Bài 11. Liên kết gen và hoán vị gen

BÀI 11 – LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
KIỂM TRA BÀI CŨ
Câu 1: Tương tác gen không alen là gì? Phân biệt tương tác bổ sung với tương tác cộng gộp?
Câu 2: Ở một loài động vật trong một thí nghiệm:
Biết rằng mỗi tính trạng đều do 1 cặp gen quy định.
Pt/c : ♀ (♂) Xám, Dài x ♂ (♀) Đen, Cụt
F1 : 100% Xám, Dài
Nếu đem lai phân tích các cá thể F1 thì kết quả phân li KG, KH ở Fa sẽ như thế nào? Viết sơ đồ lai minh họa?
Trong những năm đầu thế kỷ XX, nhờ ứng dụng di truyền Mendel, các nhà DTH đã phát hiện thêm các hiện tượng như: trội không hoàn toàn, đồng trội, gene gây chết, đa allele, các kiểu tương tác gene, liên kết gen, hoán vị gen, … nhưng các ĐL Menđen lại không đủ cơ sở để giải thích, nhiều luận điểm xuyên tạc chống học thuyết Menđen
Di truyền học đã rơi vào cuộc khủng hoảng về lí luận cũng như cơ sở khoa học.
Nhiệm vụ của DTH lúc này là phải có một học thuyết khoa học đủ sức để giải thích và làm rõ bản chất các hiện tượng di truyền nêu trên và chứng minh tính đúng đắn của các ĐL međen. Đây là tiền đề và động lực cho sự ra đời thuyết di truyền NST. Đứng đầu nhóm nghiên cứu này là ThomasHurt Morgan
Từ 1909 - 1911, Thomas Hunt Morgan cùng với ba cộng sự là Alfred H.Sturtevant, Calvin Bridges và Herman J. Muller đã xây dựng thành công thuyết di truyền nhiễm sắc thể (chromosome theory of inheritance) dựa trên đối tượng nghiên cứu là ruồi giấm(ruồi quả) Drosophila melanogaster.
Morgan đã được trao giải Nobel năm 1933
Thomas Hunt Morgan (1866 – 1945)
1. LIÊN KẾT GEN
1.1. Thí nghiệm của Moocgan
NỘI DUNG
BÀI 11. LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
1.2. Giải thích
1.3. Đặc điểm
1.4. Cơ sở tế bào học
1.5. Ý nghĩa
2. HOÁN VỊ GEN
2.1. Thí nghiệm của Moocgan
2.2. Giải thích
2.3. Đặc điểm
2.4. Cơ sở tế bào học
2.5. Ý nghĩa
X
Pt/c:
Thân xám
Cánh dài
Thân đen
Cánh cụt
100% Thân xám, cánh dài
F1 :
1.1. Thí nghiệm Moocgan:
1. Liên kết gen
BÀI 11. LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
Dựa vào kiến thức đã học em hãy biện luận để tìm KG của P và F1?
1. Liên kết gen
BÀI 11. LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN

Pt/c: thân xám, cánh dài x thân đen, cánh cụt
F1 : 100% thân xám, cánh dài
1.1. Thí nghiệm Moocgan:
Fa : 1 thân xám, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt
Pa : ♂ Xám, Dài(F1) x ♀ Đen, Cụt
Giả sử quy ước:
B: Thân xám > b: Thân đen;
V: Cánh dài > v: cánh cụt
Thực tế kết quả lai phân tích ♂ F1 của Moocgan như thế nào? Giải thích và viết SĐL minh họa?
1.2. Giải thích:
Nếu cho ♂ F1 lai phân tích thì kết quả Fa sẽ như thế nào?
Dựa vào kiến thức đã học em hãy biện luận để tìm KG của F1 và P?
Vì Pt/c và F1:100% thân xám, cánh dài -> thân xám(B) > thân đen(b) ; cánh dài(V) > cánh cụt(v) =>F1 dị hợp 2 cặp gen (Bb, Vv).
Nếu theo QLPLĐL, Fa có 4 KH với tỉ lệ 1:1:1:1 -> thực tế Fa chỉ có 2 KH với tỉ lệ 1:1. Chứng tỏ:
1. Liên kết gen
BÀI 11. LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
1.1. Thí nghiệm Moocgan:
1.2. Giải thích:
Vì Pt/c và F1:100% thân xám, cánh dài -> thân xám(B) > thân đen(b) ; cánh dài(V) > cánh cụt(v) =>F1 dị hợp 2 cặp gen (Bb, Vv).
Nếu theo QLPLĐL, Fa có 4 KH với tỉ lệ 1:1:1:1 -> thực tế Fa chỉ có 2 KH với tỉ lệ 1:1. Chứng tỏ:
+ Ruồi ♂F1 (Bb, Vv) chỉ cho 2 loại giao tử với tỉ lệ bằng nhau.
+ 2 cặp gen(Bb, Vv) phải nằm trên cùng một cặp NSTcùng phân li với nhau trong quá trình hình thành giao tử ->nhóm gen liên kết
1. Liên kết gen
BÀI 11. LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
1.1. Thí nghiệm Moocgan:
1.2. Giải thích:
Sơ đồ lai:
BV
BV
Pt/c:
F1 :
x
(Xám, Dài)
bv
bv
(Đen, cụt)
GP:
BV
;
bv
1
1
BV
bv
100% Xám, Dài
BV
bv
Pa:
x
(Xám, Dài)
bv
bv
(Đen, cụt)
GPa:
BV
;
bv
1/2
1
:
bv
1/2
F1 :
BV
bv
(Xám, Dài)
1/2
:
bv
bv
(Đen, cụt)
1/2
1. Liên kết gen
BÀI 11. LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
1.1. Thí nghiệm Moocgan:
1.2. Giải thích:
1.3. Đặc điểm :
Các gen trên cùng 1 NST phân li cùng nhau và làm thành nhóm gen liên kết.
Số nhóm liên kết ở mỗi loài tương ứng với số NST trong bộ đơn bội(n) của loài đó
Số nhóm tính trạng liên kết tương ứng với số nhóm gen liên kết
Hãy nêu đặc điểm và cơ sở tế bào học của hiện tượng liên kết gen?
1.4. Cơ sở tế bào học:
Trong tế bào, số lượng gen lớn hơn nhiều số NST, nên mỗi NST phải mang nhiều gen.
Sự phân li và tổ hợp của cặp NST tương đồng trong giảm phân và thụ tinh dẫn đến sự phân li và tổ hợp của nhóm gen

liên kết.
1.5. Ý nghĩa
Vậy liên kết gen có ý nghĩa gì trong nghiên cứu và thực tiễn?
Liên kết gen làm hạn chế xuất hiện biến dị tổ hợp, duy trì bền vững từng nhóm tính trạng quy định bởi các gen trên cùng một NST.
Trong chọn giống nhờ liên kết gen mà các nhà chọn giống có khả năng chọn được những nhóm tính trạng tốt luôn đi kèm với nhau.
Fa:
GPa:
Pa:
x
F1
1/2
1/2
1/2
1/2
1
Vậy cơ sở tế bào học của hiện tượng liên kết gen là gì?
X
Pa:
Thân đen
Cánh cụt
0.415
Xám, Dài
Fa :
2.1. Thí nghiệm Moocgan:
2. Hoán vị gen
BÀI 11. LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
Thân xám
Cánh dài
F1
0.415
Đen, cụt
0.085
Xám, cụt
0.085
Xám, cụt
:
:
:
Moocgan đã giải thích kết quả như thế nào?
Dựa vào kiến thức đã học em hãy biện luận để tìm KG của F1 và P?
2. Hoán vị gen
BÀI 11. LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
2.1. Thí nghiệm Moocgan:
Fa : 0.415 Xám, Dài : 0.415 Đen, Cụt
Pa : ♀ Xám, Dài(F1) x ♂ Đen, Cụt
B: Thân xám > b: Thân đen;
V: Cánh dài > v: cánh cụt
2.2. Giải thích:
Ruồi ♀F1 có KG BV/bv, nhưng ở Fa lại xuất hiện 4 KH với tỉ lệ : 0,415 : 0,415 : 0,085 : 0,815 # tỉ lệ 1:1 trong liên kết hoàn toàn ruồi => ruồi ♀F1 BV/bv khi giảm phân cho 4 loại giao tử với tỉ lệ không bằng nhau =>các gen chi phối màu sắc thân và hình dạng cánh khi nằm trên cùng một cặp NST đã liên kết không hoàn toàn với nhau.
Sơ đồ lai minh họa
: 0.085 Xám, Cụt : 0.085 Đen, Dài
2. Hoán vị gen
2.2. Giải thích:
Sơ đồ lai:
BV
BV
Pt/c:
F1 :
x
(Xám, Dài)
bv
bv
(Đen, cụt)
GP:
BV
;
bv
1
1
BV
bv
100% Xám, Dài
BV
bv
Pa:
x
(Xám, Dài)
bv
bv
(Đen, cụt)
GPa:
BV
;
bv
0.415
1
:
bv
0.415
Fa :
BV
bv
Xám, Dài
0.415
:
bv
bv
0.415
Bv
0.085
:
bV
0.085
:
Đen, cụt
Xám, Cụt
Đen, Dài
Bv
bv
0.085
bV
bv
0.085
:
F1
2. Hoán vị gen
BÀI 11. LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
2.3. Đặc điểm :
Các gen cùng nằm trên 1 NST đã liên kết không hoàn toàn với nhau, xảy ra hoán vị gen.
Các gen nằm càng xa nhau thì lực liên kết càng yếu, càng dễ xảy ra hoán vị gen.
Tỉ lệ các loại giao tử mang gen hoán vị phản ánh tần số HVG. Tần số hoán vị gen được tính bằng tổng tỉ lệ các loại giao tử mang gen HV.
Cơ sở tế bòa học của hiện tượng hoán vị gen?
2.1. Thí nghiệm Moocgan:
2.2. Giải thích
2. Hoán vị gen
2.3. Đặc điểm :
2.1. Thí nghiệm
2.2. Giải thích
2.4. Cơ sở tế bào học :
Sự trao đổi chéo giữa các crômatit khác nguồn gốc của cặp NST tương đồng trong tại kì đầu I GF dẫn đến sự trao đổi (hoán vị) giữa các gen trên cùng một cặp NST tương đồng
Hình bên mô tả cơ sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gen
Nguyên nhân nào dẫn dến hiện tượng hoán vị gen
2.5. Ý nghĩa :
- Hoán vị gen làm tăng biến dị tái tổ hợp.
- Ứng dụng để thiết lập bản đồ di truyền.
Vậy hiện tượng hoán vị gen có ý nghĩa gì trong trong nghiên cứu và thực tiễn ?
CỦNG CỐ
D. Tương tác gen.
Câu 1 : Hiện tượng di truyền nào làm hạn chế tính đa dạng của sinh vật ?
A. Liên kết gen.
B. Phân ly độc lập.
C. Hóan vị gen.
D. Sự phân ly độc lập và tổ hợp tự do của các NST.
Câu 2: Cơ sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gen là
A. Trao đổi chéo giữa các crômatit trong NST kép tương đồng ở kỳ đầu giảm phân I.
B. Hóan vị gen xảy ra như nhau ở 2 giới đực, cái.
C. Các gen cùng nằm trên 1 NST bắt đôi không bình thường trong kỳ đầu của giảm phân I.
D. 16%.
Câu 3: Trong quá trình giảm phân ở 1 cơ thể có kiểu gen AB/ab đã xảy ra hoán vị gen với tần số là 32%.
A. 24%.
B. 32%.
C. 8%.
Câu 4: Cho P: AB/ab x ab/ab (xảy ra hoán vị gen với tần số là 0.32), Cho biết không xảy ra đột biến. Tỉ lệ phân li kiểu gen và kiểu hình ở đời sau:
Cho biết không xảy ra đột biến. Tỉ lệ giao tử Ab là:
A.
AB
ab
0.415
:
ab
ab
0.415
:
Ab
ab
0.085
ab
ab
0.085
:
B.
AB
ab
0.320
:
ab
ab
0.320
:
Ab
ab
0.180
ab
ab
0.180
:
C.
AB
ab
0.250
:
ab
ab
0.250
:
Ab
ab
0.250
ab
ab
0.250
:
D.
AB
ab
0.375
:
ab
ab
0.375
:
Ab
ab
0.125
ab
ab
0.125
:
Bài học kết thúc tại đây. Chào, tạm biệt quý Thầy và cô các em !
* Các gen liên kết hoàn toàn
Phương pháp xác định số loại và thành phần giao tử
Căn cứ vào số nhóm gen liên kết trong tế bào để xác định các loại giao tử có thể có khi tế bào giảm phân
Nếu TB có n nhóm gen liên kết, mỗi nhóm có tối thiểu 1 cặp gen dị hợp thì số loại giao tử là: 2n
Nếu TB có n nhóm gen liên kết, các nhóm đều chứa các cặp gen đồng hợp thì số loại giao tử là: 1
Phương pháp viết các kiểu và tỉ lệ các loại giao tử
Có thể dùng sơ đồ phân nhánh hoặc phép nhân đại số cho từng nhóm gen
Áp dụng 1:
Xác số lượng, thành phần KG và tỉ lệ của các giao tử sinh ra trong các trường hợp sau:
Phương pháp viết các kiểu và tỉ lệ các loại giao tử
TB chứa KG:
AB
AB
GF
bình thường
1 AB
TB chứa KG:
ab
ab
GF
bình thường
1 ab
TB chứa KG:
Ab
Ab
GF
bình thường
1 Ab
TB chứa KG:
aB
aB
GF
bình thường
1 aB
TB chứa KG:
ABD
ABD
GF
bình thường
1 ABD
Đồng hợp về các cặp gen
1 loại giao tử
Áp dụng 2:
Xác số lượng, thành phần KG và tỉ lệ của các giao tử sinh ra trong các trường hợp sau:
Phương pháp viết các kiểu và tỉ lệ các loại giao tử
TB chứa KG:
AB
ab
GF
bình thường
Dị hợp về ít nhất 1 cặp gen
AB
ab
1
2
:
1
2
TB chứa KG:
Ab
aB
GF
bình thường
Ab
aB
1
2
:
1
2
TB chứa KG:
AB
Ab
GF
bình thường
AB
Ab
1
2
:
1
2
TB chứa KG:
AB
aB
GF
bình thường
AB
aB
1
2
:
1
2
TB chứa KG:
ABD
abd
GF
bình thường
ABD
abd
1
2
:
1
2
2 loại giao tử
Áp dụng 3:
Xác số lượng, thành phần KG và tỉ lệ của các giao tử sinh ra trong các trường hợp sau:
Phương pháp viết các kiểu và tỉ lệ các loại giao tử
AB
AB
GF
bình thường
AB . DE
1
DE
DE
AB
ab
GF
bình thường
AB . DE
ab . DE
1
2
:
1
2
DE
DE
AB
ab
GF
bình thường
AB . DE
AB . de
1
4
:
1
4
DE
de
ab . DE
ab . de
1
4
:
1
4
AB
ab
1
2
:
1
2
(
)
DE
de
1
2
:
1
2
(
)
* Các gen liên kết không hoàn toàn – hoán vị gen
Phương pháp xác định số loại và thành phần giao tử
Hoán vị gen có thể xảy ra ở những kiểu gen đồng hợp hay chỉ có 1 cặp gen dị hợp nhưng không đưa đến sự tái tổ hợp gen. Vậy điều kiện để tạo ra các giao tử mang tổ hợp gen chéo (giao tử mang gen hoán vị) là mỗi nhóm gen phải chứa 2 cặp gen dị hợp trở lên.
Ví dụ: Xét 2 gen cùng nằm trên một cặp NST, mỗi gen gồm 2 len A, a và B, b thì trong quần thể có 10 KG:
AB
AB
AB
Ab
AB
aB
,
,
AB
ab
Ab
aB
,
Ab
Ab
Ab
ab
aB
aB
,
,
aB
ab
ab
ab
,
,
,
Sinh ra gt mang gen HV
Có 2 loại nhóm giao tử, có tỉ lệ tùy thuộc vào tần số HVG
Giao tử liên kết: Có TL bằng nhau và chiếm TL lớn
Giao tử hoán vị: Có TL bằng nhau và chiếm TL nhỏ
Giả sử mỗi nhóm gen chỉ mang 2 cặp gen dị hợp khi giảm phân tạo ra 4 loại giao tử, trong đó có:
2 loại gt liên kết: Có TL bằng nhau và chiếm TL > 25%
2 loại gt hoán vị: Có TL bằng nhau và chiếm TL < 25%
Ví dụ:
FG
fg
Khi tế bào có KG
giảm phân xảy ra HVG
F
G
GT liên kết:
FG
fg
,
Hãy xác định số loại và kiểu gen của các giao tử có thể được tạo ra
F
G
f
g
f
g
f
g
F
G
F
G
f
g
f
g
F
G
f
g
F
G
g
F
G
f
GT hoán vị:
Fg
fG
,
Tại kì đầu I của giảm phân, xảy ra tiếp hợp và trao đổi đoạn tương ứng giữa 2 crômatic không chị em của cặp NST kép tương đổng, làm xuất hiện các giao tử mang gen hoán vị (tổ hợp gen chéo).
Do HVG chỉ xảy ra ở 2/4 crômatic, mặt khác không phải mọi tế bào khi giảm phân đều xảy ra hoán vị gen do vậy :
- Tần số hoán vị gen f = 0% - 50% và bằng tổng các loại giao tử HV
- Các giao tử HV có tỉ lệ bằng nhau (và chiếm tỉ lệ nhỏ)
Các giao tử LKG có tỉ lệ bằng nhau (và chiếm tỉ lệ lớn)
Tổng các loại gt = 100% hay 1, tổng 2 loại gt LK và HV = 50% (hay 1/2)
GT hoán vị:
Fg
fG
=
Xác định tỉ lệ các loại giao tử
=
f
2
GT liên kết:
FG
fg
=
=
f
2
1
2
Nếu mỗi nhóm gen mang 3 cặp gen dị hợp khi giảm phân có thể tạo ra 8 loại giao tử:
2 loại gt liên kết: Có TL bằng nhau và chiếm TL > 12.5%
2 loại gt sinh ra do TĐC tại 2 điểm (TĐC kép)
Ví dụ:
4 loại gt sinh ra do TĐC tại 1 điểm(TĐC đơn)
ABD
abd
Khi tế bào có KG
giảm phân xảy ra HVG
A
B
D
a
b
d
GT liên kết:
ABD
abd
,
GTHV,TĐC tại 1 điểm
Abd
aBD
,
ABd
abD
,
,
GTHVTĐC kép
AbD
,
aBd
Hãy xác định số loại và kiểu gen của các giao tử có thể được tạo ra