Dạng 3: Liên kết gen và hoán vị gen

PHẦN II. NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

2.2. Phân loại và biên soạn bài tập

2.2.3. Dạng 3: Liên kết gen và hoán vị gen

Quá trình liên kết và hoán vị gen tuân theo các định luật liên kết và định luật hoán vị gen. Khi giải toán cần linh hoạt áp dụng cho từng bài cụ thể.

2.2.3.1. Tính số loại và thành phần gen của giao tử + Các gen liên kết hoàn toàn:

Trong trường hợp liên kết gen hoàn toàn và trên nhiều nhóm gen ( nhiều nhóm NST ) và mỗi gen có tối thiểu 1 cặp dị hợp thì:

Số loại giao tử = 2n ( với n là số nhóm gen hay số cặp NST ).

Để xác định thành phần gen mỗi loại giao tử ta dùng sơ đồ phân nhánh hoặc nhân đại số mà mỗi loại giao tử của nhóm gen này phối hợp đủ kiểu với các loại giao tử của nhóm gen kia.

+ Các gen liên kết không hoàn toàn:

Trong trường hợp liên kết gen không hoàn toàn, mỗi nhóm gen phải chứa 2 cặp gen dị hợp trở lên mới phát sinh giao tử mang tổ hợp gen chéo trong quá trình giảm phân.

Số giao tử: 22= 4 loại tỉ lệ không bằng nhau.

Thành phần gen có 2 loại giao tử bình thường mang gen liên kết tỉ lệ mỗi loại giao tử này là > 25%. Khi thành phần hai loại giao tử HVG mang tổ hợp gen chéo nhau do 2 gen tương ứng đổi chỗ, thì tỉ lệ giao tử này là < 25%. Nếu có 3 cặp gen dị hợp thì: Có thể xảy ra sự trao đổi chéo 2 chỗ và có thể không xảy ra sự trao đổi chéo 2 chỗ.

2.2.3.2. Tính tần số trao đổi chéo và khoảng cách giữa hai gen trên 1 NST.

Bài toán có thể chia thành hai trường hợp: Xác định tần số trao đổi chéo và khoảng cách giữa hai gen trên cùng 1 NST.

+ Tấn số trao đổi chéo ( tần số hoán vị gen ): f

Tần số trao đổi chéo giữa hai gen trên cùng NST bằng tổng tỉ lệ 2 loại giao tử HVG. Do đó:

Tỉ lệ mỗi loại giao tử bình thường: 100%

2 f

 = 1

2 f



Tỉ lệ mỗi loại giao tử HVG =

2 f

Tần số trao đổi chéo thể hiện lực liên kết giữa các gen. Thường các gen có xu hướng chủ yếu là liên kết => Tần số HVG < 50%.

Trong trường hợp đặc biệt, các tế bào sinh dục sơ khai đều xảy ra trao đổi chéo giống nhau => Tần số HVG = 50%. Do đó cơ thể hợp kép cho 4 loại giao tử tỉ lệ tương đương giống với trường hợp 2 cặp gen phân li độc lập.

+ Khoảng cách tương đối giữa các gen trên cùng 1 NST:

Tần số hoán vị gen thể hiện khoảng cách tương đối giữa hai gen, càng nằm xa nhau thì tấn số HVG càng lớn và ngược lại các gen càng nằm gần nhau thì tần số HVG càng nhỏ.

Dựa vào tần số HVG để xác định khoảng cách giữa các gen và vị trí tương đối ( locút ) trong nhóm gen liên kết.

Quy ước 1 cM = 1% HVG.

2.2.3.3. Tính tần số hoán vị gen

Trong phép lai phân tích, tần số HVG f được xác định:

f = ( Số cá thể hình thành do TĐC / tổng số cá thể nghiên cứu ).%

Trong các phép lai khác, dùng phương pháp nhân đại số bằng cách đặt f là tần số HVG => Tỉ lệ loại giao tử HVG =

2

f và tỉ lệ giao tử = 1

2 f



Dựa vào loại kiểu hình mà đề bài cho để thiết lập tỉ lệ:

( Số cá thể thuộc kiểu hình biết được ) / ( Tổng số cá thể thu đựơc) = tỉ lệ KG làm nên KH đó theo ẩn số f, từ đó tính giá trị của f.

Để nhận định quy luật di truyền, ta dựa vào phép lai không phải là lai phân tích, bằng cách tìm tỉ lệ phân tính về KH ở thế hệ lai đối với mỗi loại tính trạng. Nhân đôi tỉ lệ KH riêng của hai loại tính trạng với nhau, nếu kết quả

không phù hợp đề ra thì suy ra 2 cặp gen quy định 2 cặp tính trạng đó trên cùng 1 NST. Cách thứ 2 là dựa vào phép lai phân tích, bằng cách nêu kết quả lai chứng tỏ cá thể dị hợp kép chỉ cho 2 loại giao tử hoặc 4 loại giao tử có tỉ lệ không bằng nhau, từ đó suy ra 2 cặp gen nằm trên cùng 1 nhiễm sắc thể.

 Phương pháp giải chung cho bài tập về di truyền liên kết thường gặp lai 2 cặp tính trạng:

+ Bước 1: Xét tỉ lệ phân li từng cặp tính trạng.

+ Bước 2: Xác định xem các gen quy định các tính trạng khác nhau thuộc các NST khác nhau hay thuộc cùng 1 NST.

+ Bước 3: Xét tổ hợp có tỉ lệ thấp nhất mang cả 2 tính trạng lặn, từ đó xác định kiểu gen của chúng và xem chúng bằng tỉ lệ của các loại giao tử nào

 loại giao tử nào? Từ tỉ lệ giao tử đó ta xác định được liên kết hoàn toàn hay hoán vị gen.

+ Bước 4: Nếu là liên kết hoàn toàn:

 Khi lai 2 cá thể dị hợp về 2 cặp gen với nhau mà cho tỉ lệ 3: 1 => xảy ra liên kết hoàn toàn và cả 2 bên đều có KG ở dạng đồng (AB

ab )

 Khi lai 2 cá thể dị hợp về 2 cặp gen với nhau mà cho tỉ lệ 1: 2: 1 =>

xảy ra liên kết hoàn toàn và cả 2 bên đều có KG ở dạng đối ( Ab

aB).

 Khi lai phân tích 2 cá thể dị hợp về 2 cặp gen với nhau nếu FB xuất hiện tỉ lệ KH 1: 1 => 2 cặp tính trạng đó di truyền theo quy luật liên kết gen hoàn toàn.

 Khi lai 2 cá thể dị hợp về 2 cặp gen với nhau mà FB xuất hiện tỉ lệ KH 1: 1: 1: 1 => 2 cặp tính trạng đó di truyền theo quy luật liên kết gen.

+ Bước 5: Nếu là liên kết không hoàn toàn ( HVG ) thì ta phải tính được tần số HVG

 Nếu phép lai là phép lai phân tích với kết quả thu được của phép lai là 4 loại KH với 2 nhóm lớn bằng nhau và 2 nhóm nhỏ bằng nhau thì tần số HVG ( f ) được tính bằng tổng nhóm nhỏ/ ( tổng nhóm nhỏ + tổng nhóm lớn )

* 100%.

Tỉ lệ mỗi loại giao tử liên kết = 1

2 f

 . Tỉ lệ mỗi loại giao tử HVG =

2 f .

 Nếu là phép lai phân tích mà kết quả thu được 4 loại KH với tỉ lệ 1:

1: 1: 1 ta kết luận 2 cặp tính trạng đó được di truyền theo quy luật HVG với f

= 50% ( trường hợp này hiếm xảy ra).

 Nếu phép lai không phải là phép lai phân tích mà đầu bài cho biết hết các loại KH hoặc chỉ cho biết 1 loại KH lặn thì ta phải dựa vào cơ thể lặn để tính tần số HVG.

+ Bước 6: Viết sơ đồ lai.

Bài tập minh hoạ:

Bài tập 1:

Viết giao tử và tỉ lệ các loại giao tử khi có 1000 tế bào có kiểu gen

Ab 0, 2* 4 *1000 400 aB 2

   giảm bình thường, có trao đổi chéo với f = 20% ( 1 tế bào sinh dục đực giảm phân cho 4 giao tử, 1 tế bào sinh dục cái giảm phân cho 1 giao tử).

Bài giải:

+ Nếu là cơ thể sinh giao tử đực:

- Nhóm liên kết hoàn toàn cho 2 loại giao tử: AB= ab

- Nhóm HVG cho 4 loại giao tử AB= ab, AbaB với tỉ lệ không bằng nhau

 Tỉ lệ các loại giao tử: AB 1 0, 2 4 1000 1600 ab 2 x x

   (giao tử liên kết).

Ab 0, 2 4 1000 400 aB 2 x x

   (giao tử HVG).

+ Nếu là cơ thể sinh giao tử cái:

Tỉ lệ các loại giao tử: AB 1 0, 2 1 1000 400 ab 2 x x

   (giao tử liên kết).

Ab 0, 2 4 1000 100 aB 2 x x

   (giao tử HVG).

Bài tập 2:

Ở ngô, P thuần chủng khác nhau bởi 2 cặp gen đối lập thu được F1 đồng loạt có kiểu hình là thân cao, bắp dài. Cho F1 lai phân tích thì F2 phân li theo tỉ lệ 50% thân cao, bắp dài: 50% thân thấp, bắp ngắn. Cho biết các gen liên kết với nhau. Viết sơ đồ lài từ P=> F2

Bài giải:

+ P thuần chủng khác nhau bởi 2 cặp gen đối lập thu được F1 đồng loạt có kiểu hình là thân cao, bắp ngắn => Cao là trội hoàn toàn so với thấp, dài là trội hoàn toàn so với ngắn, vậy F1 dị hợp 2 cặp gen

Xét tỉ lệ: Cao/ thấp = 50/50=1/1; Dài/ ngắn = 50/50 = 1/1

=> Mỗi cặp tính trạng đều di truyền theo quy luật đồng tính và phân li của Menđen.

Quy ước gen: A: Cao, a: Thấp; B: Dài; b: Ngắn

- Nhân tỉ lệ vừa chia (1: 1)(1: 1) = 1: 1: 1: 1 khác với tỉ lệ đầu bài 1 cao, dài: 1 thấp, ngắn => 2 cặp tính trạng này cùng nằm trên 1 NST => Tuân theo quy luật liên kết gen và các liên kết gen hoàn toàn vì F2 thu theo tỉ lệ kiểu hình 1: 1

Vậy kiểu gen của F1 là: AB

ab ( thân cao, bắp dài) Sơ đồ lai:

P: ABxab

AB ab hoặc AbxaB Ab aB

F1: ABxab ab ab

GF1: ABab=1/2 ab1

F2 TLKG: 1/2 AB:1/ 2ab

ab ab

TLKH: 50% cao, dài: 50% thấp, ngắn.

Bài tập 3: Ở cà chua, gen A quy định thân cao, a quy định thân thấp; gen B quy định quả tròn, b quy định quả bầu dục. Cho cà chua cây cao, quả tròn lai với cà chua thân thấp, quả bầu dục thu được kết quả ở F1 gồm 162 cây cao,quả tròn: 158 cây thấp, quả bầu dục: 42 cây cao, quả bầu dục: 38 cây thấp, quả tròn.

a) Xác định quy luật di truyền chi phối phép lai trên và viết sơ đồ lai b) Cho F1 giao phấn với nhau được F2 có tỉ lệ kiểu hình là 1: 1: 1: 1. Hãy viết sơ đồ lai từ F1 đến F2

Đáp số: a) Quy luật chi phối phép lai trên là quy luật HVG Sơ đồ lai P: ABxab

ab ab với f = 20%

b) Sơ đồ lai: F1: ABxab

ab ab với f = 50%