Phương pháp giải bài tập liên kết gen và hoán vị gen

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN đăng 18:56 29-11-2010 bởi Nguyễn Minh Tuấn [ đã cập nhật 19:56 29-11-2010 ] I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP QUY LUẬT LIÊN KẾT GEN (Mỗi gen quy định một tính trạng thường) DẠNG 1: XÁC ĐỊNH TỈ LỆ GIAO TỬ A. Các kiến thức cơ bản. - Gọi n là số cặp NST tương đồng (=> số nhóm liên kết gen = n), đều chứa ít nhất một cặp gen dị hợp, công thức tổng quát: số kiểu giao tử = 2n - Gọi a (a ≤ n) là số cặp NST tương đồng đều chứa các cặp gen đồng hợp, các cặp NST tương đồng còn lại (n - a) đều chứa ít nhất một cặp gen dị hợp => công thức tổng quát: số kiểu giao tử = 2n-a B. Bài tập minh họa: Biết trong quá trình giảm phân, các gen liên kết hoàn toàn với nhau. Xác định tỉ lệ giao tử của các cá thể có kiểu gen như sau: 1. (AB / ab) 4. (Aa, BD / bd) 7. (Ab / Ab , de / dE) 2. (Ab / aB) 5. (Ab / aB , De / dE) 8. (aa, BD / bd , Eg / eg) 3. (AbD / aBd) 6. (Aa, Bd / bD , EG / eg) 9. (aB / aB, De / De) C. Hướng dẫn giải: 1. Kiểu gen (AB / ab) : 2 kiểu giao tử AB = ab = 1/2 2. Kiểu gen (Ab / aB) : 2 kiểu giao tử Ab = a B = 1/2 3. Kiểu gen (AbD / aBd) : 2 kiểu giao tử AbD = aBd = 1/2 4. Kiểu gen (Aa, BD / bd) : 4 kiểu giao tử ABD = a BD = Abd = abd = 1/4 5. Kiểu gen (AB / aB , De / dE): 4 kiểu giao tử AB De = AB d E = aB De = aB dE = 1/4 6. Kiểu gen (Aa, Bd / bD , EG / eg) => 23 = 8 kiểu giao tử bằng nhau theo sơ đồ : (A + a) (Bd + bD) (EG + eg) à (A Bd EG) + (A Bd eg) + (A bD EG) + … 7. Kiểu gen (Ab / Ab , dE / dE) : 2 kiểu giao tử Ab d E = Ab de = 1/2 8. Kiểu gen (aa, BD / bd , Eg / Eg) => 4 kiểu giao tử a Bd Eg = a bd eg = a Bb eg = a bd Eg = 1/4 9 . Kiểu gen (aB / aB , De / De) : 1 kiểu giao tử aB De Dạng 2: BIẾT GEN TRỘI, LẶN - KIỂU GEN CỦA P. XÁC ĐỊNH KẾT QUẢ LAI. A. Cách giải: - Bước 1: Quy ước gen - Bước 2: Xác định tỉ lệ giao tử của P - Bước 3: Lập bảng suy ra tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình của thế hệ sau. Chú ý: trường hợp có nhiều nhóm liên kết gen, dùng phép nhân xác suất hoặc sơ đồ phân nhánh phân nhánh để tính tỉ lệ kiểu hình, tỉ lệ kiểu hình. B. Bài tập minh họa: Ở cà chua, A quy định cây cao, a quy định cây thấp; B quy định quá tròn, b quy định qủa bầu; D quy định chím sớm, d quy định chím muộn .Trong quá trình di truyền , các gen nằm trên cùng một cặp NST, liên kết gen hoàn toàn. Xác định tỉ lệ phân li kiểu gen, tỉ lệ phân li kiểu hình các phép lai sau: 1. P1 : ♀ (AB / ab) x ♂ (AB / ab) 2. P2 : ♀ (AbD / aBd) x ♂ (AbD / aBd) 3. P3 : ♀ (Aa, BD / bd) x ♂ (Aa, BD / bd) C. Hướng dẫn giải: + Quy ước gen : A: cây cao ; B: quả tròn ; D: chím sớm a: cây thấp ; b :qủa bầu ; d: chím muộn . 1. P1 : ♀ (AB / ab) x ♂ (AB / ab) GP1: ( AB: ab) (AB : ab) KG F1 : 1(AB / AB) : 2 (AB / ab) : 1 (ab / ab) Tỉ lệ kiểu hình : 3 cây cao, quả tròn : 1 cây thấp quả bầu 2. P2 : ♀ (AbD / aBd) x ♂ (AbD / aBd) GP2: ( AbD : aBd) ; ( AbD : aBd) F2: Tỉ lệ kiểu gen F1 -1 : 1(AbD / AbD) : 2(AbD / aBd) : 1(aBd / aBd) Tỉ lệ kiểu hình: 1 cây cao, quả bầu, cính sớm : 2 cây cao, quả tròn, chím sớm : 1 cây thấp, quả tròn, chín muộn 3. P3 : ♀ (Aa, BD / bd) x ♂ (Aa, BD / bd) GP: ( A BD : A bd : a BD : a bd) ; ( A BD : A bd : a BD : a bd) F1: Tỉ lệ kiểu gen : (1 AA : 2 Aa : 1 aa) (1 (BD / BD) : 2(BD / bd) : 1(bd / bd) ) = ... - Tỉ lệ kiểu hình : (3cao : 1thấp) (3tròn, sớm : 1bầu, muộn) = 9cây cao, quả tròn, chín sớm : 3cây cao, quả bầu, chín muộn : 3cây thấp, quả tròn,chín sớm : 1cây thấp, quả bầu, chín muộn II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP QUY LUẬT HOÁN VỊ GEN (Mỗi gen quy định một tính trạng thường) DẠNG 1: XÁC ĐỊNH TỈ LỆ GIAO TỬ A. Các kiến thức cơ bản: - Tần số hoán vị gen (TSHVG) là tỉ lệ phần trăm các loại giao tử hoán vị, tính trên tổng số giao tử được sinh ra: - Tần số hoán vị gen ≤ 50 % - Gọi x là tần số HVG , trong trường hợp xét cả 2 cặp alen + Tỉ lệ giao tử hoán vị = x/2 + Tỉ lệ giao tử không hoán vị = (1 – x)/2 - Trường hợp có nhiều cặp NST tương đồng mang gen, ta lập bảng để xác định tỉ lệ các loại giao tử. B. Bài tập minh họa: Cho biết quá trình giảm phân xảy ra hoán vị giữa A,a với tần số 40 %; giữa D,d với tần số 20 %. Hãy xác định tỉ lệ giao tử của các cá thể có kiểu gen sau: 1. (AB / ab) 2. (Ab / aB) 3. (ABe / abE) 4. (Aa, BD / bd) 5. (AB / ab , De / de) 6. (Ab / aB , De / de) C. Hướng dẫn giải: 1. Kiểu gen (AB / ab) : 4 kiểu giao tử, tỉ lệ: Ab = aB = 40 % : 2 = 20 % 2. Kiểu gen (Ab / aB) : 4 kiểu giao tử, tỉ lệ : AB = ab = 40% : 2 = 20 % Ab = aB = (1 – 40%)/2 = 30% 3. Kiểu gen (ABe / abE) : 4 kiểu giao tử, tỉ lệ; AbE = aBe = 40% : 2 = 20% ABe = abE = (1 – 40%)/2 = 30% 4. Kiểu gen (Aa, BD / bd): 8 kiểu giao tử, theo tỉ lệ: (½ A + ½ a) (40% BD + 10 % Bd + 10 % Bd + 40% bd) 5. Kiểu gen (AB / ab, De / de): 8 kiểu giao tử, theo tỉ lệ: (½De + ½ de) (30% AB + 20% Ab + 20 % aB + 30% ab) 6. Kiểu gen (Ab / aB , DE / de): 8 kiểu giao tử, theo tỉ lệ: (40% DE + 10% De + 10% d E + 10% de) (20% AB + 30% Ab + 30 % aB + 20% ab) Dạng 2: BIẾT GEN TRỘI, LẶN - KIỂU GEN CỦA P. XÁC ĐỊNH KẾT QUẢ LAI. A. Cách giải: - Quy ước gen - Xác định tỉ lệ giao tử của P - Lập biểu thức, suy ra tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình B. Bài tập minh họa: Ở ngô , A Cây cao, a cây thấp , , B quả dài , b quả ngắn ; D quả hạt trắng,d quả hạt vàng. Qúa trình giảm phân xảy ra hoán vị với tần số 20%. Xác đinh kết quả các phép lai: 1. P1: (AB / ab) x (ab / ab) 2. P2: (Ab / aB) x (Ab / ab) 3. P3: (AB / ab) x (AB / ab) 3. P4: (Ad /aD , Bb) x (ab / ab) C. Hướng dẫn giải: - Quy ước gen: A Cây cao ; B quả dài ; D quả hạt trắng a cây thấp ; b quả ngắn ; d quả hạt vàng. 1. P1: (AB / ab) x (ab / ab) GP1: (40% AB : 10% Ab : 10% aB : 40% ab) ; 100% (ab) F1: (40% AB : 10% Ab : 10% aB : 40% ab) (ab) =…. Dạng 3A: BIỆN LUẬN VÀ VIẾT SƠ ĐỒ LAI F1 ĐẾN F2. Dự kiện bài cho: - Cho KH của P. - Tỉ lệ phân tính kiểu hình ở thế hệ lai. A. Cách giải chung: Bước 1. Biện luận xác định tính trạng trội lặn, và qui luật di truyền chi phối sự di truyền của hai cặp tính trạng - Dựa vào định luật đồng tính, phân tính của G. Mendel để xác định tính trạng trội lặn - Nếu ở thế hệ lai xuất hiện 4 loại KH phân tính ¹ 9:3:3:1 (hay ¹ 1:1:1:1 trong lai phân tích) thì sự di truyền chi phối tuân theo qui luật di truyền hoán vị gen Bước 2. Xác định tần số hoán vị gen từ đó suy ra KG của P và tần số hoán vị gen: Dùng phương pháp phân tích giao tử để xác định tần số HVG (p) - Từ tỉ lệ phân tính ở thế hệ lai (thường căn cứ vào tỉ lệ % KH mang hai tính trạng lặn) Þ tỉ lệ giao tử liên kết (hoặc tỉ lệ giao tử hoán vị) Þ KG của cá thể đem lai Bước 3: Lập sơ đồ lai B. Bài tập minh họa: 1.Trường hợp HVG xảy ra một bên bố hoặc mẹ Bài 1: Khi cho giao phấn giữa hai cây cùng loài, người ta thu được F1 có tỉ lệ phân ly sau: 70% cây cao, quả tròn; 20% cây thấp, quả bầu dục; 5% cây cao, quả bầu dục; 5% cây thấp, quả tròn. Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F1 2.Trường hợp HVG xảy ra hai bên bố và mẹ Bài 2: Cho những cây cà chua F1 có cùng KG với KH cây cao, quả đỏ tự thụ phấn. F2 thu được tỉ lệ phân tính kiểu hình: 50,16% cao, đỏ : 24,84% cao, vàng : 24,84% thấp, đỏ : 0,16% thấp, vàng. Biện luận và viết sơ đồ lai từ F1 đến F2 C. Hướng dẫn giải: Bài 1: Bước 1. - Biện luận: + Phân tích tỉ lệ phân tính KH của từng cặp tính trạng riêng rẽ + Tính trạng chiều cao: cây cao : cây thấp = 3 cao : 1 thấp (phù hợp với ĐL phân tính Menđen) Þ cây cao (A) trội hoàn toàn so với cây thấp (a) và P: Aa x Aa (1) + Tính trạng dạng quả: quả tròn : quả bầu dục = 3 quả tròn : 1 quả bầu dục (phù hợp ĐL phân tính Menđen) Þ quả tròn (B) trội hoàn toàn so với quả bầu dục (b) và P: Bb x Bb (2) . Từ (1) và (2) Þ P (Aa,Bb) x (Aa,Bb) * Phân tích tỉ lệ phân tính KH của đồng thời hai cặp tính trạng: cao, tròn : cao, bầu dục : thấp, tròn : thấp, bầu dục = 70%: 5%: 5%: 20% ¹ 9:3:3:1 Þ hai cặp tính trạng di truyền theo qui luật hoán vị gen Bước 2: F1 cây thấp, bầu dục (ab / ab) = 20% = 40% ab x 50% ab Þ + 1 cây P cho giao tử AB = ab = 40% Þ Ab = aB = 10% < 25% là giao tử HVGÞ KG của P (AB / ab) xảy ra hoán vị gen với tần số p = 20% + 1 cây P AB = ab = 50% Þ KG P: (AB / ab) => DT liên kết gen Bước 3: Lập sơ đồ lai Bài 2: Bước1: - Biện luận: + F2 xuất hiện tính trạng cây thấp, quả vàng Þ F1 không thuần chủng có kiểu gen dị hợp hai cặp gen. Vậy cây cao, quả đỏ biểu hiện trong kiểu gen dị hợp là tính trạng trội Qui ước: A qui định cây cao ; a qui định cây thấp B qui định quả đỏ ; b qui định quả vàng Þ F1 (Aa, Bb) x F1 (Aa, Bb) + Tỉ lệ phân tính kiểu hình ở F2: 50,16% : 28,84% : 28,84% : 0,16% ¹ 9 : 3: 3:1 ¹ 1: 2: 1 nên sự di truyền của hai cặp tính trạng tuân theo qui luật di truyền hoán vị gen Bước 2: - F2 cây thấp, vàng (ab / ab) = 0,16% = 4% ab x 4% ab Þ Hoán vị gen xảy ra cả hai bên bố mẹ F1 đem lai - AB = ab = 4% < 25% là giao tử HVG - Ab = aB = 46% > 25% là giao tử bình thường Þ KG của F1 là (Ab / aB) và tần số HVG: p = 2 x 4% = 8% Bước 3: Lập sơ đồ lai Dạng 3B: BIỆN LUẬN VÀ VIẾT SƠ ĐỒ LAI TỪ P ĐẾN F2 Dự kiện bài cho: - KH của P và cho biết trước KG của F1 hoặc không cho biết trước KH của P và kiểu gen cuả F1 - Tỉ lệ % 1 loại KH ở thế hệ con lai F2 nhưng không phải là mang cả hai tính trạng lặn (aabb), mà thường mang một tính trạng trội và một tính trạng lặn (A-bb hoặc aaB-) A. Cách giải chung: Bước 1. -Biện luận xác định tính trạng trội, lặn và xác định qui luật di truyền chi phối hai cặp tính trạng (thực hiện tương tự như bước 1 của dạng 3A) Bước 2. - Xác định tần số HVG Þ KG của F1 Þ KG của P: Dùng phương pháp lập phương trình để xác định tần số HVG (p) Gọi tỉ lệ giao tử của F1 AB = ab = x Ab = aB = y x + y = 0,5 (1) + Dựa vào tỉ lệ KH mang 1 tính trạng trội, 1 tính trạng lặn (A-bb; aaB-) = a% để lập phương trình y2 + 2xy = a% (2) rồi giải hệ phương trình (1) & (2) chọn ẩn phù hợp từ đó suy ra tần số HVG và kiểu gen của P và F1 Bước 3. - Lập sơ đồ lai: B. Bài tập minh họa: 1.Trường hợp 1: Đề cho biết KH của P và đã biết trước KG của F1 Bài 1: Khi lai thứ lúa thân cao, hạt gạo trong với thứ lúa thân thấp, hạt đục. F1 thu được toàn cây thân cao, hạt gạo đục. Cho các cây F1 tự thụ với nhau ở F2 thu được 15600 cây bao gồm 4 kiểu hình, trong đó có 3744 cây thân cao, hạt trong. (Biết rằng mỗi tính trạng do một gen tác động riêng rẽ quy định). Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 2.Trường hợp 2:Đề chưa cho biết KH của P và chưa biết được KG của F1 Bài 2: Đem giao phối giữa bố mẹ đều thuần chủng khác nhau về hai cặp gen tương phản thu được F1 đồng loạt cây cao, chín sớm. F2 có 4 kiểu hình trong đó kiểu hình cây cao, chín muộn chiếm 12,75%. Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 C. Hướng dẫn giải: Bài 1: Bước 1. - Biện luận: - P thuần chủng hai cặp tính trạng đem lai F1 đồng tính trạng thân cao, hạt gạo đục (phù hợp với quy luật phân li của Menđen) Þ tính trạng thân cao (A) là trội hoàn toàn so với thân thấp (a); hạt gạo đục (B) là trội hoàn toàn so với hạt gạo trong (b) và kiểu gen F1 (Aa, Bb) - Tỉ lệ cây cao, hạt trong (A-bb) ở F2 = (3744/1560) x 100% = 24% ¹ 18,75% ¹ 25% Þ qui luật di truyền chi phối hai cặp tính trạng là qui luật di truyền hoán vị gen Þ KG P: (Ab / Ab) x (aB / aB) Þ KG F1 : (Ab / aB) Bước 2 : Gọi tỉ lệ giao tử của F1 AB = ab = x Ab = aB = y Ta có : y2 + 2xy = 0,24 (1) x + y = 1/2 (2) Giải hệ phương trình (1) & (2) ta có x = 0,1 ; y = 0,4 Þ tần số HVG: p = 2x = 0,2 Bước 3. Lập sơ đồ lai từ P đến F2. Bài 2: Bước 1: - P thuần chủng hai cặp tính trạng tương phản đem lai, F1 đồng loạt cây cao, chín sớm Þ cao, sớm trội so với thấp muộn (theo quy luật phân li của Melđen) + Quy ước A: cao a: thấp B: chín sớm b: chín muộn + F1 có kiểu gen dị hợp hai cặp gen (Aa,Bb) - Tỉ lệ phân tính kiểu hình ở F2 : cây cao, chín muộn (A-bb) = 12,75% ¹ 3/16 ¹ ¼ ® sự di truyền hai cặp tính trạng theo quy luật hoán vị gen Bước 2: - Gọi tỉ lệ giao tử của F1 AB = ab = x Ab = aB = y Ta có : y2 + 2xy = 0,1275 (1) x + y = 1/2 (2) giải hệ phương trình (1) & (2) ta có + x = 0,35 > 0,25 (giao tử liên kết) ; + y = 0,15 < 0,25 (giao tử hoán vị gen) + Suy ra kiểu gen F1 là (AB / ab) và tần số HVG (p) = 0,15 x 2 = 0,3 + Kiểu gen của P : (AB / AB) x (ab / ab) Bước 3: Lập sơ đồ lai từ P đến F2.