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

HỘI THẢO KHOA HỌC TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG NĂM 2020 MÃ CHUYÊN ĐỀ: SIN_10 CHUYÊN ĐỀ XÁC ĐỊNH QUY LUẬT TÁC ĐỘNG CỦA GEN ĐỐI VỚI SỰ HÌNH THÀNH TÍNH TRẠNG Tháng năm 2020 MỤC LỤC PHẦN I:MỞ ĐẦU .3 I Lí chọn đề tài II Mục tiêu của chuyên đề III Đối tượng áp dụng PHẦN II: NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I Lý thuyết II Phương pháp giải tập 11 II Bài tập vận dụng 25 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 CHUYÊN ĐỀ: SIN_10 PHẦN MỘT: MỞ ĐẦU I Lí chọn đề tài Trong chương trình sinh học cấp trung học phổ thông, phần câu hỏi tập quy luật tác động của gen hình thành tính trạng nội dung quan trọng, đưa nhiều vào đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh, khu vực học sinh giỏi Quốc gia Nhiều giáo viên học sinh lúng túng với phần kiến thức ôn luyện đội tuyển HSG Mặc dù có rất nhiều tài liệu câu hỏi tập quy luật tác động của gen hình thành tính trạng tài liệu khác với mục đích khác nhau, phần kiến thức quy luật di truyền trình bày theo nhiều cách khác Vì vậy, biên soạn chuyên đề: “Xác định quy luật tác động của gen hình thành tính trạng” để giúp học sinh có nhìn tởng quát hơn, thống nhất Đồng thời hỗ trợ cho giáo viên kiểm tra kiến thức học sinh thông qua hệ thống câu hỏi Đây nguồn tài liệu ơn tập kì thi trung học phở thơng, học sinh giỏi cấp, khu vực kì thi chọn học sinh giỏi Quốc gia II Mục tiêu chuyên đề - Hệ thống lý thuyết bồi dưỡng HSG quy luật tác động của gen hình thành tính trạng - Phương pháp giải tập tập bồi dưỡng HSG quy luật tác động của gen hình thành tính trạng III Đối tượng áp dụng - Học sinh ôn thi trung học phổ thông - Các đội tuyển ôn thi học sinh giỏi môn Sinh học các cấp - Các giáo viên Sinh học PHẦN HAI: NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ I LÝ THUYẾT Nhận dạng quy luật di truyền Để nhận dạng các quy luật di truyền chi phối tập lai nhiều tính trạng tiến hành bước: Bước 1: Xác định đặc điểm di truyền tính trạng Bước 2: Xác định mối quan hệ gen 1.1 Phương pháp xác định đặc điểm di truyền tính trạng Đặc điểm di truyền của tính trạng bao gồm số khả sau: - Một gen chi phối tính trạng, nằm NST thường Gồm: + Gen trội - lặn hoàn toàn + Gen trội khơng hồn tồn + Gen đa alen + Di truyền đồng trội + Gen gây chết + Gen bị ảnh hưởng giới tính + Gen bị hạn chế giới tính + Hiệu ứng dịng mẹ - Một cặp gen chi phối tính trạng, nằm NST giới tính: + Gen nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y + Gen nằm NST giới tính Y khơng có alen tương ứng X + Gen nằm NST giới tính X có alen tương ứng Y - Một cặp gen chi phối nhiều tính trạng: Gen đa hiệu - Nhiều cặp gen chi phối tính trạng, các gen nằm các cặp NST khác nhau: Tương tác gen + Tương tác bổ sung + Tương tác át chế + Tương tác cộng gộp - Gen nằm NST (gen tế bào chất) 1.2 Phương pháp xác định tính trạng trội – lặn hoàn toàn: + TH 1: P thuần chủng khác 1cặp tính trạng tương phản, tính trạng cặp gen chi phối, F1 đồng tính giống hai bên bố mẹ Khi tính trạng biểu F1 tính trạng trội VD: Lai hai thứ đậu Hà lan thuần chủng hạt trơn với hạt nhăn, F1 xuất tồn hạt trơn, tính trạng cặp gen chi phối  hạt trơn trội so với hạt nhăn + TH 2: P thuần chủng khác cặp tính trạng tương phản F1 Cho F1 tạp giao hay tự thụ F2: tỉ lệ KH 3: 1 Tính trạng chiếm tỉ lệ 3/4 F2 trội Hoặc: F1x F1F2: tỉ lệ KH 3: 1Tính trạng chiếm tỉ lệ 3/4 F2 trội VD: Lai hai thứ đậu Hà lan F1, cho F1 tự thụ phấn F2 thu tỉ lệ hạt vàng: 1hạt xanh Có F2 = = x thuần chủng tính trạng cặp gen chi phối, hạt trơn trội so với hạt nhăn + TH 3: P có kiểu hình giống nhau; xuất tính trạng khác P  Tính trạng biểu F1 tính trạng lặn VD: Lai hai thứ đậu Hà Lan hạt vàng với nhau, F1 thu vừa hạt vàng, vừa hạt xanh  tính trạng hạt xanh tính trạng lặn; hạt vàng tính trạng trội 1.3 Phương pháp xác định tính trạng trội khơng hồn tồn + TH 1: P thuần chủng tương phản, tính trạng cặp gen chi phối, F1 đồng tính biểu tính trạng trung gian VD: Lai thứ hoa (thuần chủng) hoa đỏ hoa trắng F1 đồng loạt hoa màu hồng Xác định quy luật di truyền chi phối tính trạng, biết tính trạng cặp gen chi phối? Biện luận: P t/c khác nên F1 có KG dị hơp 1cặp gen biểu màu hoa hồng tính trạng trung gian màu đỏ màu trắng tính trạng màu hoa di truyền theo quy luật trội khơng hồn tồn + TH 2: Lai P thuần chủng tương phản  F1 Cho F1 tạp giao hay tự thụ  F2: tỉ lệ kiểu hình 1: 2: Tính trạng chiếm tỉ lệ 2/4 F2 tính trạng trung gian  trội khơng hồn toàn VD: Lai hai thứ hoa (thuần chủng) F1 Cho giao phấn với phân li theo tỉ lệ hoa đỏ: hoa hồng: hoa trắng  tính trạng màu hoa di truyền theo quy luật trội khơng hồn tồn 1.4 Phương pháp xác định tính trạng di truyền gen đa alen - Số tổ hợp giao tử (hF) không vượt quá - Biện luận để có nhiều alen (≥ 3) chi phối tính trạng VD: Hãy xác định quy luật di truyền chi phối tính trạng, biết tính trạng gen quy định Phép lai Kiểu hình bố mẹ Kiểu hình đời Tất xanh xanh  vàng vàng  vàng 3/4 vàng : 1/4 đốm xanh  vàng 1/2 xanh : 1/4 vàng : 1/4 đốm Biện luận ta có: A: xanh > a1: vàng> a: đốm  gen đa alen 1.5 Phương pháp xác định tính trạng di truyền gen đa hiệu - Một gen chi phối nhiều tính trạng - Đột biến gen  gây biến dị tương quan (biến đổi loạt các tính trạng mà gen chi phối) VD : Pt/c: hoa đỏ, thân cao x hoa trắng, thân thấp F1: 100% hoa đỏ, thân thấp F2: ¼ hoa đỏ, thõn cao: ẵ hoa , thõn thõp: ẳ hoa trng, thân thấp Giải thích kết của phép lai, biết gây đột biến dòng thuần thân cao, hoa đỏ xuất thể đột biến thân thấp, hoa trắng  tính trạng bị chi phối gen đa hiệu 1.6 Phương pháp xác định tính trạng di truyền gen gây chết - Tỉ lệ kiểu hình cho thấy mất số tổ hợp  gen gây chết VD: P dị hợp cặp gen  F1 phân li theo tỉ lệ trội: lặn mất ¼ số tổ hợp gen gây chết 1.7 Phương pháp xác định tính trạng di truyền gen NST thường chịu ảnh hưởng giới tính - Gen NST thường song phân li tính trạng khác giới đực giới VD: P t/c: đực lông đen x cái lông trắng F1 : cái đen: đực trắng a Cho cái đen F1 x đực lông đen P tỉ lệ đen: trắng (con đực) b Cho cái trắng P x đực lông trắng F1 tỉ lệ trắng: đen (con cái) Giải thích kết phép lai, biết A: lơng đen, a: lơng trắng Biện luận: có phân li khơng đồng tính trạng hai giới Phép lai b có cái đen → tính trạng gen nằm NST thường quy định chịu ảnh hưởng giới tính 1.8 Phương pháp xác định di truyền hiệu ứng dòng mẹ - Sự phân li tính trạng diễn chậm hệ (Hiện tượng di truyền Menđen thể chậm hệ) VD P (thuần chủng) : ♀ mắt trắng x ♂ mắt đỏ  F1: mắt trắng  F2 : mắt đỏ   di truyền hiệu ứng dòng mẹ F3 : mắt đỏ : mắt trắng 1.9 Phương pháp xác định tính trạng di truyền gen liên kết với NST giới tính đoạn không tương đồng - Xác định gen NST giới tính dựa vào đặc điểm: + Kết phép lai thuận nghịch khác + Tỉ lệ phân li của tính trạng khơng cân hai giới + Kết hệ lai: 1trạng thái biểu giới - Xác định gen NST X: Tính trạng biểu hai giới tuân theo quy luật di truyền chéo - Xác định gen NST Y: Chỉ có giới biểu tính trạng di truyền thẳng VD: Cho gà trống lông vằn giao phối với gà mái lông đen F1: đồng loạt gà lông vằn Cho F1 tạp giao F2: 50 gà lông vằn: 16 gà mái lông đen Biện luận xác định quy luật di truyền chi phối tính trạng Biện luận: + F2 phân tính theo tỉ lệ 3: 1, hF2 = = x 2 tính trạng chi phối cặp gen; tính trạng lơng vằn (A) trội hồn tồn so với lơng đen (a) + F2 có gà mái lơng đen tính trạng màu lơng liên kết với NST giới tính X 1.10 Phương pháp xác định tính trạng di truyền gen liên kết với NST giới tính đoạn tương đồng - Tính trạng khơng phân bố đồng giới - Di truyền giả NST thường VD: Ở ruồi giấm, cho P thuần chủng (con cái cánh ngắn lai với đực cánh dài) thu F1 toàn cánh dài Cho F1 giao phối với thu F2 có tỉ lệ cánh dài: cánh ngắn (toàn cái) Biện luận để xác định quy luật di truyền chi phối tính trạng - F2 tính trạng khơng phân bố giới→ di truyền liên kết với giới tính - Tỉ lệ phân tính 3:1; cánh ngắn tồn cái nên gen phải nằm đoạn tương đồng của X Y 1.11 Phương pháp xác định tính trạng di truyền theo quy luật tương tác Tương tác đa gen các gen không alen tác động qua lại hay nhiều gen không alen để quy định tính trạng theo các dạng:tương tác bổ sung, tương tác cộng gộp, tương tác át chế Biện luận để chứng minh tính trạng chi phối hay nhiều cặp gen không alen phân li độc lập VD: Khi lai gà lông trắng với  F1: tồn gà lơng trắng Cho F1 tạp giao F2: 52 gà lông trắng: 12 gà lông nâu Biện luận viết sơ đồ lai giải thích phép lai Biện luận: Có hF2= 16 = x 4 F1 dị hợp cặp gen phân li độc lập chi phối tính trạng xảy tương tác gen 1.12 Phương pháp xác định tính trạng di truyền gen tế bào chất - Phép lai thuận nghịch cho kết khác - Di truyền theo dòng mẹ VD: Pthuận: ♀ xanh x ♂ vàng  F1: 100% vàng Pnghịch: ♀ vàng x ♂ xanh  F1: 100% xanh  Tính trạng di truyền gen tế bào chất Xác định mối quan hệ gen Đối với cặp gen, chúng có khả xảy trường hợp: - Phân li độc lập (bao gồm tương tác gen) - Liên kết hoàn toàn - Liên kết khơng hồn tồn (Hoán vị gen) 2.1 Xác định hai cặp gen phân li độc lập Áp dụng toán xác suất: Nếu tỉ lệ phân tính chung = tích tỉ lệ phân li của tính trạng thì hai cặp gen phân li độc lập với VD: Cho đậu Hà Lan F1 tự thụ phấn F2 phân tính theo tỉ lệ: 80 thân cao, hạt vàng; 27 thân cao, hạt xanh; 28 thâp thấp, hạt vàng; thân thấp, hạt xanh Biện luận: Mỗi cặp tính trạng phân li theo tỉ lệ 3:1; tỉ lệ phân tính chung 9: 3: 3:1 = (3:1) x (3:1) chứng tỏ hai cặp gen quy định cặp tính trạng phân li độc lập với 2.2 Xác định hai cặp gen liên kết hoàn toàn Dựa vào đặc điểm sau: Tỉ lệ phân li kiểu hình nhỏ tích tỉ lệ phân li của các tính trạng (số loại kiểu hình chung nhỏ tích số kiểu hình của các tính trạng) - cặp gen phân li với tỉ lệ 3:1 tỉ lệ phân tính chung = 3:1 1:2:1 - Lai phân tích cá thể dị hợp cặp gen  Fa có kiểu hình, phân tính với tỉ lệ 1:1 Ví dụ: Khi lai dịng đậu hoa đỏ, đài ngả với hoa xanh, đài người ta thu các lai đồng loạt có hoa xanh đài ngả Cho các F1 giao phấn với thu được: 98 hoa xanh, đài cuốn; 104 hoa đỏ, đài ngả; 209 hoa xanh, đài ngả Biện luận viết sơ đồ lai từ P đến F1 Biện luận: cặp gen phân li với tỉ lệ 3:1 tỉ lệ phân tính chung = 1:2:1  hai cặp gen quy định cặp tính trạng liên kết hồn tồn 2.3 Cách xác định hai cặp gen liên kết khơng hồn tồn (hoán vị gen) a Nếu kết lai cho đầy đủ kiểu hình: Việc xác định hoán vị gen dựa vào kết của quy tắc nhân xác suất: F xuất đủ các loại kiểu hình trường hợp phân li độc lập (tăng số biến dị tở hợp) song tỷ lệ phân tính chung của tính trạng khác với tích tỷ lệ phân tính của tính trạng VD: Với phép lai cá thể dị hợp tử Aa, Bb hệ sau tính trạng phân tính theo tỷ lệ 3:1 Nếu F1 xuất loại kiểu hình với tỉ lệ phân tính chung 51%: 24%: 24%: 1% khác (3:1) x (3:1)  các gen di truyền liên kết khơng hồn tồn b Nếu kết lai khơng cho đủ số kiểu hình: Tỉ lệ kiểu hình đề khác với tỷ lệ của kiểu hình trường hợp liên kết hồn tồn hay phân li độc lập  hoán vị gen VD: Phép lai cá thể dị hợp tử Aa, Bb Trong hệ sau đề cho biết tỷ lệ cụ thể của loại kiểu hình tương ứng với các kiểu gen sau: + Đồng hợp lặn (aa,bb) =1% Tỷ lệ ≠ 6,25% ( phân li độc lập); ≠ 25% (liên kết hoàn toàn)  hoán vị gen + Trội, lặn (A-,bb) = 24% Tỷ lệ ≠ 18,75% ( phân li độc lập); ≠ 25% (liên kết hoàn toàn)  hoán vị gen + Trội, trội (A-B-)= 51% Tỷ lệ ≠ 56,25% ( phân li độc lập); ≠ 75 50% (liên kết hoàn toàn)  hoán vị gen II PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP PHỐI HỢP CÁC QUY LUẬT DI TRUYỀN Chuyên đề chủ yếu đề cập tới kĩ giải số dạng toán ngược phối hợp các quy luật di truyền Bài tập phối hợp quy luật di truyền phân li độc lập liên kết - hoán vị gen Phương pháp giải Bài toán đề cập tới tính trạng cặp gen NST thường quy định 10 Nếu kết xét đồng thời loại tính trạng khác với tích các tỉ lệ xét riêng có biểu hai giới tỉ lệ khác Hai cặp gen nằm NST giới tính X Căn vào tỉ lệ kiểu hình giới XY đời xác định tỉ lệ giao tử của thể XX hệ trước  các trường hợp sau Các cặp gen liên kết hồn tồn NST giới tính X Các cặp gen nằm NST giới tính X có xảy trao đởi chéo Xác định kiểu gen P Xác định kiểu gen P; tần số hoán vị gen Ví dụ: Ở ruồi giấm có hai gen lặn liên kết với nhau: Gen a quy định mắt có màu lựu, gen b quy định cánh xẻ Các tính trội tương phản mắt màu đỏ cánh bình thường Kết phép lai của P cho số liệu sau: Ruồi đực F1: 7,5% mắt đỏ, cánh bình thường: 7,5% mắt lựu, cánh xẻ: 42,5% mắt đỏ, cánh xẻ: 42,5% mắt lựu, cánh bình thường: Ruồi cái F1: 50% mắt đỏ, cánh bình thường: 50% mắt đỏ, cánh xẻ: Các gen nói nằm nhiễm sắc thể nào? Viết sơ đồ lai giải thích kết Gợi ý cách giải: Xác định gen nằm NST nào? Ta có: ruồi giấm ♂: XY, ♀ XX - Qui ước gen: A: Mắt màu đỏ, a: Mắt màu lựu; B: Cánh bình thường, b: cánh xẻ * Tách riêng tính trạng hệ F1: - Tính trạng màu mắt: ♂: Đỏ: lựu = (42,5+7,5) : ( 42,5+7,5) =1: ♀: 100% Mắt đỏ 19 - Tính trạng hình dạng cánh: ♂: Bình thường : xẻ = (42,5+7,5) : ( 42,5+7,5) = 1: ♀: Bình thường : xẻ = 50: 50 =1:  Tính trạng màu mắt có tượng phân li không đồng giới, cái tồn mắt đỏ Con đực phân tính theo 1: 1 gen chi phối các tính trạng phải di truyền theo quy luật liên kết giới tính gen nằm NST giới tính X Theo đề các gen chi phối tính trạng màu mắt hình dạng cánh di truyền liên kết với nên tất chúng nằm NST giới tính * Sơ đồ lai - Màu mắt: F1: 100% ♀ đỏ: XAX- ♂: 1đỏ: lựu = 1XAY:1XaY => P ♀ phải có XAXa ♂ XAY nên có SĐL P: ♀XAXa (đỏ) x ♂XAY (đỏ) ↓ A A A a F1: ♀X X ♀X X ♂XaY ♂XAY đỏ lựu - Hình dạng cánh: F1: ♂ cho: 1Bình thường: cánh xẻ Con ♀: 1XBX-: XbXb, ♂: 1XBY:1XbY => P ♀ phải có XBXb ♂ XbY nên SĐL P: ♀ XBXb (Bình thường) x ♂XbY (Cánh xẻ) ↓ F1: ♀XBXb ♀XbXb ♂XBY ♂XbY 1♀ Bình thường 1♀Cánh xẻ 1♂ Bình thường 1♂ cánh xẻ *Xét di truyền đồng thời của tính trạng màu mắt hình dạng cánh - Từ SĐL  ♂ P: XAbY mắt đỏ, cánh xẻ - Xét DT đồng thời tính trạng ♂: (1đỏ:1 lựu) (1b.thường:1 xẻ) = 1: 1: 1: khác với tỉ lệ phân li kiểu hình của F1 (7,5: 7,5: 42,5: 42,5) nên các cặp gen quy định các cặp tính trạng nằm cặp NST giới tính di truyền liên kết khơng hồn tồn *Xác định nhóm liên kết tần số hoán vị gen (f): - F1: ♂ Mắt lựu-Cánh xẻ = 7,5%  7,5%XabY= (7,5%Xab♀) x (1Y♂)  Xab = 7,5 6,25 % < 50 % nên phép lai đời P phải có bên thể có KG dị hợp tử bên thể phải dị hợp tử chéo + Đời F1 cho ruồi có kiểu hình thân đen, cánh cụt, mắt trắng chiếm tỉ lệ 2,5 % = 0,025 ab d ab d % X Y X Y có KG ab Do vậy, ab = % ab ♂ x % ab ♀ x % Xd x % Y  P có AB D X Y bên thể đực thân xám, cánh dài, mắt đỏ có KG dị hợp tử ab (vì ruồi giấm đực không xảy hoán vị gen, có liên kết gen hồn tồn cho loại giao tử) Ab D d X X bên thể cái thân xám, cánh dài, mắt đỏ dị hợp tử chéo aB + Căn vào giá trị % ab d X Y ab = % ab ♂ x % ab ♀ x % Xd x % Y= 0,025 0,025 = 1 x → x = 0,2 Vậy thể ruồi giấm cái có tần số hoán vị gen là: f = 2 40 % + Xét cho cặp NST riêng rẽ: Với cặp NST thường chứa cặp gen liên kết, ta có phép lai tương ứng: P: ♂ AB Ab (f1 = 0) x ♀ (f2 = 0,4) cho thể có KH thân xám, cánh dài F1: ab aB  f  f f 2  0,   0, 4 A B= (a) Với cặp NST giới tính ruồi giấm, ta có D d D P: X X ♀ x ♂ X Y cho thể có KH mắt đỏ XD- (bao gồm cá thể đực cá thể cái) chiếm tỉ lệ 75 % = 0,75 (b) 22 + Từ kết (a) (b) ta có kết chung cuối trường hợp khơng xảy đột biến, tính theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu hình thân xám, cánh dài, mắt đỏ F1 là: % A  B  X Y = 0,6 x 0,75 = 0,45 = 45 % Bài tập phối hợp quy luật di truyền tương tác gen di truyền liên kết với giới tính Phương pháp giải Trường hợp 1: Một loại tính trạng tuân theo qui luật tương tác gen, cặp gen phân li độc lập tỉ lệ kiểu hình biểu khác hai giới  cặp gen nằm NST thường, cặp gen NST giới tính X tương tác hình thành tính trạng Trường hợp 2: Một loại tính trạng tuân theo qui luật tương tác gen, cặp gen chi phối tỉ lệ khác với phân li độc lập kiểu hình biểu khác hai giới  cặp gen nằm NST giới tính X tương tác hình thành tính trạng Trường hợp 3: Bài tập đề cập tới hai tính trạng: Xác định tỉ lệ kiểu hình loại tính trạng đời D Một loại tính trạng di truyền theo quy luật tương tác cặp gen PLĐL NST thường Một loại tính trạng biểu đặc điểm của gen liên kết với giới tính Xác định kiểu gen tương ứng Xác định kiểu gen tương ứng Xét di truyền đồng thời các loại tính trạng cách nhân tỉ lệ kiểu hình riêng của các loại tính trạng Nếu kết phù hợp với tỉ lệ đề Quy luật di truyền tương tác gen phối hợp di truyền liên kết với giới tính Xác định kiểu gen P Ví dụ 1: Ở loài động vật, cho lai cái thuần chủng lông trắng với đực thuần chủng lông nâu, thu F1 tất lông nâu Cho F1 giao phối với nhau, F2 gồm: 119 đực lông nâu, 62 cái lông nâu, 41 đực lông đỏ, 19 cái lông đỏ, 59 cái lông xám, 20 cái lông trắng, khơng có đực lơng xám đực lơng trắng 23 a Tính trạng màu sắc lơng lồi động vật chi phối quy luật di truyền nào? b Viết sơ đồ lai từ P đến F2 Biết loài động vật cặp NST giới tính của đực XY, cái XX; tính trạng nghiên cứu khơng chịu ảnh hưởng của mơi trường khơng có đột biến xảy Gợi ý giải: a Quy luật di truyền chi phối tính trạng - Xét tỉ lệ phân tính F2: Nâu: đỏ: xám: trắng  9: 3: 3: → F2 có 16 tở hợp, chứng tỏ F1 dị hợp cặp gen chi phối tính trạng màu lông→ tương tác gen theo kiểu bổ trợ (1) - Kiểu hình thu F2 không phân bố hai giới → di truyền liên kết với giới tính (2) - Từ → tính trạng màu sắc lông chi phối đồng thời quy luật di truyền tương tác gen di truyền liên kết giới tính b Sơ đồ lai: Quy ước: A - B - lông nâu; A - bb: lông đỏ; aaB - : lơng xám; aabb: trắng - Tính trạng màu sắc lông quy định cặp gen, có cặp gen nằm cặp NST thường cặp gen nằm cặp NST giới tính Nếu gen nằm NST giới tính X mà không nằm Y ngược lại thì kết thu F1 không đề Cặp gen phải nằm đoạn tương đồng của X Y - Sơ đồ lai: từ P đến F2 Quy luật di truyền tương tác gen gen gây chết Nhận dạng trường hợp số tổ hợp lớn (nhỏ 16) trường hợp cặp gen, số tổ hợp lớn 16 (nhỏ 64) trường hợp cặp gen quy định tính trạng xét III BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1: Người ta tiến hành số phép lai chuột thu kết bảng đây: Kiểu hình bố mẹ Kiểu hình đời Đen Ghi Kem Bạch tạng PL1: Đen x Đen 20 0 PL2: Đen x Bạch tạng 15 14 0 PL3: Kem x Kem 0 32 11 24 PL4: Ghi x Kem 24 11 12 Hãy giải thích kết phép lai Từ kết phép lai ta suy thứ bậc trội lặn tính trạng nào? HD: Phép lai 1: P Đen x Đen => F1 Đen : Bạch tạng => A1(Đen) > a ( Bạch tạng) => P A1a x A1a Phép lai 2: P Đen x Bạch tạng => Đen : Ghi => A1(Đen) > A2 (Ghi) (1) => P A1A2 x aa Phép lai 3: Kem x Kem => F1 Kem : Bạch tạng => A3 ( Kem ) > a (Bạch tạng) => P A3a x A3a Phép lai 4: Ghi x Kem => F1 Ghi : Kem : Bạch tạng => A2 (Ghi) > A3 ( Kem ) > a ( Bạch tạng) ( 2) => P A2a x A3 a Từ (1) (2) => A1(Đen) > A2 (Ghi) > A3 ( Kem ) > a (Bạch tạng) Bài 2: Cho gà trống chân ngắn, lông vàng lai với gà mái chân ngắn, lông đốm thu F1: Gà trống: 59 chân ngắn, lông đốm: 30 chân dài, lông đốm Gà mái: 60 chân ngắn, lông vàng: 29 chân dài, lông vàng Biết gen quy định tính trạng a Giải thích kết phép lai trên? b Xác định kiểu gen của P viết loại giao tử của P giảm phân bình thường HD: a * Xét tính trạng màu sắc: đốm/ vàng = 1/1 kết của phép lai phân tích phân tính của gà trống gà mái khác đồng thời có di truyền chéo nên cặp gen quy định màu lông nằm NST X (ở vùng khơng tương đồng), mặt khác tính trạng lơng vàng phổ biến gà mái suy lông vàng tính trạng lăn, lơng đốm tính trạng trội - Quy ước gen: Trống: + vàng: XaXa + đốm: XAXMái: + vàng: XaY + đốm: XAY - P: Trống vàng XaXa x Mái đốm XAY F1: trống đốm XAXa : mái vàng XaY * Xét tính trạng kích thước chân biểu trống mái nên cặp gen quy định tính trạng nằm NST thường Ta có tỷ lệ ngắn / dài = 2/1, theo quy luật phân tính F1 (3:1) có tở hợp gen gây chết - Nếu tính trạng chân ngắn trội hồn tồn tở hợp gây chết đồng hợp trội Quy ước gen: BB – chết; Bb - ngắn; bb - dài - P: Trống chân ngắn Bb x Mái chân ngắn Bb 25 F1: 1BB (chết): Bb (ngắn): bb (dài) - Nếu chân ngắn trội khơng hồn tồn tở hợp gây chết đồng hợp trội kết tương tự * Xét chung hai tính trạng: Hai cặp gen nằm cặp NST (NST thường NST giới tính) nên chúng PLĐL với b * Kiểu gen của P: Trống ngắn vàng: BbXaXa, Mái ngắn đốm: BbXAY * Giao tử: - Trống: BXa, bXa - Mái: BXA, bXA, BY, bY Bài 3: Khi khảo sát di truyền hai cặp tính trạng hình dạng vị loài, người ta cho tự thụ phấn F1 F2 phân li kiểu hình theo số liệu sau: 7804 dẹt, vị ngọt: 1377 tròn, vị chua: 1222 dài, vị ngọt: 3668 dẹt, vị chua: 6271 tròn, vị ngọt: 51 dài, vị chua Biết vị cặp gen quy định a Biện luận quy luật di truyền tính trạng b Hãy viết kiểu gen tỉ lệ giao tử của F1 HD: a.- Tính trạng hình dạng phân li ≈ 9: 6: Đây tỉ lệ của tương tác bở trợ => F1: AaBb x AaBb - Tính trạng vị phân li ≈ 3: => F1: Dd x Dd - Cả tính trạng phân li tỉ lệ ≈ 38,25: 18: 30,75: 6,75: 6: 0,25 ≠ (9: 6: 1) (3: 1) => Ba cặp gen nằm cặp NST tương đồng xảy hoán vị gen b F2 xuất loại kiểu hình dài, vị (aabbD-) = 6% lớn loại kiểu hình dài, vị chua (aabbdd) = 0,25% =>F1 tạo giao tử abD baD lớn loại giao tử abd bad => Các gen liên kết theo vị trí đối Vì vai trị A = B nên kiểu gen F1 Aa Bd Ad Bb bD aD Gọi x tần số hoán vị gen (x < 50%) Vì F2 xuất kiểu hình dài, vị x chua (aabbdd)= 0,25% nên x nghiệm của phương trình: ¼ ( x ) = 0,25% =>x= 20% => Tỉ lệ giao tử của F1: A BD = A bd = a BD = a bd = 5% A Bd = A bD = a Bd = a bD = 20% Bài 4: Khi lai cá thể lồi với F1 có tỉ lệ 0,54 mắt đỏ, tròn 0,21 mắt đỏ, det 0,21 mắt trắng, tròn 0,04 mắt trắng, dẹt Xác định kiểu gen của P Biết gen gen qui định nằm NST thường HD: - Xét tỉ lệ phân li tính trạng F1: Mắt đỏ / mắt trắng = : → Kiểu gen của P Aa x Aa A : mắt đỏ ; a: mắt trắng 26 Mắt tròn / mắt dẹt = : → Kiểu gen của P Bb x Bb B : mắt tròn ; b: mắt dẹt - Như cá thể đem lai dị hợp tử cặp gen Kết phép lai khác : : : chứng tỏ cặp gen liên kết khơng hồn tồn - F có 0,04 mắt trắng, dẹt → ab/ ab = 0,04 Ta có các trường hợp sau: -TH 1:ab/ab = 0,04 = 0,2 ab x 0,2 ab → cá thể đem lai có kiểu gen Ab/aB có hốn vị gen với tần số 40% -TH2 : ab/ab = 0,04 = 0,4 ab x 0,1 ab → cá thể đem lai có kiểu gen AB/ab, cá thể có kiểu gen Ab/aB, cá thể có hốn vị gen với tần số 20% -TH3: : ab/ab = 0,04 = 0,5 ab x 0,08 ab → cá thể đem lai có kiểu gen AB/ab, gen liên kết hoàn toàn; cá thể có kiểu gen Ab/aB, có hốn vị gen với tần số 16% Bài 5: Ở loài thực vật, người ta cho giao phấn hai dòng hoa thuần chủng hoa đỏ hoa trắng F1 Cho các F1 tự thụ phấn thu F2 gồm loại kiểu hình, kiểu hình hoa trắng chiếm tỉ lệ 25% Biết quá trình diễn bình thường khơng có đột biến xảy Trong số các hoa đỏ F 2, số hoa đỏ thuần chủng chiếm tỉ lệ bao nhiêu? Biết gen qui định tính trạng nằm NST thường HD: - Theo ta có + Cho F1 tự thụ phấn F2 gồm loại kiểu hình + Cây hoa trắng F2 chiếm tỉ lệ = 16 Nếu F2 xuất tổ hợp kiểu hình, thì có tở hợp hoa trắng Cơ thể F1 dị hợp cặp gen di truyền màu hoa tuân theo quy luật trội khơng hồn tồn Nếu F2 x́t 16 tở hợp kiểu hình, thì có tở hợp hoa trắng Cơ thể F1 dị hợp hai cặp gen di truyền màu hoa tuân theo quy luật tương tác gen không alen theo kiểu át chế lặn (9 : : 4) *TH1: Quy luật phân li, gen trội át khơng hồn tồn gen lặn Quy ước: A: hoa trội khơng hồn tồn so với a: hoa trắng Sơ đồ lai: PTC: (hoa đỏ) AA × aa (hoa trắng) F1: Aa (100% hoa hồng) F2: AA (hoa đỏ) : Aa (hoa hồng) : aa (hoa trắng) Trong số hoa đỏ F2, tỉ lệ hoa đỏ thuần chủng 100% *TH2: Quy luật tương tác gen cặp át chế lặn Quy ước: A-B-: Hoa đỏ A-bb: Hoa vàng aaB-; aabb: Hoa trắng 27 Sơ đồ lai: PTC: (hoa đỏ) AABB × aabb (hoa trắng) F1: AaBb (100% hoa đỏ) F2: A-B- (hoa đỏ) : A-bb (hoa vàng) : aaB- (hoa trắng): aabb (hoa trắng) Trong số hoa đỏ F2, tỉ lệ hoa đỏ thuần chủng Bài 6: Có ba dịng hoa màu trắng th̀n chủng loài (I, II, III), người ta thực các phép lai thu kết theo bảng sau: Phép lai Kiểu hình đem lai Kiểu hình đời Trắng I x trắng II 100% trắng Trắng I x trắng III 100% vàng (F1) Trắng II x trắng III 100% trắng Vàng F1 x trắng II 87,5% trắng : 12,5% vàng Vàng F1 x trắng III 50% trắng : 50% vàng Vàng F1 x trắng I 75% trắng : 25% vàng Hãy xác định quy luật di truyền chi phối tính trạng màu sắc hoa Cho biết kiểu gen dòng I, II, III, F1 vàng HD: - Phép lai : lai trở lại F1 với dòng II tỷ lệ kiểu hình vàng : trắng=> F1 tạo tở hợp giao tử, mà dịng II th̀n chủng giảm phân tạo loại giao tử => F1 vàng giảm phân tạo loại giao tử => dị hợp cặp gen phân li độc lập quy định loại kiểu hình màu sắc (màu F1 vàng) màu sắc hoa di truyền theo quy luật tương tác gen kiểu tác động bổ sung gen quy định màu vàng - Quy ước: A- B - D – quy định màu vàng vàng (F1) có kiểu gen: AaBbDd Các kiểu gen khơng có gen trội có gen trội quy định màu trắng Từ phép lai => dịng II khơng có gen trội kiểu gen Kiểu gen dòng II: aabbdd - Phép lai 2: lai dòng I III, F1 xuất màu vàng dòng này, dòng chứa gen trội dòng chứa 2gen trội khác - Phép lai : F1 vàng tạo loại giao tử tỷ lệ kiểu hình thực F2: 4/8 vàng : 4/8 trắng 6/8 vàng : 2/ trắng - Số gen trội dòng I số gen trội dòng III Kiểu gen dòng I: AAbbdd Kiểu gen dòng III: aaBBDD Bài 7: Khi cho hai dịng th̀n chủng lồi hoa đỏ hoa trắng giao phấn với nhau, thu F1 100% hoa đỏ Cho F1 giao phấn với nhau, thu F2 gồm 368 hoa trắng 272 hoa đỏ 28 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 x2 (khi bình phương) lí thuyết – 3,84 HD: a) - Tỉ lệ kiểu hình F2 qua kiểm định có tỉ lệ chấp nhận là: hoa trắng : hoa đỏ 37 hoa trắng : 27 hoa đỏ Tuy nhiên, tỉ lệ hoa trắng : hoa đỏ khơng chấp nhận F1 100% hoa đỏ với diện của 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 của loại giao tử đực với loại giao tử của F1 Suy 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 của kết hợp của 3/4 A – x 3/4 B – x ¾ D- = 27/64 A-B-D- - Sơ đồ di truyền sinh hóa hình thành màu hoa đỏ F2: 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 Fb: 1AaBbDd:(1AaBbdd:1AabbDd:1aaBbDd:1Aabbdd:1aaBbdd:1aabbDd:1aabbdd) hoa đỏ : hoa trắng Bài 8: Ở lồi động vật, cho đực lơng xám giao phối với cái lông vàng F1 tồn lơng xám, tiếp tục cho F1 giao phối với F2 có kiểu hình phân 29 li theo tỉ lệ: Giới đực: lông xám : lông vàng; Giới cái: lông xám : lông vàng Nếu cho các lông xám F2 giao phối với nhau, xác suất để F3 xuất mang tồn gen lặn bao nhiêu? Cho khơng xảy đột biến biểu tính trạng khơng chịu ảnh hưởng của môi trường HD: - Nhận thấy F2: Tỉ lệ phân li KH chung hai giới là: Xám : vàng = : → Tính trạng màu sắc lơng di truyền theo quy luật tương tác bổ sung gen trội không alen - Tính trạng màu sắc lơng phân bố khơng giới → tính trạng liên kết giới tính, gen nằm NST X, khơng có alen tương ứng Y; Quy ước kiểu gen : A-B- : quy định lông xám A-bb ; aaB- ; aabb: quy định lông vàng - Vì tương tác bổ sung cho hai loại KH, vai trò của gen A B ngang nhau, hai gen A hay B nằm NST X cho kết - TH 1: Gen B nằm NST X, để F1 tồn lơng xám → P phải có kiểu gen: AAXBXB (xám) × aaXbY (vàng) → XX đực, XY cái - TH 2: Gen A nằm NST X, để F1 tồn lơng xám → P phải có kiểu gen: XAXABB(xám) × XaYbb (vàng) Tính xác suất: - Để F3 xuất cá thể mang toàn gen lặn thì dạng lơng xám F2 đem giao phối phải có kiểu gen ♂ AaXBXb × ♀AaXBY - Tỉ lệ ♂ xám có kiểu gen AaXBXb 1/3; Tỉ lệ ♀ xám có kiểu gen AaXBY 2/3 - Xác suất để F3 xuất mang toàn gen lặn 1/3 × 2/3 × 1/4 x 1/4 = 1/72 Bài 9: Ở loài động vật, cho lai cái thuần chủng lông trắng với đực thuần chủng lông nâu, thu F1 tất lông nâu Cho F1 giao phối với nhau, F2 gồm 238 đực lông nâu, 124 lông nâu, 82 đực lông đỏ, 38 lông đỏ, 120 lông xám, 40 cái lông trắng, khơng có đực lơng xám đực lơng trắng Biết lồi động vật này, cặp NST giới tính của đực XY, cái XX; tính trạng nghiên cứu khơng chịu ảnh hưởng của mơi trường khơng có đột biến xảy Hãy biện luận viết sơ đồ lai từ P đến F2 HD: - F2 phân tính : Nâu : Đỏ : Xám : Trắng ≈ :3 :3 :1 => có 16 tở hợp giao tử => tương tác gen theo kiểu bổ sung (1) 30 - Kiểu hình thu F2 không phân bố giới suy di truyền liên kết với giới tính(2) - Từ (1) (2) tính trạng màu sắc lơng chi phối đồng thời quy luật di truyền tương tác gen di truyền liên kết giới tính - Quy ước : A-B- lông nâu ; A-bb lông xám ; aaB- lơng đỏ ; aabb lơng trắng Tính trạng màu sắc lông quy định cặp gen phân li độc lập có cặp gen nằm cặp NST thường cặp gen nằm cặp NST giới tính Nếu gen nằm NST giới tính X mà khơng nằm Y ngược lại thì kết thu F1 không đề Cặp gen phải nằm đoạn tương đồng của X Y - Sơ đồ lai : P : aaXbXb x AAXBYB F1 : AaXBXb : AaXbYB F2 : (3A- :1aa)(1XBXb : 1XbXb : 2X-YB) KH : đực nâu : đực đỏ : nâu : xám : cái đỏ : cái trắng Bài 10 : Lai hai dòng ruồi giấm thuần chủng, cái mắt trắng với đực mắt trắng F1 tỉ lệ cái mắt đỏ : đực mắt trắng Tiếp tục cho F1 giao phối ngẫu nhiên với F2 thu được: - Ở giới cái: 502 mắt đỏ : 498 mắt trắng - Ở giới đực: 40 mắt đỏ : 960 mắt trắng Giải thích viết sơ đồ lai từ P đến F2? HD: F1: Tính trạng phân bố không đồng hai giới → gen quy định tính trạng nằm nhiễm sắc thể giới tính X F2: đực mắt đỏ chiếm tỉ lệ 2% → có tượng hoán vị gen F1 gen tương tác theo kiểu bổ sung (9 : 7) Quy ước: A-B-: mắt đỏ A-bb, aaB-, aabb: mắt trắng 2% XABY = 0,04 XAB × 0,5 Y → Tần số hoán vị gen f = 8% SĐL: PTC: (cái mắt trắng) XAbXAb × XaBY (đực mắt trắng) F1: XAbXaB (cái mắt đỏ) : XAbY (đực mắt trắng) F1 × F1: (cái mắt đỏ) XAbXaB × XAbY (đực mắt trắng) GF1 XAb, XaB XAB, Xab XAb, Y 0,46 0,46 0,04 0,04 0,5 0,5 F2:- Tỉ lệ kiểu gen: 0,23 XAbXAb : 0,23 XaBXAb : 0,02 XABXAb : 0,02 XAbXab : 0,23 XAbY : 0,23 XaBY : 0,02 XABY : 0,02 XabY -Tỉ lệ kiểu hình: Giới cái: 50% mắt đỏ : 50% mắt trắng Giới đực: 4% mắt đỏ : 96% mắt trắng 31 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Nội dung chuyên đề đề cập đến hệ thống lý thuyết, câu hỏi tập quy luật tác động của gen hình thành tính trạng: - Hệ thống lý thuyết bồi dưỡng HSG phần quy luật tác động của gen hình thành tính trạng - Phương pháp giải tập tập vận dụng bồi dưỡng HSG phần quy luật tác động của gen hình thành tính trạng Với hệ thống lý thuyết, câu hỏi tập đề cập sử dụng giảng dạy các lớp chuyên bồi dưỡng học sinh giỏi trường thu kết nhất định: - Học sinh hiểu bài, nắm kiến thức, linh hoạt các câu hỏi vận dụng, giải thích tốt nhiều vấn đề có tính thực tiễn cao - Các em hứng thú học, tích cực chủ động sáng tạo quá trình học để lĩnh hội kiến thức - Nội dung chuyên đề sử dụng tốt công tác bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp Chuyên đề tìm hiểu, tập hợp, chọn lọc từ nhiều nguồn tài liệu liên quan để trước hết giúp tác giả quá trình giảng dạy, đồng thời hỗ trợ các em học sinh tìm hiểu nội dung Hy vọng chuyên đề giúp ích cho các thầy cô giáo các em học sinh quá trình giảng dạy học tập Tuy nhiên hệ thống tập chưa bao quát hết các nội dung, đề nghị các thầy cô giáo các em học sinh đóng góp bở sung để chun đề hồn thiện hơn, hợp lý có ích thực tiễn Xin trân trọng cảm ơn! 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sinh học, Campbell Reece, 2011 Sinh học 12, Nguyễn Thành Đạt, Phan Văn Lập, Đặng Hữu Lanh, Mai Sỹ Tuấn, 2012 Tài liệu giáo khoa chuyên Sinh học THPT Di truyền Tiến hóa, Phạm Văn Lập, Trần Ngọc Danh, Đinh Đoàn Long, 2009 Chọn lọc hướng dẫn giải tập di truyền học, Đỗ Lê Thăng, Hồng Thị Hịa, Nguyễn Thị Hồng Vân, 2007 Bồi dưỡng Học sinh giỏi Sinh học 12, Phan Khắc Nghệ, 2013 Các website internet viết quy luật di truyền Các đề thi học sinh giỏi quốc gia, quốc tế; đề thi đề xuất 33 ... dung chuyên đề đề cập đến hệ thống lý thuyết, câu hỏi tập quy luật tác động của gen hình thành tính trạng: - Hệ thống lý thuyết bồi dưỡng HSG phần quy luật tác động của gen hình thành tính. .. cặp gen phân li độc lập quy định loại kiểu hình màu sắc (màu F1 vàng) màu sắc hoa di truyền theo quy luật tương tác gen kiểu tác động bổ sung gen quy định màu vàng - Quy ước: A- B - D – quy định. .. Mục tiêu chuyên đề - Hệ thống lý thuyết bồi dưỡng HSG quy luật tác động của gen hình thành tính trạng - Phương pháp giải tập tập bồi dưỡng HSG quy luật tác động của gen hình thành tính trạng