BÀI 11. LIÊN KẾT GENE VÀ HOÁN VỊ GENE

Mở đầu: Vào năm 1905, W. Bateson, E. R. Saunders và R. C. Punnett khi nghiên cứu hai tính trạng tương phản trên cây đậu ngọt (màu hoa tím/đỏ và hình dạng hạt phấn dài/tròn) đã thu nhận kết quả phân li kiểu hình ở thế hệ F, khác với tỉ lệ 9: 3: 3: 1 theo quy luật phân li độc lập của Mendel, trong đó chia ra hai nhóm kiểu hình (nhóm kiểu hình giống bố mẹ chiếm ưu thế và nhóm kiểu hình khác bố mẹ chiếm phần nhỏ). Các nhà khoa học vào thời điểm đó đã không giải thích được cơ chế di truyền chi phối. Điều gì đã dẫn tới hiện tượng di truyền khác biệt này?

Đáp án chuẩn:

Hiện tượng không hoàn toàn phân li độc lập trong nghiên cứu của Bateson, Saunders và Punnett vào năm 1905 có thể do tương tác gen, liên kết gen, tương tác môi trường và biến dị gen. Thiếu kiến thức và công cụ phân tích khiến các nhà khoa học không thể giải thích chính xác hiện tượng này.

I. LIÊN KẾT GENE

Câu 1: Liên kết gene là gì? Trình bày cơ sở tế bào học của hiện tượng liên kết gene.

Đáp án chuẩn:

- Liên kết gene là khi các gene trên cùng một NST di truyền cùng nhau.

- Cơ sở: Mỗi gene nằm tại một vị trí xác định trên NST, gọi là locus, và chúng phân bố dọc theo chiều dài của NST. Trong quá trình giảm phân, các NST phân li dẫn đến các gene trên cùng một NST phân li cùng nhau.

Câu 2: Hãy trình bày vai trò của liên kết gene.

Đáp án chuẩn:

- Trong tự nhiên, các gene có lợi thường tập trung trên cùng một NST, đảm bảo sinh vật thích nghi với môi trường và duy trì sự ổn định của loài.

- Trong chọn giống, các chỉ thị phân tử như đoạn trình tự nucleotide liên kết chặt với gene quy định tính trạng mong muốn được sử dụng để hỗ trợ việc sàng lọc, lựa chọn kiểu hình mong muốn của vật nuôi hoặc cây trồng.

II. HOÁN VỊ GENE

Câu 1: Hoán vị gene là gì? Hãy trình bày cơ sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gene.

Đáp án chuẩn:

- Hoán vị gen là khi các allele của một gene trao đổi vị trí trên cặp NST tương đồng trong quá trình giảm phân hình thành giao tử.

- Cơ sở: Khi các chromatid khác nguồn gốc của cặp NST kép tương đồng trao đổi chéo, gene cũng trao đổi vị trí, tạo ra các tổ hợp gene mới và kiểu hình mới.

Câu 2: Vì sao hoán vị gene làm tăng nguồn biến dị di truyền?

Đáp án chuẩn:

Hoán vị gene xảy ra khi có trao đổi chéo giữa các NST tương đồng trong giảm phân, tạo ra các giao tử mới mang tổ hợp gene khác nhau. Khi kết hợp với sự ngẫu nhiên trong quá trình hợp tử ở các loài sinh sản hữu tính, điều này tạo ra đa dạng gen mới, góp phần vào quá trình tiến hoá và chọn giống.

III. BẢN ĐỒ DI TRUYỀN

Câu 1: Bản đồ di truyền là gì? Hãy nêu ý nghĩa của việc lập bản đồ di truyền.

Đáp án chuẩn:

- Bản đồ di truyền là sơ đồ biểu diễn trật tự và khoảng cách giữa các gene trên NST. 

- Nó cung cấp thông tin về tần số hoán vị gene giữa các gene, giúp dự đoán tần số tổ hợp gene mới trong phép lai, hỗ trợ việc chọn lọc và tạo giống.

LUYỆN TẬP VÀ VẬN DỤNG

Câu 1: Xét hai cặp tính trạng tương phản do hai gene nằm trên cùng một NST quy định. Hãy viết các kiểu gene có thể có cho cá thể dị hợp tử và vẽ sơ đồ NST thể hiện locus của các gene tương ứng cho mỗi kiểu gene.

Đáp án chuẩn:

- Các kiểu gene có thể có cho cá thể dị hợp tử: 

, , ,,

- Sơ đồ NST thể hiện locus của các gene tương ứng cho mỗi kiểu gene:

Câu 2: Tiến hành lai ruồi giấm cái có kiểu gene dị hợp tử thân xám, mắt đỏ với ruồi đực đồng hợp tử lặn thân đen, mắt tím. Kết quả đời con có sự phân li kiểu hình như sau: 721 con thân xám, mắt đỏ: 751 con thân đen, mắt tím: 49 con thân xám, mắt tím: 45 con thân đen, mắt đỏ. Hãy xác định quy luật di truyền chi phối hai gene quy định các tính trạng trên.

Đáp án chuẩn:

Quy ước:     A: thân xám                               B: mắt đỏ

                    A: thân đen                                b: mắt tím

Ta có:

• Số con thân xám là: 721 + 45 = 766

• Số con thân đen là: 751 + 49 = 800

Vậy tỉ lệ A:a là 1:1

• Số con mắt đỏ là: 721 + 45 = 766

• Số con mắt tím là: 751 + 49 = 800

Vậy tỉ lệ B:b là 1:1

Tỉ lệ các kiểu hình đời con là:

thân xám, mắt đỏ: thân đen, mắt tím: thân xám, mắt tím: thân đen, mắt đỏ 

= 721 : 751 : 49 : 45 ≠ (1:1)(1:1)

Vậy các gen di truyền liên kết không hoàn toàn (hoán vị gen).