Thayhienedu.com chia sẽ đến các bạn lý thuyết Sinh 12 Kết Nối Tri Thức
LÝ
THUYẾT MÔN SINH HỌC LỚP 12
BÀI
11. LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN
I. LIÊN KẾT GEN
1. Thí nghiệm về liên kết gene của Morgan
a) Tiến trình thí nghiệm và kết quả
- Đối tượng nghiên cứu:
Ruồi giấm (Drosophila melanogaster) vì chúng dễ nuôi, vòng đời ngắn (10
- 14 ngày), đẻ nhiều và có nhiều biến dị dễ quan sát.
- Phép lai thuận nghịch thuần chủng:
+ Thân xám, cánh dài
(BV/BV) x Thân đen, cánh cụt (bv/bv).
+ Thế hệ F₁: 100% Thân xám,
cánh dài (BV/bv).
- Phép lai phân tích:
Morgan cho ruồi đực F₁ (xám, dài) lai phân tích với ruồi cái thân đen,
cánh cụt.
+ Sơ đồ lai phân tích: Đực
F₁ (BV/bv) x Cái đen, cụt (bv/bv).
+ Kết quả đời con Fₐ: 1
thân xám, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt (tỉ lệ 50% : 50%).
- Kết luận:
+ Do ruồi cái đồng hợp lặn
(bv/bv) chỉ cho 1 loại giao tử (bv), nên tỉ lệ kiểu hình ở đời con hoàn toàn phụ
thuộc vào các loại giao tử của ruồi đực F₁.
+ Ruồi đực F₁ chỉ tạo ra 2
loại giao tử với tỉ lệ bằng nhau là BV và bv, chứng tỏ gene quy định màu thân
và gene quy định dạng cánh cùng nằm trên một nhiễm sắc thể (NST) và di truyền
cùng nhau.
b) Cơ sở tế bào học
- Mỗi gene chiếm một vị trí
xác định trên NST, gọi là locus.
- Các gene phân bố dọc theo
chiều dài của NST tạo thành một nhóm liên kết gene.
- Số nhóm liên kết gene của
một loài thường bằng số NST đơn bội (n) của loài đó (Ví dụ: Ruồi giấm có 2n = 8
→ n = 4 nhóm liên kết).
- Sự phân ly và tổ hợp của
cặp NST tương đồng trong giảm phân và thụ tinh dẫn đến sự phân ly và tổ hợp của
các gene nằm trên cùng NST đó.
2. Vai trò của liên kết gene
- Đảm bảo sự di truyền ổn định của các nhóm tính trạng
có lợi luôn đi kèm với nhau.
- Hạn chế sự xuất hiện của các biến dị tổ hợp không mong
muốn, giúp duy trì các đặc tính ưu việt của giống trong trồng trọt và chăn
nuôi.
- Trong chọn giống, các nhà khoa học sử dụng các chỉ
thị phân tử liên kết chặt chẽ với gene mong muốn để sàng lọc nhanh các cá
thể mang kiểu hình tốt ngay từ giai đoạn non trẻ.
II. HOÁN VỊ GEN
1. Thí nghiệm về hoán vị gene của Morgan
a) Tiến trình
thí nghiệm và kết quả
- Phép lai
phân tích: Morgan cho ruồi cái
F₁ (xám, dài) lai phân tích với ruồi đực thân đen, cánh cụt.
+ Sơ đồ lai: Cái F₁ (BV/bv) x Đực đen, cụt (bv/bv).
+ Kết quả đời con Fₐ:
41,5% Thân
xám, cánh dài (kiểu hình giống bố mẹ).
41,5% Thân đen,
cánh cụt (kiểu hình giống bố mẹ).
8,5% Thân
xám, cánh cụt (kiểu hình tái tổ hợp).
8,5% Thân đen,
cánh dài (kiểu hình tái tổ hợp).
- Kết luận:
+ Sự xuất hiện của 2 kiểu hình mới (xám, cụt và đen,
dài) chứng tỏ ruồi cái F₁ đã tạo ra 4 loại giao tử với tỉ lệ không bằng nhau:
BV = bv = 41,5% (giao tử liên kết) và Bv = bV = 8,5% (giao tử hoán vị).
+ Hiện tượng này xảy ra do có sự đổi chỗ giữa các allele
tương ứng trên cặp NST tương đồng (hoán vị gene).
b) Cơ sở tế
bào học
- Trong kỳ đầu của giảm phân I, khi các NST kép
tương đồng tiếp hợp, có thể xảy ra hiện tượng trao đổi chéo giữa các chromatid
khác nguồn gốc.
- Sự trao đổi các đoạn NST mang gene dẫn đến sự hoán đổi
vị trí các allele, làm xuất hiện các tổ hợp gene mới (giao tử hoán vị).
- Tần số hoán
vị gene (f):
+ Được tính bằng tỉ lệ phần trăm các giao tử mang gene
hoán vị (hoặc tỉ lệ phần trăm các cá thể có kiểu hình tái tổ hợp).
+ Tần số hoán vị gene luôn nhỏ hơn hoặc bằng 50%
+ Khoảng cách giữa các gene trên NST càng lớn thì lực
liên kết càng yếu, tần số hoán vị gene càng cao.
2. Vai trò của hoán vị gene
- Tạo ra nguồn biến dị tổ hợp vô cùng phong phú, cung cấp
nguyên liệu cho quá trình tiến hóa và chọn giống.
- Giúp tổ hợp các gene có lợi từ các NST khác nhau về
chung một NST, tạo ra các giống cây trồng, vật nuôi có năng suất cao và khả
năng chống chịu tốt.
- Dựa vào tần số hoán vị gene để thiết lập bản đồ di
truyền (bản đồ khoảng cách tương đối giữa các gene trên NST).
III. BẢN ĐỒ DI TRUYỀN
1. Khái niệm bản đồ di truyền
- Bản đồ di truyền (bản đồ liên kết) là sơ đồ biểu diễn
trật tự sắp xếp và khoảng cách tương đối của các gene trên nhiễm sắc thể.
- Đơn vị khoảng cách trên bản đồ là centiMorgan (cM).
- Quy ước khoảng cách: Tần số hoán vị gene 1% = 1 cM.
2. Ý nghĩa của bản đồ di truyền
- Giúp dự đoán trước tần số xuất hiện các tổ hợp kiểu
hình mới trong các phép lai, từ đó chủ động thiết kế sơ đồ lai kinh tế nhất.
- Giúp rút ngắn thời gian chọn vạn giống bằng cách xác định
nhanh các cá thể mang tổ hợp gene quý mà không cần chờ cây/con trưởng thành bộc
lộ kiểu hình.
IV. QUAN ĐIỂM CỦA MENDEL VÀ MORGAN VỀ TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN
|
Tiêu
chí so sánh |
Quan
điểm của Mendel |
Quan
điểm của Morgan |
|
Vị trí của
các gene |
Mỗi cặp gene nằm
trên một cặp NST tương đồng khác nhau. |
Nhiều cặp gene
cùng nằm trên một cặp NST tương đồng. |
|
Quy luật di
truyền chủ đạo |
Phân ly độc lập
và tổ hợp tự do. |
Liên kết gene
hoàn toàn và Hoán vị gene. |
|
Kiểu hình đời
con (Fₐ) |
Xuất hiện nhiều
kiểu hình với tỉ lệ đồng đều (1 : 1 : 1 : 1). |
- Liên kết gen:
Tỉ lệ 1 : 1 |
|
Ý nghĩa sinh học |
Giải thích tính đa dạng, phong phú của sinh giới dựa
trên sự tổ hợp tự do. |
Giải thích tính ổn định của loài (liên kết) và sự xuất
hiện các biến dị mới một cách hạn chế (hoán vị). |