PHẦN 1: LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM

I – Quy luật di truyền liên kết

1. Thí nghiệm của Morgan

Thomas Hunt Morgan (1866–1945) là nhà di truyền học người Mĩ, người đầu tiên phát hiện hiện tượng di truyền liên kết trên ruồi giấm vào năm 1910.

Cách tiến hành:

$$P_{tc}: \text{Ruồi thân xám, cánh dài} \times \text{Ruồi thân đen, cánh cụt}$$

$$F_1: \quad 100\% \text{ ruồi thân xám, cánh dài}$$

Cho ruồi đực $F_1$ lai phân tích (lai với ruồi cái thân đen, cánh cụt):

$$F_1 , ♂ \text{ (thân xám, cánh dài)} \times ♀ \text{ (thân đen, cánh cụt)}$$

$$F_a: \quad 50\% \text{ thân xám, cánh dài} : 50\% \text{ thân đen, cánh cụt}$$

Nhận xét kết quả:

• $F_1$ đồng loạt thân xám, cánh dài → thân xám và cánh dài là tính trạng trội; thân đen và cánh cụt là tính trạng lặn.
• Nếu 2 cặp gene phân li độc lập (theo Mendel), lai phân tích phải cho 4 kiểu hình với tỉ lệ 1 : 1 : 1 : 1.
• Nhưng thực tế chỉ thu được 2 kiểu hình tỉ lệ 1 : 1 → hai cặp tính trạng không phân li độc lập mà di truyền cùng nhau.

2. Giải thích thí nghiệm

Tính trạng thân xám luôn đi cùng cánh dài, thân đen luôn đi cùng cánh cụt → hai cặp gene quy định hai tính trạng này cùng nằm trên một cặp NST tương đồng và di truyền cùng nhau.

Quy ước: $B$ – thân xám, $b$ – thân đen; $V$ – cánh dài, $v$ – cánh cụt. Hai gene $B$ và $V$ cùng nằm trên một NST; $b$ và $v$ cùng nằm trên NST tương đồng kia.

Kí hiệu kiểu gene liên kết: $\dfrac{BV}{bv}$ (hoặc viết $BV/bv$)

Sơ đồ lai:

$$P_{tc}: \quad \frac{BV}{BV} \text{ (xám, dài)} \times \frac{bv}{bv} \text{ (đen, cụt)}$$

$$G_P: \quad BV \qquad \qquad bv$$

$$F_1: \quad \frac{BV}{bv} \text{ (100\% xám, dài)}$$

Lai phân tích ruồi đực $F_1$:

$$♂ , F_1: \frac{BV}{bv} \times ♀ , \frac{bv}{bv}$$

$F_1$ đực chỉ tạo 2 loại giao tử: $BV$ và $bv$ (vì $B$, $V$ cùng trên 1 NST nên phân li cùng nhau).

$$G_{F_1}: \quad BV, ; bv \qquad G_♀: \quad bv$$

$$F_a: \quad 1 \text{ xám, dài} : 1 \text{ đen, cụt}$$

Vì sao $F_1$ chỉ tạo 2 loại giao tử? Vì 2 gene $B$ và $V$ nằm trên cùng 1 NST, khi NST phân li trong giảm phân, hai gene đi cùng nhau → chỉ tạo giao tử $BV$ hoặc $bv$, không tạo giao tử $Bv$ hay $bV$.

3. Khái niệm di truyền liên kết

Di truyền liên kết là hiện tượng các gene quy định các tính trạng cùng nằm trên một NST có xu hướng di truyền cùng nhau trong quá trình giảm phân.

Các tính trạng do gene trên cùng một NST quy định luôn di truyền cùng nhau, tạo thành nhóm tính trạng di truyền liên kết.

Nhóm gene liên kết: Các gene nằm trên cùng 1 NST tạo thành một nhóm gene liên kết. Số nhóm gene liên kết ở mỗi loài bằng số NST trong bộ đơn bội ($n$).

VD: Ruồi giấm có $2n = 8$ → $n = 4$ → có 4 nhóm gene liên kết. Ngô có $2n = 20$ → $n = 10$ → có 10 nhóm gene liên kết.

Nguyên nhân di truyền liên kết: Số lượng gene rất lớn trong khi số lượng NST nhỏ hơn nhiều → mỗi NST mang nhiều gene → các gene trên cùng NST liên kết với nhau.

4. Phân biệt di truyền liên kết với di truyền phân li độc lập

Lưu ý quan trọng: Trong liên kết hoàn toàn, phép lai 2 cặp gene cho kết quả giống hệt phép lai 1 cặp tính trạng (vì 2 gene đi cùng nhau như 1 đơn vị).

II – Ứng dụng về di truyền liên kết

• Di truyền liên kết đảm bảo sự di truyền bền vững của nhóm tính trạng luôn đi cùng nhau → trong chọn giống, có thể chọn được nhóm tính trạng tốt luôn di truyền cùng nhau, phù hợp mục tiêu sản xuất.
• Nhờ bản đồ gene, các nhà khoa học có thể chuyển gene để tạo nhóm gene quy định tính trạng tốt nằm trên cùng 1 NST → di truyền cùng nhau.

Ví dụ: Chuyển gene tạo nhóm gene quy định cây trồng có: sức đề kháng với thuốc diệt cỏ + kháng côn trùng + tăng sản lượng + nâng cao giá trị dinh dưỡng.

PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP

Dạng 1: Xác định số loại giao tử trong liên kết hoàn toàn

Phương pháp:

Trong liên kết hoàn toàn, các gene trên cùng 1 NST luôn đi cùng nhau khi tạo giao tử. Do đó:

• Cá thể đồng hợp ($\dfrac{BV}{BV}$ hoặc $\dfrac{bv}{bv}$) → tạo 1 loại giao tử.
• Cá thể dị hợp đều ($\dfrac{BV}{bv}$) → tạo 2 loại giao tử: $BV$ và $bv$.
• Cá thể dị hợp chéo ($\dfrac{Bv}{bV}$) → tạo 2 loại giao tử: $Bv$ và $bV$.

So sánh: Nếu phân li độc lập, cá thể $BbVv$ tạo 4 loại giao tử ($BV$, $Bv$, $bV$, $bv$).

Ví dụ 1: Ruồi giấm đực có kiểu gene $\dfrac{BV}{bv}$ (liên kết hoàn toàn). Xác định các loại giao tử.

Lời giải:

Gene $B$ và $V$ cùng trên 1 NST, gene $b$ và $v$ cùng trên NST kia.

Khi giảm phân, mỗi giao tử nhận 1 NST từ mỗi cặp tương đồng:

• Giao tử 1: nhận NST mang $B$ và $V$ → giao tử $BV$
• Giao tử 2: nhận NST mang $b$ và $v$ → giao tử $bv$

→ Tạo 2 loại giao tử: $BV$ và $bv$.

Ví dụ 2: Cá thể có kiểu gene $\dfrac{Ab}{aB}$ (liên kết hoàn toàn). Xác định các loại giao tử.

Lời giải:

Gene $A$ và $b$ cùng trên 1 NST, gene $a$ và $B$ cùng trên NST kia.

→ Tạo 2 loại giao tử: $Ab$ và $aB$.

Lưu ý: Đây gọi là dị hợp tử chéo (hay đối) – allele trội của gene này nằm cùng NST với allele lặn của gene kia.

Dạng 2: Viết sơ đồ lai và xác định tỉ lệ kiểu hình trong liên kết hoàn toàn

Phương pháp:

1. Xác định kiểu gene của bố mẹ (chú ý cách ghi: gene nào cùng NST).
2. Xác định giao tử (chỉ 1 hoặc 2 loại).
3. Kẻ khung Punnett → xác định kiểu gene và kiểu hình đời con.

Ví dụ 1: Ở ruồi giấm, $B$ – thân xám, $b$ – thân đen; $V$ – cánh dài, $v$ – cánh cụt. Gene liên kết hoàn toàn. Cho ruồi $F_1$ ($\dfrac{BV}{bv}$) giao phối với nhau. Xác định tỉ lệ kiểu hình ở $F_2$.

Lời giải:

$$F_1 \times F_1: \quad \frac{BV}{bv} \times \frac{BV}{bv}$$

Giao tử $F_1$: $BV$ và $bv$ (mỗi bên 2 loại)

$$F_2: \quad 3 \text{ xám, dài} : 1 \text{ đen, cụt}$$

Nhận xét: Tỉ lệ 3 : 1 giống hệt phép lai 1 cặp tính trạng – đây là đặc trưng của liên kết hoàn toàn.

Ví dụ 2: Ở cà chua, $A$ – thân cao, $a$ – thân thấp; $B$ – quả tròn, $b$ – quả bầu dục. Gene liên kết hoàn toàn. Xác định kiểu hình đời con của phép lai: $\dfrac{Ab}{aB} \times \dfrac{Ab}{aB}$.

Lời giải:

Giao tử: $Ab$ và $aB$ (mỗi bên 2 loại)

$$\text{Tỉ lệ KH:} \quad 1 \text{ cao, bầu dục} : 2 \text{ cao, tròn} : 1 \text{ thấp, tròn}$$

$$\text{Tỉ lệ KG:} \quad 1 , \frac{Ab}{Ab} : 2 , \frac{Ab}{aB} : 1 , \frac{aB}{aB}$$

Nhận xét: Tỉ lệ KG 1 : 2 : 1 = tỉ lệ KH 1 : 2 : 1 → đây là phép lai dị hợp chéo, tỉ lệ KG và KH giống nhau (do không có kiểu hình nào trùng).

Ví dụ 3: Phép lai $\dfrac{AB}{ab} \times \dfrac{ab}{ab}$ (lai phân tích, liên kết hoàn toàn). Xác định tỉ lệ kiểu hình đời con.

Lời giải:

Giao tử bố: $AB$ và $ab$. Giao tử mẹ: $ab$.

$$F_a: \quad 1 \text{ (trội, trội)} : 1 \text{ (lặn, lặn)}$$

Đặc trưng: Lai phân tích liên kết hoàn toàn dị hợp đều cho 2 kiểu hình tỉ lệ 1 : 1 (chỉ có kiểu hình của bố mẹ, không có biến dị tổ hợp).

Dạng 3: Nhận biết liên kết gene hay phân li độc lập từ kết quả lai

Xem các bài tập mẫu cụ thể

SƠ ĐỒ TƯ DUY

1. Thí nghiệm Morgan

• 1.1. Đối tượng: ruồi giấm (thân xám/đen, cánh dài/cụt)
• 1.2. $P_{tc}$: xám dài × đen cụt → $F_1$: 100% xám dài
• 1.3. Lai phân tích ♂ $F_1$: $F_a$ = 1 xám dài : 1 đen cụt (chỉ 2 KH thay vì 4)
• 1.4. Kết luận: 2 cặp gene cùng trên 1 NST → liên kết gene

2. Khái niệm di truyền liên kết

• Các gene trên cùng 1 NST có xu hướng di truyền cùng nhau
• Nhóm gene liên kết = các gene trên cùng 1 NST
• Số nhóm gene liên kết = $n$ (bộ đơn bội)

3. Phân biệt với phân li độc lập

• Liên kết: gene cùng NST → 2 loại giao tử → hạn chế biến dị tổ hợp
• Phân li độc lập: gene trên NST khác → 4 loại giao tử → xuất hiện biến dị tổ hợp

4. Cơ sở tế bào học

• Gene trên cùng 1 NST → phân li cùng NST trong giảm phân
• Nguyên nhân: số gene >> số NST → mỗi NST chứa nhiều gene

5. Ứng dụng

• Duy trì nhóm tính trạng tốt di truyền bền vững
• Bản đồ gene → chuyển gene tạo nhóm tính trạng tốt trên cùng NST
• VD: cây trồng kháng thuốc diệt cỏ + kháng côn trùng + năng suất cao

SAI LẦM THƯỜNG GẶP

Cô Trần Thị Thanh Thảo

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Khoa Học Tự Nhiên THCS

Trình độ: Cử nhân Sư phạm KHTN, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 6+ năm kinh nghiệm tại Trường THCS Nguyễn Siêu