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

………………… ****** PHÂN TÍCH CƠ SỞ SINH HÓA VÀ CHUYÊN ĐỀ: TUYỂN TẬP MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN PHÂN CƠ SỞ SINH VÀ TUYỂN DỤNGTÍCH PHẦN QUY LUẬTHÓA DI TRUYỀN TẬP MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG PHẦN TƯƠNG TÁC GEN QUY LUẬT DI TRUYỀN TƯƠNG TÁC GEN MÃ CHUYÊN ĐỀ: SIN_13 THÁNG NĂM 2020 MỤC LỤC MỞ ĐẦU NỘI DUNG I Lí luận chung……………………………………………………………………… ……………….4 II Cơ sở sinh hóa của hiện tượng tương tác gen…………………………………………….…….…5 Tương tác gen alen 1.1 Khái niệm gen alen 1.2 Các dạng tương tác gen alen 1.2.1 Tương tác kiểu trội lặn hoàn toàn 1.2.2 Tương tác trội lặn khơng hồn tồn 1.2.3 Tương tác đồng trội 1.2.4 Gen gây chết (Alen gây chết) 1.2.5 Tương tác siêu trội 11 1.2.6 Tương tác gen đa hiệu……………………….……………………………………………12 Tương tác gen không alen 12 2.1 Khái niệm gen không alen 14 2.2 Khái niệm tương tác gen không alen 15 2.3 Cơ sở sinh hóa chung của tương tác gen không alen 15 2.4 Các dạng tương tác gen không alen 15 2.4.1 Tương tác bổ sung 15 2.4.2 Tương tác át chế 20 2.4.3 Tương tác cộng gộp 28 2.5 Các trường hợp tương tác gen có nhiều gen tham gia và các trường hợp đặc biệt……… 29 III Một số bài tập vận dụng phần quy luật tương tác gen 31 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Tính quy luật của hiện tượng di truyền là một những nội dung khó nhất đề thi chọn Học sinh giỏi các cấp và kì thi THPT Quốc gia hàng năm Trong những năm gần đây, các bài tập di truyền xuất hiện đề thi học sinh giỏi quốc gia ngày càng đa dạng và mức độ khó tăng dần lên Có thể nói nội dung này đóng một vai trò rất quan trọng việc phân hóa học sinh ở bài thi ngày thứ Kì thi chọn học sinh giỏi quốc gia và kì thi vòng chọn đội tuyển Olimpic Quốc tế môn Sinh học Trái ngược với sự “tiến hóa” của đề thi học sinh giỏi thì nguồn tài liệu để giảng dạy phần này cho giáo viên lại khá hạn chế, không có tính hệ thống và phân bố rải rác ở từng giáo viên ở các tỉnh Trong nội dung mảng “Quy luật di truyền” thì phần “Tương tác gen” thường xuyên được đề cập tới kì thi tính từ năm trở lại Với các bài tập theo xu hướng tích hợp, với sự tác động đặc biệt, không theo những kiến thức bản trước đây, lên sự biểu hiện của tính trạng đã gây rất nhiều khó khăn cho học sinh quá trình làm bài Với mong muốn đóng góp một phần công sức của mình vào một bộ sản phẩm chung cho tất cả các tỉnh tham gia đợt hội thảo khoa học lần này, mạnh dạn viết chuyên đề mang tên “Phân tích sở sinh hóa tuyển tập một số tập vận dụng phần quy luật di truyền tương tác gen” với mục tiêu vô thiết thực giúp cho giáo viên giảng dạy và học sinh (đặc biệt học sinh chuyên Sinh) học tập nghiên cứu về phần nội dung tốt và đồng thời giúp chính bản thân giảng dạy tốt Mong rằng sự tham gia của 20 trường thành viên sau đợt viết chuyên đề khoa học này sẽ không còn gặp nhiều khó khăn trước nữa Mục tiêu đề tài - Hệ thống lại sở sinh hóa của các dạng tương tác gen phổ biến và một số trường hợp biến thể đặc biệt - Giới thiệu và hệ thống một số bài tập vận dụng mang tính cập nhật về các bài tập vận dụng phần tương tác gen NỘI DUNG I Lý luận chung Khi nói đến tương tác gen (tương tác giữa các gen) thì bản chất là sự tương tác giữa các sản phẩm của các gen lên sự biểu hiện của tính trạng Sự tương tác này có thể là sản phẩm của alen thuộc một gen sản phẩm của alen thuộc gen khác cùng phối hợp hoạt động để cho kiểu hình Thực tế, tương tác gen là mợt quy ḷt phổ biến diễn tế bào và thể sinh vật Số lượng gen bên tế bào rất nhiều và hiển nhiên có nhiều gen hoạt đợng sản phẩm của chúng thường phối hợp với để cấu tạo nên tế bào điều khiển hoạt động sống của tế bào và thể Các alen tḥc mợt gen có thể tương tác với theo kiểu trợi - lặn hồn tồn, trội – lặn không hoàn toàn, đồng trội, siêu trội hoặc alen gây chết Thậm chí sự tác động qua lại giữa hai alen của cùng một gen có thể theo các dạng tương quan khác tùy thuộc theo lăng kính nhìn về mức độ hoạt động, cấp độ hoạt động hay hiệu quả đích tác động của chúng thế nào Các alen thuộc gen khác có thể tương tác với theo rất nhiều cách khác tương tác bổ sung, át chế hoặc cộng gộp Số lượng gen tham gia vào quá trình tương tác chung để tạo tính trạng có thể là hai, ba hoặc nhiều thế nữa Vai trò tác động của các gen có thể hoặc thậm chí là khác Mặt khác, tế bào có rất nhiều gen và thể đa bào có rất nhiều tế bào Các gen một tế bào không hoạt động độc lập tế bào thể có quan hệ qua lại với nên hiện tượng một gen tác động đến nhiều tính trạng rất phở biến Trên sở đó có thể phân chia thành dạng tương tác gen chính:  Tương tác giữa gen alen  Tương tác giữa gen không alen  Tương tác gen đa hiệu II Cơ sở sinh hóa của hiện tượng tương tác gen Tương tác các gen alen 1.1 Khái niệm gen alen Alen là các trạng thái khác của cùng một gen, phát sinh nhờ quá trình đột biến gen Các alen của cùng một gen sẽ nằm ở lôcut nhất định bản đồ di truyền Mỗi alen chỉ sai khác ở một hoặc một số cặp nuclêôtit có thể biểu hiện các kiểu hình mới quần thể Sự xuất hiện càng nhiều các alen quần thể sẽ tạo sự đa hình quần thể và tăng khả thích nghi của loài ở tự nhiên 1.2 Các dạng tương tác gen alen Tương tác giữa gen alen sự tác động qua lại giữa alen của một gen để biểu hiện kiểu hình theo dạng:  Trợi lặn hồn tồn  Trợi lặn khơng hồn tồn  Đờng trợi  Siêu trội  Gen gây chết (Alen gây chết)  Gen đa hiệu 1.2.1 Tương tác kiểu trội lặn hoàn toàn 1.2.1.1 Khái niệm Tương tác trội lặn hồn tồn hiện tượng đó mợt alen lấn át hồn tồn sự biểu hiện của mợt alen khác thuộc một lôcut gen đó Khi đó, kiểu gen dị hợp tử sẽ biểu hiện kiểu hình giớng kiểu hình của thể đờng hợp trợi 1.2.1.2 Ví dụ minh họa Trong thí nghiệm của Menđen đối tượng đậu Hà Lan, nhân tố di truyền (alen) trội A quy định kiểu hình hoa đỏ, nhân tố di truyền (alen) lặn quy định kiểu hình hoa trắng Menđen đã tiến hành phép lai và thu được kết quả sau: PTC: Cây đậu Hà Lan hoa đỏ (AA) × Cây đậu Hà Lan hoa trắng (aa) 100% hoa đỏ (Aa) F1: Aa (hoa đỏ) × Aa (hoa đỏ) F1 × F1: F2: AA : Aa : aa (3 hoa đỏ : hoa trắng) 1.2.1.3 Cơ sở sinh hóa tương tác trợi lặn hồn tồn Vậy tương quan trợi – lặn của các alen dựa sở sinh hóa nào? Đầu tiên cùng đề cập đến các tiêu chí để xét một alen nào đó là trội hay lặn cụ thể sau: Ta xét một gen gồm alen A và a, đó alen A là trội hồn tồn so với alen a Mợt alen trợi là alen biểu hiện sẽ tăng mức độ của kiểu hình, hoặc tạo một loại kiểu hình khác hoặc có chức đối nghịch với alen bình thường Còn một alen lặn là alen không tạo sản phẩm hoặc tạo sản phẩm dưới ngưỡng Alen trội A (thường alen kiểu dại) mã hóa mợt enzim, alen lặn a (thường alen đợt biến) có thể sinh mợt prơtêin khơng có hoặc có rất hoạt tính enzim (đợt biến nhầm nghĩa) hoặc alen a khơng sinh prôtêin hoặc chỉ sinh một đoạn (đột biến mất nghĩa) Các cá thể dị hợp Aa chỉ sinh khoảng 1/2 sớ lượng enzim có hoạt tính so với cá thể đồng hợp trội AA Nếu số lượng đó là đủ cho tế bào hoặc thể thực hiện chức hóa sinh một cách bình thường sẽ xuất hiện kiểu hình bình thường Trong trường hợp alen A alen đột biến trội so với alen a alen kiểu dại có thể giải thích enzim của alen đợt biến sinh lực lớn với chất so với enzim của alen kiểu dại Tuy vậy, enzim đợt biến thường khơng có khả xúc tác phản ứng hoặc xúc tác với hiệu quả thấp gây hiệu ứng đa sớ đợt biến gen có hại mất cân bằng hài hịa giữa kiểu gen và mơi trường q trình chọn lọc tự nhiên 1.2.2 Tương tác trội lặn không hoàn toàn 1.2.2.1 Khái niệm Tương tác trợi lặn khơng hồn tồn hiện tượng đó mợt alen trợi khơng hồn tồn lấn át sự biểu hiện của alen lặn khác thuộc một lơcut Kiểu hình của thể dị hợp tử biểu hiện hiểu hình trung gian giữa kiểu hình của hai thể đờng hợp 1.2.2.2 Ví dụ Ở mợt sớ loài hoa hoa mõm chó (Antirrhinum majus), hoa phấn (Mirabilis jalapa) … đều có chủng mang màu sắc hoa tương phản như: chủng hoa đỏ chủng hoa trắng Khi cho lai giữa chủng hoa đỏ với chủng hoa trắng, tất cả lai F1 đều cho hoa màu hồng, nghĩa là ở đã xảy hiện tượng trợi khơng hồn tồn, gen quy định tính trạng đỏ khơng lấn át hoàn toàn gen quy định tính trạng trắng hoặc ngược lại Cho thế hệ F1 lai với nhau, thế hệ F2 xảy sự phân li với tỷ lệ hoa đỏ : hoa hổng : hoa trắng Hiện tượng được giải thích thông qua sơ đồ lai dưới đây: Pt/c: AA (hoa đỏ) × aa (hoa trắng) F1: Aa (100% hoa hờng) F1 × F1: Aa (hoa hờng) × Aa (hoa hờng) F2: hoa đỏ (AA) : hoa hồng (Aa) : hoa trắng (aa) Hình Tính trội khơng hồn tồn ở Hoa mõm chó (Antirrhinum majus) 1.2.2.3 Cơ sở sinh hóa tương tác trợi lặn khơng hồn tồn Có thể giải thích hiện tượng trợi khơng hồn tồn sự có mặt của alen a đã kìm hãm quá trình phiên mã, dịch mã của alen A Kết quả sắc tớ đỏ hình thành ít mức bình thường khiến cho mang kiểu gen Aa cho hoa màu hồng 1.2.3 Tương tác đồng trội 1.2.3.1 Khái niệm Tương tác đồng trội hiện tượng cả hai alen thể có kiểu gen dị hợp tử hình thành tính trạng mà vai trò của từng loại alen tham gia là tương đương nhau, không alen nào trội alen nào và biểu hiện thành một loại kiểu hình khác biệt so với từng cặp gen đồng hợp tử 1.2.3.2 Ví dụ Ở người, sự di truyền nhóm máu ABO alen: IA, IB, IO Trong đó, alen IA, IB trợi hồn tồn so với alen IO, alen IA, IB đồng trội Trên sở đó, người ta xác định được nhóm máu ở 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, ở người cịn có sự di trùn nhóm máu MN alen IM, IN đờng trợi quy định Cụ thể sau:  Nhóm máu M: kiểu gen IMIM  Nhóm máu N: kiểu gen ININ  Nhóm máu MN: kiểu gen IMIN 1.2.3.3 Cơ sở sinh hóa tương tác đồng trợi Hiện tượng đờng trợi được giải thích sở tính đa hình cân bằng của sản phẩm prôtêin được sinh từ các alen đồng trội Trong tự nhiên sự đa hình cân bằng sẽ khơng có sự thay thế hồn tồn mợt alen bằng mợt alen khác, mà sự trì ưu thế của thể dị hợp về một hoặc một số cặp alen nào đó 1.2.4 Gen gây chết (Alen gây chết) 1.2.4.1 Khái niệm Tương tác gen gây chết hiện tượng sự có mặt của alen đó kiểu gen sẽ ảnh hưởng không thuận lợi đến sự sinh trưởng phát triển của sinh vật, vậy đẫn đến làm giảm sức sớng hay gây chết cho thể mang Có hai dạng tương tác gen gây chết: gây chết trạng thái đổng hợp trội & gây chết trạng thái đồng hợp lặn Các gen theo hiệu quả gây chết thường chia làm nhóm:  Gen gây chết hoàn toàn: gen làm chết hoàn toàn cá thể đờng hợp mang  Gen nửa gây chết: gen làm chết nhiều 50% ít 100% sớ thể đờng hợp mang  Gen giảm sống: gen làm chết dưới 50% số thể đờng hợp mang Tuy nhiên, sự phân chia này chỉ có tính chất quy ước mợt gen có thể gây chết hoàn toàn điều kiện này lai lại gen nửa gây chết điều kiện ngoại cảnh khác 1.2.4.2 Ví dụ Về mặt lí thuyết, với trường hợp một gen có hai alen nằm nhiễm sắc thể thường và quy định tính trạng, cho hai thể đều có kiểu gen dị hợp tử lai với thì đời sẽ xuất hiện tỉ lệ : (trường hợp alen trội – lặn hoàn toàn) hoặc : : (trường hợp alen trội – lặn không hoàn toàn) Tuy nhiên thực tế, có những trường hợp kết quả đời thu được lại khác những tỉ lệ đặc trưng Người ta đã sớm phát hiện được sự sai lệch khỏi tỉ lệ : ở F2 (trường hợp alen trội – lặn hoàn toàn phổ biến hơn) đã được phát hiện lai chuột vàng với Kết quả lai cho tỉ lệ chuột lông vàng : chuột lông đen Hiện tượng này nhận thấy ở màu lông xám và màu lông đen ở cừu, màu bạch kim màu ánh bạc ở cáo, sự có hay khơng có vảy ở cá chép, nhiều tính trạng ở r̀i giấm các động vật khác Không những vậy, hiện tượng gen gây chết gặp ở thực vật vi sinh vật Ta xét ví dụ cụ thể sau:  Ở chuột: Ay: lông màu vàng (trội) Ab : lông màu đen (lặn)  Người ta tiến hành phép lai thu được kết quả sau: PTC: AyA (chuột lông vàng) × AyA (cḥt lơng vàng) GP: (Ay, Ab) : (Ay, Ab) 10 - TH 2: Gen A nằm NST X, để F1 toàn lông xám → P phải có kiểu gen: XAXABB(xám) × XaYbb (vàng) Tính xác suất: - Để F3 xuất hiện cá thể mang toàn gen lặn thì dạng lông 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 hiện một mang toàn gen lặn là 1/3 × 2/3 × 1/4 x 1/4 = 1/72 Câu 12: Xét các phép lai dưới giữa một dòng nhạn màu đỏ tía thuần chủng và ba dòng nhạn trắng thuần chủng Phép lai Phép lai Phép lai Phép lai P đỏ tía × trắng-1 đỏ tía × trắng-2 đỏ tía × trắng-3 F1 19 đỏ tía 19 đỏ tía 18 đỏ tía F1 x F1  F2 95 đỏ tía 79 đỏ tía 54 đỏ tía 31 trắng 36 trắng 32 trắng 28 đỏ 19 đỏ Thế hệ 17 xanh da trời nâu a Biện luận để xác định quy luật di truyền chi phối tính trạng và kiểu gen của mỗi nhạn trắng (Không cần viết sơ đồ lai) b Xác định tỉ lệ phân li kiểu hình nhận được nếu F của phép lai được lai với nhạn trắng-2 c Xác định tỉ lệ phân li kiểu hình nhận được nếu F1 của phép lai được lai với nhạn trắng-3 45 Hướng dẫn trả lời: - Xét phép lai 3: P: đỏ tía x trắng-3 → F1: 100% đỏ tía F1 × F1 → F2: gồm kiểu hình phân li theo tỉ lệ 27:16:9:9:3 = 64 kiểu tổ hợp ⇒ Mỗi F1 tạo được loại giao tử với tỉ lệ bằng nhau, tức F dị hợp cặp gen phân li độc lập nhiễm sắc thể thường (giả sử F1: AaBbDd) F1 × F1: AaBbDd × AaBbDd ⇒ F2: ( 3A_:1aa) (3B_: 1bb) (3D_:1dd) 27 A_B_D_: 27 đỏ tía A_B_dd: đỏ A_bbD_: xanh da trời A_bbdd: nâu aaB_D_ + aaB_dd + aabbD_ + aabbdd: 16 trắng Vậy tính trạng tương tác cặp gen phân li độc lập (bổ sung + át chế) B-D_ : màu đỏ tía; B_ dd: màu đỏ; bbD_ : xanh da trời; bbdd: màu nâu A_ : biểu hiện màu a: át chế biểu hiện màu và qui định màu trắng Do F1: 100% đỏ tía (AaBbDd) ⇒ Trắng-3: aabbdd - Xét phép lai 2: P: đỏ tía × trắng-2→ F1- : 100% đỏ tía F1 × F1 → F2: gờm kiểu hình phân li theo tỉ lệ đỏ tía : trắng : đỏ = 16 kiểu tổ hợp ⇒ F1 dị hợp cặp gen ⇒ trắng-2 đồng hợp trội một cặp gen BB hoặc DD Mặc khác ở F2 có 3 đỏ (A_B _dd) = A_× 1B_× dd ⇒ F1-2: AaBBDd ⇒ 16 4 Trắng-2: aaBBdd 46 - Xét phép lai 1: P: đỏ tía × trắng-2→ F1- : 100% đỏ tía F1 × F1 → F2: gờm kiểu hình phân li theo tỉ lệ đỏ tía: trắng = kiểu tổ hợp ⇒ F1 dị hợp cặp gen ⇒ trắng-1 đồng hợp trội cặp gen BB DD ⇒ F1-1: AaBBDD ⇒ Trắng-1: aaBBDD Nếu F1 của phép lai được lai với nhạn trắng-2 F1-2 (AaBBDd ) × Trắng-2 ( aaBBdd) → F2: (1Aa: 1aa) (1BB) (1Dd: 1dd) ⇒ 1AaBBDd : đỏ tía 1AaBBdd: 1đỏ 1aaBBDd+1aaBBdd: trắng Nếu F1 của phép lai được lai với nhạn trắng-3 F1-3 : AaBbDd ( đỏ tía) × aabbdd ( trắng-3) → F2: ( 1Aa: 1aa) (1Bb: 1bb) (1Dd:1dd) ⇒ 1AaBbDd: đỏ tía 1AaBbdd: đỏ 1AabbDd: xanh da trời 1Aabbdd: nâu 1aaBbDd + 1aaBbdd + 1aabbDd + 1aabbdd: trắng Câu 13: Ở một loài động vật cho cặp bố mẹ thuần chủng mắt trắng lai với đực mắt trắng thu được F1: 100% mắt đỏ; 100% đực mắt trắng Cho F1 tạp giao thu được F2 có tỷ lệ: đỏ : 16 trắng, đó tỉ lệ mắt đỏ: đực mắt đỏ 25:2 (đỏ trắng xuất ở hai giới) Biết rằng yếu tố ngẫu nhiên tác động đến F2 làm cho một nữa số cá thể ở giới nào đó đã bị chết ở giai đoạn phơi cá thể chết có kiểu hình Biện ḷn viết sơ đờ lai từ P đến F2? Biết loài động vật này cái XX và đực XY Hướng dẫn trả lời: Theo đề: Ptc: cái mắt trắng x đực mắt trắng  F1 100% cái mắt đỏ; 100% đực 47 mắt trắng → Tính trạng màu mắt di truyền theo quy luật tương tác gen theo kiểu 9:7 Qui ước: A_B_ : đỏ; A_bb, aaB_; aabb: trắng → tính trạng phân li không đều giới  gen nằm NST giới tính X Gọi x là tỷ lệ mắt đỏ ở giới không xảy chết -> tỷ lệ mắt trắng : 0,5x Gọi y là tỷ lệ mắt đỏ ở giới xảy chết -> tỷ lệ mắt trắng : 0,25-y ( đã chết ½ )  x+y = 0,27 Theo đề bài ta có : TH1: → TH2: →  loại Do một giới đã chết một nữa và kiểu hình mắt đỏ, mắt trắng xuất hiện ở cả giới  ở giới xảy chết mắt đỏ + mắt trắng = 0,25  mắt đỏ < 0,25  Giới chết có 0,02 đỏ: 0,23 trắng, giới không chết 0,25 đỏ: 0,25 trắng Mặt khác: đỏ cái: đỏ đực = 25:2  giới đực chết TH1: các cá thể chết là mang kiểu hình mắt đỏ: trước chết: đực: 0,27 đỏ : 0,23 trắng; Cái : đỏ : trắng → tương tác bổ sung cùng nằm NST giới tính X và xảy hiện tượng hoán vị gen XABY = 0,27  XAB = 0,54  loại TH2: các cá thể chết mang kiểu hình mắt trắng: trước chết : đực: 0,02 đỏ: 0,48 trắng; Cái : 0,25 đỏ : 0,25 trắng 2 tương tác bổ sung cùng nằm NST giới tính X và xảy hiện tượng hoán vị gen → XABY = 0,02 → XAB = 0,04 → f = 8% sơ đồ lai: PTC: (cái mắt trắng) XAbXAb × XaBY (đực mắt trắng) 48 XAbXaB (cái mắt đỏ) : XAbY (đực mắt trắng) F1: F1 × F1: (cái mắt đỏ) XAbXaB × XAb, XaB XAB, Xab GF1 XAbY (đực mắt trắng) 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 Trước chết: -Tỉ lệ kiểu hình: Giới cái: 50% mắt đỏ : 50% mắt trắng Giới đực: 4% mắt đỏ : 96% mắt trắng Sau chết: giới cái: 50% mắt đỏ; 50% mắt trắng Giới đực: 4% mắt đỏ; 46% mắt trắng Tỷ lệ chung: 54% mắt đỏ: 96% mắt trắng = mắt đỏ: 16 mắt trắng Câu 14: Một loài thực vật, tính trạng chiều cao ba cặp gen (A, a; B, b; D, d) phân li độc lập tương tác kiểu cộng gộp quy định Mỗi gen trội xuất hiện kiểu gen làm cho chiều cao tăng thêm 5cm Cho cao nhất có chiều cao 190cm với thấp nhất (P) thu được F1 Cho F1 tự thụ phấn thu được F2 Theo lí thuyết: - Tỉ lệ có chiều cao 170cm ở F2 bằng bao nhiêu? - Có tối đa loại kiểu gen quy định có chiều cao 180cm quần thể? - Có tối đa phép lai quần thể loài này tạo đời gờm tồn cao 175cm? Hướng dẫn trả lời: Pt/c: (cây cao 190cm) AABBDD × aabbdd (cây cao 160cm) F1: F1 × F1: AaBbDd (cây cao 175cm) AaBbDd × AaBbDd F2: - Cây có chiều cao 170cm kiểu gen có alen trội Tỉ lệ có kiểu gen chứa alen trội ở F2 C2 6/64 = 15/64 49 - Cây có chiều cao 180cm chứa alen trội kiểu gen Trong quần thể có tối đa kiểu gen quy định cao 180cm: AABBdd, AAbbDD, aaBBDD, AABbDd, AaBBDd, AaBbDD - Có tối đa 10 phép lai quần thể tạo đời gồm toàn cao 175cm + Cây có chiều cao 175cm kiểu gen chứa alen trội + Để thu được ở đời kiểu loại kiểu hình thì bố mẹ đem lại phải thuần chủng AA × AA BB ×BB DD × DD AA × aa BB × bb DD × dd aa × aa bb × bb dd × dd 1) AABBdd × AAbbdd 6) aaBBDD × aabbDD 2) AAbbDD × AAbbdd 7) AABBDD × aabbdd 3) AABBdd × aaBBdd 8) AABBdd × aabbDD 4) AAbbDD × aabbDD 9) AAbbDD × aaBBdd 5) aaBBDD × aaBBdd 10) AAbbdd × aaBBDD Câu 15: Ở một loài động vật, alen A quy định lông đen, alen a quy định lông trắng, cặp gen này nằm cặp nhiễm sắc thể thường và có hiện tượng in vết gen ở đực Cho một đực lông trắng giao phối với một cái lông đen, thu được F1 Cho F1 giao phối ngẫu nhiên, thu được F2 Theo lí thuyết, F2 có thể có tỉ lệ kiểu hình thế nào? Hướng dẫn trả lời: - Vì in vết ở đực đực lơng trắng có thể có kiểu gen Aa (nếu alen A nhận từ giao tử đực) hoặc aa; Con cái lơng đen có thể có kiểu gen AA hoặc Aa (nếu alen a nhận từ giao tử đực) → Có trường hợp về sơ đồ lai Khi giao tử đực bị in vết thì vào đời con, alen có ng̀n gớc từ bố không tham gia biểu hiện kiểu hình Khi đó, sự biểu hiện kiểu hình phụ tḥc vào alen có giao tử của mẹ Do đó, tỉ lệ kiểu hình ở đời bằng tì lệ loại giao tử - Trường hợp 1: P là ♂aa × ♀AA → F1 Aa F1 lai với thì ♂Aa × ♀Aa 50 Cơ thể có kiểu gen Aa nên có loại giao tử với tỉ lệ 1A : 1a nên đời F2 có tỉ lệ kiểu hình lông đen : lông trắng - Trường hợp 2: P là ♂Aa × ♀AA → F1 1AA : 1Aa F1 lai với ♂(1AA : 1Aa) × ♀(1AA : 1Aa) Cơ thể có kiểu gen (1AA : 1Aa) nên có loại giao tử với tỉ lệ 3A : 1a nên đời F2 có tỉ lệ kiểu hình lơng đen : lông trắng - Trường hợp 3: P là ♂aa × ♀Aa → F1 1Aa : 1aa F1 lai với ♂( aa) × ♀(1Aa : 1aa) Cơ thể c có kiểu gen (1Aa:1aa) nên có loại giao tử với tỉ lệ 1A : 3a nên đời F2 có tỉ lệ kiểu hình lông đen : lông trắng - Trường hợp 4: P là ♂Aa × ♀Aa → F1 1AA : 2Aa : 1aa F1 lai với ♂(1AA : 2Aa : 1aa) × ♀(1AA:2Aa:1aa) Cơ thể có kiểu gen (1AA : 2Aa : 1aa) nên có loại giao tử với tỉ lệ 1A : 1a nên đời F2 có tỉ lệ kiểu hình lông đen : lông trắng Câu 16: Có những cḥt rất mẫn cảm với ánh sáng mặt trời Dưới tác động của ánh sáng mặt trời, chúng có thể bị đợt biến dẫn đến ung thư da Người ta chọn lọc được hai dịng cḥt th̀n chủng, mợt dịng mẫn cảm với ánh sáng và dài, dịng mẫn cảm với ánh sáng và ngắn Khi lai chuột mẫn cảm với ánh sáng, đuôi ngắn với chuột đực mẫn cảm với ánh sáng, đuôi dài thu được chuột F1 không mẫn cảm với ánh sáng, đuôi ngắn Cho F1 giao phối với nhau, thu được F2 phân li sau: Chuột Chuột đực Mẫn cảm với ánh sáng, đuôi ngắn 42 21 Mẫn cảm với ánh sáng, đuôi dài 20 Không mẫn cảm với ánh sáng, đuôi ngắn 54 27 Không mẫn cảm với ánh sáng, đuôi dài 28 Nếu cho cḥt đực F1 lai phân tích, theo lí thuyết tỉ lệ kiểu hình thu được Fa sẽ thế nào? Hướng dẫn trả lời: Xét di truyền riêng rẽ cặp tính trạng: - Sự di truyền tính trạng mẫn cảm với ánh sáng: 51 + PTC: chuột mẫn cảm với ánh sáng x chuột đực mẫn cảm với ánh sáng→ F1 100% không mẫn cảm với ánh sáng, F2: không mẫn cảm với ánh sáng : mẫn cảm với ánh sáng = 109 : 83 ≈ : 7→ tính trạng mẫn cảm với ánh sáng chịu sự chi phối bởi quy luật tương tác bổ sung + Qui ước: A-B-: Không mẫn cảm với ánh sáng A-bb + aaB- + aabb: Mẫn cảm với ánh sáng + Xét với giới tính, tính trạng phân bố đồng đều ở cả hai giới→gen quy định tính trạng nằm NST thường + SĐL riêng: Ptc: ♂(♀)AAbb (mẫn cảm với ánh sáng) x ♀(♂)aaBB (mẫn cảm với ánh sáng) →F1:AaBb (không mẫn cảm với ánh sáng)→F2: 9A-B- không mẫn cảm với ánh sáng : (3A-bb + 3aaB- + 1aabb) mẫn cảm với ánh sáng - Sự di trùn tính trạng kích thước đi: + PTC: chuột cái đuôi ngắn x chuột đực đuôi dài→ F1 100% đuôi ngắn, F2: Đuôi ngắn : đuôi dài = 144 : 48 = : 1→tính trạng kích thước đuôi chuột chịu sự chi phối bởi quy luật phân li→ Đi ngắn trợi hồn tồn so với dài + Qui ước: D- đuôi ngắn dd- đuôi dài + Xét với giới tính: F2 phân li theo tỉ lệ ≈1♂đuôi ngắn : 2♀ đuôi ngắn : ♂đuôi dài → gen quy định tính trạng kích thước cḥt nằm vùng không tương đồng của NST giới tính X quy định + SĐL riêng: P ♀XDXD x ♂XdY→F1: ♀XDXd; ♂XDY (100% đuôi ngắn)→F2: 1♂XDY : ♀(XDXD + XDXd) : 1♂XdY KL: Gen quy định tính trạng mẫn cảm với ánh sáng và gen quy định tính trạng kích thước đuôi phân li độc lập với - Sơ đồ lai: Ptc: AAbb XDXD x aaBBXdY hoặc aaBBXDXD x AAbbXdY →F1: AaBbXDXd; AaBbXDY Cho F1♂AaBbXDY x ♀aabbXdXd SĐL Fa: 52 1♀AaBbXDXd (không mẫn cảm ánh sáng, đuôi ngắn) 3♀(AabbXDXd + aaBbXDXd + aabbXDXd) (mẫn cảm ánh sáng, đuôi ngắn) 1♂AaBbXdY (không mẫn cảm ánh sáng, đuôi dài) 3♂(AabbXdY + aaBbXdY + aabbXdY) (mẫn cảm ánh sáng, đuôi dài) Câu 17 (Đề thi vòng chọn đội tuyển Olimpic Quốc tế môn Sinh học năm 2019): Một học sinh yêu thích Sinh hoc câu được một cá chép hồn tồn khơng có vảy thân, mợt kiểu hình hiếm gặp Học sinh đó quyết định nghiên cứu chế di trùn chi phới tính trạng bằng cách tiến hành phép lai sau: Phép lai 1: Cho cá chép không vảy lai với cá chép có vảy kiểu dại thuần chủng Thế hệ F1 thu được 50% cá kiểu dại 50% cá có mợt hàng vảy chạy dọc thân Phép lai 2: Cho lai cá chép F1 mợt hàng vảy với thi được F2 có kiểu hình: mợt hàng vảy, kiểu dại, khơng vảy vảy phân tán với tỷ lệ tương ứng : : : Phép lai 3: cho lai những cá có vảy kiểu dại thu được từ F1 với nhau, tạo thế hệ cá với tỷ lệ vảy kiểu dại : vảy phân tán Phép lai 4: Cho lai cá có vảy phân tán thu được từ phép lai với cá kiểu dại thuần chủng Phép lai 5: nhằm tạo dòng cá chép không vảy thuần chủng, bạn học sinh đã lai những cá chép không vảy với Tuy nhiên, sau nhiều lần thí nghiệm, bạn học sinh khơng thu được kết quả mong đợi, chỉ thu được kết quả phân li cá không vảy : cá vảy phân tán a) Từ kết quả phép lai và 3, hãy xác định số gen số alen tới thiểu tham gia quy định tính trạng vảy cá chép b) Hãy viết sơ đồ lai dự đoán tỷ lệ phân li kiểu hình từ P đến F2 ở phép lai c) Từ kết quả của phép lai, giải thích chế di truyền viết sơ đồ lai của phép lai Hướng dẫn trả lời: 53 Nội dung a) - Phép lai thu được loại kiểu hình → Có gen kiểm sốt tình trạng vảy cá chép - Phép lai có tỉ lệ phân li : → Có alen của cùng gen quy định kiểu hình vảy cá chép b) Căn cứ theo kết quả phân li : 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: 3/4 B- (kiểu dại) : 1/4 bb (vảy phân tán) c) - Kết quả khơng thể tạo dịng th̀n chủng khơng vảy gợi ý rằng kiểu hình kiểu gen dị hợp Aa tạo nên kiểu gen đồng hợp trội AA bị chết Do đó, kết quả lai Aa (không vảy) x Aa (không vảy) → 1AA (bị chết) : 2Aa (không vảy) : 1aa (vảy phân tán) - Tỷ lệ phân li kiểu hình : : : ở phần (a) gợi ý rằng có gen tham gia kiểm sốt kiểu hình vảy cá chép Tỷ lệ này tương tự tỷ lệ : : : có một số kiểu hình bị mất đi, đã giải thích rằng kiểu gen AA bị chết Từ đó có thể kết ḷn: bớ mẹ có mợt hàng vảy có kiểu gen AaBb, kiểu gen AA gây chết dẫn đến kết quả sau: AaBb (một hàng vảy) x AaBb (một hàng vảy) → 6AaB- (một hàng vảy) : 3aaB- (kiểu dại) : Aabb (không vảy): aabb (vảy phân tán) Câu 18: Khảo sát sự di truyền của nhóm máu Lewis-a ở người, người ta nhận thấy kiểu gen có sự hiện diện của gen A thì hồng cầu có yếu tố Lewis-a (L+), hiện diện cả B quy định sự tiết enzim phân giải yếu tố này thì hồng cầu không có Lewis-a (L-) 54 Trong một cộng đồng: Ở một số gia đình, bố và mẹ đều có kiểu hình L- và kiểu gen AaBb thì ở các của họ có sự phân tính theo tỉ lệ 13L-:3L+ Ở một số gia đình khác, ở đời lại có sự phân ly theo tỉ lệ 2L-: 1L+ Ở một số gia đình, bố và mẹ đều có khả tiết enzim và có kiểu gen Bb thì phần lớn các của họ phân tính theo tỉ lệ có khả tiết: không có khả tiết Tuy nhiên, ở một số gia đình khác lại có sự phân tính theo tỉ lệ có khả tiết: không có khả tiết Hãy biện luận để xác định mối quan hệ giữa các locus gen quy định tính trạng và kiểu gen của bố mẹ mỗi trường hợp (không cần viết sơ đồ lai) Hướng dẫn trả lời: - Ở những gia đình có bố mẹ L- với kiểu gen AaBb sinh có tỉ lệ 13L-: 3L+ vì: Từ kiểu gen của bớ mẹ suy tỉ lệ kiểu hình ở đời là biến dạng của tỉ lệ 9AB-: 3A-bb: 3aaB-: 1aabb Lại có A tổng hợp được yếu tố Lewis –a, B mã hóa enzyme phân giải yếu tố này Vậy cá thể có kiểu gen A-bb là L+ (3), các cá thể còn lại A-B-, aaB-, aabb L(9+3+1 = 13)  B đóng vai trò át chế sự biểu hiện của A - Một số gia đình khác lại có sự phân tính theo tỉ lệ có khả tiết:7 không có khả tiết Vậy khả tiết enzyme phân giải yếu tố Lewis-a hai cặp gen không alen, phân li độc lập tác động theo kiểu tương tác bổ trợ Trong đó cặp là Bb, cặp còn lại giả sử là Dd Mối quan hệ giữa hai locus này: 9B- D-  có khả tiết enzyme phân giải yếu tố Lewis-a 3B-dd + 3bbD- + 1bbdd  không có khả tiết enzyme phân giải yếu tố Lewis-a - Suy ra, ở phần lớn các gia đình mà bố mẹ có khả tiết enzyme, có kiểu gen Bb, đời phân tính theo tỉ lệ có khả tiết: không có khả tiết thì kiểu gen của bố mẹ là DDBb và D-Bb 55 - Ở một số gia đình khác, ở đời lại có sự phân ly theo tỉ lệ 2L-:1L+ Tỉ lệ này xấp xỉ 43:21 Suy cặp bố mẹ của gia đình đó dị hợp tử về ba cặp gen xét AaBbDd Chứng minh: Tỉ lệ cá thể có khả sinh yếu tố lewis phép lai là: ¾ A- x (3/16B-dd + 3/16bbD- + 1/16 bbdd) = 21/64 Suy tỉ lệ L- (64 – 21)/64 = 43/64 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Cơ sở sinh hóa của hiện tượng tương tác gen là chủ đề gây tranh cãi của các nhà khoa học nhiều năm qua Qua tham khảo nhiều tài liệu sách chuyên ngành, sách hướng dẫn của các chuyên gia, các chuyên đề khoa học của quý đồng nghiệp những năm trước các nguồn tài liệu mạng internet, đã cố gắng tổng hợp, hệ thống lại và phát triển để soạn chuyên đề này Hệ thống bài tập trắc nghiệm phần Tương tác gen để ôn luyện cho học sinh dự thi kì thi THPT Quốc gia thì khá nhiều bài tập tự luận thì không có nhiều Tác giả cố gắng biên soạn, biên tập lại một số dạng bài tập khác của chủ đề Tương tác gen và sẽ rất ích cho thầy cô quá trình giảng dạy các em học sinh quá trình ôn luyện Trong thực tế, khoa học không ngừng phát triển, với đó là những nội dung mới và chính xác sẽ liên tục được phát hiện Tôi hy vọng với đó, sở sinh hoá của tương tác gen sẽ ngày được hoàn thiện Thực tế quý đồng nghiệp khác tham gia viết chuyên đề tham dự hội thảo lần này, không có nhiều thời gian nguồn tư liệu để đảm bảo tạo các công trình nghiên cứu có chất lượng các chuyên gia Vì thế chuyên đề sẽ rất khó tránh khỏi những thiếu sót, tơi rất mong nhận được những góp ý quý báu của các quý đồng nghiệp Tôi xin chân thành cám ơn! 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng Việt Đỗ Lê Thăng, 2006 Giáo trình Di truyền học Nhà xuất bản Giáo dục Lê Đình Lương, Phan Cự Nhân, 2000 Cơ sở di truyền học Nhà xuất bản Giáo dục Nguyễn Thành Đạt (Tổng chủ biên), Phạm Văn Lập (Chủ biên), Đặng Hữu Lanh, Mai Sỹ Tuấn, 2008 Sinh học 12, chương trình Nhà xuất bản Giáo dục Phạm Thành Hổ, 2006 Di truyền học Nhà xuất bản Giáo dục Phan Cự Nhân (Chủ biên), Nguyễn Minh Công, Đặng Hữu Lanh, 2006 Di truyền học Nhà xuất bản Đại học Sư phạm Vũ Đức Lưu (Chủ biên), Nguyễn Minh Công, 2006 Giáo trình Di truyền học Nhà xuất bản Đại học Sư phạm Vũ Đức Lưu (Chủ biên), Nguyễn Thị Hà, 2012 Bồi dưỡng học sinh giỏi THPT – Bài tập di truyền tiến hóa Nhà xuất bản Giáo dục Vũ Đức Lưu, 2013 Sinh học 12 Chuyên sâu Tập – Phần Di truyền học Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội B Tài liệu tiếng Anh Alan G Atherli, Jack R.Girton, John F MCDolanld, 1999 The Science of Genetics Saunders College Publishing Anthony J F Griffiths, Susan R Wessler, Rechard C Lewontin, William M Gelbart, David T Suzuki, Jeffrey H Miller, 2004 An introduction to genetics analisis W.H Freeman Publisher Peter J Russell, 1994 Fundamentals of Genetics Happer Collins College Publisher Peter J Russell, 2006 iGenetics, A Molecular, Approach Reed College Publisher Robert F Weaver, Phillip W Hedrich, 1997 Genetics Third edition, Wm.C.Brown Publisher C Một số nguồn tham khảo khác Chuyên đề Quy luật di truyền, Hội thảo khoa học Trại hè Hùng Vương năm 2013 58 Tuyển tập một số bài tập di truyền các đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia, vòng chọn đội tuyển Olympic Quốc tế môn Sinh học http://luanan.nlv.gov.vn/luanan?a=d&d=TTcFqWqxiwCK2013.1.24 59 ... động cộng gộp của nhiều gen khơng alen Các tính trạng này còn được gọi tính trạng đa gen hay tính trạng sớ lượng Sự phân li kiểu hình của tính trạng đa gen không cho tỷ lệ chất... hình dạng bản của kiểu hình mào gà hình Alen trợi A sinh sản phẩm, sản phẩm sẽ ảnh hưởng tác động qua lại với sản phẩm của gen quy định hình dạng mào gà hình lá để quy. .. (aabb) Hình Tương tác bổ trợ hình thành hình dạng ở bí Cơ sở sinh hóa Bí quả dài bí quả trịn dạng điển hình rất nhiều dạng của bí mùa hè (summer squash), hình dạng của quả bí được quy