100 bài tập Hoán vị gen (có đáp án 2024) và cách giải

100 bài tập Hoán vị gen và cách giải

I. Lý thuyết

- Trong tế bào của mỗi loài sinh vật, số lượng gen nhiều hơn rất nhiều lần so với số lượng NST nên trên cùng một NST mang rất nhiều gen. Các gen trên cùng một NST được phân li và tổ hợp cùng nhau trong quá trình phân bào tạo thành nhóm gen liên kết, số nhóm liên kết bằng số NST đơn bội (n) có trong giao tử.

- Vào kì đầu của giảm phân I, sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa các đoạn crômatit khác nguồn gốc trong cặp NST tương đồng là nguyên nhân dẫn tới hoán vị gen, các gen càng nằm cách xa nhau thì tần số hoán vị gen càng cao (nhưng không vượt quá 50%). Ở hầu hết các loài, hoán vị gen xảy ra ở hai giới, riêng ở ruồi giấm thì hoán vị gen chỉ có ở con cái. Trong nguyên phân, vẫn có thể có hoán vị gen.

- Di truyền liên kết gen làm hạn chế sự xuất hiện biến dị tổ hợp, đảm bảo sự di truyền bền vững giữa các nhóm tính trạng. Hoán vị gen tạo điều kiện cho các gen tốt tổ hợp với nhau do đó nó làm tăng sự xuất hiện biến dị tổ hợp. Hoán vị gen chỉ làm đổi vị trí của các alen mà không thay đổi vị trí lôcut của gen cho nên không làm thay đổi thành phần và số lượng gen có trong nhóm liên kết. Con người đã dựa vào tần số hoán vị gen để lập bản đồ di truyền (sơ đồ sắp xếp các gen trên NST), trong đó 1 đơn vị bản đồ (lcM) tương ứng với 1% hoán vị gen.

- Để xác định các cặp tính trạng di truyền phân li độc lập, liên kết hoàn toàn hay hoán vị gen thì chúng ta so sánh tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con với tích tỉ lệ kiểu hình của từng cặp tính trạng. Trong trường hợp các cặp tính trạng di truyền phân li độc lập thì tỉ lệ phân li kiểu hình của đời con bằng tích tỉ lệ của từng cặp tính trạng. Liên kết gen hoàn toàn làm hạn chế biến dị tổ hợp cho nên tỉ lệ kiểu hình ở đời con sẽ bé hơn trường hợp phân li độc lập. Còn nếu hoán vị gen thì tỉ lệ kiểu hình lớn hơn trường hợp phân li độc lập.

II. Bài tập vận dụng

Câu 1: Quan sát quá trình giảm phân tạo tinh trùng của 200 tế bào có kiểu gen người ta thấy ở 100 tế bào có sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa 2 crômatit khác nguồn gốc dẫn tới hoán vị gen. Hãy xác định:

a. Số lượng giao tử mỗi loại.

b. Tần số hoán vị gen.

Hướng dẫn giải

(Một tế bào giảm phân có hoán vị gen thì sẽ tạo ra 4 loại tinh tràng, mỗi loại có 1 tinh trùng. Một tế bào giảm phân không có hoán vị gen thì chỉ tạo ra 2 loại tinh trùng, mỗi loại có 2 tinh trùng),

a. Số lượng tinh trùng mỗi loại.

Có 200 tế bào giảm phân, trong đó có 100 tế bào xảy ra hoán vị. => số tế bào không hoán vị = 200 - 100 = 100 tế bào.

100 tế bào có hoán vị thì sẽ tạo ra 100 AB, 100 ab, 100 Ab. 100 aB.

100 tế bào không có hoán vị thì sẽ tạo ra 200 AB, 200 ab.

Vậy quá trình giảm phân đã tạo ra các giao tử 300 AB, 300 ab, 100 Ab, 100 aB.

b. Tần số hoán vị gen

- Một tế bào sinh tinh giảm phân có hoán vị gen thì sẽ tạo ra 4 loại tinh trùng, mỗi loại có 1 tinh trùng; Giảm phân không có hoán vị gen thì chỉ tạo ra 2 loại, mỗi loại có 2 tinh trùng). - Một tế bào sinh trứng giảm phân luôn chỉ cho 1 trứng - Tần số hoán vị tỉ lệ tế bào hoán vị

Câu 2: Môt cá thể đực có kiểu gen , biết tần số hoán vị gen 20%.

a. Một tế bào của cá thể này giảm phân bình thường thì sẽ tạo ra những loại giao tử nào?

b. Cơ thể này giảm phân bình thường sẽ cho các loại giao tử với tỉ lệ mỗi loại là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

a. Tần số hoán vị giữa hai gen là 20% có nghĩa là khi giảm phân có 40% số tế bào xảy ra hoán vị, 60% số tế bào không có hoán vị.

Vì vậy khi hỏi 1 tế bào giảm phân cho những loại giao tử nào thì phải xét 2 trường hợp: Một trường hợp có hoán vị và một trường hợp không có hoán vị gen.

- Trường hợp 1: Không có hoán vị gen.

Khi không có hoán vị thì 1 tế bào giảm phân sẽ tạo ra 2 loại giao tử với tỉ lệ bằng nhau. Tế bào có kiểu gen giảm phân sẽ tao ra 2 loại giao tử là ABD, ab, abd hoặc Abd, aBD

- Trường hợp 2: Có hoán vị gen

Khi có hoán vi gen thì tế bào có kiểu gen giảm phân sẽ tạo ra 4 loại giao tử với tỉ lệ 1:1:1:1

=> Tế bào có kiểu gen giảm phân sẽ tạo ra 4 loai giao tử là 1 ABD, 1 abd, l AbD, 1 aBd hoặc 1 ABd, 1 abD, l Abd, 1 aBD.

b. Cơ thể này giảm phân bình thường sẽ cho các loại giao tử với tỉ lệ mỗi loại là bao nhiêu?

Cơ thể có tần số hoán vị 20% thì giảm phân sẽ tao ra 8 loai giao tử là 0,2 ABD; 0,2 abd, 0,05 AbD; 0,05 aBd; 0,2 ABd; 0,2 abD; 0,05Abd; 0,05 aBD.

Cần phân biệt các loại giao tử do một tế bào sinh ra hay do một cơ thể sinh ra. - Một tế bào sinh tinh giảm phân không có hoán vị thì luôn luôn chỉ tạo 2 loại giao tử; Có hoán vị thì tạo ra 4 loại giao tử với tỉ lệ 1:1:1:1. - Tỉ lệ của các loại giao tử do một cơ thể sinh ra phụ thuộc vào tần số hoán vị gen của các cặp gen và kiểu gen của cơ thể đó.

Câu 3: Xét một cơ thể đực có kiểu gen tiến hành giảm phân tạo tinh trùng. Biết trong quá trình giảm phân không xảy ra đột biến, ở tất cả các tế bào đều xảy ra trao đổi chéo dẫn tới hoán vị gen.

a. Giả sử có 3 tế bào sinh tinh của cơ thể nói trên sẽ sinh ra tối đa bao nhiêu loại tinh trùng?

b. Giả sử có 20 tế bào sinh tinh của cơ thể nói trên giảm phân, mỗi tế bào chỉ có trao đổi chéo tại 1 điểm thì sẽ sinh ra tối đa bao nhiêu loại tinh trùng?

Hướng dẫn giải

- Khi chỉ có một nhóm gen liên kết với vô số cặp gen dị hợp. Nếu có x tế bào sinh tinh thì tối đa sẽ có số loại tinh trùng = 2x + 2 (nhưng không vượt quá 2n). - Khi chỉ có một nhóm gen liên kết với y cặp gen dị hợp và mỗi tế bào chỉ có trao đối chéo tại 1 điểm thì số loại giao tử

a. - Mỗi tế bào khi có trao đổi chéo thì sẽ cho 4 loại giao tử, trong đó có 2 loại giao tử liên kết, 2 loại giao tử hoán vị.

- Có 3 tế bào, sẽ có số loại giao tử hoán vị = 3 x 2 = 6.

Số loại giao tử liên kết = 2 (có bao nhiêu tế bào đi chăng nữa thì số loại giao tử liên kết luôn bằng 2).

- Số loại tinh trùng = 6 + 2 = 8 loại.

b. - Nhóm gen liên kết có 6 cặp gen dị hợp và ở mỗi tế bào chỉ có trao đổi chéo tại 1 điểmà Có 6 cặp gen dị hợp thì có 5 điểm trao đổi chéo cho nên chỉ có 10 loại giao tử hoán vị (cứ 1 điểm trao đổi chéo thì sinh ra 2 loại giao tử hoán vị)

Vì vậy, tổng số loại giao tử = số loại giao tử hoán vị + số loại giao tử liên kết 10 + 2=12.

Mặc dù có 40 tế bào sinh tinh nhưng chỉ sinh ra 16 loại giạo tử.

- Vì vậy, nếu một nhóm liên kết có ỵ cặp gen dị hợp và ở mỗi tế bào chỉ có trao đổi chéo tại một điểm thì số loại giao tử tối đa = 2.(y - 1) + 2 = 2.y

Câu 4: Có 6 tế bào sinh tinh ở cơ thể có kiểu gen giảm phân tạo giao tử. Biết không có đột biến. Hãy cho biết tỉ lệ các loại tinh trùng được sinh ra trong trường hợp:

a. Không có tế bào nào xảy ra hoán vị gen

b. Chỉ có 1 tế bào xảy ra hoán vị gen

c. Chỉ có 2 tế bào xảy ra hoán vị gen

d. Cả 6 tế bào đều có hoán vị gen

Hướng dẫn giải

Có x tế bào sinh tinh của cơ thể có kiểu gen giảm phân, trong đó có y tế bào xảy ra hoán vị gen thì tỉ lệ các loại giao tử được sinh ra là = (2x - y) : (2x - y) : y : y

a. Không có tế bào nào xảy ra hoán vị thì tỉ lệ = 12:12 = 1:1

b. Có 6 tế bào giảm phân và chỉ có 1 tế bào có hoán vị thì tỉ lệ các loại giao tử

= (2x6 - 1) : (2x6 - 1) : (1) : (1) = 11 : 11 : 1 : 1

c. Có 6 tế bào giảm phân và chỉ có 2 tế bào có hoán vị thì tỉ lệ các loại giao tử

= (2x6 - 2) : (2x6 - 2) : (2) : (2) = 10 : 10 : 2 : 2 = 5 : 5 : 1 : 1

d. Có 6 tế bào giảm phân và cả 6 tế bào có hoán vị thì tỉ lệ các loại giao tử

= (2x6 - 6) : (2x6 - 6) : (6) : (6) = 6 : 6 : 6 : 6 = 1 : 1 : 1 : 1

Câu 5: Một loài thực vật có bộ NST 2n = 12. Trong điều kiện không phát sinh đột biến NST, loài sinh vật này sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu loại giao tử trong các trường hợp:

a. Vào kì đầu của giảm phân 1 có sự tiếp hợp và trao đổi chéo tại một điểm ở 2 cặp NST, các cặp NST khác không có hoán vị gen.

b. Cặp NST số 1 có trao đổi chéo tại 2 điểm, cặp NST số 3 và số 4 có xảy ra trao đổi chéo tại một điểm, cặp NST số 2 không có trao đổi chéo

Hướng dẫn giải

Loài sinh vật này có 2n = 12 => có 6 cặp NST.

a. - Cặp NST có trao đổi chéo tại 1 điểm thì sẽ tạo ra 4 loại giao tử. Có 2 cặp NST xảy ra trao đổi chéo tại một điểm thì sẽ tạo ra 4² loại giao tử.

- Cặp NST không có trao đổi chéo thì chỉ tạo ra 2 loại giao tử. Có 4 cặp NST không xảy ra trao đổi chéo thì sẽ tạo ra 2⁴ loại giao tử.

Tối đa có số loại giao tử là 2⁴.4² = 2⁸ loại giao tử.

b. - Một cặp NST có trao đổi chéo tại 2 điểm thì tối đa sẽ tạo ra 8 loại giao tử.

- Có 2 cặp NST xảy ra trao đổi chéo tại một điểm sẽ tạo ra 4² loại giao tử.

- Có 3 cặp NST không xảy ra trao đổi chéo tạo ra số loại giao tử là 2³.

Tối đa có số loại giao tử là = 8x4²x2³ = 2¹⁰ loại giao tử.

- Ở một loài, nếu giảm phân không phát sinh đột biến thì mỗi cặp NST sẽ phân li cho 2 loại giao tử; Nếu có trao đổi chéo tại một điểm thì trên mỗi cặp NST sẽ cho 4 loại giao tử; Nếu có trao đổi chéo tại hai điểm trên một cặp NST thì sẽ cho 8 loại giao tử. - Số loại giao tử được tạo ra bằng tích số loại giao tử của các cặp NST.

Câu 6: Cho biết A quy định thân cao trội hoàn toàn so với a quy định thân thấp, B quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với b quy định hoa trắng. Cho cây thân cao, hoa đỏ (P) tự thụ phấn, đời F₁ có 4 loại kiểu hình, trong đó cây thấp, hoa đỏ chiếm tỉ lệ 16%. Cho biết mọi diễn biến của quá trình giảm phân tạo hạt phấn giống với quá trình giảm phân tạo noãn. Hãy xác định tần số hoán vị gen và kiểu gen của cây P.

Hướng dẫn giải

- Dựa vào tỉ lê kieu gen đồng hơp lặn để suy ra tỉ lệ của giao tử ab. Từ đó suy ra tần số hoán vị gen. - Tần số hoán vị = 2 lần ti lệ giao tử hoán vị = 1 - 2 x giao tử liên kết.

Theo bài ra thì cây thấp, hoa đỏ ở đời con chiếm tỉ lệ 16% = 0,16.

Mà cây thấp, hoa đỏ có kí hiệu kiểu gen aaB-

=> Kiểu gen có tỉ lệ = 0,25 - 0,16 = 0,09.

Mọi diễn biến của quá trình giảm phân tạo hạt phấn đều giống với quá trình tạo noãn tức là hoán vị gen xảy ra ở cả bố và mẹ với tần số như nhau.

=>

Giao tử ab có tỉ lệ = 0,3 => Đây là giao tử liên kết

=> Tần số hoán vị là = 1 -2x0,3 = 0,4 = 40%

=> Kiểu gen của P là

Câu 7: Cho biết mỗi tính trạng do một gen quy định, alen trội là trội hoàn toàn. Ở đời con của phép lai , loại kiểu hình có 3 tính trạng trội chiếm tỉ lệ 41,25%. Cho biết ở giới đực không có hoán vị gen. Hãy xác định tần số hoán vị gen ở giớỉ cái.

Hướng dẫn giải

- Khi bài toán có nhiều cặp gen thì chúng ta tiến hành loại bỏ những cặp gen không liên quan đến hoán vị gen. - Cặp gen không liên quan đến hoán vị di truyền độc lập với các cặp gen có hoán vị. Do đó, phải khử cặp gen không liên quan đến hoán vị, sau đó chỉ dựa vào các cặp gen có hoán vị để tìm tần số hoán vị gen.

Vì hoán vị gen chỉ xảy ra ở nhóm gen liên kết mà không xảy ra ở cặp gen phân li độc lập nên chúng ta khử cặp gen phân li độc lập (khử cặp gen Dd).

Ở cặp lai Dd x Dd luôn sinh ra kiểu hình dd với tỉ lệ 3/4.

Bài ra cho biết kiểu hình A-B-D- có tỉ lệ 41,25% => Nếu không tính dd thì kiểu hình A-B- chiếm tỉ lệ 47,25% : 3/4 = 55% = 0,55.

Vây ta có phép lai sinh ra đời con có kiểu hình A-B- chiếm tỉ lệ = 0,55.

Vì A-B- = = 0,55 - 0,5 = 0,05

- Vì hoán vị gen chỉ có ở một giới nên

- Giao tử ab có tỉ lệ = 0,1 => Vậy tần số hoán vị = 2 x 0,1 = 0,2 = 20%

Câu 8: Một cơ thể (P) giảm phân cho 8 loại giao tử với số lượng là: 65Abd, 35ABD, 65AbD, 35abd, 65aBD, 35ABd, 65aBd, 35abD. Hãy xác định kiểu gen của P và tần số hoán vị gen.

Hướng dẫn giải

- Khi cơ thể tạo ra các giao tử vói các loại có số lượng lớn và các loại có số lượng bé thì giao tử có số lượng lớn là giao tử liên kết; giao tử có số lượng bé là giao tử hoán vị. - Dựa vào các giao tử hên kết (giao tử có số lượng lớn) để tìm kiểu gen của P. - Dựa vào các giao tử hoán vị (giao tử cỏ số lượng bé) đề tìm tần số hoán vị gen.

- Các giao tử liên kết là: 65Abd, 65AbD, 65aBD, 65aBd.

Nhìn vào các giao tử này ta thấy, A luôn đi cùng b, a luôn đi cùng B. => A liên kết với b, a liên kết với B. Mặt khác, A vừa đi với D và vừa đi với d.

Điều này chứng tỏ cặp Dd phân li độc lập với cặp Aa.

=> Kiểu gen của P là

- Tần số hoán vị = tổng giao tử hoán vị/tổng số giao tử:

Câu 9: Cho biết mỗi gen quy định một tính trạng, alen trội là trội hoàn toàn. Xét phép lai P: thu được F₁. Biết không xảy ra đột biến nhưng xảy ra hoán vị ở cả giới đực và giới cái với tần số 10%.

a. Ở F₁, loại kiểu hình có hai tính trạng trội có bao nhiêu kiểu gen quy định?

b. Ở F₁, loại kiểu hình A-bb có bao nhiêu kiểu gen?

c. Xác định tỉ lệ kiểu hình ở F₁.

Hướng dẫn giải

Khi bố mẹ có kiểu gen thì ở đời con: - Loại kiểu hình A-B- có 3 kiểu gen quy định; Loại kiểu hình A-bb có 2 kiểu gen quy định. - Kiểu hình A-B- có tỉ lệ ;Kiểu hình A-bb ;Kiểu hình aaB-

Số loại kiểu gen được tính theo từng cặp gen.

Aa x Aa thì ở đời con, kiểu hình A- có 2 kiểu gen; Kiểu hình aa có 1 kiểu gen. Aa x aa thì ở đời con, kiểu hình A- có 1 kiểu gen; Kiểu hình aa có 1 kiểu gen. Khi 2 cặp gen cùng nằm trên 1 cặp NST và có hoán vị gen thì có 2 kiểu gen dị hợp.

a. Ở phép lai này, kiểu hình A- có 2 kiểu gen; kiểu hình B- có 2 kiểu gen.

=> Số loại kiểu gen quy định kiểu hình A-B- = 1x2 + 1=3.

b. Kiểu hình A-bb có sổ loại kiểu gen = 2x1 = 1.

c. Tần số hoán vị 10% cho nên giao tử hoán vị có tỉ lệ = 0,05; giao tử liên kết có tỉ lệ = 0,5 - 0,05 = 0,45.

Cơ thể giảm phâm sẽ sinh ra giao tử ab = 0,45

Cơ thể giảm phâm sẽ sinh ra giao tử ab = 0,5

=> Kiểu hình đồng hợp lặn ở đời con có tỉ lệ = 0,45 x 0,5 = 0,225

Áp dụng công thức giải nhanh, ta có:

- Kiểu hình A-bb = có tỉ lệ = 0,5 - 0,225 = 0,275.

- Kiểu hình aaB- có tỉ lệ = 0,25 - 0,225 = 0,025.

- Kiểu hình có 2 tính trạng trội A-B- = 0,25 + 0,225 = 0,475.

Câu 10: Cho biết mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng, alen trội là trội hoàn toàn và có hoán vị ở cả quá trình giảm phân của cơ thể đực và cơ thế cái với tần số 40%. Ở đời con của phép lai , loại kiểu hình có 2 tính trạng trội và 1 tính trạng lặn chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Khi có liên kết gen thì tỉ lệ kiểu hình phải được tính theo từng cụm gen có trong nhóm liên kết (Nếu tách các gen ra khỏi nhóm liên kết của nó thì sẽ không cho kết quả đúng).

- Phép lai có 2 nhóm liên kết, nhóm thứ nhất có 2 cặp gen là Aa và Bb; nhóm thứ 2 chỉ có 1 cặp gen là Dd

- Phép lai

- Cặp lai có hoán vị ở cả 2 giới với tần số 40% thì

Kiểu hình lặn có tỉ lệ = 0,3 x 0,2 = 0,06

Kiểu hình có 1 tính trạng trội A-bb = aaB- = 0,25 - 0,06 = 0,19.

Kiểu hình có 2 tính trạng trội A-B- có tỉ lệ = 0,5 + 0,06 = 0,56.

- Cặp lai Dd x dd sinh ra đời con có

Loại kiểu hình có 2 tính trạng trội và 1 tính trạng lặn gồm có

A-B-dd + A-bbD- + aaB-D-

Tỉ lệ

- Khi tìm tỉ lệ của một loại kiểu hình nào đó thì phải dựa vào tỉ lệ của các tính trạng tạo nên kiểu hình đó. - Nếu các cặp gen phân li độc lập thì tỉ lệ của một loại kiểu hình nào đó bằng tích tỉ lệ của các tính trạng có trong kiểu hình đó. - Nếu có hiện tượng liên kết gen thì tỉ lệ của một loại kiểu hình nào đó bằng tích tỉ lệ của các nhóm tính trạng (tính theo đơn vị nhóm liên kết) có trong kiểu hình đó.

Câu 11: Cho mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng, alen trội là trội hoàn toàn và khoảng cách giữa A với B là l0cM; Giữa D với E là 20cM. Tiến hành phép lai P: , thu được F₁. Biết không xảy ra đột biến

a. Theo lí thuyết, loại kiểu gen ở F₁ chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

b. Theo lí thuyết, loại kiểu hình có 4 tính trạng trội ở đời F­₁ chiếm tỉ lệ bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Khi bài toán có nhiều nhóm gen liên kết thì chúng ta xét từng nhóm liên kết. - Tỉ lệ của một loại kiểu gen bằng tích tỉ lệ của các nhóm gen liên kết. Ví dụ, tỉ lệ của kiểu gen =tích tỉ lệ của x tỉ lệ của - Tỉ lệ kiểu hình bằng tích tỉ lệ kiểu hình của các nhóm gen liên kết. Ví dụ, tỉ lệ kiểu hình A-B-D-E- cỏ tỉ lệ = tích tỉ lệ (A-B-) x tỉ lệ (D-E-).

Ở phép lai

a. Tìm tỉ lệ của kiểu gen ở F₁

- Xét nhóm liên kết

Gen A cách B 10cM tức là tần số hoán vị gen = 10% nên kiểu gen khi giảm phân sẽ tạo ra 0,45ab. Kiểu gen cho giao tử ab với tỉ lệ = 0,5

=> sẽ cho đời con có kiểu gen với tỉ lệ = 0,45 x 0,5 = 0,225

Xét nhóm liên kết ;

Gen D cách gen E 20cM tức là tần số hoán vị gen giữa D và E là 20%. Cho nên kiểu gen khi giảm phân sẽ tạo ra giao tử de với tỉ lệ = 0,1. Kiểu gen cho giao tử de với tỉ lệ = 1.

=> sẽ cho đời con có kiểu gen với tỉ lệ = 0,1 x 1 = 0,1

Ở phép lai , kiểu gen ở đời con sẽ có tỉ lệ: 0,225 x 0,1 = 0,0225

b. Tỉ lệ của loại kiểu hình có 4 tính trạng trội ở đời F₁

- Cặp lai (tần số hoán vị 10%) có kiểu hình đồng hợp lặn chiếm tỉ lệ = 0,45 x 0,5 = 0,225

=> Kiểu hình A-B- có tỉ lệ = 0,25 + 0,225 = 0,475

- Cặp lai (tần số hoán vị 20%) là lai phân tích nên có kiểu hình A-B- có tỉ lệ = 0,1 x 1 = 0,1

=> Ở F₁, loại kiểu hình có 4 tính trạng trội (A-B-D-E-) chiếm tỉ lệ: 0,475 x 0,1 = 0,0475 = 4,75%