dụ: Ở một loài cây, gen A: thân cao trội hoàn toàn so với gen a: thân thấp, gen

B: lá nguyên trội hoàn toàn so với gen b: lá chẻ, gen D: hoa đỏ trội hoàn toàn so với gen d: hoa trắng Ba cặp gen nằm trên một cặp NST thường Trong phép lai phân tích cây dị hợp cả về ba cặp gen thu được kết quả: 148 cây thân cao, lá nguyên, hoa đỏ: 67 cây thân cao, lá nguyên, hoa trắng: 63 cây thân thấp, lá chẻ, hoa đỏ: 6 cây thân cao, lá chẻ, hoa đỏ: 142 cây thân thấp, lá chẻ, hoa trắng: 4 cây thân thấp, lá nguyên, hoa trắng: 34 cây thân cao, lá chẻ, hoa trắng: 36 cây thân thấp, lá nguyên, hoa đỏ Xác định khoảng cách giữa các gen trên NST và hệ số trùng hợp?

Hướng dẫn:

- Fa thu được tổng 500 cây

- Giả thiết  cây dị hợp ba cặp gen đem lai phân tích cho 8 loại giao tử:

148 ABD: 67 ABd: 63 abD: 6 AbD: 142 abd: 4 aBd: 34 Abd: 36 aBD

- Nhận thấy:

+ Hai loại giao tử ABD và abd chiếm tỉ lệ lớn  đây là giao tử liên kết.+ Hai loại giao tử AbD và aBd chiếm tỉ lệ nhỏ nhất  b nằm giữa  Kiểu gen của P là

- Khoảng cách giữa gen A và B là:

- Khoảng cách giữa gen B và D là: