BÀI 3. SỰ TÁC ĐỘNG CỦA NHIỀU GEN VÀ TÍNH ĐA HIỆU CỦA GEN
PHẦN I. MỤC TIÊU BÀI HỌC.
1. Kiến thức:
- Phân tích và giải thích được kết quả các thí nghiệm trong bài học.
- Trình bày được bản chất của các kiểu tác động của gen đối với sự hình thành tính trạng: Tương tác giữa các gen không alen, tác động cộng gộp và đa hiệu của gen.
2. Kỹ năng:
- Rèn luyện kỹ năng tư duy, quan sát, phân tích, khái quát hóa.
- Rèn luyện cách viết sơ đồ lai, thống kê kiểu gen, kiểu hình.
3. Thái độ:
- Vận dụng được kiến thức lý thuyết để giải bài tập di truyền.
- Giải thích được các hiện tượng di truyền liên quan đến tương tác gen và tính đa hiệu của gen từ đó thêm yêu thích môn học.
- Ứng dụng trong công tác lai tạo giống nhằm tạo ra giống có ý nghĩa kinh tế cao.
PHẦN I. MỤC TIÊU BÀI HỌC.
1. Kiến thức:
- Phân tích và giải thích được kết quả các thí nghiệm trong bài học.
- Trình bày được bản chất của các kiểu tác động của gen đối với sự hình thành tính trạng: Tương tác giữa các gen không alen, tác động cộng gộp và đa hiệu của gen.
2. Kỹ năng:
- Rèn luyện kỹ năng tư duy, quan sát, phân tích, khái quát hóa.
- Rèn luyện cách viết sơ đồ lai, thống kê kiểu gen, kiểu hình.
3. Thái độ:
- Vận dụng được kiến thức lý thuyết để giải bài tập di truyền.
- Giải thích được các hiện tượng di truyền liên quan đến tương tác gen và tính đa hiệu của gen từ đó thêm yêu thích môn học.
- Ứng dụng trong công tác lai tạo giống nhằm tạo ra giống có ý nghĩa kinh tế cao.
PHẦN II. NỘI DUNG BÀI HỌC
I. TƯƠNG TÁC GEN.
- Tương tác gen là sự tác động qua lại giữa các gen thuộc các locut khác nhau (gen không alen) trong quá trình hình thành một kiểu hình.
- Ý nghĩa của tương tác gen: Làm tăng xuất hiện biến dị tổ hợp, xuất hiện tính trạng mới chưa có ở bố mẹ. Mở ra khả năng tìm kiếm những tính trạng mới trong công tác lai tạo giống.
1. Tương tác bổ sung.
a. Thí nghiệm: Đậu thơm
Pt/c: Hoa đỏ x Hoa trắng
F1 : Hoa đỏ
F2 : 9 Hoa đỏ : 7 Hoa trắng
b. Nhận xét:
- PT/C, tương phản => F1 có KG dị hợp.
- F2 có 16 kiểu tổ hợp = 4gtử đực x 4 gtử cái => F1 cho 4 loại giao tử => F1 dị hợp 2 cặp gen phân li độc lập AaBb.
- F1 chứa 2 cặp gen dị hợp chỉ quy định 1 tính trạng (Hoa đỏ)→ có hiện tượng 2 cặp gen không alen cùng quy định 1 cặp tính trạng (2 cặp gen đã tương tác với nhau trong qt biểu hiện của tính trạng)
c. Giải thích:
- Sự có mặt của 2 alen trội nằm trên 2 NST khác nhau quy định hoa đỏ (A-B-)
- Khi chỉ có 1 trong 2 gen trội hoặc không có gen trội nào quy định hoa màu trắng ( A-bb, aaB-, aabb )
* Về mặt sinh hoá:
+ Sắc tố đỏ được tạo ra nhờ 2 yếu tố: Tiền chất do gen A tạo ra và enzim do gen B tạo ra đã xúc tác phản ứng biến đổi tiền chất A thành sắc tố đỏ.
I. TƯƠNG TÁC GEN.
- Tương tác gen là sự tác động qua lại giữa các gen thuộc các locut khác nhau (gen không alen) trong quá trình hình thành một kiểu hình.
- Ý nghĩa của tương tác gen: Làm tăng xuất hiện biến dị tổ hợp, xuất hiện tính trạng mới chưa có ở bố mẹ. Mở ra khả năng tìm kiếm những tính trạng mới trong công tác lai tạo giống.
1. Tương tác bổ sung.
a. Thí nghiệm: Đậu thơm
Pt/c: Hoa đỏ x Hoa trắng
F1 : Hoa đỏ
F2 : 9 Hoa đỏ : 7 Hoa trắng
b. Nhận xét:
- PT/C, tương phản => F1 có KG dị hợp.
- F2 có 16 kiểu tổ hợp = 4gtử đực x 4 gtử cái => F1 cho 4 loại giao tử => F1 dị hợp 2 cặp gen phân li độc lập AaBb.
- F1 chứa 2 cặp gen dị hợp chỉ quy định 1 tính trạng (Hoa đỏ)→ có hiện tượng 2 cặp gen không alen cùng quy định 1 cặp tính trạng (2 cặp gen đã tương tác với nhau trong qt biểu hiện của tính trạng)
c. Giải thích:
- Sự có mặt của 2 alen trội nằm trên 2 NST khác nhau quy định hoa đỏ (A-B-)
- Khi chỉ có 1 trong 2 gen trội hoặc không có gen trội nào quy định hoa màu trắng ( A-bb, aaB-, aabb )
* Về mặt sinh hoá:
+ Sắc tố đỏ được tạo ra nhờ 2 yếu tố: Tiền chất do gen A tạo ra và enzim do gen B tạo ra đã xúc tác phản ứng biến đổi tiền chất A thành sắc tố đỏ.
Trong đó alen A tổng hợp enzim A có hoạt tính, alen a tổng hợp enzim a không có hoạt tính ; alen B tổng hợp enzim B có hoạt tính, alen b tổng hợp enzim b không có hoạt tính.
+ Các KG A-bb, aaB-, aabb: Đều thiếu 1 trong 2 hoặc thiếu cả 2 yếu tố nên hoa có màu trắng.
d. Sơ đồ lai:
Ptc : AAbb x aaBB
Gp : Ab aB
F1 : AaBb (100% hoa đỏ)
F1 x F1: AaBb x AaBb
GF1 : AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab
+ Các KG A-bb, aaB-, aabb: Đều thiếu 1 trong 2 hoặc thiếu cả 2 yếu tố nên hoa có màu trắng.
d. Sơ đồ lai:
Ptc : AAbb x aaBB
Gp : Ab aB
F1 : AaBb (100% hoa đỏ)
F1 x F1: AaBb x AaBb
GF1 : AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab
Kết luận:
- Sự có mặt của 2 gen trội không alen (A và B) trong cùng 1 kiểu gen làm xuất hiện màu đỏ (kiểu hình mới). Ta nói A và B đã tác động bổ sung cho nhau trong việc quy định màu đỏ.
- Sự tác động riêng lẻ của các gen trội và gen lặn khác quy định kiểu hình hoa trắng.
- Tương tác kiểu bổ sung có 2 tỉ lệ F2 là: 9 : 6 : 1 và 9 : 7.
e. Khái niệm: Tương tác bổ sung là trường hợp 2 hay nhiều gen cùng tác động qua lại theo kiểu bổ sung cho nhau để quy định loại kiểu hình mới so với lúc nó đứng riêng. Tướng tác bổ sung làm tăng xuất hiện biến dị tổ hợp.
Ví dụ:
- Sự có mặt của 2 gen trội không alen (A và B) trong cùng 1 kiểu gen làm xuất hiện màu đỏ (kiểu hình mới). Ta nói A và B đã tác động bổ sung cho nhau trong việc quy định màu đỏ.
- Sự tác động riêng lẻ của các gen trội và gen lặn khác quy định kiểu hình hoa trắng.
- Tương tác kiểu bổ sung có 2 tỉ lệ F2 là: 9 : 6 : 1 và 9 : 7.
e. Khái niệm: Tương tác bổ sung là trường hợp 2 hay nhiều gen cùng tác động qua lại theo kiểu bổ sung cho nhau để quy định loại kiểu hình mới so với lúc nó đứng riêng. Tướng tác bổ sung làm tăng xuất hiện biến dị tổ hợp.
Ví dụ:
2. Tương tác át chế
* Khái niệm: Là trường hợp gen này có vai trò át chế không cho gen kia biểu hiện ra kiểu hình của nó. Tương tác át chế làm giảm xuất hiện biến dị tổ hợp.
a. Thí nghiệm
Pt/c: chuột lông nâu x chuột bạch tạng
F1 : chuột lông đen
F2 : 9 đen : 3 nâu : 4 bạch tạng
b. Giải thích
Quy ước: B_C_ : đen ; bbC_ : nâu
B_cc và bbcc: bạch tạng
- Từ quy ước này, ta thấy rằng alen c khi ở trạng thái đồng hợp (cc) sẽ kìm hãm sự biểu hiện của B_ và bb khiến cho các kiểu B_cc và bbcc không có sắc tố (bạch tạng).
- Alen C là đột biến trội, nên mất khả năng át chế và bản thân nó không tạo màu.
- Alen trội B quy định màu đen là trội so với alen b – màu nâu (khi nó ở trạng thái đồng hợp)
=> Kết quả là B_C_ có kiểu hình lông đen và bbC_ có kiểu hình lông nâu
c. Sơ đồ lai
Ptc : Chuột nâu (bbCC) × Chuột bạch tạng (BBcc)
F1 : Tất cả chuột đen (BbCc)
F1 × F1 : BbCc × BbCc = (Bb × Bb) (Cc × Cc)
=> F2 : (3B_ : 1bb)(3C_ : 1cc) = 9 B_C_ : 3bbC_ : (3 B_cc + 1 bbcc)
= 9 đen : 3 nâu : 4 bạch tạng
* Khái niệm: Là trường hợp gen này có vai trò át chế không cho gen kia biểu hiện ra kiểu hình của nó. Tương tác át chế làm giảm xuất hiện biến dị tổ hợp.
a. Thí nghiệm
Pt/c: chuột lông nâu x chuột bạch tạng
F1 : chuột lông đen
F2 : 9 đen : 3 nâu : 4 bạch tạng
b. Giải thích
Quy ước: B_C_ : đen ; bbC_ : nâu
B_cc và bbcc: bạch tạng
- Từ quy ước này, ta thấy rằng alen c khi ở trạng thái đồng hợp (cc) sẽ kìm hãm sự biểu hiện của B_ và bb khiến cho các kiểu B_cc và bbcc không có sắc tố (bạch tạng).
- Alen C là đột biến trội, nên mất khả năng át chế và bản thân nó không tạo màu.
- Alen trội B quy định màu đen là trội so với alen b – màu nâu (khi nó ở trạng thái đồng hợp)
=> Kết quả là B_C_ có kiểu hình lông đen và bbC_ có kiểu hình lông nâu
c. Sơ đồ lai
Ptc : Chuột nâu (bbCC) × Chuột bạch tạng (BBcc)
F1 : Tất cả chuột đen (BbCc)
F1 × F1 : BbCc × BbCc = (Bb × Bb) (Cc × Cc)
=> F2 : (3B_ : 1bb)(3C_ : 1cc) = 9 B_C_ : 3bbC_ : (3 B_cc + 1 bbcc)
= 9 đen : 3 nâu : 4 bạch tạng
3. Tương tác cộng gộp.
a. Thí nghiệm: Ở lúa mì
Ptc: Hạt đỏ x Hạt trắng
F1 : Toàn hạt đỏ
F1 tự thụ phấn
F2: 15 đỏ : 1 trắng.
Trong đó các hạt màu đỏ có màu sắc từ đỏ đậm đến đỏ nhạt.
b. Nhận xét:
- PT/C, tương phản => F1 có KG dị hợp
- F2 có 16 kiểu tổ hợp = 4gtử đực x 4 gtử cái => F1 cho 4 loại giao tử => F1 dị hợp 2 cặp gen phân li độc lập AaBb
- F1 chứa 2 cặp gen dị hợp chỉ quy định 1 tính trạng (Hoa đỏ)→ có hiện tượng 2 cặp gen không alen cùng quy định 1 cặp tính trạng (2 cặp gen đã tương tác với nhau trong qt biểu hiện của tính trạng)
c. Giải thích:
- Màu hạt đỏ đậm nhạt khác nhau tuỳ thuộc vào số lượng gen trội: Càng có nhiều gen trội thì hạt đỏ càng đậm.
- KG lặn : biểu hiện hạt màu trắng
d. Sơ đồ lai.
PT/C: (Hạt đỏ) AABB x (Hạt trắng) aabb
F1 : AaBb (100% đỏ)
F1 tự thụ phấn
F2: (9 A_B_ : 3 A_bb : 3 aaB_ ) : 1 aabb
15 Hạt đỏ : 1 Hạt trắng
e. Khái niệm: Tương tác cộng gộp là trường hợp 2 hay nhiều gen cùng quy định sự phát triển của 1 tính trạng. Mỗi gen trội (hay lặn) có vai trò tương đương nhau là làm tăng hoặc giảm cường độ biểu hiện tính trạng với 1 đơn vị nhất định và theo chiều hướng cộng gộp (tích lũy). Tương tác cộng gộp làm tăng xuất hiện biến dị tổ hợp.
- Tính trạng số lượng là những tính trạng do nhiều gen cùng quy định theo kiểu tương tác cộng gộp và chịu ảnh hưởng nhiều bởi môi trường.(tính trạng năng suất: sản lượng sữa, số lượng trứng gà, khối lượng gia súc, gia cầm).
Ví dụ : Tính trạng da trắng ở người do các alen: a1 a1 a2 a2 a3 a3 quy định. (vì các alen này không có khả năng tạo sắc tố melanin), gen trội A1 A2 A3 làm cho da màu đậm.
P: A1A1 A2A2 A3A3 x a1 a1 a2 a2 a3 a3
(da đen) (da trắng)
F1: A1a1 A2a2 A3a3 (da nâu đen)
a. Thí nghiệm: Ở lúa mì
Ptc: Hạt đỏ x Hạt trắng
F1 : Toàn hạt đỏ
F1 tự thụ phấn
F2: 15 đỏ : 1 trắng.
Trong đó các hạt màu đỏ có màu sắc từ đỏ đậm đến đỏ nhạt.
b. Nhận xét:
- PT/C, tương phản => F1 có KG dị hợp
- F2 có 16 kiểu tổ hợp = 4gtử đực x 4 gtử cái => F1 cho 4 loại giao tử => F1 dị hợp 2 cặp gen phân li độc lập AaBb
- F1 chứa 2 cặp gen dị hợp chỉ quy định 1 tính trạng (Hoa đỏ)→ có hiện tượng 2 cặp gen không alen cùng quy định 1 cặp tính trạng (2 cặp gen đã tương tác với nhau trong qt biểu hiện của tính trạng)
c. Giải thích:
- Màu hạt đỏ đậm nhạt khác nhau tuỳ thuộc vào số lượng gen trội: Càng có nhiều gen trội thì hạt đỏ càng đậm.
- KG lặn : biểu hiện hạt màu trắng
d. Sơ đồ lai.
PT/C: (Hạt đỏ) AABB x (Hạt trắng) aabb
F1 : AaBb (100% đỏ)
F1 tự thụ phấn
F2: (9 A_B_ : 3 A_bb : 3 aaB_ ) : 1 aabb
15 Hạt đỏ : 1 Hạt trắng
e. Khái niệm: Tương tác cộng gộp là trường hợp 2 hay nhiều gen cùng quy định sự phát triển của 1 tính trạng. Mỗi gen trội (hay lặn) có vai trò tương đương nhau là làm tăng hoặc giảm cường độ biểu hiện tính trạng với 1 đơn vị nhất định và theo chiều hướng cộng gộp (tích lũy). Tương tác cộng gộp làm tăng xuất hiện biến dị tổ hợp.
- Tính trạng số lượng là những tính trạng do nhiều gen cùng quy định theo kiểu tương tác cộng gộp và chịu ảnh hưởng nhiều bởi môi trường.(tính trạng năng suất: sản lượng sữa, số lượng trứng gà, khối lượng gia súc, gia cầm).
Ví dụ : Tính trạng da trắng ở người do các alen: a1 a1 a2 a2 a3 a3 quy định. (vì các alen này không có khả năng tạo sắc tố melanin), gen trội A1 A2 A3 làm cho da màu đậm.
P: A1A1 A2A2 A3A3 x a1 a1 a2 a2 a3 a3
(da đen) (da trắng)
F1: A1a1 A2a2 A3a3 (da nâu đen)
Nhận xét:
- Sự xuất hiện của mỗi alen trội trong kiểu gen trên làm gia tăng khả năng tổng hợp melanine nên làm da có màu sậm hơn.
- Mỗi gen trội đều đóng góp 1 phần như nhau trong việc tổng hợp sắc tố da (tác động cộng gộp)
II. TÁC ĐỘNG ĐA HIỆU CỦA GEN.
- Khái niệm: Trường hợp một gen tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng gọi là tính đa hiệu của gen hay gen đa hiệu.
=> Các gen trong một tế bào không hoạt động độc lập, các tế bào trong một cơ thể cũng có tác dụng qua lại với nhau vì cơ thể là một bộ máy thống nhất.
- Ví dụ: Gen HbA ở người quy định sự tổng hợp chuỗi β-hemoglobin bình thường gồm 146 axit amin. Gen đột biến HbS cũng quy định sự tổng hợp chuỗi β-hemoglobin bình thường gồm 146 axit amin, nhưng chỉ khác một axit amin ở vị trí số 6 (axit amin glutamic thay bằng valin). Gây hậu quả làm biến đổi hồng cầu hình đĩa lõm thành hình lưỡi liềm -> xuất hiện hàng loạt rối loạn bệnh lí trong cơ thể.
- Sự xuất hiện của mỗi alen trội trong kiểu gen trên làm gia tăng khả năng tổng hợp melanine nên làm da có màu sậm hơn.
- Mỗi gen trội đều đóng góp 1 phần như nhau trong việc tổng hợp sắc tố da (tác động cộng gộp)
II. TÁC ĐỘNG ĐA HIỆU CỦA GEN.
- Khái niệm: Trường hợp một gen tác động đến sự biểu hiện của nhiều tính trạng gọi là tính đa hiệu của gen hay gen đa hiệu.
=> Các gen trong một tế bào không hoạt động độc lập, các tế bào trong một cơ thể cũng có tác dụng qua lại với nhau vì cơ thể là một bộ máy thống nhất.
- Ví dụ: Gen HbA ở người quy định sự tổng hợp chuỗi β-hemoglobin bình thường gồm 146 axit amin. Gen đột biến HbS cũng quy định sự tổng hợp chuỗi β-hemoglobin bình thường gồm 146 axit amin, nhưng chỉ khác một axit amin ở vị trí số 6 (axit amin glutamic thay bằng valin). Gây hậu quả làm biến đổi hồng cầu hình đĩa lõm thành hình lưỡi liềm -> xuất hiện hàng loạt rối loạn bệnh lí trong cơ thể.
- Ở người có một đột biến gen trội gây hội chứng Marfan: chân tay dài hơn, đồng thời thủy tinh thể ở mắt bị hủy hoại.