Nội dung lý thuyết
Các phiên bản khácQUY LUẬT DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH
- Ở đa số các loài giao phối, giới tính được xác định trong quá trình thụ tinh do cơ chế tự nhân đôi, phân ly và tổ hợp của cặp NST giới tính.
- NST giới tính là loại NST có chứa các gen quy định giới tính và khác nhau giữa giới đực và giới cái.
- Ở người, động vật có vú, ruồi giấm và một số thực vật (gai, me chua,…)
- Ở chim, bướm, ếch nhái, bò sát, dâu tây,.. cặp NST giới tính ở giới ♂ là XX, giới ♀ là XY.
- Ở bọ xít, châu chấu, rệp,… cặp NST giới tính ở giới ♀ là XX, giới ♂ là XO (chỉ có 1 NST giới tính X).
- Ở bọ nhạy,… cặp NST giới tính ở giới ♀ là XO, giới ♂ là XX.
- Ví dụ: Cơ chế hình thành giới tính ở người
a. Thí nghiệm của Morgan
Phép lai thuận |
Phép lai nghịch |
Pt/c: Ruồi ♀ mắt đỏ x Ruồi ♂ mắt trắng |
Pt/c: Ruồi ♀ mắt trắng x Ruồi ♂ mắt đỏ |
F1: 100% ruồi (♂,♀) mắt đỏ |
F1: 50% ruồi ♀mắt đỏ, 50% ruồi ♂ mắt trắng |
F2: 50% ruồi ♀ mắt đỏ: 25% ruồi ♂ mắt đỏ:25% ruồi ♂ mắt trắng |
F2: 25% ruồi ♀ mắt đỏ: 25% ruồi ♀mắt trắng: 25% ruồi ♂ mắt đỏ:25% ruồi ♂ mắt trắng |
b. Giải thích
- Từ kết quả F1 và F2 của phép lai thuận => mắt đỏ là trội hoàn toàn so với mắt trắng (Kí hiệu A: mắt đỏ; a: mắt trắng).
- Vì ruồi mắt trắng F2 toàn là ruồi ♂ nên Morgan cho rằng sự di truyền tính trạng màu mắt có liên quan với giới tính.
- Tính trạng mắt trắng do một đột biến gen lặn trên NST X của ruồi ♂, Y không mang gen, do đó cá thể ♂ (XY) chỉ cần 1 gen lặn trên NST X (XaY) thì tính trạng mắt trắng được biểu hiện.
- Tính trạng mắt trắng hiếm thấy ở ruồi ♀ vì nếu chỉ có một gen lặn mắt trắng trên cặp XX (XAXa) thì ruồi ♀ vẫn có mắt đỏ. Khi có cả 2 gen lặn (XaXa) thì mới biểu hiện mắt trắng.
c. Cơ sở tế bào học
- Cơ sở tế bào học của các phép lai chính là sự phân li của cặp NST giới tính trong giảm phân và sự tổ hợp trong thụ tinh dẫn đến sự phân li và tổ hợp của cặp gen quy định màu mắt
|
|
d. Sơ đồ lai
Quy ước : A mắt đỏ; a mắt trắng
- Phép lai thuận
P: |
Ruồi ♀ XAXA mắt đỏ |
x |
Ruồi ♂ XaY mắt trắng |
GP: |
XA |
\(\downarrow\) |
½ Xa : ½Y |
F1: |
½ XAXa : ½ XAY (100% ruồi mắt đỏ) |
||
♀F1 x ♂F1: |
XAXa |
x |
XAY |
GF1: |
½ XA : ½ Xa |
\(\downarrow\) |
½ XA : ½Y |
F2: |
¼ XAXA : ¼ XAXa : ¼ XAY : ¼ XaY |
||
|
50% ruồi ♀ mắt đỏ; 25% ruồi ♂ mắt đỏ; 25% ruồi ♂ mắt trắng. |
- Phép lai nghịch
P: |
Ruồi ♀ XaXa mắt trắng |
x |
Ruồi ♂ XAY mắt đỏ |
GP: |
Xa |
\(\downarrow\) |
½ XA : ½Y |
F1: |
½ XAXa : ½ XaY (50% ruồi ♀ mắt đỏ : 50% ruồi ♂ mắt trắng) |
||
♀F1 x ♂F1: |
XAXa |
x |
XaY |
GF1: |
½ XA : ½ Xa |
\(\downarrow\) |
½ Xa : ½Y |
F2: |
¼ XAXa : ¼ XaXa : ¼ XAY : ¼ XaY |
||
|
25% ruồi ♀ mắt đỏ; 25% ruồi ♀ mắt trắng : 25% ♂ mắt đỏ; 25% ruồi ♂ mắt trắng. |
e. Kết luận
- Phép lai thuận và lai nghịch đối với các tính trạng di truyền liên kết với giới tính cho kết quả khác nhau.
- Gen quy định tính trạng chỉ có trên NST X mà không có trên Y nên cá thể đực chỉ cần có 1 alen lặn nằm trên X là đã biểu hiện thành kiểu hình.
- Quy luật di truyền tính trạng do gen trên NST X là quy luật di truyền chéo (bố truyền gen lặn cho con gái và biểu hiện ở cháu trai) :
- Một số bệnh di truyền ở người do gen lặn trên NST X: mù màu, máu khó đông...
a. Ví dụ
Người bố có tật có túm lông ở vành tai sẽ truyền đặc điểm này cho tất cả các con trai mà con gái thì ko bị tật này.
P: ♂ XYa x ♀ XX
GP: X : Ya \(\downarrow\) X
F1: XX : XYa (chỉ con trai bị bệnh)
b. Nhận xét
- NST X có những gen mà trên Y không có hoặc trên Y có những gen mà trên X không có. Nhiễm sắc thể Y ở một số loài hầu như không mang gen. Ở người NST Y có 78 gen trong đó có các gen quy định giới tính nam.
- Ở một số loài, NST Y có mang gen ở vùng không tương đồng (chỉ có trên Y, không có alen tương ứng trên X) thì tính trạng do gen này quy định chỉ được biểu hiện ở 1 giới (XY).
- Quy luật di truyền các gen trên Y (không có alen trên X) là quy luật di truyền thẳng.
- Điều khiển tỉ lệ đực cái theo ý muốn trong chăn nuôi trồng trọt. Ví dụ: Người ta có thể phân biệt được trứng tằm nào sẽ nở ra tằm đực, trứng tằm nào nở ra tằm cái bằng cách dựa vào màu sắc trứng. Việc nhận biết sớm giúp mang lại hiệu quả kinh tế cao vì nuôi tằm đực có năng suất tơ cao hơn.
- Nhận dạng được đực cái từ nhỏ để phân loại tiện cho việc chăn nuôi.
- Phát hiện được bệnh do rối loạn cơ chế phân li, tổ hợp của cặp NST giới tính.
- Dựa vào KQ lai thuận + nghịch:
- Dựa vào di truyền chéo:
- Tính trạng biểu hiện không đồng đều ở 2 giới: Cùng 1 thế hệ: TT nào đó chỉ XH ở con ♂ còn giới ♀ không có và ngược lại => Gen trên NST giới tính
- Các tỷ lệ KH và KG tương ứng trong trường hợp gen liên kết với NST giới tính, không có alen tương ứng trên Y:
Kiểu gen P |
TLKH F1 |
XAXA x XAY |
100% trội |
XaXa x XaY |
100% lặn |
XAXA x XaY |
100% trội |
XaXa x XAY |
1 trội:1 lặn (KH giới đực khác giới cái) |
XAXa x XAY |
3 trội : 1 lặn (tất cả TT lặn thuộc 1 giới) |
XAXa x XaY |
1 cái trội: 1 cái lặn: 1 đực trội: 1 đực lặn |
Ví dụ: Phép lai giữa một chim hoàng yến ♂ màu vàng với một chim ♀ màu xanh sinh ra tất cả chim ♂ có màu xanh và tất cả chim ♀ có màu vàng. Hãy giải thích các kết quả này.
Hướng dẫn giải
- Màu sắc lông là tính trạng liên kết với giới tính và giới ♂ là giới đồng giao tử. Chúng ta thấy có sự khác biệt về kiểu hình giữa giới ♂ và giới ♀ cho thấy có sự liên kết với giới tính. Vì tất cả các cá thể của mỗi giới giống nhau về kiểu hình nên bố mẹ không thể là dị hợp tử. Ta lập phép lai theo cách thông thường (A: xanh; a: vàng):
XAXA |
x |
XaY |
(xanh) |
↓ |
(vàng) |
XAXa , XAY |
||
(100% xanh) |
- Trong trường hợp này thì cả chim trống và chim mái đều có màu xanh, vì chim ♀ con là XAXa và chim ♂ con là XAY. Kết quả này không phù hợp với kết quả thực tiễn. Do vậy có thể có sai lầm khi chúng ta đã cho rằng giới ♀ là giới đồng giao tử. Vì giới ♂ là giới đồng giao tử nên phép lai bây giờ sẽ là:
ZAW |
x |
ZaZa (♂ vàng) |
|
↓ |
Lưu ý: Bài toán nghịch có nhiều dạng bài tập như: LKGT thuần, LKGT + PLĐL, LKGT + Gen gây chết, LKGT + Hoán vị gen.
3.1. Bài tập liên kết với giới tính thuần
- Phương pháp giải:
- Ví dụ:
Gà: ♂ lông vằn x ♀ lông đen => F1 100% Lông vằn. F1 tạp giao => F2: 50 Vằn:16 đen
Bài giải
1. Biện luận SĐL P => F2
- Bước 1: Tìm trội lặn và quy ước gen: ta có F2 vằn : đen=50:16=3 vằn:1 đen (KQ ĐL phân ly) A-Vằn, a-đen.
- Bước 2: Nhận dạng quy luật DT chi phối và Từ TLPL KH F+gen trên NST-GT => KG P
- Bước 3: Viết SĐL
P: |
♂XAXA |
x |
♀XaY |
|
(Lông vằn) |
↓ |
(lông đen) |
F1: |
|
XAXa , XAY(tất cả lông vằn) |
|
F1 x F1: |
♂XAXa lông vằn |
x |
♀XAY lông vằn |
F2: |
KG: |
1 XAXA : 1 XAXa : 1 XAY : 1 XaY |
|
|
KH: |
2 trống vằn: 1 mái vằn:1 mái đen |
|
2. Các công thức lai
♂XAXA |
x |
♀XAY |
♂XAXA |
x |
♀XaY |
♂XAXa |
x |
♀XAY |
♂XAXa |
x |
♀XaY |
3.2. Bài tập liên kết với giới tính và gen gây chết
- Lý thuyết:
- Ví dụ:
Gợi ý giải
1. Hỏi kiểu di truyền của tính trạng lông ngắn?
- Lông ngắn là tính trạng liên kết với giới tính nhưng là một gen gây chết. Chúng ta thấy có sự khác biệt cả về kiểu hình cả về số lượng giữa ruồi ♂ và ruồi ♀ ở đời con; điều đó cho thấy gen liên kết với giới tính là gen gây chết bán hợp tử (không có ruồi ♂ lông ngắn). Vì giới cái có hai kiểu hình cho nên lông ngắn phải là tính trạng trội và phép lai sẽ là:
P |
XSXs |
x |
XsY |
|
(lông ngắn) |
↓ |
(lông dài) |
F1: |
XSXs : XsXs : XSY : XsY |
||
|
(lông ngắn) : (lông dài) : (chết) : (lông dài) |
2. Tỷ lệ phân ly kiểu hình ở đời con nếu bạn lai hai ruồi lông dài
- Ở đời con tất cả đều có lông dài và phân đều ở cả hai giới. Để có ruồi ♀ lông dài, ruồi mẹ phải đồng hợp tử và phép lai sẽ là:
P: |
XsXs (lông dài) |
x |
XsY (lông dài) |
Gp: |
1Xs |
|
½Xs : ½Y |
F1: |
½XsXs : ½XsY (100% lông dài) |
3.3. Bài tập liên kết với giới tính và phân ly độc lập
- Phương pháp giải:
- Ví dụ: Trong 1 thí nghiệm lai ruồi giấm con cái cánh dài, mắt đỏ x đực cánh ngắn, mắt trắng => F1: 100% cánh dài-mắt đỏ.
F1 lai ngẫu nhiên => F2 có:
Biết mỗi gen quy định 1 tính trạng. Giải thích KQ thu được và viết SĐL.
Bài giải:
1. Giải thích:
- Ruồi giấm: ♂ XY, ♀XX; F1 100% Dài đỏ => TT Dài>Ngắn; Đỏ>Trắng
- Xét riêng tính trạng hình dạng cánh ở F2:
=> Gen quy định TT hình dạng cánh nằm trên NST-thường và tuân theo ĐL phân ly A-Dài, a-Ngắn
- Xét riêng tính trạng màu mắt ở F2:
- F1 Đồng tính => P t/c và từ lập luận trên => KG P ♀ dài-mắt đỏ: AAXBXB x ♂ Ngắn-mắt trắng: aaXbY
2. SĐL P => F2: TLKH: 3 cái Dài đỏ:1 cái Ngắn đỏ:3 đực Dài đỏ:3 đực dài trắng:1 đực Ngắn đỏ:1 đực ngắn trắng
3.4. Bài tập liên kết với giới tính và hoán vị gen
- Kiến thức cơ bản:
- Dạng bài toán thuận:
Ví dụ: Ở Mèo, lông đen (D) là trội không hoàn toàn so với lông hung (d). Vì vậy khi mèo có KG Dd-tam thể. Tính trạng đuôi dài-A là trội so với đuôi ngắna. Các cặp gen này nằm trên NST GT X với f = 18%.
Bài giải:
1. Từ Mèo đực đen đuôi ngắn F1 => KG XDaY => Nhận XDa từ mẹ và Y từ bố
Từ Mèo cái tam thể, đuôi dài F1 => KG XD-XdA => Nhận XD- Từ mẹ và XdA từ bố
=> KG mèo bố XdAY (Hung-đuôi dài)
=> KG mèo mẹ có thể là XDaXDa, XDaXda hoặc XDaXDA, XDaXdA. Nghĩa là mèo mẹ có thể 4 loại KH: Đen-đuôi ngắn; Tam thể-đuôi ngắn; Đen-đuôi dài; tam thể-đuôi dài.
2. Tiếp tục cho các con mèo F1 tạp giao với nhau, có các SĐL sau.
F1-1: |
♀XDAXda |
x |
♂XDaY |
|
|
↓ |
|||
F1: |
1♀XDAXDa |
1♀XDaXdA |
1♂XDAY |
1♂XdAY |
|
Đen-dài |
Tam thể-Dài |
Đen-dài |
Hung-dài |
F1-2: |
♀ XDaXdA |
x |
XDaY |
|
|
XDa = XdA = 50-18/2 = 41% XDA = Xda = 48/2 = 9% |
↓ |
XDa = Y = 1/2 |
|
F1: |
20,5% ♀XDaXDa |
20,5%♀XDaXdA |
4,5%♀XDAXDa |
4,5%♀XdaXDa |
|
Đen-ngắn |
Tam thể-dài |
Đen-dài |
Tam thể-ngắn |
|
20,5% ♂XDaY |
20,5%♂XdAY |
4,5% ♂XDAY |
4,5%♂XdaY |
|
Đen-Ngắn |
Hung-Dài |
Đen-Dài |
Hung-Ngắn |
- Dạng bài toán ngược:
Phương pháp giải:
Ví dụ: Ở Ruồi giấm: Có 2 gen lặn liên kết với nhau: a-mắt màu lựu, b-cánh xẻ. Các tính trạng trội tương phản là mắt đỏ và cánh bình thường. KQ của 1 phép lai P cho những số liệu sau:
Bài giải:
1. Các gen nói trên nằm trên NST nào:
+ Bước 1: Viết KG giới tính của lời-Tìm trội lặn và Quy ước gen:
Ta có: ruồi giấm ♂: XY, ♀ XX.
- QUG: A-Mắt màu Đỏ a-Mắt màu lựu B-Cánh bình thường b-cánh xẻ
+ Bước 2: Xét sự DT của từng cặp tính trạng để XĐ QL DT chi phối tính trạng đó và Viết SĐL kiểm chứng:
* Tách riêng từng tính trạng ở thế hệ F1:
- Tính trạng màu mắt:
- Tính trạng hình dạng cánh:
=> Tính trạng màu mắt có hiện tượng phân tính theo giới, con cái toàn mắt đỏ. Con đực phân tính theo 1:1 => gen chi phối các tính trạng trên phải di truyền theo QL liên kết giới tính và gen nằm trên NST GT X.
=> Mà theo bài ra các gen chi phối tính trạng màu mắt và HD cánh DT LK với nhau nên tất cả chúng đều nằm trên NST-GT
* Sơ đồ lai kiểm chứng cho từng cặp TT
- Màu mắt: F1: 100% ♀ đỏ: XAX- ♂: 1đỏ: 1 lựu = 1XAY:1XaY => ở P con ♀ phải có XAXa con ♂ XAY nên SĐL:
P: |
♀XAXa (đỏ) |
x |
♂XAY (đỏ) |
|
|
↓ |
|||
F1: |
♀XAXA |
♀XAXa |
♂XaY |
♂XAY |
|
3 đỏ |
1 lựu |
- Hình dạng cánh: F1: ♂ và cái đều cho: 1Bình thường: 1 cánh xẻ
Con ♀: 1XBX- : XbXb, con ♂: 1XBY:1XbY => ở P con ♀ phải có XBXb con ♂ XbY. SĐL:
P: |
♀ XBXb (Bình thường) |
x |
♂XbY (Cánh xẻ) |
|
|
↓ |
|||
F1: |
♀XBXb |
♀XbXb |
♂XBY |
♂XbY |
|
1♀Bình thường |
1♀Cánh xẻ |
1♂Bình thường |
1♂ cánh xẻ |
+ Bước 3: Tìm Quy luật DT chi phối đồng thời cả 2 cặp tính trạng (Nếu tích 2 tính trạng ở 1 giới khác TLPLKH F và có tỷ lệ KH tăng - không lý tưởng thì chứng tỏ các cặp gen quy định các cặp tính trạng trên nằm trên cùng 1 cặp NST giới tính và DT theo QL Liên kết gen không hoàn toàn)
Xét sự Di truyền đồng thời của 2 tính trạng màu mắt và hình dạng cánh.
- Từ 2 SĐL kiểm chứng trên: =>♂ P: XAbY mắt đỏ, cánh xẻ
- Xét sự DT đồng thời 2 tính trạng ở con ♂: (1đỏ :1 lựu) (1b.thường:1 xẻ) = 1:1:1:1 khác với TLPLKH F1: 7.5 : 7.5 : 42.5 : 42.5 nên các cặp gen quy định các cặp tính trạng trên nằm trên 1 cặp NST GT và đã DT liên kết không hoàn toàn.
+ Bước 4: Xác định nhóm liên kết (Dị hợp đều, dị hợp chéo) và xác định tần số hoán vị gen (f): (Chọn KH con đực lặn nhất phân tích, khi đó giao tử Y = 1 khi tính Tổng KH đực =cái =100%, Giao tử Y=1/2 khi Tổng KH đực+cái=100%) => giao tử X <25% là giao tử Hoán vị, giao tử >25% là giao tử Liên kết và f=2 x g.tử HV
Xác định nhóm liên kết và tần số hoán vị gen (f):
- F1: ♂ Mắt lựu - Cánh xẻ = 7.5% => 7.5%XabY = (7.5%Xab♀) x (1Y♂) => Xab = 7.5 < 25% => giao tử hoán vị => P: ♀XAbXaB => XAB =Xab = 7.5%; XAb = XaB = 50% - 7.5% = 42.5%.
F = 2giao tử HV = 2*7.5=15%
+ Bước 5: Viết SĐL và xác định TLKG + TLKH.
2. Viết SĐL và giải thích kết quả
P: |
♀: |
XAbXaB (Đỏ-B.thường) |
x |
♂: |
XAbY (Đỏ-Cánh xẻ) |
|
|
XAb = XaB = 42,5%. XAB =Xab = 7,5%, |
↓ |
|
XAb = Y = 1 |
F1: |
|
42,5% ♀XAbXAB : |
42,5%♀XAbXaB : |
7,5%♀XABXAb : |
7,5%♀XAbXab |
|
|
42,5% ♂XAbY : |
42,5%♂XaBY : |
7,5% ♂XABY : |
7,5%♂XabY |
|
♂: |
7,5% Đỏ - bthường 7,5% Lựu - xẻ 42,5% Đỏ - xẻ 42,5% Lựu - bthường |
♀: |
7,5% Đỏ - bthường 42,5% Đỏ - Xẻ |
3.5. Bài tập liên kết với giới tính và tương tác gen
- Kiến thức cơ bản:
- Ví dụ: Có những con chuột rất mẫn cảm với ánh sáng mặt trời. Dưới tác động của ánh sáng mặt trời, chúng có thể bị đột biến dẫn đến ung thư da. Người ta chọn lọc được hai dòng chuột thuần chủng, một dòng mẫn cảm với ánh sáng mặt trời và đuôi dài, dòng kia mẫn cảm với ánh sáng và đuôi ngắn. Khi lai chuột cái mẫn cảm với ánh sáng, đuôi ngắn với chuột đực mẫn cảm với ánh sáng đuôi dài, người ta thu được các chuột F1 đuôi ngắn và không mẫn cảm với ánh sáng. Lai F1 với nhau, được F2 phân ly như sau:
Tính trạng |
Chuột cái |
Chuột đực |
Mẫn cảm, đuôi ngắn |
42 |
21 |
Mẫn cảm, đuôi dài |
0 |
20 |
Không mẫn cảm, đuôi ngắn |
54 |
27 |
Không mẫn cảm, đuôi dài |
0 |
28 |
Hãy xác định quy luật di truyền của hai tính trạng trên và lập sơ đồ lai.
Gợi ý giải
- Tính mẫn cảm ánh sáng do tương tác bổ trợ hai gen trội cho tỷ lệ 9:7; độ dài đuôi liên kết giới tính. Nếu cho hai gen A và B tương tác quy định tính mẫn cảm ánh sáng, D quy định đuôi ngắn thì ta có sơ đồ lai: AAbbXDXD x aaBBXdY => F1: AaBbXDXd và AaBbXDY.