Tài liệu HỆ THỐNG HOÁ CÁC DẠNG BÀI TẬP HOÁN VỊ GEN

SỞ GD & ĐT VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT BÌNH SƠN HỆ THỐNG HOÁ CÁC DẠNG BÀI TẬP HOÁN VỊ GEN Môn : Sinh học Mã : 59 Tổ : Hóa – Sinh – TD Người thực hiện : Nguyễn Đức Kỷ Điện thoại : 0987579188 Gmail : [email protected] Năm học 2013 - 2014 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Thực tế giảng dạy môn sinh học ở trường THPT bản thân tôi nhận thấy phần kiến thức về hoán vị gen là một trong các nội dung hay nhưng khó, học sinh thậm chí là một số đồng nghiệp vẫn còn lúng túng trong việc tiếp cận nhận dạng, phân loại và giải quyết các bài toán hoán vị gen, hơn nữa dạng bài tập hoán vị gen thường xuyên có trong các đề thi đại học, đề thi học sinh giỏi. Việc phân loại, giải nhanh các bài toán hoán vị gen có ý nghĩa trong việc nâng cao thành tích học tập và phát triển tư duy cho học sinh. Thời gian gần đây một số đồng nghiệp, đã nghiên cứu về vấn đề này, và chia sẻ kinh nghiệm trong các đồng chí Phạm Mạnh Hùng (THPT Ngô Gia Tự), đ/c Nguyễn Mạnh Hà (Chuyên Vĩnh Phúc) …Các đồng chí này đều có những nét độc đáo trong cách tiếp cận các bài toán về hoán vị gen, bản thân tôi khi đọc các đề tài đó đã học hỏi được nhiều điều. Tuy nhiên, theo tôi các đề xuất đó đã giúp ta cách tiếp cận ở một số khía cạnh, chưa có tính tổng quát. Đề tài về hoán vị gen tuy là một vấn đề khó tuy nhiên trong phạm vi chương trình THPT đây không phải là vấn đề quá rộng. Theo tôi cần xây dựng và có thể xây dựng cách tiếp cận, giải quyết các bài toán về hoán vị gen một các có hệ thống hơn để thuận tiện cho việc ôn luyện cho học sinh và chia sẻ với đồng nghiệp. Vì vậy, tôi mạnh dạn giới thiêu phần “Hệ thống hoá các dạng bài tập hoán vị gen” II. CƠ SỞ KHOA HỌC - Trong quá trình giảm phân tạo giao tử tại kỳ trước của giảm phân I có hiện tượng tiếp hợp hai NST kép của cặp tương đồng, có thể xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn tương ứng giữa hai crômatít khác nguồn gây nên hiện tượng hoán vị gen - Tần số hoán vị gen (f) thể hiện lực liên kết giữa các gen trên NST - Các gen trên NST có xu hướng kết vơi nhau la chu yếu. Nên tần số hoán vị không vượt quá 50% ( f  50% ) - Tần số hoán vị gen thể hiện khoảng cách tương đối giữa các gen trên NST: các gen nằm càng xa nhau thì tần số hoán vị gen càng lớn và ngược lại các gen nằm gần nhau thì tần số hoán vị gen càng nhỏ. 2 PHẦN II: NỘI DUNG A. TỔNG QUÁT VỀ CÁC DẠNG HOÁN VỊ GEN TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC PHỔ THÔNG * Dạng I: Hai cặp gen trên một cặp NST + Bài toán liên quan đến phép lai phân tích (Fb) + Bài toán liên quan đến phép tạp giao (F2) - Hoán vị hai bên, kiểu gen giống nhau (Cùng dị hợp đều, hoặc cùng dị hợp chéo. - Hoán vị một bên (Bên liên kết hoàn toàn phải dị hợp đều) - Hoán vị hai bên kiểu gen khác nhau (Một bên dị hợp đều một bên dị hợp chéo). - Hoán vị gen đồng thời trội không hoàn toàn. - Hoán vị gen trên NST giới tính (gen lặn trên NST X) - Trường hợp đặc biệt: hoán vị một bên, cả hai bên cùng dị hợp chéo f = 40% cho tỉ lệ kiểu hình 1:2: 1 tương tự liên kết gen hoàn toàn. - Trường hợp bài ra cho tỉ lệ cơ thể mang 1 tính trội, một tính lặn. *Dạng II: Ba cặp gen trên hai cặp NST quy định 3 cặp tính trạng. + Bài toán liên quan đến phép lai phân tích (Fb) + Bài toán liên quan đến phép tạp giao (F2) *Dạng III: Ba cặp gen trên hai cặp NST quy định 2 tính trạng và liên kết không hoàn toàn. *Dạng IV: Trường hợp có nhiều hơn ba cặp gen trong đó có hai cặp gen cùng nằm trên một cặp nhiễm sắc thể liên kết không hoàn toàn. * Dạng V: Ba cặp gen trên một cặp NST + Trao đổi chéo đơn (Tại hai chỗ không cùng lúc) + Trao đổi chéo kép (Tại hai chỗ cùng lúc và không cùng lúc) B. CÁCH NHẬN DẠNG, TÍNH TẦN SỐ HOÁN VỊ GEN, TỈ LỆ KIỂU HÌNH Dạng I: Hai cặp gen trên một cặp NST I.1. Tính tần số hoán vị gen thông qua lai phân tích 3 * Nhận dạng: Đời con xuất hiện 4 loại kiểu hình chia thành 2 nhóm: 2 loại kiểu hình có tỉ lệ lớn và bằng nhau, hai loại kiểu hình có tỉ lệ nhỏ và bằng nhau. + Tần số hoán vị = tổng số các kiểu hình có tỉ lệ nhỏ Tổng số đời lai phân tích + kiểu hình bố mẹ (P): - Nếu nhóm có tỉ lệ kiểu hình nhỏ khác P thì cơ thể dị hợp ở P là dị hợp đều (AB/ab) - Nếu nhóm có tỉ lệ kiểu hình nhỏ giống P thì cơ thể dị hợp ở P là dị hợp chéo (Ab/aB) I.2. Tính tần số hoán vị qua phép tạp giao (F2) I.2.1. Hoán vị hai bên, kiểu gen giống nhau (Cùng dị hợp đều, hoặc cùng dị hợp chéo) * Nhận dạng: Nếu bài toán cho từ P -> F1 -> F2 thì kiểu gen cơ thể dị hợp chọn làm bố mẹ phải giống nhau, hoặc bài toán cho lai các cây có kiểu hình trội với nhau đời con thu được 4 loại kiểu hình với tỉ lệ khác 9:3:3:1(Nếu tách xét riêng từng tính trạng thì tỉ lệ phân li đều là 3:1). Ngoài ra đề bài còn cho thêm các dữ kiện: - Mọi diễn biến NST của tế bào sinh tinh và tế bào trứng là như nhau trong giảm phân. - Mọi diễn biến NST của tế bào sinh noãn và tế bào sinh hạt phấn là như nhau trong giảm phân. - Mọi diễn biến NST của tế bào sinh giao tử đực và tế bào sinhgiao tử cái là như nhau trong giảm phân. - Hoán vị gen (trao đổi chéo) xảy ra ở cả hai bên bố và mẹ. * Cách tính tần số hoán vị gen: - Cả bố và mẹ đều sinh ra giao tử ab với tỉ lệ bằng nhau (m%) - Dựa vào tỉ lệ cơ thể mang hai tính trạng lặn (k%) có kiếu gen ab/ab có tỉ lệ bằng m ab x m ab. - Ta có m = căn bậc hai của k. * Nếu m >25% thì kiểu gen bố mẹ là dị hợp đều và tần số hoán vị gen f = 100% - 2m * Nếu m <25% thì kiểu gen bố mẹ là dị hợp chéo và tần số hoán vị gen f = 2m * Tỉ lệ các loại kiểu hình ở đời con. - Tỉ lệ cơ thể mang 2 tính trạng trội : 50% + k. - Tỉ lệ cơ thể mang 1 tính trạng trội : 25% - k. - Tỉ lệ cơ thể mang 2 tính trạng lặn : k. * Bài tập áp dụng. 4 Bài toán 1 : Cho hai giống lúa thuần chủng thân cao, hạt dài và thân thấp, hạt tròn lai với nhau F1 thu được đồng loạt cây thân cao, hạt tròn. Tiếp tục cho F1 lai với nhau thu được F2 phân li theo tỉ lệ : 54% cây cao, hạt tròn 21% cây cao, hạt dài 21% cây thấp, hạt tròn 4% cây thấp, hạt dài Biết rằng mỗi gen quy đinh một tính trạng và mọi diễn biến NST ở tế bào sinh noãn và sinh hạt phấn là như nhau trong giảm phân. a. Biện luận và viết sơ đồ lai từ P ->F2 b. Nếu tỉ lệ cây thấp, hạt dài thu được là 1% . Xác định tần số hoán vị gen và tỉ lệ các kiểu hình còn lại. Tóm tắt cách giải. Đây là dạng hoán vị gen 2 bên, kiểu gen giống nhau. - m = 20% < 25% ->F1 dị hợp chéo. - F= 40% - Sơ đồ lai viết dựa vào kiểu gen của F1, P và tần số hoán vị f. b. Thân thấp, hạt dài là các tính trạng lặn tỉ lệ 1% - k= 1% = m ab x m ab - m= 10% < 25% -> F1 dị hợp chéo - f= 20% - Thân cao, hạt tròn T = 50% +1% =51% Thân cao, hạt dài = 25%-1%= 24% Thân thấp, hạt tròn = 25%-1%= 24% Bài toán 2: Cho những cây đậu F1 có cùng kiểu gen với kiểu hình hoa tím, hạt phấn dài tự thụ phấn. thu được tỉ lệ phân tính kiểu hình: 50,16% hoa tím, hạt phấn dài : 24,84% hoa tím, hạt phấn tròn : 24,84% hoa đỏ, hạt phấn dài : 0,16% hoa đỏ, hạt phấn tròn. Biện luận và viết sơ đồ lai từ F1 đến F2 (cho biết mỗi gen quy định một tính trạng) Tóm tắt cách giải * Nhận dạng : Tỉ lệ phân tính kiểu hình ở F2 : 50,16% : 24,84% : 24,84% : 0,16%  9 : 3 : 3 :1 Đây là kết quả của hiện tượng di truyền hoán vị gen. Tính tần số hoán vị gen : F2 hoa đỏ, hạt phấn tròn (ab/ab) = 0,16% = 4% ab x 4% ab -> Hoán vị gen xảy ra cả hai bên bố mẹ F1 đem lai. AB = ab = 4%  25% -> F1 dị hợp chéo Ab/aB và tần số HVG (f) = 2 x 4% = 8% 5 * Lập sơ đồ lai : dựa vào kiểu gen của P, F1, tần số hoán vị gen thu được kết quả phù hợp với tỉ lệ đề bài. F2 : 50,16% hoa tím, hạt phấn dài : 24,84% hoa tím, hạt phấn tròn : 24,84% hoa đỏ, hạt phấn dài : 0,16% hoa đỏ, hạt phấn tròn. I.2.2. Hoán vị một bên (bên liên kết hoàn toàn phải dị hợp đều) * Nhận dạng : Bài toán cho lai các cây có kiểu hình trội với nhau đời con thu được 4 loại kiểu hình với tỉ lệ khác 9 :3 :3 :1(Nếu tách xét riêng từng tính trạng thì tỉ lệ phân li đều là 3 :1). Ngoài ra đề bài còn cho thêm các dữ kiện : - Cấu trúc NST của tế bào sinh tinh hoặc tế bào trứng không thay đổi trong giảm phân - Cấu trúc NST của tế bào sinh noãn hoặc tế bào sinh hạt phấn không thay đổi trong giảm phân. - Cấu trúc NST của tế bào sinh giao tử đực hoặc tế bào sinhgiao tử cái không thay đổi trong giảm phân. - Hoán vị gen (trao đổi chéo) chỉ xảy ra ở một bên bố hoặc mẹ. - Trường hợp đề bài không cho các dữ kiện trên nhưng ở một số loài qua nghiên cứu xác định được hoán vị gen chỉ xảy ra ở một giới, ví dụ ruồi giấm chỉ xảy ra hoán vị ở giới cái, tằm dâu chỉ xảy ra hoán vị ở giới đực… vì vậy khi đề bài cho ở các loài này phảI khai thác theo hướng hoán vị gen một bên mới cho kết quả đúng. * Cách tính tần số hoán vị gen : - Cả hai bên đều sinh ra giao tử ab, bên liên kết hoàn toàn cho giao tử ab với tỉ lệ 50%, bên hoán vị cho giao tử ab với tỉ lệ m % -Dựa vào tỉ lệ cơ thể mang hai tính trạng lặn (k%) có kiếu gen ab/ab có tỉ lệ bằng m ab x 50%. - Ta có m = 2k. * Nếu m >25% thì kiểu gen cơ thể có hoán vị là dị hợp đều và tần số hoán vị gen f = 100%- 2m * Nếu m <25% thì kiểu gen cơ thể có hoán vị là dị hợp chéo và tần số hoán vị gen f = 2m * Tỉ lệ các loại kiểu hình ở đời con - Tỉ lệ cơ thể mang 2 tính trạng trội : 50% + k - Tỉ lệ cơ thể mang 1 tính trạng trội : 25% - k - Tỉ lệ cơ thể mang 2 tính trạng lặn : k * Bài tập áp dụng 6 Bài toán 1 : Khi cho giao phối giữa hai nòi ruồi giấm thuần chủng thân xám, cánh dài với thân đen cánh ngắn thu được F 1 toàn thân xám, cánh dài. Cho F 1 tạp giao thu được F2 có tỉ lệ phân li như sau: 70% Xám, dài 20% Đen, ngắn 5% Xám, ngắn 5% Đen, dài Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 (sự hoán vị chỉ xảy ra ở ruồi cái) Cách giải *Nhận dạng : Đây là dạng hoán vị gen xảy ra ở một bên (ruồi cái) * Cách tính tần số hoán vị gen F1 Đen, Ngắn (ab/ab) = 20% = 40% ab x 50% ab  Giao tử AB = ab = 40% >25% -> ruồi cái F1 dị hợp đều (AB/ab ) xảy ra hoán vị gen với tần số f = 20% - Sơ đồ lai tương ứng với dạng hoán vị một bên với tần số 20% cho kết quả phù hợp với tỉ lệ đề bài: F2 70% Xám, dài = 50% +20% =50% + k 20% Đen, ngắn = 20% =k 5% Xám, ngắn = 25% -20% = 25% - k 5% Đen, dài = 25% - k = 25% -20% I.2.3. Hoán vị hai bên kiểu gen khác nhau(Một bên dị hợp đều một bên dị hợp chéo). *Nhận dạng: Nếu lai các kiểu hình trội với nhau đời con thu được 4 loại kiểu hình với tỉ lệ khác 9:3:3:1(Nếu tách xét riêng từng tính trạng thì tỉ lệ phân li đều là 3:1). Ngoài ra đề bài còn cho thêm các dữ kiện: - Các cơ thể đem lai có kiểu hình trội về hai cặp tính trạng đem lai nhưng có kiểu gen khác nhau - Mọi diễn biến NST của tế bào sinh tinh và tế bào trứng là như nhau trong giảm phân. - Mọi diễn biến NST của tế bào sinh noãn và tế bào sinh hạt phấn là như nhau trong giảm phân. - Mọi diễn biến NST của tế bào sinh giao tử đực và tế bào sinhgiao tử cái là như nhau trong giảm phân. - Hoán vị gen (trao đổi chéot) xảy ra ở cả hai bên bố và mẹ. * Cách tính tần số hoán vị gen: 7 - Cả bố và mẹ đều sinh ra giao tử ab với tỉ lệ khác nhau - Một bên cho tỉ lệ giao tử ab là m % - Bên còn lại cho tỉ lệ giao tử ab là n % (n% = 50% - m%) - Dựa vào tỉ lệ cơ thể mang hai tính trạng lặn (k%) có kiếu gen ab/ab có tỉ lệ bằng m ab x n ab. - Ta có m x n = k. m + n = 50% - Vai trò của m, n là như nhau, dựa vào phương trình trên xác định được f =2n (hoặc f =2m) - Tỉ lệ cơ thể mang 2 tính trạng trội: 50% + k - Tỉ lệ cơ thể mang 1 tính trạng trội: 25% - k - Tỉ lệ cơ thể mang 2 tính trạng lặn : k Bài tập áp dụng Cho các cây lúa thân, cao hạt tròn có kiểu gen khác nhau lai với nhau thu được đời con gồm 1500 cây trong đó có 60 cây thân thấp, hạt dài. Biết rằng mỗi gen quy đinh một tính trạng và mọi diễn biến NST ở tế bào sinh noãn và sinh hạt phấn là như nhau trong giảm phân. Xác định tần số hoán vị gen và tỉ lệ các kiểu hình còn lại. Tóm tắt các giải. * Nhận dạng Đây là dạng hoán vị gen 2 bên, kiểu gen khác nhau. - m + n = 50%. - m x n = 4% - Giải hệ phương trình trên được nghiệm m = 40%, n = 10%( hoặc m = 10%, n = 40%) => f = 20% Thân cao hạt tròn = 50% + 4% =54% Thân cao hạt dài = 25%- 4%= 21% Thân thấp hạt tròn = 25%-4%= 21% I.2.4. Hoán vị gen đồng thời trội không hoàn toàn. * Nhận dạng: Tách xét từng cặp tính trạng rút ra quy luật di truyền. * Cách tính tần số hoán vị tương tự với trường hợp trội hoàn toàn. * Bài tập áp dụng 8 Khi lai hai thứ cây thuần chủng là cây hạt trơn, hoa trắng và cây hạt nhăn, hoa đỏ thu được F1 toàn cây hạt trơn, hoa màu hồng (Tính trạng hoa đỏ là trội so với tính trạng hoa trắng). Cho các cây F1 giao phấn với nhau thu được F2 có kiểu hình phân li như sau: - 840 Cây hạt trơn, hoa màu hồng - 480 Cây hạt trơn, hoa màu trắng - 320 Cây hạt nhăn, hoa màu đỏ - 180 Cây hạt trơn, hoa màu đỏ - 160 Cây hạt nhăn, hoa màu hồng - 20 Cây hạt nhăn, hoa màu trắng. a. Biện luận và viết sơ đồ lai từ P -> F2 b. Cho F1 lai phân tích, kết quả thu được của phép lai sẽ như thế nào. Biết rằng không có đột biến xảy ra. Tóm tắt cách giải a - Xét tỉ lệ: hạt trơn: hạt nhăn =1500 : 500 =3: 1. Đây là tỉ lệ của quy luật phân li. Quy ước A quy định hạt trơn, a quy định hạt nhăn. - Xét tỉ lệ: Hoa đỏ: hoa hồng: hoa trắng= 1:2:1. Đây là quy luật trội không hoàn toàn. Quy ước: BB hoa đỏ, Bb hoa hồng, bb hoa trắng. - Tỉ lệ chung cho cả hai tình trạng; 42% : 24% : 16% : 9% : 8% : 1% tỉ lệ này khác tỉ lệ cơ bản là: (1:2:1)(3:1)= 3:6:3:1:2:1. Kết luận: có hoán vị gen trong quá trình hình thành giao tử. - Cây hạt nhăn hoa trắng có kiểu gen: ab/ab chiếm tỉ lệ 1%= 10%ab x 10% ab - ab = 10% <25% -> dị hợp chéo và tần số hoán vị gen f = 20% - Sơ đồ lai. P: Hạt trơn, hoa trắng x Ab/Ab F1 : aB/aB Ab/aB F1x F1: Hạt nhăn hoa đỏ Ab/aB (100% hạt trơn màu hồng) x Ab/aB F2 : - 42% Cây hạt trơn, hoa màu hồng. - 24% Cây hạt trơn, hoa màu trắng. - 16% Cây hạt nhăn, hoa màu đỏ. - 9% Cây hạt trơn, hoa màu đỏ. - 8% Cây hạt nhăn, hoa màu hồng. 9 - 1% Cây hạt nhăn, hoa màu trắng. - Tỉ lệ này phù hợp với tỉ lệ đề bài. b. Phép lai phân tích có kết quả: - 40% hạt trơn, hoa trắng - 40% hạt nhăn, hoa hồng - 10% hạt trơn, hoa hồng - 10% hạt nhăn, hoa trắng I.2.5. Hoán vị gen trên NST giới tính (gen lặn trên NST X) *Nhận dạng: tách xét từng tính trạng, tính trạng phân bố không đều ở hai giới, lai thuận nghịch cho kết quả khác nhau. * Cách tính tần số hoán vị gen căn cứ vào các bài toán cụ thể, về nguyên tắc thì tương tự trên NST thường nhưng thường dựa vào tỉ lệ cơ thể đực mang cả hai tính trạng lặn. * Bài tập áp dụng Bài toán 1 : Ở ruồi giấm alen lặn a quy định mắt có màu hạt lựu, liên kết với gen b quy định cánh xẻ. Các tính trạng tương phản là mắt đỏ và cánh bình thường. Kết quả một phép lai P cho những số liệu như sau: * Ruồi đực F1 - 7,5% mắt đỏ, cánh bình thường - 7,5% mắt hạt lựu, cánh xẻ - 42,5% mắt đỏ, cánh xẻ - 42,5% mắt hạt lựu, cánh bình thường. * Ruồi cái F1 - 50%mắt đỏ, cánh bình thường - 50% mắt đỏ, cánh xẻ Biện luận và lập sơ đồ lai nói trên. Tóm tắt cách giải - Mắt lựu chỉ có ở ruồi đực chứng tỏ gen a nằm trên NST giới tính X. Gen a liên kết với gen b chứng tỏ cả hai gen cùng liên kết với NST X. + Ruồi đực F1 có tỉ lệ - 7,5% mắt đỏ, cánh bình thường - 7,5% mắt hạt lựu, cánh xẻ - 42,5% mắt đỏ, cánh xẻ 10 - 42,5% mắt hạt lựu, cánh bình thường. Đây là tỉ lệ của quy luật hoán vị gen f = 7,5% +7,5% = 15%. - Ruồi đực F1 có 7,5% mắt đỏ, cánh bình thường kiểu gen phải là X AB Y, nhận XAB từ ruồi cái P, nhận Y từ ruồi đực P - Ruồi đực F1 có 7,5% mắt hạt lựu, cánh xẻ kiểu gen phải là X ab Y, nhận Xab từ ruồi cái P, nhận Y từ ruồi đực P. - Hai giao tử XAB và Xab có tỉ lệ nhỏ chứng tỏ được tạo ra từ hoán vị gen. Nên ruồi cái P phải có kiểu gen XAbXaB . - Ruồi cái F1 có kiểu hình mắt đỏ, cánh bình thường phải có kiểu gen: X Ab X-B hoặc XABX--, Ruồi cái F1 còn có kiểu hình mắt đỏ, cánh xẻ phải có kiểu gen XAb X-b - Đực của P phải có kiểu gen XAbY. Sơ đồ lai XAbXaB XAbY (Tần số hoán vị f = 15%). x (Kết quả thu được phù hợp với tỉ lệ đề bài). Bài toán 2: ở ruồi giấm gen A quy định cánh bình thường, gen a quy định cánh xẻ. Gen B quy định mắt đỏ, gen b quy định mắt trắng liên kết với nhau trên NST giới tính X. 1. Lai ruồi giấm dị hợp tử đều về 2 gen trên với ruồi giấm đực có kiểu hình cánh xẻ, mắt trắng. Trình bày phương pháp xác định tần số hoán vị gen. 2. Lai ruồi cái dị hợp tử đều về 2 cặp gen trên với ruồi đực có kiểu hình cánh bình thường, mắt đỏ. Trình bày phương pháp xác định tần số hoán vị gen. So với trường hợp trên phương pháp này khác ở điểm nào? tại sao có những sai khác đó? Tóm tắt cách giải: 1. Phép lai ruồi giấm dị hợp tử đều về 2 gen trên với ruồi giấm đực có kiểu hình cánh xẻ mắt trắng. P: Đực Cái XAB Xab XAb XaB XABXab x Xab Y Xab Y XABXab XABY Mắt đỏ, cánh bình thường Mắt đỏ, cánh bình thường XabXab XabY Mắt trắng, cánh xẻ Mắt trắng, cánh xẻ XAbXab XAbY Mắt trắng, cánh bình thường Mắt trắng, cánh bình thường XaBXab XaBY 11 Mắt đỏ, cánh xẻ Mắt đỏ, cánh xẻ. * Phương pháp xác định tần số hoán vị gen: - Tần số hoán vị gen bằng tổng tỉ lệ phần trăm các ruồi đực và cái có kiểu hình khác P. + Cách 1: Dựa vào ruồi cái F1 f = % Mắt trắng, cánh bình thường + % Mắt đỏ cánh xẻ. (So với tất cả các con cái) + Cách 2: Dựa vào ruồi đực F1 f = % Mắt trắng, cánh bình thường + % Mắt đỏ, cánh xẻ. (So với tất cả các con đực) 2. Phép lai ruồi giấm dị hợp tử đều về 2 gen trên với ruồi giấm đực có kiểu hình cánh bình thường mắt đỏ. XAB Xab P: Đực Cái XAB Xab XAb XaB x XAB Y XAB Y XABXAB XABY Mắt đỏ, cánh bình thường Mắt đỏ, cánh bình thường XABXab XabY Mắt đỏ, cánh bình thường Mắt trắng, cánh xẻ XABXAb XAbY Mắt đỏ, cánh bình thường Mắt trắng, cánh bình thường XABXaB XaBY Mắt đỏ, cánh bình thường Mắt đỏ, cánh xẻ. * Phương pháp xác định tần số hoán vị gen: Tất cả ruồi cái đều có cánh bình thường, mắt đỏ do đó không thể căn cứ vào kiểu hình các con cái để tính tần số hoán vị. + Dựa vào ruồi đực F1: f = % đực cánh bình thường, mắt trắng + % cánh xẻ, mắt đỏ. (Nếu chỉ tính riêng các ruồi đực) f = 2x%đực cánh bình thường, mắt trắng = 2x% cánh xẻ, mắt đỏ. (Nếu tính chung ruồi đực và cái). Sự khác nhau: Phép lai 1 cả đực và cái đều có kiểu hình giốmg bố mẹ và khác bố mẹ do đó có thể căn cứ vào cả đực và cái để tính tần số hoán vị gen. - Phép lai 2 chỉ có ruồi đực và mới có kiểu hình giốmg bố mẹ và khác bố mẹ do đó chỉ có thể căn cứ vào ruồi đực để tính tần số hoán vị gen. 12 I.2.6. Trường hợp bài ra cho tỉ lệ cơ thể mang 1 tính trội, một tính lặn. (A-,bb hoặc aa,B-) Cách 1 : Từ tỉ lệ cơ thể mang 1 tính trạng trội, 1 tính trạng lặn xác định tỉ lệ cơ thể mang 2 tính trạng lặn ( k= 25%- tỉ lệ 1tính trội, 1 tính lặn). Cách 2: Gọi tỉ lệ giao tử của F1 AB = ab = x Ab = aB = y Ta có y2 + 2xy = tỉ lệ Trội - Lặn x + y = 1/2 (2) Giải ra tìm được x,y - f = 2x (nếu x <25%) thường mang một tính trạng trội và một tính trạng lặn - Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 Gọi tỉ lệ giao tử của F1 AB = ab = x Ab = aB = y x + y = 0,5(1) + Dựa vào tỉ lệ KH mang 1 tính trạng trội, 1 tính trạng lặn (A-bb; aaB-) = m % để lập phương trình y2 + 2xy = m % (2) rồi giải hệ phương trình(1) & (2) chọn ẩn phù hợp từ đó suy ra tần số HVG và kiểu gen của P và F1 Bài tập áp dụng Bài tập 1 : Khi lai thứ ngô thuần chủng thân cao, hạt trắng với thứ ngô thân thấp, hạt vàng . F1 thu được toàn cây thân cao, hạt vàng. Cho các cây F 1 tự thụ phân với nhau ở F 2 thu được 18400 cây bao gồm 4 kiểu hình, trong đó có 4416 cây thân cao, hạt trắng . (Biết rằng mỗi tính trạng do một gen qui định) Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 Tóm tắt cách giải * Nhận dạng P thuần chủng hai cặp tính trạng đem lai F1 đồng tính trạng thân cao, hạt vàng (phù hợp ĐL đồng tính Mendel)  tính trạng thân cao(A) là trội hoàn toàn so với thân thấp(a); hạt vang (B) là trội hoàn toàn so với hạt trắng (b) và kiểu gen F1(Aa, Bb) - Tỉ lệ cây cao, hạt trong(A-bb) ở F 2 = 4416x100/18600 = 24%(0,24)  18,75%(3/16)  25%(1/4)  qui luật di truyền chi phối hai cặp tính trạng là qui luật di truyền hoán vị gen  KG(p) Ab/Ab x aB/aB  KG(F1) Ab/aB * Cách giải Gọi tỉ lệ giao tử của F1 13 AB = ab = x Ab = aB = y Ta có y2 + 2xy = 0,24 (1) x + y = 1/2 (2) Giải hệ phương trình (1) & (2) ta có x= 0,1 ; y = 0,4 tần số HVG ( f ) = 0,2 => Giao tư liên kêt = 80% Viết sơ đồ lai theo dựa vào kiểu gen của P, F1 và tần số hoán vị thu được tỉ lệ kiểu hình ở F2 phù hợp với số liệu đề bài. F2 51% cao, vàng; 24% cao, trắng; 24% thấp, vàng; 1% thấp, trắng Bài tập 2: Đem giao phân giữa bố mẹ đều thuần chủng khác nhau về hai cặp gen tương phản thu được F đồng loạt cây cao, chín sớm. F 2 có 4 kiểu hình trong đó kiểu hình cây cao, chín muộn chiếm 12,75% Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 (cho biêt môi gen quy đinh môt tinh trang) Cách giải: *Nhận dạng : P thuần chủng hai cặp tính trạng tương phản đem lai F1 đồng tính trạng cây cao, chín sớm( phù hợp định luật đồng tính Melđen )  cao, chin sớm trội so với thấp, chin muộn + qui ước: A-cao, a-thấp; B-chín sớm, b-chín muộn + F1 có kiểu gen dị hợp hai cặp gen (Aa,Bb) - Tỉ lệ phân tính kiểu hình ở F 2 cây cao, chín muộn ( A-;bb) = 12,75%  3/16  1/4  qui luật di truyền chi phối sự di truyền hai cặp tính trạng là qui luật di truyền hoán vị gen * Cách tính tần số hoán vị - Gọi tỉ lệ giao tử của F1 AB = ab = x Ab = aB = y Ta có y2 + 2xy = 0,1275(1) x + y = 1/2 (2) Giải hệ phương trình (1) & (2) ta có + x = 0,35  0,25 ( giao tử liên kết) ; + y = 0,15  0,25 (giao tử hoán vị gen) 14 + Suy ra kiểu gen F1 là AB/ab và tần số HVG (f) = 0,15 x 2 = 0,3 => Giao tử liên kết = 70% + Kiểu gen của P: AB/AB x ab/ab * Viết sơ đồ lai theo dựa vào kiểu gen của P, F1 và tần số hoán vị thu được tỉ lệ kiểu hình ở F2 phù hợp với số liệu đề bài. F2 62.25% cao, chín sớm; 12.75% cao, chín muộn; 12.75% thấp, chín sớm; 12.25% thấp, chín muộn Dạng II: Ba cặp gen trên hai cặp nhiễm sắc thể quy định 3 cặp tính trạng II. 1. Bài toán với phép lai phân tích * Nhận dạng: khi phân tích một phép lai cho thấy một bên là cơ thể mang 3 tính trạng trội và một bên là cơ thể mang cả 3 tính trạng lặn. Đời con xuất hiện 8 loại kiểu hình chia thành 2 nhóm, một nhóm gồm 4 loại kiểu hình có tỉ lệ lớn và bằng nhau, nhóm khác gồm 4 loại kiểu hình có tỉ lệ nhỏ hơn, hoặc F1 (P) chứa 3 cặp gen dị hợp giảm phân cho 8 loại giao tử chia thành 2 nhóm, một nhóm gồm 4 loại có tỉ lệ (số lượng) lớn, nhóm gồm 4 loại có tỉ lệ (số lượng) nhỏ hơn. Đây chính là trường hợp Ba cặp gen trên hai cặp nhiễm sắc thể. * cách tính tần số hoán vị gen: + Tần số hoán vị = tổng số các kiểu hình có tỉ lệ nhỏ Tổng số đời lai phân tích Bài tập áp dụng F1 chứa 3 cặp gen dị hợp, khi giảm phân thấy xuất hiện 8 loại giao tử với số liệu sau đây ABD = 10 ABd = 10 AbD = 190 aBD = 190 aBd = 190 abD = 10 Abd = 190 abd = 10 Xác định tần số hoán vị gen của F1? Tóm tắt cách giải. * Nhận dạng: F1(P) chứa 3 cặp gen dị hợp giảm phân cho 8 loại giao tử chia thành 2 nhóm, một nhóm gồm 4 loại có tỉ lệ (số lượng) lớn, nhóm gồm 4 loại có tỉ lệ (số lượng) nhỏ hơn. Đây chính là trường hợp Ba cặp gen trên hai cặp nhiễm sắc thể. * tần số hoán vị gen = 10 x 4 4(10+190) II.2. Bài toán với phép tạp giao. * Nhận dạng: Mỗi cặp tính trạng khi tách xét đều phân li với một tỉ lệ nhất định, xét chung tỉ lệ khác với tỉ lệ cơ bản. nhóm từng nhóm hai tính trạng nhận thấy hai trong 3 cặp gen liên kết không hoàn toàn với nhau, đồng thời phân li độc lập với cặp còn lại. 15 * Cách giải: Đối với hai cặp gen liên kết không hoàn toàn cách làm đã giới thiệu ở mục I, tiến hành xét chung với cặp tính trạng còn lai theo quy tắc nhân. Ví dụ : F1 có kiểu gen Aa Bd/bD Ta có tỉ lệ các kiểu hình: (50% + k : 25% - k : 25% - k : k)x(3A- :1aa) Tính tần số hoán vị gen thông qua tỉ lệ cơ thể mang các tính trạng lặn. Dạng III: Ba cặp gen trên hai cặp NST quy định 2 tính trạng và liên kết không hoàn toàn. * Nhận dạng: tách xét rút ra quy luật di truyền chi phối các tính trạng, tỉ lệ chung khác tỉ lệ cơ bản (tích các tỉ lệ thành phần). * Cách tính tần số hoán vị: tuỳ từng trường hợp nhưng nguyên tắc chung là dựa vào một trong số các kiểu hình thu được để biện luận xác định nhóm liên kết (cặp gen quy định tính trạng đơn gen liên kết với cặp nào trong kiểu tương tác), xác định kiểu liên kết (các cơ thể dị hợp là dị hợp đều hay dị hợp chéo) cuối cùng xác đinh tần số hoán vị gen. * Bài tập áp dụng Bài toán1: Cho F1 lai phân tích được thế hệ lai gồm - 21 cây quả tròn, hoa tím 129 cây quả dài, hoa tím - 54 cây quả tròn, hoa trắng 96 cây quả dài, hoa trắng. Cho biết hoa tím trội so với hoa trắng. Biện luận và viết sơ đồ lai. Tóm tắt cách giải. - Xét tỉ lệ hinh dạng quả: tròn: dài= 1: 3 . Fa cho 4 tổ hợp gen do đó F1 phải dị hợp về 2 cặp gen(Tương tác bổ sung 9:7 hoặc át chế) . quy ước AaBb - Xét tính trạng màu hoa: Tím: trắng = 1:1-> F1 dị hợp 1 cạp gen. quy ước Dd. F1 dị hợp 3 cặp gen chi phối 2 tính trạng. Tỉ lệ phép lai khác tỉ lệ cơ bản -> cặp gen Dd phải liên kết với một trong 2 cặp gen của kiểu tương tác AaBb. Tỉ lệ cây quả tròn, hoa tím =7% =7% ABD x100%abd-> Giao tử ABD sinh ra do hoán vị gen . Có 2 kiểu tương tác thoả mãn: *Tương tác bổ sung : trong kiểu tương tác này vai trò của các gen là như nhau do đó cặp Dd có thể liên kết với 1 trong 2 cặp của kiểu tương tác đều cho kết quả đúng. Tần số hoán vị gen f =28% Trường hợp 1: Dd liên kết với Aa (F1 dị hợp chéo vì AD B sinh ra do hoán vị) (Sơ đồ lai cho kết quả đúng) Trường hợp 2 : Dd liên kết với Bb (F1 dị hợp chéo vì A BD sinh ra do hoán vị) (Sơ đồ lai cho kết quả đúng) *Tương tác át chế: Vai trò của các gen là không giống nhau nên thường chỉ 1 trường hợp cho kết quả đúng. 16 Bài toán 2: Cho chuột thuần chủng lông trắng, ngắn lai với chuột thuần chủng lông trắng, dài. Thu được F1 đồng loạt là chuột lông trắng, dài. Cho các chuột F1 giao phối với chuột có kiểu gen chưa biết được F2 như sau: - 62,5% chuột lông trắng, dài - 18,75% chuột lông trắng, ngắn - 12,5% chuột lông nâu, dài - 6,25% chuột lông nâu, ngắn. 1. Giải thích kết quả và lập sơ đồ lai từ P ->F2 2. Nếu F1 lai phân tích và thu được tỉ lệ kiểu hình là: - 47,5% chuột lông trắng, dài - 27,5% chuột lông trắng, ngắn - 2,5% chuột lông nâu, dài - 22,5% chuột lông nâu, ngắn. Giải thích kết quả và lập sơ đồ lai phân tích. Biết gen quy định tính trạng nằm tren NST thường và kích thước của lông do một cặp gen quy định. Tóm tắt cách giải. 1. - Xét tính trạng màu sắc lông: trắng: nâu = 13 : 3 Đây là tỉ lệ phù hợp với quy luật tương tác gen, kiểu át chế, mỗi bên dị hợp 2 cặp gen AaBb Sơ đồ lai: AaBb x AaBb -> F2 thu được 9 A -B- Lông trắng 3 A-bb Lông trắng 3 aaB- Lông nâu 1 aabb Lông trắng Quy ước A át chế, quy định màu lông trắng a không át chế, không quy định màu B quy định màu nâu b quy định màu trắng. - Xét tính trạng kích thước lông. dài: ngắn = 3: 1 Vì do 1 cặp gen quy định nên tỉ lệ này phù hợp với quy luật phân li. Quy ước: D quy định lông dài. d Sơ đồ lai: Dd x quy định lông ngắn. Dd 17 F2 3D- : 1dd (3 dài 3: 1ngắn). - Xét cả 2 tính trạng F1 dị hợp 3 cặp gen, F2 cho tỉ lệ 10:3:2:1=16 tổ hợp gen (Như vậy có hiện tượng cặp gen quy định chiều dài lông liên kết hoàn toàn với một cặp gen trong kiểu tương tác AaBb – xét tương tự mục 8) 2. F1 dị hợp 3 cặp gen Aa Bd/bD. Lai phân tích cho tỉ lệ: 47,5%: 27,5%: 22,5%: 2,5% đây là tỉ lệ của hiện tượng hoán vị gen. - Xét kiểu hình lông nâu, ngắn ở F2 được tổ hợp từ (aaB-dd) nên có kiểu gen aa Bd/bd Mặt khác lai phân tích nên cá thể lai với F1 là đồng hợp lặn nên chỉ cho giao tử a bd Nên kiểu gen aa Bd/bd được tổ hợp từ 100% a bd và 22,5% a Bd Tần số hoán vị f =10%( Sơ đồ lai phù hợp với đề bài). Dạng IV. Trường hợp có nhiều hơn ba cặp gen trong đó có hai cặp gen cùng nằm trên một cặp nhiễm sắc thể liên kết không hoàn toàn. * Nhận dạng: Bài toán có thể cho kiểu gen của P, hoặc kiểu hình P, Từ số liệu kiểu hình, phân tích cho thấy có nhiều hơn ba cặp gen trong đó có hai cặp gen cùng nằm trên một cặp nhiễm sắc thể liên kết không hoàn toàn. * Cách giải quyết: Xác địnhkiểu gen của P Xác định số loại giao tử đối với từng cặp NST Ví dụ: Cặp NST thứ nhất chứa cặp gen Bb cho 2 loại giao tử. Cặp NST thứ hai chứa 2 cặp gen Aa và Dd - Liên kết không hoàn toàn (hoán vị gen) cho 4 loại giao tử - Số loại giao tử xét ở cả hai cặp NST bằng tích số loại giao tử ở từng cặp, cụ thể trong trường hợp ở trên xét ở 2 cặp NST Cặp NST thứ ba chứa 1 cặp gen Mm + Số giao tử là 2x4x2 = 16 (viết tương tự nhân đa thức) (B , b)( AD, Ad, aD, ad) ( M, m) = B ADM, B Ad m…. *Tần số hoán vị và sơ đồ lai viết tương tự cách làm ở mục III * Bài tập áp dụng: Ở tằm dâu, tính trạng kén trắng có thể là trội hoặc lặn so với tính trạng kén vàng và chịu sự kiểm soát của ba cặp gen Aa, Ii và Cc ở trên nhiễm sắc thể số 2, 9 và 12 tương ứng. Mỗi gen trội A hoặc C quy định kén trắng, nhưng tổ hợp AC cho kén vàng. Gen trội I ức chế hoàn toàn sự biểu hiện màu vàng của kén. Gen trội B quy định tằm da khoang, alen b cho tằm da trơn. Khoảng cách giữa hai lôcut A và B trên nhiễm sắc thể là 20cM. Hãy tính tỉ lệ các kiểu gen và kiểu hình ở đời con (F1) trong hai phép lai sau: a) P: cái AB/ab iiCc x đực Ab/Ab iicc 18 b) P: cái Ab/Ab iicc x đực AB/ab iiCc x đực Ab/Ab iicc * Tóm tắt cách giải a) P: cái AB/ab iiCc G: 1/4 ABiC : 1/4ABic : 1/4 abiC : 1/4 abic Abic F1: 1/4AB/Ab iiCc:1/4AB/Ab iicc:1/4Ab/ab iiCc:1/4Ab/ab iicc (vàng, khoang) (trắng, trơn) (vàng, trơn) (trắng, trơn)  25% vàng, khoang : 50% trắng, trơn : 25% vàng, trơn b) P: G: cái Ab/Ab iicc Abic x đực AB/ab iiCc ABiC = ABic = abiC = abic = 0,2 AbiC = Abic = aBiC = aBic = 0,05 F1 : 0,2 AB/ab iiCc 0,05 Ab/Ab iiCc (kén vàng, da khoang) (kén vàng, da trơn) 0,2 AB/Ab iicc 0,05 Ab/Ab iicc (kén trắng, da khoang) (kén trắng, da trơn) 0,2 Ab/ab iiCc 0,05 Ab/aBiiCc (kén vàng, da trơn) (kén trắng, da khoang) 0,2 Ab/ab iicc 0,05 Ab/aB iicc (kén trắng, da trơn) (kén trắng, da khoang) 20%vàng, khoang: 25%vàng, trơn : 30%trắng, khoang : 25%trắng, trơn Dạng V: Ba cặp gen trên một cặp NST a. Không có trao đổi chéo Nhân đôi b. Trao đổi chéo đơn Nhân đôi Giảm phân I Giảm phân I 19 Giảm phân II Giảm phân II c. Có trao đổi chéo kép 2 sợi Nhân đôi Giảm phân I Giảm phân II d. Có trao đổi chéo kép 3 sợi Nhân đôi Giảm phân I Giảm phân II e. Có trao đổi chéo kép 3 sợi Nhân đôi Giảm phân I Giảm phân II f. Có trao đổi chéo kép 4 sợi Nhân đôi Giảm phân I Giảm phân II V.1. Trao đổi chéo xảy ra tại 1 điểm Trao đổi chéo tại 1 điểm với tần số f cho 4 loại giao tử như sau: 20