Liên kết gen là gì? Hoán vị gen là gì? Ý nghĩa và bài tập

Liên kết gen là gì? Hoán vị gen là gì? Bài viết dưới đây của Luật Minh Khuê sẽ giải đáp một số vấn đề về liên kết gen và hoán vị gen. Kinh mới quý bạn đọc tham khảo.

1. Liên kết gen

1.1. Thí nghiệm của Moocgan

Sơ đồ thí nghiệm:

Phép lai xét sự di truyền của hai cặp tính trạng là màu thân và độ dài cánh. Đây là phép lai hai cặp tính trạng. Số lượng kiểu hình xuất hiện ở F là 2 kiểu hình. Lai phân tích ruồi đực F1, thu được thế hệ sau phân li theo tỉ lệ 1 thân xám, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt.

Như vậy, các tính trạng thân xám, cánh dài và thân đen, cánh cụt luôn được di truyền đồng thời với nhau.

1.2. Khái niệm liên kết gen

Mỗi nhiễm sắc thể gồm một phân tử ADN, mỗi gen chiếm một vị trí xác định trên phân tử ADN (lôcut). Do vậy, các gen trên cùng một nhiễm sắc thể thường di truyền cùng nhau. Các gen thường di truyền cùng nhau gọi là liên kết với nhau.

Nhóm gen trên cùng một nhiễm sắc thể di truyền cùng nhau được gọi là một nhóm gen liên kết. Số lượng nhóm gen liên kết của một loài thường bằng số lượng nhiễm sắc thể trong bộ nhiễm sắc thể đơn bội. Tuy nhiên, các gen trên cùng một nhiễm sắc thể không phải lúc nào cũng di truyền cùng nhau.

Tức là:

– Liên kết gen là hiện tượng các gen trên cùng một nhiễm sắc thể di truyền cùng nhau.

– Nhóm gen liên kết là nhóm gen trên cùng một nhiễm sắc thể di truyền cùng nhau.

– Số lượng nhóm gen liên kết ở mỗi loài bằng số nhiễm sắc thể trong bộ đơn bội (n) của loài đó.

1.3. Ý nghĩa của liên kết gen

Các gen nằm trên một nhiễm sắc thể thường di truyền cùng nhau. Vì vậy, trong tự nhiên, nhiều gen khác nhau giúp sinh vật thích nghi với môi trường có thể được tập hợp trên một nhiễm sắc thể. Các gen đã được tập hợp trên cùng một nhiễm sắc thể sẽ luôn di truyền cùng nhau nhằm đảm bảo sự ổn định của loài.

Liên kết gen đảm bảo sự di truyền bền vững của các nhóm tính trạng được quy định bởi các gen trên cùng một nhiễm sắc thể, làm hạn chế biến dị tổ hợp. Nhờ đó, trong công tác chọn giống, các nhà khoa học có thể chọn được các tính trạng tốt di truyền cùng với nhau.

2. Hoán vị gen

2.1. Thí nghiệm của Moocgan 

Trong thí nghiệm của Moocgan, khi lai phân tích ruồi đực F1 thu được tỉ lệ 1 thân xám, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt. Tuy nhiên khi lai phân tích ruồi cái F1 không cho kết quả như vậy.

Sơ đồ thí nghiệm:

Kết quả phép lai phân tích không cho ra tỉ lệ phân li kiểu hình: 1 thân xám, cánh dài : 1 thân xám, cánh cụt : 1 thân đen, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt theo quy luật phân li độc lập của Menđen. Đồng thời cũng không cho ra tỉ lệ 1 thân xám, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt như khi lai phân tích ruồi đực F1.

2.2. Cơ sở tế bào học và định nghĩa hoán vị gen

Moocgan cho rằng các gen quy định màu thân và hình dạng cánh đều nằm trên một nhiễm sắc thể. Do vậy trong quá trình giảm phân, chúng thường đi cùng nhau. Vì thế đời con thường có kiểu hình giống bố hoặc mẹ. Tuy nhiên trong quá trình giảm phân hình thành giao tử cái, ở một số tế bào, khi các nhiễm sắc thể tương đồng tiếp hợp với nhau, giữa chúng xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn nhiễm sắc thể, gọi là trao đổi chéo. Kết quả là các gen có thể đổi vị trí cho nhau và làm xuất hiện các tổ hợp gen mới. Người ta gọi hiện tượng đổi vị trí gen như vậy là hoán vị gen.

Cơ sở tế bào học của hoán vị gen là quá trình trao đổi chéo giữa 2 crômatit và 2 crômatit này không có quan hệ với nhau trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Tại kì đầu của giảm phân 1, một số tế bào đã xảy ra hiện tượng tiếp hợp và trao đổi chéo giữa 2 crômatit và 2 crômatit này không có quan hệ với nhau trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng. Kết quả của quá trình trao đổi này là các gen có thể đổi vị trí cho nhau và sinh ra các tổ hợp gen mới.

2.3. Tần số hoán vị

Tần số hoán vị gen là thước đo xác định khoảng cách tương đối giữa các gen trong cùng 1 nhiễm sắc thể. Tần số hoán vị gen được tính bằng tỉ lệ phần trăm số cá thể có tái tổ hợp gen. Tần số hoán vị gen dao động 0% – 50%. Hai gen nằm càng gần nhau thì tần số trao đổi chéo càng thấp. Tần số hoán vị gen giữa 2 gen không bao giờ vượt quá 50 % dù giữa 2 gen có xảy ra bao nhiêu trao đổi chéo. 

Để xác định tần số hoán vị gen, người ta thường sử dụng phép lai phân tích.

2.4. Ý nghĩa của hoán vị gen

Trao đổi chéo là một trong những cơ chế tạo ra biến dị tổ hợp ở các loài sinh sản hữu tính, tạo nên nguồn biến dị di truyền cho quá trình tiến hóa, từ đó làm tăng tính đa dạng của các loài giao phối.

Hoán vị gen rất có ý nghĩa trong việc tổ hợp các gen quý trên các nhiễm sắc thể tương đồng, tạo thành các nhóm gen liên kết mới, hỗ trợ lớn trong quá trình tiến hóa và chọn giống.

Nghiên cứu tần số hoán vị gen giữa các gen với nhau, các nhà khoa học có thể thiết lập được khoảng cách tương đối giữa các gen trên nhiễm sắc thể. Công việc này được gọi là lập bản đồ di truyền. Nếu biết được tần số hoán vị gen giữa hai gen nào đó thì có thể dự đoán được tần số các tổ hợp gen mới trong các phép lai. điều này đóng vai trò vô cùng quan trọng trong quá trình chọn giống và nghiên cứu khoa học.

3. Bài tập

Bài 1: Cơ thể đem lai dị hợp 3 cặp gen trở lên nằm trên 2 cặp nhiễm sắc thể tương đồng; nếu cơ thể đó tự thụ phấn (hoặc tự giao phối) cho đời con 16 tổ hợp hoặc nếu gen đó lai phân tích cho tỉ lệ đồi con 1:1:1:1 có thể suy ra cở thể dị hợp đó có hiện tượng di truyền

A. độc lập

B. tương tác gen

C. liên kết không hoàn toàn

D. liên kết hoàn toàn

Đáp án: D

Bài 2: Xét cá thể có kiểu gen Ab/aB Dd. Khi giảm phân hình thành giao tử xảy ra hoán vị gen với tần số hoán vị 30%. Theo lý thuyết, tỉ lệ các loại giao tử AB D và aB d được tạo ra lần lượt là:

A. 6,25% và 37,5%

B. 15% và 35%

C. 12,5% và 25%

D. 7,5% và 17,5%

Đáp án: D

Bài 3: Ở một loài thực vật, gen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với gen a quy định thân thấp, gen B quy định quả tròn trội hoàn toàn so với gen b quy định quả dài. Các cặp gen này nằm trên cùng một nhiễm sắc thể. Cây dị hợp tử về 2 cặp gen giao phấn với cây thân thấp, quả tròn thu được đời con phân li theo tỉ lệ: 310 cây thân cao, quả tròn : 190 cây thân cao, quả dài : 440 cây thân thấp, quả tròn : 60 cây thân thấp, quả dài. Cho biết không có đột biến xảy ra. Tần số hoán vị giữa 2 gen nói trên là:

A. 12%

B. 6%

C. 24%

D. 36%

Đáp án: C

Bài 4: Ở một loài thực vật, gen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với gen a quy định thân thấp, gen B quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với gen b quy định hoa trắng. Lai cây thân cao, hoa đỏ với cây thân thấp, hoa trắng thu được F1 phân li theo tỉ lệ 37,5% cây thân cao, hoa trắng : 37,5% cây thân thấp, hoa đỏ : 12,5% cây thân cao, hoa đỏ : 12,5% cây thân thấp, hoa trắng. Cho biết không có đột biến xảy ra. Kiểu gen của cây bố, mẹ trong 2 phép lai trên là

A. AaBb x aabb

B. AaBB x aabb

C. Ab/aB x ab/ab

D. AB/ab x ab/ab

Đáp án: C

Bài 5: Trên một nhiễm sắc thể, xét 4 gen A, B, C, D. Khoảng cách tương đối giữa các gen là: AB = 1,5 cM, BC = 16,5 cM, BD = 3,5 cM, CD = 20 cM, AC = 18 cM. Trật tự đúng của các gen trên nhiễm sắc thể đó là:

A. CABD

B. DABC

C. BACD

D. ABCD

Đáp án: B

Trên đây, Luật Minh Khuê đã gửi tới quý bạn đọc bài viết Liên kết gen là gì? Hoán vị gen là gì? Ý nghĩa và bài tập. Trong trường hợp có bất kì vấn đề gì cần tư vấn về pháp luật, bạn đọc vui lòng liên hệ trực tiếp tới tổng đài tư vấn miễn phí trực tuyến theo số hotline 1900.6121 để được đội ngũ Luật sư tư vấn pháp luật hỗ trợ giải đáp. Rất mong nhận được sự tin tưởng và hợp tác của quý khách. Luật Minh Khuê xin trân trọng cảm ơn!