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

TRẠI HÈ HÙNG VƯƠNG LẦN THỨ XVI, NĂM 2020 MÃ CHUYÊN ĐỀ: SIN_14 CHUYÊN ĐỀ XÁC ĐỊNH QUY LUẬT TÁC ĐỘNG CỦA GEN ĐỐI VỚI SỰ HÌNH THÀNH TÍNH TRẠNG – TƯƠNG TÁC GEN Tháng năm 2020 MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục tiêu chuyên đề Đối tượng áp dụng PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT Khái quát tương tác gen Tương tác alen thuộc gen Tương tác alen thuộc gen khác Tương tác gen đa hiệu (một gen quy định nhiều tính trạng) 20 Tương tác gen điều hòa gen bị điều hòa 22 Tương tác kiểu gen môi trường 23 Độ thâm nhập độ biểu 25 CHƯƠNG II: BÀI TẬP 26 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 PHẦN I: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Sinh học môn khoa học nghiên cứu mối quan hệ hệ thống sống cấp độ tổ chức khác từ cấp độ phân tử đến cấp độ sinh Các mối quan hệ phức tạp chặt chẽ tuân theo quy luật định Đây mơn khoa học mang tính lý thuyết gắn liền với thực tiễn, đòi hỏi người học phải có liên hệ lý thuyết với thực hành vận dụng Thông qua thực hành người học hiểu sâu kiến thức lý thuyết thao tác vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tiễn Bởi vậy, công tác dạy học giáo viên không hướng dẫn cho học sinh kiến thức lý thuyết mà cần rèn luyện kỹ thực hành cho học sinh Khi học sinh thực kỹ thực hành vận dụng sở khoa học lý thuyết cách nhuần nhuyễn có khả tự học, tự nghiên cứu từ vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế có hiệu Trong chương trình sinh học phổ thông, “Các quy luật di truyền” phần kiến thức tương đối khó Mỗi quy luật có đặc điểm riêng, tính trạng riêng rẽ lại chịu chi phối quy luật định Nhưng thể sống có nhiều tính trạng quần thể có nhiều cá thể, nghiên cứu phép lai nhiều tính trạng, tỉ lệ kiểu hình đời sau kết phối hợp quy luật di truyền Do vậy, nội dung phần quy luật di truyền học không chiếm lượng kiến thức lớn chương trình phổ thơng mà cịn chiếm số điểm không nhỏ thi như: thi Đại học, thi học sinh giỏi Tỉnh thi học sinh giỏi Quốc gia… Trong nội dung mảng “ Các quy luật di truyền” phần “quy luật tác động gen hình thành tính trạng” thường xuyên đề cập tới kỳ thi Hiện có nhiều sách tham khảo, chuyên đề khai thác vấn đề lý thuyết phương pháp giải tập quy luật di truyền nói chung quy luật tác động gen hình thành tính trạng nói riêng, tài liệu chưa tập hợp theo hệ thống Học sinh gặp nhiều khó khăn việc ứng dụng kiến thức lý thuyết vào giải tập, tập phối hợp quy luật di truyền Bởi thực đề tài “Xác định quy luật tác động gen hình thành tính trạng – Tương tác gen” Mục tiêu chuyên đề - Hệ thống hóa kiến thức chuyên sâu nội dung xác định quy luật tác động gen hình thành tính trạng - Giới thiệu số câu hỏi, tập vận dụng - Chuyên đề nhằm phục vụ dạy học, ôn thi học sinh giỏi cấp, ôn thi THPT quốc gia phần quy luật tác động gen hình thành tính trạng - Chun đề cịn nhằm mục đích phát triển lực tự học, tự nghiên cứu học sinh; vận dụng kiến thức học để giải thích vật tượng tự nhiên, ứng dụng vào thực tiễn sản xuất đời sống Đối tượng áp dụng - Học sinh THPT - Các đội tuyển ôn thi học sinh giỏi môn sinh học cấp - Các giáo viên sinh học PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT Khái quát tương tác gen Tương tác gen, thường gọi tắt tương tác gen, thực chất tương tác sản phẩm gen Sản phẩm trực tiếp gen prôtêin hay ARN Các sản phẩm tương tác với đại phân tử khác tế bào tương tác với môi trường tạo nên kiểu hình sinh vật Sản phẩm alen thuộc gen sản phẩm alen thuộc gen khác tương tác cho kiểu hình Các alen thuộc gen tương tác với theo kiểu trội - lặn hoàn toàn, 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 alen thuộc alen  Tương tác alen thuộc gen khác không alen  Tương tác gen đa hiệu (một gen quy định nhiều tính trạng) Tương tác alen thuộc gen Tương tác gen alen tác động qua lại alen gen để biểu kiểu hình theo dạng:  Trội lặn hoàn toàn  Trội lặn khơng hồn tồn  Đồng trội  Siêu trội  Gen gây chết (Alen gây chết) 2.1 Tương tác trội lặn hoàn toàn 2.1.1 Khái niệm Tương tác trội lặn hồn tồn tượng alen lấn át hoàn toàn biểu alen khác thuộc locus Trong trường hợp này, kiểu hình thể dị hợp tử hồn tồn giống kiểu hình thể đồng hợp trội 2.2.2 Ví dụ 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) 2.2.3 Cơ sở hóa sinh Ta xét gen gồm alen A a, alen A trội hồn toàn so với alen a Alen trội A (thường alen kiểu dại) mã hóa enzym, alen lặn a (thường alen đột biến) sinh prơtêin khơng có có hoạt tính enzym (đột biến nhầm nghĩa) alen a không sinh prôtêin 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 ta nói kiểu hình kiểu dại (hoa đỏ) trội hồn tồn so với kiểu hình hoa trắng 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 trình chọn lọc tự nhiên 2.2 Tương tác trội lặn khơng hồn tồn 2.2.1 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 2.2.2 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 Chữ C với số alen quy định màu hoa: CR quy định màu hoa đỏ CW quy định màu hoa trắng 2.2.3 Cơ sở hóa sinh Có thể giải thích tượng trội khơng hồn tồn có mặt alen CW kìm hãm q trình phiên mã, dịch mã alen CR Kết sắc tố đỏ hình thành mức bình thường khiến cho mang kiểu gen CR CW cho hoa màu hồng Còn mang kiểu gen CW CW, khơng tổng hợp sắc tố nên hóa có màu trắng 2.3 Tương tác đồng trội 2.3.1 Khái niệm Tương tác đồng trội tượng sản phẩm hai alen thuộc gen khơng tương tác với mà sản phẩm alen thuộc gen biểu thành kiểu hình riêng chúng tồn trạng thái dị hợp tử 2.3.2 Ví dụ Ở người, di truyền nhóm máu ABO alen: I A, 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 I M, 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 2.3.3 Cơ sở hóa sinh 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 hồn tồn alen alen khác, mà trì ưu thể dị hợp cặp alen 2.4 Tương tác siêu trội 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) Có thể giải thích tương tác hai sản phẩm prôtêin 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 2.5 Gen gây chết (Alen gây chết) 2.5.1 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, đẫn đến làm giảm sức sống hay gây chết cho thể mang Có hai dạng tương tác gen gây chết: gây chết trạng thái đồng 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 2.5.2 Ví dụ Ngay từ đầu kỷ, sai lệch khỏi tỷ lệ 3:1 F 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 Không vậy, tượng gen gây chết 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) : A yAy (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 phôi Người ta làm thí nghiệm giải phẫu chuột lơng 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 A y lại lặn so với alen A, chứng 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 2.5.3 Cơ sở sinh hóa tương tác alen gây chết Hiện tượng tương tác alen gây chết giải thích alen quy định tổng hợp prơtêin từ quy định tổng hợp enzym tham gia q trình chuyển hóa định sống sinh vật Tương tác alen thuộc gen khác 3.1 Tương tác bổ sung (tương tác bổ trợ) 3.1.1 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 3.1.2 Ví dụ Hiện tượng tương tác bổ trợ biểu nhiều tỷ lệ kiểu hình F khác tùy thuộc vào tương tác đặc biệt gen khơng alen Dưới số ví dụ cụ thể tỷ lệ kiểu hình đặc trưng tượng tương tác bổ trợ a) Tỷ lệ : : :  Ở gà, hình dạng khác mào kết tương tác gen không 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: F1 × F1: AaBb (100% gà mào hình hồ đào) AaBb × AaBb F2: mào hồ đào:3 mào hoa hồng : mào hạt đậu : mào hình  Cơ sở hóa sinh 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 10 enzim A enzim B Chất không màu Chất không màu Sắc tố đỏ Các alen a b khơng có chức Lai hai hoa trắng (khơng có sắc tố đỏ) chủng thu F gồm toàn có hoa đỏ Cho F1 tự thụ phấn, tỉ lệ kiểu hình thu F2 A 15 hoa đỏ : hoa trắng B hoa đỏ : hoa trắng C 13 hoa đỏ : hoa trắng D hoa đỏ : hoa trắng Hướng dẫn giải: Để F1 có hoa đỏ, chủng P đem lai phải mang gen trội, F1 dị hợp cặp gen, tạo nên loại giao tử, hình thành F 16 tổ hợp, phân hóa thành kiểu gen tạo kiểu hình có tỉ lệ :  Đáp án B Bài 6: Ở ngơ, tính trạng màu sắc hạt hai gen không alen quy định Cho ngô hạt trắng giao phấn với ngô hạt trắng thu F1 có 962 hạt trắng, 241 hạt vàng 80 hạt đỏ Tính theo lí thuyết, tỉ lệ hạt trắng F 1, đồng hợp hai cặp gen tổng số hạt trắng F1 A B C D 16 Hướng dẫn giải: - Theo giả thiết, tỉ lệ phân li kiểu hình F1 tính trạng màu sắc 12 trắng : vàng : đỏ Ở khơng có gen át chế can thiệp tỉ lệ kiểu hình vàng/ đỏ = 3/1, chứng tỏ vàng trội so với đỏ - Nếu kí hiệu vàng A đỏ a vàng, gen B gen át chế màu sắc hạt, gen b gen cho màu sắc hạt biểu Để tạo 16 tổ hợp gen F thể P đem lai phải dị hợp tử cặp gen, có kiểu gen AaBb Theo giả thiết F ta có 12/16 tổ hợp có kiểu hình hạt trắng Trong có 2/12 tổ hợp gen đồng hợp tử có kiểu hình trắng (1/12 AABB + 1/12 aaBB = 1/6)  Đáp án C Bài 7: Ở loài thực vật lưỡng bội, alen A quy định hoa đỏ trội hồn tồn so với alen a quy định hoa tím Sự biểu màu sắc hoa phụ thuộc vào gen có alen (B b) nằm cặp nhiễm sắc thể khác Khi kiểu gen có alen B hoa có màu, kiểu gen khơng có alen B hoa khơng có màu (hoa trắng) Cho giao phấn hai dị hợp cặp gen Biết khơng có đột biến xảy ra, tính theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu hình thu đời là: 29 A hoa đỏ : hoa tím : hoa trắng B hoa đỏ : hoa tím : hoa trắng C 12 hoa tím : hoa đỏ : hoa trắng D 12 hoa đỏ : hoa tím : hoa trắng Hướng dẫn giải: - Theo đầu ta có phép lai hai dị hợp hai cặp gen là: AaBb * AaBb tạo tỉ lệ kiểu hình F2 có số tổ hợp kiểu gen tương ứng là: 9A-B- : 3A-bb : 3aaB- : 1aabb - Theo quy ước gen toán đưa ta dễ xác định tỉ lệ kiểu hình thu đời lai (A-B-) : (A-bb) : [3 (aaB-) : 1aabb] = hoa đỏ : hoa tím : hoa trắng  Đáp án B Bài 8: Giao phấn hai (P) có hoa màu trắng chủng, thu F1 gồm 100% có hoa màu đỏ Cho F1 tự thụ phấn, thu F2 có kiểu hình phân li theo tỉ lệ hoa màu đỏ : hoa màu trắng Chọn ngẫu nhiên hai có hoa màu đỏ F2 cho giao phấn với Cho biết khơng có đột biến xảy ra, tính theo lí thuyết, xác suất để xuất hoa màu trắng có kiểu gen đồng hợp lặn F3 là: A 16 B 81 256 C 81 D 16 81 Hướng dẫn giải: - Số có KG đồng hợp lặn F3 là: (1) 16 - Chọn ngẫu nhiên hai có hoa màu đỏ F2 cho giao phấn với nhau, để có hoa màu trắng F3 hai hoa màu đỏ chọn ngẫu nhiên F2 cho giao phấn với có xác suất xuất là: 16 4 (2) * = 81 9 Kết hợp kết (1) (2) ta có: tính theo lí thuyết, xác suất để xuất hoa màu trắng có kiểu gen đồng hợp lặn F3 là: 16 1 * =  đáp án C 81 16 81 Bài 9: Ở loài thực vật, cho giao phấn hoa đỏ chủng với hoa trắng có kiểu gen đồng hợp lặn (P), thu F1 gồm toàn hoa đỏ Tiếp tục cho hoa đỏ F1 giao phấn trở lại với hoa trắng (P), thu đời có kiểu hình phân li theo tỉ lệ hoa trắng : hoa đỏ Cho biết khơng có đột biến xảy ra, hình thành màu sắc hoa không phụ thuộc vào điều kiện mơi trường Có thể kết luận màu sắc hoa lồi do: 30 A hai gen khơng alen tương tác với theo kiểu cộng gộp quy định B gen có alen quy định, alen trội trội khơng hồn tồn C gen có alen quy định, alen trội trội hoàn toàn D hai gen không alen tương tác với theo kiểu bổ sung quy định Hướng dẫn giải: Dựa vào giả thiết, lai F1 với hoa trắng chủng P đời cho tỉ lệ kiểu hình trắng : đỏ chứng tỏ có tượng tương tác gen bổ sung gen trội không alen  Đáp án D Bài 10: Ở ngơ, có gen khơng alen phân li độc lập, tác động qua lại quy định màu sắc hạt, gen có alen (A, a; B, b; R, r) Khi kiểu gen có mặt đồng thời alen trội A, B, R cho hạt có màu; kiểu gen cịn lại cho hạt không màu Lấy phấn mọc từ hạt có màu (P) thụ phấn cho cây: - Cây thứ có kiểu gen aabbRR thu lai có 50% số hạt có màu - Cây thứ hai có kiểu gen aaBBrr thu lai có 25% số cho hạt có màu Kiểu gen (P) : A AaBBRr B AABbRr C AaBbRr D AaBbRR Hướng dẫn giải: - Cây thứ có kiểu gen aabbRR cho loại giao tử abR mà thu lai có 50% số hạt có màu nên P phải cho giao tử AB- Cây thứ hai có kiểu gen aaBBrr cho loại giao tử aBr mà lai có 25% (1/4) số hạt có màu kiểu gen P phải cho giao tử A-R dị hợp cặp gen (1) Tổ hợp lại => P phải cho 1/4ABR khơng có giao tử AbR (2) Từ => P có KG AaBBRr  Đáp án A Bài 11: Ở loài thực vật, tính trạng chiều cao ba cặp gen không alen A,a; B,b D,d quy định theo kiểu tương tác cộng gộp Trong kiểu gen có alen trội chiều cao tăng thêm 5cm Khi trưởng thành, thấp có chiều cao 150cm Theo lí thuyết, phép lai AaBbDd  AaBbDd cho đđời có số cao 170cm chiếm tỉ lệ: A 5/16 B 1/64 C 3/32 Hướng dẫn giải: 31 D 15/64 Cây cao 170cm có tổng số alen trội alen trội=> tỷ lệ = (C 46)/ 43 tổ hợp = 15/64 Đáp án D Bài 12: Một loài thực vật, cho giao phấn dẹt với bầu dục (P), thu F1 gồm toàn dẹt Cho F1 lai với đồng hợp lặn cặp gen, thu đời có kiểu hình phân li theo tỉ lệ dẹt : tròn : bầu dục Cho F1 tự thụ phấn thu F2 Cho tất tròn F2 giao phấn với thu F3 Lấy ngẫu nhiên F3 đem trồng, theo lí thuyết, xác suất để có kiểu hình bầu dục là: A 1/9 B 1/12 C 1/36 D 3/16 Hướng dẫn giải: - FB cho tổ hợp giao tử F1 dị hợp cặp gen AaBb FB cho tỉ lệ dẹt: tròn: bầu dục tương tác gen kiểu bổ trợ Quy ước: A-B-: dẹt; A-bb, aaB-: tròn; aabb: bầu dục F1 x F1  F2: dẹt: tròn: bầu dục - Để F3 có bầu dục (aabb), trịn F2 phải cho giao tử ab Kiểu gen tròn F2: Aabb aaBb Xác suất để bố mẹ F2 có kiểu gen là: 2/3 x 2/3= 4/9 - Xác suất để sinh bầu dục = 1/4 Xác xuất là: 4/9 x 1/4 = 1/9 Đáp án A Bài 13: Giả sử loài động vật, cho hai dịng chủng lơng màu trắng lơng màu vàng giao phối với thu F1 toàn lông màu trắng Cho F1 giao phối với thu F2 có tỉ lệ kiểu hình: 48 lông màu trắng : lông màu đen : lông màu xám : lông màu nâu : lông màu vàng Hãy giải thích kết phép lai Hướng dẫn giải: - Kết phép lai cho thấy màu lông bị chi phối tương tác gen không alen NST thường F1 dị hợp cặp gen - Sơ đồ phân li F2 3/4 D- = 27 A-B-D- = 27 lông trắng 3/4B1/4dd = A-B-dd = lông trắng 3/4 A3/4 D- = A-bbD- = lông trắng 1/4bb 1/4dd = A-bbdd = lông trắng 32 3/4 D- = aaB-D- = lông đen 3/4B1/4dd = aaB-dd = lông nâu 3/4 D- = aabbD- = lông xám 1/4 aa 1/4bb 1/4dd = aabbdd = lông vàng Nhận xét: Alen B quy định lông nâu, b: lông vàng; alen D: lông xám, d: lông vàng Các alen trội B D tác động bổ trợ quy định lơng đen; alen A át chết hình thành sắc tố → màu trắng Bài 14: Cho đực thân đen mắt trắng chủng lai với thân xám mắt đỏ chủng F1 đồng loạt thân xám mắt đỏ Cho F1 giao phối với nhau, đời F2 có 50% thân xám mắt đỏ, 20% đực thân xám mắt đỏ, 20% đực thân đen mắt trắng, 5% đực thân xám mắt trắng, 5% đực thân đen mắt đỏ Cho biết cặp tính trạng cặp ge quy định Hãy xác định quy luật di truyền chi phối phép lai Hướng dẫn giải: Bước 1: Xác định quy luật di truyền tính trạng: - Tính trạng màu sắc thân cặp gen quy định tỉ lệ kiểu hình màu sắc thân F2 thân xám : thân đen = (20% + 5% +50%) : (20% + 5%) = :  Thân xám trội hoàn toàn so với thân đen Mặt khác thân đen có đực F2 mà khơng có F2  Tính trạng màu thân di truyền liên kết giới tính di truyền chéo, gen nằm NST X - Tính trạng màu mắt cặp gen quy định tỉ lệ kiểu hình màu sắc mắt F2 mắt đỏ : mắt trắng = (20% + 5% +50%) : (20% + 5%) = :  Mắt đỏ trội hoàn toàn so với mắt trắng Mặt khác tất F có mắt đỏ, cịn giới đực có đực mắt đỏ trắng  Tính trạng màu mắt liên kết giới tính di truyền chéo, gen nằm NST X Bước 2: Tìm quy luật di truyền chi phối mối quan hệ cặp tính trạng - Cả cặp tính trạng gen nằm NST giới tính X quy định Vì chúng di truyền liên kết với - Tích tỉ lệ cặp tính trạng (3:1) x (3:1) = : : : bé tỉ lệ phép lai 10 : : :  Hai cặp tính trạng liên kết khơng hồn tồn - Tính tần số hoán vị gen 33 Con đực thân đen mắt trắng có kiểu gen XahY Ở F2 kiểu hình chiếm tỉ lệ 20% nên ta có 0,2XahY = 0,4Xah x o,5Y (vì thể XY cho 0,5Y)  Cơ thể cho giao tử Xah với tỉ lệ 0,4 (>0,25) giao tử sinh liên kết  Vậy giao tử hoán vị có tỉ lệ = 0,5 – 0,4 = 0,1  Tần số hoán vị = x 0,1 = 0,2 = 20% Bài 15: Ở cừu, gen A nằm NST thường quy định có sừng, gen a quy định khơng sừng, kiểu gen Aa biểu có sừng cừu đực không sừng cừu Cho lai cừu đực khơng sừng với cừu có sừng F1 cho F1 giao phối với F2 a Xác định tỉ lệ kiểu hình F1, F2? b Nếu cho cừu F1 giao phối với cừu đực khơng sừng, theo lý thuyết số cừu sinh có % số không sừng Hướng dẫn giải: a.- P: AA (cừu đực khơng sừng) x aa (cừu có sừng) F1: Aa Kiểu hình F1: Ở giới đực: 75% có sừng: 25% khơng sừng; giới cái: 50% có sừng: 50% không sừng - F1 x F1: Aa x Aa F2: 1AA: 2Aa: 1aa Kiểu hình F2: Ở giới đực: 75% có sừng: 25% khơng sừng; giới cái: 25% có sừng: 75% khơng sừng Vậy, tỉ lệ kiểu hình chung cho giới là: + Tính trạng có sừng: (75% + 25%)/2 = 50% + Tính trạng khơng sừng: (25% + 75%)/2 = 50% b Cừu F1 (Aa) x cừu đực không sừng (AA) FB: 1AA: 1Aa Vậy đời con, giới có 50% số có sừng, 50% số khơng sừng Bài 16: Giống thỏ Hymalaya có lơng trắng muốt tồn thân, ngoại trừ đầu mút thể tai, bàn chân, mõm có lơng màu đen Tại tế bào thể, có kiểu gen lại biểu kiểu hình khác phận thể khác nhau? Hướng dẫn giải: Các nhà khoa học cho tế bào đầu mút thể có nhiệt độ thấp nhiệt độ tế bào phần thân nên chúng có khả tổng hợp sắc tố 34 melanin làm cho lông đen Trong đó, tế bào vùng thân có nhiệt độ cao gen chúng lại không biểu hiện(không tổng hợp sắc tố melanin) nên lông có màu trắng Bài 17: Cho biết đậu Hà Lan gen A quy định hoa tím hạt có màu nâu Gen a quy định hoa trắng hạt màu nhạt Cho lai thứ đậu chủng hoa tím hạt nâu hoa trắng hạt màu nhạt với F1 a Cho F1 tiếp tục giao phấn với kết kiểu gen kiểu hình F2 nào? b Cho F1 giao phấn với hoa trắng, hạt màu nhạt Xác định kết phép lai kiểu gen kiểu hình? Hướng dẫn giải: a F2: 1AA : 2Aa : 1aa hoa tím, hạt nâu : hoa trắng, hạt màu nhạt b Fa: 1Aa : 1aa hoa tím, hạt nâu : hoa trắng, hạt màu nhạt Bài 18: Khi cho hai đỏ, tròn giao phấn với F1 có tỷ lệ đỏ, trịn : vàng, dài Giải thích kết kiểu tác động gen Biết trường hợp giải thích kiểu tác động gen gen nằm NST thường Hướng dẫn giải: a Trường hợp gen  tính trạng; gen trội hồn tồn - F1 có tỷ lệ đỏ : vàng = 3:1, đỏ trội Qui ước A – đỏ; a – vàng P : Aa x Aa - F1 có tỷ lệ trịn : dài = :1  tròn trội so với dài Qui ước B – tròn; b – dài P : Bb x Bb  P dị hợp tử hai cặp gen (Aa, Bb) ; F1 có số THGT 4, chứng tỏ gen qui định màu sắc hình dạng liên kết hoàn toàn với - F1 có vàng, dài với kiểu gen ab/ab, P phải tạo giao tử ab  kiểu gen P : AB ab - Từ lập luận ta có sơ đồ lai P : Quả đỏ , tròn ( AB ) ab x đỏ, tròn ( b Trường hợp gen qui định nhiều tính trạng 35 AB ) ab - Các tính trạng đỏ tròn di truyền đồng thời với ; tính trạng vàng dài di truyền đồng thời với - F1 có TLKH : đỏ, tròn : vàng, dài  giống với di truyền phân ly cặp gen  A – qui định đỏ, tròn ; a – qui định vàng, dài - F1 có THGT  P dị hợp cặp gen (Aa) - Sơ đồ lai : P Quả đỏ , tròn (Aa) x Quả đỏ , tròn (Aa) c Nhiều gen qui định tính trạng (tương tác gen không alen) - Tỷ lệ :1 cặp tính trạng xét riêng rẽ giải thích tương tác gen khơng alen (chỉ đề cập đên tương tác bổ trợ) - F1 có đỏ : vàng, đồng thời P có kiểu hình giống  P dị hợp tử cặp gen khác Từ có sơ đồ lai : P : Quả đỏ (Aabb) x đỏ (aaBb) - F1 có trịn : dài, đồng thời P có kiểu hình giống  P dị hợp tử cặp gen khác Từ có sơ đồ lai : P: trịn (Ddee) x trịn (ddEe) - F1 có số THGT 4, chứng tỏ P cho hai loại giao tử, gen qui định màu sắc hình dạng liên kết với tạo thành hai nhóm liên kết (mỗi nhóm liên kết có gen qui định màu sắc gen qui định hình dạng quả) Các gen trội có vai trị với hình thành tính trạng, gen qui định màu sắc liên kết với gen D E - Từ lập luận ta có sơ đồ lai P: Quả đỏ, tròn x Quả đỏ, tròn AD be ad be ad BE ad be Bài 19: Ở ruồi giấm, cho lai nòi chủng khác cặp tính trạng tương phản màu sắc thân chiều dài cánh: ruồi thân xám, cánh dài ruồi thân đen, cánh ngắn F1 nhận toàn ruồi thân xám, cánh dài Khi cho lai ruồi đực ruồi F1 F2 thu tỉ lệ phân tính: thân xám, cánh dài: thân đen, cánh ngắn Phép lai giải thích nào, biết gen nằm NST thường Hướng dẫn giải: P chủng khác cặp tính trạng tương phản, F1 đồng tính F2 phân li theo tỉ lệ 3: nghiệm định luật đồng tính phân tính 36 Menđen => thân xám trội hồn toàn so với thân đen, cánh dài trội hoàn toàn so với cánh ngắn - Trường hợp 1: gen quy định tính trạng Các tính trạng thân xám cánh dài ln xuất lúc, tính trạng thân đen cánh ngắn vậy, khơng có tổ hợp chéo tính trạng nên cặp tính trạng cặp gen quy định Quy ước: A: thân xám, cánh dài; a: thân đen, cánh ngắn Sơ đồ lai: P: AA (thân xám, cánh dài) x aa (thân đen, cánh ngắn) F1: Aa (100% thân xám, cánh dài) F2: AA: Aa: 1aa (75% thân xám, cánh dài: 25% thân đen, cánh ngắn) - Trường hợp 2: gen quy định tính trạng Quy ước gen: A: thân xám, a: thân đen B: cánh dài, b: cánh ngắn Sơ đồ lai: P: AB (100% thân xám, cánh dài) ab F1: F1 x F1 : F2: ab AB (thân xám, cánh dài) x (thân đen, cánh ngắn) ab AB AB AB x ab ab ab AB AB :2 :1 (75% thân xám, cánh dài: 25% thân đen, cánh ngắn) ab AB ab Bài 20: Ở loài thực vật, lai P chủng khác cặp gen tương phản thu F1 xuất có hạt nâu, Đem tự thụ phấn F1 nhận F2 có tỉ lệ: 299 hạt nâu, chua: 912 hạt nâu, ngọt: 76 hạt đen, chua a Giải thích đặc điểm di truyền tính trạng phép lai b Cho biết kiểu gen P F1 Hướng dẫn giải: a Giải thích đặc điểm di truyền - Xét di truyền tính trạng hình dạng hạt: F2 phân li hạt nâu: hạt đen ≈ 15: => tỉ lệ tương tác cộng gộp Quy ước: A-B- = A-bb = aaB- : hạt nâu; aabb: hạt đen Kiểu gen P: AABB x aaBB; F1: 100% AaBb (hạt nâu) - Xét di truyền tính trạng vị quả: F2 phân li tỉ lệ ngọt: chua ≈ 3: => D: trội so với d: chua; F1: Dd x Dd - Xét kết hợp di truyền tính trạng: cặp gen phân li độc lập, F2 phải xuất tỉ lệ kiểu hình (15: 1) (3: 1) = 45: 15: 3: (mâu thuẫn đề) 37 Theo đề ra, F2 phân li kiểu hình tỉ lệ ≈ 12: 3: = x Vậy cặp gen quy định tính trạng nằm cặp NST tương đồng liên kết hoàn toàn b Viết kiểu gen P F1 - F2 xuất loại kiểu hình hạt đen, chua (aabb, dd) => F tạo loại giao tử abd bad , chứng tỏ gen liên kết đồng - Kiểu gen F1 Aa BD AD Bb bd ad + Nếu kiểu gen F1 Aa AA bd BD x aa bd BD + Nếu kiểu gen F1 Bb BB BD BD bD => Kiểu gen P: AA x aa bd BD bD ad AD AD => Kiểu gen P: BB x bb ad AD ad ad AD x bb ad AD Bài 21: Cho biết F1 dị hợp cặp gen giao phấn với nhau, thu F2: 1989 hoa trắng, hạt kép: 1423 hoa trắng, dạng đơn: 3861 hoa đỏ, dạng kép: 526 hoa đỏ, dạng đơn a Biện luận, xác định quy luật di truyền tính trạng b Hãy viết kiểu gen xác định tỉ lệ giao tử F1 Hướng dẫn giải: a Xác định quy luật di truyền: màu sắc hoa di truyền theo quy luật tương tác bổ trợ Gen quy định hình dạng hoa liên kết khơng hồn tồn với gen quy định màu sắc hoa b Kiểu gen F1: Aa BD AD Bb ; tần số hoán vị gen = 20% bd ad Bài 22: Khi xét di truyền màu sắc hoa kích thước thân loài thực vật Người ta cho lai cặp bố mẹ chủng khác cặp gen, đời F1 xuất toàn hoa đỏ, thân cao Tiếp tục cho F1 tự thụ phấn, F2 có kết quả: 14173 hoa đỏ, thân cao: 1512 hoa vàng, thân thấp: 1510 hoa trắng, thân cao: 4726 hoa đỏ, thân thấp: 3211 hoa vàng, thân cao: 63 hoa trắng, thân thấp a Phân tích đặc điểm di truyền tính trạng b Xác định kiểu gen P F1 (không cần lập bảng) Hướng dẫn giải: 38 a Tính trạng màu sắc hoa di truyền theo quy luật tương tác át chế, cặp gen nằm cặp NST tương đồng xảy hoán vị gen b Kiểu gen P: AA bD bD Bd Bd x aa AA x aa với fHVG = 20% bD bD Bd Bd Bài 23 Cây hoa đỏ chủng giao phấn với hoa vàng chủng F1 đồng loạt hoa tím Các cá thể F1 giao phấn tự do, F2 có 51% hoa tím, 24% hoa đỏ, 24% hoa vàng, 1% hoa trắng a) Hãy giải thích quy luật di truyền tính trạng viết sơ đồ tóm tắt phép lai b) Lấy ngẫu nhiên số hoa tím F2 Xác suất để số có chủng? Hướng dẫn giải: a) - Theo màu hoa chịu chi phối QLTT bố sung loại kiểu hình - Quy ước: A – B – : hoa tím, A – bb: hoa đỏ, aaB - : hoa vàng, aabb: hoa trắng - F2 có tỉ lệ 51% hoa tím, 24% hoa đỏ, 24% hoa vàng, 1% hoa trắng → chứng tỏ cặp gen không alen nằm cặp NST có hốn vị gen - Kiểu gen hoa trắng F2 có tỉ lệ 1% → ab = 0,1 → ab = 0,1 → Tần số ab HVG = 20% - SĐL: P: aB Ab Ab x → F1 : ; F1 x F1 → F2 : aB aB Ab - TLKG: 0,16 0,08 aB AB ab AB Ab Ab : 0,16 : 0,01 : 0,01 : 0,32 : 0,08 : aB AB ab Ab aB Ab aB AB AB Ab : 0,08 : 0,08 : 0,02 aB ab ab ab - TLKH : 0,51 Hoa tím : 0, 24 Hoa đỏ : 0,24 Hoa vàng : 0,01Hoa trắng b) - Cây hoa tím chủng chiếm tỉ lệ = 0, 01  1/ 51 0,51 - Xác suất để số có chủng C32 ( 50 150 30 ) = = 132855 26571 51 51 Bài 24 Ở loài động vật, cho lai chủng lông trắng với đực chủng lông nâu, thu F1 tất lông nâu Cho F1 giao phối 39 với nhau, F2 gồm: 119 đực lông nâu, 62 lông nâu, 41 đực lông đỏ, 19 lông đỏ, 59 lông xám, 20 lơng trắng, khơng có đực lơng xám đực lơng trắng 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 lồi động vật cặp NST giới tính đực XY, XX; tính trạng nghiên cứu không chịu ảnh hưởng môi trường đột biến xảy Hướng dẫn 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 tổ hợp, chứng tỏ F1 dị hợp cặp gen chi phối tính trạng màu lơng→ 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 lơng 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 - : lông xám; aabb: trắng - Tính trạng màu sắc lơng 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 khơng nằm Y ngược lại kết thu F1 khơng đề Cặp gen phải nằm đoạn tương đồng X Y - Sơ đồ lai: từ P đến F2 40 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chuyên đề đề cập đến nội dung sau: - Hệ thống lí thuyết số vấn đề quy luật tác động gen hình thành tính trạng Sưu tầm, giới thiệu số câu hỏi, tập vận dụng theo định hướng nội dung, phát triển lực, mang tính vận dụng cao giúp em học sinh ôn tập dễ dàng Phát huy tính tích cực, tự học tự nghiên cứu, vận dụng kiến thức thực tiễn sản xuất đời sống Chuyên đề tập hợp, chọn lọc từ nhiều nguồn tài liệu liên quan, hy vọng chuyên đề nguồn tư liệu tốt phục vụ việc dạy học thầy cô học sinh chuyên Sinh Tuy nhiên, chuyên đề cịn nhiều thiếu xót, kiến thức đưa phần lý thuyết cịn chưa đầy đủ, hệ thống tập chưa bao quát hết nội dung Kính đề nghị thầy giáo em học sinh đóng góp ý kiến bổ sung để chuyên đề hồn thiện có ích thực tiễn Xin chân thành cảm ơn! 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng Việt Campell Reece Sinh học – NXB Giáo dục Việt Nam, dựa quyền Pearson Benjamin Cummings Lê Đình Lương, Phan Cự Nhân, 2000 Cơ sở di truyền học Nhà xuất 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 Giáo dục Phạm Thành Hổ, 2006 Di truyền học Nhà xuất Giáo dục Phan Cự Nhân (Chủ biên), Nguyễn Minh Công, Đặng Hữu Lanh, 2006 Di truyền học Nhà xuất Đại học Sư phạm Trần Bá Hoành (Chủ biên), Phan Cự Nhân, 1998 Sinh học 12, Ban Khoa học Tự nhiên Nhà xuất giáo dục Vũ Văn Vụ (Tổng chủ biên), Nguyễn Như Hiền (Đồng chủ biên), Vũ Đức Lưu (Đồng chủ biên), Trịnh Đình Đạt, Chu Văn Mẫn, Vũ Trung Tạng, 2008 Sinh học 12, chương trình nâng cao Nhà xuất Giáo dục B Tài liệu tiếng Anh Alan G Atherly, 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 analysis W.H Freeman Publisher 42 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 trang web tham khảo http://kentsimmons.uwinnipeg.ca/cm1504/dihybrid.htm http://courses.bio.psu.edu/fall2005/biol110/tutorials/tutorial5.htm http://fig.cox.miami.edu/~cmallery/150/mendel/c8.14x12.epistasi s.jpg 43 ... hợp quy luật di truyền Bởi thực đề tài “Xác định quy luật tác động gen hình thành tính trạng – Tương tác gen? ?? Mục tiêu chuyên đề - Hệ thống hóa kiến thức chuyên sâu nội dung xác định quy luật tác. .. quy luật di truyền” phần ? ?quy luật tác động gen hình thành tính trạng” thường xuyên đề cập tới kỳ thi Hiện có nhiều sách tham khảo, chuyên đề khai thác vấn đề lý thuyết phương pháp giải tập quy. .. tác động gen hình thành tính trạng - Giới thiệu số câu hỏi, tập vận dụng - Chuyên đề nhằm phục vụ dạy học, ôn thi học sinh giỏi cấp, ôn thi THPT quốc gia phần quy luật tác động gen hình thành tính