Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền – Sinh Học Lớp 12
Bài 8: Quy Luật Menđen: Quy Luật Phân Li
Nội dung Bài 8: Quy Luật Menđen: Quy Luật Phân Li thuộc Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền môn Sinh Học Lớp 12. Các bạn phải giải thích được tại sao Menđen lại thành công trong việc phát hiện ra các quy luật di truyền? Rèn luyện kỹ năng suy luận lôgic và khả năng vận dụng kiến thức toán học trong việc giải quyết vấn đề của sinh học. Mời các bạn theo dõi ngay dưới đây.
– Quy luật phân li của Menđen có thể được diễn đạt bằng các thuật ngữ di truyền học hiện đại như sau: Mỗi tính trạng đều do một cặp alen quy định, một có nguồn gốc từ bố, một có nguồn gốc từ mẹ và các alen tồn tại trong tế bào của cơ thể một cách riêng rẽ, không pha trộn vào nhau. Khi giảm phân, các alen cùng cặp phân li đồng đều về các giao tử, 50% giao tử chứa alen này, 50% giao tử chứa alen kia.HocTapHay.Com
I. Phương Pháp Nghiên Cứu Di Truyền Học Của Menđen
Câu hỏi 1 bài 8 trang 33 SGK sinh học lớp 12: Tại sao chỉ bằng việc phân tích kết quả của các phép lai, Menđen lại có thể biết được bên trong tế bào của cơ thể, mỗi cặp nhân tố di truyền quy định một tính trạng và trong mỗi giao tử lại chỉ có một nhân tố di truyền?
Giải:
Ông cho giao phấn cặp P thuần chủng khác nhau về 1 cặp tính trạng (hoa đỏ, hoa trắng) thu được \(\)\(F_1\), khi cho \(F_1\) tự thụ phấn cho đời \(F_2\) phân ly 3 đỏ: 1 trắng nhưng ông không biết giải thích tại sao.
Để tìm câu trả lời, Menđen cho \(F_2\) tự thụ phấn ông thu được kết quả:
Tất cả hoa trắng tự thụ đều cho \(F_3\) hoa trắng
2/3 hoa đỏ tự thụ phấn cho đời con phân ly 3 đỏ: 1trắng
1/3 hoa đỏ cho toàn hoa đỏ
Menđen nhận thấy rằng sau tỉ lệ 3 hoa đỏ: 1 hoa trắng ở đời \(F_2\) là tỉ lệ 1: 2: 1.
Hay tỷ lệ kiểu gen là: 1 hoa đỏ thuần chủng: 2 hoa đỏ không thuần chủng: 1 hoa trắng thuần chủng
⟹ Mỗi cặp tính trạng do 1 cặp nhân tố di truyền trong nhân quy định và khi giảm phân, thụ tinh các giao tử là ngẫu nhiên.
Menđen được coi là cha đẻ của Di truyền học không chỉ vì đã phát hiện ra các quy luật di truyền cơ bản mà ông còn mở ra một cách tiếp cận mới trong nghiên cứu di truyền, cách tiếp cận thực nghiệm và định lượng mà ngày nay các nhà di truyền học vẫn dùng.
Phương pháp lai và phân tích còn lai của Menđen bao gồm các bước theo trình tự sau:
(1) tạo các dòng thuần chủng về từng tính trạng bằng cách cho cây tự thụ phấn qua nhiều thế hệ; (2) lai các dòng thuần chủng khác biệt nhau bởi một hoặc nhiều tính trạng rồi phân tích kết quả lai ở đời \(F_1, F_2\) và \(F_3\); (3) sử dụng toán xác suất để phân tích kết quả lại, sau đó đưa ra giả thuyết giải thích kết quả; (4) tiến hành thí nghiệm chứng minh cho giả thuyết của mình.
Thí nghiệm và cách suy luận khoa học của Menđen có thể tóm tắt qua ví dụ sau:
\(P:\) Cây hoa đỏ (thuần chủng) × Cây hoa trắng (thuần chủng)
\(F_1:\) 100% cây hoa đỏ. Cho các cây \(F_1\) tự thụ phấn để tạo \(F_2\)
\(F_2:\) 705 cây hoa đỏ : 224 cây hoa trắng
Menđen nhận thấy tỉ lệ phân li ở \(F_2\) xấp xỉ 3 : 1 nhưng ông không biết giải thích tại sao. Để tìm câu trả lời, Menđen cho từng cây \(F_2\) tự thụ phấn và phân tích sự phân li ở đời con của từng cây. Tất cả các cây \(F_2\) hoa trắng tự thụ phấn đều cho \(F_3\) toàn cây hoa trắng; 2/3 số cây \(F_2\) hoa đỏ tự thụ phấn cho ra đời con có cả cây hoa đỏ lẫn cây cho hoa trắng theo tỉ lệ xấp xỉ 3 : 1 (giống như cây hoa đỏ \(F_1\)); 1/3 số cây hoa đỏ \(F_2\) tự thụ phấn cho ra toàn cây hoa đỏ.
Menđen nhận ra rằng sau tỉ lệ 3 hoa đỏ : 1 hoa trắng ở đời \(F_2\) là tỉ lệ 1 : 2 : 1 (1 hoa đỏ thuần chủng : 2 hoa đỏ không thuần chủng : 1 hoa trắng thuần chủng). Menđen đã lặp lại thí nghiệm lại như vậy đối với 6 tính trạng khác và phân tích một số lượng lớn cây lai ở các đời con theo cách trên và đều thu được kết quả tương tự.
II. Hình Thành Học Thuyết Khoa Học
Menđen đã vận dụng quy luật thống kê xác suất để lí giải tỉ lệ phân li 1 : 2 : 1 và đưa ra giả thuyết như sau:
Mỗi tính trạng (ví dụ, màu hoa, màu quả, hình dạng quả, hình dạng hạt,…) đều do 1 cặp nhân tố di truyền quy định (ngày nay chúng ta gọi là cặp alen, cặp gen). Trong tế bào, các nhân tố di truyền không hoà trộn vào nhau.
Bố (mẹ) chỉ truyền cho con (qua giao tử) 1 trong 2 thành viên của cặp nhân tố di truyền. Ví dụ, cây lai hoa đỏ \(F_1\) có cặp alen Aa sẽ tạo ra 2 loại giao tử, một chứa alen A và một chứa alen a với tỉ lệ bằng nhau.
Khi thụ tinh, các giao tử kết hợp với nhau một cách ngẫu nhiên tạo nên các hợp tử (bảng 8).
Bảng 8. Các giao tử kết hợp với nhau một cách ngẫu nhiên tạo nên các hợp tử
Giao tử \(F_1\) | ♂ 0,5A | ♂ 0,5a |
♀ 0,5A | 0,25AA (hoa đỏ) | 0,25Aa (hoa đỏ) |
♀ 0,5a | 0,25Aa (hoa đỏ) | 0,25aa (hoa trắng) |
Bảng 8 giải thích cơ sở xác suất của tỉ lệ 1 : 2 : 1. Xác suất một giao tử \(F_1\) chứa alen A là 0,5 và một giao tử chứa alen a là 0,5. Do vậy, xác suất một hợp tử \((F_2)\) chứa cả 2 alen A sẽ bằng tích của 2 xác suất (0,5 × 0,5 = 0,25).
Tương tự như vậy, xác suất một hợp tử \(F_2\) có kiểu gen đồng hợp tử (aa) là 0,25. Xác suất một hợp tử \(F_2\) có kiểu gen dị hợp tử (Aa) sẽ là 0,25 + 0,25 = 0,5.
Để kiểm tra giả thuyết của mình, Menđen đã làm thí nghiệm được gọi là phép lai kiểm nghiệm (còn gọi là phép lai phân tích). Các thí nghiệm lai kiểm nghiệm được tiến hành ở 7 tính trạng khác nhau của cây đậu Hà Lan và kết quả đều cho tỉ lệ phân li xấp xỉ 1 : 1 đúng như dự đoán của Menđen.
Từ những kết quả thu được, Menđen đã khái quát hoá sự tồn tại và vận động của các nhân tố di truyền thành quy luật được gọi là “quy luật phân li”. Nội dung của quy luật có thể được tóm tắt bằng các thuật ngữ của di truyền học hiện đại như sau:
Mỗi tính trạng do một cặp alen quy định, một có nguồn gốc từ bố, một có nguồn gốc từ mẹ. Các alen của bố và mẹ tồn tại trong tế bào của cơ thể con một cách riêng rẽ, không hoà trộn vào nhau. Khi hình thành giao tử, các thành viên của một cặp alen phân li đồng đều về các giao tử, nên 50% số giao tử chứa alen này còn 50% giao tử chứa alen kia.
III. Cơ Sở Tế Bào Học Của Quy Luật Phân Li
Sau khi Menđen phát hiện ra sự tồn tại của nhân tố di truyền cùng các quy luật di truyền, các nhà khoa học nhận thấy có sự tương đồng giữa gen và NST như sau:
– Trong tế bào sinh dưỡng, các gen và các NST luôn tồn tại thành từng cặp.
– Khi giảm phân tạo giao tử, các thành viên của một cặp alen phân li đồng đều về các giao tử, mỗi NST trong từng cặp NST tương đồng cùng phân li đồng đều về các giao tử.
Từ đó, các nhà khoa học cho rằng các gen phải nằm trên NST. Ngày nay, bằng các kĩ thuật hiện đại, các nhà khoa học đã chứng minh được điều này là đúng và còn biết được vị trí chính xác của nhiều gen trên NST. Mỗi gen chiếm một vị trí xác định trên NST được gọi là lôcut. Một gen có thể tồn tại ở các trạng thái khác nhau, mỗi một trạng thái với một trình tự nuclêôtit cụ thể được gọi là một alen (hình 8.2).
Câu Hỏi Và Bài Tập
Hướng dẫn giải bài tập SGK Bài 8: Quy Luật Menđen: Quy Luật Phân Li thuộc Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền môn Sinh Học Lớp 12. Các bài giải có kèm theo phương pháp giải và cách giải khác nhau.
Bài Tập 1 Trang 36 SGK Sinh Học Lớp 12
Để cho các alen của một gen phân li đồng đều về các giao tử, 50% giao tử chứa alen này, 50% giao tử chứa alen kia thì cần có điều kiện gì?
A. Bố mẹ phải thuần chủng.
B. Số lượng cá thể con lại phải lớn.
C. Alen trội phải trội hoàn toàn so với alen lặn.
D. Quá trình giảm phân phải xảy ra bình thường.
E. Tất cả các điều kiện nêu trên.
Bài Tập 2 Trang 37 SGK Sinh Học Lớp 12
Nếu các alen của cùng một gen không có quan hệ trội – lặn hoàn toàn mà là đồng trội (mỗi alen biểu hiện kiểu hình của riêng mình, thì quy luật phân li của Menđen có còn đúng hay không? Tại sao?
Bài Tập 3 Trang 37 SGK Sinh Học Lớp 12
Trong phép lại một tính trạng, để cho đời sau có tỉ lệ phân li kiểu hình xấp xỉ 3 trội : 1 lặn thì cần có các điều kiện gì?
Bài Tập 4 Trang 37 SGK Sinh Học Lớp 12
Cần phải làm gì để biết chính xác kiểu gen của một cá thể có kiểu hình trội?
Tóm Tắt Lý Thuyết
Lý thuyết Bài 8: Quy luật Menđen: Quy luật phân li Sách giáo khoa Sinh học 12 ngắn gọn, đầy đủ, dễ hiểu có sơ đồ tư duy.
I. Phương Pháp Nghiên Cứu Di Truyền Học Của Menden
1. Đối tượng nghiên cứu: Đậu Hà Lan (2n = 14)
Dễ trồng, dễ kiếm
Có vòng đời ngắn
Có nhiều cặp tính trạng tương phản dễ nghiên cứu (7 cặp)
Cây tự thụ phấn nên khi tiến hành lai có thể cho chúng giao phấn theo mục đích của mình.
2. Phương pháp phân tích cơ thể lai
– Tạo các dòng thuần chủng có kiểu hình tương phản
– Lai các dòng thuần chủng khác biệt với nhau bởi 1 hoặc nhiều tính trạng rồi phân tích kết quả lai ở đời \(F_1, F_2, F_3\).
– Sử dụng toán xác suất để phân tích kết quả lai sau đó đưa ra giải thuyết để giải thích kết quả.
– Tiến hành thí nghiệm chứng minh giả thuyết khoa học.
II. Hình Thành Học Thuyết Khoa Học
1. Nội dung giả thuyết
– Mỗi tính trạng đều do một cặp nhân tố di truyền quy định. Trong tế bào nhân tố di truyền không trộn lẫn nhau.
– Bố (mẹ) di truyền cho con (qua giao tử thông qua quá trình giảm phân) 1 trong 2 thành viên của cặp nhân tố di truyền.
– Khi thụ tinh, các giao tử kết hợp với nhau một cách ngẫu nhiên tạo nên các hợp tử.
2. Nội dung định luật
Mỗi tính trạng do một cặp alen quy định, một có nguồn gốc từ bố, một có nguồn gốc từ mẹ. Các alen tồn tại trong tế bào một cách riêng rẽ, không hoà trộn vào nhau. Khi hình thành giao tử, các thành viên của một cặp alen phân li đồng đều về các giao tử, nên 50% số giao tử chứa alen này còn 50% giao tử chứa alen kia.
III. Cơ Sở Tế Bào Học Của Qui Luật Phân Li
Trong tế bào sinh dưỡng, các NST luôn tồn tại thành từng cặp tương đồng và chứa các cặp alen tương ứng. Khi giảm phân tạo giao tử, mỗi NST trong từng cặp tương đồng phân li đồng đều về các giao tử dẫn đến sự phân li của các alen tương ứng và sự tổ hợp của chúng qua thụ tinh dẫn đến sự phân li và tổ hợp của cặp alen tương ứng.
Phương Pháp Giải Bài Tập
1. Nhận dạng quy luật phân li
Lai một tính do một cặp gen có 2 alen trội lặn hoàn toàn. P thuần chủng, tương phản.
\(F_1\) đồng nhất 1 kiểu hình của bố hoặc mẹ.
\(F_2\) phân li theo tỉ lệ 3 : 1
Tính trạng này di truyền theo quy luật phân li: do 1 cặp gen có 2 alen trội lặn hoàn toàn qui định.
Lai phân tích \(F_1\) dị hợp tử 1 cặp gen (Aa biểu hiện tính trạng trội) được \(F_2\) phân li theo tỉ lệ 1 : 1.
2. Giải bài tập theo qui luật phân li một cặp tính trạng
a. Giải bằng quy luật đồng tính và phân tính của Mendel
Khi đề bài đã cho sẵn cặp tính trạng nghiên cứu được quy định bởi 1 cặp gen hoặc đã cho biết tính trạng trội, tính trạng lặn.
– \(F_1\) đồng loạt giống nhau và mang tính trạng trội
+ \(F_1 × F_1\) cho ra \(F_2\) phân li theo tỉ lệ 3 : 1 ( Aa × Aa, KG : 1 AA : 2 Aa : 1aa, KH : 3 trội : 1 lặn)
+ Lai phân tích \(F_1\) dị hợp tử 1 cặp gen (Aa biểu hiện tính trạng trội) được \(F_2\) phân li theo tỉ lệ 1 : 1.
+ Nếu đời con phân tính không rõ tỉ lệ: dựa vào cá thể mang tính trạng lặn aa đời con là P đều chứa alen lặn a, phối hợp với kiểu hình ở P ta suy ra được KG của P.
b. Giải bằng quy luật phân tính có tính trội không hoàn toàn
P thuần chủng khác nhau về 1 cặp tính trạng tương phản, \(F_1\) xuất hiện kiểu hình mới. Khi cho tự thụ phấn hoặc tạp giao được \(F_2\) phân li theo tỉ lệ 1 : 2 : 1, trong đó tính trạng mới chiếm 50%.
c. Giải bằng gen đa alen
Khi đề bài cho biết 1 gen quy định 1 tính trạng, gen nằm trên NST thường, P khác nhau bởi một cặp tính trạng mà ở thế hệ lai có trên 4 kiểu gen
Nếu gen có n alen thì số kiểu gen có thể có là:
Trong đó có n kiểu gen đồng hợp.
Ví dụ: Hệ nhóm máu ABO ở người do gen có 3 alen là IA, IB, IO quy định. IA = IB > IO : đồng trội.
Có 6 kiểu gen IAIA, IBIB, IOIO, IAIB, IAIO, IBIO trong đó có 3 kiểu gen đồng hợp.
Câu Hỏi Trắc Nghiệm
Câu 1: Điều kiện cơ bản để cơ thể lai \(F_1\) chỉ biểu hiện ở một trong 2 tính trạng của bố hoặc mẹ là:
A. Phải có nhiều cá thể \(F_1\)
B. Bố mẹ đem lai phải thuần chủng
C. Gen trội trong cặp gen tương ứng phải lấn át hoàn toàn gen lặn
D. Bố mẹ mang tính trạng có kiểu hình đối lập nhau và lấn át nhau hoàn toàn
Câu 2: Điều nào không thuộc bản chất quy luật phân li của Menden:
A. Các nhân tố di truyền không hòa trộn lẫn nhau
B. Giao tử chỉ chứa 1 thành viên của cặp nhân tố di truyền
C. Mỗi tính trạng do một cặp nhân tố di truyền quy định
D. Mỗi tính trạng do nhiều cặp nhân tố di truyền quy định
Câu 3: Menden đã sử dụng phương pháp phân tích cơ thể lai để xác định:
A. Các cá thể thuần chủng
B. Kiểu gen của cơ thể mang tính trạng trội
C. Tương quan trội – lặn
D. Tỷ lệ phân li kiểu gen
Câu 4: Ở người, gen D quy định mắt đen trội hoàn toàn so với gen d quy định mắt xanh, cặp alen này ở NST thường. Bố và mẹ mắt đen, mà có con mắt xanh thì bố mẹ có kiểu gen là:
A. DD × DD
B. DD × Dd
C. Dd × dd
D. Dd × Dd
Câu 5: Cơ thể mang kiểu gen nào dưới đây là cơ thể thuần chủng:
1. AABB; 2. AaBB; 3. aabb; 4. aaBB
A. 1, 2
B. 1, 3
C. 2, 3
D. 2, 4
Câu 6: Ở ruồi giấm, thân xám trội hoàn toàn so với thân đen. Có 1 con ruồi cái thân xám, để xác định nó có thuần chủng về cặp tính trạng này không thì phải sử dụng phương pháp:
A. Lai gần
B. Lai xa
C. Lai thuận nghịch
D. Lai phân tích
Câu 7: Hiện tượng trội không hoàn toàn có đặc điểm:
Thể dị hợp biểu hiện kiểu hình của cả 2 thể đồng hợp
Tỉ lệ phân li kiểu hình giống tỉ lệ phân li kiểu gen
Kiểu gen dị hợp có kiểu hình là trung gian giữa đồng hợp trội và lặn
Phương án đúng là:
A. 1,2
B. 1,3
C. 2,3
D. 1,2,3
Câu 8: Ở đậu Hà Lan, A quy định cây cao trội hoàn toàn so với a quy định cây thấp. Phép lai AA × Aa có tỉ lệ kiểu hình là:
A. 100% cây cao
B. 75% cây cao : 25% cây thấp
C. 50% cây cao : 50% cây thấp
D. 100% cây thấp
Câu 9: Trong một gia đình, ông nội và bà ngoại có nhóm máu O, ông ngoại và cháu ngoại trai đều nhóm máu B, cháu gái nhóm máu A. Kiểu gen và nhóm máu của bà nội và người bố chưa biêt. Kiểu gen của cặp bố mẹ sẽ là:
A. IAIB × IAIO
B. IAIO × IBIO
C. IAIA × IBIO
D. IAIB × IBIO
Câu 10: Kiểu gen của cá chép không vảy là Aa, các chép có vảy là aa. Kiểu gen AA làm trứng không nở. Tính theo lý thuyết, phép lai giữa các cá chép không vảy sẽ cho tỉ lệ kiểu hình ở đời con là:
A. 2 cá chép không vảy : 1 cá chép có vảy
B. 3 cá chép không vảy : 1 cá chép có vảy
C. 100% cá chép không vảy
D. 1 cá chép không vảy : 2 cá chép có vảy
Ở trên là nội dung Bài 8: Quy Luật Menđen: Quy Luật Phân Li thuộc Chương II: Tính Quy Luật Của Hiện Tượng Di Truyền môn Sinh Học Lớp 12. Qua bài học này, các bạn sẽ biết được một số khái niệm cơ bản, phương pháp nghiên cứu di truyền Menđen, thí nghiệm Menđen, giải thích kết quả bằng sơ đồ, giải thích bằng cơ sở tế bào học và nội dung định luật phân li. Chúc các bạn học tốt Sinh Học Lớp 12.
Bài Tập Liên Quan:
- Bài 15: Bài Tập Chương I Và Chương II
- Bài 14: Thực Hành: Lai Giống
- Bài 13: Ảnh Hưởng Của Môi Trường Lên Sự Biểu Hiện Của Gen
- Bài 12: Di Truyền Liên Kết Với Giới Tính Và Di Truyền Ngoài Nhân
- Bài 11: Liên Kết Gen Và Hoán Vị Gen
- Bài 10: Tương Tác Gen Và Tác Động Đa Hiệu Của Gen
- Bài 9: Quy Luật Menđen: Quy Luật Phân Li Độc Lập
Trả lời