Tài liệu Xác định phương pháp tính tần số hoán vị trong chương trình sinh học lớp 12 trường trung học phổ thông

LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô khoa Nông - Lâm - Ngư trường Đại học Quảng Bình cùng với tri thức và tâm huyết của mình đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tại trường, góp ý và định hướng cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp. Tôi xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, các anh chị, bạn bè đã giúp đỡ tạo điều kiện trong quá trình thực hiện khóa luận này. Mặc dù đã có sự đầu tư nghiên cứu nhưng có thể vẫn còn nhiều thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự quan tâm và đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo và bạn đọc để đề tài khóa luận tốt nghiệp của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Quảng Bình, tháng 4 năm 2015 Sinh viên thực hiện Lê Thị Minh Hồng 1 LỜI CAM ĐOAN Đề tài: "Xác định phương pháp tính tần số hoán vị trong chương trình sinh học lớp 12 trường Trung học phổ thông" Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là hoàn toàn trung thực. Đề tài chưa được công bố trong bất cứ một công trình khoa học nào khác. Tác giả Lê Thị Minh Hồng 2 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... 1 LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. 2 MỤC LỤC ........................................................................................................ 3 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG KHÓA LUẬN ....... 5 PHẦN I: MỞ ĐẦU ........................................................................................... 6 1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................... 6 2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................... 6 3. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................... 6 4. Tình hình nghiên cứu .................................................................................... 7 5. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................... 8 6. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 9 7. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 9 8. Đóng góp của khóa luận ................................................................................ 9 PHẦN II: NỘI DUNG..................................................................................... 10 CHƯƠNG I: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN CÓ LIÊN QUAN .................. 10 1. Hiện tượng bắt chéo nhiễm sắc thể trong kì đầu giảm phân I....................... 10 1.1. Thí nghiệm của moocgan ......................................................................... 10 1.2. Giải thích kết quả thí nghiệm.................................................................... 10 1.3. Cơ sở tế bào học của hiện tượng trao đổi chéo.......................................... 11 Trong sơ đồ đã hình thành 4 loại giao tử chia làm hai nhóm: có hai giao tử liên kết và hai giao tử hoán vị. ............................................................................... 12 1.4. Ý nghĩa của hiện tượng trao đổi chéo ....................................................... 12 2. Khái niệm tần số hoán vị ............................................................................. 12 2.1. Khái niệm ................................................................................................. 12 2.2. Tính chất của tần số hoán vị gen............................................................... 13 2.3 Nguyên tắc tính tần số hoán vị................................................................... 13 CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP TÍNH TẦN SỐ HOÁN VỊ GEN14 1. Tính tần số hoán vị trong phép lai phân tích: Aa,Bb x aa,bb ........................ 14 1.1. Bài toán tổng quát .................................................................................... 14 3 1.2. Công thức tính tần số hoán vị ................................................................... 15 1.3. Bài tập vận dụng tính tần số hoán vị gen .................................................. 15 2. Tính tần số hoán vị trong phép lai giữa cơ thể dị hợp hai cặp gen và cơ thể dị hợp một cặp gen: Aa, Bb x Aa, bb................................................................... 22 2.1. Bài toán tổng quát .................................................................................... 22 2.2. Công thức tính tần số hoán vị ................................................................... 23 2.3. Bài tập vận dụng tính tần số hoán vị gen .................................................. 24 3. Tính tần số hoán vị trong phép giữa hai cơ thể dị hợp hai cặp gen: Aa, Bb x Aa, Bb ............................................................................................................. 27 3.1. Bài toán tổng quát .................................................................................... 27 3.2. Công thức tính tần số hoán vị ................................................................... 29 3.3. Bài tập vận dụng tính tần số hoán vị gen .................................................. 29 4. Bài tập tổng hợp .......................................................................................... 36 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................... 46 1. Kết luận ....................................................................................................... 46 2. Kiến nghị..................................................................................................... 46 PHẦN IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................. 47 4 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG KHÓA LUẬN TT Kí hiệu Nội Dung 1 HVG 2 KG Kiểu gen 3 KH Kiểu hình 4 NST Nhiễm sắc thể 5 TLKG Tỉ lệ kiểu gen 6 TLKH Tỉ lệ kiểu hình Hoán vị gen 5 PHẦN I: MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Trong những năm gần đây, cùng với việc đổi mới phương pháp giảng dạy thì nội dung chương trình sinh học cũng được đổi mới. Các kiến thức mới thường xuyên cập nhật và nâng cao, đặc biệt là trong nội dung Di truyền. Xuất phát từ thực tế giảng dạy, hằng năm sau khi học sinh dự thi kì thi tuyển sinh đại học, cao đẳng cũng như qua các lần thi thử trước đó đa số học sinh đều phản ánh hoán vị gen là một chuyên đề khó. Tuy kiến thức khó nhưng chỉ được phân phối chương trình gói gọn trong một tiết học và bài tập có nhiều dạng nhưng sách giáo khoa lại đề cập ít nên giáo viên và học sinh thường bỏ qua, ít quan tâm nên khi gặp một số bài tập liên quan đến vấn đề này học sinh thường lúng túng không biết cách làm. Do chưa tìm ra phương pháp giải bài tập thích hợp nên học sinh gặp nhiều khó khăn trong việc giải các bài toán về di truyền học ở cấp độ nhiễm sắc thể đặc biệt là các bài toán tính tần số hoán vị gen. Hiện nay môn Sinh đang là môn học thi theo hình thức trắc nghiệm nên việc giải quyết các bài tập phải nhanh và chính xác mới đạt kết quả cao. Việc nắm được bản chất, cơ chế của quy luật di truyền giúp học sinh vận dụng một cách linh hoạt trong việc giải quyết các bài tập tính tần số hoán vị gen. Đã có nhiều tác giả đưa ra phương pháp tính tần số hoán vị gen tuy nhiên, các phương pháp đó chỉ áp dụng trong các trường hợp cụ thể, chưa có tính khái quát. Với lý do trên, tôi chọn để tài : "Xác định phương pháp tính tần số hoán vị trong chương trình sinh học lớp 12 trường Trung học phổ thông" 2. Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng phương pháp tính tần số hoán vị gen trong các trường hợp hai cặp gen tồn tại trên nhiễm sắc thể thường. 3. Đối tượng nghiên cứu - Hệ thống lý thuyết liên quan đến kiến thức về di truyền học ở cấp độ nhiễm sắc thể, trọng tâm lý thuyết về định luật hoán vị gen. - Các dạng bài tập tính tần số hoán vị gen. 6 - Các phương pháp giảng dạy và học tập của giáo viên và học sinh Trung học phổ thông về di truyền hoán vị gen. 4. Tình hình nghiên cứu Đã có nhiều tác giả nghiên cứu về vấn đề này và chia sẽ kinh nghiệm về các phương pháp tính tần số hoán vị trong các diễn đàn chuyên môn. Các sáng kiến kinh nghiệm của các giáo viên Trung học phổ thông đều có nét riêng trong cách tiếp cận các bài tập về di truyền hoán vị gen, cụ thể: Cô giáo Hoàng Thị Châu và thầy giáo Nguyễn Duy Thắng trường THPT Tánh Linh thực hiện sáng kiến kinh nghiệm: Phương pháp giải nhanh bài tập hoán vị gen. Sáng kiến này đã đưa ra cách nhận biết hiện tượng hoán vị gen; xác định kiểu gen của cơ thể đem lai; cách tính tần số hoán vị gen trong các trường hợp sau: tính tần số hoán vị dựa vào phép lai phân tích cá thể dị hợp 2 cặp gen, tính tần số hoán vị dựa vào phương pháp phân tích tỉ lệ giao tử mang gen lặn ab bao gồm hai trường hợp xảy ra hoán vị cả hai bên bố mẹ và trường hợp xảy ra hoán vị ở một trong hai bên bố hoặc mẹ. Thầy giáo Nguyễn Từ trường THPT chuyên Lê Quý Đôn, Quảng Trị thực hiện sáng kiến kinh nghiệm: Chuyên đề tần số hoán vị gen. Sáng kiến này đã đưa ra khái niệm tần số hoán vị gen; chứng minh tần số hoán vị của hai gen nhỏ hơn hoặc bằng 50%; tính tần số hoán vị gen trong các trường hợp: trong phép lai phân tích, dùng phép tự phối hoặc cho F1 tạp giao với nhau. Cô giáo Dương Thị Hoàn trường THPT Thanh Bình, Đồng Nai thực hiện Sáng kiến kinh nghiệm: Phương pháp giải bài tập liên k ế t gen và hoán vị gen trong sinh học 12. Sáng kiến này đã đưa ra cách xác định tỷ lệ phân li kiểu gen và kiểu hình ở đời con khi biết tính chất di truyền của tính trạng và các gen có hoán vị diễn ra với một tần số nhất định; khi biết tỷ lệ phân tính ở thế hệ con lai; khi biết tỷ lệ của một kiểu hình ở thế hệ con lai; di truyền liên kết không hoàn toàn trên nhiễm sắc thể giới tính. Cô giáo Đinh Thị Hoa trường THPT Nho Quan B, Ninh Bình thực hiện sáng kiến kinh nghiệm: Phương pháp giải bài tập di truyền về hoán vị gen và tương tác gen. Sáng kiến này đã đưa ra phương pháp nhận dạng bài tập thuộc 7 quy luật hoán vị gen, phương pháp tính tần số hoán vị gen trong các trường hợp sau: tính tần số hoán vị dựa vào tỉ lệ loại giao tử liên kết hay loại giao tử hoán vị; tính tần số hoán vị trong phép lai phân tích; tính tần số hoán vị trong phép lai F1xF1 hoặc F1 với cơ thể khác. Thầy giáo Nguyễn Gia Thạch trường THPT Thạch Thành 3, Thanh Hóa thực hiện sáng kiến kinh nghiệm: Một số kinh nghiệm trong việc hệ thống hóa các bài toán hoán vị gen. Sáng kiến này đã đưa ra phương pháp tính tần số hoán vị trong các dạng: hai cặp gen trên một cặp NST, ba cặp gen trên hai cặp NST quy định 3 cặp tính trạng, ba cặp gen trên hai cặp NST quy định 2 tính trạng, trường hợp có nhiều hơn ba cặp gen trong đó có 2 cặp gen cùng nằm trên 1 cặp NST hoán vị gen, ba cặp gen trên một cặp NST. Thầy giáo Nguyễn Văn Bình trường THPT chuyên, Hưng Yên thực hiện sáng kiến kinh nghiệm: Phương pháp giảng dạy chuyên đề hoán vị gen và một số bài tập tổng hợp. Sáng kiến này đã đưa ra dấu hiệu nhận biết quy luật hoán vị gen, phương pháp tính tần số hoán vị gen trong các trường hợp sau: dựa vào phép lai phân tích, dựa vào tỷ lệ kiểu hình lặn; lập bản đồ di truyền trong các trường hợp: trường hợp xét cơ thể dị hợp tử 3 cặp gen trên một cặp nhiễm sắc thể, trường hợp trên nhiễm sắc thể chứa nhiều gen. Tuy nhiên theo tôi các sáng kiến kinh nghiệm trên đó chỉ đề xuất cách tiếp cận ở một số khía cạnh, chưa có tính tổng quát. Các tác giả trên đã nêu ra được cách nhận dạng các bài tập hoán vị gen, các phương pháp tính tần số hoán vị trong các dạng: Ba cặp gen trên hai cặp NST, trường hợp có nhiều hơn ba cặp gen trong đó có 2 cặp gen cùng nằm trên 1 cặp NST hoán vị gen, ba cặp gen trên một cặp NST, hoán vị gen trên NST giới tính. Còn vấn đề hoán vị gen của hai cặp gen trên một cặp nhiễm sắc thể thường, trong trường hợp mỗi gen quy định một tính trạng chưa thấy giải quyết. Tôi tiếp tục xây dựng cách tiếp cận, giải quyết các bài toán về hoán vị gen của hai cặp gen trên một cặp NST thường một cách có hệ thống hơn. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Hệ thống lý thuyết liên quan đến quy luật hoán vị gen. 8 - Đề xuất phương pháp tính tần số hoán vị gen trong các trường hợp: + Trong phép lai phân tích. + Trong phép lai với cá thể dị hợp một cặp gen. + Trong phép lai với cá thể dị hợp hai cặp gen. 6. Phạm vi nghiên cứu Đề tài chỉ nghiên cứu trong giới hạn của hai cặp gen nằm trên một cặp nhiễm thể tương đồng (nhiễm sắc thể thường), trong trường hợp mỗi gen quy định quy định một tính trạng. 7. Phương pháp nghiên cứu + Phương pháp nghiên cứu lí thuy ế t: - Nghiên cứu hệ thống lí thuyết liên quan bao gồm lí thuyết về cơ sở vất chất, cơ chế di truyền ở cấp độ nhiễm sắc thể. - Tìm hiểu các phương pháp giải bài tập tính tần số hoán vị gen. - Sưu tầm, lựa chọn, phân loại các bài tập tính tần số hoán vị gen. + Phương pháp chuyên gia: Học hỏi kinh nghiệm từ những giáo viên, giảng viên có chuyên môn. Trao đổi những vấn đề còn vướng mắc và tìm cách giải quyết đề tài mang tính khoa học. 8. Đóng góp của khóa luận + Về lý luận - Xây dựng hệ thống lý thuyết cơ bản và phương pháp giải bài tập tính tần số hoán vị gen trong chương trình sinh học lớp 12 trường Trung học phổ thông. - Phân biệt các phương pháp tính tần số hoán vị gen. + Về thực tiễn - Khóa luận giúp học sinh, sinh viên trong quá trình học tập, nghiên cứu và giảng dạy sau này. - Nâng cao chất lượng dạy và học trong nhà trường Trung học phổ thông, là tư liệu tham khảo cho qua trình giảng dạy của giáo viên và đi sâu nghiên cứu về hoán vị gen và nói riêng, và di truyền học nói chung. 9 PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN CÓ LIÊN QUAN 1. Hiện tượng bắt chéo nhiễm sắc thể trong kì đầu giảm phân I 1.1. Thí nghiệm của moocgan Người đầu tiên đưa ra thuyết di truyền NST giải thích cơ sở của hiện tượng liên kết gen và hoán vị gen là Moocgan. Moocgan đã tiến hành thí nghiệm trên ruồi giấm và thu được kết quả sau: [1] Pt/c: ♀ Thân xám, cánh dài F1 : x ♂ Thân đen, cánh cụt 100% Thân xám, cánh dài ♀ F1 Thân xám, cánh dài x ♂ Thân đen, cánh cụt F2 965 thân xám, cánh dài 944 thân đen, cánh cụt 206 thân xám, cánh cụt 185 thân đen, cánh dài 1.2. Giải thích k ế t quả thí nghiệm Thí nghiệm giải thích quá trình trao đổi chéo dẫn đến hình thành các giao tử có tổ hợp gen mới ở ruồi cái F1. Các gen quy định màu thân và hình dạng cánh đều nằm trên một NST. Quy ước: gen A quy định thân xám, gen a quy định thân đen, gen B quy định cánh dài, gen b quy định cánh cụt [1]. Từ kết quả lai phân tích ở F2, Moocgan cho rằng trong quá trình tạo giao tử ở phép lai phân tích: + Ruồi (đực) thân đen, cánh cụt ( ab ) giảm phân → 1 loại giao tử với tỉ lệ ab 100% ab Tuy nhiên ở F2 có 4 loại kiểu hình theo tỉ lệ: 0,41 thân xám, cánh dài ; 0,41 thân đen, cánh cụt ; 0,09 thân xám, cánh cụt ; 0,09 thân đen, cánh dài. Điều đó chứng tỏ: + Ruồi (cái) F1 ( AB ) giảm phân → 4 loại giao tử với tỉ lệ không bằng ab nhau: 0,41 AB ; 0,09 Ab ; 0,09 aB ; 0.41 ab. Trong 4 loại giao tử có hai giao tử liên kết: 0,41 AB và 0,41 ab; có hai giao tử hoán vị: 009 Ab và 0,09 aB 10 Vì trong quá trình giảm phân giao tử ruồi (cái): 2 gen A và B cũng như a và b liên kết không hoàn toàn, xảy ra hiện tượng hoán vị giữa A và a dẫn tới sự xuất hiện thêm 2 loại giao tử Ab và aB, dẫn đến sự tái tổ hợp lại các tính trạng của bố mẹ. Tỉ lệ các giao tử mang gen hoán vị phản ánh tần số hoán vị gen. Kết quả thí nghiệm cho thấy tần số hoán vị gen là 0,09 + 0,09 = 0,18 Sơ đồ phép lai phân tích được biểu diễn như sau: ♂ F1 Thân xám, cánh dài ♀ Thân đen, cánh cụt x AB ab ab ab GF1 : 41% AB ; 0,41% ab 9% Ab ; F2 : 41% AB ab xám, dài ; 100% ab 9% aB ; 41% ab ab đen, cụt ; ; 9% ; Ab ab ; xám, cụt 9% ; aB ab đen, dài Điều này giải thích F2 ♂ ♀ 1 ab 0,41 AB 0,41 AB ab 0,09 Ab 0,09 Ab ab 0,09 aB 0,09 aB ab 0.41 ab 0,41 ab ab 1.3. Cơ sở t ế bào học của hiện tượng trao đổi chéo Moocgan cho rằng các gen quy định màu thân và hình dạng cánh đều nằm trên một NST. Do vậy, trong quá trình giảm phân, chúng thường đi cùng nhau. Vì vậy, đời con phần lớn có kiểu hình giống bố hoặc mẹ [1]. Hiện tượng trao đổi chéo được giải thích trên cơ sở tế bào học là do sự trao đổi chéo ở từng đoạn tương ứng giữa hai nhiễm sắc thể không phải chị em (crômatit) trong cặp nhiễm sắc thể kép tương đồng ở kì đầu của lần phân bào I trong giảm phân [2]. Qúa trình này đã chỉ ra rằng 4 loại giao tử khác nhau có thể là kết quả từ 2 gen liên kết. Các giao tử AB và ab mang các nhiễm sắc thể giống bố, mẹ không bị thay đổi do trao đổi chéo. Ngược lại, các giao tử Ab và aB là các giao tử tái tổ 11 hợp, chúng mang các tổ hợp mới của các alen do kết quả từ sự trao đổi các đoạn nhiễm sắc thể trong quá trình trao đổi chéo. Trao đổi chéo đã tổ hợp lại các gen liên kết không giống ở cha mẹ [3]. Cơ chế tóm tắt như sau: AB AB aB A a A Aa a A aA a B b B Bb b B Bb A aA a aB b B Bb b Ab Ab ab ab NST ở Kỳ đầu I Tế bào Kỳ cuối I ban đầu Trong sơ đồ đã hình thành 4 loại giao tử chia làm hai nhóm: có hai giao tử liên kết và hai giao tử hoán vị. 1.4. Ý nghĩa của hiện tượng trao đổi chéo - Hiện tượng trao đổi chéo hay hoán vị gen tạo ra các giao tử mang tổ hợp gen mới nên quá trình thụ tinh đã tạo ra vô số các biến dị tổ hợp, tạo nguồn biến dị di truyền phong phú cho quá trình tiến hóa. - Nhờ hoán vị gen mà các gen quý trên các nhiễm sắc thể tương đồng có dịp tổ hợp với nhau làm thành nhóm gen liên kết mới rất có ý nghĩa trong tiến hóa và chọn giống. - Việc xác định tần số hoán vị gen sẽ giúp xác định trình tự và khoảng cách tương đối giữa các gen trên nhiễm sắc thể việc thiết lập bản đồ di truyền. 2. Khái niệm tần số hoán vị 2.1. Khái niệm Tế bào có kiểu gen AB : ab 12 + Trường hợp 1: Nếu giảm phân không có trao đổi chéo sẽ cho hai giao tử liên kết: 50% AB, 50% ab. + Trường hợp 2: Nếu có trao đổi chéo sẽ cho hai giao tử liên kết: AB = ab = 25% ; hai giao tử hoán vị: Ab = aB = 25%. + Trường hợp 3: Một tế bào khi có xảy ra hiện tượng trao đổi chéo sẽ cho hai giao tử liên kết và hai giao tử hoán vị. Nếu như mọi tế bào đều có hiện tượng trao đổi chéo thì tần số hoán vị đạt giá trị tối đa và bằng 50%. Tuy nhiên, hiện tượng hoán vị không phải là phổ biến do đó tần số hoán vị thường nhỏ hơn 50%. Tần số hoán vị (f) là tổng tỉ lệ các giao tử được sinh ra từ hoán vị. Trong trường hợp 1: f = 0; trong trường hợp 2: f = 25% + 25% = 50% Khái niệm: Tần số hoán vị (f) là tỉ số giữa số giao tử được sinh ra từ hoán vị trên tổng số giao tử được sinh ra. Trong trường hợp 2: f = 2 = 50% 4 2.2. Tính chất của tần số hoán vị gen 2.3 Nguyên tắc tính tần số hoán vị - Để tính được tần số hoán vị , phải tính được tỉ lệ của một loại giao tử bất kì (thông thường là tính giao tử mang hai gen lặn) - Giả sử tính được tỉ lệ giao tử ab là α (0 < α ≤ 50%) Nếu α < 25% ⇒ f = 2 x α% (α là giao tử hoán vị) Nếu α > 25% ⇒ f = 100% - (2 x α%) (α là giao tử liên kết) 13 CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHƯƠNG PHÁP TÍNH TẦN SỐ HOÁN VỊ GEN 1. Tính tần số hoán vị trong phép lai phân tích: Aa,Bb x aa,bb 1.1. Bài toán tổng quát Cho phép lai: Aa,Bb x aa,bb. Thu được F1 có 16% aa,bb. Hãy tính tần số hoán vị và viết sơ đồ lai nói trên. Hướng dẫn Tỉ lệ 16% aa,bb chứng tỏ các gen di truyền theo quy luật liên kết gen có hoán vị. * Tần số hoán vị: Gọi x là tỉ lệ phần trăm số giao tử ab do cơ thể Aa,Bb tạo ra y là tỉ lệ phần trăm số giao tử ab do cơ thể aa,bb tạo ra Ta có F1: 16% ab ab → 16% = x% ab x y% ab ab ab Cơ thể aa,bb cho 100% ab với mọi tần số hoán vị, ta có y = 100% 16% ab = x% ab x y% ab = 16% ab x 100% ab ab Trong đó: 100% ab là giao tử của cơ thể ab với mọi tần số hoán vị ab 16% ab là giao tử hoán vị Vì: 0 < 0,16 < 0,25 ta có: Tần số hoán vị là: f = 2 x 16% = 32% ⇒ Kiểu gen P: Ab ab x aB ab * Sơ đồ lai: P: GP: Ab (f = 32%) aB x ab ab Ab = aB = 34% ; ab = 100% AB = ab = 16% F1: Tỉ lệ kiểu gen 34% Ab ab ; 34% aB ab ; 16% AB ab ; 16% ab ab 14 1.2. Công thức tính tần số hoán vị Pa: Aa,Bb x aa,bb Gọi: x là tỉ lệ phần trăm số giao tử ab do cơ thể Aa,Bb tạo ra y là tỉ lệ phần trăm số giao tử ab do cơ thể aa,bb tạo ra α là tỷ lệ phần trăm số giao tử ab do cơ thể mang gen đồng hợp lặn có kiểu gen aa,bb ở F1 (Điều kiện: 0 < α < 0,5) Ta có: Vì cơ thể aa,bb tạo ra 100% giao tử ab nên ta có y = 1 Vậy: + Nếu 0 < x < 0,25 Tần số hoán vị gen của: ⇒ Kiểu gen P: Ab ab x aB ab + Nếu 0,25 < x < 0,5 Tần số hoán vị gen của: ⇒ Kiểu gen P: ab AB x ab ab 1.3. Bài tập vận dụng tính tần số hoán vị gen Bài tập 1: Ở một loài thực vật, gen A quy định thân cao gen a quy định thân thấp, gen B quy định quả tròn, gen b quy định quả dài, các cặp gen này cùng nằm trên 1 NST thường. Lai phân tích cây thân cao, quả tròn thu được F1 : 35% Cây thân cao, quả dài ; 15% Cây thân thấp quả dài 35% Cây thân thấp, quả tròn ; 15% Cây thân cao, quả tròn Kiểu gen và tần số hoán vị của gen P. Hướng dẫn: 15 Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F1 * Xét sự di truyền của mỗi tính trạng + Xét sự di truyền của tính trạng chiều cao cây: - Rút gọn tỉ lệ kiểu hình ở F1: (35% + 15%) cao : (35% + 15%) thấp = 1cao : 1 thấp ⇒ Tỉ lệ này chứng tỏ tính trạng chiều cao cây di truyền theo quy luật lai phân tích trong phép lai một cặp gen - Kiểu gen P: Aa x aa + Xét sự di truyền của hình dạng quả: - Rút gọn tỉ lệ kiểu hình ở F1: (35% + 15%) Tròn : (35% + 15%) dài = 1tròn : 1 dài ⇒ Tỉ lệ này chứng tỏ tính trạng hình dạng di truyền theo quy luật lai phân tích trong phép lai một cặp gen - Kiểu gen P: Bb x bb * Tổ hợp gen: Theo giả thiết gen P : lai phân tích cây thân cao, quả tròn ⇒ Tổ hợp gen P là: Aa, Bb x aa, bb * Xét sự di truyền đồng thời của hai tính trạng: - Tỉ lệ kiểu hình F1: 35% cây thân cao, quả dài ; 35% cây thân thấp, quả tròn; 15% cây thân cao, quả tròn; 15% cây thân thấp, quả dài. ⇒ Tỉ lệ này chứng tỏ hai tính trạng màu sắc và hình dạng quả di truyền theo quy luật liên kết gen có hoán vị. * Tính f Tỷ lệ kiểu hình F1: Cây thấp, quả dài x% ab x 100% ab = 15% ab = 15% ab ab ⇒ ab 15% ab x 100% ab = 15% ab ab 16 Trong đó: 15% ab là tỉ lệ giao tử hoán vị của cơ thể 100 % ab tỉ lệ giao tử của cơ thể Ab tạo ra aB ab với mọi tần số ab ⇒ 15% < 25% ta có: Tần số hoán vị gen (f) = 15% x 2 = 30 % hay 0,3 * Kiểu gen P: Ab ab x aB ab * Sơ đồ lai: P : Thân cao, quả tròn Ab (f = 30 %) aB x ab ab x Ab = aB = 35% Gp: Thân thấp, quả dài ; ab = 100% AB = ab = 15% Tỉ lệ kiểu gen F1: 0,35 Ab aB AB ab ; 0,35 ; 0,15 ; 0,15 ab ab ab ab Tỉ lệ kiểu hình F1: 35% cây thân cao, hoa trắng ; 35% cây thân thấp, hoa đỏ; 15% cây thân cao, hoa đỏ ; 12,5% cây thân thấp, hoa trắng. Bài tập 2: Ở cà chua, gen A quy định thân cao là trội hoàn toàn so với gen a quy định thân thấp, gen B quy định quả tròn là trội hoàn toàn so với gen b quy định quả bầu dục. Tiến hành lai phân tích cây F1 dị hợp, F2 thu được: 800 cây thân cao, quả bầu dục 800 cây thân thấp, quả tròn 200 cây thân cao, quả tròn 200 cây thân thấp, bầu dục. 17 Cho biết không có đột biến xảy ra, tính tần số hoán vị gen và tìm kiểu gen của cơ thể bố mẹ. Hướng dẫn: Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 * Xét sự di truyền của mỗi tính trạng + Xét sự di truyền của tính trạng chiều cao cây: - Rút gọn tỉ lệ kiểu hình ở F2: (800 + 200) cao : (800 + 200) thấp = 1cao : 1 thấp ⇒ Tỉ lệ này chứng tỏ tính trạng chiều cao cây di truyền theo quy luật lai phân tích trong phép lai một cặp gen - Kiểu gen F1: Aa x aa + Xét sự di truyền của hình dạng quả: - Rút gọn tỉ lệ kiểu hình ở F2: (800 + 200) Tròn : (800 + 200) bầu dục = 1tròn : 1 bầu dục ⇒ Tỉ lệ này chứng tỏ tính trạng hình dạng quả di truyền theo quy luật lai phân tích trong phép lai một cặp gen - Kiểu gen F1: Bb x bb * Tổ hợp gen: Theo giả thiết gen F1 : lai phân tích cây F1 dị hợp ⇒ Tổ hợp gen F1 là: Aa, Bb x aa, bb * Xét sự di truyền đồng thời của hai tính trạng: - Tỉ lệ kiểu hình F2: 0,4 cây thân cao, quả bầu dục 0,4 cây thân thấp, quả tròn 0,1 cây thân cao, quả tròn 0,1 cây thân thấp, bầu dục. ⇒ Tỉ lệ này chứng tỏ hai tính trạng màu sắc và hình dạng quả di truyền theo quy luật liên kết gen có hoán vị. * Tính f 18 ab = 0,1= 10% ab Tỷ lệ kiểu hình F1: Cây thấp, bầu dục x% ab x 100% ab = 10% ab ⇒ ab 10% ab x 100% ab = 10% ab ab Trong đó: 10% ab là tỉ lệ giao tử hoán vị của cơ thể 100 % ab tỉ lệ giao tử của cơ thể Ab tạo ra aB ab với mọi tần số ab ⇒ Tần số hoán vị gen (f) = 10 x 2 = 20% * Kiểu gen F1: Ab aB ⇒ Kiểu gen của P : Ab aB (cao, tròn) x (thấp, quả bầu dục) Ab aB *Sơ đồ lai từ P đến F2: Ab (cây cao, hạt tròn) Ab PT/C: GP: F1: Ab x aB (cây thấp, quả bầu dục) aB ; aB Ab aB TLKG: TLKH : Cây cao, hạt tròn. F1 lai phân tích: Ab ( f = 10%) aB Cây cao, hạt tròn GF1: ab ab x cây thấp, hạt bầu dục Ab = aB = 45% ; ab = 100% AB = ab = 5% Tỉ lệ kiểu gen F1: 0,45 Ab ab ; 0,45 aB ; ab 0,05 AB ab ; 0,05 ab ab Tỉ lệ kiểu hình F1: 45% cây thân cao, hoa trắng ; 45% cây thân thấp, hoa đỏ; 5% cây thân cao, hoa đỏ ; 19 5% cây thân thấp, hoa trắng. Bài tập 3: Ở một loài thực vật, gen A quy định quả dài, gen a quy định quả ngắn, gen B quy định quả ngọt, gen b quy định quả chua, các cặp gen này cùng nằm trên một NST thường. Đem lai phân tích cây F1 dị hợp hai cặp gen thu được: 3 cây quả dài, ngọt ; 3 cây quả ngắn, chua; 1 cây quả dài, chua ; 1 cây ngắn, ngọt. Tìm kiểu gen và tần số hoán vị gen của F1? Hướng dẫn Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 * Xét sự di truyền của mỗi tính trạng + Xét sự di truyền của tính trạng chiều cao cây: - Rút gọn tỉ lệ kiểu hình ở F2: (3+ 1) cao : (3+ 1) thấp = 1dài : 1 ngắn ⇒ Tỉ lệ này chứng tỏ tính trạng chiều cao cây di truyền theo quy luật lai phân tích trong phép lai một cặp gen - Kiểu gen F1: Aa x aa + Xét sự di truyền của hình dạng quả: - Rút gọn tỉ lệ kiểu hình ở F2: (3+ 1) ngọt : (3+ 1) chua = 1ngọt : 1 chua ⇒ Tỉ lệ này chứng tỏ tính trạng hình dạng quả di truyền theo quy luật lai phân tích trong phép lai một cặp gen - Kiểu gen F1: Bb x bb * Tổ hợp gen: Theo giả thiết gen F1 : lai phân tích cây F1 dị hợp ⇒ Tổ hợp gen F1 là: Aa, Bb x aa, bb * Xét sự di truyền đồng thời của hai tính trạng: - Tỉ lệ kiểu hình F2: 0,375 cây quả dài, ngọt ; 0,375 cây quả ngắn, chua; 20