TẦN SỐ HOÁN VỊ GEN VÀ BẢN ĐỒ GEN
A. Tần số hoán vị gen (TSHVG - ký hiệu f ):
1. Khái niệm:
Tần số hoán vị gen biểu thị khoảng cách giữa 2 gen trên cùng một NST, nói lên khả năng bắt chéo của NST trong giảm phân.
Tần số hoán vị: f = \(\frac{m}{n}\).
Trong đó: m – tỉ lệ giao tử sinh ra do hoán vị; n – tổng số giao tử.
2. Chứng minh tần số HVG < 50%.
Xét trường hợp cá thể mang 2 cặp gen dị hợp tử cùng \(\frac{{AB}}{{ab}}\)
- Giả sử ta có x tế bào sinh dục mang cặp gen \(\frac{{AB}}{{ab}}\) đi vào giảm phân hình thành giao tử, trong đó có y tế bào sinh dục có xảy ra hiện tượng bắt chéo NST tại 1 điểm nằm ở đoạn giữa 2 gen AB. Số tế bào sinh dục sơ khai còn lại đi vào giảm phân không xảy ra bắt chéo.
0 ≤ y ≤ x
- Gọi k là hệ số sinh giao tử; k =1 nếu đó là tế bào sinh dục cái (tế bào sinh trứng), k = 4 nếu đó là tế bào sinh dục đực (tế bào sinh tinh).
- Tổng số giao tử được sinh ra là : kx (1)
- Với 1 tế bào sinh dục sơ khai đi vào giảm phân có xảy ra bắt chéo sẽ cho 4 loại (kiểu) giao tử tần số ngang nhau: AB = ab = Ab = aB =1/4 . Trong đó có 2 loại giao tử bình thường AB và ab và 2 loại giao tử hoán vị Ab và aB .
- Với y tế bào có xảy ra trao đổi chéo sẽ cho ky giao tử với số lượng giao tử mỗi loại là:
AB = ab = Ab = aB = \(\frac{{ky}}{4}\)
- Tổng số giao tử sinh ra do hoán vị gen là: \(\frac{{ky}}{4}\) + \(\frac{{ky}}{4}\) = \(\frac{{ky}}{2}\) (2)
→ Tần số hoán vị gen được tính như sau:
f= (\(\frac{{ky}}{2}\) ) / k . x = \(\frac{y}{{2.x}}\) (3)
Xét trường hợp cá thể mang 2 cặp gen dị hợp tử chéo \(\frac{{Ab}}{{aB}}\) .
- Giả sử ta có x tế bào sinh dục mang cặp gen dị hợp tử chéo \(\frac{{Ab}}{{aB}}\) đi vào giảm phân hình thành giao tử, trong đó y tế bào sinh dục có xảy ra hiện tượng bắt chéo NST tại 1 điểm nằm giữa 2 gen Ab và aB. Số tế bào sinh dục sơ khai còn lại đi vào giảm phân không xảy ra bắt chéo.
0 ≤ y ≤ x
- Gọi k là hệ số sinh giao tử; k =1 nếu đó là tế bào sinh dục cái (tế bào sinh trứng), k = 4 nếu đó là tế bào sinh dục đực (tế bào sinh tinh).
Cách chứng minh tương tự, ta có:
- Tổng số giao tử được sinh ra là : kx (4)
- Với 1 tế bào sinh dục sơ khai đi vào giảm phân có xảy ra bắt chéo sẽ cho 4 loại (kiểu) giao tử tần số ngang nhau: AB = ab = Ab = aB =1/4 .Trong đó có 2 loại giao tử bình thường Ab và aB và 2 loại giao tử hoán vị AB và ab.
- Với y tế bào có xẩy ra trao đổi chéo sẽ cho ky giao tử với số lượng giao tử mỗi loại là:
AB = ab = Ab = aB = \(\frac{{ky}}{4}\)
- Tổng số giao tử sinh ra do hoán vị gen là: \(\frac{{ky}}{4}\) + \(\frac{{ky}}{4}\)= \(\frac{{ky}}{2}\) (5)
- Tần số hoán vị gen được tính như sau:
→ Tần số hoán vị gen được tính như sau:
f= (\(\frac{{ky}}{2}\) ) / k . x = \(\frac{y}{{2.x}}\) (6)
+ Khi y = 0 => f = 0: Tất cả tế bào sinh dục đi vào giảm phân không xảy ra hiện tượng bắt chéo NST, các gen liên kết hoàn toàn.
+ Khi y = x => f = 50%: Tất cảc tế bào sinh dục đi vào giảm phân đều xảy ra hiện tượng bắt chéo NST dẫn tới hoán vị gen với tần số f = 50%
+Tần số hoán vị gen phải là một số hửu tỉ.
+ 1% tần số trao đổi chéo tương ứng với 1cM trên bản đồ gen.
3. Cách tính tần số hoán vị gen trong thực nghiệm.
Trong thực nghiệm muốn xác định tần số hoán vị gen của 2 gen người ta thường dùng phép lai phân tích cá thể lai F1 mang 2 cặp gen dị hợp hoặc cho F1 tự thụ phấn.
Nếu dùng phép lai phân tích: Ta sẽ căn cứ vào số lượng cá thể sinh ra do hoán vị gen để tính.
P: (A-B-) x (aabb)
Fa: a) 1 (A-B-) : 1 (aabb).
b) 1 (A-bb-) : 1 (aaB-).
c) 1 (A-B- ) : 1 (aabb) : 1 (A-bb-) : 1 (aaB-).
d) n1 (A-B-) : n2 (aabb) : m1 (A-bb-) : m2 (aaB-).
( n1 ≈ n2 ; m1 ≈ m2 )
- Với trường hợp (a) Fa: 1 (A-B-) : 1 (aabb), ta có kiểu gen của cá thể đó là \(\frac{{AB}}{{ab}}\) và liên kết hoàn toàn.
- Với trường hợp (b) Fa: 1 (A-bb-) : 1 (A-bb), ta có kiểu gen của cá thể đó là \(\frac{{Ab}}{{aB}}\) và liên kết hoàn toàn.
- Với trường hợp (c) Fa: 1 (A-B-) : 1 (aabb) : 1 (A-bb-) : 1 (aaB-) , ta có kiểu gen của cá thể đó với 3 khả năng:
+ hoặc phân ly độc lập AaBb
+ hoặc \(\frac{{AB}}{{ab}}\) và hoán vị 50%.
+ hoặc \(\frac{{Ab}}{{aB}}\) và hoán vị 50%.
- Với trường hợp (d) Fa = n1 (A-B-) : n2 (aabb) : m1 (A-bb-) : m2 (aaB-) , ta phải làm phép so sánh giửa tổng của (n1 + n2) và (m1 + m2) .
+ Nếu (n1 + n2) < (m1 + m2) thì 2 nhóm kiểu hình (A-B-) và (aabb) là nhóm sinh ra do loại giao tử bình thường, 2 nhóm kiểu hình (A-bb) và (aaB-) là nhóm sinh ra do loại giao tử hoán vị. Vậy kiểu gen của P phải là \(\frac{{Ab}}{{aB}}\) và tần số hoán vị gen được tính như sau:
Tổng số cá thể sinh ra do hoán vị gen (tỉ lệ bé) trong phép lai phân tích.
f = \(\frac{{n1 + n2}}{{n1 + n2 + m1 + m2}}\)
+ Nếu (n1 + n2) > (m1 + m2) thì 2 nhóm kiểu hình (A-B-) và (aabb) là nhóm sinh ra do loại giao tử hoán vị, 2 nhóm kiểu hình (A-bb) và (aaB-) là nhóm sinh ra do loại giao tử bình thường. Vậy kiểu gen của P phải là và tần số hoán vị gen được tính như sau:
f= \(\frac{{m1 + m2}}{{n1 + n2 + m1 + m2}}\)
Nếu dùng phép tự phối hoặc cho F1 tạp giao với nhau.
F2 sẽ nhận được 4 nhóm kiểu hình: (A-B-) ; (A-bb); (aaB-) ; (aabb) .
Quan hệ tần số giữa các nhóm kiểu hình thỏa mãn công thức:
% (A-bb) = % (aaB-)
% (A- B-) + % (A-bb) hoặc % (aaB- ) = 75% F1
% aabb + % (A-bb) hoặc % (aaB-) = 25% F1
Thông thường, tần số hoán vị gen được tính dựa vào các cá thể có kiểu hình đồng hợp lặn aabb.
Tần số hoán vị gen cũng có thể được tính dựa vào các nhóm kiểu hình (A-bb), (aaB-), (A-B-).
Trong trường hợp tự phối, nếu hoạt động của NST diễn ra trong các tế bào sinh tinh và sinh trứng giống nhau, tần số hoán vị gen f được tính bằng căn bậc hai của tỉ lệ % kiểu hình đồng hợp lặn aabb
f = \(\sqrt[{}]{{\% (aabb)}}\)
Nếu f < 25% thì cá thể đó mang gen dị hợp chéo, nếu f > 25% thì cá thể đó mang gen dị hợp cùng.
Nếu tạp giao thì ta phải gọi f1, f2 lần lượt là tần số hoán vị gen của cá thể dực và cá thể cái.
- Nếu F1 = \(\frac{{AB}}{{ab}}\), ta có phương trình:
% (aabb) =\(\frac{{(1 - {f_1} - {f_2} + {f_1}.{f_2})}}{4}\)
- Nếu F1 = \(\frac{{Ab}}{{aB}}\)ta có phương trình:
% (aabb) = \(\frac{{{f_1}.{f_2}}}{4}\)
Trong mỗi trường hợp ta đều khảo sát trị số của f như sau:
+ Nếu f1 = f2 = 0
+ Nếu f1 = 0, f2 = 1/2
+ Nếu f1 = 1/2, f2 = 0
+ Nếu f1 = 1/2, f2 = ½.
B. Bản đồ di truyền (bản đồ gen).
- Bản đồ di truyền (bản đồ gen) là sơ đồ phân bố các gen trên các nhiễm sắc thể của cùng một loài.
- Trong bản đồ di truyền (bản đồ gen)
+ Các nhóm gen liên kết được đánh số theo thứ tự của nhiễm sắc thể trong bộ đơn bội của loài như: I, II, III, IV…
+ Các gen trên nhiễm sắc thể chiếm một vị trí xác định (lôcut) và được kí hiệu bằng các chữ cái của tên các tính trạng bằng tiếng Anh.
+ Đơn vị bản đồ là centimoocgan (cM) ứng với tần số hoán vị gen 1%.
+ Vị trí tương đối của các gen trên một nhiễm sắc thể thường được tính từ một đầu mút của nhiễm sắc thể.
- Nguyên tắc lập bản đồ di truyền (bản đồ gen): Dựa vào việc xác định tần số hoán vị gen, người ta xác lập trình tự và khoảng cách phân bố của các gen trên nhiễm sắc thể. Như vậy, muốn xác định vị trí của một gen bất kì nào đó, phải tiến hành lai phân tích và qua hai bước lớn:
+ Căn cứ vào tỉ lệ phân li để xác định nhóm gen liên kết.
+ Dựa vào tần số tái tổ hợp để xác định khoảng cách tương đối giữa 2 gen, đồng thời so sánh với 2 gen khác để xếp vào vị trí phù hợp trên nhiễm sắc thể.
- Ý nghĩa của bản đồ di truyền (bản đồ gen)
+ Dự đoán trước tính chất di truyền của các tính trạng mà gen được sắp xếp trên bản đồ.
+ Giúp nhà tạo giống rút ngắn thời gian tạo giống mới.
Trên đây là toàn bộ nội dung tài liệu Kiến thức trọng tâm Tần số hoán vị gen - Bản đồ gen Sinh học 12. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục:
Chúc các em học tập tốt !
