Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền – Sinh Học Lớp 12
Bài 10: Tương Tác Gen Và Tác Động Đa Hiệu Của Gen
Nội dung Bài 10: Tương Tác Gen Và Tác Động Đa Hiệu Của Gen thuộc Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền môn Sinh Học Lớp 12. Mục tiêu của bài là giải thích được khái niệm tương tác gen. Biết cách nhận biết tương tác gen thông qua sự biến đổi tỷ lệ phân ly kiểu hình của Menđen trong các phép lai 2 tính trạng. Giải thích được thế nào là tương tác cộng gộp và nêu được vai trò của gen cộng gộp trong việc quy định tính trạng số lượng. Giải thích được một số gen có thể quy định nhiều tính trạng khác nhau ra sao thông qua 1 ví dụ cụ thể. mời các bạn theo dõi ngay dưới đây.
– Một gen có thể tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác nhau được gọi là gen đa hiệu.
– Tương tác gen và gen đa hiệu không phủ nhận học thuyết Menđen mà chỉ mở rộng thêm học thuyết Menđen.HocTapHay.Com
I. Tương Tác Gen
Tương tác gen là sự tác động qua lại giữa các gen trong quá trình hình thành một kiểu hình. Khái niệm tương tác gen trình bày trong SGK đề cập sự tương tác giữa các alen thuộc các lôcut gen khác nhau (còn gọi là tương tác giữa các gen không alen). Thực ra, các gen trong tế bào không tương tác trực tiếp với nhau mà chỉ có sản phẩm của chúng tác động qua lại với nhau để tạo nên kiểu hình.
Trường hợp tương tác giữa các alen thuộc cùng một gen đã đề cập trong các bài về quy luật Menđen. Trong bài này chúng ta chỉ xem xét các gen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau tương tác với nhau như thế nào.
Câu hỏi 1 bài 10 trang 42 SGK sinh học lớp 12: Hai alen thuộc cùng một gen (ví dụ, alen A và a) có thể tương tác với nhau theo những cách nào?
Giải: Hai alen cùng thuộc 1 gen gọi là gen alen.
Hai alen của cùng 1 gen tương tác với nhau theo các cách:
– Trội hoàn toàn: A trội hoàn toàn so với a, AA, Aa: mang kiểu hình trội; aa mang kiểu hình lặn.
– Trội không hoàn toàn: A trội không hoàn toàn so với a; AA: kiểu hính trội; Aa: kiểu hình trung gian; aa: kiểu hình lặn.
– Đồng trội: 2 alen có vai trò ngang nhau, ví dụ nhóm máu AB là do alen A và B đồng trội.
1. Tương tác bổ sung
Trong một thí nghiệm lai các cây thuộc hai dòng thuần chủng (dòng số 1 và dòng số 2) đều có hoa màu trắng với nhau, kết quả thu được \(F_1\) toàn cây hoa đỏ. Cho các cây \(F_1\) tự thụ phấn thu được \(F_2\) với tỉ lệ kiểu hình xấp xỉ 9 hoa đỏ : 7 hoa trắng.
Giải thích kết quả lai này như thế nào?
Tỉ lệ 9 : 7 cho thấy ở đời \(F_2\) có 16 tổ hợp gen và như vậy cơ thể F phải là dị hợp tử về 2 cặp gen nằm trên 2 cặp NST tương đồng khác nhau. Tuy nhiên, với 16 tổ hợp gen nhưng không cho tỉ lệ kiểu hình 9 : 3 : 3 : 1 mà chỉ cho 2 loại kiểu hình nên có thể kết luận màu hoa do 2 cặp gen quy định. Ở đây, giả thiết rằng để tạo ra được màu hoa đỏ cần có mặt đồng thời cả 2 alen trội A và B nằm trên hai NST khác nhau. Khi chỉ có 1 trong 2 alen trội hoặc không có alen trội nào thì cây có hoa màu trắng. Hai gen A và B có thể đã tạo ra các enzim khác nhau và các enzim này cùng tham gia vào một chuỗi phản ứng hoá sinh để tạo nên sắc tố đỏ cánh hoa.
Sơ đồ lai có thể như sau:
Dòng hoa trắng 1(kiểu gen AAbb) × Dòng hoa trắng 2 (kiểu gen aaBB)
\(F_1:\) AaBb (hoa đỏ) × AaBb (hoa đỏ)
\(F_2:\) 9 A – B – (hoa đỏ) : 3 A – bb (hoa trắng) : 3 aaB – (hoa trắng) : 1 aabb (hoa trắng)
2. Tương tác cộng gộp
Khi các alen trội thuộc 2 hoặc nhiều lôcut gen tương tác với nhau theo kiểu mỗi alen trội (bất kể thuộc lốcut nào) đều làm tăng sự biểu hiện của kiểu hình lên một chút ít thì người ta gọi đó là kiểu tương tác cộng gộp.
Ví dụ: Màu da của người do ít nhất 3 gen (A, B và C) quy định theo kiểu tượng tác cộng gộp. Cả 3 gen này cùng quy định sự tổng hợp sắc tố melanin trong da và chúng nằm trên các NST tương đồng khác nhau.
Khi trong kiểu gen có 1 alen trội (bất kể là A, B hay C) thì tế bào của cơ thể tổng hợp nên một ít sắc tố mêlanin. Nếu cơ thể có cả 6 alen trội sẽ tổng hợp được lượng sắc tố melanin cao gấp 6 lần so với cơ thể chỉ có 1 alen trội A, do đó da sẽ có màu đen thẫm nhất. Nếu kiểu gen không chứa alen trội nào thì da có màu trắng.
\(P:\) AABBCC (da đen) × aabbcc (da trắng)
\(F_1:\) AaBbCc (da nâu đen)
Hình 10.1 cho thấy tỉ lệ kiểu hình ở đời sau khi những người có cùng kiểu gen AaBbCc kết hôn với nhau. Xác suất để có được 1 người con không có alen trội nào (da trắng nhất) sẽ là 1/64. Khi số lượng gen cộng gộp tăng lên thì số lượng các kiểu hình sẽ tăng lên, tạo nên một phổ biến dị liên tục.
Những tính trạng do nhiều gen cùng quy định theo kiểu tương tác cộng gộp và chịu ảnh hưởng nhiều bởi môi trường được gọi là tính trạng số lượng. Những tính trạng số lượng thường là những tính trạng như năng suất (sản lượng thóc, sản lượng sữa, khối lượng của gia súc, gia cầm hay tốc độ sinh trưởng,…).
II. Tác Động Đa Hiệu Của Gen
Một gen cũng có thể tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác nhau. Gen như vậy được gọi là gen đa hiệu. Ví dụ, gen HbA ở người quy định sự tổng hợp chuỗi β-hemôglôbin bình thường gồm 146 axit amin. Gen đột biến HbS cũng quy định chuỗi β-hemôglôbin gồm 146 axit amin như chuỗi β-hemôglôbin bình thường nhưng chỉ khác một axit amin ở vị trí số 6 (thay axit amin glutamic bằng valin). Hậu quả của sự thay thế này làm biến đổi hồng cầu từ dạng hình đĩa lõm hai mặt thành dạng hình lưỡi liềm nên làm xuất hiện hàng loạt rối loạn bệnh lí trong cơ thể (hình 10.2).
Câu Hỏi Và Bài Tập
Hướng dẫn giải bài tập SGK Bài 10: Tương Tác Gen Và Tác Động Đa Hiệu Của Gen thuộc Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền môn Sinh Học Lớp 12. Các bài giải có kèm theo phương pháp giải và cách giải khác nhau.
Bài Tập 1 Trang 45 SGK Sinh Học Lớp 12
Hãy giải thích các mối quan hệ giữa gen và tính trạng sau đây và cho biết kiểu quan hệ nào là chính xác hơn:
– Một gen quy định một tính trạng.
– Một gen quy định một enzim/prôtêin.
– Một gen quy định một chuỗi pôlipeptit.
Bài Tập 2 Trang 45 SGK Sinh Học Lớp 12
Trong một thí nghiệm, người ta cho cây hoa đỏ lai với cây hoa trắng và thu được \(\)\(F_1\) toàn hoa đỏ. Cho các cây \(F_1\) tự thụ phấn, thu được các cây \(F_2\) với tỉ lệ phân li kiểu hình là 245 cây hoa trắng và 315 cây hoa đỏ. Hãy giải thích kết quả lai và viết sơ đồ lai từ thế hệ P tới \(F_1\) và \(F_2\).
Bài Tập 3 Trang 45 SGK Sinh Học Lớp 12
Hai alen thuộc cùng một gen có thể tương tác với nhau hay không? Giải thích.
Bài Tập 4 Trang 45 SGK Sinh Học Lớp 12
Sự tương tác giữa các gen có mâu thuẫn gì với các quy luật phân li của các alen hay không? Tại sao?
Bài Tập 5 Trang 45 SGK Sinh Học Lớp 12
Hãy chọn phương án trả lời đúng.
Thế nào là gen đa hiệu?
A. Gen tạo ra nhiều loại mARN.
B. Gen điều khiển sự hoạt động của các gen khác.
C. Gen mà sản phẩm của nó có ảnh hưởng đến nhiều tính trạng khác nhau.
D. Gen tạo ra sản phẩm với hiệu quả rất cao.
Tóm Tắt Lý Thuyết
Lý thuyết Bài 10: Tương tác gen và tác động đa hiệu của gen Sách giáo khoa Sinh học lớp 12 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu có sơ đồ tư duy.
I. Tương Tác Gen
– Tương tác gen là sự tác động qua lại giữa các gen không alen trong quá trình hình thành một kiểu hình.
– Trong tương tác gen, các gen trong tế bào không tương tác trực tiếp với nhau mà chỉ có sản phẩm của chúng tác động qua lại với nhau để tạo nên kiểu hình.
1. Tương tác bổ sung
– Là kiểu tác động qua lại của 2 hay nhiều gen không alen làm xuất hiện kiểu hình mới.
Ví dụ: Khi lai 2 thứ đậu thơm thuần chủng hoa đỏ thẫm và hoa trắng với nhau thu được ở \(F_2\) có tỉ lệ: 9/16 hoa đỏ thẫm : 7/16 hoa trắng.
\(P_{t/c}:\) Hoa đỏ thẫm × Hoa trắng
\(F_1:\) 100% Hoa đỏ thẫm
\(F_2:\) Tỉ lệ kiểu hình xấp xỉ : 9 Hoa đỏ thẫm : 7 Hoa trắng.
Sơ đồ lai:
\(P_{t/c}:\) AABB (hoa đỏ thẫm) × aabb (hoa trắng)
\(G:\) AB ab
\(F_1:\) AaBb (100% Hoa đỏ thẫm)
\(F_1 × F_1:\) AaBb × AaBb
\(GF_1:\) AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab
\(F_2:\) 9 A_B_ : 3 A_bb : 3 aaB_ : 1 aabb
9 Hoa đỏ thẫm : 7 Hoa trắng
Kết luận:
Màu hoa đỏ được tạo ra do có mặt đồng thời của 2 alen trội A và B. Còn khi có mặt của 1 alen trội hoặc không có mặt của Alen trội nào sẽ cho hoa trắng.
2. Tương tác cộng gộp
– Là kiểu tác động của nhiều gen, trong đó mỗi gen đóng góp 1 phần như nhau vào sự phát triển của cùng 1 tính trạng.
– Ví dụ:
Tính trạng màu da của người do ít nhất 3 gen không alen (A, B và C) quy định theo kiểu tương tác cộng gộp. Cả 3 gen này quy định sự tổng hợp sắc tố melanin trong da.
+ Tính trạng da trắng có kiểu gen : aabbcc
+ Khi kiểu gen có thêm 1 alen trội (A, B hoặc C) thì tế bào cơ thể tổng hợp nên một ít sắc tố melanin.
+ Tính trạng màu da đen thẫm nhất có kiểu gen: AABBCC
\(P:\) AABBCC × aabbcc
\(F_1:\) AaBbCc ( da nâu đen)
Nhận xét:
+ Sự xuất hiện của mỗi alen trội trong kiểu gen trên làm tăng khả năng tổng hợp melanin 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).
3. Ý nghĩa của tương tác gen
Làm tăng xuất hiện biến dị tổ hợp, xuất hiện tính trạng mới chưa có ở bố mẹ. Mở ra khả năng tìm kiếm những tính trạng mới trong công tác lai tạo giống.
II. Tác Động Đa Hiệu Của Gen
– Một gen có thể tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác nhau được gọi là gen đa hiệu.
– Ví dụ: Gen HbA ở người quy định sự tổng hợp chuỗi b-hemôglôbin bình thường gồm 146 axit amin.Gen đột biến HbS cũng quy định sự tổng hợp chuỗi b-hemôglôbin bình thường gồm 146 axit amin, nhưng chỉ khác một axit 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.
Phương Pháp Giải Bài Tập
1. Nhận dạng quy luật tương tác gen
– Khi đề bài cho biết bố mẹ khác nhau về một cặp tính trạng hoặc bố mẹ có cùng tính trạng mà \(F_1\) xuất hiện tính trạng mới.
– Khi cho \(F_1 × F_1\) thì \(F_2\) phân li theo tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1 hay 1 biến dạng của nó như 9 : 6 : 1 hay 9 : 7 hay 12 : 3 : 1, 13 : 3 hay 15 : 1 (gồm 16 tổ hợp)
2. Các dạng di truyền theo quy luật tác động qua lại giữa các gen không alen
– 16 kiểu tổ hợp = 4 × 4 là \(F_1\) giảm phân cho 4 loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau.
⇒ \(F_1\) dị hợp 2 cặp gen có kiểu gen AaBb chỉ quy định 1 tính trạng.
– Tính trạng di truyền theo quy luật tác động qua lại giữa các gen không alen ( tương tác gen)
Nếu gặp tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1 / 9 : 6 : 1 / 9 : 7 ⇒ Tương tác gen kiểu bổ trợ
Nếu gặp tỉ lệ 9 : 3 : 4 ⇒ Tương tác át chế do gen lặn
Nếu gặp tỉ lệ 12 : 3 : 1 / 13 : 3 ⇒ Tương tác át chế do gen trội
Nếu gặp tỉ lệ 15 : 1 / 1 : 4 : 6 : 4 : 1 ⇒ Tương tác gen kiểu cộng gộp
– Khi lai phân tích được \(F_2\) phân li theo tỉ lệ 3 : 1 hay 1 : 2 : 1 hay 1 : 1 : 1 : 1
⇒ Cá thể đem lai phân tích dị hợp tử 2 cặp gen chỉ quy định 1 tính trạng.
⇒ Tính trạng di truyền theo quy luật tác động qua lại giữa các gen không alen.
Câu Hỏi & Đáp Án Trắc Nghiệm
Câu 1: Hiện tượng gen đa hiệu giúp giải thích:
A: Hiện tượng biến dị tổ hợp
B: Kết quả của hiện tượng đột biến gen
C: Một gen bị đột biến tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng khác nhau
D: Sự tác động qua lại giữa các gen không alen cùng quy định một tính trạng.
Câu 2: Hiện tượng đa hiệu là hiện tượng:
A: Một gen quy định nhiều tính trạng
B: Nhiều gen quy định một tính trạng
C: Nhiều gen alen cùng chi phối 1 tính trạng
D: Tác động cộng gộp
Câu 3: Tính trạng đa gen là trường hợp:
A: Di truyền đa alen
B: Hiện tượng gen đa hiệu
C: 1 gen chi phối nhiều tính trạng
D: Nhiều gen không alen cùng chi phối một tính trạng
Câu 4: Tính trạng màu da ở người là trường hợp di truyền theo cơ chế:
A: Nhiều gen không alen quy định nhiều tính trạng
B: 1 gen chi phối nhiều tính trạng
C: Nhiều gen không alen cùng quy định một tính trạng
D: 1 gen bị đột biến thành nhiều alen
Câu 5: Một loài thực vật nếu có cả hai gen A và B trong cùng kiểu gen thì quy định màu hoa đỏ, các kiểu gen khác sẽ cho màu hoa trắng. Cho lai phân tích cá thể dị hợp 2 cặp gen, kết quả phân tính ở \(F_2\) sẽ là:
A: 1 hóa đỏ : 3 hoa trắng
B: 1 hoa đỏ : 1 hoa trắng
C: 100% hoa đỏ
D: 3 hoa đỏ : 1 hoa trắng
Câu 6: Lai phân tích \(F_1\) dị hợp về 2 cặp gen cùng quy định 1 tính trạng được tỉ lệ kiểu hình là 1 : 2 : 1, kết quả này phù hợp với kiểu tương tác bổ sung:
A: 9 : 3 : 3 : 1
B: 13 : 3
C: 9 : 7
D: 9 : 6 : 1
Câu 7: Điểm khác nhau giữa các hiện tượng di truyền phân li độc lập và tương tác gen là:
A: 2 cặp gen alen quy định các tính trạng nằm trên những NST khác nhau
B: Thế hệ \(F_1\) dị hợp về cả 2 cặp gen
C: Tỉ lệ phân li kiểu hình ở thế hệ con lai
D: Tăng biến dị tổ hợp, làm tăng tính đa dạng của sinh giới
Câu 8: Trong chọn giống, hiện tượng nhiều gen chi phối một tính trạng cho phép:
A: Khắc phục được tính bất thụ trong lai xa
B: Nhanh chóng tạo được ưu thế lai
C: Mở ra khả năng tìm kiếm tính trạng mới
D: Hạn chế hiện tượng thoái hóa giống
Câu 9: Khi lai 2 cây táo thuần chủng khác nhau về 3 cặp tính trạng tương phản, cây có quả tròn, ngọt, màu vàng với cây có quả bầu dục, chua, màu xanh thì thế hệ \(F_1\) thu được toàn cây quả tròn, ngọt, màu vàng. Cho \(F_1\) tự thụ phấn thu được \(F_2\) có tỉ lệ 75% quả tròn, ngọt, màu vàng : 25% quả bầu dục, chua, màu xanh. Cơ chế di truyền chi phối 3 tính trạng trên có thể là:
A: Gen đa hiệu
B: Tương tác gen
C: Phân li độc lập
D: Hoán vị gen
Câu 10: Trong tác động cộng gộp, tính trạng càng phụ thuộc vào nhiều cặp gen thì:
A: Vai trò của các gen trội sẽ bị giảm xuống
B: Có xu hướng chuyển sang tác động tổ hợp
C: Các dạng trung gian càng dài
D: Càng có sự khác biệt lớn về kiểu hình giữa các tổ hợp gen khác nhau
Ở trên là nội dung Bài 10: Tương Tác Gen Và Tác Động Đa Hiệu Của Gen thuộc Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền môn Sinh Học Lớp 12. Qua bài học này, các bạn được biết các kiến thức như: tương tác gen: tương tác bổ sung, tương tác cộng gộp, tác động đa hiệu của gen. Những kiến thức này sẽ giúp các bạn rèn luyện kỹ năng viết sơ đồ lai và phép lai. Chúc các bạn học tốt Sinh Học Lớp 12.
Bài Tập Liên Quan:
- Bài 15: Bài Tập Chương I Và Chương II
- Bài 14: Thực Hành: Lai Giống
- Bài 13: Ảnh Hưởng Của Môi Trường Lên Sự Biểu Hiện Của Gen
- Bài 12: Di Truyền Liên Kết Với Giới Tính Và Di Truyền Ngoài Nhân
- Bài 11: Liên Kết Gen Và Hoán Vị Gen
- Bài 9: Quy Luật Menđen: Quy Luật Phân Li Độc Lập
- Bài 8: Quy Luật Menđen: Quy Luật Phân Li
Trả lời