100 bài tập đột biến NST (có đáp án 2024) và cách giải

100 bài tập đột biến NST (có đáp án 2024) và cách giải

I. Lý thuyết

1. Nhiễm sắc thể (NST)

- Ở sinh vật nhân sơ: NST là một phân tử ADN kép, dạng vòng và không liên kết với prôtêin histon.

- Ở sinh vật nhân thực: NST là cấu trúc nằm trong nhân tế bào. Mỗi loài có một bộ NST đặc trưng về số lượng, hình dạng và cấu trúc, trong đó đặc trưng về cấu trúc là quan trọng nhất.

- Mỗi NST có 3 vùng cấu trúc quan trọng, đó là:

+ Trình tự tâm động: là vị trí gắn NST với thoi phân bào.

+ Trình tự đầu mút: giúp bảo vệ NST, ngăn cản các NST dính vào nhau.

+ Trình tự khởi đầu nhân đôi ADN: là trình tự đặc hiệu với hệ enzym khởi đầu nhân đôi ADN.

- NST có cấu trúc xoắn 4 bậc: Sợi cơ bản (l1nm) => sợi nhiễm sắc (25 đến 30nm) => vùng xếp cuộn (200nm) => crômatit (600 đến 700nm).

- Ở kì giữa của phân bào, NST co ngắn cực đại và có hình dạng đặc trưng cho loài. Hình thái của NST thay đổi theo các kì của tế bào.

2. Đột biến cấu trúc NST

- Đột biến cấu trúc NST là những thay đổi về cấu trúc của NST. Có 4 dạng là mất đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn, chuyển đoạn.

- Nguyên nhân của đột biến mất đoạn là do 1 đoạn NST bị đứt ra và tiêu biến (đoạn bị mất không chứa tâm động của NST). Mất đoạn NST dẫn tới mất gen. Khi bị mất gen thì sẽ không có prôtêin nên sẽ gây chết hoặc làm giảm sức sống của sinh vật. Đột biến mất đoạn được sử dụng để loại bỏ gen có hại ra khỏi kiểu gen.

- Nguyên nhân của đột biến đảo đoạn là do 1 đoạn NST bị đứt ra và quay đảo 180°. Đột biến đảo đoạn làm thay đổi vị trí của gen trên NST nên ảnh hưởng đến hoạt động của gen (1 gen đang hoạt động, khi chuyển sang vị trí mới có thể ngừng hoạt động hoặc ngược lại). Đột biến đảo đoạn có thể làm giảm khả năng sinh sản.

- Nguyên nhân của đột biến chuyển đoạn là do sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa 2 cromatit thuộc 2 NST khác nhau. Đột biến chuyển đoạn được sử dụng để chuyển gen từ loài này sang loài khác. Đột biến chuyển đoạn gây chết hoặc mất khả năng sinh sản.

- Đột biến lặp đoạn là hiện tượng 1 đoạn NST được lặp lại 1 lần hoặc nhiều lần. Đột biến lặp đoạn làm tăng số lượng gen trên NST => làm mất cân bằng giữa các gen trong hệ gen.

- Đột biến đảo đoạn và chuyển đoạn có thể làm phát sinh loài mới.

- Tiếp hợp và trao đổi chéo không cân giữa 2 cromatit trong cặp NST tưong đồng sẽ dẫn tới đột biến mất đoạn và lặp đoạn NST; Tiếp hợp và trao đổi chéo giữa 2 cromatit thuộc 2 cặp NST khác nhau thì sẽ dẫn tới đột biến chuyển đoạn giữa 2 NST.

* Đột biến chuyển đoạn có thể làm tăng hoặc làm giảm số lượng gen trên NST. Đột biến mất đoạn luôn làm giảm số lượng gen trên NST; Đột biến lặp đoạn luôn làm tăng số lượng gen trên NST. Đột biến đảo đoạn không làm thay đổi thành phần số lượng gen trên NST, không làm thay đổi độ dài của NST.

* Đều là mất đoạn NST nhưng đoạn mất có độ dài khác nhau thì sẽ gây hậu quả khác nhau; Mất đoạn ở các NST khác nhau sẽ gây hậu quả khác nhau; Đảo đoạn ở các vị trí khác nhau sẽ gây hậu quả khác nhau; Lặp các đoạn khác nhau sẽ gây hậu quả khác nhau; Chuyển các đoạn khác nhau sẽ gây hậu quả khác nhau.

* Một số suy luận giải nhanh:

- Đột biến đảo đoạn và chuyển đoạn trên một NST không làm thay đổi số lượng gen trên NST, không làm thay đổi độ dài ADN.

- Các đột biến chuyến đoạn giữa hai NST có thế dẫn tới làm thay đối hàm lượng ADN trong nhân tế bào.

- Khi bài toán cho biết trình tự sắp xếp của các gen trên NST lúc chưa đột biến và trình tự sắp xếp của các gen trên NST đột biến thì dựa vào sự sai khác đế suy ra loại đột biến. Ví dụ một loài có 2n = 6 với kí hiệu các gen là. Giả sử có một thể đột biến có trình tự sắp xếp của các gen là. Hãy cho biết loại đột biến? Để xác định loại đột biến, chúng ta phải tiến hành so sánh giữa các cặp NST với nhau, ở đây chỉ có cặp NST số 2 có sai khác ở gen MN. à Đột biến lặp đoạn chứa gen MN.

- Tất cả các đột biến đảo đoạn, chuyển đoạn đều có thể dẫn tới làm thay đối mức độ hoạt động của gen. Ví dụ đột biến đảo đoạn có thế làm tăng cường hoặc giảm bớt mức độ biểu hiện của gen; Đột biến chuyến đoạn cũng có thế làm tăng cường hoặc giảm bớt mức độ biểu hiện của gen.

- Đột biến mất đoạn luôn làm giảm mức độ biểu hiện của tính trạng; Đột biến lặp đoạn có thế làm tăng hoặc làm giảm mức độ biểu hiện của tính trạng.

- Tất cả các đột biến cấu trúc NST đều có thể dẫn tới làm giảm khả năng sinh sản của sinh vật nhưng đột biến đảo đoạn và chuyển đoạn thường làm mất khả năng sinh sản.

3. Đột biến số lượng NST

- Đột biến số lượng NST là những biến đổi về số lượng NST. Tất cả các đột biến số lượng NST đều làm thay đổi hàm lượng ADN ở trong nhân tế bào. Có 2 dạng là đột biến lệch bội và đột biến đa bội.

- Đột biến số lượng NST không làm thay đổi cấu trúc của NST, không làm thay đổi số lượng gen, vị trí của gen trên NST.

- Đột biến số lượng NST chủ yếu xảy ra ở thực vật, ít gặp ở động vật.

a) Lệch bội (2n+l; 2n-l; 2n+2; 2n-2;...)

- Do rối loạn giảm phân, 1 cặp NST không phân li tạo ra giao tử n+1 và giao tử n-1. Qua thụ tinh, sự kết hợp giữa giao tử n+1 với giao tử n sẽ tạo ra hợp tử 2n+l (thể ba); Sự kết hợp giữa giao tử n-1 với giao từ n sẽ tạo ra hợp tử 2n -1 (thể một).

- Một loài có bộ NST 2n, số loại đột biến lệch bội thể ba = số loại đột biến thể một = số loại đột biến thể không =

- Một loài có bộ NST 2n, số loại đột biến thể ba kép = số loại đột biến thể một kép =

- Thể đột biến lệch bội thường không có khả năng sinh sản hữu tính. Nguyên nhân là vì ở thể lệch bội, bộ NST không tồn tại thành cặp tương đồng cho nên cản trở giảm phân, dẫn tới quá trình tạo giao tử gặp khó khăn. Không tạo được giao tử hoặc tỉ lệ giao tử quá thấp thì sẽ bất thụ.

- Các thể đột biến lệch bội ở các cặp NST khác nhau có biểu hiện kiểu hình khác nhau (Ví dụ: người bị Đao là đột biến lệch bội ở cặp NST số 21 có ngoại hình khác với người bị bệnh Claiphentơ là đột biến lệch bội ở cặp NST số 23).

b) Đột biến đa bội (3n; 4n; 5n;...)

- Thể tạm bội (3n) được sinh ra do sự kết hợp giữa giao tử 2n với giao tử n. Thể tam bội thường không có khả năng sinh sản hữu tính.

- Tứ bội 4n, được sinh ra do sự kết hợp giữa giao tử 2n với giao tử 2n hoặc được sinh ra do sự tứ bội hóa 2n thành 4n.

* Đột biến tam bội chỉ được phát sinh trong sinh sản hữu tính. Đột biến tứ bội được phát sinh trong sinh sản hữu tính hoặc trong sinh sản vô tính.

* Thể đột biến đa bội thường có cơ quan sinh dưỡng to, năng suất cao, được sử dụng để tạo các giống cây lấy củ, thân, lá, quả.

* Một tế bào giảm phân, nếu có 1 cặp NST không phân li thì sẽ sinh ra 2 loại giao tử với tỉ lệ bằng nhau, mỗi loại có số NST (n-1) và giao tử (n+1).

* Cơ thể lệch bội thể ba (2n+l) tiến hành giảm phân tạo giao tử. Nếu các cặp NST phân li bình thường thì giao tử là các đỉnh và cạnh của tam giác có các gen của thể lệch bội.

* Cơ thể tứ bội (4n) tiến hành giảm phân tạo giao tử. Nếu các cặp NST phân li bình thường và chỉ tạo ra loại giao tử lưỡng bội thì giao tử là các đỉnh và cạnh của tứ giác có các gen của thể tứ bội.

* Giải nhanh lí thuyết về đột biến số lượng NST

- Đột biến đa bội, đột biến lệch bội thể ba, thể bốn luôn làm tăng cường mức độ biểu hiện của gen; Đột biến lệch bội thể một làm giảm mức độ biếu hiện của gen.

- Khi sử dụng tác nhân cônsixin để gây tứ bội hóa thì chỉ một số hợp tử bị đột biến, có nhiều hợp tử còn lại không bị đột biến. Vì vậy, khi bài toán cho biết gây đột biến đa bội thì cần hiểu rằng sẽ có các dạng lưỡng bội.

- Tất cả các đột biến số lượng NST đều có thể dẫn tới hình thành loài mới.

Chỉ khi bài toán cho biết đột biến không có khả năng sinh sản thì mới không thế trở thành loài mới.

II. Bài tập vận dụng

1. Bài tập về đột biến cấu trúc NST

Bài 1: Ở trạng thái chưa đột biến, NST có trình tự các gen ABCDoMN (o là kí hiệu của tâm động). Từ NST này đã phát sinh 2 thể đột biến mới. Thể đột biến thứ nhất có trình tự các gen CDoMN, thể đột biến thứ 2 có trình tự các gen ABCDoMNQ. Hai thể đột biến này thuộc dạng nào?

Hướng dẫn giải

So sánh trình tự các gen của NST đột biến với trình tự các gen của NST lúc bình thường, ta thấy:

- NST của thể đột biến thứ nhất bị mất gen AB, các trình tự còn lại không bị thay đổi so với NST lúc bình thường. Do vậy đây là đột biến mất đoạn NST.

- NST của thể đột biến thứ 2 có thêm một gen mới (gen Q), các trình tự còn lại không bị thay đổi so với NST lúc bình thường => Đây là đột biến chuyển đoạn NST (chuyển đoạn không tương hỗ), gen Q được chuyển từ NST khác tới.

Bài 2: Một loài có bộ NST 2n = 22. Giả sử có một thể đột biến ở 4 cặp NST, trong đó cặp số 1 bị đột biến mất đoạn ở 1 NST, cặp số 3 bị đột biến đảo đoạn ở 1 NST; cặp sô 5 có 1 NST được chuyển đoạn sang 1 NST của cặp số 7. Nếu quá trình giảm phân diễn ra bình thường thì hãy cho biết:

a) Tỉ lệ giao tử không bị đột biến chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

b) Tỉ lệ giao tử bị đột biến chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

c) Tỉ lệ giao tử bị đột biến ở 1 NST chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

d) Tỉ lệ giao tử bị đột biến ở 3 NST chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh:

Chứng minh công thức:

- Có bộ NST lưỡng bội 2n nhưng chỉ bị đột biến ở m cặp NST, vì vậy tỉ lệ giao tử phụ thuộc vào m cặp NST này.

- Ở các cặp NST bị đột biến, mỗi cặp chỉ bị đột biến ở 1 NST nên được xem là đột biến ở thể dị hợp.

a) Chứng minh tỉ lệ giao tử bị đột biến ở 1 NST chiếm tỉ lệ

- Ở mỗi cặp NST bị đột biến, khi giảm phân sẽ cho 2 loại giao tử, đó là giao tử mang NST không đột biến (chiếm tỉ lệ = 1/2) và giao tử mang NST đột biến (chiếm tỉ lệ = 1/2).

- Ở m cặp NST bị đột biến, giao tử không bị đột biến về tất cả các NST sẽ chiếm tỉ lệ

b) Chứng minh tỉ lệ giao tử bị đột biến chiếm tỉ lệ

- Khi giảm phân sẽ sinh ra 2 loại giao tử là giao tử đột biến và giao tử không đột biến. Tổng của hai loại giao tử này chiếm tỉ lệ = 100%.

- Giao tử không đột biến chiếm tỉ lệ thì giao tử đột biến chiế m tỉ lệ

c) Chứng minh tỉ lệ giao tử bị đột biến ở 1 NST chiếm tỉ lệ

- Với m cặp NST bị đột hiến ở dạng dị hợp thì giao tử đột biến ở 1 NST sẽ có m trường hợp.

- Với mỗi trường hợp sẽ có tỉ lệ giao tử

=> Tỉ lệ giao tử đột biến ở một NST

d) Chứng minh tỉ lệ giao tử bị đột biến ở X NST chiếm tỉ lệ

- Với m cặp NST bị đột biến ở dạng dị hợp thì giao từ đột biến ở x NST sẽ có tố hợp chập x của m phần tử

- Với mỗi trường hợp sẽ có tỉ lệ giao tử

=> Tỉ lệ giao tử đột biến ở một NST

Áp dụng công thức giải nhanh để tính

a) Tỉ lệ giao tử không bị đột biến chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Theo công thức giải nhanh, ta có ở bài toán này có 4 cặp NST bị đột biến => Tỉ lệ giao tử không bị đột biến

b) Tỉ lệ giao tử bị đột biến chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Theo công thức giải nhanh, ta có ở bài toán này có 4 cặp NST bị đột biến => Tỉ lệ giao tử bị đột biến

c) Tỉ lệ giao tử bị đột biến ở 1 NST chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Theo công thức giải nhanh, ta có ở bài toán này có 4 cặp NST bị đột biến => Tỉ lệ giao tử bị đột biến ở 1 NST

d) Tỉ lệ giao tử bị đột biến ở 3 NST chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Theo công thức giải nhanh, ta có ở bài toán này có 4 cặp NST bị đột biến => Tỉ lệ giao tử bị đột biến ở 3 NST

Bài 3: Giả sử một đoạn nhiễm sắc thể có 5 gen I, II, III, IV, V được phân bố ở 5 vị trí. Các điểm a, b, c, d, e, g là các điểm trên nhiễm sắc thể

a. Nếu đoạn NST từ B đến E bị quay đảo 180° thì hãy cho biết:

- Trật tự sắp xếp của các gen sẽ như thế nào?

- Có thể sẽ làm ảnh hưởng đến hoạt động của bao nhiêu gen, đó là nhũng gen nào?

- Cấu trúc của các phân tử prôtêin có bị thay đối hay không?

b. Nếu đoạn NST từ C đến E bị đứt ra và tiêu biến đi thì hãy cho biết:

- Sẽ làm thay đổi cấu trúc của bao nhiêu gen?

- Trình tự sắp xếp của các gen sẽ như thế nào?

- Phân tử prôtêin do gen V mã hóa không bị thay đổi cấu trúc.

c. Nếu xảy ra đột biến mất một cặp nuclêôtit ở gen II thì hãy cho biết:

- Có bao nhiêu gen bị ảnh hưởng?

- Phân tử prôtêin do gen IV mã hóa có bị thay đối cấu trúc hay không?

d. Nếu xảy ra đột biến mất 1 cặp nuclêôtit ở vị trí D thì hãy cho biết:

- Có bao nhiêu gen bị thay đổi cấu trúc?

- Phân tử prôtêin do gen IV mã hóa có bị thay đối cấu trúc hay không?

Hướng dẫn giải

a. Nếu đoạn NST từ B đến E bị quay đảo 180° thì:

- Trật tự sắp xếp của các gen sẽ là AEDCBG

Vì đoạn BE được quay đảo 180° thì các gen II, III, IV được đảo vị trí.

- Có thể sẽ làm ảnh hưởng đến hoạt động của 3 gen II, III, IV. Vì chỉ có 3 gen II, III, IV đảo vị trí nên sẽ làm cho các gen này từ vừng đang hoạt động mạnh sang vùng họat động yếu hoặc ngược lại. Tuy nhiên, cũng có trường hợp đột biến đảo đoạn làm đảo vị trí của gen nhưng không ảnh hưởng đến hoạt động phiên mã của gen nếu các gen đó được đảo từ vùng đang hoạt động mạnh sang vùng đang hoạt động mạnh.

- Cấu trúc của các phân tử prôtêin không bị thay đổi. Nguyên nhân là vì đảo đoạn NST từ B đến E không làm thay đổi cấu trúc của các gen.

Tuy nhiên, nếu đảo đoạn NST mà vị trí đảo nằm giữa một gen nào đó thì sẽ làm thay đổi cấu trúc của gen đó. Do đó sẽ làm thay đổi cấu trúc của prôtêin.

b. Nếu đoạn NST từ c đến E bị đứt ra và tiêu biến đi thì:

- Không làm thay đổi cấu trúc của gen mà chỉ làm mất gen III và gen IV.

- Trình tự sắp xếp của các gen sẽ là I, II, V.

- Phân tử prôtêin do gen V mã hóa thường bị thay đổi cấu trúc.

c. Nếu xảy ra đột biến mất một cặp nuclêôtit ở gen II thì:

- Chỉ có gen II bị ảnh hưởng. Nguyên nhân là vì đột biến ở gen này không làm ảnh hưởng đến gen khác.

- Phân tử prôtêin do gen IV mã hóa không bị thay đổi cấu trúc.

d. Nếu xảy ra đột biến mất 1 cặp nuclêôtit ở vị trí D thì:

- Không có gen nào bị thay đổi cấu trúc. Vì D là vị trí nằm giữa hai gen, nó không thuộc cấu trúc của gen.

- Phân từ prôtêin do gen IV mã hóa không bị thay đổi cấu trúc.

2. Bài tập về đột biến số lượng nhiễm sắc thể

Bài 1: Một cơ thể lưỡng bội có 4000 tế bào sinh tinh tiến hành giảm phân tạo giao tử. Giả sử trong quá trình giảm phân có 40 tế bào có 1 cặp NST không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường, các tế bào còn lại giảm phân bình thường. Hãy cho biết:

a) Loại giao tử không đột biến chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

b) Loại giao tử đột biến thừa 1 NST chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

c) Loại giao tử đột biến thiếu 1 NST chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh:

Chứng minh:

- Có X tế bào giảm phân, trong đó có y tế bào có đột biến thì tỉ lệ giao từ bị đột biến

- Tỉ lệ giao từ đột biến thì tỉ lệ giao tử không đột biến

- Trong số các giao tử đột biến thì có 2 loại là giao tử thừa một NST và giao tử thiếu một NST. Do đó, giao tử thừa 1 NST (giao tử n+1) chiếm tỉ lệ

Áp dụng ta có:

a) Loại giao tử không đột biến chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Áp dụng công thức số giải nhanh, ta có tỉ lệ giao tử không đột biến chiếm tỉ lệ

b) Loại giao tử đột biến thừa 1 NST chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Áp dụng công thức số giải nhanh, ta có tỉ lệ giao tử thừa 1 NST (giao tử n+1) chiếm tỉ lệ

c) Loại giao tử đột biến thiếu 1 NST chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có tỉ lệ giao tử thiếu 1 NST (giao tử n-1) chiếm tỉ lệ

Ví dụ vận dụng: Một cơ thể lưỡng bội có 500 tế bào sinh tinh tiến hành giảm phân tạo giao tử. Giả sử trong quá trình giảm phân có 40 tê bào có 1 cặp NST không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường, các tế bào còn lại giảm phân bình thường. Hãy cho biết:

a) Loại giao tử không đột biến chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

b) Loại giao tử đột biến thừa 1 NST chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

c) Loại giao tử đột biến thiểu 1 NST chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

a) Áp dụng công thức giải nhanh, ta có tỉ lệ giao tử không đột biến chiếm tỉ lệ

b) Áp dụng công thức giải nhanh, ta có tỉ lệ giao tử thừa 1 NST (giao tử n+1) chiếm tỉ lệ

c) Áp dụng công thức giải nhanh, ta có tỉ lệ giao tử thiếu 1 NST (giao tử n – 1) chiếm tỉ lệ

Bài 2: Cho biết cơ thể tứ bội giảm phân chỉ sinh ra giao tử lương bội có khả năng thụ tinh bình thường. Hãy xác định số loại kiểu gen của các phép lai sau

a) ♂Aaaa x ♀Aaaa

b) ♂AAAa x ♀Aaaa

Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh:

Vận dụng tính:

- Ở phép lai a), đực có 3 loại giao tử; cái cớ 2 loại giao tử => số loại kiểu gen ở đời con = 3 + 2 - 1 = 4 kiểu gen.

- Ở phép lai b), đực có 2 loại giao tử; cái cố 2 loại giao tử => số loại kiểu gen ở đời con = 2 + 2 - 1 = 3 kiểu gen.

Bài 3: Cho biết A quy định thân cao trội hoàn toàn so với a quy định thân thấp. Ở phép lai P: AAaa X aaaa thu được F₁.

a. Cho F₁ giao phấn với nhau, hãy xác định tỉ lệ kiểu hình ở F₂.

b. Cho F₁ tự thụ phấn, hãy xác định tỉ lệ kiểu hình F₂.

c. Ở F₁, loại bỏ toàn bộ các cây thân thấp, sau đó cho các cây thân cao giao phẩn ngẫu nhiên. Hãy xác định tỉ lệ kiểu hình ở F₂.

Hướng dẫn giải

a. Cho F₁ giao phấn với nhau, hãy xác định tỉ lệ kiểu hình ở F₂.

F₁ có kiểu gen

Xem F₁ là 1 quần thể ngẫu phối, khi đó sẽ có loại giao tử aa chiếm tỉ lệ:

l/6AAaa sẽ cho giao tử aa

4/6Aaaa sẽ cho giao tử aa

l/6aaaa sẽ cho giao tử aa

=> Thế hệ F₁ sẽ cho giao tử aa với tỉ lệ

=> Ở đời F₂, kiểu hình lặn (aaaa) chiếm tỉ lệ

=> Tỉ lệ kiểu hình = 935 cây thân cao : 361 cây thân thấp

b. Cho F₁ tự thụ phấn, hãy xác định tỉ lệ kiểu hình F₂.

F₁ có kiểu gen

Xem F₁ là 1 quần thể tự phối, khi đó ta có:

tự thụ phấn sẽ cho đời con có kiểu hình đồng hợp lặn (aaaa)

tự thu phân sẽ cho đời con có kiểu hình đồng hợp lặn (aaaa)

tự thu phân sẽ cho đời con có kiểu hình đồng hợp lặn (aaaa)

=> Ở đời F₂, kiểu hình lặn (aaaa) chiếm tỉ lệ

=> Tỉ lệ kiểu hình = 143 cây thân cao : 73 cây thân thấp

Bài 4: Cho biết A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với a quy định hoa trắng. Phép lai P: AA x aa, thu được các hợp tử F₁. Sử dụng hóa chất cônsixin để gây đột biến tứ bội hóa các hợp tử F₁. Sau khi chịu tác động của cônsixin thì cho các hạt F₁ nảy mầm phát triển thành cây. Cho các cây F₁ giao phấn ngẫu nhiên với nhau, thu được F₂. Biết rằng quá hình đột biến chỉ hình thành thể tứ bội chứ không gây đột biến gen và các cơ thể tam bội không có khả năng sinh sản hữu tính.

a) Có tối đa bao nhiêu sơ đồ lai giữa các cây F₁ với nhau?

b) Cho các cây tứ bội F₂ giao phấn ngẫu nhiên, hãy xác định tỉ lệ kiểu hình ở F₃.

c) Cho các cây F₁ lai phân tích, thu được F_a. Sau đó cho các cây F_a tự thụ phấn. Hãy xác định tỉ lệ kiểu hình ở đời con.

Hướng dẫn giải

- Hợp tử F₁ có kiểu gen Aa.

- Sau khi gây tứ bội hóa thì sẽ thu được Aa và AAaa.

a) Vì F₁ có 2 loại kiểu gen là Aa và AAaa nên sẽ có 3 sơ đồ lai là Aa x Aa; Aa x AAaa; AAaa x AAaa.

Cách tính số sơ đồ lai

Giải thích:

- Khi các kiểu gen giống nhau giao phấn với nhau thì với n kiểu gen sẽ có n phép lai loại này.

- Khi các kiểu gen khác nhau giao phấn với nhau thì với n kiếu gen sẽ có số phép lai

b) Các cây tứ bội F₂ giao phấn ngẫu nhiên:

- Cây tứ bội F₂ là sản phẩm của phép lai AAaa x AAaa. Vì vậy, cây tứ bội F₂ gồm có 5 kiểu gen là 1/36AAAA : 8/36AAAa : 18/36AAaa : 8/36Aaaa : l/36aaaa.

- Trong các cơ thể F₂, chỉ có 3 lòại kiểu gen sinh ra giao tử aa, đó là các kiếu gen AAaa; Aaaa; aaaa à Giao từ aa có tỉ lệ = 18/36 x 1/6 + 8/36 x 1/2 + 1/36 x 1 = 1/12+ 1/9+ 1/36 = 8/36 = 2/9.

=> Khi các cây tứ bội F₂ giao phấn ngẫu nhiên thì ở F₃, kiểu hình lặn (aaaa) chiếm ti lệ =(2/9)² = 4/81 à Kiểu hình trội có tỉ lệ = 1 - 4/81 = 77/81.

=> Tỉ lệ kiểu hình ở F₃ là 77 cây hoa đỏ : 4 cây hoa trắng.

c) F₁ lai phân tích thì sẽ có 2 sơ đồ lai là: Aa x aa và AAaa x aa.

Aa x aa thu được Fa có tỉ lệ 1 Aa : 1 aa.

AAaa x aa thu được F a có tỉ lệ lAAa : 4Aaa : laaa.

Vì cây tam bội không sinh sản hữu tính cho nên đời con của phép lai AAaaxX aa (gồm các cây Aaa; Aaa; aaa) sẽ không tham gia sinh sản.

Do đó, chỉ các kiếu gen Aa, aa mới sinh ra đời con.

l/2aa tự thụ phấn sẽ sinh ra đời con có kiếu hình hoa trắng chiếm tỉ lệ =1/2. l/2Aa tự thụ phấn sẽ sinh ra đời con có kiếu hình hoa trắng =1/2x1/4= 1/8.

=> Kiểu hình hoa trắng ở đời con = 1/2 + 1/8 = 5/8

=> Tỉ lệ kiểu hình = 3 cây hoa đỏ : 5 cây hoa trắng

Bài 5: Cho biết A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với a quy định hoa trắng. Thực hiện phép lai P: ♂AA x ♀aa. Sử dụng hóa chất cônsixin đế gây đột biến giao tử ở cả cơ thể đực và cái, sau đó các giao tử thụ tinh với nhau đế tạo ra hợp tử F₁. Các hợp tử F₁ nảy mầm phát triển thành cây. Cho các cây F₁ giao phấn ngẫu nhiên với nhau, thu được F₂. Biết rằng quá trình đột biến chỉ hình thành giao tử lưỡng bội chứ không gây đột biến gen và các cơ thế tam bội không có khả năng sinh sản hữu tính.

a) Hãy xác định tỉ lệ kiểu hình ở F₁.

b) Có tối đa bao nhiêu sơ đồ lai giữa các cây F₁ với nhau?

c) Cho các cây F₁ lai phân tích, thu được F_a. Sau đó cho các cây F_a giao phấn ngẫu nhiên với nhau. Hãy xác định tỉ lệ kiếu hình ở đời con.

Hướng dẫn giải

Phép lai: ♂AA x ♀aa, chịu tác động đột biến giao tử thì sẽ có sơ đồ lai:

Hợp tử F₁ có kiểu gen Aa; AAa; Aaa; AAaa

a) Vì F₁ luôn có alen trội A nên kiểu hình F₁ lả 100% cây hoa đỏ

b) Vì F₁ có 4 loại kiểu gen là Aa; AAa; Aaa và AAaa nên sẽ có tổng số sơ đồ là kiểu gen

c) F₁ lai phân tích thì sẽ có 4 sơ đồ lai là: Aa x aa; AAa x aa; Aaa x aa và AAaa x aa. Vì tam bội không có khả năng sinh sản nên chỉ có 2 sơ đồ lai là:

Aa x aa thu được F_a có tỉ lệ lAa : laa.

AAaa x aa thu được F_a có tỉ lệ 1 AAa : 4Aaa : laaa.

Vì cây tam bội không sinh sản hữu tính cho nên đời con của phép lai AAaa x aa (gồm các cây Aaa; Aaa; aaa) sẽ không tham gia sinh sản.

Do đó, chỉ các kiểu gen Aa, aa mới sinh ra đời con.

l/2aa sẽ sinh ra giao từ a chiếm tỉ lệ = 1/2.

1/2Aa sẽ sinh ra giao tử a chiếm tỉ lệ = 1/4

=> Giao tử a chiếm tỉ lệ = 1/2+1/4 = 3/4.

=> Kiểu hình hoa trắng ở đời con có tỉ lệ = 9/16.

=> Đời con có tỉ lệ 7 cây hoa đỏ : 9 cây hoa trắng.

Bài 6: Một loài thực vật, xét gen A có 3 alen là A₁ quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen A₂ và A₃; Alen A₂ quy định hoa vàng trội hoàn toàn so với alen A₃ quy định hoa trắng. Hãy xác định tỉ lệ kiểu hình của phép lai

Hướng dẫn giải

Bước 1: Viết giao tử của cơ thể tứ bội (kẻ tứ giác, giao tử là các cạnh và đỉnh của tứ giác)

Cơ thể A₁A₂A₃A₃ sinh ra 4 loại giao tử là 1A₁A₂ : 2A₁A₃ : 2A₂A₃ : 1A₃A₃

Cơ thể A₂A₂A₃A₃ sinh ra 3 loại giao tử là 1A₂A₂ : 4A₂A₃ : 1A₃A₃

Bước 2: Xác định tỉ lệ kiểu hình:

Kiểu hình A₃ (hoa trắng) có tỉ lệ = tỉ lệ giao tử A₃A₃ của đực x tỉ lệ giao tử A₃A₃ của cái

Kiểu hình A₂ (hoa vàng) có tỉ lệ = (kiểu hình A₂ + kiểu hình A₃) - kiểu hình A₃.

Mà kiểu hình A₂ + kiểu hình A₃ = tỉ lệ giao tử (A₂A₂ + A₂A₃ + A₃A₃) của đực x tỉ lệ giao tử (A₂A₂ + A₂A₃ + A₃A₃) của cái

=> Kiểu hình hoa vàng

- Kiểu hình hoa đỏ có tỉ lệ = 1 - tỉ lệ kiểu hình hoa vàng - tỉ lệ kiểu hình hoa trắng

Ví dụ vận dụng: Một loài thực vật, xét gen A có 4 alen là Ai quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen A₂, A₃ và A₄; Alen A­₂ quy định hoa vàng trội hoàn toàn so với alen A₃ và A₄; alen A₃ quy định hoa hồng trội hoàn toàn so với alen A₄ quy định hoa trắng. Hãy xác định tỉ lệ kiểu hình của phép lai A₁A₂A₄A₄xA₁A₃A₄A₄

Cách xác định:

Bước 1: Viết giao tử của cơ thể tứ bội (kẻ tứ giác, giao tử là các cạnh và đỉnh của tứ giác)

Cơ thể A₁A₂A₄A₄ sinh ra 4 loại giao tử là 1A₁A₂ : 2A₁A₄ : 2A₂A₄ : 1A₄A₄

Cơ thể A₁A₃A₄A₄ sinh ra 4 loại giao tử là 2A₁A₃ : 2A₁A₄ : 2A₃A₄ : 1A₄A₄

Bước 2: Xác định tỉ lệ kiểu hình:

Kiểu hình A₄ (hoa trắng) có tỉ lệ = tỉ lệ giao tử A₄A₄ của đực x tỉ lệ giao tử A₄A₄ của cái

Kiểu hình A₃ (hoa hồng) có tỉ lệ = (kiểu hình A₃ + kiểu hình A₄) - kiểu hình A₄

Mà kiểu hình A₃ + kiểu hình A₄ = tỉ lệ giao tử (A₃A₃ + A₃A₄ + A₄A₄) của đực x tỉ lệ giao tử (A₃A₃ + A₃A₄ + A₄A₄) của cái

=> Kiểu hình hoa hồng

Kiểu hình A₂ (hoa vàng) có tỉ lệ = kiểu hình A₂ + kiểu hình A₃ + kiếu hình A₄ - (kiểu hình A₃ + kiểu hình A₄)

Mà kiểu hình A₂ + kiểu hình A₃ + kiểu hình A₄ = tỉ lệ giao tử (A₂A₂ + A₂A₃ + A₂A₄ + A₃A₃ + A₃A₄ + A₄A₄) của đực x tỉ lệ giao tử (A₂A₂ + A₂A₃ + A₂A₄ + A₃A₃ + A₃A₄ + A₄A₄) của cái

=> Kiểu hình hoa vàng

- Kiểu hình hoa đỏ có tỉ lệ = 1 - tỉ lệ kiểu hình hoa vàng - kiểu hình hoa hồng – kiểu hình hoa trắng

3. Bài tập về số loại kiểu gen ở các đột biến số lượng NST

Bài 1: Một loài thực vật có bộ NST 2n = 14. Giả sử trên mỗi cặp NST xét một gen có 2 alen.

a) Theo lí thuyết, số loại kiểu gen ở các đột biến lệch bội thể một của loài này là bao nhiêu?

b) Theo lí thuyết, số loại kiểu gen ở các đột biến lệch bội thế ba của loài này là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Công thức giải nhanh

Chứng minh:

a) Số loại kiểu gen ở các đột biến lệch bội thể một của loài này là = 3n-1x2n

- Trên mỗi cặp NST xét 1 cặp gen thì mỗi cặp NST sẽ có số loại kiểu gen = 3.

- Vì đột biến thể một, cho nên có 1 cặp NST bị đột biến, số cặp NST không bị đột biến là n-1 cặp. à số loại kiểu gen ở các cặp NST này = 3n-1

- Ở cặp NST bị đột biến dạng thể một thì sẽ có 2 kiểu gen. (Giải thích: Vì ở dạng thể một, NST chỉ có 1 chiếc, do đó với 1 gen có 2 alen là A và a thì chỉ cớ 2 kiểu gen là kiểu gen A và kiểu gen a).

- Loài có bộ NST 2n thì số loại đột biến thể một .

=> số kiểu gen

b) Số loại kiểu gen ở các đột biến lệch bội thể ba của loài này là = 3n-1x4n

- Trên mỗi cặp NST xét 1 cặp gen thì mỗi cặp NST sẽ có số loại kiểu gen = 3.

- Vì đột biến thể một, cho nên có 1 cặp NST bị đột biến, số cặp NST không bị đột biến là n-1 cặp à số loại kiểu gen ở các cặp NST này = 3n-1

- Ớ cặp NST bị đột biến dạng thể ba thì sẽ có 4 kiểu gen. Vì ở dạng thể ba, NST có 3 chiếc, do đó với 1 gen có 2 alen là A và a thì sẽ có 4 kiểu gen là kiểu gen AAA, kiểu gen AAa, kiểu gen Aaa và kiểu gen aaa.

- Loài có bộ NST 2n thì số loại đột biến thể một

=> Số kiểu gen

4. Bài tập về tỉ lệ hợp tử đột biến

Bài 1: Ở phép lai: ♂AaBb x ♀AaBB. Nếu trong quá trình giảm phân của cơ thể đực có 10% số tế bào cặp NST mang cặp gen Aa không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường; Có 20% sổ tế bào của cơ thể cái có cặp NST mang gen BB không phân li trong giảm phân I, giảm phân II bình thường.

a. Quá trình thụ tinh sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu kiểu gen đột biến?

b. Ở đời con, loại hợp tử đột biến chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

c. Ở đời con, loại hợp tử thể ba chiếm tỉ lệ bao nhiêu? (không tính thể ba kép)

Hướng dẫn giải

a. - Xét cặp gen Aa:

Nếu trong quá trình giảm phân của cơ thể đực có 10% số tế bào cặp NST mang cặp gen Aa không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường sẽ tạo ra các loại giao tử với tỉ lệ là 5%Aa, 5%O, 45%A, 45%a.

Cơ thế cái giảm phân bình thường tạo ra 2 loại giao tử là A và a

♂Aa x ♀Aa => Đời con có AAa, Aaa, A, a, AA, Aa, aa (7 kiểu gen)

- Xét cặp gen Bb:

Có 20% số tế bào của cơ thể cái có cặp NST mang gen BB không phân li trong giảm phân I, giảm phân II bình thường sẽ tạo ra các loại giao tử với tỉ lệ là 10%BB, 10%O, 80%B

Cơ thể đực giảm phân bình thường tạo ra 2 loại giao tử là B và b

♂Bb x ♀BB -> BBB, BBb, B, b, BB, Bb (6 kiểu gen)

=> có 7 x 6 = 42 kiểu gen

b. – Nếu trong quá trình giảm phân của cơ thể đực có 10% số tế bào cặp NST mang cặp gen Aa không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường sẽ tạo ra 90% loại giao tử bình thường

- Có 20% số tế bào của cơ thể cái có cặp NST mang gen BB không phân li trong giảm phân I, giảm phân II bình thường sẽ tạo 80% loại giao tử bình thường

=> Hợp tử bình thường chiếm tỉ lệ = 90% x 80% = 72%.

=> Hợp tử đột biến chiếm tỉ lệ = 100% - 72% = 28%.

c. - Xét cặp gen Aa:

Nếu trong quá trình giảm phân của cơ thể đực có 10% số tế bào cặp NST mang cặp gen Aa không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường sẽ tạo ra các loại giao tử với tỉ lệ là 5%Aa, 5%O, 45%A, 45%a.

Cơ thể cái giảm phân bình thường tạo ra 2 loại giao tử là 50%A và 50% a.

Ở phép lai: ♂Aa x ♀Aa, đời con có

2,5%AAa; 2,5%Aaa; 2,5%A; 2,5% a; 22,5%AA; 45%Aa; 22,5% aa.

- Xét cặp gen Bb:

Có 20% số tế bào của cơ thể cái có cặp NST mang gen BB không phân li trong giảm phân I, giảm phân II bình thường sẽ tạo ra các loại giao tử với tỉ lệ là 10%BB, 10%O, 80%B.

Cơ thể đực giảm phân bình thường tạo ra 2 loại giao tử là 50%B và 50%b.

♂Bb x ♀BB à Đời con có: 5%BBB, 5%BBb, 5%B, 5%b, 40%BB, 40%Bb.

=> Loại hợp tử thể ba có các kiểu gen với tỉ lệ = l%AAaBB + l%AAaBb + l%AaaBB + l%AaaBb + 1,125%AABBB + l,125%AABBb + 2,25%AaBBB + 2,25%AaBBb + l,125%aaBBB + 1,125% aaBBb = 13%.

=> Loại hợp tử thể ba chiếm tỉ lệ = 13%.

Bài 2: Cho biết trong quá trình giảm phân của cơ thể đực có 12% số tế bào có cặp NST mang cặp gen Bb không phân ly trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường, các tế bào khác giảm phân bình thường. Ở cơ thể cái có 20% số tế bào có cặp NST mang cặp gen Dd không phân ly trong giảm phân I, 10% tế bào có cặp NST mang gen Aa không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường, các giao tử có khả năng thụ tinh ngang nhau. Ở đời con của phép lai AaBbDd x AaBbDd, hợp tử đột biến chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

- Ở phép lai này, đời con có 2 loại hợp tử là hợp tử đột biến và hợp tử bình thường. Vì vậy, tỉ lệ của hợp tử đột biến = 1 - tỉ lệ của hợp tử bình thường.

- Hợp tử bình thường = Giao tử ♂ không đột biến x giao tử ♀ không đột biến.

- Trong quá trình giảm phân của cơ thể đực có 12% số tế bào có cặp NST mang cặp gen Bb không phân ly => 88% tế bào còn lại giảm phân bình thường nên giao tử ♂ không đột biến có tỉ lệ = 88% = 0,88.

- Trong quá trình giảm phân của cơ thể cái có 20% số tế bào có cặp NST mang cặp gen Dd không phân ly trong giảm phân I, 10% tế bào có cặp NST mang gen Aa không phân li trong giảm phân 1 à Có 70% tế bào còn lại giảm phân bình thường nên giao tử ♀ không đột biến có tỉ lệ = 70% = 0,7.

=> Hợp tử không đột biến có tỉ lệ = 0,88 x 0,7 = 0,616.

=> Hợp tử đột biến có tỉ lệ = 1 - 0,616 = 0,384 = 38,4%.

5. Bài tập xác suất

Bài 1: Một cơ thể có kiểụ gen AaBbDd. Nếu trong quá trình giảm phân, có 20% số tế bào đã bị rối loạn phân li của cặp NST mang cặp gen Bb ở giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường, các cặp NST khác phân li bình thường. Trong các giao tử được sinh ra, lấy ngẫu nhiên 2 giao tử thì xác suất để thu được 2 giao từ mang gen AbD là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định tỉ lệ của loại giao tử AbD.

- Cặp gen Aa giảm phân bình thường sẽ sinh ra 2 loại giao tử là A và a, trong đó

- Cặp gen Dd giảm phân bình thường sẽ sinh ra 2 loại giao tử là D và d, trong đó

- Có 20% số tế bào đã bị rối loạn phân li của cặp NST mang cặp gen Bb ở giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường à có 80% số tế bào mang cặp gen Bb giảm phân bình thường sẽ sinh ra 2 loại giao tử là B và b, trong đó giao tử mang gen

=> Vậy loại giao tử AbD có tỉ lệ

Các loại giao tử còn lại có tỉ lệ = 1 – 0,1 = 0,9

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Lấy ngẫu nhiên 2 giao tử thì xác suất để thu được 1 giao tử mang gen AbD là

Bài 2: Cho biết trong quá trình giảm phân của cơ thể đực có 16% số tế bào có cặp NST mang cặp gen Aa không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường, các tế bào khác giảm phân bình thường, cơ thể cái giảm phân bình thường. Ở phép lai ♂AaBb x ♀AaBB sinh ra F₁. Lấy ngẫu nhiên 1 cá thể ở F₁, xác suất để thu được cá thể có kiểu gen aaBb là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1 : Xác định tỉ lệ của loại hợp tử aaBb

♂AaBb x ♀AaBB = (♂Aa x ♀Aa)(♂Bb x ♀BB)

Kiểu gen aaBb là hợp tử không đột biến, nó được sinh ra do sự thụ tinh giữa giao tử đực không đột biến (ab) với giao tử cái không đột biến (aB).

- Cơ thể đực có 16% số tế bào có đột biến ở cặp Aa nên sẽ có 84% tế bào không đột biến => ♂Aa x ♀Aa sẽ sinh ra aa với tỉ lệ

- Ở cặp gen Bb không có đột biến nên ♂Bb x ♀BB sẽ sinh ra Bb với tỉ lệ

- Vậy trong các loại hợp tử thì hợp tử aaBb chiếm tỉ lệ

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Lấy ngẫu nhiên 1 cá thể ở F₁, xác suất để thu được cá thể có kiểu gen aaBb là 0,105.

Bài 3: Cho biết trong quá trình giảm phân của cơ thể cái có 12% số tế bào có cặp NST mang cặp gen Bb không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường, các tế bào khác giảm phân bình thường, cơ thể đực giảm phân bình thường. Ở phép lai ♂AaBB x ♀AaBb sinh ra F₁. Lấy ngẫu nhiên 2 cá thể ở F₁, xác suất để thu được 1 cá thể có kiểu gen AaBBb là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định tỉ lệ của loại hợp tử AaBBb.

♂AaBB x ♀AaBb = (♂Aa x ♀Aa)(♂BB x ♀Bb)

Kiểu gen AaBBb là hợp tử đột biến, nó được sinh ra do sự thụ tinh giữa giao tử đực không đột biến với giao tử cái đột biến.

- Cơ thể cái có 12% số tế bào có đột biến ở cặp Bb => ♂BB x ♀Bb sẽ sinh ra BBb với tỉ lệ

- Ở cặp gen Aa không có đột biến nên ♂Aa x ♀Aa sẽ sinh ra Aa với tỉ lệ

- Vậy trong các loại hợp tử thì hợp tử AaBBb chiếm tỉ lệ

Các hợp tử còn lại có tỉ lệ = 1 - 0,015 = 0,985.

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Lấy ngẫu nhiên 2 cá thể ở F₁, xác suất để thu được 1 cá thể có kiểu gen AaBBb là