I. Thí nghiệm của Menđen
1.1. Thí nghiệm của Menđen
Lai hai thứ đậu Hà lan thuần chủng khác nhau về hai cặp tính trạng thuần chủng tương phản:
1.2. Phân tích kết quả thí nghiệm của Menđen
=> Tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2:
9 vàng, trơn : 3 vàng, nhăn : 3 xanh, trơn : 1 xanh, nhăn = (3 vàng : 1 xanh) x (3 trơn : 1 nhăn)
1.3. Kết luận
Khi lai cặp bố mẹ khác nhau về hai cặp tính trạng thuần chủng tương phản di truyền độc lập với nhau thì F2
có tỉ lệ mỗi kiểu hình bằng tích các tỉ lệ của các tính trạng hợp thành nó.
II. Biến dị tổ hợp
– Biến dị tổ hợp: là những kiểu hình khác bố mẹ xuất hiện ở đời con do sự tổ hợp một cách ngẫu nhiên của các tính trạng.
III. Giải thích kết quả thí nghiệm
3.1. Giải thích kết quả thí nghiệm
– Menđen cho rằng:
+ Mỗi tính trạng do 1 cặp nhân tố di truyền quy định (A, a quy định màu hạt; B, b quy định vỏ hạt.).
+ Các cặp nhân tố di truyền phân li độc lập và tổ hợp tự do.
– Sơ đồ phép lai:
Sơ đồ lai: P: AABB × aabb
(hạt vàng, trơn) (hạt xanh, nhăn)
GP: AB ab
F1: AaBb (hạt vàng ,trơn)
F1 × F1: AaBb × AaBb
(hạt vàng, trơn) (hạt vàng, trơn)
GF1: AB Ab aB ab AB Ab aB ab
F2:
|
|
AB |
Ab |
aB |
ab |
|
AB |
AABB |
AABb |
AaBb |
AaBb |
|
Ab |
AaBb |
AAbb |
AaBb |
Aabb |
|
aB |
AaBb |
AaBb |
aaBB |
aaBb |
|
ab |
AaBb |
Aabb |
aaBb |
aabb |
|
Kiểu hình Tỉ lệ F2 |
||||
|
Hạt vàng, trơn |
Hạt vàng, nhăn |
Hạt xanh, trơn |
Hạt xanh, nhăn |
|
|
Tỉ lệ mỗi kiểu gen ở F2 |
1 AABB 2 AaBB 2 AABb 4 AaBb |
1 Aabb 2 Aabb |
1 aaBB 2 aaBb |
1 aabb |
|
Tỉ lệ mỗi kiểu hình ở F2 |
9 |
3 |
3 |
1 |
3.2. Nội dung quy luật phân li độc lập
Các cặp nhân tố di truyền (các cặp gen không alen) quy định các tính trạng khác nhau phân li độc lập trong quá trình hình thành giao tử.
IV. Ý nghĩa của quy luật phân li độc lập
– Về mặt lý luận: Quy luật phân ly độc lập giải thích được một trong những nguyên nhân làm xuất hiện biến dị tổ hợp (loại biến dị có vai trò quan trọng đối với việc chọn giống và tiến hóa) đó là sự phân ly độc lập và tổ hợp tự do của các cặp gen. Qua đó, giải thích được sự đa dạng của sinh giới.
– Về mặt thực tiễn: Nếu biết được các gen quy định các tính trạng nào đó phân li độc lập thì có thể dự đoán kết quả phân li kiểu hình ở đời sau. Do đó, qua lai giống con người có thể tố hợp lại các gen, tạo ra các giống mới có năng suất và phẩm chất tốt.
I. Xác định giao tử trong điều kiện các gen phân li độc lập
1.1.Phương pháp
– Một cơ thể đực hoặc cái có n cặp gen dị hợp (n≠0) giảm phân cho 2n loại giao tử.
– Trong điều kiện các cặp gen phân li độc lập (các cặp gen nằm trên các cặp NST khác nhau) thì tỉ lệ mỗi loại giao tử bằng tích tỉ lệ các alen có trong giao tử đó.
1.2.Ví dụ mẫu
Một cá thể đực có kiểu gen AaBbDd. Cơ thể này giảm phân bình thường sẽ cho bao nhiêu loại giao tử? Tỉ lệ mỗi loại giao tử?
Hướng dẫn giải
– Xác định số loại giao tử:
Kiểu gen AaBbDd có 3 cặp gen dị hợp => Áp dụng công thức tính số loại giao tử, cơ thể đực mang kiểu gen này giảm phân bình thường sẽ cho số loại giao tử là:23 = 8 (loại)
– Xác định tỉ lệ từng loại giao tử:
+ Xét từng cặp gen:
Aa tạo ra 2 loại giao tử A = a = ½
Bb tạo ra 2 loại giao tử B = b = ½
Dd tạo ra 2 loại giao tử D = d = ½
=> Vậy 8 loại ra tử được tạo ra có tỉ lệ bằng nhau và bằng = 1/8
II. Xác định số tổ hợp giao tử, số loại kiểu gen và số loại kiểu hình trong điều kiện các gen phân li độc lập
2.1.Phương pháp
Trong điều kiện các cặp gen phân li độc lập thì ở đời con:
– Số tổ hợp giao tử = Số loại giao tử ♂ × Số loại giao tử ♀
– Số loại kiểu gen = tích số loại kiểu gen của từng cặp gen
– Số loại kiểu hình = tích số loại kiểu hình của từng cặp tính trạng.
2.2.Ví dụ mẫu
Cho phép lai ♂AaBbDDEe × ♀AabbDdEe.
Biết một gen quy định một tính trạng, các tính trạng trội là hoàn toàn.
a) Ở đời con có bao nhiêu tổ hợp giao tử (số tổ hợp tử)?
b) Ở đời con có bao nhiêu loại kiểu gen?
c) Ở đời con có bao nhiêu loại kiểu hình?
Hướng dẫn giải
– Xác định số loại giao tử của cơ thể đực và cơ thể cái:
Áp dụng công thức tính số loại giao tử trong điều kiện các gen phân li độc lập:
+ Cơ thể đực có kiểu gen AaBbDDEe có 3 cặp gen dị hợp nên cơ thể đực sẽ tạo ra số loại giao tử đực là: 23 = 8 (loại)
+ Cơ thể cái có kiểu gen AabbDdEe có 3 cặp gen dị hợp nên cơ thể cái cũng tạo ra số loại giao tử là: 23 = 8 (loại)
a) Áp dụng công thức tính số kiểu tổ hợp giao tử trong điều kiện các gen phân li độc lập => Ở đời con của phép lai trên có số tổ hợp giao tử là: 8 × 8 = 64
b) Phép lai: ♂AaBbDDEe × ♀AabbDdEe
– Xét số loại kiểu gen của từng cặp gen
Aa × Aa → 3 loại kiểu gen
Bb × bb → 2 loại kiểu gen
DD × Dd → 2 loại kiểu gen
Ee × Ee → 3 loại kiểu gen
– Áp dụng công thức tính số loại kiểu gen ở đời con trong điều kiện các gen phân li độc lập => Ở đời con của phép lai trên có số loại kiểu gen là: 3. 2 .2 .3 = 36 kiểu gen.
c) Phép lai: ♂AaBbDDEe × ♀AabbDdEe
– Xét số loại kiểu hình của từng cặp gen:
Vì mỗi gen quy đinh một tính trạng và các gen trội là trội hoàn toàn nên:
Aa × Aa → 2 loại kiểu gen
Bb × bb → 2 loại kiểu gen
DD × Dd → 1 loại kiểu gen
Ee × Ee → 2 loại kiểu gen
– Áp dụng công thức tính số loại kiểu hình ở đời con trong điều kiện các gen phân li độc lập
=> Ở đời con của phép lai trên có số loại hợp kiểu hình là: 2. 2 .1. 2 = 8 kiểu hình.
III. Xác định tỉ lệ phân li kiểu hình, kiểu gen ở đời con
3.1.Phương pháp
Trong điều kiện phân li độc lập thì ở đời con:
– Tỉ lệ phân li kiểu hình = tích tỉ lệ kiểu hình của các tính trạng
– Tỉ lệ phân li kiểu gen = tích tỉ lệ kiểu gen của từng tính trạng.
– Tỉ lệ một kiểu hình = tích tỉ lệ của các cặp tính trạng có trong kiểu hình đó.
3.2.Ví dụ mẫu
Cho phép lai ♂AaBbDDEe × ♀AabbDdEe. Biết một gen quy định một tính trạng, các tính trạng trội là hoàn toàn.
a) Xác định tỉ lệ phân li kiểu gen, kiểu hình F1?
b) Ở đời F1, loại kiểu hình có 3 tính trạng trội chiếm tỉ lệ bao nhiêu?
c) Ở đời con loại cá thể chỉ có 6 alen lặn chiếm tỉ lệ bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
a) – Xác định tỉ lệ phân li kiểu hình ở F1:
+ Do mỗi gen quy định một tính trạng và các tính trạng trội là trội hoàn toàn nên:
Aa × Aa → 3/4 trội : 1/4 lặn
Bb × bb → 1/2 trội : 1/2 lặn
DD × Dd → 100% trội
Ee × Ee → 3/4 trội : 1/4 lặn
+ Áp dụng công thức tính tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con trong trường hợp các gen phân li độc lập => Tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con của phép lai trên là:
(3 : 1) × (1 : 1) × 1 × (3 : 1) = 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 3 : 1 : 1
– Xác định tỉ lệ phân li kiểu gen ở F1:
+ Ta có:
Aa × Aa → 1/4AA : 2/4Aa : 1/4aa
Bb × bb → 1/2Bb : 1/2bb
DD × Dd → 1/2DD : 1/2Dd
Ee × Ee → 1/4EE : 2/4Ee : 1/4ee
+ Áp dụng công thức tính tỉ lệ phân li kiểu gen ở đời con trong trường hợp các gen phân li độc lập => Tỉ lệ phân li kiểu gen ở đời con của phép lai trên là:
(1 : 2 : 1) ×(1 : 1) × (1 : 1) × (1 : 2 : 1)
= 4:4:4:4:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1
b) Xác suất xuất hiện kiểu hình chỉ chứa 1 tính trạng lặn về gen A ở đời con là:
1/4×1/2×1×3/4=3/32
Xác suất xuất hiện kiểu hình chỉ chứa 1 tính trạng lặn về gen B ở đời con là:
3/4×1/2×1×3/4=9/32
Xác suất xuất hiện kiểu hình chỉ chứa 1 tính trạng lặn về gen D ở đời con là:
3/4×1/2×1×1/4=3/32
=> Ở đời F1, loại kiểu hình có 3 tính trạng trội chiếm tỉ lệ là:
3/32+9/32+3/32=15/32
c) Aa x Aa → 1/4AA : 2/4Aa : 1/4aa
Bb x bb → 1/2Bb : 1/2bb
DD x Dd → 1/2DD : 1/2Dd
Ee x Ee → 1/4EE : 2/4Ee : 1/4ee
Cá thể có 6 alen lặn có thể mang các kiểu gen là: aabbDDee, aabbDdEe, AabbDdee hoặc aaBbDdee.
=> Ở đời con loại cá thể chỉ có 6 alen lặn chiếm tỉ lệ là:
1/4×1/2×1/2×1/4+1/4×1/2×1/2×2/4+2/4×1/2×1/2×1/4+1/4×1/2×1/2×1/4=3/32
IV. Nhận dạng quy luật di truyền phân li độc lập
4.1.Phương pháp
Nếu đề bài cho một trong các điều kiện sau:
– Mỗi gen quy định một tính trạng, các gen nằm trên các cặp NST khác nhau.
– Nếu cho tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình của đời con mà
+ Tỉ lệ kiểu hình = tích tỉ lệ kiểu hình của các tính trạng.
+ Tỉ lệ kiểu gen = tích tỉ lệ kiểu gen của từng tính trạng.
=> Có thể khẳng định các tính trạng trong bài toán di truyền theo quy luật phân li độc lập.
4.2.Ví dụ mẫu
Cho biết mỗi tính trạng do một cặp gen quy định. Cho cây thân cao màu đỏ giao phấn với cây thân thấp màu trắng được F1 có 100% cây thân cao màu đỏ. Cho F1 tự thụ phấn đời F2 có tỉ lệ 56,25% cây thân cao hoa đỏ; 18,75% cây thân cao, hoa trắng; 18,75% cây thân thấp hoa đỏ; 6,25% cây thân thấp hoa trắng. Xác định quy luật di truyền chi phối phép lai?
Hướng dẫn giải
– F2 có tỉ lệ kiểu hình là:
9 thân cao, hoa đỏ : 3 thân cao, hoa trắng : 3 thân thấp, hoa đỏ : 1 thân thấp, hoa trắng
– Xét riêng từng tính trạng:
Thân cao / thân thấp = (9 + 3) / (3 + 1) = 3/1
Hoa đỏ / hoa trắng = (9 + 3) / (3 + 1) = 3/1
– Tích chung hai loại kiểu hình:
(thân cao : thân thấp) x (hoa đỏ : hoa trắng) = (3 : 1) x (3 : 1) = 9 : 3 : 3 : 1 => phù hợp với tỉ lệ kiểu hình của bài ra.
=> Bài toán tuân theo quy luật di truyền phân li độc lập.
V. Xác định kiểu gen, kiểu hình của P khi biết kiểu hình của đời con
5.1.Phương pháp
– Bước 1: Nhận diện quy luật di truyền chi phối (sử dụng các dấu hiện nhận biết ở mục d)
– Bước 2: Sử dụng các dữ kiện về tỉ lệ kiểu gen hoặc tỉ lệ kiểu hình ở đời con mà đề bài cung cấp để xác định kiểu gen, kiểu hình của P.
5.2.Ví dụ mẫu
Ở lúa A_thân cao; a_thân thấp, B_ hạt tròn; b_hạt dài; D_chín sớm; d_chín muộn. Tính trạng trội là trội hoàn toàn. Các gen nằm trên các NST thường khác nhau. Bố mẹ có kiểu gen và kiểu hình như thế nào nếu F1 có tỉ lệ phân tỉ kiểu hình: 27: 9: 9: 9 : 3: 3: 3: 1?
Hướng dẫn giải
– Bước 1: Mỗi gen quy định một tính trạng, các gen nằm trên các NST thường khác nhau => Các tính trạng di truyền tuân theo quy luật di truyền phân li độc lập.
– Bước 2: Các tính trạng là trội hoàn toàn nên F1 có tỉ lệ kiểu hình: 27: 9: 9: 9 : 3: 3: 3: 1 = (3 : 1).(3 : 1).(3 : 1)
=> P dị hợp cả 3 cặp gen ở cả 2 bên bố và mẹ. => Kiểu gen của P là: AaBbDd × AaBbDd