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

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?

Giải rút gọn:

Do liên kết gene.

I. BỐI CẢNH RA ĐỜI THÍ NGHIỆM CỦA MORGAN

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

Giải rút gọn:

Morgan dự đoán sự trao đổi các vùng tương đồng trên các NST tương đồng xảy ra khi hình thành giao tử. Năm 1908, khi nghiên cứu ruồi giấm, Morgan đã phát hiện các dòng đột biến về màu mắt và nhiều tính trạng khác. Từ các thí nghiệm lai giữa các dòng ruồi giấm, Morgan và cộng sự đã phát hiện di truyền liên kết. 

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

Câu 1: 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. 

Giải rút gọn:

Do NST XY phân li tạo hai loại giao tử NST X và Y với tỉ lệ bằng nhau. Qua thụ tinh với trứng mang NST X tạo ra hai loại tổ hợp XX và XY với số lượng ngang nhau có sức sống ngang nhau do đó tỉ lệ giới tính thường là 1:1.

Câu 2: Morgan đã bố trí thí nghiệm như thế nào khi lai các dòng ruồi giấm khác nhau về màu mắt?

Giải rút gọn:

Morgan thực hiện các phép lai thuận nghịch, kết quả của hai phép lai khác nhau.

Câu 3: 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?

Giải rút gọn:

Gene liên kết X có xu hướng di truyền liên kết X. Gene liên kết Y quy định tính trạng chỉ có ở cá thể mang Y và di truyền liên kết Y.

Luyện tập: 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?

Giải rút gọn:

Do gene quy định bệnh mù màu đỏ - lục nằm trên NST X nên ở nam giới (XY) chỉ cần mang một allele lặn đã biểu hiện bệnh, còn ở nữ giới (XX) cần có 2 allele lặn mới biểu hiện bệnh.

Câu 4: 

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

• Di truyền giới tính và di truyền liên kết giới tính để giải thích các ứng dụng đó.

Giải rút gọn:

• Ứng dụng: Để lấy trứng, sữa, số lượng cá thể cái trong đàn vật nuôi cần nhiều hơn số lượng cá thể đực. Muốn lấy thịt, tơ tằm, lông, số lượng cá thể đực phải nhiều hơn số cá thể cái. 

• Giải thích: di truyền liên kết giới tính là cơ sở giải thích sự biểu hiện các tính trạng liên kết giới tính ở sinh vật. Dựa trên cơ sở di truyền liên kết giới tính của một số tính trạng, có thể điều khiển vật nuôi theo mục đích mong muốn.

III. DI TRUYỀN LIÊN KẾT 

Câu 1: 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.

Giải rút gọn:

Morgan lai giữa các dòng ruồi giấm thuần chủng, khác nhau về các cặp tính trạng tương phản và lai phân tích; phân tích kiểu hình ở đời lai và so sánh với kết quả thí nghiệm lai trong nghiên cứu của Mendel.

Câu 2: 

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

• 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.

Giải rút gọn:

• Giải thích: tính trạng thân xám, cánh dài là tính trạng trội nên biểu hiện 100% ra kiểu hình ở F₁.

• Nếu hai cặp gene quy định hai cặp tính trạng phân li độc lập, tỉ lệ kiểu hình ở F₁ là 1:1:1:1.

Luyện tập: 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?

Giải rút gọn:

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

Câu 3: 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.

Giải rút gọn:

• 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. 

• Hoán vị gene làm tăng biến dị di truyền, là nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống.

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.

Giải rút gọn:

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

Luyện tập: 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.

Giải rút gọn:

Nếu cặp vợ chồng sinh con thì con của họ có nguy cơ bị bệnh máu khó đông. Do người mẹ mang allele gây bệnh từ bố (ông ngoại) nên có thể truyền allele bệnh cho con.

Vận dụng: 

• 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.

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

Giải rút gọn:

• Để tăng số lượng cá thể cần tăng số lượng cá thể cái trong đàn. Khi đó, cần lựa chọn tinh trùng mang NST X để tạo con giống vì tinh trùng mang NST X kết hợp với giao tử X của con cái sẽ tạo hợp tử XX là con cái.

• Quan điểm của em: Sự cân bằng tỉ lệ giới tính ở người sẽ ảnh hưởng đến các vấn đề xã hội