Tổng hợp Một số công thức Đột biến số lượng nhiễm sắc thể Sinh học 12

BÀI TẬP VỀ ĐỘT BIẾN SỐ LƯỢNG NHIỄM SẮC THỂ

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:

Một cơ thể lưỡng bội (bộ NST 2n) có x tế bào sinh tinh tiến hành giảm phân tạo giao tử. Nếu trong quá trình giảm phân, có y tế bào có 1 cặp NST không phân li trong giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường thì sẽ sinh ra 3 loại giao tử: - Loại giao tử không đột biến (có bộ NST n) chiếm tỉ lệ \(= 1 - \frac{y}{x}\) - Loại giao tử đột biến thừa 1 NST (giao tử n+1) chiếm tỉ lệ \(\frac{y}{{2x}}\) - Loại giao tử đột biến thiếu 1 NST (giao tử n-1) chiếm tỉ lệ \(\frac{y}{{2x}}\)

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 \(= \frac{y}{x}\)

- Tỉ lệ giao từ đột biến \(= \frac{y}{x}\) thì tỉ lệ giao tử không đột biến \(= 1 - \frac{y}{x}\)

- 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 \(\frac{y}{{2x}}\)

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 

\(= 1 - \frac{y}{x} = 1 - \frac{{40}}{{4000}} = 0,99\)

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 

\(= \frac{y}{{2x}} = \frac{{40}}{{8000}} = 0,005 = 0,5\)

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

\(= \frac{y}{{2x}} = \frac{{40}}{{8000}} = 0,005 = 0,5\)

Bài tập 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 

\(= 1 - \frac{y}{x} = 1 - \frac{{40}}{{500}} = 0,92\)

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

\(= \frac{y}{{2x}} = \frac{{40}}{{1000}} = 0,04\)

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

\(= \frac{y}{{2x}} = \frac{{40}}{{1000}} = 0,04\)

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:

Trong trường hợp cơ thể tử bội giảm phân chỉ sinh ra giao tử lưỡng bội thì phép lai giữa hai cơ thể tứ bội sẽ sinh ra đời con có số loại kiểu gen = tổng số loại giao tử của hai giới - 1

Vận dụng tính:

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

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

Công thức giải nhanh:

- Nếu tự thụ phấn thì phải căn cứ vào kiểu gen của bổ mẹ để tìm tỉ lệ kiểu hình lặn ở đời con. Tỉ lệ kiểu hình lặn của đời con = tổng tỉ lệ các kiểu hình lặn do các cơ thể tự thụ phấn sinh ra. - Nếu P giao phấn ngẫu nhiên thì căn cứ vào tỉ lệ của giao tử không mang alen trội để tìm tỉ lệ kiểu hình lặn ở đòi con. Tỉ lệ kiểu hình lặn = bình phưoug tỉ lệ không mang alen trội.

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

F₁ có kiểu gen \(\frac{1}{{16}}AAaa,\frac{4}{{16}}Aaaa,\frac{1}{{16}}aaaa\)

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 = 1/36

4/6Aaaa sẽ cho giao tử aa = 2/6

l/6aaaa sẽ cho giao tử aa = 1/6

--> Thế hệ F₁ sẽ cho giao tử aa với tỉ lệ \(= \frac{1}{{36}} + \frac{2}{6} + \frac{1}{6} = \frac{{19}}{{36}}\)

--> Ở đời F₂, kiểu hình lặn (aaaa) chiếm tỉ lệ \(= {\left( {\frac{{19}}{{36}}} \right)^2} = \frac{{361}}{{1296}}\)

--> 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 \(\frac{1}{6}AAaa,\frac{4}{6}Aaaa,\frac{1}{6}aaaa\)

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

\(\frac{1}{6}AAaa\) tự thụ phấn sẽ cho đời con có kiểu hình đồng hợp lặn (aaaa) \(= \frac{1}{6}.\frac{1}{{36}} = \frac{1}{{216}}\)

\(\frac{4}{6}Aaaa\) tự thu phân sẽ cho đời con có kiểu hình đồng hợp lặn (aaaa) \(= \frac{4}{6}.\frac{1}{4} = \frac{1}{6}\)

\(\frac{1}{6}aaaa\) tự thu phân sẽ cho đời con có kiểu hình đồng hợp lặn (aaaa) = 1/6

--> Ở đời F₂, kiểu hình lặn (aaaa) chiếm tỉ lệ \(= \frac{1}{{216}} + \frac{1}{6} + \frac{1}{6} = \frac{{73}}{{216}}\)

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

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

Công thức giải nhanh:

- Quá trình sử dụng tác nhân để gây đột biến không bao giờ đạt 100%. Có nghĩa là, sau khi sử dụng tác nhân thì sẽ thu được các cá thể đột biến và các cá thể không đột biến. - Ở thế hệ P có n loại kiểu gen khác nhau. Nếu P giao phấn ngẫu nhiên thì sẽ có số sơ đồ lai \(= n + C_n^2 = \frac{{n{\mkern 1mu} x{\mkern 1mu} \left( {n + 1} \right)}}{2}\)

- 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 \( = C_n^2\)

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 --> 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 --> 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

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

Công thức giải nhanh:

Quá trình sử dụng tác nhân để gây đột biến không bao giờ đạt 100%. Có nghĩa là, sau khỉ sử dụng tác nhân thì sẽ thu được các giao tử đột biến và các giao tử không đột biến.

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

	A	AA
a	Aa	AAa
aa	Aaa	AAaa

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 \(= \frac{{4{\mkern 1mu} x{\mkern 1mu} \left( {4 + 1} \right)}}{2} = 10\) 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.

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 \({A_1}{A_2}{A_3}{A_3}\) sinh ra 4 loại giao tử là \(1{A_1}{A_2}:2{A_1}{A_3}:2{A_2}{A_3}:1{A_3}{A_3}\)

Cơ thể \({A_2}{A_2}{A_3}{A_3}\) sinh ra 3 loại giao tử là \(1{A_2}{A_2}:4{A_2}{A_3}:1{A_3}{A_3}\)

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 \( = \frac{1}{6}x\frac{1}{6} = \frac{1}{{36}}\)

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 = 1/2x1=1/2

--> Kiểu hình hoa vàng=1/2−1/36=17/36

- Kiểu hình hoa đỏ có tỉ lệ = 1 - tỉ lệ kiểu hình hoa vàng - tỉ lệ kiểu hình hoa trắng =1−1/2=1/2

Bài tập 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 \({A_1}{A_2}{A_4}{A_4}x{A_1}{A_3}{A_4}{A_4}\)

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 \({A_1}{A_2}{A_4}{A_4}\) sinh ra 4 loại giao tử là: \(1{A_1}{A_2}:2{A_1}{A_4}:2{A_2}{A_4}:1{A_4}{A_4}\)

Cơ thể \({A_1}{A_3}{A_4}{A_4}\) sinh ra 4 loại giao tử là: \(1{A_1}{A_3}:2{A_1}{A_4}:2{A_3}{A_4}:1{A_4}{A_4}\) 

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 =1/6 x 1/6 = 1/36

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 = 1/6 x ½ = 1/12

--> Kiểu hình hoa hồng=1/12 – 1/36 = 2/36 = 1/18

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 = ½ x ½ = 1/4

--> Kiểu hình hoa vàng = ¼ − 1/12 = 2/12 = 1/6

- Kiểu hình hoa đỏ có tỉ lệ = 1 - tỉ lệ kiểu hình hoa vàng - kiểu hình hoa hồng – kiểu hình hoa trắng = 1 – ¼ = 3/4