Gen là gì - phương pháp giải các bài tập về liên kết và hoán vị gen

Gen là gì - phương pháp giải các bài tập về liên kết và hoán vị gen

Bài học hôm nay chúng ta sẽ cùng làm quen với các định nghĩa gen là gì? Hoán vị gen là gì và liên kết gen là gì? Cùng với đó là một số bài tập chúng tôi dã tổng hợp được. Hy vọng chúng hữu ích đối với bạn đọc!

I. Định nghĩa gen di truyền

    1.1. Gen là gì?

• Gen là một đoạn xác định của phân tử axit nuclêic (ADN hoặc ARN) có chức năng di truyền nhất định.

Mỗi cá thể có hai bản sao của một gen, một bản từ bố và bản còn lại từ mẹ. Hầu hết các gen là như nhau ở mọi người, nhưng có một số ít gen (ít hơn 1% tổng số) hơi khác nhau giữa mỗi người. Alen là các dạng của cùng một gen với những khác biệt nhỏ trong trình tự base DNA. Những khác biệt nhỏ này tạo nên nét đặc trưng của mỗi người.

• Cấu trúc:

Cấu trúc của một gen chứa nhiều yếu tố mà những trình tự mã hóa protein thực sự chỉ là một phần nhỏ trong đó. Chúng bao gồm các vùng DNA không được phiên mã cũng như các vùng RNA không được dịch mã.

• Định nghĩa theo chức năng:

Một định nghĩa có tầm hoạt động rộng thỉnh thoảng được sử dụng để bao quát được tính phức tạp của nhiều hiện tượng phong phú, nơi một gen được định nghĩa như là hợp của các trình tự mã hóa cho một tập nhất quán các sản phẩm chuyên biệt có khả năng xen phủ lẫn nhau. Định nghĩa này phân loại gen theo các sản phẩm có chức năng riêng (như protein hay RNA) hơn là theo những vị trí locus cụ thể trên đoạn DNA, với các yếu tố điều hòa được phân loại như là các vùng kết hợp với gen.

    1.2. Liên kết gen và hoán vị gen

   1.2.1. Hoán vị gen là gì?

Gen hoán vị là các gen tương ứng nhau (gen a-len) cùng ở trên cặp nhiễm sắc thể tương đồng đổi chỗ cho nhau trong quá trình trao đổi chéo.

Sơ đồ mô tả hoán vị gen

Quá trình: 

- Các nhiễm sắc thể ở tế bào nhân thực thường tồn tại thành từng cặp giống nhau về hình dạng, kích thước và cả trình tự lô-cut gen, tạo thành các cặp nhiễm sắc thể tương đồng (homologous chromosomes). Ở mỗi cặp tương đồng này, thì một chiếc nhận từ bố, còn chiếc kia  do mẹ truyền (hình 1).
- Trong quá trình giảm phân, các nhiễm sắc thể tương đồng bắt cặp với nhau từng đôi một, tiếp hợp nhau rồi bắt chéo ở những điểm nhất định (hình 2).
- Sau đó, có thể xảy ra sự trao đổi chéo: đoạn của “bố” chuyển vị sang đoạn tương ứng của “mẹ” và ngược lại (hình 3). Do đó B đổi chỗ cho b, còn V đổi chỗ cho v. Trao đổi chéo như thế gây ra hiện tượng gen hoán vị, nhưng lô-cut mỗi a-len coi như không thay đổi.

Tần số hoán vị gen là gì? 

Tần số hoán vị gen trong một phép lai phân tích sẽ phản ánh khoảng cách giữa các gen này, gọi là khoảng cách tương đối, chứ không phải là khoảng cách vật lí. Gen hoán vị là các gen a-len đổi chỗ cho nhau trên cặp nhiễm sắc thể tương đồng không chị em do quá trình trao đổi chéo. Quá trình này tạo ra tái tổ hợp di truyền phát sinh nhiều tổ hợp tính trạng mới, đồng thời cũng tao ra nhóm gen liên kết mới, có lợi cho quá trình tiến hóa của sinh vật. Thông qua kết quả thu được về tần số tái tổ hợp (cũng gọi là tần số hoán vị gen).

Cơ sở tế bào học của hoán vị gen là gì?

Là sự trao đổi chéo giữa các cromatit khác nguồn gốc của cặp nhiễm sắc thể tương đồng ở kỳ đầu giảm phân I.

Có thể bạn quan tâm:  Bài 12. Di truyền liên kết với giới tính và di truyền ngoài nhân

    1.2.2. Liên kết gen là gì?

Đặc trưng:

- Các gen trên 1 nst tại vị trí xác định gọi là locút

- Các gen cùng 1 nst phân li cùng nhau trong quá trình phân bào tạo thành nhóm gen liên kết

- Các tính trạng do các gen trên cùng 1 nst quy định luôn được di truyền cùng nhau đảm bảo di truyền bền vững từng nhóm tính trạng

- Tổng tỉ lệ kiểu hình tương ứng với số kiểu tổ hợp giao tử lai phân tích

- Số nhóm liên kết bằng số nst đơn bội.

Định luật liên kết gen là gì?

Các gen cùng nằm trên 1 nst làm thành 1 nhóm gen liên kết phân li cùng nhau trong quá trình tạo giao tử và tổ hợp với nhau trong quá trình thụ tinh do đó dt thành từng nhóm tính trạng.

Ý nghĩa của liên kết gen là gì?

- Hạn chế xuất hiện biến dị tổ hợp

- Đảm bảo di truyền bền vững từng nhóm tính trạng. Có ý nghĩa trong chọn giống

Nhóm gen liên kết là gì?

.Nhóm liên kết gen là gì? Là bao gồm các gen ở cùng phân tử ADN tạo nên một nhóm gen liên kết, số nhóm gen liên kết của mỗi loài bằng bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n).

Xem ngay: Bài 1: Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi của ADN

II. Các dạng bài tập

   2.1. Phương pháp giải bài tập quy luật liên kết gen (Mỗi gen quy định một tính trạng thường)

    2.1.1. Dạng 1: Xác định tỷ 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.

    2.1.2. 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 là gì.
• 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. \(P1 : ♀ (AB / ab) \times ♂ (AB / ab)\)

2. \(P2 : ♀ (AbD / aBd) \times ♂ (AbD / aBd)\)

2. \(P3 : ♀ (Aa, BD / bd) \times♂ (Aa, BD / bd)\)

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. \(P1 : ♀ (AB / ab) \times ♂ (AB / ab)\)

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. \(P2 : ♀ (AbD / aBd) \times ♂ (AbD / aBd)\)

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. \(P3 : ♀ (Aa, BD / bd) \times♂ (Aa, BD / bd)\)

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.

    2.1.3. Dạng 3: Dạng toán liên kết gen - dạng thuận.

a) Đầu bài cho:

• Quy luật di truyền ( 2 gen quy định 2 tính trạng nằm trên 1 cặp NST tương đồng. hay bài toán tuân theo quy luật dt liên kết hoàn toàn)
• Cho kiểu hình của Ptc
• Hỏi: SĐL làm:- Quy ước gen - Xác định kiểu gen là gì? - Sơ đồ lai - đưa ra kết quả, kết luận.

b) Bài tập minh họa:

Có 2 mèo Đen cong x Trắng thẳng suy ra F1 100% đen thẳng. Mỗi tính trạng màu lông và hình dạng đuôi do 1 gen quy định, 2 gen thuộc 1 NST và lên kết hoàn toàn. BL và viết SĐL

    2.1.4. Dạng 4: Dạng toán liên kết gen - dạng nghịch

Nhận định quy luật di truyền ko xác định nhóm gen liên kết là gì?

a) Đầu bài cho:

• Ptc, F1
• Hỏi: SĐL

b) Cách làm:

1. Biện luận mục đích:Xác định tính trạng trội lặn, kiểu gen cơ bản và xác định quy luật Dt ( Nhân tích, ko đúng với đầu bài. sau đó biện luận nếu dị hợp n cặp gen mà chỉ cho tối đa 2G => LKG)

2. Quy ước gen ( Có thể gộp chung với bước xác định tính trạng trội lặn)

3. Xác định kiểu gen cố định

4. Sơ đồ lai

5. KQ Bài toán1: Táo tròn lá có lông x bầu duc, lá ko lông - > F1 100% Tròn lông. F1 tự thụ. F2 phân li 3 Tròn lông, 1 bầu duc, ko. Biện luận và viết SĐL biết biết mỗi gen quy định 1 tính trạng.

Luyện tập ngay tại:  Bài 11. Liên kết gen và hoán vị gen

III. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Cho phép lai P.AB/ab x ab/ab (tần số hoán vị gen là 30%). (A và B trội hoàn toàn so với a và b). Các cơ thể lai mang hai tính trạng lặn chiếm tỷ lệ:

A. 5%

B. 22,5%

C. 45%

D. 25%

Câu 2: Hai gen A và B cùng nằm trên một cặp NST ở vị trí cách nhau 10cM. Cơ thể AB/ab lai phân tích, kiểu hình đồng hợp lặn chiếm tỷ lệ:

A. AB = ab = 30%, Ab= aB = 20%

B. AB = ab = 40%, Ab= aB = 10%

C. AB = ab = Ab= aB = 25%

D. AB = ab = 20%, Ab= aB = 30%

Câu 3: Cho bố, mẹ có kiểu gen AB//ab, xảy ra hoán vị gen với tần số 20%. Xác định tỷ lệ các loại giao tử?

A. 8

B. 16

C. 4

D. 6

Câu 4: Cho bố, mẹ có kiểu gen AB//ab x Ab//aB. Xảy ra hoán vị gen, số kiểu tổ hợp giao tử là:

A. 9

B. 4

C. 8

D. 16

Câu 5: Một cá thể có kiểu gen AB/ab DE/de. Nếu xảy ra hoán vị gen trong giảm phân ở cả 2 cặp NST tương đồng thì qua tự thụ phấn có thể tạo tối đa bao nhiêu loại dòng thuần?

A. phân li độc lập

B. liên kết gen

C. hoán vị gen

D. phân li

Thông qua bài viết trên chắc hẳn các bạn đã đưa ra câu trả lời cho câu hỏi " Gen là gì?" rồi đúng không? Trong quá trình viết bài nếu có những sai sót chúng tôi rất mong nhận được những phản hổi tích cực cũng như những góp ý của các bạn. Cảm ơn quý độc giả đã đón đọc!