Lý thuyết và bài tập hoán vị gen 1 Hoán vị gen là gì? Thế nào là tần số hoán vị? 1 1 Thí nghiệm của Moocgan Bảng thí nghiệm lai ruồi giấm của Moocgan Giải thích kết quả thí nghiệm của Moocgan Từ kết q.
Lý thuyết tập hoán vị gen Hoán vị gen gì? Thế tần số hốn vị? 1.1 Thí nghiệm Moocgan Bảng thí nghiệm lai ruồi giấm Moocgan Giải thích kết thí nghiệm Moocgan: Từ kết lai phân tích FB, Moocgan cho trình tạo giao tử phép lai phân tích: Ruồi (đực) thân đen, cánh cụt (bvbv) giảm phân tạo loại giao tử bv Ruồi (cái) F1 (BVbv) giảm phân tạo loại giao tử với tỷ lệ không nhau: giao tử BV = bv = 41%; Bv = bV = 9% Đặc điểm so sánh Thí nghiệm liên kết gen Thí nghiệm hốn vị gen Cá thể đem lai phân tích Đực F1 Cái F1 Số loại kiểu hình phép lai phân kiểu hình tích Fb: kiểu hình Tỉ lệ phân li kiểu hình Fb: 41,5: 41,5: 8,5: 8,5 1:1 Hiện tượng xuất trình giảm phân giao tử ruồi (cái): gen B V b v liên kết khơng hồn tồn, xảy tượng hốn vị alen B alen b dẫn tới xuất thêm loại giao tử Bv bV, dẫn đến tổ hợp lại tính trạng bố mẹ Cơ sở tế bào học tượng hoán vị gen Cơ sở tế bào học hoán vị gen Tại kỳ đầu giảm phân 1, số tế bào xảy tượng tiếp hợp trao đổi chéo crômatit khác nguồn crômatit cặp NST tương đồng → Kết gen đổi vị trí cho làm xuất tổ hợp gen Tổ hợp gen bao gồm nhóm giao tử: Giao tử liên kết Giao tử hoán vị 1.2 Định nghĩa hoán vị gen tần số hoán vị - Hoán vị gen tượng gen nằm NST liên kết khơng hồn tồn q trình phân bào Kết thúc giảm phân tạo tổ hợp giao tử - Tần số hoán vị gen thước đo xác định khoảng cách tương đối gen nằm NST Tần số hoán vị gen (Khoảng cách tương đối) dao động từ 0%-50% - Đặc điểm hoán vị gen: Tần số hoán vị xác định tỉ lệ phần trăm số cá thể có tái tổ hợp gen: Tần số hoán vị gen (f) = (Số cá thể có kiểu hình tái tổ hợp)(Tổng số cá thể đời con) x 100% Tần số số hoán vị gen (f) tổng tỷ lệ giao tử mang gen hoán vị Tần số hoán vị gen (f) locus gen ln 50% Nội dung quy luật hốn vị gen - Trong q trình giảm phân, xảy tiếp hợp trao đổi chéo crômatit khác nguồn gốc cặp tương đồng kì đầu giảm phân I, dẫn đến tượng hoán vị gen làm xuất tổ hợp gen - Vì có tượng tiếp hợp - trao đổi chéo nên thực tế số nhóm gen liên kết nhiều số NST NST đơn bội (n) lồi - Đối với nhóm gen liên kết trạng thái đồng hợp hay có cặp dị hợp tử xảy hốn vị gen khơng gây hậu - Hai gen nằm gần lực liên kết lớn tần số hốn vị gen nhỏ → Tần số hoán vị gen tỉ lệ thuận với khoảng cách gen NST - Tần số hoán vị gen (f) tổng tỷ lệ giao tử mang gen hoán vị - Tần số hoán vị gen không vượt 50%, dao động từ – 50% → tỷ lệ giao tử hoán vị gen khơng vượt q 25% - Hốn vị gen xảy giới (VD: ruồi giấm, tằm dâu ) xảy hai giới (VD: đậu hà lan, người ) Tần số hoán vị gen giới khác số lồi (VD: người, tần số hốn vị gen nữ thường cao nam) - Để xác định tần số hoán vị gen, người ta thường sử dụng phép lai phân tích Hốn vị gen có ý nghĩa thực tiễn - Hiện tượng hốn vị gen tạo giao tử mang tổ hợp gen q trình thụ tinh tạo vô số biến dị tổ hợp → tạo nguồn biến dị di truyền phong phú cho trình tiến hóa -> làm tăng tính đa dạng lồi giao phối - Nhờ hốn vị gen mà gen quý NST tương đồng có khả tổ hợp với làm thành nhóm gen liên kết có ý nghĩa tiến hóa chọn giống - Xác định tần số hoán vị gen giúp xác định trình tự khoảng cách tương đối gen NST việc thiết lập đồ di truyền - Việc dự đoán khoảng cách tương đối gen NST giúp nhà khoa học giảm thời gian tìm đơi giao phối -> tăng hiệu suất giao phối * Bản đồ di truyền: - Bản đồ di truyền (bản đồ gen) đồ trình tự xếp vị trí tương đối gen xây dựng tần số hoán vị gen - Khoảng cách gen đo tần số hoán vị gen (HVG); đơn vị đo khoảng cách tính tần số HVG gọi centiMoocgan (cM) [1cM = 1% tần số HVG] - Nếu biết tần số hốn vị gen hai gen ta tiên đốn tần số tổ hợp gen phép lai, nhờ rút ngắn thời gian tạo giống khơng phải thời gian chọn đơi giao phối cách mị mẫm Bản đồ di truyền Mối quan hệ hoán vị gen liên kết gen - Hoán vị gen xảy sở ban đầu gen liên kết nằm NST xảy hốn vị liên kết khơng hồn tồn Theo cách hiểu khác, khoảng cách gen NST xa -> tăng khả xảy hoán vị; hốn vị gen khơng phụ thuộc đơn vào khoảng cách gen NST - Mặc dù có xảy tượng hốn vị xu hướng chủ yếu gen tượng liên kết di truyền - Sau có tượng hốn vị gen kì đầu giảm phân gen tái xuất trở lại tượng liên kết gen xu hướng gen NST tượng liên kết Giải tập hoán vị gen: * Phương pháp giải tập hoán vị gen: Dạng 1: Xác định quy luật hoán vị gen Phương pháp giải: - Cấu trúc NST thay đổi trình giảm phân - Lai hay nhiều tính trạng mà tỷ lệ phân tính chung cặp tính trạng khơng phù hợp với phép nhân xác suất lại xuất đủ loại kiểu quy luật phân li độc lập - Trong điều kiện gen quy định tính trạng, trội - lặn hồn tồn Khi ta xét di truyền hai cặp tính trạng, xảy dấu hiệu sau, ta kết luận di truyền hai cặp tính trạng tuân theo quy luật di truyền liên kết gen không hồn tồn (hốn vị gen) Moocgan a, Khi tự thụ phấn giao phối hai cặp gen, kết hệ lai xuất kiểu hình tỉ lệ khác 9:3:3:1, ta kết luận hai cặp tính trạng di truyền tn theo quy luật hoán vị gen P: (Aa,Bb) x (Aa,Bb) → F1 có kiểu hình tỉ lệ ≠ 9:3:3:1 =>Quy luật hốn vị gen b, Khi lai phân tích cá thể dị hợp hai cặp gen, Fb xuất kiểu hình với tỉ lệ khác 1:1:1:1, ta kết luận hai cặp tính trạng di truyền theo quy luật hoán vị gen P: (Aa,Bb) x (aa,bb) → FB có kiểu hình, tỉ lệ ≠ 1:1:1:1 =>Quy luật hoán vị gen Tổng quát: Nếu tỉ lệ chung hai tính trạng thể tăng biến dị tổ hợp khơng tích nhóm tỷ lệ tính trạng xét riêng, ta suy hai cặp tính trạng di truyền theo quy luật liên kết gen khơng hồn tồn (hốn vị gen) Ví dụ : Khi lai thân cao, chín sớm (dị hợp tử hai cặp gen) với thân thấp, chín muộn (đồng hợp lặn) Fa thu 35% thân cao, chín sớm : 35% thân thấp, chín muộn : 15% thân cao, chín muộn : 15% thân thấp, chín sớm Xác định quy luật di truyền gen nói trên? Giải: Fa xuất loại kiểu hình, Tỷ lệ phân li kiểu hình 35 : 35 : 15 :15 => Tỷ lệ khác 1:1:1:1 1:1 => gen không phân li độc lập với =>Vậy hai cặp gen quy định tính trạng di truyền theo hốn vị gen Ví dụ : P: Khi cho hoa kép màu đỏ dị hợp tử hai cặp gen tự thụ phấn F1 thu 59% hoa kép, màu đỏ: 16% hoa kép, màu trắng : 16% hoa đơn, màu đỏ: 9% hoa đơn, màu trắng Hãy xác định quy luật di truyền phép lai ? Giải: F1 xuất loại kiểu hình khác với tỷ lệ 9:3:3:1 phân li độc lập chứng tỏ hai cặp gen quy định hai cặp hai cặp tính trạng nằm cặp nhiễm sắc thể tương đồng có tượng hốn vị gen Dạng 2: Xác định tần số hoán vị tỉ lệ giao tử Lý thuyết cần nhớ: Tần số hoán vị gen (TSHVG) tỉ lệ phần trăm loại giao tử hoán vị, tính tổng số giao tử sinh (< 50%) Gọi x TSHVG, trường hợp xét hai cặp alen + Tỉ lệ giao tử hoán vị = x2 + Tỉ lệ giao tử khơng hốn vị (giao tử liên kết) = 1-x2 Cách giải : - Tính số loại giao tử tạo - Xác định giao tử hoán vị giao tử liên kết dựa vào kiểu gen - Tính tỉ lệ kiểu giao tử theo cơng thức Ví dụ : Q trình giảm phân xảy hốn vị gen A B với f = 40% B D với f = 20% Xác định số loại giao tử, thành phần loại giao tử, tỉ lệ loại giao tử trường hợp sau: A AbaB B ABeabE C Aa BDbd D AbaB De dE Cách giải: Dạng 3: Biết gen trội lặn, kiểu gen P tần số hoán vị xác định kết lai Phương pháp giải + Xác định tỉ lệ loại giao tử P + Lập bảng, suy tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình hệ Ví dụ : Cho phép lai P: ABab x abab (tần số hoán vị gen 30%) Các thể lai mang hai tính trạng lặn chiếm tỷ lệ: A 50% B.35% C 15% D 30% Bài giải Ta có A>> a ; B>>b Xét phép lai ABab x abab có ABab , f = 30% cho giao tử : AB = ab = 35%; Ab = aB = 15% ababchỉ tạo loại giao tử ab Vậy thể lai mang tính trạng lặn chiếm tỉ lệ : abab= 0,35( ab) x (ab) = 0,35 = 35% Đáp án B Dạng 4: Phương pháp xác định tần số hoán vị gen biết tỉ lệ kiểu hình đời con: a Trường hợp xảy hoán vị hai bên: - Được áp dụng cho thực vật, dòng tự thụ phấn hầu hết loại động vật ( trừ ruồi giấm, bướm, tằm…) - Trường hợp ta vào tỷ lệ xuất kiểu hình mang hai tính trạng lặn hệ sau suy tỷ lệ % giao tử mang gen lặn ab => f - Nếu loại giao tử ab lớn 25% phải giao tử liên kết gen gen liên kết (A liên kết với B, a liên kết với b) - Nếu loại giao tử ab nhỏ 25% phải giao tử hốn vị gen gen liên kết chéo (A liên kết b,a liên kết B) b Trường hợp xảy hoán vị gen hai bên bố mẹ (ruồi giấm, bướm, tằm): - Trường hợp tỷ lệ giao tử giới đực giới không giống - Từ tỉ lệ kiểu hình mang hai tính trạng lặn hệ sau ta phân tích hợp lí tỷ lệ giao tử mang gen ab hệ trước => f: + Nếu ab giao tử hoán vị f = ab + Nếu ab giao tử liên kết f = 100% - ab Ví dụ : Khi lai P chủng, đời F1 xuất kiểu hình tròn, Cho F1 tự thụ phấn thu F2 có kiểu hình theo tỷ lệ sau: 66% tròn, 9% tròn, chua 9% bầu dục, 16% bầu dục, chua Biết cặp gen quy định cặp tính trạng Xác định tần số hốn vị gen Giải : Quy ước : A – tròn >>a bầu dục B – >> b chua Đời xuất loại kiểu hình Tỉ lệ kiểu phân li kiểu hình đời là: 66 : 16 : : => gen nằm NST có tượng hốn vị gen Kiểu hình lặn có kiểu gen abab= 16% = 0.4 ab x 04 ab => ab phải giao tử liên kết => f = 100% - 40% x = 20% ... Giao tử hoán vị 1.2 Định nghĩa hoán vị gen tần số hoán vị - Hoán vị gen tượng gen nằm NST liên kết khơng hồn tồn trình phân bào Kết thúc giảm phân tạo tổ hợp giao tử - Tần số hoán vị gen thước... hốn vị gen khơng gây hậu - Hai gen nằm gần lực liên kết lớn tần số hốn vị gen nhỏ → Tần số hoán vị gen tỉ lệ thuận với khoảng cách gen NST - Tần số hoán vị gen (f) tổng tỷ lệ giao tử mang gen hoán. .. số cá thể đời con) x 100% Tần số số hoán vị gen (f) tổng tỷ lệ giao tử mang gen hoán vị Tần số hoán vị gen (f) locus gen ln 50% Nội dung quy luật hốn vị gen - Trong q trình giảm phân, xảy tiếp