BÀI 8. DI TRUYỀN LIÊN KẾT GIỚI TÍNH, LIÊN KẾT GENE VÀ HOÁN VỊ GENE

PHẦN I. HỆ THỐNG BÀI TẬP, BÀI GIẢI CUỐI SGK

Mở đầu: Một số tính trạng ở sinh vật có xu hướng di truyền cùng nhau trong quá trình sinh sản hữu tính. Theo em, nguyên nhân nào gây ra hiện tượng này?

I. BỐI CẢNH RA ĐỜI THÍ NGHIỆM CỦA MORGAN

Câu hỏi 1: Nghiên cứu của Morgan phát hiện di truyền liên kết được ra đời trong bối cảnh nào?

II. DI TRUYỀN GIỚI TÍNH VÀ DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH

Câu hỏi 2: Dựa vào cơ chế xác định giới tính nhờ nhiễm sắc thể giới tính, giải thích tại sao tỉ lệ giới tính đực : cái trong tự nhiên là 1 : 1. 

Câu hỏi 3: Morgan đã bố trí thí nghiệm như thế nào khi lai các dòng ruồi giấm khác nhau về màu mắt?

Câu hỏi 4: Hãy giải thích sự di truyền tính trạng bị chi phối bởi các gene nằm trên X hoặc trên Y là sự di truyền liên kết giới tính?

Luyện tập 1: Bệnh mù màu đỏ - lục do gene lặn nằm trên X và không có allele tương ứng trên Y. Tại sao bệnh này thường gặp ở nam giới hơn so với ở nữ giới?

Câu hỏi 5: Nêu một số ứng dụng của sự di truyền giới tính và di truyền liên kết giới tính ở sinh vật trong sản xuất.

III. DI TRUYỀN LIÊN KẾT 

Câu hỏi 6: Hãy mô tả thiết kế thí nghiệm của Morgan khi thực hiện các phép lai các dòng ruồi giấm khác nhau về hai tính trạng: màu thân và độ dài cánh.

Câu hỏi 7: 

a) Từ thí nghiệm ở sơ đồ hình 8.6, hãy giải thích kết quả phép lai từ P đến F

b) Nếu hai cặp gene quy định hai cặp tính trạng được theo dõi ở thí nghiệm lai này phân li độc lập, hãy xác định tỉ lệ kiểu hình ở đời lai của phép lai phân tích.

Luyện tập 2: Tại sao việc sử dụng phép lai phân tích trong thí nghiệm của Morgan giúp dễ dàng phát hiện các giao tử tái tổ hợp?

Câu hỏi 8: Nêu ý nghĩa của liên kết gene, hoán vị gene đối với sự thích nghi của sinh vật và chọn, tạo giống vật nuôi, cây trồng.

Tìm hiểu thêm: A.H. Sturtevant, học trò và cũng là cộng sự của Morgan, đã đề xuất sự liên quan giữa tần số trao đổi chéo (tần số tái tổ hợp) và khoảng cách giữa các gene, cơ sở để lập bản đồ di truyền liên kết. Tần số hoán vị gene phụ thuộc khoảng cách giữa hai gene trên nhiễm sắc thể: Hai gene nằm càng xa nhau trên nhiễm sắc thể thì tần số hoán vị giữa chúng càng cao và ngược lại. Nói cách khác, hai gene càng nằm gần nhau càng có xu hướng di truyền liên kết nhau. Tần số tái tổ hợp 1% tương ứng khoảng cách 1cM (centiMorgan) được gọi là đơn vị bản đồ (m.u.,mapping unit). Dựa vào bản đồ di truyền ở hình 8.3, hãy xác định khoảng cách giữa hai gene quy định thân vàng và gene quy định mắt trắng ở ruồi giấm.

Luyện tập 3: Một cặp vợ chồng không bị bệnh máu khó đông nhưng người vợ có bố mắc bệnh này. Nếu cặp vợ chồng này sinh con thì con của họ có nguy cơ bị bệnh máu khó đông không? Giải thích. Biết rằng, máu khó đông là bệnh do gene đột biến lặn liên kết X.

Vận dụng 1: Để tăng số lượng cá thể trong đàn lợn nuôi, cần tăng số lượng cá thể cái hay số lượng cá thể đực trong đàn? Khi đó, tinh trùng mang nhiễm sắc thể X hay tinh trùng mang nhiễm sắc thể Y được lựa chọn để tạo con giống? Giải thích.

Vận dụng 2: Hãy trình bày quan điểm của em về vai trò của sự cân bằng tỉ lệ giới tính ở người.

PHẦN 2. 5 PHÚT TRẢ LỜI CÂU HỎI, BÀI TẬP TRONG SGK

Đáp án MĐ: Do các gene quy định các tính trạng nằm trên cùng một NST và cùng phân li trong quá trình phân bào.

I. BỐI CẢNH RA ĐỜI THÍ NGHIỆM CỦA MORGAN

Đáp án CH1: Frans Janssens, từ nghiên cứu tế bào học năm 1909, quan sát cấu trúc bắt chéo của NST dưới kính hiển vi, Morgan dự đoán sự trao đổi các vùng tương đồng trên NST tương đồng trong quá trình hình thành giao tử. Năm 1908, trong nghiên cứu ruồi giấm, Morgan phát hiện các đột biến màu mắt và các tỉnh trạng khác. Từ các thí nghiệm lai ruồi giấm, Morgan và đồng nghiệp khám phá di truyền NST giới tính, liên kết giới tính và hiện tượng liên kết gene. Công trình của ông đóng vai trò quan trọng trong phát triển di truyền học nửa đầu thế kỷ XX và giúp ông nhận giải Nobel Sinh lý học và Y học vào năm 1933.

II. DI TRUYỀN GIỚI TÍNH VÀ DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH

Đáp án CH2: Sự phân li của cặp NST XY trong phát sinh giao tử tạo ra hai loại tinh trùng mang NST X và Y với tỉ lệ 1:1. Khi thụ tinh với trứng mang NST X, tạo ra hai loại tổ hợp XX và XY với số lượng và sức sống ngang nhau, do đó tỉ lệ giới tính thường là 1:1.

Đáp án CH3: Morgan lai thuận nghịch ruồi giấm thuần chủng (P) mắt đỏ với ruồi đột biến mắt trắng. Kết quả phép lai thuận và nghịch khác nhau.

Đáp án CH4: Gene trên X không có allele tương ứng trên Y gọi là gene liên kết X. Gene trên Y không có allele tương ứng trên X, quy định tính trạng ở cá thể mang Y, gọi là gene liên kết Y.

Đáp án LT1: Do gene quy định bệnh mù màu đỏ-lục nằm trên NST X và không có allele tương ứng trên NST Y, nên ở nam giới (XY), một allele lặn đã đủ để biểu hiện bệnh, trong khi ở nữ giới (XX), cần phải có cả hai allele lặn để biểu hiện kiểu hình bệnh.

Đáp án CH5: Sự di truyền giới tính và di truyền liên kết giới tính ở sinh vật được áp dụng trong sản xuất: Để thu hoạch trứng, sữa, hoặc sản xuất các sản phẩm như thịt, tơ tằm, và lông (để làm len), cần nhiều cá thể cái hơn cá thể đực.

III. DI TRUYỀN LIÊN KẾT 

Đáp án CH6: Morgan và đồng nghiệp lai các dòng ruồi giấm thuần chủng khác nhau về các cặp tính trạng tương phản, sau đó phân tích kiểu hình ở thế hệ lai và so sánh với kết quả thí nghiệm lai trong nghiên cứu của Mendel.

Đáp án CH7: 

a) Giải thích kết quả phép lai từ P đến F1: Tính trạng thân xám và cánh dài là tính trạng trội nên ở F1 biểu hiện 100% ra kiểu hình.

b) Nếu hai cặp gene quy định hai cặp tính trạng được theo dõi phân li độc lập trong thí nghiệm lai này, tỉ lệ kiểu hình ở F1 là 1:1:1:1.

Đáp án LT2: Do kết quả của phép lai có giao tử tái tổ hợp khác so với phép lai không có giao tử tái tổ hợp.

Đáp án CH8: 

- Di truyền liên kết duy trì các tổ hợp kiểu gene giúp sinh vật thích nghi với môi trường và tạo nên tính ổn định đặc trưng ở các loài sinh vật. Liên kết gene giải thích hiện tượng di truyền cùng nhau của nhiều tính trạng ở các cá thể.

- Hoán vị gene cùng với sự phân li và tổ hợp ngẫu nhiên của các nhiễm sắc thể khi giảm phân, cùng sự kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử khi thụ tinh, là các cơ chế tạo ra biến dị tổ hợp ở sinh vật sinh sản hữu tính. Điều này làm cho biến dị di truyền ở sinh vật trở nên phong phú, và những biến dị này là nguồn nguyên liệu cho quá trình tiến hoá và chọn giống.

Đáp án THT: Khoảng cách giữa hai gene quy định thân vàng và gene quy định mắt trắng ở ruồi giấm là 1,5 cM.

Đáp án LT3: Nếu cặp vợ chồng sinh con, con của họ có nguy cơ bị bệnh máu khó đông do người mẹ mang allele gây bệnh từ bố (ông ngoại), có khả năng truyền allele bệnh cho con.

Đáp án VD1: Để tăng số lượng lợn trong đàn nuôi, cần tăng số lượng lợn cái trong đàn và lựa chọn tinh trùng mang nhiễm sắc thể X để sinh ra con cái, vì con cái có khả năng sinh sản.

Đáp án VD2: Quan điểm của tôi về vai trò của sự cân bằng tỉ lệ giới tính ở con người: Sự cân bằng tỉ lệ giới tính ảnh hưởng đến nhiều vấn đề xã hội như phát triển kinh tế, an sinh xã hội và duy trì nòi giống.