Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền – Sinh Học Lớp 12
Bài 11: Liên Kết Gen Và Hoán Vị Gen
Nội dung Bài 11: Liên Kết Gen Và Hoán Vị Gen thuộc Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền môn Sinh Học Lớp 12. Các bạn phải nhận biết được hiện tượng liên kết gen. Giải thích được cơ sở tế bào học của hiện tượng liên kết gen và hoán vị gen. Nêu được ý nghĩa của hiện tượng liên kết gen và hoán vị gen. Mời các bạn theo dõi ngay dưới đây.
– Trong quá trình giảm phân, các NST tương đồng có thể trao đổi các đoạn tương đồng cho nhau dẫn đến hoán vị gen, làm xuất hiện các tổ hợp gen mới.
– Tần số hoán vị gen là thước đo khoảng cách tương đối giữa các gen trên NST. Tần số hoán vị gen dao động từ 0% đến 50%.HocTapHay.Com
I. Liên Kết Gen
Câu hỏi 1 bài 11 trang 46 SGK sinh học lớp 12: Dưới đây là kết quả thí nghiệm lai ruồi giấm của Moocgan. Hãy giải thích kết quả của các phép lai và viết sơ đồ lai từ P đến \(F_2\).
\(\)\(P_{t/c}:\) ♀ Thân xám, cánh dài × ♂ Thân đen, cánh cụt\(F_1:\) 100% Thân xám, cánh dài
♂ Thân xám, cánh dài × ♀ Thân đen, cánh cụt
\(F_a:\) 1 thân xám, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt
Giải:
– \(F_1\) thân xám, cánh dài → Thân xám trội so với thân đen; cánh dài trội so với cánh cụt và \(F_1\) dị hợp tử hai cặp gen
– \(F_2\) phân li 1:1 là kết quả của phép lai phân tích con đực \(F_1\), con cái thân đen cánh cụt chỉ cho 1 loại giao tử, con đực cho 2 loại giao tử với tỷ lệ 1 : 1 → Hai gen quy định hai tính trạng màu thân và chiều dài cánh cùng nằm trên một NST và không có hoán vị gen.
Quy ước: A – thân xám, a – thân đen; B – cánh dài; b – cánh cụt
– Sơ đồ lai:
\(P_{t/c}:\) ♀ \(\frac{AB}{AB}\) × ♂ \(\frac{ab}{ab}\)
\(F_1: \frac{AB}{ab}\)
♂ \(\frac{AB}{ab}\) × ♀ \(\frac{ab}{ab}\)
\(F_2: 1\frac{AB}{ab} : 1 \frac{ab}{ab}\)
Kiểu hình: 1 thân xám, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt
Mỗi NST gồm một phân tử ADN, mỗi gen chiếm một vị trí xác định trên phân tử ADN (lôcut). Do vậy, các gen trên cùng một NST thường di truyền cùng nhau.
Các gen thường xuyên di truyền cùng nhau được gọi là liên kết với nhau. Nhóm gen trên cùng một NST di truyền cùng nhau được gọi là một nhóm gen liên kết. Số lượng nhóm gen liên kết của một loài thường bằng số lượng NST trong bộ NST đơn bội. Tuy nhiên, các gen trên cùng một NST không phải lúc nào cũng di truyền cùng nhau.
II. Hoán Vị Gen
1. Thí nghiệm của Moocgan và hiện tượng hoán vị gen
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 (T.H. Morgan). Ông đã tiến hành các thí nghiệm sau đây ở ruồi giấm:
\(P_{t/c}:\) ♀ Thân xám, cách dài × ♂ Thân đen, cánh cụt
\(F_1:\) 100% thân xám, cánh dài
♀ \(F_1\) Thân xám, cánh dài × ♂ Thân đen, cánh cụt
\(F_a:\) 965 thân xám, cánh dài
944 thân đen, cánh cụt
206 thân xám, cánh cụt
185 thân đen, cánh dài
Kết quả của phép lai phân tích không cho tỉ lệ phân li kiểu hình : 1 thân xám, cánh dài : 1 thân xám, cánh cụt :1 thân đen, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt theo quy luật phân li độc lập của Menđen.
2. Cơ Sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gen
Để giải thích kết quả trên, 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. Tuy nhiên, trong quá trình giảm phân hình thành giao tử cái, ở một số tế bào, khi các NST tương đồng tiếp hợp với nhau, giữa chúng xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn NST (gọi là trao đổi chéo). Kết quả là các gen có thể đổi vị trí cho nhau và làm xuất hiện các tổ hợp gen mới. Người ta gọi hiện tượng đổi vị trí gen như vậy là hoán vị gen.
Hình 11 giải thích quá trình trao đổi chéo dẫn đến hình thành các giao tử có tổ hợp gen mới ở ruồi cái \(F_1\). Chúng ta quy ước : gen A quy định thân xám, a quy định thân đen, gen B quy định cánh dài, gen b quy định cánh cụt.
Hình 11 cũng giải thích cách tính tần số hoán vị gen trong phép lai phân tích giữa ruồi cái F, thân xám, cánh dài với ruồi đực thân đen, cánh cụt nêu ở mục II.1.
Tần số hoán vị gen được tính bằng tỉ lệ phần trăm số cá thể có tái tổ hợp gen. Người ta có thể xác định được những cá thể có kiểu hình tái tổ hợp dựa trên số lượng tương đối của chúng. Số lượng cá thể có kiểu hình tái tổ hợp thường nhỏ hơn số lượng cá thể có kiểu hình bình thường.
Trong thí nghiệm của Moocgan nêu trên, tần số hoán vị gen có thể được tính như sau:
Tần số hoán vị gen \(= \frac{206 + 185}{965 + 944 + 206 + 185} × 100 = 17\%\)
Tần số hoán vị gen dao động 0% – 50%. Hai gen nằm càng gần nhau thì tần số trao đổi chéo càng thấp. Hai gen nào đó, ví dụ gen A và B, nằm xa nhau trên một NST tới mức mỗi tế bào khi giảm phân đều có trao đổi chéo xảy ra giữa chúng thì tần số hoán vị gen giữa A và B bằng 50%.
Tần số hoán vị gen giữa 2 gen không bao giờ vượt quá 50% cho dù giữa 2 gen có xảy ra bao nhiêu trao đổi chéo.
Để tiện theo dõi, khi viết sơ đồ lai cho trường hợp các gen liên kết, người ta thường viết các gen liên kết trên mỗi gạch (tượng trưng cho 1 NST).
Cụ thể phép lại phân tích nêu trên có thể biểu diễn như sau:
III. Ý Nghĩa Của Hiện Tượng Liên Kết Gen Và Hoán Vị Gen
1. Ý nghĩa của hiện tượng liên kết gen
Các gen nằm trên một NST thường di truyền cùng nhau. Vì vậy, trong tự nhiên, nhiều gen khác nhau giúp sinh vật thích nghi với môi trường có thể được tập hợp trên cùng một NST. Các gen được tập hợp trên cùng NST luôn di truyền cùng nhau nên giúp duy trì sự ổn định của loài.
Trong công tác chọn giống, các nhà khoa học có thể dùng biện pháp gây đột biến chuyển đoạn để chuyển những gen có lợi vào cùng một NST nhằm tạo ra các giống có những đặc điểm mong muốn.
2. Ý nghĩa của hiện tượng hoán vị gen
Hiện tượng hoán vị gen do trao đổi chéo giữa các NST tương đồng thường xảy ra trong quá trình giảm phân dẫn đến tạo ra các giao tử mang các tổ hợp gen mới. Do vậy, trao đổi chéo là một trong số các cơ chế tạo ra biến dị tổ hợp ở các loài sinh sản hữu tính, tạo nên nguồn biến dị di truyền cho quá trình tiến hoá.
Nghiên cứu tần số hoán vị gen giữa các gen với nhau, các nhà khoa học có thể thiết lập được khoảng cách tương đối giữa các gen trên NST. Công việc này được gọi là lập bản đồ di truyền. Khoảng cách giữa các gen trong bản đồ di truyền được đo bằng tần số hoán vị gen. Xtiutơvơn (Sturtevant) là người đầu tiên đưa ra phương pháp xác định bản đồ di truyền dựa trên tần số tái tổ hợp gen. Ông cho rằng các gen nằm càng xa nhau trên NST thì xác suất để trao đổi chéo xảy ra giữa chúng càng lớn và có thể dùng tần số hoán vị gen làm thước đo khoảng cách tương đối giữa các gen. Đơn vị đo khoảng cách gen được tính bằng 1% tần số hoán vị gen (để tôn vinh Moocgan, 1% hoán vị gen được gọi là 1 centimoocgan, cM).
Bản đồ di truyền cho ta lợi ích gì? Cho dù hiện nay chúng ta có thể giải mã hoàn toàn bộ gen của một loài sinh vật và biết được chính xác vị trí các gen trên NST thì bản đồ di truyền vẫn rất có giá trị. Lí do là nếu biết được tần số hoán vị gen giữa hai gen nào đó thì có thể tiên đoán được tần số các tổ hợp gen mới trong các phép lại. Điều này rất có ý nghĩa trong công tác chọn giống cũng như trong nghiên cứu khoa học.
Câu Hỏi Và Bài Tập
Hướng dẫn giải bài tập SGK Bài 11: Liên Kết Gen Và Hoán Vị 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 49 SGK Sinh Học Lớp 12
Làm thế nào có thể phát hiện được 2 gen nào đó liên kết hay phân li độc lập?
Bài Tập 2 Trang 49 SGK Sinh Học Lớp 12
Có thể dùng những phép lai nào để xác định khoảng cách giữa 2 gen trên NST? Phép lai nào hay được dùng hơn? Vì sao?
Bài Tập 3 Trang 49 SGK Sinh Học Lớp 12
Ruồi giấm có 4 cặp NST. Vậy ta có thể phát hiện được tối đa là bao nhiêu nhóm gen liên kết?
Bài Tập 4 Trang 49 SGK Sinh Học Lớp 12
Làm thế nào có thể chứng minh được 2 gen có khoảng cách bằng 50cM lại cùng nằm trên một NST?
Tóm Tắt Lý Tuyết
Lý thuyết Bài 11: Liên kết gen và hoán vị gen Sách giáo khoa Sinh học 12 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu có sơ đồ tư duy.
I. Liên Kết Gen
1. Thí nghiệm
Đối tượng: Ruồi giấm
2. Giải thích
– \(P_{t/c} → F_1\) dị hợp 2 cặp gen nhưng \(F_a\) chỉ cho 2 kiểu hình với tỉ lệ \(1 : 1 → F_1\) chỉ cho 2 loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau.
– Các gen qui định các tính trạng khác nhau (màu thân, dạng cánh) cùng nằm trên 1 NST và di truyền cùng nhau.
3. Sơ đồ lai
\(P_{t/c}:\) ♀ \(\frac{AB}{AB}\) thân xám, cánh dài × ♂ \(\frac{ab}{ab}\) thân đen, cánh ngắn
\(F_1: \frac{AB}{ab}\) 100% thân xám, cánh dài
Lai pt: ♂ \(\frac{AB}{ab}\) thân xám, cánh dài × ♀ \(\frac{ab}{ab}\) thân đen, cánh ngắn
\(F_b: 1\frac{AB}{ab}\) xám, dài : \(1\frac{ab}{ab}\) đen, ngắn
4. Kết luận
– Liên kết gen là hiện tựong 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.
II. Hoán Vị Gen
1. Thí nghiệm của Moocgan và hiện tượng hoán vị gen
Thí nghiệm:
\(P_{t/c}:\) Xám, dài × Đen, cụt.
\(F_1:\) 100% Xám, dài
\(P_a:\) Cái \(F_1\) xám, dài × Đực đen, cụt
\(F_a:\) 0,451 xám, dài: 0,451 đen, cụt: 0,085 xám, cụt: 0,085 đen, dài.
Giải thích:
– \(F_a\) cũng cho ra 4 kiểu hình nhưng tỉ lệ khác với quy luật Menđen (1 : 1 : 1 : 1).
– Các gen qui định các tính trạng khác nhau cùng nằm trên 1 NST thì di truyền cùng nhau nhưng trong quá trình giảm phân tạo giao tử ở một số tế bào xảy ra tiếp hợp và trao đổi chéo giữa các NST tương đồng.
Sơ đồ lai:
\(P_{t/c}: \frac{AB}{AB}\) Thân xám, cánh dài × \(\frac{ab}{ab}\) Thân đen, cánh cụt
\(G_p:\) AB ab
\(F_1: \frac{AB}{ab}\) (100% Thân xám, cánh dài)
\(P_a:\) ♀ \(F_1\frac{AB}{ab}\) (Thân xám, cánh dài) × ♂ \(\frac{ab}{ab}\) (Thân đen, cánh cụt)
G: 0,415 AB; 0,4115 ab; 0,085 Ab; 0,085 aB 1ab
\(F_a:\) 0,415 \(\frac{AB}{ab}\) Thân xám, cánh dài; 0,085 \(\frac{Ab}{ab}\) (Thân xám, cánh cụt)
0,415 \(\frac{ab}{ab}\) (Thân đen, cánh cụt); 0,085 \(\frac{ab}{ab}\) (Thân đen, cánh dài)
2. Cơ sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gen
– Các gen trên cùng 1 cặp NST tương đồng có thể đổi chỗ cho nhau do sự trao đổi chéo giữa các crômatic gây nên hiện tượng hoán vị gen.
– Tần số hoán vị:
+ Là tỉ lệ % số cá thể có tái tổ hợp (% các giao tử mang gen hoán vị).
+ Phản ánh khoảng cách tương đối giữa 2 gen không alen trên cùng một NST. Khoảng cách càng lớn thì lực liên kết càng nhỏ và tần số hoán vị gen càng cao. Dựa vào đó người ta lập bản đồ di truyền.
– Tần số hoán vị gen không vượt quá 50%.
III. Ý Nghĩa Của Hiện Tượng Liên Kết Gen Và Hoán Vị Gen
– Liên kết hoàn toàn hạn chế sự xuất hiện biến dị tổ hợp, duy trì sự ổn định của loài, giữ cân bằng hệ sinh thái.
– Hoán vị gen làm tăng biến dị tổ hợp tạo độ đa dạng di truyền.
Ở trên là nội dung Bài 11: Liên Kết Gen Và Hoán Vị 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: liên kết gen, thí nghiệm của Morgan trên ruồi giấm, giải thích kết quả phép lai thuận, sơ đồ lai, hoán vị gen, thí nghiệm của Morgan và hiện tượng hoán vị gen, giải thích cơ sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gen, sơ đồ lai, ý nghĩa của liên kết gen và hoán vị gen. Chúc các bạn hoc 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 10: Tương Tác Gen Và Tác Động Đa Hiệu Của Gen
- Bài 9: Quy Luật Menđen: Quy Luật Phân Li Độc Lập
- Bài 8: Quy Luật Menđen: Quy Luật Phân Li
Trả lời