Thế nào là di truyền liên kết? Hiện tượng này đã bổ sung cho định luật phân li độc lập của Menđen như thế nào?
Di truyền liên kết là hiện tượng các gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể không phân li độc lập mà di truyền cùng nhau trong quá trình giảm phân và tạo giao tử. Điều này xảy ra do các gen này nằm gần nhau trên cùng một nhiễm sắc thể nên chúng không có cơ hội phân li độc lập như các gen nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau. Vì vậy, chúng thường cùng nhau được tổ hợp vào một giao tử, từ đó tạo ra các tổ hợp kiểu hình giống với bố mẹ nhiều hơn so với kiểu hình tái tổ hợp.
Hiện tượng di truyền liên kết đã bổ sung cho định luật phân li độc lập của Menđen ở chỗ:
Định luật phân li độc lập của Menđen chỉ đúng khi các gen quy định các cặp tính trạng nằm trên các cặp nhiễm sắc thể khác nhau. Nhưng khi các gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể, hiện tượng di truyền liên kết xảy ra làm cho các cặp tính trạng không phân li độc lập mà di truyền cùng nhau.
Hiện tượng di truyền liên kết giúp giải thích những trường hợp không tuân theo định luật Menđen trong tự nhiên. Nó mở rộng hiểu biết về sự di truyền tính trạng khi các gen bị ràng buộc trong một tổ hợp nhiễm sắc thể nhất định.
Di truyền liên kết giúp tăng cường sự ổn định trong việc truyền các đặc điểm di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác, đồng thời hạn chế khả năng tái tổ hợp gen, điều này có ý nghĩa quan trọng trong chọn giống và tiến hóa sinh học.
Bài tập 2 trang 43 SGK Sinh học 9
Hãy giải thích thí nghiệm của Moocgan về sự di truyền liên kết dựa trên cơ sở tế bào học.
Thí nghiệm của Moocgan về di truyền liên kết được tiến hành trên ruồi giấm (Drosophila melanogaster). Ông lai các cá thể ruồi giấm có kiểu hình khác nhau để theo dõi sự di truyền của các tính trạng: màu thân (xám hoặc đen) và hình dạng cánh (dài hoặc cụt).
Thí nghiệm của Moocgan
Moocgan lai ruồi giấm thân xám, cánh dài với ruồi thân đen, cánh cụt (các tính trạng thuần chủng). Ở thế hệ F1, tất cả đều có kiểu hình thân xám, cánh dài (tính trạng trội).Khi lai phân tích (lai ruồi F1 thân xám, cánh dài với ruồi thân đen, cánh cụt), kết quả cho thấy tỉ lệ kiểu hình ở đời con không tuân theo định luật phân li độc lập của Menđen.
Kết quả
Tỉ lệ kiểu hình ở đời con F2: Phần lớn các cá thể mang kiểu hình bố mẹ (thân xám, cánh dài hoặc thân đen, cánh cụt), trong khi kiểu hình tái tổ hợp (thân xám, cánh cụt hoặc thân đen, cánh dài) xuất hiện với tỉ lệ thấp hơn nhiều.
Giải thích trên cơ sở tế bào học
Các gen quy định màu thân và hình dạng cánh nằm trên cùng một nhiễm sắc thể thường. Do đó, trong quá trình giảm phân, các gen này có xu hướng đi cùng nhau vào giao tử.Hiện tượng tái tổ hợp xảy ra khi có sự trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc thể tương đồng tại một số điểm cụ thể. Điều này tạo ra một số ít giao tử mang kiểu gen tái tổ hợp, dẫn đến tỉ lệ kiểu hình tái tổ hợp thấp.
Thí nghiệm này chứng minh rằng các gen liên kết nằm trên cùng một nhiễm sắc thể và chúng không phân li độc lập hoàn toàn, bổ sung và điều chỉnh lý thuyết của Menđen về di truyền tính trạng.
Bài tập 3 trang 43 SGK Sinh học 9
So sánh kết quả lai phân tích F1 trong hai trường hợp di truyền độc lập và di truyền liên kết của 2 cặp tính trạng. Nêu ý nghĩa của di truyền liên kết trong chọn giống.
Kết quả lai phân tích F1 trong di truyền độc lập
Khi hai cặp gen quy định tính trạng nằm trên hai cặp nhiễm sắc thể khác nhau, chúng phân li độc lập trong quá trình giảm phân.Tỉ lệ kiểu hình ở F2 thường là 1:1:1:1, trong đó có cả kiểu hình bố mẹ và kiểu hình tái tổ hợp xuất hiện với tỉ lệ ngang nhau.
Kết quả lai phân tích F1 trong di truyền liên kết
Khi hai cặp gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể và không xảy ra hoán vị gen, các gen liên kết hoàn toàn. Do đó, chỉ có hai kiểu hình bố mẹ xuất hiện với tỉ lệ 1:1, không có kiểu hình tái tổ hợp.Khi xảy ra hoán vị gen, tỉ lệ kiểu hình tái tổ hợp thấp hơn nhiều so với kiểu hình bố mẹ, thường dưới 50%.
So sánh
Trong di truyền độc lập, sự tổ hợp gen là ngẫu nhiên, dẫn đến đa dạng kiểu hình hơn.Trong di truyền liên kết, sự tổ hợp gen bị hạn chế do các gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể, dẫn đến kiểu hình giống bố mẹ chiếm ưu thế.
Ý nghĩa của di truyền liên kết trong chọn giống
Di truyền liên kết giúp duy trì những tổ hợp gen tốt từ thế hệ này sang thế hệ khác. Điều này rất có lợi trong việc chọn giống để bảo tồn các đặc điểm quý.Nó giảm khả năng xuất hiện các kiểu hình không mong muốn do sự tái tổ hợp gen, giúp ổn định và nâng cao chất lượng giống.
Bài tập 4 trang 43 SGK Sinh học 9
Cho hai thứ đậu thuần chủng hạt trơn không có tua cuốn và hạt nhăn có tua cuốn giao phấn với nhau được F1 toàn hạt trơn, có tua cuốn. Cho F1 tiếp tục giao phấn với nhau được F2 có tỉ lệ: 1 hạt trơn, không có tua cuốn; 2 hạt trơn, có tua cuốn; 1 hạt nhăn, có tua cuốn. Kết quả phép lai được giải thích như thế nào?
Phân tích đề bài
Hai thứ đậu thuần chủng: hạt trơn không có tua cuốn (AAbb) và hạt nhăn có tua cuốn (aaBB).F1 toàn hạt trơn, có tua cuốn (AaBb), chứng tỏ các tính trạng hạt trơn và tua cuốn là trội.Ở F2 xuất hiện tỉ lệ kiểu hình:1 hạt trơn, không có tua cuốn 2 hạt trơn, có tua cuốn1 hạt nhăn, có tua cuốn
Giải thích kết quả
a) Từng cặp tính trạng đều phân li theo tỉ lệ 3:1.Tính trạng hạt (trơn/nhăn) và tính trạng tua cuốn (có/không) phân li độc lập, tuân theo quy luật Menđen.b) Hai cặp tính trạng di truyền độc lập với nhau.Kết quả 9:3:3:1 cho thấy hai cặp gen di truyền độc lập và tổ hợp tự do.c) Hai cặp tính trạng di truyền liên kết.Nếu di truyền liên kết, tỉ lệ kiểu hình tái tổ hợp sẽ rất thấp, nhưng tỉ lệ ở đây không phù hợp với hiện tượng liên kết gen.d) Sự tổ hợp lại các tính trạng ở P.Kết quả phân li ở F2 phù hợp với sự tổ hợp tự do của các tính trạng.
Lựa chọn đúng: b) Hai cặp tính trạng di truyền độc lập với nhau.
Hai tính trạng di truyền độc lập vì các cặp gen quy định chúng nằm trên các cặp nhiễm sắc thể khác nhau. Tỉ lệ kiểu hình ở F2 là kết quả của sự tổ hợp tự do giữa các gen, theo đúng định luật phân li độc lập của Menđen.
