Buzz
1. Kiến thức về quy luật Menđen - Quy luật phân li trong chương trình lớp 12
1.1. Phương pháp nghiên cứu di truyền của Menđen
(1) Một số khái niệm cơ bản
- Dòng thuần chủng: Đây là hiện tượng khi tất cả các thế hệ con của một dòng đều có kiểu hình đồng nhất và giống như bố mẹ.
Ví dụ: Nếu lai hai cây hoa đỏ, cây con F1 sẽ có hoa đỏ 100%. Tiếp tục lai F1 với F1, các thế hệ con sau cũng sẽ có hoa màu đỏ hoàn toàn.
- Con lai: Kết quả của việc lai hai dòng thuần chủng có kiểu hình khác nhau.
Ví dụ: Khi lai cây hoa đỏ với cây hoa trắng, cây F1 sẽ có hoa đỏ. Trong trường hợp này, màu đỏ của hoa F1 là kết quả của phép lai, với kiểu gen hoa đỏ của F1 khác so với kiểu gen của cây hoa đỏ gốc.
- Gen: Yếu tố di truyền xác định đặc điểm ngoại hình của cá thể.
Ví dụ: Gen A quyết định màu sắc của hoa.
- Alen: Các biến thể khác nhau của cùng một gen, mỗi alen quy định một kiểu hình khác nhau.
Ví dụ: Gen A có hai alen: A quy định hoa đỏ và a quy định hoa trắng.
- Gen trội (alen trội - A): Biểu hiện kiểu hình khi có mặt ở dạng đồng hợp tử trội (AA) hoặc dị hợp tử (Aa).
- Gen lặn (alen lặn - a): Chỉ biểu hiện kiểu hình khi ở dạng đồng hợp tử lặn (aa).
- Kiểu gen: Các cặp alen xác định kiểu hình cụ thể của tính trạng đang được khảo sát.
Ví dụ: AA tương ứng với hoa đỏ, Aa cho hoa đỏ ở con lai, và aa cho hoa trắng.
- Tính trạng: Đặc điểm hoặc thuộc tính đang được nghiên cứu.
Ví dụ: Màu sắc của hoa, hình dạng của hạt.
- Kiểu hình: Đặc điểm cụ thể của tính trạng đã hiện ra bên ngoài cơ thể.
Ví dụ: Hoa đỏ, hoa trắng, hạt trơn, hạt nhăn.
- Cặp tính trạng đối lập: Hai kiểu hình trái ngược của cùng một tính trạng.
Ví dụ: Hoa đỏ và hoa trắng, hạt trơn và hạt nhăn.
(2) Phương pháp nghiên cứu di truyền của Mendel
Mendel đã áp dụng hai phương pháp chính để nghiên cứu di truyền: phân tích di truyền ở cơ thể lai và lai phân tích, sau đó sử dụng thống kê toán học để đánh giá và suy luận các quy luật di truyền.
a. Phương pháp phân tích di truyền qua cơ thể lai:
- Mendel quan sát sự di truyền của các tính trạng qua nhiều thế hệ.
- Ông tạo ra các dòng thuần chủng với các kiểu hình đối lập.
- Sau đó, ông lai các dòng thuần chủng này để tạo thế hệ F1.
- Mendel cho các cây lai F1 tự thụ phấn, tạo ra thế hệ F2. Từng cây trong thế hệ F2 lại tự thụ phấn để hình thành thế hệ F3.
- Mendel áp dụng phương pháp thống kê toán học trên nhiều mẫu lớn và qua nhiều thế hệ để phát hiện các quy luật di truyền.
b. Phương pháp lai phân tích:
- Lai phân tích là phép lai giữa một cá thể có kiểu hình trội (AA hoặc Aa) với một cá thể có kiểu hình lặn (aa).
- Mục đích của phương pháp này là để xác định liệu kiểu gen của kiểu hình trội có phải là thuần chủng hay không.
- Nếu con lai xuất hiện với tỷ lệ 100%, thì cá thể kiểu hình trội là thuần chủng (AA). Nếu tỷ lệ là 1:1, cá thể kiểu hình trội là dị hợp tử (Aa).
1.2. Quy luật phân ly
(1) Thí nghiệm của Mendel:
Cây bố mẹ thuần chủng: Mendel thực hiện phép lai giữa một cây hoa đỏ và một cây hoa trắng.
Thế hệ con lai đầu tiên: Tất cả các cây con đều có hoa màu đỏ.
Sau đó, Mendel để các cây F1 tự thụ phấn.
Thế hệ con lai thứ hai: Có 705 cây hoa đỏ và 224 cây hoa trắng, tỷ lệ gần 3 cây hoa đỏ trên 1 cây hoa trắng.
(2) Giải thích kết quả qua sơ đồ lai:
Quy ước gen:
- A ---> quy định hoa đỏ là trội hoàn toàn so với a ---> quy định hoa trắng.
Sơ đồ lai cho một cặp tính trạng như sau:
Ptc: AA x aa
Gp: A a
- F1: Aa (tất cả cây hoa đỏ)
- Lai F1 x F1: Aa x Aa
- F2: Tỷ lệ kết quả là 1AA : 2Aa : 1aa
--> Tỷ lệ hoa đỏ so với hoa trắng là 3:1.
(3) Giải thích dựa trên cơ sở tế bào học:
- Trong tế bào 2n, các nhiễm sắc thể luôn hiện diện thành từng cặp tương đồng, và các gen trên nhiễm sắc thể cũng xuất hiện thành từng cặp.
- Từ bố và mẹ, mỗi bên cung cấp một loại giao tử mang gen A hoặc a, và qua quá trình thụ tinh, thế hệ F1 có kiểu gen Aa hình thành.
- Sự phân li của các cặp nhiễm sắc thể tương đồng dẫn đến sự phân li của các cặp gen tương ứng Aa, tạo ra hai loại giao tử A và a với xác suất bằng nhau là ½.
- F1 toàn bộ có hoa đỏ vì gen trội A hoàn toàn át chế gen lặn a về mặt kiểu hình. Tương tự, ở F2, ta thu được tỷ lệ 3 hoa đỏ trên 1 hoa trắng.
(4) Nội dung của định luật:
- Khi lai hai cơ thể bố mẹ thuần chủng khác biệt về kiểu hình của một cặp tính trạng tương phản, F1 sẽ đồng loạt thể hiện kiểu hình trội (đồng nhất), và ở F2, tỷ lệ phân ly gần 3 kiểu hình trội : 1 kiểu hình lặn.
2. Bài tập Di truyền Menđen với lời giải chi tiết cho lớp 12 Sinh học
Bài 1: Trong một loài thực vật, gen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng; gen B quy định quả dài trội hoàn toàn so với alen b quy định quả tròn. Các phép lai được thực hiện như sau:
- Phép lai 1: Mendel thực hiện phép lai giữa cây hoa đỏ và cây quả dài dị hợp về hai cặp alen, sau đó tự thụ phấn. F1 xuất hiện 4 kiểu hình, trong đó kiểu hình hoa đỏ quả tròn chiếm tỷ lệ 16%. Xác định kiểu gen của cây bố mẹ và tỷ lệ các kiểu hình còn lại.
- Phép lai 2: Mendel lai cây hoa đỏ quả dài với cây hoa trắng quả dài dị hợp. F1 cũng xuất hiện 4 kiểu hình, tỷ lệ hoa đỏ quả tròn là 16%. Xác định kiểu gen của cây bố mẹ và so sánh tỷ lệ các kiểu hình còn lại ở F1 với phép lai 1.
Lời giải:
Quy ước:
- A: hoa đỏ; a: hoa trắng;
- B: quả dài; b: quả tròn
Kết quả các phép lai cho thấy các cặp gen không hoàn toàn liên kết với nhau.
a. Xem xét phép lai 1:
- Tỷ lệ kiểu hình hoa đỏ ở F1 là 75%, bao gồm cả tỷ lệ hoa đỏ quả tròn và hoa đỏ quả dài.
- Tỷ lệ quả tròn ở F1 là 25%, gồm tỷ lệ hoa đỏ quả tròn và hoa trắng quả tròn.
- Tỉ lệ hoa trắng F1 là 25%, bao gồm hoa trắng với quả tròn và hoa trắng với quả dài.
Tỉ lệ các kiểu hình còn lại là:
- Hoa trắng quả tròn: 9%
- Hoa đỏ quả dài: 59%
- Hoa trắng quả dài: 16%
Kiểu gen của P được biểu thị là AB/ab với tần số hoán vị là 40%.
b. Xem xét phép lai số 2:
Tương tự, tỷ lệ các kiểu hình khác của F1 là:
- Hoa đỏ, quả dài: 34%
- Hoa trắng, quả dài: 41%
- Hoa trắng với quả tròn chiếm 9%
Tỉ lệ hoa trắng quả dài và hoa đỏ quả dài có sự khác biệt so với phép lai 1.
Kiểu gen của P là aB/ab. F1 cho tỷ lệ 9% aB và ab = 50% ab x 18% ab. Giao tử ab là giao tử hoán vị, với tần số hoán vị f = 36%.
Bài 2: Khi thực hiện lai ghép cây ngô dị hợp tử cho cả 3 cặp gen với cây đồng hợp tử lặn cho cả 3 cặp gen, ta thu được các kết quả sau ở thế hệ F1:
- A-B-D: 113 cây
- aabbD-: 64 cây
- aabbdd: 105 cây
- A-B-dd: 70 cây
- A-bbD-: 17 cây
- aaB-dd: 21 cây
Xác định thứ tự các gen trong NST và khoảng cách giữa chúng bằng số đơn vị trao đổi chéo.
Lời giải:
Để xác định thứ tự gen trong NST và khoảng cách giữa chúng tính bằng đơn vị trao đổi chéo, thực hiện theo các bước sau:
- Tổng số cây thu được là: 113 + 64 + 105 + 70 + 174 + 21 = 390 (100%).
- Tỉ lệ kiểu hình A-B-D và aabbdd chiếm tỉ lệ cao, do giao tử liên kết, đạt (113 + 105)/390 x 100% = 55,9%.
- Tỉ lệ các kiểu hình còn lại, do hiện tượng trao đổi chéo, là 100% – 55,9% = 44,1%.
- ABD và abd là giao tử liên kết.
- Abd và aBD là giao tử do không xảy ra trao đổi chéo giữa A/B.
- Abd và abD là giao tử do trao đổi chéo giữa B/D.
- AbD và aBd là giao tử do xảy ra trao đổi chéo tại hai vị trí không phù hợp.
Do đó, trật tự các gen phải là B-A-D hoặc D-A-B.
Khoảng cách giữa gen B và A là: (17 + 21)/390 x 100% = 9,7%.
Khoảng cách giữa gen A và D là: (70 + 64)/390 x 100% = 34,4%.
Khoảng cách giữa gen B và D tổng cộng là: 9,7% + 34,4% = 44,1%.
Trật tự sắp xếp của ba gen là:
9,7% 34,4%
Bài 3: Xét A quy định thân cao hoàn toàn trội hơn a quy định thân thấp, và B quy định hoa đỏ hoàn toàn trội hơn b quy định hoa trắng. Hai cặp gen này nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau. Một cây dị hợp về hai cặp gen này đã được phân tích và cho kết quả là Fb. Nếu chọn ngẫu nhiên ba cây Fb, xác suất để chỉ có một cây có thân thấp và hoa trắng là bao nhiêu?
Lời giải:
Để xác định xác suất có một cây có kiểu gen thân thấp và hoa trắng trong ba cây Fb chọn ngẫu nhiên, ta thực hiện các bước sau:
Bước 1: Xác định kiểu gen của bố mẹ và lập sơ đồ lai:
- Cây dị hợp về hai cặp gen có kiểu gen là AaBb.
- Lai với cây đồng hợp lặn có kiểu gen aabb.
- Sơ đồ lai:
AaBb x aabb
Fb: 1 AaBb, 1 Aabb, 1 aaBb, 1 aabb
- Tỉ lệ kiểu hình ở đời Fb là 1 cây thân cao, hoa đỏ; 1 cây thân cao, hoa trắng; 1 cây thân thấp, hoa đỏ; 1 cây thân thấp, hoa trắng.
Bước 2: Áp dụng toán tổ hợp để tính xác suất:
- Khi chọn 3 cây, để có 1 cây thân thấp, hoa trắng, ta cần tính tổ hợp chập 1 của 3 phần tử.
- Trong đời Fb, tỉ lệ cây thân thấp, hoa trắng là 1/4.
- Tỉ lệ cây không có kiểu hình thân thấp, hoa trắng là 1 - 1/4 = 3/4.
3. Bài tập trắc nghiệm tự luyện Sinh học 12 - Bài 8
Câu 1: Trong quá trình phân li gen, mỗi alen trong một cặp gen phân li đồng đều về các giao tử khi:
A. Bố mẹ đều thuần chủng.
B. Số lượng con lai được tạo ra lớn.
C. Alen trội hoàn toàn so với alen lặn.
D. Các nhiễm sắc thể trong cặp tương đồng phân ly trong quá trình giảm phân.
Câu 2: Trong một loài thực vật, gen A quy định hoa đỏ hoàn toàn trội so với gen a quy định hoa trắng. Khi cây hoa đỏ thuần chủng giao phối với cây hoa trắng, F1 sẽ có kiểu hình như thế nào:
A. Mỗi cây chỉ có một màu hoa, trong đó hoa đỏ chiếm 75%.
B. Mỗi cây có cả hoa đỏ và hoa trắng, trong đó hoa đỏ chiếm 75%.
C. Có cây sản xuất cả hai loại hoa, có cây chỉ sản xuất một loại hoa, với hoa đỏ chiếm tỷ lệ 75%.
D. Có cây cho cả hai loại hoa, có cây chỉ cho một loại hoa, trong đó cây có hoa đỏ chiếm tỷ lệ 75%.
Câu 3: Trong một loài thực vật, gen lôcut quy định màu sắc của quả bằng hai alen: alen A quy định quả đỏ hoàn toàn trội so với alen a quy định quả vàng. Khi cây (P) có kiểu gen dị hợp Aa tự thụ phấn, F1 sẽ có kiểu hình như thế nào:
A. Mỗi cây F1 có cả hai loại quả, với 75% quả đỏ và 25% quả vàng.
B. Mỗi cây F1 có cả hai loại quả, với 50% quả đỏ và 50% quả vàng.
C. Các cây F1 có ba kiểu hình: 25% cây có quả vàng, 25% cây có quả đỏ và 50% cây có cả quả đỏ lẫn quả vàng.
D. Mỗi cây F1 chỉ có một loại quả, hoặc quả đỏ hoặc quả vàng.
Câu 4: Quy luật phân li của Mendel dựa trên sự:
A. Phân li độc lập của các cặp nhiễm sắc thể tương đồng (gây ra phân li độc lập của các gen tương ứng), tạo ra các loại giao tử và sự kết hợp ngẫu nhiên của chúng trong quá trình thụ tinh.
B. Tự nhân đôi và phân li của các nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân.
C. Phân ly đồng đều của các cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong quá trình giảm phân.
D. Tự nhân đôi của nhiễm sắc thể trong giai đoạn giữa và phân ly đồng đều của chúng ở giai đoạn cuối của quá trình giảm phân.
Câu 5: Ở đậu Hà Lan, gen A quy định hạt vàng hoàn toàn trội so với gen a quy định hạt xanh. Khi lai cây đậu hạt vàng với cây đậu hạt xanh, F1 sẽ có tỷ lệ 50% hạt vàng và 50% hạt xanh. Kiểu gen của cây P là gì?
A. AA và aa.
B. AA và Aa.
C. Aa và aa.
D. Aa và Aa.
Trên đây là toàn bộ nội dung bài viết của Mytour về bài tập di truyền Mendel với giải đáp chi tiết nhất cho môn Sinh học lớp 12. Xin cảm ơn quý độc giả đã theo dõi và quan tâm!
