BÀI 38: QUY LUẬT DI TRUYỀN CỦA MENDEL

A - MỤC TIÊU BÀI HỌC

- Nêu được ý tưởng của Mendel là cơ sở cho những nghiên cứu về nhân tố di truyền (gene).

- Dựa vào thí nghiệm lai một cặp tính trạng, nêu được các thuật ngữ trong nghiên cứu các quy luật di truyền.

- Phân biệt, sử dụng được một số kí hiệu trong nghiên cứu di truyền học.

- Phát biểu được quy luật phân li độc lập; giải thích được kết quả thí nghiệm lai một cặp tính trạng, hai cặp tính trạng theo Mendel.

- Trình bày được thí nghiệm lai phân tích. Nêu được vai trò của phép lai phân tích.

- Trình bày được cơ chế biến dị tổ hợp thông qua sơ đồ đơn giản về quá trình giảm phân và thụ tinh.

B - NHỮNG KIẾN THỨC CẦN GHI NHỚ

I. Ý TƯỞNG NGHIÊN CỨU CỦA MENDEL

- Gregor Johann Mendel (1822 – 1884) là người đầu tiên phát hiện ra quy luật di truyền khi nghiên cứu sự di truyền các tính trạng của cây đậu hà lan.

- Ý tưởng nghiên cứu:

+ Mendel tạo dòng thuần (tự thụ phấn qua nhiều thế hệ).

+ Tiến hành lai cặp bố mẹ có tính trạng tương phản.

+ Theo dõi con lai qua các thế hệ F₁, F₂, F₃,... để rút ra kết luận. 

- Mendel đưa ra giả thuyết các tính trạng do “nhân tố di truyền” quy định (sau này gọi là gene).

→ Cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo về gene.

II. PHÉP LAI MỘT CẶP TÍNH TRẠNG

Thí nghiệm lai một cặp tính trạng

-  Thí nghiệm:

+ Cho P thuần chủng cây hoa màu tím lai với cây hoa màu trắng thu được F₁ 100% cây hoa màu tím;

+ Cho F₁ tự thụ phấn được cá thể F₂ có tỉ lệ kiểu hình 3 hoa màu tím : 1 hoa màu trắng.

+ Tỉ lệ này cũng xuất hiện ở 6 cặp tính trạng tương phản còn lại.

- Sơ đồ tóm tắt phép lai một cặp tính trạng:

P:     AA (hoa màu tím) × aa (hoa màu trắng)

G:                A                                 a

F₁:                         Aa (hoa màu tím)

F₁ × F₁:       Aa               ×              Aa

G_F1:            A, a                             A, a

F₂:             1 AA          2 Aa          1 aa

Tỉ lệ kiểu gene: 1 AA : 2 Aa : 1 aa.

Tỉ lệ kiểu hình: 3 hoa màu tím : 1 hoa màu trắng.

- Giải thích kết quả phép lai theo Mendel:

+ Các nhân tố di truyền quy định các kiểu hình của tính trạng màu hoa, tính trạng hoa tím trội hơn so với tính trạng hoa trắng.

+ Ở F₁, nhân tố di truyền quy định hoa màu trắng không được biểu hiện nhưng tồn tại song song với nhân tố di truyền quy định tính trạng hoa màu tím; các nhân tố phân li vào giao tử và tổ hợp trong quá trình thụ tinh cho tỉ lệ 3 trội : 1 lặn ở F₂.

- Cơ sở tế bào học: 

+ Hai allele quy định một tính trạng nằm trên cặp nhiễm sắc thể tương đồng phân li trong quá trình giảm phân tạo giao tử. 

+ Qua quá trình thụ tinh, các giao tử kết hợp ngẫu nhiên hình thành các tổ hợp lai.

→ Nội dung quy luật phân li: Hai nhân tố di truyền quy định một tính trạng phân li nhau (tách rời) trong quá trình hình thành giao tử và đi về các giao tử khác nhau.

Phép lai phân tích

Phép lai 1: Nếu kết quả F₁ 100% hoa màu tím thì cây hoa tím có kiểu gene AA

P:                  AA      ×     aa

G:              Ⓐ  Ⓐ         ⓐ ⓐ

F₁:                       100% Aa

Phép lai 2: Nếu kết quả F₁ phân tính theo tỉ lệ 50% hoa màu tím : 50% hoa màu trắng thì cây hoa tím có kiểu gene Aa

P:                  Aa      ×     aa

G:             Ⓐ  ⓐ         ⓐ ⓐ

F₁:                 1Aa     :   1aa

→  Phép lai phân tích là phép lai giữa cá thể mang tính trạng trội chưa biết kiểu gene với cá thể mang tính trạng lặn.

- Vai trò: xác định kiểu gene của cá thể mang tính trạng trội.

II. PHÉP LAI MỘT CẶP TÍNH TRẠNG

- Thí nghiệm:

+ Mendel cho lai hai cây thuần chủng khác nhau về hai cặp tính trạng tương phản: cây hạt vàng, trơn lai với cây hạt xanh, nhăn cho kết quả F₁ 100% cá thể có kiểu hình hạt vàng, trơn.

+ F₁ tự thụ phấn cho thế hệ F₂ gồm 16 tổ hợp và 4 loại kiểu hình.

* Tỉ lệ kiểu hình: 9 vàng, trơn : 3 vàng, nhăn : 3 xanh, trơn :  1 xanh nhăn.

* Tỉ lệ từng cặp tính trạng: 3 vàng : 1 xanh và 3 trơn : 1 nhăn.

- Giải thích kết quả lai theo Mendel: 

+ Tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1 là tích tỉ lệ riêng rẽ của 2 cặp tính trạng tương phản (3 : 1) (3 : 1).

→ Màu sắc hạt và hình dạng hạt di truyền độc lập. 

+ Các cặp nhân tố di truyền đã phân li độc lập trong quá trình phát sinh giao tử và tổ hợp ngẫu nhiên trong quá trình thụ tinh.

→ Nội dung quy luật phân li độc lập: Các cặp nhân tố di truyền đã phân li độc lập trong quá trình phát sinh giao tử.

- Cơ sở tế bào học:

+ Quá trình giảm phân kết hợp với quá trình thụ tinh sẽ tạo ra biến dị tổ hợp.

+ F₁ có kiểu gene AaBb qua quá trình giảm phân (sự phân li độc lập của các nhiễm sắc thể ở kì giữa và kì sau giảm phân I) sẽ tạo ra 4 loại giao tử khác nhau (AB, Ab, aB, ab).

+ Sự tổ hợp ngẫu nhiên các giao tử ở giới đực và giới cái sẽ tạo được 16 tổ hợp giao tử, 9 loại kiểu gene, 4 loại kiểu hình. Trong đó, kiểu hình A–bb (hạt vàng, nhăn) và aaB– (hạt xanh, trơn) là biến dị tổ hợp.