Slide bài giảng Sinh học 12 kết nối Bài 11: Liên kết gene và hoán vị gene

Tóm lược nội dung

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?

Giải rút gọn:

Tế bào chỉ cần sản phẩm của một gene nhất định vào thời điểm nhất định. Do vậy, các gene cần được điều khiển để có thể tạo ra đủ lượng sản phẩm vào đúng thời điểm khi tế bào cần đến. Điều hoà biểu hiện gene hay điều hoà hoạt động gene được xem như là quá trình đóng/mở hay bật/tắt gene. Quá trình điều hoà biểu hiện gene chủ yếu xảy ra ở khâu điều hoà phiên mã (gene có được phiên mã hay không phiên mã). Một gene chỉ được phiên mã khi tế bào nhận được tín hiệu cho biết gene đó cần được phiên mã; ngược lại, khi lượng sản phẩm của gene tạo ra vượt quá nhu cầu của tế bào thì sẽ có tín hiệu để gene ngừng hoạt động phiên mã.

I. LIÊN KẾT GENE

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

Giải rút gọn:

• Liên kết gene là hiện tượng các gene trên cùng một NST di truyền cùng nhau.

• Cơ sở :mỗi gene nằm trên NST tại một vị trí xác định gọi là locus, các gene phân bố dọc theo chiều dài của NST, các NST phân li trong giảm phân dẫn tới các gene trên cùng một NST phân li cùng nhau.

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

Giải rút gọn:

• Trong tự nhiên, các gene có lợi, đảm bảo cho sinh vật thích nghi với môi trường có thể được tập hợp trên cùng một NST. Các gene này luôn di truyền cùng nhau đảm bảo duy trì sự ổn định của loài.

• Trong chọn, tạo giống, các chỉ thị phân tử được sử dụng để hỗ trợ việc sàng lọc, lựa chọn kiểu hình mong muốn của vật nuôi hay giống 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.

Giải rút gọn:

• Hoán vị gene là hiện tượng các allele tương ứng của một gene trao đổi vị trí cho nhau trên cặp NST tương đồng, làm xuất hiện các tổ hợp gene mới, từ đó dẫn tới tạo thành các tổ hợp kiểu hình mới. 

• Cơ sở tế bào học: Trong quá trình giảm phân hình thành giao tử, ở kì đầu của giảm phân I, ở một số tế bào đã xảy ra hiện tượng trao đổi chéo giữa các chromatid khác nguồn gốc của cặp NST kép tương đồng dẫn tới sự hoán đổi vị trí của các gene. 

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

Giải rút gọn:

Hoán vị gene do trao đổi chéo giữa các NST tương đồng, xảy ra trong giảm phân tạo ra các giao tử tái tổ hợp mang các tổ hợp gene mới. Kết hợp với sự tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong quá trình thụ tinh hình thành hợp tử ở các loài sinh sản hữu tính, làm tăng nguồn biến di di truyền cho 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.

Giải rút gọn:

• Bản đồ di truyền là sơ đồ biểu diễn trật tự sắp xếp và khoảng cách tương đối giữa các gene trên NST. 

• Ý nghĩa: Dự đoán tần số các tổ hợp gene mới trong các phép lai. Điều này có ý nghĩa trong việc chọn, 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.

Giải rút gọn:

• 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.

Giải rút gọn:

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).