Kiến thức cần nhớ

QUY LUẬT LIÊN KẾT VÀ HOÁN VỊ GEN

I. DI TRUYỀN LIÊN KẾT GEN HOÀN TOÀN

1. Đối tương nghiên cứu 

- Ruồi giấm mang nhiều đặc điểm thuận lợi cho các nghiên cứu di truyền: Dễ nuôi trong ống nghiệm, đẻ nhiều, vòng đời ngắn , có nhiều biến dị dễ quan sát , số lượng NST ít (2n = 8). 

2. Thí nghiệm

- Lai hai dòng ruồi giấm thuần chủng khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản: thân xám, cánh dài – thân đen, cánh cụt

Pt/c: ♀ Ruồi thân xám, cánh dài    x    ♂ Ruồi thân đen, cánh cụt

F1:                          100% Ruồi thân xám, cánh dài

- Dùng phép lai phân tích để kiểm tra cấu trúc di truyền của ruồi ♂F1

Pa: Ruồi ♂ F1 thân xám, cánh dài    x   Ruồi ♀ thân đen, cánh cụt     

Fa:                     1 thân xám, cánh dài: 1 thân đen, cánh cụt

http://img.toanhoc247.com/picture/2015/0916/8527362_1.jpg

- Nhận xét tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2:

  • Thân xám x thân đen => thân xám => thân xám là trội. 
  • Cánh dài x cánh cụt => cánh dài => cánh dài là trội. 
  • Tính trạng thân xám luôn đi kèm với tính trạng cánh dài, tính trạng thân đen luôn đi kèm với tính trạng cánh cụt.
  • Phép lai xét sự di truyền của các cặp tính trạng: màu thân và độ dài cánh => phép lai hai cặp tính trạng
  • Số loại kiêu hình xuất hiện ở F2: 2 kiểu hình
  • Xét tỉ lệ phân li kiểu hình tính trạng màu thân: Thân xám : Thân đen = 1: 1
  • Xét tỉ lệ phân li kiểu hình tính trạng kích thước cánh: 1 cánh dài: 1 cánh cụt
  • Tỉ lệ phân li kiểu hình chung: 1 xám, dài: 1 đen, cụt

=> Kết quả phân tích F2 cho thấy màu sắc thân và chiều dài cánh không tuân theo quy luật phân li độc lập của Mendel. Kết quả lai phân tích giống với kết quả lai phân tích một cặp tính trạng

3. Giải thích kết quả

- Đời F1 cho kết quả 100% ruồi thân xám, cánh dài => thân xám là trội so với thân đen, cánh dài là trội hơn so với cánh cụt.

- P thuần chủng, khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản

=> F1 dị hợp về 2 cặp gen, nếu lai phân tích thì sẽ cho tỉ lệ: 1: 1: 1: 1

- Nhưng F2 cho tỉ lệ 1: 1 => F1 chỉ tạo 2 loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau

=> Hai cặp gen cùng nằm trên 1 NST

Quy ước: A: thân xám > a: thân đen; B: cánh dài > b: cánh cụt

Sơ đồ lai: 

Pt/c:

\(\frac{AB}{AB}\)

♂ \(\frac{ab}{ab}\)

F1:

\(\frac{AB}{ab}\)

(100% Thân xám, Cánh dài)

Pa:

♂ \(\frac{AB}{ab}\)

x

♀ \(\frac{ab}{ab}\)

Fa:

\(\frac{AB}{ab}:\frac{ab}{ab}\)

(50% TX, CD): (50% TĐ, CC)

4. Cơ sở tế bào học của hiện tượng di truyền liên kết gen 

http://img.toanhoc247.com/picture/2015/0916/2091581.jpg

Các gen quy định các tính trạng khác nhau (màu thân, dạng cánh) cùng nằm trên 1 NST và di truyền cùng nhau.

5. Kết luận

- Liên kết gen là hiện tượng 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. DI TRUYỀN LIÊN KẾT KHÔNG HOÀN TOÀN – HOÁN VỊ GEN

1. Thí nghiệm của Morgan 

Pt/c:

♀ thân xám, cánh dài

x

♂ thân đen, cánh cụt

F1:

100% thân xám, cánh dài

Pa:

♀ thân xám, cánh dài

x

♂ thân đen, cánh cụt

F2:

965 con xám, dài (41,5 %): 944 con đen, ngắn (41,5 %):

206 con xám, ngắn (8,5 %): 185 con đen, dài (8,5 %)

2. Nhận xét tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2

Phương pháp thí nghiệm 2 giống với thí nghiệm 1. Tuy nhiên có môt số điểm khác đãn đến kết quả thí nghiệm 1 và 2 khác nhau:

Đặc điểm so sánh

Thí nghiệm 1

Thí nghiệm 2

Các thể đem lai phân tích:

Đực F1

Cái F1

Số loại kiểu hình phép lai phân tích Fa:

2 kiểu hình

4 kiểu hình

Tỉ lệ phân li kiểu hình:

1:1

41,5: 41,5: 8,5: 8,5

=> Kết quả phân tích các thể cái F1 cho thấy cho thấy gen quy định màu sắc thân và chiều dài cánh cùng nằm trên 1 NST nhưng ở giải cái đã xảy ra hoán vị gen, giwois đực không xảy ra hiện tương hóa vị gen

3. Sơ đồ lai

- Quy ước: A: thân xám > a: thân đen; B: cánh dài > b: cánh cụt

- Sơ đồ lai: 

Pt/c:

♀ AB

   x   

♂ ab

Gp:

AB

\(\downarrow\)

ab

F1:

AB/ab

(100% Thân xám, cánh dài)

Pa:

♀ AB/ab

x

♂ ab/ab

Fa:

       ♀

AB

41.5%

ab

41.5%

Ab

8.5%

aB

8.5%

ab

100%

AB/ab

41.5%

Ab/ab

41.5%

Ab/ab

8.5%

aB/ab

8.5%

Thân xám cánh dài

Thân đen, cánh cụt

Thân xám, cánh cụt

Thân đen, cánh dài

 4. Cơ sở tế bào học của hiện tượng di truyền liên kết không hoàn toàn

http://img.toanhoc247.com/picture/2015/0916/1168289.jpg

- Trong quá trình phân bào, ở kỳ trước 1 của quá trình giảm phân đã xảy ra hiện tượng bắt chéo giữa 2 crômatit khác nguồn trong 4 crômatit của cặp NST kép tương đồng. Sau đó ở một vài tế bào đôi khi xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn làm cho các gen trên 2 đoạn NST cũng trao đổi chỗ cho nhau => hoán vị gen.

- Trong quá trình phân bào, ở kỳ trước 1 của quá trình giảm phân đã xảy ra hiện tượng bắt chéo giữa 2 crômatit khác nguồn trong 4 crômatit của cặp NST kép tương đồng. Sau đó ở một vài tế bào đôi khi xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn làm cho các gen trên 2 đoạn NST cũng trao đổi chỗ cho nhau à hoán vị gen

Hình vẽ cơ chế tiếp hợp và trao đổi chéo ở kỳ trước 1 của giảm phân:

http://cadasa.vn/e-cadasa/pst_elpro/images/sinh%20hoc%2012/c2_b10_11.PNG

- Tần số hoán vị:

  • Là tỉ lệ % số cá thể có tái tổ hợp (% các giao tử mang gen hoán vị)​: 

  • Tần số 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 dao động từ 0 \(\rightarrow\) 50%. 2 gen nằm càng gần nhau thì tần số trao đổi chéo càng thấp.
  • Tần số hoán vị gen không vượt quá 50% vì hiện tượng trao đổi chéo chỉ xảy ra giữa 2 trong 4 crômatit trong cặp NST kép tương đồng.

Ví dụ: Trong cơ quan sinh dục của một loài có 100 tế bào tiến hành giảm phân, trong đó có 20 tế bào có xảy ra trao đổi chéo. Tính tần số hoán vị gen?

  • 1 tế bào mẹ qua giảm phân tạo được 4 tế bào con => 100 tế bào giảm phân tạo thành 400 giao tử
  • 1 tế bào xảy ra hoán vị sẽ tạo được 2 loại giao tử hoán vị => 20 tế bào hoán vị sẽ tạo được 40 giao tử hoán vị

5. Kết luận

- Do các gen có xu hướng liên kết hoàn toàn nên hiện tượng hoán vị gen ít xảy ra.

- Các giao tử hoán vị gen chiếm tỉ lệ thấp.

- Tần số hoán vị gen thể hiện lực liên kết và khoảng cách tương đối của các gen.

III. BẢN ĐỒ DI TRUYỀN

1. Khái niệm

- Là sơ đồ sắp xếp vị trí tương đối của các gen trong nhóm liên kết.

- Khi lập bản đồ di truyền, cần phải xác định số nhóm gen liên kết, trình tự và khoảng cách của các gen trong nhóm gen liên kết trên nhiễm sắc thể. 

- Khoảng cách giữa các gen trên NST được tính bằng đơn vị cM (centiMorgan).

- Dựa vào việc xác định tần số hoán vị gen, người ta xác lập trình tự và khoảng cách của các gen trên nhiễm sắc thể: 1% HVG xấp xĩ 1cM.

http://img.toanhoc247.com/picture/2015/0916/2404303.jpg

2. Ý nghĩa

- Dự đoán trước tính chất di truyền của các tính trạng mà gen được sắp xếp trên bản đồ.

- Giúp nhà tạo giống rút ngắn thời gian tạo giống mới.

IV. Ý NGHĨA CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN LIÊN KẾT 

1. Ý nghĩa của liên kết hoàn toàn

- Nhiều nhóm gen quý cùng nằm trên NST thì di truyền cùng nhau tạo nên nhóm tính trạng tốt giúp cho sự ổn định loài.

- Trong công nghiệp chọn giống, chuyển các gen có lợi cùng trên 1 NST để tạo được các giống như mong muốn.

2. Ý nghĩa của liên kết không hoàn toàn

- Tăng biến dị tổ hợp, tạo nguồn nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống.

- Các gen quý có cơ hội được tổ hợp lại tạo thành nhóm gen liên kết mới -> Rất có ý nghĩa trong tiến hóa và chọn giống.

- Thiết lập được khoảng cách tương đối của các gen trên nhiễm sắc thể -> thiết lập bản đồ gen có thể dự đoán trước tần số các tổ hợp gen mới trong các phép lai, có ý nghĩa trong chọn giống (giảm thời gian chọn đôi giao phối một cách mò mẫm) và nghiên cứu khoa học. Bản đồ di truyền là sơ đồ phân bố các gen trên NST của một loài. Khi lập bản đồ di truyền cần phải xác định số nhóm gen liên kết cùng với việc xác định trình tự và khoảng cách phân bố cùa các gen trong nhóm gen liên kết trên NST. Khoảng cách giữa các gen trên NST được tính bằng đơn vị cM (centiMorgan) [1cM = 1%]