Bài 14: Di truyền và liên kết - Sinh học 12 nâng cao

Phần 1: Câu hỏi thảo luận

Câu hỏi Sinh 12 nâng cao Bài 14 trang 54: Dựa vào kết quả phép lai trên hãy cho biết:

- 4 kiểu hình được hình thành từ mấy kiểu tổ hợp giao tử (hợp tử)?

- Ruồi đực thân đen, cánh cụt cho loại giao tử nào?

- Ruồi cái F1 cho mấy loại giao tử với những tỉ lệ tương ứng như thế nào?

- Vì sao lại xuất hiện những loại giao tử không do liên kết gen hoàn toàn tạo thành?

Trả lời:

- 4 kiểu hình được hình thành từ 4 kiểu tổ hợp giao tử (hợp tử). Trong đó, ruồi đực thân đen, cánh cụt có kiểu gen đồng hợp lặn (bv/bv) chỉ tạo 1 loại giao tử → còn ruồi cái F1 (BV/bv) sẽ tạo 4 loại giao tử.

- Ruồi đực thân đen, cánh cụt (bv/bv) tại 1 loại giao tử: bv.

- Ruồi cái F1 tạo 4 loại giao tử với tỉ lệ:

BV = bv = 0,415

Bv = bV = 0,085

- Xuất hiện những giao tử không do liên kết gen hoàn toàn tạo thành do trong quá trình phát sinh giao tử, gen V và v trên cặp NST tương đồng có thể đổi chỗ cho nhau tạo các giao tử Bv = bV.

Phần 2: Câu hỏi và thảo luận

Bài 1 trang 58 sgk Sinh học 12 nâng cao: Em hãy giải thích kết quả thí nghiệm của Moocgan. Từ đó rút ra những nhận xét gì về sự di truyền liên kết hoàn toàn.

Trả lời:

* Kết quả thí nghiệm của Moocgan như sau:

- Thân xám luôn đi kèm với cánh dài, thân đen luôn đi kèm với cánh cụt. Vì vậy, màu sắc thân và hình dạng cánh di truyền liên kết với nhau.

- Trong phát sinh giao tử đực, gen B và V liên kết hoàn toàn, gen b và v cũng vậy.

- Các gen nằm trên một NST cùng phân li và tổ hợp với nhau trong quá trình giảm phân, thụ tinh đưa đến sự di truyền đồng thời của nhóm tính trạng do chúng quy định.

Các gen nằm trên một NST tạo thành một nhóm gen liên kết. Số nhóm gen liên kết ở mỗi loài bằng số NST trọng bộ đơn bội (n) của loài đó. Số nhóm tính trạng di truyền liên kết tương ứng với số nhóm gen liên kết.

* Nhận xét:

- Các gen nằm trên một NST phân li cùng với nhau và làm thành một nhóm gen liên kết. Số nhóm gen liên kết ở mỗi loài tương ứng với số NST trong đơn bội (n) của loài đó.

- Sự trao đổi chéo những đoạn tương ứng của cặp NST tương đồng trong phát sinh giao tử đưa đến sự hoán vị của các gen tương ứng, đã tổ hợp lại các gen không alen trên NST, do đó làm xuất hiện biến dị tổ hợp. Tần số hoán vị gen được xác định bằng tỉ lệ % các giao tử mang gen hoán vị. Tần số hoán vị gen phản ánh khoảng cách tương đối giữa 2 gen trên NST theo tương quan thuận.

- Liên kết gen hoàn toàn đảm bảo sự di truyền ổn định của nhóm tính trạng quý. Hoán vị gen làm tăng số biến dị tổ hợp, tạo ra nhóm liên kết quý, là cơ sở lập bản đồ di truyền.

Bài 2 trang 58: Em hãy giải thích cơ sở tế bào học của hoán vị gen. Tại sao tần số hoán vị gen không vượt quá 50%?

Trả lời:

* Cơ sở tế bào học của hoán vị gen như sau:

- Sự trao đổi chéo của từng đoạn tương đồng giữa hai nhiễm sắc tử (crômatit) không chị em trong cặp NST kép tương đồng ở kì đầu của lần phân bào I trong giảm phân, dẫn đến sự hoán vị của các gen tương ứng, đã tổ hợp lại các gen không alen trên NST, từ đó tạo ra loại giao tử có gen hoán vị có tỉ lệ luôn bằng nhau → giao tử liên kết cũng luôn bằng nhau. Tần số hoán vị gen được xác định bằng tỉ lệ % các giao tử mang gen hoán vị. Tần số hoán vị gen phản ánh khoảng cách tương đối giữa 2 gen trên NST theo tương quan thuận.

* Tần số hoán vị gen không vượt quá 50% là vì:

- Các gen trong nhóm liên kết có khuynh hướng liên kết là chủ yếu.

- Sự trao đổi chéo thường diễn ra giữa 2 trong 4 crômatit của cặp NST tương đồng.

- Không phải mọi tế bào sinh dục khi giảm phân đều diễn ra trao đổi chéo để tạo ra tái tổ hợp gen.

Bài 3 trang 58: Nêu ý nghĩa của di truyền liên kết.

Trả lời:

- Ý nghĩa của di truyền liên kết:

- Di truyền liên kết hoàn toàn: Hạn chế sự xuất hiện của biến dị tổ hợp, đảm bảo sự di truyền ổn định của từng nhóm tính trạng quý được quy định bởi các gen trên một nhiễm sắc thể. Nhờ đó, trong chọn giống người ta có thể chọn được những nhóm tính trạng quý luôn luôn đi kèm với nhau.

- Di truyền liên kết không hoàn toàn: Làm tăng biến dị tổ hợp, tạo nhóm gen liên kết quý, có ý nghĩa quan trọng trong chọn giống và tiến hóa. Thông qua việc xác định tần số hoán vị gen, người ta lập bản đồ di truyền, nhờ đó có thể rút ngắn thời gian tạo giống, không phải chọn mò mẫm, ngẫu nhiên.

Bài 4 trang 58: Khi lai thuận và nghịch hai thứ đậu thuần chủng hạt trơn, có tua cuốn và hạt nhăn, không có tua cuốn với nhau đều được F₁ toàn hạt trơn có tua cuốn. Sau đó, cho F₁ giao phấn với nhau được F₂ có tỉ lệ 3 hạt trơn, có tua cuốn: 1 hạt nhăn, không có tua cuốn.

a. Giải thích và viết sơ đồ lai từ P đến F₂.

b. Để thế hệ sau có tỉ lệ: 1 hạt trơn, có tua cuốn: 1 hạt trơn, không có tua cuốn: 1 hạt nhăn, có tua cuốn: 1 hạt nhăn, không có tua cuốn thì bố mẹ phải có kiểu gen và kiểu hình như thế nào? Cho biết mỗi gen quy định một tính trạng nêu trên.

Trả lời:

a. F₁ toàn hạt trơn, có tua cuốn → Tính trạng hạt trơn, có tua cuốn trội hoàn toàn so với hạt nhăn, không có tua cuốn.

F₁ dị hợp 2 cặp gen mà F₂ có tỉ lệ: 3 hạt trơn, có tua cuốn: 1 hạt nhăn, không có tua cuốn (khác tỉ lệ 9: 3: 3: 1) → Hai cặp gen này cùng nằm trên một cặp NST tương đồng và liên kết hoàn toàn với nhau.

- Quy ước gen:

A – hạt trơn trội hoàn toàn; a – hạt nhăn

B – có tua cuốn trội hoàn toàn; b – không có tua cuốn

- Sơ đồ lai:

P: AB//AB x ab//ab

GP: AB ab

F₁: AB//ab (100% hạt trơn, có tua cuốn)

F₁ × F₁: AB//ab x AB//ab

GP: AB, ab AB, ab

F₂: 1AB//AB: 2 AB//ab: 1ab//ab

Kiểu hình: (3 hạt trơn, có tua cuốn: 1 hạt nhăn, không có tua cuốn)

b. F₁ có kiểu hình hạt nhăn, không có tua cuốn → cả bố và mẹ đều cho giao tử ab.

F₁ có 4 loại kiểu hình → cả bố và mẹ đều tạo 2 loại giao tử.

F₁ có kiểu hình hạt trơn, không có tua cuốn Ab//ab → P tạo giao tử Ab.

F₁ có kiểu hình hạt nhăn, có tua cuốn aB//ab → P tạo giao tử aB.

Vậy: P có kiểu hình hạt trơn, không có tua cuốn (Ab//ab) và hạt nhăn, có tua cuốn (aB//ab).

- Sơ đồ lai:

P: Ab//ab x aB//ab

GP: Ab, ab aB, ab

F₁: Ab//aB, Ab//ab, aB//ab, ab//ab

Kiểu hình: 1 hạt trơn, có tua cuốn: 1 hạt trơn, không có tua cuốn: 1 hạt nhăn, có tua cuốn: 1 hạt nhăn, không có tua cuốn.

Bài 5 trang 58: Cho 2 dòng ruồi giấm thuần chủng thân xám, cánh dài và thân đen, cánh cụt giao phối với nhau được F₁ toàn ruồi thân xám, cánh dài. Sau đó, cho F₁ giao phối với nhau được F₂ có tỉ lệ 0,705 thân xám, cánh dài; 0,205 thân đen, cánh cụt; 0,045 thân xám, cánh cụt; 0,045 thân đen, cánh dài.

a. Giải thích và viết sơ đồ lai từ P đến F₂.

b. Cho con đực thân đen, cánh cụt và con cái thân xám, cánh dài ở F₂ giao phối với nhau thì kết quả ở F₃ sẽ thế nào để xác định được con cái F₂ dị hợp tử về 2 cặp gen?

Trả lời:

a. - Xét từng cặp tính trạng:

Thân xám: Thân đen = 3: 1 → Thân xám trội hoàn toàn so với thân đen

Cánh dài: Cánh cụt = 3: 1 → Cánh dài trội hoàn toàn so với cánh cụt

- Xét chung 2 cặp tính trạng:

F₂ phân li: 0,705 thân xám, cánh dài: 0,205 thân đen, cánh cụt: 0,045 thân xám, cánh cụt: 0,045 thân đen, cánh dài (khác tỉ lệ 9: 3: 3: 1) → Hai cặp gen quy định hai cặp tính trạng di truyền liên kết không hoàn toàn, hoán vị gen xảy ra ở ruồi cái.

- Quy ước gen:

B – thân xám trội hoàn toàn; b – thân đen

V – cánh dài trội hoàn toàn; v – cánh cụt

F₂ có kiểu hình thân đen, cánh cụt (bv//bv) = 0,205 = 0,5 (giao tử bv ở ruồi đực) × 0,41 (giao tử bv ở ruồi cái)

Ruồi cái F₁ tạo giao tử bv = 0,41 > 0,25 → bv là giao tử liên kết.

→ Tần số hoán vị gen = (0,5 – 0,41) × 2 = 0,18 = 18%

- Sơ đồ lai:

P: BV//BV x bv//bv

(thân đen, cánh cụt)

GP: BV bv

F₁: BV//bv (100% thân xám, cánh dài)

F₁ × F₁: ♂ BV//bv x ♀ BV//bv

(thân xám, cánh dài) (thân xám, cánh dài)

GP: BV = bv = 0,5 BV = bv = 0,41

Bv = bV = 0,09

F₂:

	BV = 0,41	bv = 0,41	Bv = 0,09	bV = 0,09
BV = 0,5	BV//BV = 0,205	BV//bv = 0,205	BV//Bv = 0,045	BV//bV = 0,045
Bv = 0,5	BV//Bv = 0,205	Bv//bv = 0,205	Bv//Bv = 0,045	Bv//bV = 0,045

F₂: 0,705 thân xám, cánh dài: 0,205 thân đen, cánh cụt: 0,045 thân xám, cánh cụt: 0,045 thân đen, cánh dài.

b. F₂ thân xám, cánh dài có kiểu gen: BV//bv và Bv//bV.

- Sơ đồ lai:

TH1: F₂ thân xám, cánh dài có kiểu gen: BV//bv

F₂ × F₂: ♂ bv//bv x ♀ BV//bv

(thân đen, cánh cụt) (thân xám, cánh dài)

GP: bv BV = bv = 0,41

Bv = bV = 0,09

F₃: BV//bv = 0,41; bv//bv = 0,41; Bv//bv = 0,09; bV//bv = 0,09

Kiểu hình: 0,41 thân xám, cánh dài: 0,41 thân đen, cánh cụt: 0,09 thân xám, cánh cụt: 0,09 thân đen, cánh dài.

TH2: F₂ thân xám, cánh dài có kiểu gen: Bv//Bv

F₂ × F₂: ♂ bv//bv x ♀ Bv//bV

(thân đen, cánh cụt) (thân xám, cánh dài)

GP: bv Bv = bV = 0,41

BV = bv = 0,09

F₃: Bv//bv = 0,41; bV//bv = 0,41; BV//bv = 0,09; bv//bv = 0,09

Kiểu hình: 0,41 thân xám, cánh cụt: 0,41 thân đen, cánh dài: 0,09 thân xám, cánh dài: 0,09 thân đen, cánh cụt.

Bài 6 trang 58: Hãy chọn phương án trả lời đúng. Bản đồ di truyền có vai trò gì trong công tác giống?

A. Xác định được vị trí các gen quy định các tính trạng có giá trị kinh tế.

B. Xác định được vị trí các gen quy định các tính trạng không có giá trị kinh tế.

C. Rút ngắn thời gian chọn cặp giao phối, do đó rút ngắn thời gian tạo giống.

D. Xác định được vị trí các gen quy định các tính trạng cần loại bỏ.

Trả lời:

Đáp án đúng là C. Rút ngắn thời gian chọn cặp giao phối, do đó rút ngắn thời gian tạo giống.

Bài trước: Bài 13: Sự tác động của nhiều gen và tính đa hiệu của gen - Sinh học 12 nâng cao Bài tiếp: Bài 15: Di truyền liên kết với giới tính - Sinh học 12 nâng cao