Bài 11: Liên kết gen và hoán vị gen

 a. Thí nghiệm của Morgan trên ruồi giấm:

b. Nhận xét tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2:

• Phép lai xét sự di truyền của các cặp  tính trạng: màu thân và độ dài cánh

⇒ phép lai hai cặp tính trạng  

• Số loại kiêu hình xuất hiện ở F2 : 2 kiểu hình
• Xét tỉ lệ phân li kiểu hình tính trạng màu thân:Thân xám:Thân đen=1:1
• Xét tỉ lệ phân li kiểu hình tính trạng kích thước cánh:1 cánh dài:1 cánh cụt
• Tỉ lệ phân li kiểu hình chung:1 xám, dài:1 đen, cụt

⇒ Kết quả phân tích F2 cho thấy màu sắc thân và chiều dài cánh không tuân theo quy luật phân li độc lập của Men den

⇒ Kết quả lai phân tích của Mooc gan giống với kết quả lai phân tích một cặp tính trạng

c. Giải thích thí nghiệm

Đời F1 cho kết quả 100% ruồi thân xám, cánh dài ⇒ thân xám là trội so với thân đen, cánh dài là trội hơn so với cánh ngắn.

• P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản

⇒ F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai phân tích thì  sẽ cho tỉ lệ: 1 : 1 : 1 : 1

• nhưng F2 cho tỉ lệ 1 : 1

⇒ F1 chỉ tạo 2 loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau

⇒  Hai cặp gen cùng nằm trên 1 NST

d. Sơ đồ lai

Quy ước: 

A :  thân xám >  a :  thân đen

B :  cánh dài   > b :  cánh cụt

P tc: ♀ \(\frac{AB}{AB}\) x ♂ \(\frac{ab}{ab}\)  

G_P : AB            ab

F1: \(\frac{AB}{ab}\)   100%  thân xám, cánh dài 

Lai phân tích thuận

Fb: ♂ \(\frac{AB}{ab}\) x ♀ \(\frac{ab}{ab}\)  

G_Fb: AB , ab       ab         

F2: \(\frac{AB}{ab}\) : \(\frac{ab}{ab}\)   

(50% TX, CD) : (50% TĐ, CC)

e. Cơ sở tế bào học của hiện tượng di truyền liên kết gen

Các gen quy định các tính trạng khác nhau (màu thân, dạng cánh) cùng  nằm trên 1 NST và di truyền cùng nhau

f. Kết luận:

• Liên kết gen là hiện tượng các gen trên cùng 1 NST di truyền cùng nhau
• Các gen nằm trên một NST tạo thành một nhóm gen liên kết
• Số nhóm gen liên kết ở mỗi loài bằng số NST trong bộ đơn bội (n) của loài đó

a. Thí nghiệm của Moogan 

b. Nhận xét tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2:

Kết quả lai phân tích 4 kiểu hình với tỉ lệ khác nhau, khác với tỉ lệ LKG (1:1) và PLĐL (1:1:1:1)

c. Giải thích thí nghiệm bằng sơ đồ lai

Quy ước:
A :  thân xám  > a  :  thân đen
B :  cánh dài   > b  :  cánh cụt

Ptc : ♀  \(\frac{AB}{AB}\) x ♂ \(\frac{ab}{ab}\)
F1  : \(\frac{AB}{ab}\)  (100% TX, CD)
Pa : ♀  \(\frac{AB}{ab}\) x ♂  \(\frac{ab}{ab}\)

Ga:

 \( \begin{array}{l} \underline {AB} \left( {41,5\% } \right) \times ab\left( {100\% } \right)\\ \to \frac{{AB}}{{ab}}\left( {41,5\% } \right)\\ \underline {ab} \left( {41,5\% } \right) \times ab\left( {100\% } \right)\\ \to \frac{{ab}}{{ab}}\left( {41,5\% } \right)\\ \underline {Ab} \left( {8,5\% } \right) \times ab\left( {100\% } \right)\\ \to \frac{{Ab}}{{ab}}\left( {8,5\% } \right)\\ \underline {AB} \left( {41,5\% } \right) \times ab\left( {100\% } \right)\\ \to \frac{{aB}}{{ab}}\left( {8,5\% } \right) \end{array} \)

Fa :

\(\frac{AB}{ab}\) : \(\frac{ab}{ab}\) 

(41, 5% TX, CD) (41, 5% TĐ, CC)

\(\frac{Ab}{ab}\) : \(\frac{aB}{ab}\) 

(8, 5% TX, CC) (8, 5% TĐ, CD)

d. Cơ sở tế bào học của hiện tượng di truyền liên kết không hoàn toàn

Sự trao đổi chéo giữa các crômatit khác nguồn gốc của cặp NST tương đồng dẫn đến sự trao đổi (hoán vị) giữa các gen trên cùng 1 cặp NST tương đồng. Các gen nằm càng xa nhau thì lực liên kết càng yếu, càng dễ xảy ra hoán vị gen

e. Kết luận:

• Do các gen có xu hướng liên kết hoàn toàn nên hiện tượng hoán vị gen ít xảy ra.
• Các giao tử hoán vị gen chiếm tỉ lệ thấp
• Tần số hoán vị gen thể hiện lực liên kết và khoảng cách tương đối của các gen

1. Ý nghĩa của liên kết gen

• Nhiều nhóm gen quý cùng nằm trên NST thì di truyền cùng nhau tạo nên nhóm tính trạng tốt giúp cho sự ổn định loài.
• Trong công nghiệp chọn giống, chuyển các gen có lợi cùng trên 1 NST để tạo được các giống như mong muốn

2. Ý nghĩa của hoán vị gen

• Tăng biến dị tổ hợp, tạo nguồn nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống
• Các gen quý có cơ hội được tổ hợp lại tạo thành nhóm gen liên kết mới → Rất có ý nghĩa trong tiến hóa và chọn giống
• Thiết lập được khoảng cách tương đối của các gen trên nhiễm sắc thể → thiết lập bản đồ gen có thể dự đoán trước tần số các tổ hợp gen mới trong các phép lai, có ý nghĩa trong chọn giống (giảm thời gian chọn đôi giao phối một cách mò mẫm) và nghiên cứu khoa học

Ví dụ 1: Khi lai giữa P đều thuần chủng, đời F1 chỉ xuất hiện kiểu hình cây quả tròn, ngọt. Cho F1 tự thụ phấn thu được F2 có 4 kiểu hình theo tỷ lệ như sau: 

• 66% cây quả tròn, ngọt
• 9% cây quả tròn, chua
• 9% cây quả bầu dục, ngọt 
• 16% cây quả bầu dục, chua

Biết mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng. Xác định tần số hoán vị gen?

Gợi ý trả lời:

Quy ước:

A – quả tròn > a bầu dục

B – quả ngọt > b quả chua

Đời con xuất hiện 4 loại kiểu hình

Tỉ lệ kiểu phân li kiểu hình ở đời con là: 33 : 3 : 2 : 2

⇒ các gen nằm trên cùng một NST và có hiện tượng hoán vị gen

Kiểu hình lặn có kiểu gen:

\(\frac{ab}{ab}\)  = 16% = 0.4 ab x 0.4 ab

⇒ ab phải là giao tử liên kết

⇒ f = 100% - 40% x 2 = 20%

Ví dụ 2: Ở loài ruồi giấm đem lai giữa bố mẹ đều thuần chủng đời F1 chỉ xuất hiện loại kiểu hình thân xám, cánh dài. Tiếp tục cho F1 giao phối, đời F2 có 4 loại kiểu hình sau: 

• 564 con thân xám, cánh dài
• 164 con thân đen, cánh cụt
• 36 con thân xám, cánh cụt
• 36 con thân đen, cánh dài

Xác định tần số hoán vị gen?

Gợi ý trả lời:

Ở loài ruồi giấm hiện tượng hoán vị gen chỉ xảy ra ở ruồi cái không xảy ra ở ruồi đực.

Đời F2 xuất hiện kiểu hình mang hai tính trạng lặn thân đen, cánh ngắn

\(\frac{ab}{ab}\) = 20.5%=1/2 giao tử ♂ ab x 41% giao tử ♀ ab

⇒ Loại giao tử ♀ ab = 41% > 25% đây là giao tử liên kết

⇒ f = 100% - (41% x 2) = 18%.

Ví dụ 3: Khi lai cây thân cao, chín sớm (dị hợp tử hai cặp gen) với cây thân thấp, chín muộn (đồng hợp lặn) Fa thu được 35% cây thân cao, chín sớm : 35% cây thân thấp, chín muộn : 15% cây thân cao, chín muộn : 15% cây thân thấp, chín sớm. Xác định quy luật di truyền các gen nói trên?

Gợi ý trả lời:

Fa xuất hiện 4 loại kiểu hình,

Tỷ lệ phân li kiểu hình là  35 : 35 : 15 :15

⇒ Tỷ lệ khác 1:1:1:1  và  1:1 => các gen không phân li độc lập với nhau

⇒ Vậy hai cặp gen quy định tính trạng di truyền theo hoán vị gen

Ví dụ 4: Cho phép lai P: \(\frac{AB}{ab}\times \frac{ab}{ab}\) (tần số hoán vị gen là 30%). Các cơ thể lai mang hai tính trạng lặn chiếm tỷ lệ?

Gợi ý trả lời:

Ta có A > a ; B > b                                            

Xét phép lai: 

\(\frac{AB}{ab}\times \frac{ab}{ab}\) có \(\frac{AB}{ab}\), f = 30%

Cho các giao tử: AB = ab = 35%; Ab = aB = 15%

\(\frac{ab}{ab}\) chỉ tạo ra một loại giao tử ab

Vậy các cơ thể lai mang 2 tính trạng lặn chiếm tỉ lệ:

\(\frac{ab}{ab}\)  = 0,35(ab)  x 1 (ab)= 0,35 =  35%

Ví dụ 5: Biết trong quá trình giảm phân, các gen liên kết hoàn toàn với nhau. Xác định tỉ lệ giao tử của các cá thể có kiểu gen như sau

1. (AB / ab)

2. (Ab / aB)

3. (AbD / aBd) 

Gợi ý trả lời:

1. Kiểu gen (AB / ab) : 2 kiểu giao tử

AB = ab = 1/2

2. Kiểu gen (Ab / aB) : 2 kiểu giao tử

Ab = a B = 1/2

3. Kiểu gen (AbD / aBd) : 2 kiểu giao tử

AbD = aBd = 1/2

 a. Thí nghiệm của Morgan trên ruồi giấm:

b. Nhận xét tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2:

• Phép lai xét sự di truyền của các cặp  tính trạng: màu thân và độ dài cánh

⇒ phép lai hai cặp tính trạng  

• Số loại kiêu hình xuất hiện ở F2 : 2 kiểu hình
• Xét tỉ lệ phân li kiểu hình tính trạng màu thân:Thân xám:Thân đen=1:1
• Xét tỉ lệ phân li kiểu hình tính trạng kích thước cánh:1 cánh dài:1 cánh cụt
• Tỉ lệ phân li kiểu hình chung:1 xám, dài:1 đen, cụt

⇒ Kết quả phân tích F2 cho thấy màu sắc thân và chiều dài cánh không tuân theo quy luật phân li độc lập của Men den

⇒ Kết quả lai phân tích của Mooc gan giống với kết quả lai phân tích một cặp tính trạng

c. Giải thích thí nghiệm

Đời F1 cho kết quả 100% ruồi thân xám, cánh dài ⇒ thân xám là trội so với thân đen, cánh dài là trội hơn so với cánh ngắn.

• P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản

⇒ F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai phân tích thì  sẽ cho tỉ lệ: 1 : 1 : 1 : 1

• nhưng F2 cho tỉ lệ 1 : 1

⇒ F1 chỉ tạo 2 loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau

⇒  Hai cặp gen cùng nằm trên 1 NST

d. Sơ đồ lai

Quy ước: 

A :  thân xám >  a :  thân đen

B :  cánh dài   > b :  cánh cụt

P tc: ♀ \(\frac{AB}{AB}\) x ♂ \(\frac{ab}{ab}\)  

G_P : AB            ab

F1: \(\frac{AB}{ab}\)   100%  thân xám, cánh dài 

Lai phân tích thuận

Fb: ♂ \(\frac{AB}{ab}\) x ♀ \(\frac{ab}{ab}\)  

G_Fb: AB , ab       ab         

F2: \(\frac{AB}{ab}\) : \(\frac{ab}{ab}\)   

(50% TX, CD) : (50% TĐ, CC)

e. Cơ sở tế bào học của hiện tượng di truyền liên kết gen

Các gen quy định các tính trạng khác nhau (màu thân, dạng cánh) cùng  nằm trên 1 NST và di truyền cùng nhau

f. Kết luận:

• Liên kết gen là hiện tượng các gen trên cùng 1 NST di truyền cùng nhau
• Các gen nằm trên một NST tạo thành một nhóm gen liên kết
• Số nhóm gen liên kết ở mỗi loài bằng số NST trong bộ đơn bội (n) của loài đó

a. Thí nghiệm của Moogan 

b. Nhận xét tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2:

Kết quả lai phân tích 4 kiểu hình với tỉ lệ khác nhau, khác với tỉ lệ LKG (1:1) và PLĐL (1:1:1:1)

c. Giải thích thí nghiệm bằng sơ đồ lai

Quy ước:
A :  thân xám  > a  :  thân đen
B :  cánh dài   > b  :  cánh cụt

Ptc : ♀  \(\frac{AB}{AB}\) x ♂ \(\frac{ab}{ab}\)
F1  : \(\frac{AB}{ab}\)  (100% TX, CD)
Pa : ♀  \(\frac{AB}{ab}\) x ♂  \(\frac{ab}{ab}\)

Ga:

 \( \begin{array}{l} \underline {AB} \left( {41,5\% } \right) \times ab\left( {100\% } \right)\\ \to \frac{{AB}}{{ab}}\left( {41,5\% } \right)\\ \underline {ab} \left( {41,5\% } \right) \times ab\left( {100\% } \right)\\ \to \frac{{ab}}{{ab}}\left( {41,5\% } \right)\\ \underline {Ab} \left( {8,5\% } \right) \times ab\left( {100\% } \right)\\ \to \frac{{Ab}}{{ab}}\left( {8,5\% } \right)\\ \underline {AB} \left( {41,5\% } \right) \times ab\left( {100\% } \right)\\ \to \frac{{aB}}{{ab}}\left( {8,5\% } \right) \end{array} \)

Fa :

\(\frac{AB}{ab}\) : \(\frac{ab}{ab}\) 

(41, 5% TX, CD) (41, 5% TĐ, CC)

\(\frac{Ab}{ab}\) : \(\frac{aB}{ab}\) 

(8, 5% TX, CC) (8, 5% TĐ, CD)

d. Cơ sở tế bào học của hiện tượng di truyền liên kết không hoàn toàn

Sự trao đổi chéo giữa các crômatit khác nguồn gốc của cặp NST tương đồng dẫn đến sự trao đổi (hoán vị) giữa các gen trên cùng 1 cặp NST tương đồng. Các gen nằm càng xa nhau thì lực liên kết càng yếu, càng dễ xảy ra hoán vị gen

e. Kết luận:

• Do các gen có xu hướng liên kết hoàn toàn nên hiện tượng hoán vị gen ít xảy ra.
• Các giao tử hoán vị gen chiếm tỉ lệ thấp
• Tần số hoán vị gen thể hiện lực liên kết và khoảng cách tương đối của các gen

1. Ý nghĩa của liên kết gen

• Nhiều nhóm gen quý cùng nằm trên NST thì di truyền cùng nhau tạo nên nhóm tính trạng tốt giúp cho sự ổn định loài.
• Trong công nghiệp chọn giống, chuyển các gen có lợi cùng trên 1 NST để tạo được các giống như mong muốn

2. Ý nghĩa của hoán vị gen

• Tăng biến dị tổ hợp, tạo nguồn nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống
• Các gen quý có cơ hội được tổ hợp lại tạo thành nhóm gen liên kết mới → Rất có ý nghĩa trong tiến hóa và chọn giống
• Thiết lập được khoảng cách tương đối của các gen trên nhiễm sắc thể → thiết lập bản đồ gen có thể dự đoán trước tần số các tổ hợp gen mới trong các phép lai, có ý nghĩa trong chọn giống (giảm thời gian chọn đôi giao phối một cách mò mẫm) và nghiên cứu khoa học

Ví dụ 1: Khi lai giữa P đều thuần chủng, đời F1 chỉ xuất hiện kiểu hình cây quả tròn, ngọt. Cho F1 tự thụ phấn thu được F2 có 4 kiểu hình theo tỷ lệ như sau: 

• 66% cây quả tròn, ngọt
• 9% cây quả tròn, chua
• 9% cây quả bầu dục, ngọt 
• 16% cây quả bầu dục, chua

Biết mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng. Xác định tần số hoán vị gen?

Gợi ý trả lời:

Quy ước:

A – quả tròn > a bầu dục

B – quả ngọt > b quả chua

Đời con xuất hiện 4 loại kiểu hình

Tỉ lệ kiểu phân li kiểu hình ở đời con là: 33 : 3 : 2 : 2

⇒ các gen nằm trên cùng một NST và có hiện tượng hoán vị gen

Kiểu hình lặn có kiểu gen:

\(\frac{ab}{ab}\)  = 16% = 0.4 ab x 0.4 ab

⇒ ab phải là giao tử liên kết

⇒ f = 100% - 40% x 2 = 20%

Ví dụ 2: Ở loài ruồi giấm đem lai giữa bố mẹ đều thuần chủng đời F1 chỉ xuất hiện loại kiểu hình thân xám, cánh dài. Tiếp tục cho F1 giao phối, đời F2 có 4 loại kiểu hình sau: 

• 564 con thân xám, cánh dài
• 164 con thân đen, cánh cụt
• 36 con thân xám, cánh cụt
• 36 con thân đen, cánh dài

Xác định tần số hoán vị gen?

Gợi ý trả lời:

Ở loài ruồi giấm hiện tượng hoán vị gen chỉ xảy ra ở ruồi cái không xảy ra ở ruồi đực.

Đời F2 xuất hiện kiểu hình mang hai tính trạng lặn thân đen, cánh ngắn

\(\frac{ab}{ab}\) = 20.5%=1/2 giao tử ♂ ab x 41% giao tử ♀ ab

⇒ Loại giao tử ♀ ab = 41% > 25% đây là giao tử liên kết

⇒ f = 100% - (41% x 2) = 18%.

Ví dụ 3: Khi lai cây thân cao, chín sớm (dị hợp tử hai cặp gen) với cây thân thấp, chín muộn (đồng hợp lặn) Fa thu được 35% cây thân cao, chín sớm : 35% cây thân thấp, chín muộn : 15% cây thân cao, chín muộn : 15% cây thân thấp, chín sớm. Xác định quy luật di truyền các gen nói trên?

Gợi ý trả lời:

Fa xuất hiện 4 loại kiểu hình,

Tỷ lệ phân li kiểu hình là  35 : 35 : 15 :15

⇒ Tỷ lệ khác 1:1:1:1  và  1:1 => các gen không phân li độc lập với nhau

⇒ Vậy hai cặp gen quy định tính trạng di truyền theo hoán vị gen

Ví dụ 4: Cho phép lai P: \(\frac{AB}{ab}\times \frac{ab}{ab}\) (tần số hoán vị gen là 30%). Các cơ thể lai mang hai tính trạng lặn chiếm tỷ lệ?

Gợi ý trả lời:

Ta có A > a ; B > b                                            

Xét phép lai: 

\(\frac{AB}{ab}\times \frac{ab}{ab}\) có \(\frac{AB}{ab}\), f = 30%

Cho các giao tử: AB = ab = 35%; Ab = aB = 15%

\(\frac{ab}{ab}\) chỉ tạo ra một loại giao tử ab

Vậy các cơ thể lai mang 2 tính trạng lặn chiếm tỉ lệ:

\(\frac{ab}{ab}\)  = 0,35(ab)  x 1 (ab)= 0,35 =  35%

Ví dụ 5: Biết trong quá trình giảm phân, các gen liên kết hoàn toàn với nhau. Xác định tỉ lệ giao tử của các cá thể có kiểu gen như sau

1. (AB / ab)

2. (Ab / aB)

3. (AbD / aBd) 

Gợi ý trả lời:

1. Kiểu gen (AB / ab) : 2 kiểu giao tử

AB = ab = 1/2

2. Kiểu gen (Ab / aB) : 2 kiểu giao tử

Ab = a B = 1/2

3. Kiểu gen (AbD / aBd) : 2 kiểu giao tử

AbD = aBd = 1/2