Xây dựng công thức xác định tỉ lệ kiểu hình đồng hợp lặn ở thế hệ con trong các phép lai hai cặp tính trạng trội lặn hoàn toàn có hoán vị gen
- 18 trang
- file .pdf
A – ĐẶT VẤN ĐỀ
Một thực tế đã và đang tồn tại trong việc dạy, học, thi đối với bộ môn
Sinh học là thời lượng chính dành cho việc dạy và học bộ môn ở trên lớp
đang còn quá ít, trong khi đó quá trình thi, kiểm tra, đánh giá thì thường đòi
hỏi rất cao, yêu cầu học sinh không chỉ nhớ, hiểu, mà còn phải biết vận dụng
kiến thức để giải quyết nhiều tình huống đặt ra, đặc biệt là những tình huống
liên quan đến di truyền. Trong các dạng bài tập di truyền thì bài tập di truyền
dạng hoán vị gen thường được sử dụng đưa vào trong các đề thi như đề thi
tuyển sinh đại học, cao đẳng qua các năm, đề thi học sinh giỏi qua các năm.
Trên thực tế, việc hướng dẫn học sinh giải các bài tập di truyền dạng hoán vị
gen thường gặp rất nhiều khó khăn, nhất là những bài tập dữ kiện đề bài cho
rất ít, đề bài chưa cho biết tỷ lệ kiểu hình đồng hợp lặn ở thế hệ sau. Những
bài tập dạng như thế này thường gây không ít khó khăn cho cả người dạy và
người học, giáo viên thì lúng túng trong việc tìm cách giải cho học sinh dễ
hiểu, học sinh thì lúng túng, khó hiểu nên thường không giải được, hoặc giải
được nhưng phải mất rất nhiều thời gian. Để khắc phục hiện trạng này, trong
quá trình giảng dạy bộ môn tôi đã luôn để tâm tìm kiếm những phương pháp
giải đơn giản, dễ hiểu, dễ áp dụng mà hiệu quả lại nhanh và chính xác nhằm
giúp học sinh có thể giải các bài tập di truyền hoán vị gen một cách hứng thú,
nhanh gọn, chính xác. Vì vậy tôi đã quyết định lựa chọn đề tài Xây dựng
công thức xác định tỷ lệ kiểu hình đồng hợp lặn ở thế hệ con trong các
phép lai hai cặp tính trạng trội lặn hoàn toàn có hoán vị gen.
B – GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. Cơ sở lý luận của vấn đề.
Khái niệm hoán vị gen: Các gen trên cùng nhiễm sắc thể (NST) có thể
đổi chỗ cho nhau do sự trao đổi chéo giữa các cromatit trong quá trình giảm
phân tạo nên hiện tượng di truyền hoán vị gen.
Tần số hoán vị gen (f) được tính bằng tỷ lệ phần trăm các giao tử mang
gen hoán vị trên tổng số giao tử được sinh ra.
Tần số hoán vị gen thể hiện lực liên kết giữa các gen không alen trên
cùng NST. Tần số hoán vị gen càng cao thì lực liên kết càng nhỏ, tần số hoán
vị gen càng nhỏ thì lực liên kết càng lớn. Xu hướng chủ yếu của các gen là
liên kết, vì vậy f 50% (dấu bằng chỉ xảy ra khi tất cả các tế bào đều xảy ra
hoán vị gen).
Tần số hoán vị gen thể hiện khoảng cách tương đối giữa các gen, vì vậy
nó được ứng dụng để lập bản đồ di truyền (bản đồ gen) là một bản đồ chỉ ra vị
trí xắp xếp tương đối giữa các gen dựa trên tần số hoán vị gen.
1
Hoán vị gen là hiện tượng di truyền lần đầu tiên được Moocgan phát
hiện trên đối tượng ruồi giấm, sau đó người ta nhận thấy hiện tượng di truyền
này gặp ở hầu hết các loài sinh vật. Trên đối tượng ruồi giấm, hoán vị gen chỉ
xảy ra ở ruồi giấm cái. Ở các đối tượng khác, hoán vị gen có thể xảy ra ở giới
đực hoặc cả hai giới.
Hoán vị gen chủ yếu xảy ra tại kỳ đầu giảm phân lần 1, nhưng đôi khi
nó cũng diễn ra trong quá trình nguyên phân.
2. Thực trạng của vấn đề
Giải các bài tập hoán vị gen trong trường hợp chưa cho biết tỷ lệ của
thể đồng hợp lặn là một trong những dạng bài tập khó đối với học sinh.
Ví dụ: Khi cho ruồi giấm thân xám, cánh dài dị hợp tử về hai cặp gen
giao phối với nhau, kết quả ở thế hệ lai thu được 60% ruồi thân xám, cánh
dài. Hãy xác định tần số hoán vị gen?
Để giải loại bài tập dạng như thế này, hiện nay giáo viên thường hướng
dẫn học sinh giải theo phương pháp đặt ẩn phụ, cách giải này tốn rất nhiều
thời gian và công sức mà học sinh lại khó hiểu. Trong khi đó những năm gần
đây trong các đề thi cấp quốc gia (thi tốt nghiệp, thi đại học, cao đẳng và
trung học chuyên nghiệp), thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh hầu như đều có
những bài toán về di truyền hoán vị gen. Vì vậy, trong quá trình giảng dạy bộ
môn Sinh học, tôi đã luôn luôn tìm tòi những phương pháp giải nhanh, đơn
giản, dễ hiểu, hiệu quả cao, chính xác để giúp các em học sinh có thể giải
nhanh, chính xác các bài tập di truyền hoán vị gen. Những bài tập khó như
trên có thể trở nên rất đơn giản nếu như chúng ta tìm được cách để tìm ra
được tỷ lệ của kiểu hình đồng hợp lặn và giải theo tỷ lệ kiểu hình đồng hợp
lặn.
3. Giải pháp và tổ chức thực hiện
3.1. Xây dựng công thức
AB
Trường hợp 1: Bố mẹ đều có kiểu gen dị hợp tử đều ( ), trội lặn
ab
hoàn toàn, hoán vị gen xảy ra ở cả hai bên với tần số khác nhau, một bên là f1,
một bên là f2:
P: Trội, trội x Trội, trội
AB AB
ab ab
1 f1 1 f2
G: AB = ab = AB = ab =
2 2
Ab = aB = f1/2 Ab = aB = f2/2
2
F:
♀ 1 f2 1 f2
AB f2/2 Ab f2/2 aB ab
♂ 2 2
1 f 1 1 f 2 AB f 2 1 f 1 AB f 2 1 f 1 AB 1 f 1 1 f 2 AB
1 f1 . . . .
AB 2 2 AB 2 2 Ab 2 2 aB 2 2 ab
2
trội, trội trội, trội trội, trội trội, trội
f 1 1 f 2 AB f1 f 2 Ab f1 f 2 Ab f 1 1 f 2 Ab
. .
f1/2 Ab 2 2 Ab 4 Ab 4 aB 2 2 ab
trội, trội trội, lặn trội, trội trội, lặn
f 1 1 f 2 AB f1 f 2 Ab f1 f 2 aB f 1 1 f 2 aB
. .
f1/2 aB 2 2 aB 4 aB 4 aB 2 2 ab
trội, trội trội, trội lặn, trội lặn, trội
1 f1 1 f 1 1 f 2 AB f 2 1 f 1 Ab f 2 1 f 1 aB 1 f 1 1 f 2 ab
ab . . . .
2 2 2 ab 2 2 ab 2 2 ab 2 2 ab
trội, trội trội, lặn lặn, trội lặn, lặn
Từ bảng trên ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội = (3 – f1 – f2 + f1f2).
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn = ( f1 + f2 - f1f2)
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội = ( f1 + f2 - f1f2)
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = (1 – f1 – f2 + f1f2)
4
Từ đây ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội – tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2
Đây chính là trường hợp khái quát thứ nhất, bởi vì 0 ≤ f1, f2 ≤ 50%. Khi
một trong hai tần số hoán vị f1, f2 nhận giá trị bằng 0 thì đó chính là trường
hợp hoán vị xảy ra ở một bên, hoặc f1 = f2 thì đây là trường hợp tần số hoán vị
gen xảy ra ở hai bên với tần số bằng nhau thì các công thức trên vẫn đúng.
3
Ab
Trường hợp 2: Bố mẹ đều có kiểu gen dị hợp tử lệch ( ), trội lặn
aB
hoàn toàn, hoán vị gen xảy ra ở cả hai bên với tần số khác nhau, một bên là f1,
một bên là f2:
P: Trội, trội x Trội, trội
Ab Ab
aB aB
1 f1 1 f2
G: Ab = aB = Ab = aB =
2 2
AB = ab = f1/2 AB = ab = f2/2
F:
♀ 1 f2 1 f2
f2/2 AB Ab aB f2/2 ab
♂ 2 2
f1 f 2 AB f1 1 f 2 AB f1 1 f 2 AB f1 f 2 AB
. .
f1/2 AB 4 AB 2 2 Ab 2 2 aB 4 ab
trội, trội trội, trội trội, trội trội, trội
f 2 1 f1 AB 1 f1 1 f 2 Ab 1 f1 1 f 2 Ab f 2 1 f1 Ab
1 f1 . . . .
Ab 2 2 Ab 2 2 Ab 2 2 aB 2 2 ab
2
trội, trội trội, lặn trội, trội trội, lặn
f 2 1 f1 AB 1 f1 1 f 2 Ab 1 f1 1 f 2 aB f 2 1 f1 aB
1 f1 . . . .
aB 2 2 aB 2 2 aB 2 2 aB 2 2 ab
2
trội, trội trội, trội lặn, trội lặn, trội
f1/2 ab f 1 f 2 AB f1 1 f 2 Ab f1 1 f 2 aB f1 f 2 ab
. . .
4 ab 2 2 ab 2 2 ab 4 ab
trội, trội trội, lặn lặn, trội lặn, lặn
Từ bảng trên ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội = (2 + f1f2).
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn = (1–f1f2)
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội = (1–f1f2)
4
f1 f 2
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
Từ đây ta có:
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội – tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2
Đây chính là trường hợp khái quát thứ hai, bởi vì 0 ≤ f1, f2 ≤ 50%. Khi
một trong hai tần số hoán vị f1, f2 nhận giá trị bằng 0 thì đó chính là trường
hợp hoán vị xảy ra ở một bên, hoặc f1 = f2 thì đây là trường hợp tần số hoán vị
gen xảy ra ở hai bên với tần số bằng nhau thì các công thức trên vẫn đúng.
AB Ab
Trường hợp 3. Một bên dị hợp tử đều , một bên dị hợp tử lệch , trội
ab aB
lặn hoàn toàn, hoán vị gen xảy ra ở hai bên với tần số f1 và f2.
P: Trội, trội x Trội, trội
AB Ab
ab aB
1 f1 1 f2
G: AB = ab = Ab = aB =
2 2
Ab = aB = f1/2 AB = ab = f2/2
F:
♀ 1 f2 1 f2
f2/2 AB Ab aB f2/2 ab
♂ 2 2
f 2 1 f1 1 f1 1 f 2 1 f1 1 f 2 f 2 1 f1
. . . .
1 f1 2 2 2 2 2 2 2 2
AB
2 AB AB AB AB
trội, trội trội, trội trội, trội trội, trội
AB Ab aB ab
f1 f 2 AB f 1 1 f 2 Ab f 1 1 f 2 Ab f1 f 2 Ab
. .
f1/2 Ab 4 Ab 2 2 Ab 2 2 aB 4 ab
trội, trội trội, lặn trội, trội trội, lặn
f1 f 2 AB f 1 1 f 2 Ab f 1 1 f 2 aB f1 f 2 aB
. .
f1/2 aB 4 aB 2 2 aB 2 2 aB 4 ab
trội, trội trội, trội lặn, trội lặn, trội
1 f1 f 2 1 f 1 AB 1 f 1 1 f 2 Ab 1 f 1 1 f 2 aB f 2 1 f 1 ab
ab . . . .
2 2 2 ab 2 2 ab 2 2 ab 2 2 ab
trội, trội trội, lặn lặn, trội lặn, lặn
Từ bảng trên ta có:
5
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội = (2 + f2 – f1f2)
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn = (1 – f2 + f1f2 )
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội = (1 – f2 + f1f2 )
4
f 2 1 f1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2 2
Từ đây ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội – tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2
Đây chính là trường hợp khái quát thứ ba, bởi vì 0 ≤ f1, f2 ≤ 50%. Khi
một trong hai tần số hoán vị f1, f2 nhận giá trị bằng 0 thì đó chính là trường
hợp hoán vị xảy ra ở một bên, hoặc f1 = f2 thì đây là trường hợp tần số hoán vị
gen xảy ra ở hai bên với tần số bằng nhau thì các công thức trên vẫn đúng.
Trường hợp 4: Trường hợp khái quát cho hai cặp gen qui định hai cặp
tính trạng, trội lặn hoàn toàn cùng nằm trên NST giới tính X không có alen
tương ứng trên Y. Thể đồng hợp XX mang gen dị hợp tử đều XABXab có xảy
ra hoán vị gen với tần số f, thể dị hợp mang gen trội XABY.
P: trội, trội x trội, trội
XABXab XABY
1 f
XAB = Xab = XAB = Y = 1/2
2
Ab aB
X = X = f/2 F:
1 f f f 1 f
XAB XAb XaB Xab
2 2 2 2
1 AB 1 1 f 1 f 1 f 1 1 f
2
X . XABXAB . XABXAb . XABXaB . XABXab
2 2 2 2 2 2 2 2
Trội, trội Trội, trội Trội, trội Trội, trội
1 1 1 f 1 f 1 f 1 1 f
2
Y . XABY . XAbY . XaBY . XabY
2 2 2 2 2 2 2 2
Trội, trội Trội, lặn Lặn, trội Lặn, lặn
6
Từ bảng trên ta có:
3 f
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội =
4
f
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn =
4
f
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội =
4
1 f
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
Từ đây ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội – tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2
Trường hợp 5: Trường hợp khái quát cho hai cặp gen qui định hai cặp
tính trạng, trội lặn hoàn toàn cùng nằm trên NST giới tính X không có alen
tương ứng trên Y. Thể đồng hợp XX mang gen dị hợp tử lệch XAbXaB có xảy
ra hoán vị gen với tần số f, thể dị hợp mang gen trội XABY.
P: trội, trội x trội, trội
XAbXaB XABY
1 f
XAb = XaB = XAB = Y = 1/2
2
XAB = Xab = f/2
F:
f 1 f 1 f f
XAB XAb XaB Xab
2 2 2 2
1 AB 1 f 1 1 f 1 1 f 1 f
X . XABXAB . XABXAb . XABXaB . XABXab
2 2 2 2 2 2 2 2 2
Trội, trội Trội, trội Trội, trội Trội, trội
1 1 f 1 1 f 1 1 f 1 f
2
Y . XABY . XAbY . XaBY . XabY
2 2 2 2 2 2 2 2
Trội, trội Trội, lặn Lặn, trội Lặn, lặn
Từ bảng trên ta có:
7
2 f
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội =
4
1 f
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn =
4
1 f
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội =
4
f
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
Từ đây ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội – tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2
Công thức khái quát: Trong các trường hợp bố, mẹ đem lai dị hợp tử
về hai cặp gen qui định hai cặp tính trạng tương phản trội lặn hoàn toàn thì ở
thế hệ lai ta luôn có:
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = - tỷ lệ kiểu hình trội, lặn
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = - tỷ lệ kiểu hình lặn, trội
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = Tỷ lệ kiểu hình trội, trội -
2
Như vậy trong các trường hợp đề bài chưa cho biết tỷ lệ kiểu hình lặn,
lặn mà mới chỉ biết tỷ lệ kiểu hình trội, trội hoặc trội, lặn hoặc lặn, trội ta đều
có thể đưa về tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn để giải quyết vấn đề của bài toán theo
kiểu đã biết tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn.
Đối với một bài tập di truyền hoán vị gen sẽ trở nên đơn giản khi ta biết
được tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn. Từ tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn ta có thể tính được tần
số hoán vị gen, xác định được kiểu gen của bố, mẹ, viết được sơ đồ lai, xác
định được tỷ lệ phân li kiểu hình và tỷ lệ phân li kiểu gen.
3.2. Một số ví dụ vận dụng.
Ví dụ 1: Ở ruồi giấm, gen A qui định thân xám trội hoàn toàn so với
alen a qui định thân đen. Gen B qui định cánh dài trội hoàn toàn so với alen b
qui định cánh cụt. Cho ruồi giấm thân xám, cánh dài dị hợp tử lai với nhau
thu được thế hệ lai có 60% ruồi giấm thân xám, cánh dài. Hãy xác định kiểu
gen của ruồi giấm đem lai và tần số hoán vị gen.
8
Cách giải thông thường Cách giải vận dụng
Ta có tỷ lệ ruồi giấm thân xám, cánh dài = Ta có tỷ lệ ruồi giấm thân
60%= 0,60 ≠ 9/16 của phần li độc lập và 0,60≠ xám, cánh dài = 60%=
0,75 của liên kết hoàn toàn đây là tỷ lệ của 0,60 ≠ 9/16 của phần li
qui luật hoán vị gen. độc lập và 0,60≠ 0,75 của
Gọi AB = ab = x; Ab = aB = y. liên kết hoàn toàn đây
là tỷ lệ của qui luật hoán
Ta có x + y = 0,5 (1) vị gen.
Xét trường hợp ruồi giấm đực có kiểu gen dị Tỷ lệ kiểu hình đen, cụt =
AB 60% - 50% = 10% ♀ab
hợp tử đều , ta có thế hệ lai:
ab = 10%/50% = 0,2 < 0,25
♀ ♀ab là giao tử hoán vị.
xAB xab yAb yaB Ruồi giấm cái đem lai
♂
Ab
AB AB AB AB có kiểu gen , ruồi đực
0,5AB 0,5x 0,5x 0,5y 0,5y aB
AB ab Ab aB AB
đem lai có kiểu gen
AB ab Ab aB ab
0,5ab 0,5x ab 0,5x ab 0,5y 0,5y
ab ab f = 0,2.2.100% = 40%
Từ bảng trên ta có 1,5x + y =0,6 (2)
Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: x =
0,2; y = 0,3 AB là giao tử mang gen hoán vị
Ab
kiểu gen của ruồi cái đem lai là .
aB
f = 0,2.2.100% = 40%
Xét trường hợp ruồi giấm đực có kiểu gen dị
Ab
hợp tử lệch
aB
Ta có thế hệ lai:
♀ xAB xab yAb yaB
♂
0,5Ab 0,5x AB 0,5x
Ab
0,5y
Ab
0,5y
Ab
Ab ab Ab aB
0,5aB 0,5x AB 0,5x
aB
0,5y
Ab
0,5y
aB
aB ab aB aB
Từ bảng trên ta có: x + y = 0,6 (3)
Hệ phương trình (1) và (3) vô nghiệm
trường hợp ruồi đực dị hợp tử lệch không xảy
ra.
9
Ví dụ 2: Ở ruồi giấm, gen A qui định thân xám trội hoàn toàn so với
alen a qui định thân đen. Gen B qui định cánh dài trội hoàn toàn so với alen b
qui định cánh cụt. Cho ruồi giấm thân xám, cánh dài dị hợp lai với nhau thu
được thế hệ lai có 10% ruồi giấm thân xám, cánh cụt. Hãy xác định kiểu gen
của ruồi giấm đem lai và tần số hoán vị gen.
Cách giải thông thường Cách giải vận dụng
Ta có tỷ lệ ruồi giấm thân xám, cánh cụt = Ta có tỷ lệ ruồi giấm thân
10%= 0,1≠ 0,1875 của phân li độc lập và 0,1 xám, cánh cụt = 10%= 0,1≠
≠ 0,25 của liên kết hoàn toàn đây là tỷ lệ 0,1875 của phân li độc lập
của qui luật hoán vị gen. và 0,1 ≠ 0,25 của liên kết
Gọi AB = ab = x; Ab = aB = y. hoàn toàn đây là tỷ lệ
của qui luật hoán vị gen.
Ta có x + y = 0,5 (1)
Tỷ lệ đen, cụt = 0,25 – 0,1 =
Xét trường hợp ruồi giấm đực có kiểu gen dị 0,15
AB 0,15 ♀ab = = 0,3 >
hợp tử đều , ta có thế hệ lai: 0,5
ab 0,25 ♀ab là giao tử liên
♀ kết. Ruồi giấm đem lai
xAB xab yAb yaB AB
♂ đều có kiểu gen
ab
AB AB AB AB
0,5x 0,5x 0,5y 0,5y f = (1 - 0,3.2).100% =
AB ab Ab aB
0,5AB 40%
AB ab Ab aB
0,5x 0,5x 0,5y 0,5y
ab ab ab ab
0,5ab
Xám, cụt
Từ bảng trên ta có: 0,5y = 0,1
y = 0,2 thay vào (1)
x = 0,3 > 0,25 AB là giao tử mang gen
AB
liên kết kiểu gen của ruồi giấm cái là .
ab
f = 0,2.2.100% = 40%
Trường hợp ruồi giấm đực có kiểu gen dị hợp
Ab
tử lệch không thỏa mãn.
aB
Ví dụ 3. Ở ruồi giấm, gen A qui định mắt đỏ là trội hoàn toàn so với
alen a qui định mắt trắng. Gen B qui định cánh bình thường trội hoàn toàn so
với alen b qui định cánh xẻ. Cả hai gen này đều nằm trên NST giới tính X.
Cho ruồi giấm mắt đỏ, cánh bình thường lai với nhau thu được thế hệ lai có
ruồi giấm mắt đỏ, cánh bình thường chiếm tỷ lệ 55% . Hãy xác định kiểu gen
và tần số hoán vị gen?
10
Cách giải thông thường Cách giải vận dụng
Ta có tỷ lệ ruồi giấm mắt đỏ, cánh bình Ta có tỷ lệ ruồi giấm mắt đỏ,
thường = 55%= 0,55≠ 9/16 của phân li độc cánh bình thường = 55%=
lập và 0,55≠ 0,75 của liên kết hoàn toàn 0,55≠ 9/16 của phân li độc lập
đây là tỷ lệ của qui luật hoán vị gen. và 0,55≠ 0,75 của liên kết hoàn
Gọi XAB = Xab = x; XAb = XaB = y toàn đây là tỷ lệ của qui luật
hoán vị gen.
x + y = 0,5 (1)
Tỷ lệ mắt trắng, cánh xẻ = 0,55
Ruồi giấm đực mắt đỏ, cánh bình thường - 0,5 = 0,05 ♀Xab= 0,05/0,5 =
có kiểu gen: XABY cho 2 loại giao tử với 0,1< 0,25 ♀ Xab là giao tử
tỷ lệ bằng nhau: XAB = Y = 0,5 hoán vị. Ruồi giấm đem lai
Ta có các kiểu tổ hợp ở thế hệ lai: có kiểu gen XAbXaB x XABY
♀ f = 0,1.2.100% = 20%
XAB=x Xab=x XAb=y XaB=y
♂
0,5XAB 0,5x 0,5x 0,5y 0,5y
XABXAB XABXab XABXAb XABXaB
0,5Y 0,5x 0,5x 0,5y 0,5y
XABY XabY XAbY XaBY
Từ bảng trên ta có tỷ lệ ruồi giấm mắt đỏ,
cánh bình thường là: 1,5x + y = 0,55 (2)
Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được:
0,5x = 0,05 x = 0,1 < 0,25 XAB là
giao tử mang gen hoán vị Kiểu gen của
ruồi giấm cái đem lai là: XAbXaB.
f= 0,1.2.100% = 20%.
Ví dụ 4: Ở một loài thực vật, gen A qui định cây cao trội hoàn toàn so
với alen a qui định cây thấp, gen B qui định quả đỏ trội hoàn toàn so với alen
b qui định quả vàng. Cho cây cao, quả đỏ giao phấn với nhau thu được thế hệ
lai có 54% cây cao, quả đỏ. Hãy xác định kiểu gen và tần số hoán vị gen? Biết
rằng quá trình giảm phân tạo giao tử cái và giao tử đực là giống nhau.
Cách giải thông thường Cách giải vận dụng
Ta có tỷ lệ cây cao, quả đỏ = 54%= 0,54 Ta có tỷ lệ cây cao, quả đỏ =
≠ 9/16 của di truyền phân li độc lập và 54%= 0,54 ≠ 9/16 của di truyền
0,54≠ 0,75 của di truyền liên kết hoàn phân li độc lập và 0,54≠ 0,75 của
toàn đây là tỷ lệ của qui luật hoán vị di truyền liên kết hoàn toàn
gen. đây là tỷ lệ của qui luật hoán vị
gen.
11
Gọi AB = ab = x; Ab = aB = y. Tỷ lệ cây thấp, quả vàng = 54% -
Ta có x + y = 0,5 y = 0,5 – x (1) 50% = 4% ab = 0,2 < 0,25
ab là giao tử hoán vị Kiểu gen
Ta có thế hệ sau: Ab
của cả hai cơ thể đem lai là
♀ xAB xab yAb yaB aB
♂ f = 0,2.2.100% = 40%
2 AB AB AB AB
xAB x x2 xy xy
AB ab Ab aB
AB ab Ab aB
xab x2 x2 xy xy
ab ab ab ab
AB Ab Ab Ab
yAb xy xy y2 y2
Ab ab Ab aB
AB aB Ab aB
yaB xy xy y2 y2
aB ab aB aB
Từ bảng trên ta có:
3x2 + 4xy + 2y2 = 0,54 (2)
Thay (1) vào (2) ta có:
3x2 + 4x(0,5 - x) + 2(0,5 - x)2 = 0,54
x2 = 0,54 – 0,5 = 0,04 x = 0,2 <
0,25 AB là giao tử mang gen hoán vị
Kiểu gen của hai cơ thể đem lai là dị
Ab
hợp tử lệch:
aB
f = 0,2.2.100% = 40%
Ví dụ 5: Câu 10 đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh năm học 2011 –
2012
Cho 2 cá thể ruồi giấm có kiểu hình thân xám, cánh dài giao phối với
nhau, thu được F1 có 4 loại kiểu hình, trong đó ruồi giấm thân đen, cánh dài
chiếm tỷ lệ 4,5%.
a) Giải thích và viết sơ đồ lai từ P F1.
b) Tính xác suất xuất hiện ruồi đực F1 mang kiểu hình lặn ít nhất về 1
trong 2 tính trạng trên.
Cách giải theo đáp án:
a) Giải thích và viết sơ đồ lai:
* Giải thích:
12
- Tỷ lệ ruồi giấm thân đen, cánh dài ở F1 là 4,5%. Đây là tỷ lệ của quy
luật hoán vị gen, chứng tỏ đã xảy ra hoán vị gen trong quá trình phát sinh giao
tử ở ruồi giấm cái P dị hợp tử 2 cặp gen và các gen nằm trên cùng 1 NST
và thân xám, cánh dài là 2 tính trạng trội hoàn toàn so với thân đen, cánh cụt.
Quy ước: Gen A quy định thân xám, alen a quy định thân đen.
Gen B quy định cánh dài, alen a quy định cánh cụt.
AB
- Mặt khác, F1 có 4 loại kiểu hình nên kiểu gen của P là giao tử
ab
♀ aB x ♂ab = 4,5%. Vì ruồi giấm đực không xảy ra trao đổi chéo nên tỷ lệ
4,5
giao tử aB của cơ thể cái thế hệ P là: aB = =0,09 Tần số hoán vị gen f=
50
2.0,09.100% = 18%.
Sơ đồ lai:
AB AB
P: ♀ x ♂
ab ab
G: AB = ab =0,41 AB = ab = 0,5
Ab = aB = 0,09
F1: Lập bảng ta có tỷ lệ kiểu gen và kiểu hình
♀ 0,41 AB 0,41 ab 0,09Ab 0,09aB
♂
0,5AB 0,205
AB
0,205
AB
0,045
AB
0,045
AB
AB ab Ab aB
Xám, dài Xám, dài Xám, dài Xám, dài
0,5ab 0,205
AB
0,205
ab
0,045
Ab
0,045
aB
ab ab ab ab
Xám, dài Đen, cụt Xám, cụt Đen, dài
b) Xác suất xuất hiện ruồi đực có kiểu hình mang ít nhất một tính trạng lặn ở
F1 là:
1 1
A-bb = .0,09. =0,0225
2 2
1 1
aaB- = .0,09. =0,0225 = 14,75%
2 2
1 1
aabb = .0,41. =0,1025
2 2
13
Cách giải đề xuất:
Ở ruồi giấm, tính trạng thân xám trội hoàn toàn so với thân đen, cánh
dài là trội hoàn toàn so với cánh cụt.
Quy ước:
Gen A quy định thân xám, alen a quy định thân đen.
Gen B quy định cánh dài, alen b quy định cánh cụt.
F1 thu được có 4 loại kiểu hình, trong đó kiểu hình thân đen, cánh dài
chiếm tỷ lệ 4,5%, < 3/16(18,75%) đã xảy ra hoán vị gen 4,5% + tỷ lệ
ab ab
kiểu hình thân đen, cánh cụt ở F1( ) = 25% = 25% - 4,5% =20,5%.
ab ab
20,5%
Ruồi giấm chỉ xảy ra hoán vị gen ở ruồi cái %♀ab = = 41% > 25%
50%
AB
♀ab là giao tử mang gen liên kết Kiểu gen của P đem lai đều là ,
ab
f = 100% - 2.41%=18%
Sơ đồ lai
AB AB
P: ♀ x ♂
ab ab
G: AB = ab =0,41 AB = ab = 0,5
Ab = aB = 0,09
F1: Lập bảng ta có tỷ lệ kiểu gen và kiểu hình
♀
0,41 AB 0,41 ab 0,09Ab 0,09aB
♂
AB AB AB AB
0,205 0,205 0,045 0,045
0,5AB AB ab Ab aB
Xám, dài Xám, dài Xám, dài Xám, dài
AB ab Ab aB
0,205 0,205 0,045 0,045
0,5ab ab ab ab ab
Xám, dài Đen, cụt Xám, cụt Đen, dài
b) Xác suất xuất hiện ruồi đực có kiểu hình mang ít nhất một tính trạng lặn ở
1 1
F1 = (100% - %Xám, dài) = (100% - 70,5%) = 14,75%
2 2
Ví dụ 6. Câu 15 mã đề 162 đề thi tuyển sinh đại học cao đẳng năm
2011
Ở một loài thực vật, alen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy
định thân thấp; alen B quy định hoa tím trội hoàn toàn so với alen b quy định
14
Một thực tế đã và đang tồn tại trong việc dạy, học, thi đối với bộ môn
Sinh học là thời lượng chính dành cho việc dạy và học bộ môn ở trên lớp
đang còn quá ít, trong khi đó quá trình thi, kiểm tra, đánh giá thì thường đòi
hỏi rất cao, yêu cầu học sinh không chỉ nhớ, hiểu, mà còn phải biết vận dụng
kiến thức để giải quyết nhiều tình huống đặt ra, đặc biệt là những tình huống
liên quan đến di truyền. Trong các dạng bài tập di truyền thì bài tập di truyền
dạng hoán vị gen thường được sử dụng đưa vào trong các đề thi như đề thi
tuyển sinh đại học, cao đẳng qua các năm, đề thi học sinh giỏi qua các năm.
Trên thực tế, việc hướng dẫn học sinh giải các bài tập di truyền dạng hoán vị
gen thường gặp rất nhiều khó khăn, nhất là những bài tập dữ kiện đề bài cho
rất ít, đề bài chưa cho biết tỷ lệ kiểu hình đồng hợp lặn ở thế hệ sau. Những
bài tập dạng như thế này thường gây không ít khó khăn cho cả người dạy và
người học, giáo viên thì lúng túng trong việc tìm cách giải cho học sinh dễ
hiểu, học sinh thì lúng túng, khó hiểu nên thường không giải được, hoặc giải
được nhưng phải mất rất nhiều thời gian. Để khắc phục hiện trạng này, trong
quá trình giảng dạy bộ môn tôi đã luôn để tâm tìm kiếm những phương pháp
giải đơn giản, dễ hiểu, dễ áp dụng mà hiệu quả lại nhanh và chính xác nhằm
giúp học sinh có thể giải các bài tập di truyền hoán vị gen một cách hứng thú,
nhanh gọn, chính xác. Vì vậy tôi đã quyết định lựa chọn đề tài Xây dựng
công thức xác định tỷ lệ kiểu hình đồng hợp lặn ở thế hệ con trong các
phép lai hai cặp tính trạng trội lặn hoàn toàn có hoán vị gen.
B – GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. Cơ sở lý luận của vấn đề.
Khái niệm hoán vị gen: Các gen trên cùng nhiễm sắc thể (NST) có thể
đổi chỗ cho nhau do sự trao đổi chéo giữa các cromatit trong quá trình giảm
phân tạo nên hiện tượng di truyền hoán vị gen.
Tần số hoán vị gen (f) được tính bằng tỷ lệ phần trăm các giao tử mang
gen hoán vị trên tổng số giao tử được sinh ra.
Tần số hoán vị gen thể hiện lực liên kết giữa các gen không alen trên
cùng NST. Tần số hoán vị gen càng cao thì lực liên kết càng nhỏ, tần số hoán
vị gen càng nhỏ thì lực liên kết càng lớn. Xu hướng chủ yếu của các gen là
liên kết, vì vậy f 50% (dấu bằng chỉ xảy ra khi tất cả các tế bào đều xảy ra
hoán vị gen).
Tần số hoán vị gen thể hiện khoảng cách tương đối giữa các gen, vì vậy
nó được ứng dụng để lập bản đồ di truyền (bản đồ gen) là một bản đồ chỉ ra vị
trí xắp xếp tương đối giữa các gen dựa trên tần số hoán vị gen.
1
Hoán vị gen là hiện tượng di truyền lần đầu tiên được Moocgan phát
hiện trên đối tượng ruồi giấm, sau đó người ta nhận thấy hiện tượng di truyền
này gặp ở hầu hết các loài sinh vật. Trên đối tượng ruồi giấm, hoán vị gen chỉ
xảy ra ở ruồi giấm cái. Ở các đối tượng khác, hoán vị gen có thể xảy ra ở giới
đực hoặc cả hai giới.
Hoán vị gen chủ yếu xảy ra tại kỳ đầu giảm phân lần 1, nhưng đôi khi
nó cũng diễn ra trong quá trình nguyên phân.
2. Thực trạng của vấn đề
Giải các bài tập hoán vị gen trong trường hợp chưa cho biết tỷ lệ của
thể đồng hợp lặn là một trong những dạng bài tập khó đối với học sinh.
Ví dụ: Khi cho ruồi giấm thân xám, cánh dài dị hợp tử về hai cặp gen
giao phối với nhau, kết quả ở thế hệ lai thu được 60% ruồi thân xám, cánh
dài. Hãy xác định tần số hoán vị gen?
Để giải loại bài tập dạng như thế này, hiện nay giáo viên thường hướng
dẫn học sinh giải theo phương pháp đặt ẩn phụ, cách giải này tốn rất nhiều
thời gian và công sức mà học sinh lại khó hiểu. Trong khi đó những năm gần
đây trong các đề thi cấp quốc gia (thi tốt nghiệp, thi đại học, cao đẳng và
trung học chuyên nghiệp), thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh hầu như đều có
những bài toán về di truyền hoán vị gen. Vì vậy, trong quá trình giảng dạy bộ
môn Sinh học, tôi đã luôn luôn tìm tòi những phương pháp giải nhanh, đơn
giản, dễ hiểu, hiệu quả cao, chính xác để giúp các em học sinh có thể giải
nhanh, chính xác các bài tập di truyền hoán vị gen. Những bài tập khó như
trên có thể trở nên rất đơn giản nếu như chúng ta tìm được cách để tìm ra
được tỷ lệ của kiểu hình đồng hợp lặn và giải theo tỷ lệ kiểu hình đồng hợp
lặn.
3. Giải pháp và tổ chức thực hiện
3.1. Xây dựng công thức
AB
Trường hợp 1: Bố mẹ đều có kiểu gen dị hợp tử đều ( ), trội lặn
ab
hoàn toàn, hoán vị gen xảy ra ở cả hai bên với tần số khác nhau, một bên là f1,
một bên là f2:
P: Trội, trội x Trội, trội
AB AB
ab ab
1 f1 1 f2
G: AB = ab = AB = ab =
2 2
Ab = aB = f1/2 Ab = aB = f2/2
2
F:
♀ 1 f2 1 f2
AB f2/2 Ab f2/2 aB ab
♂ 2 2
1 f 1 1 f 2 AB f 2 1 f 1 AB f 2 1 f 1 AB 1 f 1 1 f 2 AB
1 f1 . . . .
AB 2 2 AB 2 2 Ab 2 2 aB 2 2 ab
2
trội, trội trội, trội trội, trội trội, trội
f 1 1 f 2 AB f1 f 2 Ab f1 f 2 Ab f 1 1 f 2 Ab
. .
f1/2 Ab 2 2 Ab 4 Ab 4 aB 2 2 ab
trội, trội trội, lặn trội, trội trội, lặn
f 1 1 f 2 AB f1 f 2 Ab f1 f 2 aB f 1 1 f 2 aB
. .
f1/2 aB 2 2 aB 4 aB 4 aB 2 2 ab
trội, trội trội, trội lặn, trội lặn, trội
1 f1 1 f 1 1 f 2 AB f 2 1 f 1 Ab f 2 1 f 1 aB 1 f 1 1 f 2 ab
ab . . . .
2 2 2 ab 2 2 ab 2 2 ab 2 2 ab
trội, trội trội, lặn lặn, trội lặn, lặn
Từ bảng trên ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội = (3 – f1 – f2 + f1f2).
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn = ( f1 + f2 - f1f2)
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội = ( f1 + f2 - f1f2)
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = (1 – f1 – f2 + f1f2)
4
Từ đây ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội – tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2
Đây chính là trường hợp khái quát thứ nhất, bởi vì 0 ≤ f1, f2 ≤ 50%. Khi
một trong hai tần số hoán vị f1, f2 nhận giá trị bằng 0 thì đó chính là trường
hợp hoán vị xảy ra ở một bên, hoặc f1 = f2 thì đây là trường hợp tần số hoán vị
gen xảy ra ở hai bên với tần số bằng nhau thì các công thức trên vẫn đúng.
3
Ab
Trường hợp 2: Bố mẹ đều có kiểu gen dị hợp tử lệch ( ), trội lặn
aB
hoàn toàn, hoán vị gen xảy ra ở cả hai bên với tần số khác nhau, một bên là f1,
một bên là f2:
P: Trội, trội x Trội, trội
Ab Ab
aB aB
1 f1 1 f2
G: Ab = aB = Ab = aB =
2 2
AB = ab = f1/2 AB = ab = f2/2
F:
♀ 1 f2 1 f2
f2/2 AB Ab aB f2/2 ab
♂ 2 2
f1 f 2 AB f1 1 f 2 AB f1 1 f 2 AB f1 f 2 AB
. .
f1/2 AB 4 AB 2 2 Ab 2 2 aB 4 ab
trội, trội trội, trội trội, trội trội, trội
f 2 1 f1 AB 1 f1 1 f 2 Ab 1 f1 1 f 2 Ab f 2 1 f1 Ab
1 f1 . . . .
Ab 2 2 Ab 2 2 Ab 2 2 aB 2 2 ab
2
trội, trội trội, lặn trội, trội trội, lặn
f 2 1 f1 AB 1 f1 1 f 2 Ab 1 f1 1 f 2 aB f 2 1 f1 aB
1 f1 . . . .
aB 2 2 aB 2 2 aB 2 2 aB 2 2 ab
2
trội, trội trội, trội lặn, trội lặn, trội
f1/2 ab f 1 f 2 AB f1 1 f 2 Ab f1 1 f 2 aB f1 f 2 ab
. . .
4 ab 2 2 ab 2 2 ab 4 ab
trội, trội trội, lặn lặn, trội lặn, lặn
Từ bảng trên ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội = (2 + f1f2).
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn = (1–f1f2)
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội = (1–f1f2)
4
f1 f 2
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
Từ đây ta có:
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội – tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2
Đây chính là trường hợp khái quát thứ hai, bởi vì 0 ≤ f1, f2 ≤ 50%. Khi
một trong hai tần số hoán vị f1, f2 nhận giá trị bằng 0 thì đó chính là trường
hợp hoán vị xảy ra ở một bên, hoặc f1 = f2 thì đây là trường hợp tần số hoán vị
gen xảy ra ở hai bên với tần số bằng nhau thì các công thức trên vẫn đúng.
AB Ab
Trường hợp 3. Một bên dị hợp tử đều , một bên dị hợp tử lệch , trội
ab aB
lặn hoàn toàn, hoán vị gen xảy ra ở hai bên với tần số f1 và f2.
P: Trội, trội x Trội, trội
AB Ab
ab aB
1 f1 1 f2
G: AB = ab = Ab = aB =
2 2
Ab = aB = f1/2 AB = ab = f2/2
F:
♀ 1 f2 1 f2
f2/2 AB Ab aB f2/2 ab
♂ 2 2
f 2 1 f1 1 f1 1 f 2 1 f1 1 f 2 f 2 1 f1
. . . .
1 f1 2 2 2 2 2 2 2 2
AB
2 AB AB AB AB
trội, trội trội, trội trội, trội trội, trội
AB Ab aB ab
f1 f 2 AB f 1 1 f 2 Ab f 1 1 f 2 Ab f1 f 2 Ab
. .
f1/2 Ab 4 Ab 2 2 Ab 2 2 aB 4 ab
trội, trội trội, lặn trội, trội trội, lặn
f1 f 2 AB f 1 1 f 2 Ab f 1 1 f 2 aB f1 f 2 aB
. .
f1/2 aB 4 aB 2 2 aB 2 2 aB 4 ab
trội, trội trội, trội lặn, trội lặn, trội
1 f1 f 2 1 f 1 AB 1 f 1 1 f 2 Ab 1 f 1 1 f 2 aB f 2 1 f 1 ab
ab . . . .
2 2 2 ab 2 2 ab 2 2 ab 2 2 ab
trội, trội trội, lặn lặn, trội lặn, lặn
Từ bảng trên ta có:
5
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội = (2 + f2 – f1f2)
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn = (1 – f2 + f1f2 )
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội = (1 – f2 + f1f2 )
4
f 2 1 f1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2 2
Từ đây ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội – tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2
Đây chính là trường hợp khái quát thứ ba, bởi vì 0 ≤ f1, f2 ≤ 50%. Khi
một trong hai tần số hoán vị f1, f2 nhận giá trị bằng 0 thì đó chính là trường
hợp hoán vị xảy ra ở một bên, hoặc f1 = f2 thì đây là trường hợp tần số hoán vị
gen xảy ra ở hai bên với tần số bằng nhau thì các công thức trên vẫn đúng.
Trường hợp 4: Trường hợp khái quát cho hai cặp gen qui định hai cặp
tính trạng, trội lặn hoàn toàn cùng nằm trên NST giới tính X không có alen
tương ứng trên Y. Thể đồng hợp XX mang gen dị hợp tử đều XABXab có xảy
ra hoán vị gen với tần số f, thể dị hợp mang gen trội XABY.
P: trội, trội x trội, trội
XABXab XABY
1 f
XAB = Xab = XAB = Y = 1/2
2
Ab aB
X = X = f/2 F:
1 f f f 1 f
XAB XAb XaB Xab
2 2 2 2
1 AB 1 1 f 1 f 1 f 1 1 f
2
X . XABXAB . XABXAb . XABXaB . XABXab
2 2 2 2 2 2 2 2
Trội, trội Trội, trội Trội, trội Trội, trội
1 1 1 f 1 f 1 f 1 1 f
2
Y . XABY . XAbY . XaBY . XabY
2 2 2 2 2 2 2 2
Trội, trội Trội, lặn Lặn, trội Lặn, lặn
6
Từ bảng trên ta có:
3 f
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội =
4
f
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn =
4
f
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội =
4
1 f
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
Từ đây ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội – tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2
Trường hợp 5: Trường hợp khái quát cho hai cặp gen qui định hai cặp
tính trạng, trội lặn hoàn toàn cùng nằm trên NST giới tính X không có alen
tương ứng trên Y. Thể đồng hợp XX mang gen dị hợp tử lệch XAbXaB có xảy
ra hoán vị gen với tần số f, thể dị hợp mang gen trội XABY.
P: trội, trội x trội, trội
XAbXaB XABY
1 f
XAb = XaB = XAB = Y = 1/2
2
XAB = Xab = f/2
F:
f 1 f 1 f f
XAB XAb XaB Xab
2 2 2 2
1 AB 1 f 1 1 f 1 1 f 1 f
X . XABXAB . XABXAb . XABXaB . XABXab
2 2 2 2 2 2 2 2 2
Trội, trội Trội, trội Trội, trội Trội, trội
1 1 f 1 1 f 1 1 f 1 f
2
Y . XABY . XAbY . XaBY . XabY
2 2 2 2 2 2 2 2
Trội, trội Trội, lặn Lặn, trội Lặn, lặn
Từ bảng trên ta có:
7
2 f
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội =
4
1 f
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn =
4
1 f
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội =
4
f
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
Từ đây ta có:
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, lặn + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, trội + tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn =
4
1
Tỷ lệ kiểu hình trội, trội – tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = .
2
Công thức khái quát: Trong các trường hợp bố, mẹ đem lai dị hợp tử
về hai cặp gen qui định hai cặp tính trạng tương phản trội lặn hoàn toàn thì ở
thế hệ lai ta luôn có:
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = - tỷ lệ kiểu hình trội, lặn
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = - tỷ lệ kiểu hình lặn, trội
4
1
Tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn = Tỷ lệ kiểu hình trội, trội -
2
Như vậy trong các trường hợp đề bài chưa cho biết tỷ lệ kiểu hình lặn,
lặn mà mới chỉ biết tỷ lệ kiểu hình trội, trội hoặc trội, lặn hoặc lặn, trội ta đều
có thể đưa về tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn để giải quyết vấn đề của bài toán theo
kiểu đã biết tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn.
Đối với một bài tập di truyền hoán vị gen sẽ trở nên đơn giản khi ta biết
được tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn. Từ tỷ lệ kiểu hình lặn, lặn ta có thể tính được tần
số hoán vị gen, xác định được kiểu gen của bố, mẹ, viết được sơ đồ lai, xác
định được tỷ lệ phân li kiểu hình và tỷ lệ phân li kiểu gen.
3.2. Một số ví dụ vận dụng.
Ví dụ 1: Ở ruồi giấm, gen A qui định thân xám trội hoàn toàn so với
alen a qui định thân đen. Gen B qui định cánh dài trội hoàn toàn so với alen b
qui định cánh cụt. Cho ruồi giấm thân xám, cánh dài dị hợp tử lai với nhau
thu được thế hệ lai có 60% ruồi giấm thân xám, cánh dài. Hãy xác định kiểu
gen của ruồi giấm đem lai và tần số hoán vị gen.
8
Cách giải thông thường Cách giải vận dụng
Ta có tỷ lệ ruồi giấm thân xám, cánh dài = Ta có tỷ lệ ruồi giấm thân
60%= 0,60 ≠ 9/16 của phần li độc lập và 0,60≠ xám, cánh dài = 60%=
0,75 của liên kết hoàn toàn đây là tỷ lệ của 0,60 ≠ 9/16 của phần li
qui luật hoán vị gen. độc lập và 0,60≠ 0,75 của
Gọi AB = ab = x; Ab = aB = y. liên kết hoàn toàn đây
là tỷ lệ của qui luật hoán
Ta có x + y = 0,5 (1) vị gen.
Xét trường hợp ruồi giấm đực có kiểu gen dị Tỷ lệ kiểu hình đen, cụt =
AB 60% - 50% = 10% ♀ab
hợp tử đều , ta có thế hệ lai:
ab = 10%/50% = 0,2 < 0,25
♀ ♀ab là giao tử hoán vị.
xAB xab yAb yaB Ruồi giấm cái đem lai
♂
Ab
AB AB AB AB có kiểu gen , ruồi đực
0,5AB 0,5x 0,5x 0,5y 0,5y aB
AB ab Ab aB AB
đem lai có kiểu gen
AB ab Ab aB ab
0,5ab 0,5x ab 0,5x ab 0,5y 0,5y
ab ab f = 0,2.2.100% = 40%
Từ bảng trên ta có 1,5x + y =0,6 (2)
Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được: x =
0,2; y = 0,3 AB là giao tử mang gen hoán vị
Ab
kiểu gen của ruồi cái đem lai là .
aB
f = 0,2.2.100% = 40%
Xét trường hợp ruồi giấm đực có kiểu gen dị
Ab
hợp tử lệch
aB
Ta có thế hệ lai:
♀ xAB xab yAb yaB
♂
0,5Ab 0,5x AB 0,5x
Ab
0,5y
Ab
0,5y
Ab
Ab ab Ab aB
0,5aB 0,5x AB 0,5x
aB
0,5y
Ab
0,5y
aB
aB ab aB aB
Từ bảng trên ta có: x + y = 0,6 (3)
Hệ phương trình (1) và (3) vô nghiệm
trường hợp ruồi đực dị hợp tử lệch không xảy
ra.
9
Ví dụ 2: Ở ruồi giấm, gen A qui định thân xám trội hoàn toàn so với
alen a qui định thân đen. Gen B qui định cánh dài trội hoàn toàn so với alen b
qui định cánh cụt. Cho ruồi giấm thân xám, cánh dài dị hợp lai với nhau thu
được thế hệ lai có 10% ruồi giấm thân xám, cánh cụt. Hãy xác định kiểu gen
của ruồi giấm đem lai và tần số hoán vị gen.
Cách giải thông thường Cách giải vận dụng
Ta có tỷ lệ ruồi giấm thân xám, cánh cụt = Ta có tỷ lệ ruồi giấm thân
10%= 0,1≠ 0,1875 của phân li độc lập và 0,1 xám, cánh cụt = 10%= 0,1≠
≠ 0,25 của liên kết hoàn toàn đây là tỷ lệ 0,1875 của phân li độc lập
của qui luật hoán vị gen. và 0,1 ≠ 0,25 của liên kết
Gọi AB = ab = x; Ab = aB = y. hoàn toàn đây là tỷ lệ
của qui luật hoán vị gen.
Ta có x + y = 0,5 (1)
Tỷ lệ đen, cụt = 0,25 – 0,1 =
Xét trường hợp ruồi giấm đực có kiểu gen dị 0,15
AB 0,15 ♀ab = = 0,3 >
hợp tử đều , ta có thế hệ lai: 0,5
ab 0,25 ♀ab là giao tử liên
♀ kết. Ruồi giấm đem lai
xAB xab yAb yaB AB
♂ đều có kiểu gen
ab
AB AB AB AB
0,5x 0,5x 0,5y 0,5y f = (1 - 0,3.2).100% =
AB ab Ab aB
0,5AB 40%
AB ab Ab aB
0,5x 0,5x 0,5y 0,5y
ab ab ab ab
0,5ab
Xám, cụt
Từ bảng trên ta có: 0,5y = 0,1
y = 0,2 thay vào (1)
x = 0,3 > 0,25 AB là giao tử mang gen
AB
liên kết kiểu gen của ruồi giấm cái là .
ab
f = 0,2.2.100% = 40%
Trường hợp ruồi giấm đực có kiểu gen dị hợp
Ab
tử lệch không thỏa mãn.
aB
Ví dụ 3. Ở ruồi giấm, gen A qui định mắt đỏ là trội hoàn toàn so với
alen a qui định mắt trắng. Gen B qui định cánh bình thường trội hoàn toàn so
với alen b qui định cánh xẻ. Cả hai gen này đều nằm trên NST giới tính X.
Cho ruồi giấm mắt đỏ, cánh bình thường lai với nhau thu được thế hệ lai có
ruồi giấm mắt đỏ, cánh bình thường chiếm tỷ lệ 55% . Hãy xác định kiểu gen
và tần số hoán vị gen?
10
Cách giải thông thường Cách giải vận dụng
Ta có tỷ lệ ruồi giấm mắt đỏ, cánh bình Ta có tỷ lệ ruồi giấm mắt đỏ,
thường = 55%= 0,55≠ 9/16 của phân li độc cánh bình thường = 55%=
lập và 0,55≠ 0,75 của liên kết hoàn toàn 0,55≠ 9/16 của phân li độc lập
đây là tỷ lệ của qui luật hoán vị gen. và 0,55≠ 0,75 của liên kết hoàn
Gọi XAB = Xab = x; XAb = XaB = y toàn đây là tỷ lệ của qui luật
hoán vị gen.
x + y = 0,5 (1)
Tỷ lệ mắt trắng, cánh xẻ = 0,55
Ruồi giấm đực mắt đỏ, cánh bình thường - 0,5 = 0,05 ♀Xab= 0,05/0,5 =
có kiểu gen: XABY cho 2 loại giao tử với 0,1< 0,25 ♀ Xab là giao tử
tỷ lệ bằng nhau: XAB = Y = 0,5 hoán vị. Ruồi giấm đem lai
Ta có các kiểu tổ hợp ở thế hệ lai: có kiểu gen XAbXaB x XABY
♀ f = 0,1.2.100% = 20%
XAB=x Xab=x XAb=y XaB=y
♂
0,5XAB 0,5x 0,5x 0,5y 0,5y
XABXAB XABXab XABXAb XABXaB
0,5Y 0,5x 0,5x 0,5y 0,5y
XABY XabY XAbY XaBY
Từ bảng trên ta có tỷ lệ ruồi giấm mắt đỏ,
cánh bình thường là: 1,5x + y = 0,55 (2)
Giải hệ phương trình (1) và (2) ta được:
0,5x = 0,05 x = 0,1 < 0,25 XAB là
giao tử mang gen hoán vị Kiểu gen của
ruồi giấm cái đem lai là: XAbXaB.
f= 0,1.2.100% = 20%.
Ví dụ 4: Ở một loài thực vật, gen A qui định cây cao trội hoàn toàn so
với alen a qui định cây thấp, gen B qui định quả đỏ trội hoàn toàn so với alen
b qui định quả vàng. Cho cây cao, quả đỏ giao phấn với nhau thu được thế hệ
lai có 54% cây cao, quả đỏ. Hãy xác định kiểu gen và tần số hoán vị gen? Biết
rằng quá trình giảm phân tạo giao tử cái và giao tử đực là giống nhau.
Cách giải thông thường Cách giải vận dụng
Ta có tỷ lệ cây cao, quả đỏ = 54%= 0,54 Ta có tỷ lệ cây cao, quả đỏ =
≠ 9/16 của di truyền phân li độc lập và 54%= 0,54 ≠ 9/16 của di truyền
0,54≠ 0,75 của di truyền liên kết hoàn phân li độc lập và 0,54≠ 0,75 của
toàn đây là tỷ lệ của qui luật hoán vị di truyền liên kết hoàn toàn
gen. đây là tỷ lệ của qui luật hoán vị
gen.
11
Gọi AB = ab = x; Ab = aB = y. Tỷ lệ cây thấp, quả vàng = 54% -
Ta có x + y = 0,5 y = 0,5 – x (1) 50% = 4% ab = 0,2 < 0,25
ab là giao tử hoán vị Kiểu gen
Ta có thế hệ sau: Ab
của cả hai cơ thể đem lai là
♀ xAB xab yAb yaB aB
♂ f = 0,2.2.100% = 40%
2 AB AB AB AB
xAB x x2 xy xy
AB ab Ab aB
AB ab Ab aB
xab x2 x2 xy xy
ab ab ab ab
AB Ab Ab Ab
yAb xy xy y2 y2
Ab ab Ab aB
AB aB Ab aB
yaB xy xy y2 y2
aB ab aB aB
Từ bảng trên ta có:
3x2 + 4xy + 2y2 = 0,54 (2)
Thay (1) vào (2) ta có:
3x2 + 4x(0,5 - x) + 2(0,5 - x)2 = 0,54
x2 = 0,54 – 0,5 = 0,04 x = 0,2 <
0,25 AB là giao tử mang gen hoán vị
Kiểu gen của hai cơ thể đem lai là dị
Ab
hợp tử lệch:
aB
f = 0,2.2.100% = 40%
Ví dụ 5: Câu 10 đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh năm học 2011 –
2012
Cho 2 cá thể ruồi giấm có kiểu hình thân xám, cánh dài giao phối với
nhau, thu được F1 có 4 loại kiểu hình, trong đó ruồi giấm thân đen, cánh dài
chiếm tỷ lệ 4,5%.
a) Giải thích và viết sơ đồ lai từ P F1.
b) Tính xác suất xuất hiện ruồi đực F1 mang kiểu hình lặn ít nhất về 1
trong 2 tính trạng trên.
Cách giải theo đáp án:
a) Giải thích và viết sơ đồ lai:
* Giải thích:
12
- Tỷ lệ ruồi giấm thân đen, cánh dài ở F1 là 4,5%. Đây là tỷ lệ của quy
luật hoán vị gen, chứng tỏ đã xảy ra hoán vị gen trong quá trình phát sinh giao
tử ở ruồi giấm cái P dị hợp tử 2 cặp gen và các gen nằm trên cùng 1 NST
và thân xám, cánh dài là 2 tính trạng trội hoàn toàn so với thân đen, cánh cụt.
Quy ước: Gen A quy định thân xám, alen a quy định thân đen.
Gen B quy định cánh dài, alen a quy định cánh cụt.
AB
- Mặt khác, F1 có 4 loại kiểu hình nên kiểu gen của P là giao tử
ab
♀ aB x ♂ab = 4,5%. Vì ruồi giấm đực không xảy ra trao đổi chéo nên tỷ lệ
4,5
giao tử aB của cơ thể cái thế hệ P là: aB = =0,09 Tần số hoán vị gen f=
50
2.0,09.100% = 18%.
Sơ đồ lai:
AB AB
P: ♀ x ♂
ab ab
G: AB = ab =0,41 AB = ab = 0,5
Ab = aB = 0,09
F1: Lập bảng ta có tỷ lệ kiểu gen và kiểu hình
♀ 0,41 AB 0,41 ab 0,09Ab 0,09aB
♂
0,5AB 0,205
AB
0,205
AB
0,045
AB
0,045
AB
AB ab Ab aB
Xám, dài Xám, dài Xám, dài Xám, dài
0,5ab 0,205
AB
0,205
ab
0,045
Ab
0,045
aB
ab ab ab ab
Xám, dài Đen, cụt Xám, cụt Đen, dài
b) Xác suất xuất hiện ruồi đực có kiểu hình mang ít nhất một tính trạng lặn ở
F1 là:
1 1
A-bb = .0,09. =0,0225
2 2
1 1
aaB- = .0,09. =0,0225 = 14,75%
2 2
1 1
aabb = .0,41. =0,1025
2 2
13
Cách giải đề xuất:
Ở ruồi giấm, tính trạng thân xám trội hoàn toàn so với thân đen, cánh
dài là trội hoàn toàn so với cánh cụt.
Quy ước:
Gen A quy định thân xám, alen a quy định thân đen.
Gen B quy định cánh dài, alen b quy định cánh cụt.
F1 thu được có 4 loại kiểu hình, trong đó kiểu hình thân đen, cánh dài
chiếm tỷ lệ 4,5%, < 3/16(18,75%) đã xảy ra hoán vị gen 4,5% + tỷ lệ
ab ab
kiểu hình thân đen, cánh cụt ở F1( ) = 25% = 25% - 4,5% =20,5%.
ab ab
20,5%
Ruồi giấm chỉ xảy ra hoán vị gen ở ruồi cái %♀ab = = 41% > 25%
50%
AB
♀ab là giao tử mang gen liên kết Kiểu gen của P đem lai đều là ,
ab
f = 100% - 2.41%=18%
Sơ đồ lai
AB AB
P: ♀ x ♂
ab ab
G: AB = ab =0,41 AB = ab = 0,5
Ab = aB = 0,09
F1: Lập bảng ta có tỷ lệ kiểu gen và kiểu hình
♀
0,41 AB 0,41 ab 0,09Ab 0,09aB
♂
AB AB AB AB
0,205 0,205 0,045 0,045
0,5AB AB ab Ab aB
Xám, dài Xám, dài Xám, dài Xám, dài
AB ab Ab aB
0,205 0,205 0,045 0,045
0,5ab ab ab ab ab
Xám, dài Đen, cụt Xám, cụt Đen, dài
b) Xác suất xuất hiện ruồi đực có kiểu hình mang ít nhất một tính trạng lặn ở
1 1
F1 = (100% - %Xám, dài) = (100% - 70,5%) = 14,75%
2 2
Ví dụ 6. Câu 15 mã đề 162 đề thi tuyển sinh đại học cao đẳng năm
2011
Ở một loài thực vật, alen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy
định thân thấp; alen B quy định hoa tím trội hoàn toàn so với alen b quy định
14