Thayhienedu.com chia sẽ đến các bạn lý thuyết Sinh 12 Kết Nối Tri Thức
LÝ THUYẾT MÔN SINH HỌC LỚP 12
BÀI
8: HỌC THUYẾT DI TRUYỀN MENDEL
I. BỐI CẢNH RA ĐỜI THÍ NGHIỆM CỦA MENDEL
- Gregor
Johann Mendel (1822 – 1884) là người đặt nền móng cho Di truyền học hiện đại
thông qua các thí nghiệm công phu trên Đậu Hà Lan (Pisum sativum).
- Bác
bỏ "Thuyết di truyền pha trộn":
+ Quan
niệm cũ (đầu thế kỷ XIX) cho rằng vật chất di truyền của bố và mẹ hòa trộn vào
nhau như chất lỏng ở đời con (ví dụ: máu bố và mẹ hòa lẫn).
+ Mendel
nhận thấy thuyết này không giải thích được vì sao nhiều đặc điểm của sinh vật
được truyền nguyên vẹn từ thế hệ này sang thế hệ khác mà không bị pha trộn.
- Đề
xuất "Thuyết di truyền hạt":
+ Vật
chất di truyền tồn tại dưới dạng các nhân tố riêng rẽ (hạt), được truyền từ bố
mẹ sang con một cách độc lập và nguyên vẹn qua các thế hệ.
II. THÍ NGHIỆM LẠI Ở ĐẬU HÀ LAN
- Đậu Hà Lan (Pisum sativum) được chọn làm đối tượng nghiên cứu chính nhờ các ưu điểm vượt trội:
+ Là
loài tự thụ phấn nghiêm ngặt (dễ tạo dòng thuần chủng).
+ Thời
gian thế hệ ngắn, dễ gieo trồng.
+ Có
nhiều cặp tính trạng tương phản rõ rệt (hoa tím – hoa trắng, hạt vàng – hạt
xanh, hạt trơn – hạt nhăn,...).
+ Cho
lượng đời con rất lớn, thuận lợi cho việc thống kê toán học.
1. Thí nghiệm lai một
tính trạng
- Bố trí thí nghiệm:
+ Tạo
các dòng thuần chủng về từng cặp tính trạng tương phản bằng cách cho tự thụ phấn
qua nhiều thế hệ.
+ Tiến
hành phép lai thuận nghịch giữa hai dòng thuần chủng khác nhau bởi một cặp tính
trạng tương phản (ví dụ: ♀ Hoa tím × ♂ Hoa trắng và ngược lại).
+ Cho
F₁ tự thụ phấn để thu được F₂. Tiếp tục cho F₂ tự thụ phấn để thu được F₃.
- Kết quả thí nghiệm (với
tính trạng màu hoa):
+ Ở
thế hệ F₁: 100% cây có hoa tím.
+ Ở
thế hệ F₂: Xuất hiện cả hoa tím và hoa trắng với tỉ lệ xấp xỉ 3 hoa tím : 1 hoa
trắng (75% hoa tím : 25% hoa trắng).
+ Ở
thế hệ F₃:
100% cây hoa trắng ở F₂
cho đời con F₃ 100% hoa trắng.
1/3 số cây hoa tím ở F₂
cho đời con F₃ 100% hoa tím (thuần chủng).
2/3 số cây hoa tím ở F₂
cho đời con F₃ có tỉ lệ 3 hoa tím : 1 hoa trắng (không thuần chủng).
- Giải thích kết quả và
Giả thuyết của Mendel:
+ Mỗi
tính trạng do một cặp nhân tố di truyền (ngày nay gọi là gene/allele) quy định.
Trong tế bào, các nhân tố di truyền tồn tại riêng rẽ, không hòa trộn vào nhau.
+ Ở
cơ thể lai F₁ (Aa), nhân tố di truyền trội (A - hoa tím) lấn át hoàn toàn nhân
tố di truyền lặn (a - hoa trắng).
+ Quy
luật giao tử thuần khiết: Khi hình thành giao tử, các nhân tố di truyền trong cặp
phân li đồng đều về các giao tử, nên mỗi giao tử chỉ chứa một nhân tố của cặp
(50% giao tử mang A, 50% giao tử mang a).
+ Sự
kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong thụ tinh tạo ra F₂ có tỉ lệ kiểu gene
là 1 AA : 2 Aa : 1 aa (tỉ lệ kiểu hình là 3 Trội : 1 Lặn).
- Kiểm chứng giả thuyết
(Phép lai phân tích):
+ Mendel
cho lai cơ thể dị hợp F₁ (Aa) với cơ thể có kiểu hình lặn thuần chủng (aa).
+ Kết
quả thu được tỉ lệ kiểu hình 1 hoa tím : 1 hoa trắng, xác nhận F₁ tạo ra hai loại
giao tử với tỉ lệ ngang nhau (1/2 A : 1/2 a).
- Quy luật phân li: Mỗi
tính trạng đều do một cặp nhân tố di truyền quy định, một có nguồn gốc từ bố, một
có nguồn gốc từ mẹ và các nhân tố di truyền tồn tại trong tế bào cơ thể một
cách riêng rẽ, không pha trộn với nhau. Khi hình thành giao tử, các nhân tố di
truyền phân li đồng đều về các giao tử nên mỗi giao tử chỉ chứa một nhân tố của
cặp.
- Cơ sở tế bào học của
quy luật phân li:
+ Trong
tế bào sinh dưỡng, các NST tồn tại thành từng cặp tương đồng, chứa các cặp
allele tương ứng (ví dụ: cặp NST chứa cặp allele Aa).
+ Khi
giảm phân, các NST tương đồng nhân đôi rồi phân li đồng đều về hai cực của tế
bào, dẫn đến sự phân li của cặp allele tương ứng về các giao tử. Mỗi giao tử chỉ
chứa một allele của cặp.
2. Thí nghiệm lai hai
tính trạng
- Bố trí thí nghiệm:
+ Lai
hai dòng đậu Hà Lan thuần chủng khác nhau về hai cặp tính trạng tương phản: Hạt
vàng, trơn × Hạt xanh, nhăn.
+ Đời
F₁ thu được: 100% Hạt vàng, trơn.
+ Cho
F₁ tự thụ phấn thu được F₂ gồm 4 loại kiểu hình với tỉ lệ: 9/16 Vàng, trơn :
3/16 Vàng, nhăn : 3/16 Xanh, trơn : 1/16 Xanh, nhăn (tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1).
- Giải thích kết quả:
+ Xét
riêng từng cặp tính trạng ở F₂:
Màu sắc hạt: Vàng / Xanh
= (9 + 3) / (3 + 1) = 12 / 4 = 3 / 1.
Hình dạng hạt: Trơn /
Nhăn = (9 + 3) / (3 + 1) = 12 / 4 = 3 / 1.
- Tích
tỉ lệ các tính trạng riêng rẽ: (3 Vàng : 1 Xanh) \times (3 Trơn : 1 Nhăn) = 9
Vàng, trơn : 3 Vàng, nhăn : 3 Xanh, trơn : 1 Xanh, nhăn.
- Kết
luận: Sự di truyền của cặp tính trạng màu sắc hạt không ảnh hưởng đến sự di
truyền của cặp tính trạng hình dạng hạt. Chúng phân li độc lập với nhau.
- Quy luật phân li độc lập: Các
cặp nhân tố di truyền (allele) quy định các cặp tính trạng khác nhau phân li độc
lập với nhau trong quá trình hình thành giao tử.
- Cơ sở tế bào học của
quy luật phân li độc lập:
+ Các
cặp gene quy định các cặp tính trạng khác nhau nằm trên các cặp NST tương đồng
khác nhau.
+ Trong
quá trình giảm phân (kì giữa và kì sau của giảm phân I), các cặp NST tương đồng
phân li độc lập và tổ hợp tự do về các cực tế bào, dẫn đến sự phân li độc lập
và tổ hợp tự do của các cặp allele tương ứng.
+ Cơ thể F₁ dị hợp hai cặp gene (RrYy) giảm phân tạo ra 4 loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau: 1/4 RY : 1/4 Ry : 1/4 rY : 1/4 ry. Sự thụ tinh ngẫu nhiên giữa các giao tử đực và cái tạo ra 16 tổ hợp ở F₂.