ab 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 [r]
(1)CHUYÊN ĐỀ TẦN SỐ HOÁN VỊ GEN
I KHÁI NIỆM TẦN SỐ HOÁN VỊ GEN (TSHVG - ký hiệu f ):
Tần số hoán vị gen biểu thị khoảng cách giửa gen NST, nói lên khả bắt chéo NST giảm phân
Số giao tử sinh hoán vị gen
TSHVG (f) = x 100% Tống số giao tử sinh
Số tế bào sinh dục vào giảm phân có xảy trao đổi chéo
TSHVG (f) = x 100% x Tống số tế bào sinh dục vào giảm phân
Tổng số cá thể sinh hoán vị gen (tỉ lệ bé) phép lai phân tích
TSHVG (f) = x 100% Tống số cá thể sinh phép lai phân tích
II CHỨNG MINH TẦN SỐ HỐN VỊ CỦA GEN NHỎ HƠN HOẶC BẰNG 50%
1. Xét trường hợp cá thể mang cặp gen dị hợp tử ABab - Giả sử ta có x tế bào sinh dục mang cặp gen AB
ab vào giảm phân hình thành giao tử, có y tế bào sinh dục có xảy tượng bắt chéo NST điểm nằm đoạn gen AB Số tế bào sinh dục sơ khai cịn lại vào giảm phân khơng xảy bắt chéo
≤ y ≤ x
- Gọi k hệ số sinh giao tử; k =1 tế bào sinh dục (tế bào sinh trứng), k = tế bào sinh dục đực (tế bào sinh tinh)
- Tổng số giao tử sinh : kx (1)
- Với tế bào sinh dục sơ khai vào giảm phân có xảy bắt chéo cho loại (kiểu) giao tử tần số ngang nhau: AB = ab = Ab = aB =1/4 Trong có loại giao tử bình thường AB ab loại giao tử hoán vị Ab aB
- Với y tế bào có xảy trao đổi chéo cho ky giao tử với số lượng giao tử loại là: AB = ab = Ab = aB = ky4
- Tổng số giao tử sinh hoán vị gen là: ky +
ky =
ky
2 (2) - Tần số hốn vị gen tính sau:
Số giao tử sinh hoán vị gen
f = x 100% = ( k2.y ) / k x = 2 yx (3) Tống số giao tử sinh
Từ (3) ta có cơng thức tính tần số hốn vị gen dự vào số tế bào sinh dục ssow vào giảm phân số tế bào có xẩy trao đổi chéo
(2)TSHVG (f) = x 100% x Tống số tế bào sinh dục vào giảm phân
2. Xét trường hợp cá thể mang cặp gen dị hợp tử chéo AbaB - Giả sử ta có x tế bào sinh dục mang cặp gen dị hợp tử chéo Ab
aB vào giảm phân hình thành giao tử, y tế bào sinh dục có xảy tượng bắt chéo NST điểm nằm gen Ab aB Số tế bào sinh dục sơ khai lại vào giảm phân không xảy bắt chéo
≤ y ≤ x
- Gọi k hệ số sinh giao tử; k =1 tế bào sinh dục (tế bào sinh trứng), k = tế bào sinh dục đực (tế bào sinh tinh)
Cách chứng minh tương tự, ta có:
- Tổng số giao tử sinh : kx (4)
- Với tế bào sinh dục sơ khai vào giảm phân có xảy bắt chéo cho loại (kiểu) giao tử tần số ngang nhau: AB = ab = Ab = aB =1/4 Trong có loại giao tử bình thường Ab aB loại giao tử hoán vị AB ab
- Với y tế bào có xẩy trao đổi chéo cho ky giao tử với số lượng giao tử loại là: AB = ab = Ab = aB = ky
4
- Tổng số giao tử sinh hoán vị gen là: ky4 + ky4 = ky2 (5) - Tần số hoán vị gen tính sau:
Số giao tử sinh hoán vị gen
f = x 100% = ( k2.y ) / k x = y
2 x (6)
Tống số giao tử sinh ra
Từ (6) ta có cơng thức tính tần số hoán vị gen dựa vào số tế bào sinh dục sơ khai vào giảm phân số tế bào có xẩy trao đổi chéo
Số tế bào sinh dục vào giảm phân có xảy trao đổi chéo
TSHVG (f) = x 100% x Tống số tế bào sinh dục vào giảm phân
3. Kết luận biện luận: Với trường hợp dị hợp tử dị hợp tử chéo, ta có cơng thức cách tính tần số hốn vị gen:
Số tế bào sinh dục vào giảm phân có xảy trao đổi chéo
TSHVG (f) = x 100%
x Tống số tế bào sinh dục vào giảm phân
+ Khi y = => f = 0: Tất tế bào sinh dục vào giảm phân không xảy tượng bắt chéo NST, gen liên kết hoàn toàn
+ Khi y = x => f = 50%: Tất cảc tế bào sinh dục vào giảm phân xảy tượng bắt chéo NST dẫn tới hoán vị gen với tần số f = 50%
+Tần số hoán vị gen phải số hửu tỉ
(3)III CÁCH TÍNH TẦN SỐ HỐN VỊ GEN TRONG THỰC NGHIỆM.
Trong thực nghiệm muốn xác định tần số hoán vị gen gen người ta thường dùng phép lai phân tích cá thể lai F1 mang cặp gen dị hợp cho F1 tự thụ phấn
1.Nếu dùng phép lai phân tích: Ta can vào số lượng cá thể sinh hốn vị gen để tính P: A-B- x aabb
Fa: a) A-B- : aabb b) A-bb- :
c) A-B- : aabb : A-bb- : d) n1 A-B- : n2 aabb : m1 A-bb- : m2 ( n1 ≈ n2 ; m1 ≈ m2 )
- Với trường hợp (a) Fa: A-B- : aabb, ta có kiểu gen cá thể AB
ab liên kết hoàn toàn
- Với trường hợp (b) Fa: A-bb- : A-bb, ta có kiểu gen cá thể AbaB liên kết hoàn toàn
- Với trường hợp (c) Fa: A-B- : aabb : A-bb- : aaB- , ta có kiểu gen cá thể với khả năng:
+ phân ly độc lập AaBb + ABab hoán vị 50% + Ab
aB hoán vị 50%
- Với trường hợp (d) Fa = n1 (A-B-) : n2 aabb : m1 A-bb- : m2 aaB- , ta phải làm phép so sánh giửa tổng (n1 + n2) (m1 + m2)
+ Nếu (n1 + n2) < (m1 + m2) nhóm kiểu hình A-B- aabb nhóm sinh loại giao tử bình thường, nhóm kiểu hình A-bb aaB- nhóm sinh loại giao tử hốn vị Vậy kiểu gen P phải AB
ab tần số hốn vị gen tính sau:
Tổng số cá thể sinh hoán vị gen (tỉ lệ bé) phép lai phân tích n1 + n2 f = x 100 =
Tống số cá thể sinh phép lai phân tích n1 + n2 + m1 + m2 + Nếu (n1 + n2) > (m1 + m2) nhóm kiểu hình A-B- aabb nhóm sinh loại giao tử hốn vị, nhóm kiểu hình A-bb aaB- nhóm sinh loại giao tử bình thường Vậy kiểu gen P phải AbaB tần số hốn vị gen tính sau:
Tổng số cá thể sinh hoán vị gen (tỉ lệ bé) phép lai phân tích m1 + m2 f = x 100 =
Tống số cá thể sinh phép lai phân tích n1 + n2 + m1 + m2 2 Nếu dùng phép tự phối cho F1 tạp giao với nhau.
F2 nhận nhóm kiểu hình: A-B- ; A-bb; aaB- ; aabb Quan hệ tần số nhóm kiểu hình thỏa mãn cơng thức: % A-bb = % aaB-
% A- B- + % A-bb ( % aaB- ) = 75% F1
% aabb + % A-bb ( % aaB-) = 25% F1
( Xem quy luật qui luật mối quan hệ nhóm kiểu gen, kiểu hình đời F1 bố và mẹ bên mang cặp gen dị hợp, “ Thông tin vấn đề sinh học ngày nay” số T n (30)/2002 T n (31)/2003.)
(4)Trong trường hợp tự phối, hoạt động NST diễn tế bào sinh tinh sinh trứng giống nhau, tần số hoán vị gen f tính bậc hai tỉ lệ % kiểu hình đồng hợp lặn aabb
f = ❑
√%(aabb)
Nếu f < 25% cá thể mang gen dị hợp chéo, f > 25% cá thể mang gen dị hợp Nếu tạp giao ta phải gọi f1, f2 tần số hoán vị gen cá thể dực cá thể
- Nếu F1 = AB
ab , ta có phương trình: % (aabb) = (1− f1− f2+f1.f2)
4 - Nếu F1 = Ab
aB ta có phương trình: % (aabb) = f1.f2
4
Trong trường hợp ta khảo sát trị số f sau: + Nếu f1 = f2 =
+ Nếu f1 = 0, f2 = 1/2 + Nếu f1 = 1/2, f2 = + Nếu f1 = 1/2, f2 = 1/2
IV KHẢO SÁT SỰ BIẾN THIÊN CỦA TỈ LỆ KIỂU HÌNH ĐỜI CON F1 KHI BỐ VÀ MẸ ĐỀU MANG CẶP GEN DỊ HỢP TỬ
1 Bài toán tổng quát: Cho phép lai sau đây:
P1 : ABab ( f1 ) x ABab (f2 ) bố mẹ dị hợp cùng. P2 : Ab
aB ( f1 ) x Ab
aB (f2 ) bố mẹ dị hợp chéo
P3 : ABab (f1 ) x AbaB ( f1 ) bên dị hợp cùng, bên dị hợp chéo Hãy tìm giá trị cực đại, cực tiểu kiểu hình A-B-, A-bb, aaB-, aabb đời F1 2 Giải
P1 : ABab ( f1 ) x ABab (f2 ) bố mẹ dị hợp cùng. F1 :
A-B- = (3− f1− f2+f1.f2)
A-bb = f1+f2− f1.f2
4
aaB- = f1+f2− f1.f2
4
aabb = (1− f1− f2+f1.f2)
4
P2 : AbaB ( f1 ) x AbaB (f2 ) bố mẹ dị hợp chéo
F1:
(5)A-bb = 1− f1.f2 aaB- = 1− f1.f2
4 aabb = f1.f2
4 P3 : AB
ab (f1 ) x Ab
aB ( f1) bên dị hợp cùng, bên dị hợp chéo F1:
A-B- = 2+f2−f1.f2
4 A-bb = 1− f2+f1.f2
4 aaB- = 1− f2+f1.f2
4
aabb = f2−f1.f2 Lập bảng khảo sát
Kiểu gen P Tính theo theo f1, f2 Tỉ lệ kiểu hình đời F1 f1 =
f2 =
f1=0,5
f2=0
f1 =
f2=0,5
f1=0,5
f2=0,5
Min Ma
x
AB
ab ( f1 x AB
ab (f2 )
A-B- =
(3− f1− f2+f1.f2) 4 8 16 16 A-bb =
f1+f2− f1.f2
4 8 16 16 aaB- =
f1+f2− f1.f2
4 8 16 16 aabb =
(1− f1− f2+f1.f2) 4 8 16 16 Ab
aB ( f1 ) x Ab
aB (f2 )
A-B- = 2+f1.f2 2 16 16 A-bb = 1− f1.f2
4 4 16 16 aaB- = 1− f1.f2
4 4 16 16 aabb = f1.f2
4 0
1
16
1 16
AB
ab ( f1 ) x Ab
aB (f2 )
A-B- = 2+f2−f1.f2
4 2 10 16 16 10 16 A-bb =
1− f2+f1.f2
4 4 16 aaB- =
1− f2+f1.f2
(6)aabb = f2−f1.f2
4 0
1
1
16
1 Từ kết ta thấy:
a. Với trường hợp P khác nhau, giới hạn tối đa ( Max) tối thiểu (Min) tỉ lệ các nhóm kiểu hình đời F1 sau:
-
2 ≤ % A-B- ≤ - ≤ % A-bb = % aaB- ≤ 14 - ≤ % aabb ≤
4
b. Khoảng biến thiên nhón kiểu hình A-B-, A-bb, aaB-, aabb đời F1
khi bố mẹ mang cặp gen dị hợp:
P: ABab ( f1 ) x AbaB (f2 )
- A-B-:
2 -9
16 -5
8 -3
4
P: AbaB ( f1 ) x AbaB (f2 ) P: ABab ( f1 ) x ABab (f2 )
- A-bb = -
aaB-P: ABab (f1) x ABab (f2)
- 18 - 163 - 14
P: AB
ab ( f1) x
Ab
aB (f2 ) P:
Ab
aB ( f1 ) x
Ab aB (f2)
P: ABab (f1) x AbaB (f2)
- aabb: - 161 - 18 -1
4
P: Ab
aB (f1) x Ab
aB (f2) P: AB
ab (f1) x AB ab (f2) V ỨNG DỤNG: NHẬN DẠNG KIỂU GEN CỦA P KHI BIẾT TỈ LỆ KIẺU HÌNH CỦA ĐỜI CON F1
(7)Lai hai dạng bố mẹ chủng khác cặp tính trạng tương phản thu đời F1 hồn tồn cao, hạt trịn Cho F1 tự phối, đời F2 thu 59% cao, hạt tròn
Biện luận để tìm kiểu gen P Cho biết gen tính
Giải: F1 đồng tính cao,hạt tròn suy cao, hạt tròn tính trạng trội A-B-. Ta có A-B- = 59% > 56, 25%, suy kiểu gen cuả F1 AB
ab . Kiểu gen P : ABAB x abab
Tần số hoán vị gen f ?
Gọi f tần số hoán vị gen F1 Nếu diễn biến NST trình giảm phân tế bào sinh tinh sinh trứng hồn tồn giống
Ta có A-B- = 3−2f+f2
4 = 0,59
f = 0,4 nghiệm nhất. Vậy tần số hoán vị gen 40%
Ví dụ Nếu cho F1 tạp giao Cũng với đề (ví dụ 1), F1 tạp giao, Lai hai dạng bố mẹ chủng khác cặp tính trạng tương phản thu đời F1 hồn tồn cao, hạt trịn Cho F1 tạp giao, đời F2 thu 59% cao, hạt trịn
Biện luận để tìm kiểu gen P Cho biết gen tính
Giải: F1 đồng tính cao,hạt trịn suy cao, hạt trịn tính trạng trội A-B-.
Ta có A-B- =59% > 56, 25%, suy kiểu gen cuả F1 ABab , kiểu gen P : ABAB x ab
ab
Tần số hoán vị gen f ?
Gọi f1 tần số hoán vị gen F1 , f2 tần số hoán vị gen F1 Nếu diễn biến NST trình giảm phân tế bào sinh tinh sinh trứng hoàn toàn giống tần số hốn vị gen cá thể đực cá thể nhau, ta có f1 = f2 = f
Ta có A-B- = (3− f1− f2+f1.f2)
4 = 0,59
f1 f2 – f1 – f2 = 2,36 – = - 0,64 f1 (f2 – 1) = f2 – 0,64
f1 =
f2−0,64
¿ ¿
f2−1
Các cặp nghiệm đặc biệt + f1 = 0; f2 = 0,64 + f2 = 0; f1 = 0,64 + f1 = 0,5; f2 = 0,28 + f2 = 0,5; f1 = 0,28
Vậy miền nghiệm tần số hoán vị gen là: 0,28 ≤ f1 ≤ 0,5 0,28 ≤ f2 ≤ 0,5 Khi f1 = f2 = f; ta có 3−2f+f2
4 = 0,59 =>f = 0,4 Đông Hà, 19 tháng năm 2009