Bài học

Trội không hoàn toàn, đồng trội và gene đa allele

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em phân biệt được trội không hoàn toàn, đồng trội và trường hợp một gene có nhiều allele; giải thích được vì sao ba kiểu di truyền này không cho tỉ lệ 3 : 1 quen thuộc, và xác định được kiểu gene của bố mẹ từ nhóm máu hệ ABO của con.

Kiến thức nền cần nhớ

Bài trước vừa nhắc lại quy luật phân li với giả thiết gene trội hoàn toàn — kiểu gene Aa biểu hiện giống hệt AA (same-grade bridge). Bài này xét ba trường hợp mà giả thiết đó không còn đúng, mỗi trường hợp lệch khỏi tỉ lệ 3 : 1 theo một cách riêng.

Vì sao hoa mõm chó lai ra màu hồng

Lai hoa mõm chó đỏ thuần chủng với hoa mõm chó trắng thuần chủng, đời F1 không hề có cây nào ra hoa đỏ hay hoa trắng — toàn bộ ra hoa hồng. Màu hồng này không phải một đột biến mới xuất hiện; câu hỏi đặt ra là kiểu gene Aa lúc này biểu hiện kiểu hình như thế nào, nếu không phải trội hoàn toàn.

Trội không hoàn toàn

Ở trội không hoàn toàn, kiểu gene dị hợp Aa không biểu hiện giống AA cũng không giống aa, mà cho một kiểu hình trung gian — thường do lượng sản phẩm gene (ví dụ sắc tố) ở thể dị hợp chỉ bằng một nửa so với thể đồng hợp trội. Vì không có allele nào che khuất allele kia, mỗi kiểu gene tương ứng với đúng một kiểu hình riêng — ba kiểu gene AA, Aa, aa cho ba kiểu hình phân biệt.

Ví dụ

Từ hoa đỏ và hoa trắng đến tỉ lệ 1:2:1 ở F2

1
Ở hoa mõm chó, allele A quy định sắc tố đỏ, allele a quy định không có sắc tố (trắng); kiểu gene Aa cho hoa hồng do trội không hoàn toàn. Lai P thuần chủng hoa đỏ (AA) với hoa trắng (aa), thu F1, rồi cho F1 tự thụ phấn thu F2. Xác định kiểu hình ở F1 và F2.
2
giả thiết trội không hoàn toàn ở cặp gene này, các gene phân li độc lập, không có đột biến.
3
P: AA (đỏ) × aa (trắng). Mỗi bên P thuần chủng chỉ cho một loại giao tử — bên đỏ cho giao tử A, bên trắng cho giao tử a.
4
Tổ hợp giao tử A và a cho 100% F1 mang kiểu gene Aa. Vì trội không hoàn toàn, Aa biểu hiện hoa hồng — không giống bố cũng không giống mẹ (1).
5
Cho F1 tự thụ phấn: Aa × Aa cho kiểu gene 1AA : 2Aa : 1aa, đúng theo quy luật phân li đã học ở bài trước (2). Từ (1) và (2), vì trội không hoàn toàn nên mỗi kiểu gene biểu hiện một kiểu hình riêng, không có nhóm nào gộp lại.
6
Vậy F1 đồng loạt hoa hồng, còn F2 phân li kiểu hình theo tỉ lệ 1 đỏ : 2 hồng : 1 trắng — trùng với tỉ lệ kiểu gene 1 : 2 : 1, khác hẳn tỉ lệ 3 : 1 của trội hoàn toàn.

Bước 1: Thế hệ P — hai dòng thuần chủng khác kiểu hình.

Bước 2: Thế hệ F1 — 100% cá thể mang kiểu hình trung gian hoa hồng.

Bước 3: Thế hệ F2 — kết quả phân li 1:2:1, ba kiểu hình phân biệt ứng đúng ba kiểu gene.

Đồng trội

Ở đồng trội, hai allele cùng biểu hiện đầy đủ và đồng thời ở thể dị hợp — không trộn lẫn thành kiểu hình trung gian như trội không hoàn toàn, mà cả hai đặc điểm cùng xuất hiện. Ví dụ kinh điển là hệ nhóm máu MN ở người, do cặp allele $L^M$ và $L^N$ quy định: kiểu gene $L^ML^M$ cho nhóm máu M, $L^NL^N$ cho nhóm máu N, còn $L^ML^N$ cho nhóm máu MN — hồng cầu mang đồng thời cả hai loại kháng nguyên M và N, không phải một loại kháng nguyên lai giữa M và N.

Ví dụ

Tỉ lệ nhóm máu MN ở đời con

1
Lai hai người đều có nhóm máu MN (kiểu gene $L^ML^N$ ) với nhau. Xác định tỉ lệ nhóm máu ở đời con.
Lai hai người đều có nhóm máu MN (kiểu gene $L^ML^N$) với nhau. Xác định tỉ lệ nhóm máu ở đời con.
2
giả thiết không có đột biến, các allele đồng trội biểu hiện đầy đủ.
3
$L^ML^N \times L^ML^N$ về cơ chế phân li giao tử hoàn toàn giống Aa × Aa đã học, cho kiểu gene 1 $L^ML^M$ : 2 $L^ML^N$ : 1 $L^NL^N$ — chỉ khác là không có allele nào che khuất allele kia.
$L^ML^N \times L^ML^N$ về cơ chế phân li giao tử hoàn toàn giống Aa × Aa đã học, cho kiểu gene 1 $L^ML^M$ : 2 $L^ML^N$ : 1 $L^NL^N$ — chỉ khác là không có allele nào che khuất allele kia.
4
Vậy đời con có tỉ lệ 1 nhóm máu M : 2 nhóm máu MN : 1 nhóm máu N.

Gene đa allele — hệ nhóm máu ABO

Một gene có thể tồn tại nhiều hơn hai allele trong quần thể, dù mỗi cá thể lưỡng bội vẫn chỉ mang đúng hai allele của gene đó. Hệ nhóm máu ABO ở người là ví dụ chuẩn: gene I có ba allele $I^A$ , $I^B$ , $I^O$ , trong đó $I^A$ và $I^B$ đồng trội với nhau, còn cả hai đều trội hoàn toàn so với $I^O$ .

Một gene có thể tồn tại nhiều hơn hai allele trong quần thể, dù mỗi cá thể lưỡng bội vẫn chỉ mang đúng hai allele của gene đó. Hệ nhóm máu ABO ở người là ví dụ chuẩn: gene I có ba allele $I^A$, $I^B$, $I^O$, trong đó $I^A$ và $I^B$ đồng trội với nhau, còn cả hai đều trội hoàn toàn so với $I^O$.

Quan hệ kiểu gene — kiểu hình của hệ ABO tóm tắt như sau:

Kiểu gene	Nhóm máu
$I^AI^A$ hoặc $I^AI^O$	A
$I^BI^B$ hoặc $I^BI^O$	B
$I^AI^B$	AB
$I^OI^O$	O

Quan hệ kiểu gene — kiểu hình của hệ ABO tóm tắt như sau: | Kiểu gene | Nhóm máu | |---|---| | $I^AI^A$ hoặc $I^AI^O$ | A | | $I^BI^B$ hoặc $I^BI^O$ | B | | $I^AI^B$ | AB | | $I^OI^O$ | O |

Ví dụ

Xác định kiểu gene bố mẹ từ nhóm máu con

1
Một cặp vợ chồng: người mẹ có nhóm máu A, người bố có nhóm máu B. Họ sinh một người con có nhóm máu O. Xác định kiểu gene có thể có của bố và mẹ.
2
giả thiết hệ ABO do gene đa allele $I^A$ , $I^B$ , $I^O$ quy định như trên, không có đột biến.
giả thiết hệ ABO do gene đa allele $I^A$, $I^B$, $I^O$ quy định như trên, không có đột biến.
3
Con nhóm O có kiểu gene $I^OI^O$ , tức nhận một allele $I^O$ từ mỗi bên bố mẹ (1).
Con nhóm O có kiểu gene $I^OI^O$, tức nhận một allele $I^O$ từ mỗi bên bố mẹ (1).
4
Từ (1), mẹ phải mang allele $I^O$ để truyền cho con — nếu mẹ có kiểu gene $I^AI^A$ thì không có allele $I^O$ nào để truyền. Suy ra kiểu gene của mẹ là $I^AI^O$ (2).
Từ (1), mẹ phải mang allele $I^O$ để truyền cho con — nếu mẹ có kiểu gene $I^AI^A$ thì không có allele $I^O$ nào để truyền. Suy ra kiểu gene của mẹ là $I^AI^O$ (2).
5
Lập luận tương tự (1), bố cũng phải mang allele $I^O$ , nên kiểu gene của bố là $I^BI^O$ (3).
Lập luận tương tự (1), bố cũng phải mang allele $I^O$, nên kiểu gene của bố là $I^BI^O$ (3).
6
Vậy kiểu gene của mẹ là $I^AI^O$ và của bố là $I^BI^O$ .
Vậy kiểu gene của mẹ là $I^AI^O$ và của bố là $I^BI^O$.

Ví dụ

Dự đoán các nhóm máu có thể có ở đời con

1
Từ kết quả trên, bố mẹ có kiểu gene $I^AI^O$ (mẹ) và $I^BI^O$ (bố). Những đứa con tiếp theo của cặp vợ chồng này có thể mang những nhóm máu nào, với tỉ lệ ra sao.
Từ kết quả trên, bố mẹ có kiểu gene $I^AI^O$ (mẹ) và $I^BI^O$ (bố). Những đứa con tiếp theo của cặp vợ chồng này có thể mang những nhóm máu nào, với tỉ lệ ra sao.
2
Mẹ cho hai loại giao tử $I^A$ và $I^O$ với tỉ lệ ngang nhau; bố cho hai loại giao tử $I^B$ và $I^O$ với tỉ lệ ngang nhau (1).
Mẹ cho hai loại giao tử $I^A$ và $I^O$ với tỉ lệ ngang nhau; bố cho hai loại giao tử $I^B$ và $I^O$ với tỉ lệ ngang nhau (1).
3
Từ (1), tổ hợp ngẫu nhiên cho 4 kiểu gene có khả năng như nhau: $I^AI^B$ (nhóm AB), $I^AI^O$ (nhóm A), $I^OI^B$ (nhóm B), $I^OI^O$ (nhóm O), mỗi loại chiếm $\frac{1}{4}$ .
Từ (1), tổ hợp ngẫu nhiên cho 4 kiểu gene có khả năng như nhau: $I^AI^B$ (nhóm AB), $I^AI^O$ (nhóm A), $I^OI^B$ (nhóm B), $I^OI^O$ (nhóm O), mỗi loại chiếm $\frac{1}{4}$.
4
Vậy con của cặp vợ chồng này có thể mang đủ cả bốn nhóm máu A, B, AB, O, với tỉ lệ 1 : 1 : 1 : 1 — khác hẳn kiểu bố mẹ chỉ mang nhóm A và nhóm B.

Bẫy thường gặp

Học sinh hay nhầm trội không hoàn toàn với đồng trội vì cả hai đều không cho tỉ lệ 3 : 1. Trội không hoàn toàn tạo ra một kiểu hình TRUNG GIAN mới (ví dụ hoa hồng — không đỏ, không trắng). Đồng trội KHÔNG tạo kiểu hình trung gian mà biểu hiện ĐỒNG THỜI cả hai đặc điểm của cả hai allele (ví dụ nhóm máu MN mang cả kháng nguyên M lẫn kháng nguyên N, chứ không phải một kháng nguyên lai giữa M và N).

Xếp đúng đặc điểm vào từng nhóm hiện tượng di truyền.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Tóm tắt

Ba hiện tượng của bài này đều KHÔNG cho tỉ lệ 3 : 1, nhưng vì ba lí do khác nhau: trội không hoàn toàn cho kiểu hình trung gian mới (tỉ lệ 1:2:1); đồng trội biểu hiện cả hai đặc điểm cùng lúc (cũng tỉ lệ 1:2:1 nhưng không có kiểu hình trung gian); gene đa allele mở rộng số kiểu gene có thể có trong quần thể lên nhiều hơn ba.

Bài sau sẽ xét điều gì xảy ra khi HAI cặp gene khác nhau cùng ảnh hưởng đến MỘT tính trạng duy nhất — lúc đó tỉ lệ 9:3:3:1 quen thuộc cũng biến dạng, nhưng theo một cách khác hẳn ba hiện tượng vừa học.