5 chuyên đề “xác định quy luật tác động của gen đối với sự hình thành tính trạng”

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG 2020 MÃ CHUYÊN ĐỀ: SIN_05 CHUYÊN ĐỀ TƯƠNG TÁC GEN GV Sinh học trường THPT Chuyên …… Tháng 01 năm 2020 PHẦN MỞ ĐẦU Trong q trình giảng dạy, chúng tơi nhận thấy chun đề quy luật di truyền nội dung quan trọng công tác tuyển chọn học sinh giỏi cấp trường, cấp tỉnh chọn đội tuyển học sinh giỏi quốc gia Thơng qua giải tốn quy luật di truyền, chúng tơi đánh giá khả tư học sinh, từ tuyển chọn học sinh có tư tốt Tương tác gen nội dung kiến thức tổng quát quy luật di truyền Để giải toán quy luật tương tác gen địi hỏi học sinh phải có kiến thức tốt quy luật di truyền khác, đồng thời phải có tư tổng hợp biết vận dụng quy luật di truyền sở học khác Vì vậy, tốn quy luật di truyền tương tác gen tập thường gặp phần vận dụng cao thi THPT quốc gia, phần quy luật di truyền đề thi học sinh giỏi Trong đề thi học sinh giỏi quốc gia, thấy đề thi khơng địi hỏi học sinh tư giải toán quy luật di truyền tương tác gen, mà yêu cầu học sinh hiểu biết sở phân tử, sở sinh hóa tương tác gen Trong đề thi chọn học sinh giỏi thường yêu cầu học sinh phân tích sơ đồ sở phân tử tượng tương tác gen từ việc xác định sở sinh hóa tượng tương tác gen xây dựng sở phân tử gen tương tác Những tập yêu cầu học sinh tổng hợp kiến thức di truyền phân tử, hóa sinh tế bào, giải toán quy luật di truyền Trong chun đề này, chúng tơi trình bày quy luật di truyền tương tác gen, tổng hợp kình nghiệm chúng tơi hướng dẫn học sinh công tác ôn luyện học sinh giỏi Lý thuyết chuyên đề tổng hợp cách nhận biết toán quy luật di truyền tuân theo quy luật tương tác gen alen hay tương tác gen không alen, hiểu biết xây dựng sơ đồ sở phân tử tương tác gen q trình hình thành tính trạng tốn đơn giản Bên cạnh đó, chúng tơi hệ thống tập ôn luyện cho học sinh Quỹ thời gian ôn luyện học sinh giỏi quốc gia có hạn, kiến thức phần quy luật di truyền lại đòi hỏi tư tổng hợp vận dụng cao Vì vậy, hướng dẫn học sinh làm tập đơn giản, từ q trình làm thi nhận biết làm toán quy luật di truyền tốt PHẦN NỘI DUNG A CƠ SỞ LÝ LUẬN Tương tác gen, thường gọi tắt tương tác gen, thực chất tương tác sản phẩm gen Sản phẩm alen thuộc gen sản phẩm alen thuộc gen khác tương tác cho kiểu hình Trong tế bào có nhiều gen hoạt động sản phẩm chúng thường phối hợp với để cấu tạo nên tế bào điều khiển hoạt động sống tế bào Vì vậy, tương tác gen tượng phổ biến Các alen thuộc gen tương tác với theo kiểu trội - lặn hồn tồn, trội – lặn khơng hồn tồn, đồng trội, siêu trội alen gây chết Các alen thuộc gen khác tương tác với theo nhiều cách khác tương tác bổ sung, át chế cộng gộp Mặt khác, tế bào có nhiều gen thể đa bào có nhiều tế bào Các gen tế bào không hoạt động độc lập tế bào thể có quan hệ qua lại với nên tượng gen tác động đến nhiều tính trạng phổ biến Trên sở phân chia thành dạng tương tác gen chính:  Tương tác gen alen  Tương tác gen không alen  Tương tác gen đa hiệu Tương tác gen alen 1.1 Khái niệm gen alen Gen alen trạng thái khác gen phân bố locus gen Alen khác alen một vài cặp nucleotit sản phẩm trình đột biến gen 1.2 Khái niệm tương tác gen alen Tương tác gen alen tác động qua lại alen gen để biểu kiểu hình theo dạng:  Trội lặn hồn tồn  Trội lặn khơng hồn tồn  Đồng trội  Siêu trội  Gen gây chết (Alen gây chết) Sau ta tìm hiểu cụ thể dạng 1.3 Các dạng tương tác gen alen 1.3.1 Tương tác kiểu trội lặn hoàn toàn 1.3.1.1 Khái niệm Tương tác trội lặn hoàn toàn tượng alen lấn át hồn tồn biểu alen khác thuộc locus Trong trường hợp này, kiểu hình thể dị hợp tử hồn tồn giống kiểu hình thể đồng hợp trội 1.3.1.2 Ví dụ Ta xét ví dụ mà nhờ ví dụ Menđen phát quy luật di truyền Tiến hành phép lai thu kết sau: Pt/c: Cây đậu Hà Lan hoa đỏ (AA) × Cây đậu Hà Lan hoa trắng (aa) F1: 100% hoa đỏ (Aa) F1 × F1: Aa (hoa đỏ) × Aa (hoa đỏ) F2: AA : Aa : aa (3 hoa đỏ : hoa trắng) 1.3.1.3 Cơ sở sinh hóa tương tác trội lặn hoàn toàn Ta xét gen gồm alen A a, alen A trội hoàn toàn so với alen a Alen trội A (thường alen kiểu dại) mã hóa enzym, alen lặn a (thường alen đột biến) sinh Protein khơng có có hoạt tính enzym (đột biến nhầm nghĩa) alen a không sinh Protein sinh đoạn (đột biến nghĩa) Các cá thể dị hợp Aa sinh khoảng ½ số lượng enzim có hoạt tính so với cá thể đồng hợp trội AA Nếu số lượng đủ cho tế bào thể thực chức hóa sinh cách bình thường xuất kiểu hình bình thường Trong trường hợp alen A alen đột biến trội so với alen a alen kiểu dại giải thích enzym alen đột biến sinh lực lớn với chất so với enzym alen kiểu dại Tuy vậy, enzym đột biến thường khơng có khả xúc tác phản ứng xúc tác với hiệu thấp gây hiệu ứng đa số đột biến gen có hại cân hài hịa kiểu gen mơi trường q trình chọn lọc tự nhiên 1.3.2 Tương tác trội lặn khơng hồn tồn 1.3.2.1 Khái niệm Tương tác trội lặn khơng hồn tồn tượng alen trội khơng hồn tồn lấn át biểu alen lặn khác thuộc locus Kiểu hình thể dị hợp tử biểu hiểu hình trung gian kiểu hình hai thể đồng hợp 1.3.2.2 Ví dụ Ở số lồi hoa Hoa mõm chó (Antirrhinum majus), Hoa phấn (Mirabilis jalapa) … có chủng mang màu sắc hoa tương phản như: chủng hoa đỏ chủng hoa trắng Khi cho lai chủng hoa đỏ với chủng hoa trắng, tất lai F1 cho hoa màu hồng, nghĩa xảy tượng trội khơng hồn tồn, gen quy định tính trạng đỏ khơng lấn át gen quy định tính trạng trắng ngược lại Cho hệ F1 lai với nhau, hệ F2 xảy phân ly với tỷ lệ hoa đỏ : hoa hổng : hoa trắng Hiện tượng giải thích thơng qua sơ đồ lai đây: Pt/c: AA (hoa đỏ) × aa (hoa trắng) F1: Aa (100% hoa hồng) F1 × F1: Aa (hoa hồng) × Aa (hoa hồng) F2: hoa đỏ (AA) : hoa hồng (Aa) : hoa trắng (aa) Hình 1.1: Tính trội khơng hồn tồn Hoa mõm chó (Antirrhinum majus) 1.3.2.3 Cơ sở sinh hóa tương tác trội lặn khơng hồn tồn Có thể giải thích tượng trội khơng hồn tồn có mặt alen a kìm hãm q trình phiên mã, dịch mã alen A Kết sắc tố đỏ hình thành mức bình thường khiến cho mang kiểu gen Aa cho hoa màu hồng 1.3.3 Tương tác đồng trội 1.3.3.1 Khái niệm Tương tác đồng trội tượng hai alen thể dị hợp hình thành tính trạng mà kiểm sốt cách độc lập với alen cặp 1.3.3.2 Ví dụ Ở người, di truyền nhóm máu ABO alen: IA, IB, IO Trong đó, alen IA, IB trội hồn tồn so với alen IO, alen IA, IB đồng trội Trên sở đó, người ta xác định nhóm máu người:  Nhóm máu A: kiểu gen IAIA, IAIO  Nhóm máu B: kiểu gen IBIB, IBIO  Nhóm máu AB: kiểu gen IAIB  Nhóm máu O: kiểu gen IOIO Ngồi ra, người cịn có di truyền nhóm máu MN alen IM, IN đồng trội quy định Cụ thể sau:  Nhóm máu M: kiểu gen IMIM  Nhóm máu N: kiểu gen ININ  Nhóm máu MN: kiểu gen IMIN 1.3.3.3 Cơ sở sinh hóa tương tác đồng trội Hiện tượng đồng trội giải thích sở tính đa hình cân sản phẩm Protein sinh từ alen đồng trội Trong tự nhiên đa hình cân khơng có thay hoàn toàn alen alen khác, mà trì ưu thể dị hợp cặp alen 1.3.4 Gen gây chết (Alen gây chết) 1.3.4.1 Khái niệm Tương tác gen gây chết tượng có mặt alen kiểu gen ảnh hưởng không thuận lợi đến sinh trưởng phát triển sinh vật, dẫn đến làm giảm sức sống hay gây chết cho thể mang Có hai dạng tương tác gen gây chết: gây chết trạng thái hợp trội & gây chết trạng thái đồng hợp lặn Các gen theo hiệu gây chết thường chia làm nhóm:  Gen gây chết hoàn toàn: gen làm chết hoàn toàn cá thể đồng hợp mang  Gen nửa gây chết: gen làm chết nhiều 50% 100% số thể đồng hợp mang  Gen giảm sống: gen làm chết 50% số thể đồng hợp mang Tuy nhiên, phân chia có tính chất quy ước gen gây chết hồn tồn điều kiện lai lại gen nửa gây chết điều kiện ngoại cảnh khác 1.3.4.2 Ví dụ Ngay từ đầu kỷ, sai lệch khỏi tỷ lệ 3:1 F2 phát lai chuột vàng với Kết lai cho tỷ lệ vàng : đen Hiện tượng nhận thấy màu lông xám màu lông đen cừu, màu bạch kim màu ánh bạc cáo, có hay khơng có vảy cá chép, nhiều tính trạng ruồi giấm động vật khác Khơng vậy, tượng gen gây chết cịn gặp thực vật vi sinh vật Ta xét ví dụ cụ thể sau:  Ở chuột: Ay: lông màu vàng (trội) A : lông màu đen (lặn)  Người ta tiến hành phép lai thu kết sau: Pt/c: AyA (chuột lơng vàng) × AyA (chuột lơng vàng) GP: (Ay, A) : (Ay, A) F1: AyA (lông vàng) : AA (lông đen) : AyAy (chết giai đoạn sớm phơi)  Giải thích kết phép lai Kết phép lai cho thấy số chuột đẻ số 1/4 so với tổ hợp lai khác Các nhận xét đưa đến giả thiết chuột lơng vàng có kiểu gen dị hợp tử AyA, chúng lai với làm xuất chuột có kiểu gen đồng hợp AyAy khơng có sức sống chúng bị chết giai đoạn sớm phơi Người ta làm thí nghiệm giải phẫu chuột lông vàng mang thai tổ hợp lai chuột lông vàng chuột lông vàng xác định tượng Đó chuột mẹ có số bào thai lơng vàng khơng phát triển số phận thể mang đặc điểm dị hình Như chuột đồng hợp tử AyAy khơng có sức sống alen Ay alen gây chết Tác động alen Ay màu lông trội so với alen A mặt sức sống alen Ay lại lặn so với alen A, chừng tổ hợp AyA sống bình thường alen A lấn át gây chết alen Ay Đây ví dụ gen có tác động trội tác động lặn so với alen tương ứng 1.3.4.3 Cơ sở sinh hóa tương tác alen gây chết Hiện tượng tương tác alen gây chết giải thích alen quy định tổng hợp Protein từ quy định tổng hợp enzyme tham gia q trình chuyển hóa định sống sinh vật 1.3.5 Tương tác siêu trội 1.3.5.1 Khái niệm Hiện tượng siêu trội tượng thể dị hợp alen ln có sức sống, sức sinh trưởng, sinh sản tốt thể đồng hợp, kể thể đồng hợp trội (AA < Aa > aa) 1.3.5.2 Ví dụ 1.3.5.3 Cơ sở sinh hóa tương tác siêu trội Có thể giải thích tương tác hai sản phẩm Protein alen khác chức phận locus dẫn đến hiệu bổ trợ, làm tăng tác động alen trội Tương tác siêu trội gây hiệu ứng ưu lai lai khác dòng dẫn đến quần thể giao phối đa số kiểu gen trạng thái dị hợp Tương tác gen không alen 2.1 Khái niệm gen không alen Gen không alen gen thuộc locus gen khác 2.2 Khái niệm tương tác gen không alen Tương tác đa gen gen không alen tác động qua lại hay nhiều gen khơng alen để quy định tính trạng theo dạng:  Tương tác bổ sung (bổ trợ)  Tương tác át chế  Tương tác cộng gộp 2.3 Cơ sở sinh hóa chung tương tác gen không alen Về thực chất kiểu tương tác gen khơng alen gen không trực tiếp tương tác với mà sản phẩm chúng enzym (bản chất Protein) hay sản phẩm sau hoạt động enzym phối hợp gây ảnh hưởng qua lại theo cách khác dẫn đến biểu kiểu hình khác Ví dụ: có sản phẩm enzym gen không alen tương tác với nhau:  Để làm xuất kiểu hình trường hợp tương tác bổ trợ  Enzym gen ức chế hoạt động enzym tạo gen khác không alen trường hợp tương tác át chế  Cùng làm tăng cường biểu tính trạng trường hợp tương tác cộng gộp 2.4 Các dạng tương tác gen không alen 2.4.1 Tương tác bổ sung 2.4.1.1 Khái niệm Tương tác bổ sung kiểu tương tác alen locus riêng rẽ có biểu kiểu hình riêng Khi hai nhiều gen khơng alen có mặt kiểu gen tạo nên kiểu hình 2.4.1.2 Các ví dụ Hiện tượng tương tác bổ trợ biểu nhiều tỷ lệ kiểu hình F2 khác tùy thuộc vào tương tác đặc biệt gen không alen Dưới số ví dụ cụ thể tỷ lệ kiểu hình đặc trưng tượng tương tác bổ trợ 2.4.1.2.1 Tỷ lệ : : :  Ở gà, hình dạng khác mào kết tương tác gen khơng alen quy định Trong đó: A–B– : gà mào hình hồ đào A–bb : gà mào hình hoa hồng aaB– : gà mào hình hạt đậu aabb : gà mào hình  Tiến hành phép lai ta thu kết sau: Pt/c: AAbb (Gà mào hoa hồng) × aaBB (Gà mào hạt đậu) F1: AaBb (100% gà mào hình hồ đào) F1 × F1: AaBb × AaBb F2: mào hồ đào:3 mào hoa hồng :3 mào hạt đậu:1 mào hình Cơ sở sinh hóa Như vậy, kiểu tương tác hai gen khơng alen Trong đó, tương tác hai gen trội A B quy định kiểu hình riêng Ở đây, khơng có biến dạng tỉ lệ phân ly kiểu hình : : : Cho đến nay, sở phân tử việc hình thành hình dạng mào chưa rõ ràng nhìn cách tổng quát ta đưa giả thuyết sau Kiểu gen aabb sinh sản phẩm gen sản phẩm gen khơng thể ảnh hưởng tới việc thay đổi hình dạng kiểu hình mào gà hình Alen trội A sinh sản phẩm, sản phẩm ảnh hưởng tác động qua lại với sản phẩm gen quy định hình dạng mào gà hình để quy định mào hình hoa hồng Tương tự, alen trội B sinh sản phẩm, sản phẩm ảnh hưởng tác động qua lại với sản phẩm gen quy định hình dạng mào gà hình để quy định mào hình hạt đậu Khi sản phẩm hai alen trội A B tương tác với xuất dạng kiểu hình khác với dạng kiểu hình cịn lại mào hình hồ đào 2.4.1.2.2 Tỷ lệ : :  Ở bí, hình dạng kết tương tác gen khơng alen Trong đó: A–B– : bí dẹt A–bb; aaB– : bí trịn aabb : bí dài  Tiến hành phép lai ta thu kết sau: Pt/c: AAbb (bí trịn) × aaBB (bí trịn) a Giải thích đặc điểm di truyền - Xét di truyền tính trạng màu sắc hạt ngơ F2 phân li kiểu hình tỉ lệ 12 hạt đỏ: hạt vàng : hạt trắng Tính trạng màu sắc hạt ngô di truyền theo quy luật tương tác át chế Quy ước A-B-, A-bb: hạt đỏ; aaB-: hạt vàng; aabb: hạt trắng F1: AaBb x AaBb - Xét di truyền tính trạng kích thước F2 phân li dài : ngắn Tính trạng kích thước di truyền theo quy luật phân li Quy ước D: dài; d: ngắn F1: Dd x Dd - Xét di truyền đồng thời tính trạng + Nếu cặp gen phân li độc lập F2 phải xuất tỉ lệ (12:3:1) (3:1) = 36:12:9:3:3:1 (mâu thuẫn đề) + Nếu gen quy định kích thước liên kết hồn tồn với gen quy định màu sắc quả, F2 phải giảm xuất biến dị tổ hợp có tỉ lệ kiểu hình tương đương với 16 tổ hợp giao tử F1 (mâu thuẫn đề) Vậy gen quy định tính trạng kích thước phải liên kết khơng hoàn toàn với hai gen quy định màu sắc b Kiểu gen F1 tỉ lệ giao tử F1 - F2 xuất loại kiểu hình hạt trắng, dài (aabb, D-) = 6% chiếm tỉ lệ lớn loại kiểu hình hạt trắng, ngắn (aabb, dd) = 0,25% Do vậy, F1 tạo loại giao tử abD baD phải lớn loại giao tử mang gen abd bad Chứng tỏ gen liên kết theo vị trí đối - F2 xuất loại kiểu hình hạt vàng, dài (aaB-, D-) = 12,75% chiếm tỉ lệ lớn loại kiểu hình hạt vàng, ngắn (aaB-, dd) = 6% Do vậy: + Nếu cặp alen Aa F1 phân li độc lập với hai cặp alen kia, F2 xuất tổ hợp gen liên kết ( đối vừa xác định ) bé ( Điều không phù hợp với liên kết + Nếu cặp alen Bb F1 phân li độc lập với hai cặp alen kia, F2 xuất tổ hợp gen liên kết ( ) lớn ( Điều hợp lí với liên kết đối biết 38 - Kiểu gen F1 Bd (hạt đỏ, dài) x Bd - F2 xuất kiểu hình hạt trắng, ngắn, kiểu gen bb (hạt đỏ, dài) = 0,25% Gọi x tần số hoán vị gen, x< 50%, x nghiệm phương trình ( ) = 0,25% Suy x= 20% Tỉ lệ giao tử F1 là: BAD= Bad= bAD= bad= 20% : = 5% BAd= BaD= bAd= baD= (1-20%):4 = 20% Bài 23: Một loài thực vật, tính trạng màu hoa cặp gen (A, a B, b) phân li độc lập quy định; tính trạng cấu trúc cánh hoa cặp gen (D, d) quy định Cho hai (P) chủng giao phấn với thu F1 Cho F1 tự thụ phẩn, thu F2 có kiểu hình phân li theo ti lề 49,5% hoa đỏ, cánh kép : 6,75% hoa đỏ, cánh đơn : 25,5% hoa trắng, cánh kép : 18,25% hoa trắng, cánh đơn Biết không xảỵ đột biến xảy hốn vị gen q trình phát sinh giao tử đực giao tử với tẩn số Xác định: a Kiểu gen P? b F2 có số hoa đỏ, cánh kép dị hợp tử cặp gen chiếm tỉ lệ bao nhiêu? c F2 có tối đa loại kiều gen quy định kiểu hình hoa trắng, cánh kép d F2 có số hoa trắng, cánh đơn chủng chiếm tỉ lệ bao nhiêu? Hướng dẫn F2: + đỏ : trắng → F1: AaBb Quy ước: A-B-: đỏ A-bb: trắng aaB-: trắng aabb: trắng + kép : đơn → F1: Dd  F1: (AaBb,Dd) F1: (AaBb,Dd)  (AaBb,Dd) →F2: A-B-D-= 0,495  (Bb,Dd)  (Bb,Dd) → F2: B-D-= 0,495/0,75 = 0,66 → bbdd = 0,16 = 0,4  0,4 39  F1: Aa BD/bd (f = 20%) BD bd aa × AA BD bd BD bd AA × aa a Kiểu gen P hay BD bd b F2 có số hoa đỏ, cánh kép dị hợp tử cặp gen chiếm tỉ lệ Aa BD/BD + AA BD/Bd + AA BD/bD = 1/2.0,16 + (¼.0,4 0,1).4 = 12% c Số kiểu gen trắng, kép = A-bbD- + aaB-D- + aabbD- = 2 + + = 11 d F2 có số hoa trắng, cánh đơn chủng chiếm tỉ lệ: AA bd/bd + aa Bd/Bd + aabd/bd = ¼.0,16 + ¼.0,12 + ¼.0,16 = 8,25% * TƯƠNG TÁC GEN VÀ DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH Bài 24: Cho gà trống có lơng màu xám giao phối với gà mái có kiểu hình, F1 thu tỉ lệ kiểu hình là: Gà trống: lông xám : lông vàng Gà mái: lông xám : lông vàng Hãy giải thích kết thí nghiệm viết sơ đồ lai Hướng dẫn F1 có tỉ lệ kiểu hình xám : vàng = : = 16 kiểu tổ hợp Þ màu lơng di truyền theo qui luật tương tác gen bổ trợ F1 dị hợp cặp gen nằm cặp NST khác Qui ước: A-B-: lông xám; A-bb, aaB-, aabb: lông vàng Nhận thấy phân bố kiểu hình gà trống gà mái không nhau, chứng tỏ màu lông di truyền liên kết với giới tính Suy cặp gen Aa Bb nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Vì tương tác bổ trợ nên gen trội có giá trị nhau, vai trị A, B ngang Giả sử cặp Bb nằm NST giới tính, ta có kiểu gen P là: ♂ AaXBXb x ♀ AaXBY Sơ đồ lai: P: ♂ AaXBXb x ♀ AaXBY AXB AXb aXB aXb AAXBXB AAXBXb AaXBXB AaXBXb ♂ ♀ AXB 40 aXB AaXBXB AAXBXb aaXBXB aaXBXb AY AAXBY AAXbY AaXBY AaXbY aY AaXBY AaXbY aaXBY aaXbY Tỉ lệ kiểu hình: Gà trống: lông xám : lông vàng Gà mái: lơng xám : lơng vàng Bài 25: Một lồi có kiểu nhi ễm sắc thể giới tính ♀ XX, ♂ XY Lai ♀ đen với ♂ trắng chủng thu hệ F1 100% có màu trắng Cho F1 giao phối với F2 thu được: ♂: 100% trắng;♀: 50% trắng: 37,5% đen: 12,5% đỏ Biện luận để xác định quy luật di truyền chi phối tính trạng xác định kiểu gen P, F1 giao tử F1? Hướng dẫn Xét di truyền màu thân F2: trắng : đen : đỏ= 12:3 :1 - Cặp tính trạng màu thân di truyền theo quy luật tương tác gen theo kiểu át chế cặp gen nằm cặp NST giới tính Quy ước gen: A át, a không át, B thân đen, b đỏ Kiểu gen A-B- , A-bb quy định màu trắng, aaB- quy định màu đen, aabb quy định màu đỏ Mặt khác tính trạng màu thân biểu khơng giới đực giới F2 chứng tỏ cặp gen nằm nst giới tính.Ở F1 tính trạng màu thân biểu gen nằm NST thường→ cặp gen nằm phần tương đồng NST giới tính X Y - Cặp gen át chế nằm vùng tương đồng NST giới tính X Y - Kiểu gen gen P: thân đen BBXaXa, đực thân trắng bbXAYA Sơ đồ lai: P: ♂ bbXAYA ♀ BBXaXa x thân đen thân trắng GP: F1: bYA, bXA BXa ♀ BbXAXa : ♂ BbXaYA 100% thân trắng F1: ♂ BbXaYA x ♀ BbXAXa 41 thân trắng thân trắng GF1: BXa, bXa, BYA, bYA BXA, BXa, bXA, bXa F2: ♂ ♀ BXa bXa BYA bYA ♀BBXAXa ♀BbXAXa ♂BBXAYA ♂BbXAYA trắng trắng trắng trắng a a a a a a A BX ♀BBX X ♀BbX X ♂BBX Y ♂BbXaYA đen đen trắng trắng A A a A a A A bX ♀BbX X ♀bbX X ♂BbX Y ♂bbXAYA trắng trắng trắng trắng a a a a a a A bX ♀BbX X ♀bbX X ♂BbX Y ♂bbXaYA đen đỏ trắng trắng KH: 100% đực thân trắng; 50% thân trắng: 37,5% thân đen: 12,5% đỏ BXA Nếu cặp gen quy định màu lông nằm NST giới tính thì: P: đực AAXbYb trắng , aaXBXB thân đen Ta có sơ đồ lai sau: ♂ AAXbYb P: ♀ aaXBXB x thân đen thân trắng AYb, AXb GP: aXB ♂AaXBYb : ♀ AaXBXb F1: 100% thân trắng F1: ♂ AaXBYb x ♀ AaXBXb thân trắng thân trắng GF1: AXB, aXB, AYb, aYb AXB, aXB, AXb, aXb F2: ♂ ♀ AXB aXB, AYb aYb AXB ♀AAXBXB trắng ♀AaXBXB trắng ♀AaXBXB trắng ♀aaXBXB đen ♂AAXBYb trắng ♂ AaXBYb trắng ♂AaXBYb trắng ♂aaXBYb đen aXB 42 ♀AAXBXb ♀AaXBXb ♂AAXbYb ♂AaXbYb trắng trắng trắng trắng b B b B b b b aX ♀AaX X ♀ aaX X ♂ AaX Y ♂ aaXbYb trắng đen trắng đỏ KH: 12 trắng: đen: đỏ, nhiên F2 xuất đực thân đen trái với đề 100% đực F2 thân trắng Như có trường hợp thỏa mãn đề AXb, Bài 26: Ở ruồi giấm, cho đực có mắt trắng giao phối với có mắt đỏ F1 đồng loạt mắt đỏ Các cá thể F1 giao phối tự do, đời F2 thu được: đực, mắt đỏ: đực mắt vàng; đực mắt trắng; mắt đỏ; mắt vàng Nếu cho đực mắt đỏ F2 giao phối với mắt đỏ F2 kiểu hình mắt đỏ đời có tỉ lệ bao nhiêu? Hướng dẫn - Tỉ lệ kiểu hình F2: đỏ: vàng: trắng = 16 kiểu tổ hợp = 4x4 (tương tác bổ sung) - Quy ước gen: A-B- (đỏ); (A-bb = aaB-) (vàng): aabb (trắng) - Tính trạng màu mắt biểu khơng hai giới (có cặp nằm NST giới tính, cặp NST thường) → gen quy định màu mắt nằm X khơng có gen tương đồng Y → F1 phải cho loại giao tử nên kiểu gen Ft đem lai là: AaXBXb x AaXBY → F2: (1 /4AA+2/4Aa+1 /4 aa) (1/4XBXB + 1/4XBY+ l/4XBXb + 1/4XbY) → F2: đực đỏ gồm (1/3AAXbY +2/3AaXBY) x đỏ gồm (1/6AAXBXB + 2/6AaXBXB + 1/6AAXBxb + 2/6AaXBXb) → GP : ♂(2/6AXB + 2/6AY + l/6aXB + l/6aY) x ♀(l/2 AXB+ 1/4 aXB + l/6AXb+ l/12aXb)  F3 : đỏ(A  B )  1     12 Bài 27: Ở lồi trùng, cặp nhiễm sắc thể giới tính giới XX, giới đực XY; tính trạng màu cánh hai cặp gen phân li độc lập quy định Cho cánh đen chủng lai với đực cánh trắng chủng (P), thu F1 toàn cánh đen Cho đực F1 lai với có kiểu gen đồng hợp tử lặn, thu Fa có kiểu hình phân li theo tỉ lệ: đực cánh trắng : cánh đen : cánh trắng Cho F1 giao phối ngẫu nhiên, thu F2 Theo lí thuyết, số cánh trắng F2, số đực chiếm tỉ lệ bao nhiêu? 43 Hướng dẫn Từ giả thuyết suy ra: KG A-B-: Đen; KG lại: A-bb + aaB- + aabb cho trắng Ta có: P: Cái đen TC (AAXBXB) AaXBY Đực F1: AaXBY x x Đực trắng TC (aaXbY) > AaXBXb : Cái đồng hợp tử lặn (aaXbXb) TLKH Fa: đực trắng : đen : trắng (thỏa mãn giả thuyết) Cho F1 x F1: AaXBXb AaXBY x F2: 3A-XBXB : 3A-XBXb : 3A-XBY : 3A-XbY : 1aaXBXB : 1aaXBXb : 1aaXBY : 1aaXbY Số trắng F2 = + + + + = Tỉ lệ đực trắng F2 cần tính = (3+1+1)/7 = 5/7 Bài 28: Ở loài động vật, cho (XX) mắt đỏ chủng lai với đực (XY) mắt trắng chủng thu F1 đồng loạt mắt đỏ Cho đực F1 lai phân tích thu Fa gồm 50% đực mắt trắng, 25% mắt đỏ, 25% mắt trắng Nếu cho F1 lai phân tích, tính theo lí thuyết, tỉ lệ mắt đỏ thu đời bao nhiêu? Hướng dẫn Fb thu 50% đực mắt trắng, 25% mắt đỏ; 25% mắt trắng → Phép lai phân tích thu tỉ lệ trắng : đỏ = tổ hợp = 4.1 (vì đực lai phân tích nên đồng hợp lặn cho loại giao tử) → đực F1 cho loại giao tử → Tính trạng màu mắt cặp gen tương tác bổ sung với quy định Mặt khác, mắt đỏ xuất → cặp tính trạng màu mắt di truyền liên kết với giới tính Quy ước: A-B- mắt đỏ, A-bb + aaB- + aabb: mắt trắng Giả sử cặp B, b liên kết với giới tính → Đực F1 mắt đỏ có kiểu gen: AaXBY Phép lai phân tích: AaXBY x aaXbXb → P: AAXBXB x aaXbY → F1: AaXBY : AaXBXb Cho F lai phân tích: AaXBXb x aaXbY 44 Đời thu kiểu hình (1/2A- : 1/2aa)(1/2B - : 1/2bb) → Tỉ lệ mắt đỏ là: A-B- = ½ ½ = 1/4 = 25% Bài 29: Cho gà trống lông trơn chủng lai với gà mái lông vằn, thu F1 100% gà lông trơn Tiếp tục cho gà mái lơng trơn F1 lai phân tích thu đời (Fa) có tỉ lệ kiểu hình gà lơng trơn: gà lơng vằn, lơng trơn toàn gà trống a Xác định quy luật di truyền tính trạng màu lơng gà? b Cho gà lơng vằn Fa giao phối với nhau, có phép lai đời xuất gà mái lông trơn? c Cho gà F1 giao phối với thu F2 có tỉ lệ gà trống lơng trơn gà mái lông vằn bao nhiêu? Hướng dẫn a F1 lai phân tích cho tổ hợp → tính trạng gen quy định, tỷ lệ kiểu hình giới khác nên có cặp nằm vùng không tương đồng X Quy ước gen A-B- lông trơn ; A-bb/aaB-/aabb : lông vằn P: ♂AAXBXB ×♀aaXbY →AaXBXb: AaXBY Cho F1 lai phân tích: ♀AaXBY ×♂ aaXbXb → (Aa:aa)(XBXb:XbY) b Cho gà lông vằn Fa giao phối với nhau: aaXBXb × (Aa:aa)XbY → có phép lai xuất gà mái lông trơn c cho F1 giao phối với nhau: AaXBXb× AaXBY→ (3A-:1aa)(XBXB:XBXb: XBY:XbY), tỷ lệ gà trống lông trơn = 3/8; tỷ lệ gà mái lông vằn = 13/4×1/4=13/16 *MỘT SỐ DẠNG KHÁC Bài 30: Ở loài thực vật, hai cặp gen A, a B, b quy định màu sắc hoa; kiểu gen có alen A B cho màu hoa đỏ, kiểu gen lại màu hoa trắng Khi xử lí hạt có kiểu gen AaBb cơnsixin người ta thấy thoi phân bào mang cặp gen Aa bị tác động, thoi phân bào cịn lại hình thành bình thường Sau đem gieo hạt thu hệ P Cho hệ P lai với có kiểu gen AaBb, xác định đời con? a Có tối đa loại kiểu gen F1? 45 b Có kiểu gen đồng hợp tất cặp gen? c Tỉ lệ phân li kiểu hình F1 d Tỉ lệ đồng hợp tử lặn tất cặp gen bao nhiêu? Hướng dẫn - Ta có Aa bị tác động cônsixin → tạo kiểu gen AAaa; cặp Bb bình thường → P: AAaaBb - P x AaBb, ta có sơ đồ lai sau : P: AAaaBb X AaBb Xét riêng cặp tính trạng - Aaaa x Aa →1 AAA: AAa: Aaa: aaa → 11A-: laaa - Bb x Bb → BB: Bb: bb → 3B-: 1bb a Số kiểu gen thu đời là: x = 12 b Đời có kiểu gen đồng hợp tất cặp gen: AAABB; AAAbb; aaaBB, aaabb c Tỉ lệ phân li kiểu hình đời là: 33 đỏ: 15 trắng d Tỉ lệ kiểu gen đồng hợp tử lặn tất cặp (aaabb): 1/12.1/4 = 1/48 Bài 31: Một học sinh yêu thích Sinh hoc câu cá chép hồn tồn khơng có vảy thân, kiểu hình gặp Học sinh định nghiên cứu chế di truyền chi phối tính trạng cách tiến hành phép lai sau: Phép lai 1: Cho cá chép khơng vảy kai vpus cá chép có vảy kiểu dại chủng Thế hệ F1 thu 50% cá kiểu dại 50% cá có hàng vảy chạy dọc thân Phép lai 2: Cho lai cá chép F1 hàng vảy với thi F2 có kiểu hình: hàng vảy, kiểu dại, khơng vảy vảy phân tán với tỷ lệ tương ứng 6:3:2:1 Phép lai 3: cho lai cá có vảy kiểu dại thu từ F1 với nhau, tạo hệ cá với tỷ lệ vảy kiểu dại : vảy phân tán Phép lai 4: Cho lai cá có vảy phân tán thu từ phép lai với cá kiểu dại chủng Phép lai 5: nhằm tạo dịng cá chép khơng vảy chủng, bạn học sinh lai cá chép không vảy với Tuy nhiên, sau nhiều lần thí nghiệm, bạn 46 học sinh không thu kết mong đợi, thu kết phân li cá không vảy : cá vảy phân tán Từ kết phép lai 3, xác định số gen số alen tối thiểu tham gia quy định tính trạng vảy cá chép Hãy viết sơ đồ lai dự đốn tỷ lệ phân ly kiểu hình từ P đến F2 phép lai Hướng dẫn Từ kết phép lai, giải thích chế di truyền viết sơ đồ lai phép lai - Phép lai thu loại kiểu hình => Có gen kiểm sốt tình trạng vảy cá chép - Phép lai có tỉ lệ phân li 3:1 => Có alen gen quy định kiểu hình vảy cá chép Căn theo kết phân li 3:1, giả sử tính trạng vảy phân tán tính trạng lặn (bb) so với kiểu dại (BB) Ta có sơ đồ lai P: bb (vảy phân tán) x BB (kiểu dại) -> F1: Bb (kiểu dại) -> F2: ¾ B- (kiểu dại) : ¼ bb (vảy phân tán) Kết khơng thể tạo dịng chủng khơng vảy gợi ý kiểu hình kiểu gen dị hợp Aa tạo nên kiểu gen đồng hợp trội AA bị chết Do đó, kết lai Aa (khơng vảy) x Aa (không vảy) -> 1AA (bị chết) : 2Aa (không vảy) : 1aa (vảy phân tán) Tỷ lệ phân ly kiểu hình 6:3:2:1 phần (a) gợi ý có gen tham gia kiểm sốt kiểu hình vảy cá chép Tỷ lệ tương tự tỷ lệ 9:3:3:1 có số kiểu hình bị đi, giải thích kiểu gen AA bị chết Từ kết luận: bố mẹ có hàng vảy có kiểu gen AaBb, kiểu gen AA gây chết dẫn đến kết sau: AaBb (một hàng vảy) x AaBb (một hàng vảy) -> 6AaB- (một hàng vảy) : 3aaB- (kiểu dại) : Aabb (không vảy): aabb (vảy phân tán) 47 Bài 32: Có hai dịng ruồi giấm chủng (A B) có kiểu hình đột biến mắt xù xì Lai ruồi dòng A với ruồi đực dòng B, thu F1 gồm 100% ruồi mắt kiểu dại 100% ruồi đực mắt xù xì Cho F1 giao phối ngẫu nhiên thu F2 gồm 256 ruồi mắt kiểu dại, 250 ruồi mắt xù xì, 64 ruồi đực mắt kiểu dại 436 ruồi đực mắt xù xì Hãy giải thích kết viết sơ đồ lai Hướng dẫn P chủng đột biến mắt xù xì  F1: 100% ruồi kiểu dại  hai đột biến thuộc hai gen khác (tương tác bổ sung quy định kiểu hình mắt hay gen không alen với nhau)  F1 dị hợp tử cặp gen; đột biến lặn, kiểu dại trội Qui ước cặp gen tương ứng A/a B/b Kiểu hình F1 khơng đồng giới: 100% ruồi mắt kiểu dại; 100% đực mắt xù xì  gen quy định màu mắt nằm nhiễm sắc thể giới tính Từ số lượng cá thể đời lai F2  Tỷ lệ kiểu hình F2 là: + Con cái: mắt kiểu dại : mắt xù xì = 1:1; + Con đực: mắt kiểu dại = 12,8%; mắt xù xì = 87,2% Nếu gen phân ly độc lập, F1 x F1 cho tỷ lệ phân ly F2 đầu nêu  gen liên kết khơng hồn tồn nhiễm sắc thể X; xảy hoán vị gen giảm phân tạo giao tử ruồi P ruồi dòng đột biến A ( ) x ruồi đực dòng đột biến B( )  F1: ruồi (XX) 100% mắt kiểu dại  ruồi F1 có kiểu gen dị hợp tử chéo: F2: 12,8% số ruồi đực có mắt kiểu dại tạo thành từ giao tử hoán vị gen ruồi  Tần số hoán vị gen = 12,8 x = 25,6% Sơ đồ lai từ P  F2: P: F1: x 100% ruồi mắt kiểu dại x 100% ruồi đực mắt xù xì GF1: (38,2% 38,2% 11,8% 11,8% (50% 50% F2 : Con : 50% mắt kiểu dại : 50% mắt xù xì 48 ) ) Con đực : 12,8% mắt kiểu dại : 87,2% mắt xù xì Bài 33: Có hai dịng ruồi giấm chủng có mắt màu đỏ tươi kí hiệu dòng I dòng II Để nghiên cứu quy luật di truyền chi phối tính trạng, người ta thực hai phép lai đây: Phép lai 1: Lai thuộc dòng I với đực thuộc dòng II; F1 thu 100% ruồi có màu mắt kiểu dại Phép lai 2: Lai thuộc dòng II với đực thuộc dịng I; F1 thu 100% có màu mắt kiểu dại; 100% đực có màu mắt đỏ tươi Từ kết phép lai rút kết luận gì? Giải thích viết sơ đồ lai minh họa Hướng dẫn - Từ kết phép lai 1: Khi lai hai dịng ruồi chủng có mắt đỏ tươi với nhau, đời F1 thu 100% cá thể có màu mắt kiểu dại màu mắt ruồi giấm hai gen tương tác kiểu bổ trợ - Từ kết phép lai ta thấy có phân ly khơng đồng giới có di truyền liên kết giới tính Khi lai thuộc dòng II với đực thuộc dòng I cho đời có tất có màu mắt kiểu dại, cịn đực có mắt đỏ tươi tượng di truyền chéo - Một hai gen quy định tính trạng phải nằm nhiễm sắc thể giới tính X vùng khơng tương đồng với Y, gen cịn lại nằm NST thường (vì hai gen nằm vùng tương đồng cặp XY nằm X vùng khơng tương đồng với Y không thu kết phép lai) - Từ kết phép lai 1 alen đột biến gây màu mắt đỏ tươi dòng I phải nằm NST thường Lý alen lặn nằm NST giới tính X tất đực có mắt màu đỏ tươi - Từ kết phép lai ta thấy gen lặn quy định màu mắt đỏ tươi phải nằm NST X tất đực có màu mắt đỏ tươi (có di truyền chéo) - Tổng hợp kết phép lai 2, ta viết sơ đồ lai chứng minh sau: Phép lai 1: P I (đỏ tươi) aaXBXB F1: x II (đỏ tươi) AAXbY AaXBXb Mắt kiểu dại AaXBY Mắt kiểu dại Phép lai 2: P II (đỏ tươi) AAXbXb F1: x AaXBXb Mắt kiểu dại AaXbY Mắt đỏ tươi 49 I (đỏ tươi) aaXBY Bài 34: Khi cho hai dòng chủng loài hoa đỏ hoa trắng giao phấn với thu F1 100% hoa đỏ Cho F1 giao phấn với thu F2 gồm 368 hoa trắng 272 hoa đỏ a Hãy giải thích viết sơ đồ sở di truyền sinh hóa hình thành màu hoa đỏ F2 b Bằng cách xác định hoa trắng F2 có kiểu gen đồng hợp tất alen lặn? Cho biết: khơng có tượng gen gây chết đột biến, với bậc tự (n-1) = 1; α = 0,05 χ2 lý thuyết = 3,84 Hướng dẫn a Tỉ lệ kiểu hình F2 qua kiểm định có tỉ lệ chấp nhận hoa trắng : hoa đỏ 37 hoa trắng : 27 hoa đỏ Tuy nhiên, tỉ lệ hoa trắng : hoa đỏ không chấp nhận F1 1000% hoa đỏ với diện alen trội kiểu gen Từ tỉ lệ 37 hoa trắng : 27 hoa đỏ cho thấy tổng tỉ lệ kiểu hình F2 64 kết kết hợp loại giao tử đực với loại giao tử F1 Suy ra, F1 dị hợp cặp gen quy ước AaBbDd biểu màu hoa đỏ - F1 x F1: AaBbDd x AaBbDd - Ở F2 hoa đỏ chiếm tỉ lệ 27/64 kết kết hợp: 3/4 A- x 3/4B- x 3/4D- = 27/64 - Sơ đồ sở di truyền sinh hóa hình thành màu hoa đỏ F2: EA EB ED Chất trắng  Chất trắng  Chất trắng  Màu hoa đỏ (Chất trắng hay chất không màu được) b Để xác định hoa trắng F2 có kiểu gen đồng hợp tất alen lặn cần tiến hành giao phấn hoa trắng F2 với F1 Nếu kết phép lai thu tỉ lệ hoa trắng : hoa đỏ hoa trắng F2 đồng hợp tất alen lặn Pb: Cây hoa đỏ F1 x Cây hoa trắng F2 AaBbDd aabbdd 50 Fb: 1AaBbDd : (1AaBbdd ; AabbDd : 1Aabbdd : 1aaBbdd : 1aabbDd : aabbdd) Đỏ : Trắng PHẦN KẾT LUẬN Chuyên đề xây dựng cách chi tiết phần sở lý luận tượng tương tác gen với hình ảnh mơ tả sinh động trực qua với hệ thống tập tương đối đa dạng quy luật di truyền này: từ tương tác gen đơn đến tập kết hợp tương tác gen với quy luật di truyền khác Chuyên đề áp dụng để giảng dạy cho HS ôn thi THPT QG ôn thi HSG cấp, đặc biệt thi HSG QG thường xuyên có dạng tập tương tác gen 51 MỤC LỤC Phần đầu mở ……………………………………………………………………… Phần nội dung ………………………………………… ………………………… A Cơ sở lý luận ……………………………………………………………… Tương tác gen alen …………………………………………… Tương tác gen không alen …………………………………… Tương tác gen đa hiệu (đa hiện) ……………………………………… 20 B Bài tập vận dụng ………………………………………………………….23 Phần kết …………………………………… ………………………………50 52 luận ... hưởng tác động qua lại với sản phẩm gen quy định hình dạng mào gà hình để quy định mào hình hoa hồng Tương tự, alen trội B sinh sản phẩm, sản phẩm ảnh hưởng tác động qua lại với sản phẩm gen quy định. .. lại với nên tượng gen tác động đến nhiều tính trạng phổ biến Trên sở phân chia thành dạng tương tác gen chính:  Tương tác gen alen  Tương tác gen không alen  Tương tác gen đa hiệu Tương tác gen. .. TƯƠNG TÁC GEN VÀ LIÊN KẾT, HOÁN VỊ GEN Bài 17: Ở loài thực vật, màu sắc hoa hai cặp gen A,a B,b quy định Hình dạng gen có alen quy định, alen D quy định trịn trội hồn tồn so với alen d quy định