Lý thuyết KHTN 9 Bài 38 (Cánh diều): Quy luật di truyền của Mendel

Lý thuyết KHTN 9 Bài 38: Quy luật di truyền của Mendel

I. Ý TƯỞNG NGHIÊN CỨU CỦA MENDEL

- Gregor Johann Mendel (1822 - 1884) là người đều tiên vận dụng phương pháp khoa học vào việc nghiên cứu di truyền.

- Đối tượng nghiên cứu: Mendel đã chọn đậu hà lan (Pisum sativum) là đối tượng nghiên cứu chính vì có nhiều đặc điểm phù hợp với phương pháp nghiên cứu như:

+ Thụ phấn nghiêm ngặt → dễ tạo dòng thuần và thực hiện các phép lai theo ý muốn.

+ Có nhiều cặp tính trạng tương phản → dễ nhận biết và theo dõi sự di truyền.

+ Vòng đời ngắn → nhanh có kết quả, ít chi phí.

+ Số lượng đời con lớn → các kiểu hình có cơ hội biểu hiện.

- Phương pháp nghiên cứu của Mendel :

+ Tạo dòng thuần bằng phương pháp cho cây tự thụ phấn qua nhiều thế hệ.

+ Tiến hành lai các cặp bố mẹ để theo dõi từng cặp tính trạng qua nhiều thế hệ nối tiếp nhau.

+ Phân tích số liệu ghi nhận từ các phép lai để đưa ra giả thuyết.

+ Dùng phép lai kiểm nghiệm để kiểm tra các giả thuyết, từ đó, rút ra các quy luật di truyền.

- Mendel là người đầu tiên đưa ra ý tưởng về nhân tố di truyền (gene) quy định tính trạng và tìm ra quy luật di truyền chi phối tính trạng: quy luật phân li và phân li độc lập.

→ Ý tưởng nghiên cứu của Mendel là cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo về gene.

II. PHÉP LAI MỘT CẶP TÍNH TRẠNG

1. Một số thuật ngữ, kí hiệu

2. Thí nghiệm lai một cặp tính trạng

a. Thí nghiệm

- Mendel tiến hành phép lai độc lập riêng rẽ đối với 7 cặp tính trạng tương phản. Đối với mỗi tính trạng, ông cho lai giữa các giống đậu hà lan khác nhau về một tính trạng tương phản, thuần chủng.

Thí nghiệm của Mendel về tính trạng màu hoa ở cây đậu hà lan

- Kết quả: Kết quả của các phép lai đều tương tự nhau về tỉ lệ kiểu hình ở F_l, F₂. Trong đó:

+ F₁ đều đồng tính (chỉ xuất hiện một loại kiểu hình của bố hoặc của mẹ).

+ F₂ đều phân tính với tỉ lệ 3 : 1.

b. Giải thích kết quả thí nghiệm

- Phân tích kết quả phép lai cho thấy:

+ P thuần chủng khác nhau về một cặp tính trạng màu hoa thu được F₁ có 100% hoa tím → Hoa tím là tính trạng trội, hoa trắng là tính trạng lặn. Sự di truyền tính trạng này được quy định bởi nhân tố di truyền (Quy ước: A – hoa tím trội hoàn toàn so với a – hoa trắng). F₁ nhận nhân tố di truyền của cả cây bố và cây mẹ nhưng nhân tố di truyền quy định hoa trắng không được biểu hiện, do đó, F₁ có kiểu hình hoa tím.

+ F₂ phân li theo tỉ lệ 3 hoa tím : 1 hoa trắng → Kiểu hình hoa trắng bị biến mất ở thế hệ F₁ xuất hiện trở lại ở F₂ là bằng chứng cho thấy nhân tố di truyền quy định hoa trắng tồn tại song song với nhân tố di truyền quy định tính trạng hoa tím trong cây F_l (Aa).

- Từ đó, kết quả thí nghiệm được Mendel giải thích bằng sự phân li của cặp nhân tố di truyền (cặp allele):

+ Tính trạng màu hoa do 1 cặp nhân tố di truyền (A và a) quy định.

+ Mỗi cây thuần chủng thuộc thế hệ P có 2 nhân tố di truyền y hệt nhau là AA (hoa tím) hoặc aa (hoa trắng). Khi các cây P tạo giao tử, cây hoa tím AA chỉ cho một loại giao tử A, cây hoa trắng aa chỉ cho một loại giao tử a.

+ Sự kết hợp các giao tử A và a của P tạo nên cơ thể lai F₁ chứa tổ hợp nhân tố di truyền Aa, nhưng nhân tố di truyền quy định hoa trắng không được biểu hiện, do đó F₁ có kiểu hình hoa tím (Hoa tím là tính trạng trội, hoa trắng là tính trạng lặn).

+ Khi các cây F₁ tạo giao tử, cặp nhân tố di truyền Aa không hòa trộn vào nhau mà sẽ phân li đi về các giao tử tạo ra một nửa số giao tử mang A và một nửa số giao tử mang a (1A : 1a). Sự tổ hợp ngẫu nhiên của các loại giao tử này trong thụ tinh đã tạo ra tỉ lệ kiểu hình ở F₂ là 3 hoa tím : 1 hoa trắng (3 trội : 1 lặn).

c. Quy luật phân li

- 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.

- Cơ sở tế bào học của quy luật phân li: Hai allele quy dịnh một tính trạng nằm trên cặp nhiễm sắc thể tương đồng phân li trong quá trình hình thành giao tử. Sự phân li này tương ứng với sự phân li của nhiễm sắc thể trong quá trinh giảm phân. Qua quá trình thụ tinh, các giao tử kết hợp ngẫu nhiên với nhau hình thành nên các tổ hợp lai.

d. Phép lai phân tích

- Thí nghiệm phép lai phân tích của Mendel:

+ Cho các cây hoa tím có kiểu hình trội chưa xác định được kiểu gene lai với cây hoa trắng có kiểu gene đồng hợp tử lặn để kiểm tra kiểu gene của các cây có kiểu hình trội.

+ Nếu kết quả phép lai phân tính thì kiểu gene của cơ thể cần kiểm tra là dị hợp.

+ Nếu kết quả phép lai đồng tính thì kiểu gene của cơ thể cần kiểm tra là đồng hợp.

→ Giải thích kết quả thí nghiệm: Cây hoa tím có kiểu gene đồng hợp AA hoặc kiểu gene dị hợp Aa. Cây hoa tím có kiểu gene đồng hợp AA chỉ tạo ra một loại giao tử A, cây hoa tím có kiểu gene dị hợp Aa cho ra hai loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau 50% A : 50% a. Cây lai với cây hoa tím là cây hoa trắng có kiểu gene aa, chỉ cho một loại giao tử a. Như vậy, nếu cây hoa tím có kiểu gene đồng hợp AA sẽ cho đời con có 100% cây hoa màu tím; nếu cây hoa tím có kiểu gene dị hợp Aa sẽ cho đời con có 50% cây hoa màu tím : 50% cây hoa màu trắng.

- Khái niệm và vai trò của phép lai phân tích:

+ Khái niệm: 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 nhằm xác định kiểu gene của cá thể mang tính trạng trội.

+ Vai trò: Phép lai phân tích có vai trò xác định kiểu gene của cơ thể cần kiểm tra.

III. PHÉP LAI HAI CẶP TÍNH TRẠNG

1. Thí nghiệm

- Mendel thực hiện phép lai giữa hai dòng thuần chủng khác nhau về hai cặp tính trạng tương phản (tính trạng màu hạt và hình dạng hạt):

2. Giải thích kết quả thí nghiệm

- Phân tích kết quả thí nghiệm:

+ Tỉ lệ các loại kiểu hình riêng của từng tính trạng ở F₂:

Về màu hạt có 3 hạt vàng : 1 hạt trơn.

Về dạng hạt có 3 hạt trơn : 1 hạt nhăn.

→ Sự di truyền của từng tính trạng (màu hạt, dạng hạt) vẫn đúng với quy luật phân li.

+ Tỉ lệ các loại kiểu hình chung của cả hai tính trạng ở F₂ là: 9 hạt vàng, vỏ trơn : 3 hạt vàng, vỏ nhăn : 3 hạt xanh, vỏ trơn : 1 hạt xanh, vỏ nhăn = tích tổ hợp hai tính trạng riêng rẽ: (3 hạt trơn : 1 hạt nhăn) × (3 hạt vàng : 1 hạt trơn).

→ Hai tính trạng di truyền độc lập, không phụ thuộc vào nhau.

→ Từ mối tương quan trên, Mendel cho rằng tính trạng màu sắc hạt và hình dạng hạt di truyền độc lập với nhau.

- Giải thích kết quả thí nghiệm: Kết quả thí nghiệm được giải thích bằng sự phân li độc lập của các cặp nhân tố di truyền (allele).

+ Mỗi tính trạng do một cặp nhân tố di truyền quy định, trong quá trình hình thành giao tử, cặp allele này phân li độc lập với cặp allele khác nên đã hình thành các giao tử có tỉ lệ bằng nhau.

+ Sự tổ hợp tự do, ngẫu nhiên của các loại giao tử đực và cái khi thụ tinh đã thu được ở F₂ 16 kiểu tổ hợp với tỉ lệ kiểu hình là 9 : 3 : 3 : 1.

Giải thích thí nghiệm lai hai tính trạng màu hạt và dạng hạt của Mendel

3. Quy luật phân li độc lập

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

- Cơ sơ tế bào học:

+ Hai cặp gene này nằm trên hai cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau, phân li độc lập với nhau trong quá trình giảm phân hình thành nên 4 loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau.

+ Sự tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong quá trình thụ tinh sẽ cho F₂ có tỉ lệ kiểu hình 9 : 3 : 3 : 1.

4. Biến dị tổ hợp

- Khái niệm: Biến dị tổ hợp là biến dị xuất hiện do sự tổ hợp lại bộ NST (tổ hợp lại các allele) của tổ tiên và bố mẹ ở đời con cháu.

- Cơ chế hình thành biến dị tổ hợp trong phân li độc lập: Biến dị tổ hợp được tạo ra nhờ sự phân li độc lập của các cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong giảm phân và sự tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong thụ tinh.

Trắc nghiệm: Quy luật di truyền của Mendel

Câu 1. Khi Mendel cho lai giữa các giống đậu hà lan thuần chủng khác nhau về một tính trạng tương phản thì tỉ lệ kiểu hình thu được ở thế hệ F₂ là

A. 9 : 3 : 3 : 1.

B. 1 : 1.

C. 1 : 2 : 1.

D. 3 : 1.

Câu 2. Một cơ thể có kiểu gene AaBB. Sau khi giảm phân, cơ thể đó sẽ tạo ra những loại giao tử nào dưới đây?

A. AB, ab.

B. Aa, BB.

C. AB, aB.

D. aB, ab.

Câu 3. Số loại giao tử có thể được tạo ra từ cơ thể có kiểu gene AabbDDEe là

A. 2.

B. 4.

C. 16.

D. 8.

Câu 4. Phép lai nào dưới đây là phép lai phân tích?

A. Aa × Aa.

B. aa × aa.

C. AA × Aa.

D. AA × aa.

Câu 5. Khi nói về đặc điểm của cây đậu hà lan, phát biểu nào dưới đây là sai?

A. Thời gian thế hệ dài.

B. Tự thụ phấn nghiêm ngặt.

C. Số lượng cá thể đời con lớn.

D. Có nhiều cặp tính trạng tương phản dễ nhận biết.

Câu 6. Phép lai nào dưới đây có thể tạo ra đời con có kiểu gene AaBb?

A. AABB × AAbb.

B. AABB × aabb.

C. Aabb × aabb.

D. aabb × aaBb.

Câu 7. Cho hai cây đậu có kiểu gene là Aa và aa giao phấn với nhau. Tỉ lệ kiểu gene ở đời con sẽ là

A. 1 AA : 2 Aa : aa.

B. 100% Aa.

C. 1 Aa : 1 aa.

D. 3 Aa : 1 aa.

Câu 8. Trong thí nghiệm của Mendel, khi lai hai cây đậu hà lan thuần chủng hạt trơn và hạt nhăn (hạt trơn trội hoàn toàn so với hạt nhăn), kết quả ở F₁ sẽ cho ra tỉ lệ

A. 100% hạt nhăn.

B. 50% hạt trơn, 50% hạt nhăn.

C. 75% hạt trơn, 25% hạt nhăn.

D. 100% hạt trơn.

Câu 9. Số loại giao tử có thể được tạo ra từ cơ thể có kiểu gene AABbDdeeHh là

A. 8.

B. 32.

C. 16.

D. 4.

Câu 10. Phép lai AA × Aa cho đời con có mấy kiểu gene?

A. 4.

B. 3.

C. 2.

D. 1.

Câu 11. Ở một cơ thể động vật lưỡng bội có kiểu gene dị hợp về hai cặp gene (AaBb). Loại giao tử bình thường có thể được tạo ra từ cơ thể này là

A. Ab.

B. Bb.

C. AaBb.

D. Aa.

Câu 12. Ở cây đậu hà lan, khi cho các giống thuần chủng cây cao tự thụ phấn, tỉ lệ kiểu hình thu được ở đời con F₁ là

A. 50% cây cao : 50% cây thấp.

B. 100% cây cao.

C. 100% cây thấp.

D. 75% cây cao : 25% cây thấp.

Câu 13. Ở đậu hà lan, hoa tím (A) trội hoàn toàn so với hoa trắng (a). Tiến hành lai một cây đậu hà lan hoa tím với một cây hoa trắng, thu được đời con đều có hoa tím. Kiểu gene ở cây đậu hoa tím ban đầu là gì?

A. Đồng hợp trội.

B. Đồng hợp lặn.

C. Không thể xác định được.

D. Dị hợp.

Câu 14. Ghép nối thông tin ở hai cột dưới đây sao cho phù hợp.

Câu 15. Cặp bố mẹ thế hệ xuất phát được kí hiệu là

A. X.

B. F.

C. G.

D. P.

Câu 16. Phép lai nào dưới đây cho đời con có 3 kiểu gene?

A. Aa × aa.

B. AA × Aa.

C. Aa × Aa.

D. AA × aa.

Câu 17. Đâu là cặp tính trạng tương phản ở cây đậu hà lan?

A. Hạt xanh và hạt trơn.

B. Hoa trắng và hạt nhăn.

C. Hạt trơn và hạt nhăn.

D. Hạt vàng và hoa tím.

Câu 18. Hoàn thành thông tin dưới đây.

Allele Nhân tố di truyền Kiểu hình Kiểu gene là tổ hợp toàn bộ tính trạng của cơ thể sinh vật.

Câu 19. Ở chuột, lông đen (A) trội hoàn toàn so với lông nâu (a). Phép lai nào sau đây cho đời con có tỉ lệ phân li kiểu hình là 1 : 1?

A. AA × aa.

B. Aa × aa.

C. Aa × Aa.

D. AA × AA.

Câu 20. Ở đậu hà lan, hạt vàng (A) trội hoàn toàn so với hạt xanh (a), vỏ trơn (B) trội hoàn toàn so với vỏ nhăn (b). Khi cho hai cây đậu có kiểu gene Aabb và AaBb giao phấn với nhau, kiểu gene nào ở đời con chiếm tỉ lệ 1/4?

A. AABb.

B. AaBb.

C. aabb.

D. aaBb.

Câu 21. Những phép lai nào dưới đây cho đời con mang tỉ lệ kiểu hình đồng nhất? Biết rằng các gene trội hoàn toàn.

A. aa × aa.

B. AA × AA.

C. Aa × Aa.

D. AA × Aa.

E. Aa × aa.

Câu 22. Ở cây đậu hà lan, hoa tím (A) trội hoàn toàn so với hoa trắng (a). Cho cây đậu có kiểu gene Aa tự thụ phấn, tỉ lệ kiểu hình ở đời con sẽ là

A. 100% hoa tím.

B. 3 hoa tím : 1 hoa trắng.

C. 100% hoa trắng.

D. 1 hoa tím : 1 hoa trắng.

Câu 23. Ở đậu hà lan, hạt vàng (A) trội hoàn toàn so với hạt xanh (a).

Cho các phép lai sau:

Có bao nhiêu phép lai cho đời con có 2 kiểu hình?

Đáp án:……………….

Câu 24. Ở đậu hà lan, hạt vàng (A) trội hoàn toàn so với hạt xanh (a), vỏ trơn (B) trội hoàn toàn so với vỏ nhăn (b). Khi cho hai cây đậu có kiểu gene AaBb và AABb giao phấn với nhau, tỉ lệ đời con có kiểu hình hạt vàng, vỏ nhăn là

A. 1/2.

B. 1/4.

C. 3/8.

D. 5/8.

Câu 25. Trong quá trình nghiên cứu, để phát hiện ra các quy luật di truyền, Mendel đã sử dụng đối tượng nào dưới đây?

A. Đậu hà lan.

B. Cà chua.

C. Ruồi giấm.

D. Cỏ tranh.