Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
- I. GIỚI THIỆU VỀ HOÁN VỊ GEN
- 1. Liên kết gen là gì?
- 2. Hoán vị gen là gì?
- 3. Phân biệt giao tử liên kết và hoán vị
- 4. Tần số hoán vị gen (f\%) là gì?
- II. CÔNG THỨC TÍNH TẦN SỐ HOÁN VỊ GEN
- 1. Công thức cơ bản
- 2. Công thức từ tỉ lệ kiểu hình ở thế hệ sau
- 3. Công thức từ khoảng cách gen trên bản đồ NST
- 4. Công thức tính số giao tử mỗi loại
- III. CÔNG THỨC TÍNH TẦN SỐ LIÊN KẾT GEN
- 1. Tần số liên kết gen
- 2. Mối quan hệ giữa liên kết và hoán vị
- IV. CÔNG THỨC TÍNH KẾT QUẢ LAI
- 1. Lai phân tích 1 cặp gen liên kết
- 2. Lai giữa 2 cơ thể dị hợp
- 3. Trường hợp 2 cặp gen liên kết trên 2 NST khác nhau
- V. DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
- VI. Ý NGHĨA CỦA HOÁN VỊ GEN
- 1. Ý nghĩa trong tiến hóa
- 2. Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học
- 3. Ý nghĩa trong chọn giống
- 4. Ý nghĩa trong y học
- VII. BẢNG CÔNG THỨC TỔNG HỢP
- A. Công thức tính tần số hoán vị
- B. Công thức tính tỉ lệ giao tử
- C. Công thức kết quả lai phân tích
- 📌 D. Mối quan hệ liên kết – hoán vị
- VIII. MẸO VÀ LƯU Ý
- 1. Mẹo nhớ công thức
- 2. Các sai lầm thường gặp
- 3. Lưu ý quan trọng
- 4. Quy trình giải bài tập chuẩn
- IX. KẾT LUẬN
- Tổng kết
I. GIỚI THIỆU VỀ HOÁN VỊ GEN
1. Liên kết gen là gì?
Định nghĩa: Liên kết gen là hiện tượng các gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể (NST) thường di truyền cùng nhau trong quá trình phân bào.
Ký hiệu liên kết gen:
- $\frac{AB}{ab}$: Gen A liên kết với B trên một NST, gen a liên kết với b trên NST tương đồng
- $\frac{Ab}{aB}$: Gen A liên kết với b, gen a liên kết với B
Nhóm gen liên kết:
- Các gen cùng nằm trên một NST tạo thành một nhóm gen liên kết
- Số nhóm gen liên kết = Số NST đơn bội (n)
- Ví dụ: Người có n = 23 → có 23 nhóm gen liên kết
Đặc điểm:
- Các gen liên kết di truyền cùng nhau
- Không tuân theo quy luật phân li độc lập của Mendel
- Làm giảm số loại giao tử được tạo ra
2. Hoán vị gen là gì?
Định nghĩa: Hoán vị gen là hiện tượng trao đổi chéo giữa các cromatit khác nguồn gốc trong cặp NST tương đồng, dẫn đến sự tái tổ hợp các gen, tạo ra các giao tử hoán vị (giao tử tái tổ hợp).
Thời điểm xảy ra:
- Kì đầu của giảm phân I
- Giai đoạn sợi kép (mỗi NST đã nhân đôi thành 2 cromatit)
Cơ chế:
- Các cromatit không chị em (khác nguồn gốc) trong cặp NST tương đồng tiếp xúc và đứt gãy tại những vị trí tương ứng
- Các đoạn đứt gãy được nối chéo với nhau
- Kết quả: tạo ra sự tái tổ hợp các gen
Kết quả của hoán vị gen:
- Tạo ra giao tử hoán vị (giao tử tái tổ hợp) mang tổ hợp gen mới
- Tăng tính đa dạng di truyền của loài
- Cung cấp nguyên liệu cho quá trình chọn lọc tự nhiên và tiến hóa
3. Phân biệt giao tử liên kết và hoán vị
Ví dụ minh họa: Xét cơ thể có kiểu gen $\frac{AB}{ab}$
| Đặc điểm | Giao tử liên kết | Giao tử hoán vị |
|---|---|---|
| Ký hiệu | AB, ab | Ab, aB |
| Nguồn gốc | Không có hoán vị gen | Có hoán vị gen |
| Tỉ lệ | $(1-f)\%$ | $f\%$ |
| Đặc điểm | Tỉ lệ cao hơn | Tỉ lệ thấp hơn |
| Số lượng | Mỗi loại: $\frac{1-f}{2}$ | Mỗi loại: $\frac{f}{2}$ |
Tổng tỉ lệ: $$(1-f) + f = 100\% = 1$$
Lưu ý quan trọng:
- Giao tử liên kết luôn nhiều hơn giao tử hoán vị
- Nếu $f = 0$: Không có hoán vị, chỉ tạo giao tử liên kết
- Nếu $f = 50\%$: Giống như phân li độc lập (tỉ lệ 4 loại giao tử bằng nhau)
4. Tần số hoán vị gen (f\%) là gì?
Định nghĩa: Tần số hoán vị gen (ký hiệu: f\% hoặc f) là tỉ lệ phần trăm số giao tử hoán vị trong tổng số giao tử được tạo ra.
Công thức định nghĩa: $$f\% = \frac{\text{Số giao tử hoán vị}}{\text{Tổng số giao tử}} \times 100\%$$
Phạm vi giá trị: $$0 < f < 50\%$$
Giải thích phạm vi:
- $f = 0\%$: Liên kết hoàn toàn (không có hoán vị)
- $0\% < f < 50\%$: Có hoán vị với các mức độ khác nhau
- $f = 50\%$: Tương đương phân li độc lập (4 loại giao tử bằng nhau)
- $f > 50\%$: KHÔNG THỂ XẢY RA (vì lúc đó giao tử hoán vị nhiều hơn giao tử liên kết – vô lý)
Ý nghĩa của tần số hoán vị:
Về mặt cấu trúc NST:
- f\% càng nhỏ → Gen liên kết càng chặt → Các gen gần nhau trên NST
- f\% càng lớn → Gen liên kết càng lỏng → Các gen xa nhau trên NST
Về mặt di truyền:
- f\% là cơ sở để lập bản đồ gen trên NST
- Đơn vị bản đồ: 1 cM (centimorgan) = 1\% hoán vị
II. CÔNG THỨC TÍNH TẦN SỐ HOÁN VỊ GEN
1. Công thức cơ bản
📌 Công thức 1: Tính từ số giao tử
$$\boxed{f\% = \frac{\text{Số giao tử hoán vị}}{\text{Tổng số giao tử}} \times 100\%}$$
Hoặc viết dưới dạng tỉ lệ: $$f = \frac{\text{Số giao tử hoán vị}}{\text{Tổng số giao tử}}$$
(Kết quả là số thập phân, nhân 100 để có \%)
Ví dụ 1: Một cơ thể tạo ra 1000 giao tử, trong đó:
- 400 giao tử AB
- 400 giao tử ab
- 100 giao tử Ab
- 100 giao tử aB
Tính tần số hoán vị gen?
Lời giải:
- Giao tử hoán vị: Ab và aB
- Số giao tử hoán vị: 100 + 100 = 200
- Tổng số giao tử: 1000
- $f\% = \frac{200}{1000} \times 100\% = 20\%$
Vậy tần số hoán vị gen là 20\%.
2. Công thức từ tỉ lệ kiểu hình ở thế hệ sau
📌 Công thức 2: Từ lai phân tích
Phép lai phân tích: $$\frac{AB}{ab} \times \frac{ab}{ab}$$
Kết quả phân tích:
| Kiểu hình | Kiểu gen | Tỉ lệ | Loại |
|---|---|---|---|
| A-B- | $\frac{AB}{ab}$ | $\frac{1-f}{2}$ | Liên kết |
| aabb | $\frac{ab}{ab}$ | $\frac{1-f}{2}$ | Liên kết |
| A-bb | $\frac{Ab}{ab}$ | $\frac{f}{2}$ | Hoán vị |
| aaB- | $\frac{aB}{ab}$ | $\frac{f}{2}$ | Hoán vị |
Công thức tính f từ lai phân tích:
$$\boxed{f\% = 2 \times \text{(Tỉ lệ một kiểu hình hoán vị)}}$$
Hoặc: $$\boxed{f\% = \text{Tổng tỉ lệ các kiểu hình hoán vị}}$$
Ví dụ 2: Lai phân tích $\frac{AB}{ab} \times \frac{ab}{ab}$ được kết quả:
- 40\% kiểu hình A-B-
- 40\% kiểu hình aabb
- 10\% kiểu hình A-bb
- 10\% kiểu hình aaB-
Tính tần số hoán vị gen?
Lời giải:
Phân tích:
- Kiểu hình liên kết (nhiều): A-B- và aabb (40\% + 40\% = 80\%)
- Kiểu hình hoán vị (ít): A-bb và aaB- (10\% + 10\% = 20\%)
Cách 1: Tính từ tổng tỉ lệ kiểu hình hoán vị $$f\% = 10\% + 10\% = 20\%$$
Cách 2: Tính từ một kiểu hình hoán vị $$f\% = 2 \times 10\% = 20\%$$
Vậy tần số hoán vị gen là 20\%.
Ví dụ 3: Lai phân tích được tỉ lệ kiểu hình 1:1:1:1
Phân tích:
- Mỗi kiểu hình = 25\%
- Tỉ lệ đều nhau → Giao tử hoán vị = Giao tử liên kết
- $f = 2 \times 25\% = 50\%$
Kết luận: Đây là trường hợp tương đương phân li độc lập (f = 50\%), không phải hoán vị gen thực sự. Có thể do:
- Hai gen nằm ở hai đầu NST (rất xa nhau)
- Hoặc hai gen nằm trên hai NST khác nhau
📌 Công thức 3: Từ số cá thể lai phân tích
Khi đề bài cho số lượng cá thể cụ thể:
$$f\% = \frac{\text{Số cá thể có kiểu hình hoán vị}}{\text{Tổng số cá thể}} \times 100\%$$
Ví dụ 4: Lai phân tích được:
- 420 cá thể A-B-
- 420 cá thể aabb
- 80 cá thể A-bb
- 80 cá thể aaB-
Tính f\%?
Lời giải:
Bước 1: Tính tổng số cá thể $$\text{Tổng} = 420 + 420 + 80 + 80 = 1000 \text{ cá thể}$$
Bước 2: Xác định kiểu hình hoán vị
- Kiểu hình ít (hoán vị): A-bb và aaB-
- Số cá thể hoán vị: 80 + 80 = 160
Bước 3: Tính f\% $$f\% = \frac{160}{1000} \times 100\% = 16\%$$
Vậy tần số hoán vị gen là 16\%.
3. Công thức từ khoảng cách gen trên bản đồ NST
📌 Công thức 4: Đơn vị bản đồ
$$\boxed{f\% = \text{Khoảng cách giữa 2 gen (cM)}}$$
Trong đó:
- cM (centimorgan): Đơn vị đo khoảng cách gen trên bản đồ NST
- 1 cM = 1\% hoán vị
Ví dụ 5:
- Gen A cách gen B một khoảng 20 cM trên NST
- Tần số hoán vị giữa A và B: $f_{AB} = 20\%$
Lưu ý:
- Khoảng cách tối đa giữa 2 gen = 50 cM (vì f max = 50\%)
- Nếu 2 gen cách nhau > 50 cM, chúng được coi như phân li độc lập
Ví dụ 6 (Nâng cao): Trên một NST có 3 gen A, B, C với khoảng cách:
- Gen A cách gen B: 20 cM
- Gen B cách gen C: 10 cM
- Gen A, B, C nằm trên cùng một NST
Hỏi: a) Tần số hoán vị giữa A và B? b) Tần số hoán vị giữa B và C? c) Tần số hoán vị giữa A và C?
Lời giải:
a) $f_{AB} = 20\%$
b) $f_{BC} = 10\%$
c) Có 2 trường hợp:
Trường hợp 1: Thứ tự gen là A-B-C (B nằm giữa) $$f_{AC} = f_{AB} + f_{BC} = 20\% + 10\% = 30\%$$
Trường hợp 2: Thứ tự gen là A-C-B (C nằm giữa) $$f_{AC} = f_{AB} – f_{BC} = 20\% – 10\% = 10\%$$
Kết luận: Cần biết thứ tự gen trên NST để xác định chính xác f_{AC}.
4. Công thức tính số giao tử mỗi loại
📌 Công thức 5: Tỉ lệ giao tử
Cho cơ thể dị hợp tử: $\frac{AB}{ab}$
Giao tử liên kết (không hoán vị): $$\boxed{AB = ab = \frac{1-f}{2}}$$
Giao tử hoán vị: $$\boxed{Ab = aB = \frac{f}{2}}$$
Kiểm tra: $$\frac{1-f}{2} + \frac{1-f}{2} + \frac{f}{2} + \frac{f}{2} = 1$$
Ví dụ 7: Cơ thể $\frac{AB}{ab}$ với f = 20\%. Tính tỉ lệ các loại giao tử?
Lời giải:
Giao tử liên kết: $$AB = ab = \frac{1-0.2}{2} = \frac{0.8}{2} = 0.4 = 40\%$$
Giao tử hoán vị: $$Ab = aB = \frac{0.2}{2} = 0.1 = 10\%$$
Kết luận:
- AB: 40\%
- ab: 40\%
- Ab: 10\%
- aB: 10\%
Kiểm tra: $40\% + 40\% + 10\% + 10\% = 100\%$ ✓
📌 Trường hợp kiểu gen $\frac{Ab}{aB}$
Giao tử liên kết: $$\boxed{Ab = aB = \frac{1-f}{2}}$$
Giao tử hoán vị: $$\boxed{AB = ab = \frac{f}{2}}$$
Lưu ý: Loại giao tử nào là liên kết, loại nào là hoán vị phụ thuộc vào kiểu gen ban đầu!
Ví dụ 8: Cơ thể $\frac{Ab}{aB}$ với f = 30\%. Tính tỉ lệ giao tử?
Lời giải:
Giao tử liên kết: $$Ab = aB = \frac{1-0.3}{2} = \frac{0.7}{2} = 0.35 = 35\%$$
Giao tử hoán vị: $$AB = ab = \frac{0.3}{2} = 0.15 = 15\%$$
Kết luận:
- Ab: 35\%
- aB: 35\%
- AB: 15\%
- ab: 15\%
III. CÔNG THỨC TÍNH TẦN SỐ LIÊN KẾT GEN
1. Tần số liên kết gen
Định nghĩa: Tần số liên kết gen là tỉ lệ phần trăm các giao tử liên kết (không hoán vị) trong tổng số giao tử được tạo ra.
Công thức: $$\boxed{\text{Tần số liên kết} = (1-f)\%}$$
Hoặc tỉ lệ mỗi loại giao tử liên kết: $$\boxed{\text{Mỗi giao tử liên kết} = \frac{1-f}{2}}$$
Ví dụ 9: Tần số hoán vị f = 30\%
Tính:
- Tần số liên kết: $(1 – 0.3) = 0.7 = 70\%$
- Mỗi giao tử liên kết: $\frac{0.7}{2} = 0.35 = 35\%$
- Mỗi giao tử hoán vị: $\frac{0.3}{2} = 0.15 = 15\%$
2. Mối quan hệ giữa liên kết và hoán vị
Công thức tổng quát: $$\boxed{\text{Tần số liên kết} + \text{Tần số hoán vị} = 100\%}$$
$$\boxed{(1-f) + f = 1}$$
Hệ quả:
- Tần số hoán vị tăng → Tần số liên kết giảm
- Tần số hoán vị giảm → Tần số liên kết tăng
Bảng minh họa:
| f (hoán vị) | 1-f (liên kết) | Mỗi giao tử LK | Mỗi giao tử HV |
|---|---|---|---|
| 10\% | 90\% | 45\% | 5\% |
| 20\% | 80\% | 40\% | 10\% |
| 30\% | 70\% | 35\% | 15\% |
| 40\% | 80\% | 30\% | 20\% |
| 50\% | 50\% | 25\% | 25\% |
IV. CÔNG THỨC TÍNH KẾT QUẢ LAI
1. Lai phân tích 1 cặp gen liên kết
Sơ đồ lai: $$\frac{AB}{ab} \times \frac{ab}{ab}$$
📌 Kết quả kiểu hình:
| Kiểu hình | Kiểu gen | Tỉ lệ | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| A-B- | $\frac{AB}{ab}$ | $\frac{1-f}{2}$ | Liên kết (nhiều) |
| aabb | $\frac{ab}{ab}$ | $\frac{1-f}{2}$ | Liên kết (nhiều) |
| A-bb | $\frac{Ab}{ab}$ | $\frac{f}{2}$ | Hoán vị (ít) |
| aaB- | $\frac{aB}{ab}$ | $\frac{f}{2}$ | Hoán vị (ít) |
Tổng: $(1-f) + f = 1 = 100\%$
Ví dụ 10: Lai phân tích với f = 20\%
Kết quả:
- A-B-: $\frac{1-0.2}{2} = 0.4 = 40\%$
- aabb: $\frac{1-0.2}{2} = 0.4 = 40\%$
- A-bb: $\frac{0.2}{2} = 0.1 = 10\%$
- aaB-: $\frac{0.2}{2} = 0.1 = 10\%$
Tỉ lệ kiểu hình: 40\% : 40\% : 10\% : 10\% (hoặc 4:4:1:1)
2. Lai giữa 2 cơ thể dị hợp
Sơ đồ lai: $$\frac{AB}{ab} \times \frac{AB}{ab}$$
(Cả hai đều có cùng tần số hoán vị f)
Các loại giao tử của mỗi cơ thể:
- AB: $\frac{1-f}{2}$
- ab: $\frac{1-f}{2}$
- Ab: $\frac{f}{2}$
- aB: $\frac{f}{2}$
Phương pháp: Lập bảng Punnett 4×4 để tính tỉ lệ kiểu hình
Ví dụ 11: $\frac{AB}{ab} \times \frac{AB}{ab}$ với f = 20\%
Giao tử:
- AB = ab = 40\% = 0.4
- Ab = aB = 10\% = 0.1
Tính tỉ lệ kiểu hình A-B-:
Kiểu hình A-B- xuất hiện khi có ít nhất 1 alen trội A và ít nhất 1 alen trội B.
Cách tính nhanh: $$P(A-B-) = 1 – P(aabb)$$
$$P(aabb) = P(\text{giao tử } ab) \times P(\text{giao tử } ab) = 0.4 \times 0.4 = 0.16$$
$$P(A-B-) = 1 – 0.16 = 0.84 = 84\%$$
3. Trường hợp 2 cặp gen liên kết trên 2 NST khác nhau
Kiểu gen: $$\frac{AB}{ab}\frac{DE}{de}$$
Trong đó:
- Gen A và B liên kết trên NST số 1 (f₁)
- Gen D và E liên kết trên NST số 2 (f₂)
Nguyên tắc: Tính riêng mỗi nhóm liên kết, rồi nhân xác suất
Ví dụ 12: $$\frac{AB}{ab}\frac{DE}{de}$$
Với $f_1 = 20\%$ (giữa A và B), $f_2 = 30\%$ (giữa D và E)
Số loại giao tử: 4 × 4 = 16 loại
Tính tỉ lệ giao tử AB-DE: $$P(AB-DE) = P(AB) \times P(DE)$$ $$= \frac{1-f_1}{2} \times \frac{1-f_2}{2}$$ $$= \frac{1-0.2}{2} \times \frac{1-0.3}{2}$$ $$= \frac{0.8}{2} \times \frac{0.7}{2}$$ $$= 0.4 \times 0.35 = 0.14 = 14\%$$
V. DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Dạng 1: Tính f\% từ kết quả lai phân tích
Đề bài: Lai phân tích $\frac{AB}{ab} \times \frac{ab}{ab}$ được kết quả:
- 420 cá thể A-B-
- 420 cá thể aabb
- 80 cá thể A-bb
- 80 cá thể aaB-
Tính tần số hoán vị gen?
Lời giải:
Bước 1: Tính tổng số cá thể $$\text{Tổng} = 420 + 420 + 80 + 80 = 1000 \text{ cá thể}$$
Bước 2: Xác định kiểu hình hoán vị
- Phân tích: Kiểu hình nào ít → Hoán vị
- A-bb và aaB- xuất hiện ít (80 mỗi loại) → Hoán vị
- Số cá thể hoán vị: 80 + 80 = 160
Bước 3: Tính tỉ lệ hoán vị $$\text{Tỉ lệ hoán vị} = \frac{160}{1000} = 0.16 = 16\%$$
Vậy f = 16\%.
Cách 2: Tính từ một kiểu hình hoán vị
- Tỉ lệ một kiểu hình hoán vị: $\frac{80}{1000} = 8\%$
- $f = 2 \times 8\% = 16\%$ ✓
Dạng 2: Tính tỉ lệ giao tử
Đề bài: Cơ thể có kiểu gen $\frac{AB}{ab}$ với tần số hoán vị f = 24\%. Tính tỉ lệ các loại giao tử?
Lời giải:
Bước 1: Xác định giao tử liên kết và hoán vị
- Giao tử liên kết: AB và ab
- Giao tử hoán vị: Ab và aB
Bước 2: Tính tỉ lệ giao tử liên kết $$AB = ab = \frac{1-f}{2} = \frac{1-0.24}{2} = \frac{0.76}{2} = 0.38 = 38\%$$
Bước 3: Tính tỉ lệ giao tử hoán vị $$Ab = aB = \frac{f}{2} = \frac{0.24}{2} = 0.12 = 12\%$$
Kết luận:
- AB: 38\%
- ab: 38\%
- Ab: 12\%
- aB: 12\%
Kiểm tra: $38 + 38 + 12 + 12 = 100\%$ ✓
Dạng 3: Tính khoảng cách gen
Đề bài: Trên một NST có 3 gen A, B, C với thông tin:
- Gen A cách gen B: 20 cM
- Gen B cách gen C: 10 cM
- A, B, C cùng nằm trên một NST
Hỏi: a) Tính tần số hoán vị giữa A và B? b) Tính tần số hoán vị giữa B và C? c) Tính tần số hoán vị giữa A và C? (Biết thứ tự gen là A-B-C)
Lời giải:
Câu a) Tần số hoán vị giữa A và B: $$f_{AB} = 20\% \quad \text{(vì khoảng cách = 20 cM)}$$
Câu b) Tần số hoán vị giữa B và C: $$f_{BC} = 10\% \quad \text{(vì khoảng cách = 10 cM)}$$
Câu c) Tần số hoán vị giữa A và C:
Vì thứ tự gen là A-B-C (B nằm giữa A và C): $$f_{AC} = f_{AB} + f_{BC} = 20\% + 10\% = 30\%$$
Kết luận:
- $f_{AB} = 20\%$
- $f_{BC} = 10\%$
- $f_{AC} = 30\%$
Dạng 4: Xác định kiểu gen của P
Đề bài: Lai phân tích cơ thể P được thế hệ F1:
- 45\% A-B-
- 45\% aabb
- 5\% A-bb
- 5\% aaB-
a) Xác định kiểu gen của P? b) Tính tần số hoán vị gen?
Lời giải:
Câu a) Xác định kiểu gen P:
Phân tích:
- Tỉ lệ 45:45:5:5 → Không phải 1:1:1:1 → Có hoán vị gen
- Kiểu hình nhiều nhất (45\%) → Từ giao tử liên kết
- Kiểu hình ít nhất (5\%) → Từ giao tử hoán vị
Xác định giao tử liên kết:
- A-B- (45\%) → Từ giao tử AB
- aabb (45\%) → Từ giao tử ab
- → AB và ab là giao tử liên kết
Kết luận: Kiểu gen P là $\frac{AB}{ab}$
Câu b) Tính tần số hoán vị:
Cách 1: Tổng tỉ lệ kiểu hình hoán vị $$f\% = 5\% + 5\% = 10\%$$
Cách 2: Nhân 2 với tỉ lệ một kiểu hình hoán vị $$f\% = 2 \times 5\% = 10\%$$
Vậy f = 10\%.
Dạng 5: Tính tỉ lệ kiểu hình ở F2
Đề bài: Cho phép lai $\frac{AB}{ab} \times \frac{AB}{ab}$ với tần số hoán vị f = 20\%. Tính tỉ lệ kiểu hình A-B- ở F1?
Lời giải:
Bước 1: Xác định tỉ lệ giao tử
- AB = ab = $\frac{1-0.2}{2} = 0.4 = 40\%$
- Ab = aB = $\frac{0.2}{2} = 0.1 = 10\%$
Bước 2: Tính tỉ lệ kiểu hình A-B-
Phương pháp: Tính bù – Dễ hơn tính trực tiếp
Kiểu hình A-B- xuất hiện khi có ít nhất 1 alen A VÀ ít nhất 1 alen B
$$P(A-B-) = 1 – P(aabb)$$
Tính P(aabb):
- Kiểu gen aabb chỉ xuất hiện khi cả 2 giao tử đều là ab $$P(aabb) = P(ab) \times P(ab) = 0.4 \times 0.4 = 0.16$$
Tính P(A-B-): $$P(A-B-) = 1 – 0.16 = 0.84 = 84\%$$
Vậy tỉ lệ kiểu hình A-B- là 84\%.
Kiểm tra bằng cách tính trực tiếp: (phức tạp hơn)
- Kiểu hình A-B- gồm: $\frac{AB}{AB}$, $\frac{AB}{Ab}$, $\frac{AB}{aB}$, $\frac{AB}{ab}$, $\frac{Ab}{AB}$, $\frac{Ab}{aB}$, $\frac{aB}{AB}$, $\frac{aB}{Ab}$, $\frac{ab}{AB}$
- Tính tổng xác suất của các kiểu gen này = 84\% ✓
VI. Ý NGHĨA CỦA HOÁN VỊ GEN
1. Ý nghĩa trong tiến hóa
Tạo biến dị tổ hợp:
- Hoán vị gen tạo ra các giao tử mới (giao tử tái tổ hợp)
- Các giao tử này mang tổ hợp gen mới, khác với bố mẹ
- Tăng tính đa dạng di truyền của quần thể
- Cung cấp nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên
Tăng khả năng thích nghi:
- Tạo ra các kiểu gen mới có thể phù hợp hơn với môi trường
- Giúp loài thích nghi nhanh với điều kiện sống thay đổi
- Tăng khả năng sinh tồn của loài trong tự nhiên
Thúc đẩy quá trình tiến hóa:
- Hoán vị gen là một trong những nguồn tạo biến dị di truyền
- Kết hợp với đột biến và chọn lọc tự nhiên để tạo ra sự tiến hóa
2. Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học
Lập bản đồ gen:
- Tần số hoán vị gen tỉ lệ nghịch với mức độ liên kết
- f\% càng nhỏ → Gen càng gần nhau trên NST
- f\% càng lớn → Gen càng xa nhau trên NST
- Xác định vị trí tương đối của các gen trên NST
- Đơn vị bản đồ: 1 cM = 1\% hoán vị
Nghiên cứu di truyền học:
- Hiểu cơ chế di truyền liên kết và hoán vị
- Dự đoán kết quả lai
- Nghiên cứu cấu trúc NST
3. Ý nghĩa trong chọn giống
Tạo giống mới:
- Tạo tổ hợp gen mong muốn bằng cách khai thác hoán vị gen
- Phá vỡ các nhóm gen liên kết không mong muốn
- Kết hợp các tính trạng tốt từ nhiều nguồn gen khác nhau
Ví dụ:
- Tạo giống lúa vừa năng suất cao vừa chống chịu sâu bệnh tốt
- Ban đầu: Năng suất cao liên kết với kém chống bệnh
- Qua hoán vị gen: Tạo tổ hợp năng suất cao + chống bệnh tốt
4. Ý nghĩa trong y học
Chẩn đoán bệnh di truyền:
- Xác định gen gây bệnh liên kết với gen đánh dấu
- Dự đoán xác suất con cái mắc bệnh di truyền
- Tư vấn di truyền cho các gia đình có người mắc bệnh di truyền
Ví dụ:
- Bệnh máu khó đông (Hemophilia) liên kết với gen đánh dấu trên NST X
- Thông qua tần số hoán vị, có thể dự đoán xác suất con cái mắc bệnh
VII. BẢNG CÔNG THỨC TỔNG HỢP
A. Công thức tính tần số hoán vị
| Trường hợp | Công thức | Ghi chú |
|---|---|---|
| Từ số giao tử | $f\% = \frac{\text{Số giao tử HV}}{\text{Tổng số giao tử}} \times 100$ | Định nghĩa |
| Từ lai phân tích | $f = 2 \times \text{(tỉ lệ 1 KH hoán vị)}$ | Quan trọng |
| Từ tổng KH hoán vị | $f = \text{Tổng tỉ lệ các KH hoán vị}$ | Tương đương |
| Từ khoảng cách gen | $f\% = \text{Khoảng cách (cM)}$ | 1 cM = 1\% |
B. Công thức tính tỉ lệ giao tử
Với kiểu gen $\frac{AB}{ab}$:
| Loại giao tử | Tỉ lệ | Đặc điểm | Số lượng |
|---|---|---|---|
| AB | $\frac{1-f}{2}$ | Liên kết | Nhiều |
| ab | $\frac{1-f}{2}$ | Liên kết | Nhiều |
| Ab | $\frac{f}{2}$ | Hoán vị | Ít |
| aB | $\frac{f}{2}$ | Hoán vị | Ít |
Tổng: $(1-f) + f = 1 = 100\%$
C. Công thức kết quả lai phân tích
Phép lai: $\frac{AB}{ab} \times \frac{ab}{ab}$
| Kiểu hình | Kiểu gen | Tỉ lệ | Loại |
|---|---|---|---|
| A-B- | $\frac{AB}{ab}$ | $\frac{1-f}{2}$ | Liên kết (nhiều) |
| aabb | $\frac{ab}{ab}$ | $\frac{1-f}{2}$ | Liên kết (nhiều) |
| A-bb | $\frac{Ab}{ab}$ | $\frac{f}{2}$ | Hoán vị (ít) |
| aaB- | $\frac{aB}{ab}$ | $\frac{f}{2}$ | Hoán vị (ít) |
📌 D. Mối quan hệ liên kết – hoán vị
| Khái niệm | Công thức | Ý nghĩa |
|---|---|---|
| Tần số liên kết | $(1-f)\%$ | Tổng giao tử liên kết |
| Mỗi giao tử liên kết | $\frac{1-f}{2}$ | Tỉ lệ từng loại |
| Tần số hoán vị | $f\%$ | Tổng giao tử hoán vị |
| Mỗi giao tử hoán vị | $\frac{f}{2}$ | Tỉ lệ từng loại |
| Tổng | $(1-f) + f = 1$ | Luôn bằng 100\% |
VIII. MẸO VÀ LƯU Ý
1. Mẹo nhớ công thức
Nhận biết giao tử liên kết và hoán vị
Quy tắc vàng:
Giao tử liên kết LUÔN NHIỀU HƠN giao tử hoán vị
- Liên kết: $\frac{1-f}{2}$ (lớn hơn vì $1-f > f$ khi $f < 50\%$)
- Hoán vị: $\frac{f}{2}$ (nhỏ hơn)
Công thức tính nhanh f từ lai phân tích
Khẩu quyết:
“Hoán vị nhân đôi”
$$f = 2 \times \text{(tỉ lệ kiểu hình ít nhất)}$$
Lý do: Mỗi kiểu hình hoán vị chiếm $\frac{f}{2}$, có 2 kiểu hình hoán vị nên tổng là f.
Nhận biết bài toán nhanh
| Tỉ lệ kiểu hình | Kết luận | f |
|---|---|---|
| 1:1:1:1 | Phân li độc lập | 50\% |
| Không đều, 2 loại nhiều – 2 loại ít | Hoán vị gen | Tính từ loại ít |
| 1:1 (2 kiểu hình) | Liên kết hoàn toàn | 0\% |
2. Các sai lầm thường gặp
❌ SAI LẦM 1: Quên nhân 2 khi tính f từ lai phân tích
Sai:
- Tỉ lệ kiểu hình hoán vị = 10\%
- → $f = 10\%$
Đúng:
- Tỉ lệ một kiểu hình hoán vị = 10\%
- → $f = 2 \times 10\% = 20\%$ ✓
❌ SAI LẦM 2: Nhầm giao tử liên kết và hoán vị
Phải nhớ:
- Xem kiểu gen ban đầu: $\frac{AB}{ab}$ hay $\frac{Ab}{aB}$
- Giao tử giống kiểu gen ban đầu → Liên kết
- Giao tử khác kiểu gen ban đầu → Hoán vị
❌ SAI LẦM 3: Quên chia 2 khi tính tỉ lệ mỗi giao tử
Sai:
- $f = 20\%$ → Giao tử hoán vị = 20\%
Đúng:
- $f = 20\%$ → Mỗi giao tử hoán vị = $\frac{20\%}{2} = 10\%$ ✓
- (Vì có 2 loại giao tử hoán vị)
❌ SAI LẦM 4: Cho rằng f có thể > 50\%
Lưu ý:
- f max = 50\%
- Nếu tính ra f > 50\% → Đã nhầm lẫn giao tử liên kết và hoán vị
- Khi f = 50\% → Tương đương phân li độc lập
3. Lưu ý quan trọng
Phạm vi tần số hoán vị:
$$0 < f < 50\%$$
Các trường hợp:
- $f = 0\%$: Liên kết hoàn toàn (gen rất gần nhau, không có hoán vị)
- $0\% < f < 50\%$: Có hoán vị gen ở các mức độ khác nhau
- $f = 50\%$: Giống phân li độc lập (gen rất xa hoặc ở 2 NST khác nhau)
Đơn vị bản đồ:
$$1 \text{ cM (centimorgan)} = 1\% \text{ hoán vị}$$
Ứng dụng:
- Khoảng cách 20 cM → f = 20\%
- f = 30\% → Khoảng cách 30 cM
Kiểm tra kết quả:
Sau khi tính f, luôn kiểm tra:
- Tổng tỉ lệ giao tử = 100\%
- $\frac{1-f}{2} + \frac{1-f}{2} + \frac{f}{2} + \frac{f}{2} = 1$ ✓
- Giao tử liên kết > Giao tử hoán vị ✓
4. Quy trình giải bài tập chuẩn
Bước 1: Đọc kỹ đề bài
- Xác định phép lai (lai phân tích hay lai 2 dị hợp?)
- Ghi rõ dữ kiện cho
Bước 2: Phân tích kết quả
- Xác định kiểu hình nào nhiều (liên kết)
- Xác định kiểu hình nào ít (hoán vị)
Bước 3: Áp dụng công thức
- Tính f từ kiểu hình hoán vị
- Hoặc tính tỉ lệ giao tử từ f
Bước 4: Kiểm tra
- Tổng tỉ lệ = 100\%
- Kết quả có hợp lý không ($0 < f < 50\%$)?
IX. KẾT LUẬN
Tổng kết
Bài viết đã trình bày đầy đủ và chi tiết các công thức về hoán vị gen:
Định nghĩa tần số hoán vị: $$f\% = \frac{\text{Số giao tử hoán vị}}{\text{Tổng số giao tử}} \times 100\%$$
Công thức từ lai phân tích: $$f = 2 \times \text{(Tỉ lệ một kiểu hình hoán vị)}$$
Tỉ lệ giao tử:
- Liên kết: $\frac{1-f}{2}$ (nhiều)
- Hoán vị: $\frac{f}{2}$ (ít)
Từ khoảng cách gen: $$f\% = \text{Khoảng cách (cM)}$$
Ý nghĩa:
- Tạo biến dị tổ hợp, tăng đa dạng di truyền
- Lập bản đồ gen, nghiên cứu di truyền
- Chọn giống, tư vấn di truyền
Công thức QUAN TRỌNG NHẤT
Tỉ lệ giao tử khi có hoán vị:
$$\boxed{\text{Giao tử liên kết} = \frac{1-f}{2} \quad ; \quad \text{Giao tử hoán vị} = \frac{f}{2}}$$
Điều kiện:
- $0 < f < 50\%$
- Giao tử liên kết LUÔN > Giao tử hoán vị
Cô Trần Thị Bình
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn Tổ Lý – Hóa – Sinh tại Edus
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Vật lý, Hoá Học, Bằng Thạc sĩ, Chức danh nghề nghiệp Giáo viên THPT – Hạng II, Tin học ứng dụng cơ bản, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 12+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Gia Định
