Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Câu hỏi mở đầu trang 54
Đề bài: 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 F₂ 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?
Lời giải:
Hiện tượng di truyền khác biệt này là do:
- Hai gene quy định hai tính trạng đó cùng nằm trên một NST → chúng thường di truyền cùng nhau → xuất hiện kiểu hình giống bố mẹ chiếm ưu thế (do liên kết gene).
- Tuy nhiên, trong quá trình giảm phân, ở một số tế bào xảy ra trao đổi chéo giữa các chromatid của cặp NST tương đồng → tạo ra các giao tử mang tổ hợp gene mới → xuất hiện kiểu hình khác bố mẹ với tỉ lệ nhỏ (do hoán vị gene).
→ Đây là hai hiện tượng liên kết gene và hoán vị gene mà sau này Morgan đã phát hiện qua thí nghiệm trên ruồi giấm.
I. Liên kết gene
Câu 1 trang 55
Đề bài: Liên kết gene là gì? Trình bày cơ sở tế bào học của hiện tượng liên kết gene.
Lời giải:
Khái niệm: Liên kết gene là hiện tượng các gene cùng nằm trên một NST luôn di truyền cùng nhau.
Cơ sở tế bào học:
- Mỗi gene nằm trên NST tại một vị trí xác định gọi là locus.
- Các gene phân bố dọc theo chiều dài của NST.
- Trong quá trình giảm phân, các NST phân li về các giao tử → các gene nằm trên cùng một NST cũng phân li cùng nhau về một giao tử.
→ Do đó, các gene trên cùng một NST di truyền cùng nhau thành từng nhóm (nhóm gene liên kết).
Câu 2 trang 55
Đề bài: Hãy trình bày vai trò của liên kết gene.
Lời giải:
Vai trò trong tự nhiên:
- Các gene có lợi, giúp sinh vật thích nghi với môi trường có thể được tập hợp trên cùng một NST.
- Các gene này luôn di truyền cùng nhau → duy trì sự ổn định của loài qua các thế hệ.
Vai trò trong chọn, tạo giống:
- Sử dụng chỉ thị phân tử (đoạn trình tự nucleotide liên kết chặt với gene quy định tính trạng mong muốn) → hỗ trợ sàng lọc, lựa chọn kiểu hình của vật nuôi, cây trồng.
- Có thể gây đột biến chuyển đoạn NST để đưa các gene có lợi vào cùng một NST → tạo ra các giống mới có nhiều đặc điểm mong muốn.
II. Hoán vị gene
Câu 1 trang 58
Đề bài: Hoán vị gene là gì? Hãy trình bày cơ sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gene.
Lời giải:
Khái niệm: 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.
Cơ sở tế bào học:
- Trong quá trình giảm phân hình thành giao tử, ở kì đầu của giảm phân I, có một số tế bào xảy ra hiện tượng trao đổi chéo giữa các chromatid không chị em trong cặp NST kép tương đồng.
- Sự trao đổi chéo này dẫn tới hoán đổi vị trí của các gene → xuất hiện các giao tử tái tổ hợp (giao tử mang tổ hợp gene mới).
Tần số hoán vị gene:
- Được tính bằng tỉ lệ phần trăm các giao tử tái tổ hợp.
- Tần số hoán vị gene luôn nhỏ hơn hoặc bằng 50%.
Câu 2 trang 58
Đề bài: Vì sao hoán vị gene làm tăng nguồn biến dị di truyền?
Lời giải:
Hoán vị gene làm tăng nguồn biến dị di truyền vì:
- Hoán vị gene do trao đổi chéo giữa các NST tương đồng trong giảm phân → tạo ra các loại giao tử mang tổ hợp gene mới (giao tử tái tổ hợp) ngoài các giao tử giống bố mẹ.
- Kết hợp với sự tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong thụ tinh ở các loài sinh sản hữu tính → tạo ra các tổ hợp gene mới ở đời con.
→ Nhờ đó, hoán vị gene tăng nguồn biến dị di truyền, cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hoá và chọn giống.
III. Bản đồ di truyền
Câu 1 trang 58
Đề bài: Bản đồ di truyền là gì? Hãy nêu ý nghĩa của việc lập bản đồ di truyền.
Lời giải:
Khái niệm: Bản đồ di truyền là sơ đồ biểu diễn trật tự sắp xếp và khoảng cách tương đối giữa các gene trên NST.
- Bản đồ được xây dựng dựa vào tần số hoán vị gene (khoảng cách giữa các gene được tính qua tần số hoán vị gene).
Ý nghĩa của việc lập bản đồ di truyền:
- Dự đoán được tần số các tổ hợp gene mới trong các phép lai → có ý nghĩa trong chọn, tạo giống.
- Xác định được vị trí của gene gây bệnh ở người → hỗ trợ chẩn đoán và điều trị các bệnh di truyền.
Luyện tập và vận dụng
Câu 1 trang 59
Đề bài: 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.
Lời giải:
Giả sử hai gene có các allele: gene 1 có allele A (trội) và a (lặn); gene 2 có allele B (trội) và b (lặn). Vì hai gene này cùng nằm trên một NST nên có hai kiểu gene dị hợp tử khác nhau:
Kiểu 1: Dị hợp tử đều (dị hợp tử đồng)
- Kiểu gene: $\dfrac{AB}{ab}$
- Hai allele trội A và B nằm trên cùng một NST; hai allele lặn a và b nằm trên NST tương đồng còn lại.
Kiểu 2: Dị hợp tử chéo
- Kiểu gene: $\dfrac{Ab}{aB}$
- Allele trội A và allele lặn b nằm trên cùng một NST; allele lặn a và allele trội B nằm trên NST tương đồng còn lại.
Câu 2 trang 59
Đề bài: 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.
Lời giải:
Bước 1: Phân tích phép lai
Đây là phép lai phân tích (ruồi cái dị hợp × ruồi đực đồng hợp lặn).
Bước 2: Tính tổng số cá thể ở đời con
$$\text{Tổng} = 721 + 751 + 49 + 45 = 1566 \text{ con}$$
Bước 3: Tính tỉ lệ các kiểu hình
| Kiểu hình | Số lượng | Tỉ lệ |
|---|---|---|
| Thân xám, mắt đỏ | 721 | ≈ 46% |
| Thân đen, mắt tím | 751 | ≈ 48% |
| Thân xám, mắt tím | 49 | ≈ 3,1% |
| Thân đen, mắt đỏ | 45 | ≈ 2,9% |
Bước 4: Nhận xét và kết luận
- Nếu 2 gene phân li độc lập → đời con có tỉ lệ 1 : 1 : 1 : 1 (mỗi kiểu 25%). Nhưng thực tế không đúng như vậy.
- Nếu 2 gene liên kết hoàn toàn → đời con chỉ có 2 kiểu hình giống bố mẹ theo tỉ lệ 1 : 1. Nhưng thực tế có 4 kiểu hình.
- Kết quả cho thấy:
- Hai kiểu hình giống bố mẹ (xám đỏ, đen tím) chiếm đa số (≈ 94%).
- Hai kiểu hình tái tổ hợp (xám tím, đen đỏ) chiếm thiểu số (≈ 6%).
→ Kết luận: Hai gene này cùng nằm trên một NST và có hiện tượng hoán vị gene (liên kết không hoàn toàn) trong quá trình giảm phân.
Bước 5: Tính tần số hoán vị gene
$$f = \dfrac{49 + 45}{1566} \times 100\% \approx 6\%$$
→ Tần số hoán vị gene ≈ 6%.
Cô Nguyễn Ngọc Châu
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú