Bài 10: Tương tác gen và tác động đa hiệu của gen
Video bài giảng
1. Tương tác gen
-
Tương tác gen là sự tác động qua lại giữa các gen thuộc các lôcut khác nhau (gen không alen) trong quá trình hình thành một kiểu hình
-
Thực tế, các gen trong tế bào không trực tiếp tương tác với nhau mà do sản phẩm của chúng tác động qua lại với nhau để tạo kiểu hình
a. Tương tác bổ sung
Thí nghiệm:
Giải thích kết quả lai:
- F2 phân li tỉ lệ (9: 7) = 16 tổ hợp giao tử, vì vậy mỗi bên F1 phải tạo ra được 4 loại giao tử.
- Để F1 tạo được 4 loại giao tử thì F1 phải dị hợp tử 2 cặp gen và có kiểu gen là AaBb → hoa đỏ
Sơ đồ lai:
Ptc: AAbb x aaBB
Gp: Ab aB
F1: AaBb (100% hoa đỏ)
F1 x F1: AaBb x AaBb
GF1: AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab
Khung penet:
|
AB |
Ab |
aB |
ab |
|
|
AB |
AABB |
AABb |
AaBB |
AaBb |
|
Ab |
AABb |
AAbb |
AaBb |
Aabb |
|
aB |
AaBB |
AaBb |
aaBB |
aaBb |
|
ab |
AaBb |
Aabb |
aaBb |
aabb |
Tỉ lệ kiểu gen:
1AABB: 2AABb: 1AAbb: 2AaBB: 4AaBb: 2Aabb: 2Aabb: 1aaBB: 2aaBb: 1aabb
Tỉ lệ kiểu hình:
9A_B_: 9 hoa đỏ
3A_bb; 3aaB_; 1aabb: 7 hoa trắng
Kết luận:
- Sự có mặt của 2 gen trội không alen (A và B) trong cùng 1 kiểu gen làm xuất hiện màu đỏ (kiểu hình mới). Ta nói A và B đã tác động bổ sung cho nhau trong việc qui định màu đỏ.
- Sự tác động riêng lẻ của các gen trội và gen lặn khác qui định kiểu hình hoa trắng
- Tương tác kiểu bổ sung có 2 tỉ lệ F2 là: 9: 6: 1 và 9: 7
b. Tương tác cộng gộp
Thí nghiệm: Tính trạng da trắng ở người do các alen: a1 a1 a2 a2 a3 a3 quy định. (vì các alen này không có khả năng tạo sắc tố melanin), gen trội A1 A2 A3 làm cho da màu đậm
Sơ đồ lai:
P: A1A1 A2A2 A3A3 x a1 a1 a2 a2 a3 a3
(da đen) (da trắng)
F1: A1a1 A2a2 A3a3 (da nâu đen)
Kết luận:
- Sự xuất hiện của mỗi alen trội trong kiểu gen trên làm gia tăng khả năng tổng hợp melanine nên làm da có màu sậm hơn
- Mỗi gen trội đều đóng góp 1 phần như nhau trong việc tổng hợp sắc tố da (tác động cộng gộp)
2. Tác động đa hiệu của gen
a. Khái niệm tác động đa hiệu của gen
Tác động đa hiệu của gen là hiện tượng 1 gen tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác nhau
Một gen có thể tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác nhau được gọi là gen đa hiệu
b. Ví dụ
Gen HbA ở người quy định tổng hợp chuỗi b-hemôglôbin bình thường gồm 146 axit amin. Gen đột biến HbS cũng quy định sự tồng hợp chuỗi b-hemôglôbin bình thường gồm 146 axit amin, nhưng chỉ khác 1 aixt amin ở vị trí số 6 (axit amin glutamic thay bằng valin). Gây hậu quả làm biến đổi hồng cầu hình đĩa lõm thành hình lưỡi liềm → Xuất hiện hàng loạt rối loạn bệnh lí trong cơ thể.
3. Các dạng bài tập tương tác gen
- Dạng 1: Xác định quy luật chi phối sự di truyền
Ví dụ 1: Khi lai cây hoa đỏ thuần chủng với cây hoa trắng thuần chủng, F1 thu được 100% hoa đỏ. Cho lai F1với cây hoa trắng thuần chủng ở trên, F2 thu được 3 hoa trắng : 1 hoa đỏ. Sự di truyền tính trạng trên tuân theo quy luật nào?
Gợi ý trả lời:
F1 x cây hoa trắng thuần chủng thu được F2 có tỉ lệ KH 3 đỏ : 1 trắng
⇒ F2 có 4 tổ hợp giao tử = 4 x 1
(Vì cây hoa trắng t/c chỉ cho 1 giao tử)
⇒ F1 cho 4 giao tử ⇒ F1 dị hợp 2 cặp gen (AaBb)
⇒ KG của hoa trắng thuần chủng là aabb, kiểu gen của cây hoa đỏ thuần chủng là AABB
⇒ Sơ đồ lai:
Pt/c: AABB x aabb
F1: AaBb x aabb
F2: 1AaBb: 1Aabb: 1aaBb: 1aabb
⇒ Aabb và aaBb quy định tính trạng hoa trắng
⇒ Tính trạng trên tuân theo quy luật tương tác gen, kiểu tương tác bổ trợ gen trội
Ví dụ 2: Một loài thực vật, hình dạng quả gồm 2 tính trạng. Tròn và dài. Tiến hành lai phân tích 1 cây có quả tròn thu được đời con phân li theo tỉ lệ 3 dài : 1 tròn. Xác định quy luật chi phối sự di truyền?
Gợi ý trả lời:
Ta có: Quả tròn x phân tích
→ Fb: 3 : 1 = 4 = 4 x 1
⇒ Kiểu gen cây quả tròn: AaBb x aabb
⇒ Có 2 cặp gen cùng quy định 1 loại tính trạng
⇒ Sự di truyền tuân theo quy luật tương tác gen
P: AaBb (tròn) x aabb
Gp: AB: Ab : aB : ab ab
Fb: \(\underbrace{AaBb}:\underbrace{Aabb:aaBb:aabb}\)
1 tròn 3 dài
⇒ Tương tác gen: bổ sung
- Dạng 2: Cho biết kiểu hình của P và thế hệ sau xác định kiểu gen của P
Ví dụ 3: Cá thể đực dị hợp hai cặp gen AaBb nằm trên 2 cặp NST khác nhau, cho lai với cá thể cái. Biết 2 tính trạng trên trội hoàn toàn. Xác định kiểu gen của cá thể cái biết F1 thu được tỉ lệ kiểu hình 3:3:1:1.
Gợi ý trả lời:
F1 thu được có tỉ lệ kiểu hình là: 3:3:1:1 = (3:1)(1:1)
Do đó số tổ hợp của F1 là: 3 + 3 + 1 + 1= 8 tổ hợp giao tử = 4 x 2
Mà cơ thể đực dị hợp hai cặp gen (AaBb) ⇒ cho 4 loại giao tử
⇒ Cơ thể cái sẽ cho 2 loại giao tử ⇒ cơ thể cái dị hợp một cặp gen. 1 cặp gen còn lại phải là cặp gen lặn (Vì 1 tính trạng có tỉ lệ 1:1)
⇒ Cơ thể cái có thể có kiểu gen là Aabb hoặc aaBb
Ví dụ 4: Một loài thực vật gen A quy định cây cao, gen a- cây thấp; gen B quả đỏ, gen b- quả trắng. Các gen di truyền độc lập. Đời lai có một loại kiểu hình cây thấp quả trắng chiếm 1/16. Xác định công thức lai?
Gợi ý trả lời:
Cây thấp, trắng (aabb) chiếm tỉ lệ 1/16
⇒ suy ra số tổ hợp của phép lai trên là 16 tổ hợp = 4×4
⇒ Mỗi bên bố mẹ đều cho 4 loại giao tử
⇒ P dị hợp 2 cặp gen
⇒ P : AaBb x AaBb
1. Tương tác gen
-
Tương tác gen là sự tác động qua lại giữa các gen thuộc các lôcut khác nhau (gen không alen) trong quá trình hình thành một kiểu hình
-
Thực tế, các gen trong tế bào không trực tiếp tương tác với nhau mà do sản phẩm của chúng tác động qua lại với nhau để tạo kiểu hình
a. Tương tác bổ sung
Thí nghiệm:
Giải thích kết quả lai:
- F2 phân li tỉ lệ (9: 7) = 16 tổ hợp giao tử, vì vậy mỗi bên F1 phải tạo ra được 4 loại giao tử.
- Để F1 tạo được 4 loại giao tử thì F1 phải dị hợp tử 2 cặp gen và có kiểu gen là AaBb → hoa đỏ
Sơ đồ lai:
Ptc: AAbb x aaBB
Gp: Ab aB
F1: AaBb (100% hoa đỏ)
F1 x F1: AaBb x AaBb
GF1: AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab
Khung penet:
|
AB |
Ab |
aB |
ab |
|
|
AB |
AABB |
AABb |
AaBB |
AaBb |
|
Ab |
AABb |
AAbb |
AaBb |
Aabb |
|
aB |
AaBB |
AaBb |
aaBB |
aaBb |
|
ab |
AaBb |
Aabb |
aaBb |
aabb |
Tỉ lệ kiểu gen:
1AABB: 2AABb: 1AAbb: 2AaBB: 4AaBb: 2Aabb: 2Aabb: 1aaBB: 2aaBb: 1aabb
Tỉ lệ kiểu hình:
9A_B_: 9 hoa đỏ
3A_bb; 3aaB_; 1aabb: 7 hoa trắng
Kết luận:
- Sự có mặt của 2 gen trội không alen (A và B) trong cùng 1 kiểu gen làm xuất hiện màu đỏ (kiểu hình mới). Ta nói A và B đã tác động bổ sung cho nhau trong việc qui định màu đỏ.
- Sự tác động riêng lẻ của các gen trội và gen lặn khác qui định kiểu hình hoa trắng
- Tương tác kiểu bổ sung có 2 tỉ lệ F2 là: 9: 6: 1 và 9: 7
b. Tương tác cộng gộp
Thí nghiệm: Tính trạng da trắng ở người do các alen: a1 a1 a2 a2 a3 a3 quy định. (vì các alen này không có khả năng tạo sắc tố melanin), gen trội A1 A2 A3 làm cho da màu đậm
Sơ đồ lai:
P: A1A1 A2A2 A3A3 x a1 a1 a2 a2 a3 a3
(da đen) (da trắng)
F1: A1a1 A2a2 A3a3 (da nâu đen)
Kết luận:
- Sự xuất hiện của mỗi alen trội trong kiểu gen trên làm gia tăng khả năng tổng hợp melanine nên làm da có màu sậm hơn
- Mỗi gen trội đều đóng góp 1 phần như nhau trong việc tổng hợp sắc tố da (tác động cộng gộp)
2. Tác động đa hiệu của gen
a. Khái niệm tác động đa hiệu của gen
Tác động đa hiệu của gen là hiện tượng 1 gen tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác nhau
Một gen có thể tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác nhau được gọi là gen đa hiệu
b. Ví dụ
Gen HbA ở người quy định tổng hợp chuỗi b-hemôglôbin bình thường gồm 146 axit amin. Gen đột biến HbS cũng quy định sự tồng hợp chuỗi b-hemôglôbin bình thường gồm 146 axit amin, nhưng chỉ khác 1 aixt amin ở vị trí số 6 (axit amin glutamic thay bằng valin). Gây hậu quả làm biến đổi hồng cầu hình đĩa lõm thành hình lưỡi liềm → Xuất hiện hàng loạt rối loạn bệnh lí trong cơ thể.
3. Các dạng bài tập tương tác gen
- Dạng 1: Xác định quy luật chi phối sự di truyền
Ví dụ 1: Khi lai cây hoa đỏ thuần chủng với cây hoa trắng thuần chủng, F1 thu được 100% hoa đỏ. Cho lai F1với cây hoa trắng thuần chủng ở trên, F2 thu được 3 hoa trắng : 1 hoa đỏ. Sự di truyền tính trạng trên tuân theo quy luật nào?
Gợi ý trả lời:
F1 x cây hoa trắng thuần chủng thu được F2 có tỉ lệ KH 3 đỏ : 1 trắng
⇒ F2 có 4 tổ hợp giao tử = 4 x 1
(Vì cây hoa trắng t/c chỉ cho 1 giao tử)
⇒ F1 cho 4 giao tử ⇒ F1 dị hợp 2 cặp gen (AaBb)
⇒ KG của hoa trắng thuần chủng là aabb, kiểu gen của cây hoa đỏ thuần chủng là AABB
⇒ Sơ đồ lai:
Pt/c: AABB x aabb
F1: AaBb x aabb
F2: 1AaBb: 1Aabb: 1aaBb: 1aabb
⇒ Aabb và aaBb quy định tính trạng hoa trắng
⇒ Tính trạng trên tuân theo quy luật tương tác gen, kiểu tương tác bổ trợ gen trội
Ví dụ 2: Một loài thực vật, hình dạng quả gồm 2 tính trạng. Tròn và dài. Tiến hành lai phân tích 1 cây có quả tròn thu được đời con phân li theo tỉ lệ 3 dài : 1 tròn. Xác định quy luật chi phối sự di truyền?
Gợi ý trả lời:
Ta có: Quả tròn x phân tích
→ Fb: 3 : 1 = 4 = 4 x 1
⇒ Kiểu gen cây quả tròn: AaBb x aabb
⇒ Có 2 cặp gen cùng quy định 1 loại tính trạng
⇒ Sự di truyền tuân theo quy luật tương tác gen
P: AaBb (tròn) x aabb
Gp: AB: Ab : aB : ab ab
Fb: \(\underbrace{AaBb}:\underbrace{Aabb:aaBb:aabb}\)
1 tròn 3 dài
⇒ Tương tác gen: bổ sung
- Dạng 2: Cho biết kiểu hình của P và thế hệ sau xác định kiểu gen của P
Ví dụ 3: Cá thể đực dị hợp hai cặp gen AaBb nằm trên 2 cặp NST khác nhau, cho lai với cá thể cái. Biết 2 tính trạng trên trội hoàn toàn. Xác định kiểu gen của cá thể cái biết F1 thu được tỉ lệ kiểu hình 3:3:1:1.
Gợi ý trả lời:
F1 thu được có tỉ lệ kiểu hình là: 3:3:1:1 = (3:1)(1:1)
Do đó số tổ hợp của F1 là: 3 + 3 + 1 + 1= 8 tổ hợp giao tử = 4 x 2
Mà cơ thể đực dị hợp hai cặp gen (AaBb) ⇒ cho 4 loại giao tử
⇒ Cơ thể cái sẽ cho 2 loại giao tử ⇒ cơ thể cái dị hợp một cặp gen. 1 cặp gen còn lại phải là cặp gen lặn (Vì 1 tính trạng có tỉ lệ 1:1)
⇒ Cơ thể cái có thể có kiểu gen là Aabb hoặc aaBb
Ví dụ 4: Một loài thực vật gen A quy định cây cao, gen a- cây thấp; gen B quả đỏ, gen b- quả trắng. Các gen di truyền độc lập. Đời lai có một loại kiểu hình cây thấp quả trắng chiếm 1/16. Xác định công thức lai?
Gợi ý trả lời:
Cây thấp, trắng (aabb) chiếm tỉ lệ 1/16
⇒ suy ra số tổ hợp của phép lai trên là 16 tổ hợp = 4×4
⇒ Mỗi bên bố mẹ đều cho 4 loại giao tử
⇒ P dị hợp 2 cặp gen
⇒ P : AaBb x AaBb