Tìm hiểu về các phương pháp di truyền học của Menđen

Di truyền học của Menđen là quy luật sinh học về sự kế thừa các gen tuân theo các quy luật di truyền đầu tiên được đề xuất vào năm 1865, khai sinh ra Di truyền học.

1. Tóm tắt lý thuyết di truyền học của Menđen

1.1. Phương pháp nghiên cứu di truyền học của Menđen 

G.J. Menden (1822 – 1884) được xem là ông tổ của ngành di truyền học. Phương pháp nghiên cứu của Menđen là phương pháp lai và phân tích con lai, gồm các bước:

  • Tạo dòng thuần về từng cặp tính trạng tương phản bằng cách cho tự thụ phấn qua nhiều thế hệ.
  • Lai các dòng thuần chủng khác nhau về 1 hoặc nhiều tính trạng, rồi phân tích kết quả lai ở F1, F2, F3.
  • Sử dụng toán xác suất để phân tích kết quả lai, sau đó đưa ra giả thuyết giải thích kết quả.
  • Tiến hành thí nghiệm chứng minh cho giả thuyết.
cac-phuong-phap-di-truyen-hoc-cua-menden-voh-0
G.J. Menden (1822 – 1884)

1.2. Hình thành học thuyết di truyền học của Menđen

Thí nghiệm

Đậu Hà Lan (2n = 14)

Ptc: Cây hoa tím X Cây hoa trắng

F1: 100% hoa tím

Cho F1 tự thụ phấn

F2: 3 hoa tím : 1 hoa trắng.

Thực chất F2: 1 hoa tímtc : 2 hoa tím không tc : 1 hoa trắngtc

Học thuyết giao tử thuần khiết

  • Mỗi tính trạng đều do 1 cặp nhân tố di truyền quy định. 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.
  • Khi thụ tinh các giao tử kết hợp với nhau một cách ngẫu nhiên tạo nên các hợp tử.

Kiểm tra giả thuyết bằng phép lai phân tích (còn gọi là lai kiểm nghiệm)

Lai phân tích là phép lai giữa cá thể có kiểu hình trội (giả sử A-) với cá thể có kiểu hình lặn (giả sử: aa), mục đích là kiểm tra kiểu gen của kiểu hình trội là thuần chủng hay không thuần chủng.

  • Nếu con lai xuất hiện 100% trội thì cá thể kiểu hình trội đem lai là thuần chủng (AA).
  • Nếu con lai xuất hiện 50% trội : 50% lặn thì cá thể kiểu hình trội đem lai là không thuần chủng (Aa).

1.3. Cơ sở tế bào học và nội dung của qui luật phân li

Cơ sở tế bào học

Gen nằm trên NST, mỗi gen có 1 vị trí xác định gọi là locut. Trong tế bào sinh dưỡng, các gen alen và các NST luôn tồn tại thành từng cặp tương đồng. Mỗi alen nằm trên 1 NST nên không hoà trộn vào nhau.

Khi giảm phân tạo giao tử, các thành viên của mỗi cặp alen, mỗi NST trong từng cặp NST tương đồng phân li đồng đều về các giao tử.

Sơ đồ lai

Qui ước gen Alen A: hoa tím là trội hoàn toàn so với alen a: hoa trắng.

cac-phuong-phap-di-truyen-hoc-cua-menden-voh-1
Các gen alen sẽ quy định tính trạng

Nội dung quy luật phân li

Mỗi tính trạng được qui định bởi 1 cặp gen alen, 1 có nguồn gốc từ bố, 1 có nguồn gốc từ mẹ. Các alen của bố, mẹ tồn tại trong tế bào của cơ thể con một cách riêng rẽ, không hòa trộn vào nhau.

cac-phuong-phap-di-truyen-hoc-cua-menden-voh-2
Sơ đồ lai quy luật phân li

Khi hình thành giao tử, các thành viên của cặp alen phân li đồng đều về các giao tử nên:

  • 50% số giao tử chứa alen này.
  • 50% số giao tử chứa alen kia. 

Điều kiện nghiệm đúng: Quá trình giảm phân tạo giao tử diễn ra bình thường.

2. Vận dụng phương pháp di truyền học của Menđen vào bài tập

2.1 Phương pháp giải bài toán lai 1 cặp tính trạng

Bước 1: Xác định trội lặn

  • Dựa vào cách quy ước gen của đề bài dựa vào phương phép di truyền học của Menden.
  • Biện luận dựa trên tỉ lệ kiểu hình (TLKH) đời con.
  • Lưu ý một số trường hợp trội không hoàn toàn hoặc đồng trội hoặc gen gây chết.

Bước 2: Quy ước gen

Bước 3: Tìm kiểu gen của đời P

  • Dựa vào kiểu hình đời P.
  • Dựa vào kết quả của đời con.

Bước 4: Viết sơ đồ lai theo yêu cầu đề bài

Bước 5: Kết luận

*Lưu ý: Cần nhớ kết quả 6 phép lai một cặp tính trạng (trường hợp trội là trội hoàn toàn)

STT Phép lai P Tỉ lệ KG F1 Số KG F1 Tỉ lệ KH F1 Số KH F1
1 AA × AA 100% AA 1 100% Trội 1
2 AA × Aa 1/2 AA: 1/2Aa 2 100% Trội 1
3 AA × aa 100% Aa 1 100% Trội 1
4 Aa × Aa 1/4AA: 2/4Aa:1/4aa 3 3/4 Trội: 1/4 Lặn 2
5 Aa × aa 1/2Aa: 1/2aa 2 1/2 Trội: 1/2 Lặn 2
6 aa × aa 100%aa 1 100% Lặn 1

2.2. Trắc nghiệm vận dụng các dạng bài tập về di truyền học của Menđen

Câu 1. Menđen đã sử dụng phép lai phân tích trong các thí nghiệm của mình để:

A. Kiểm tra cơ thể mang kiểu hình trội, mang cặp nhân tố di truyền đồng hợp tử hay dị hợp tử.

B. Xác định các cá thể thuần chủng.

C. Xác định quy luật di truyền chi phối tính trạng.

D. Xác định tính trạng nào là trội , tính trạng nào là lặn.

Đáp án: A

Câu 2. Điều kiện để 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 là:

A. Số lượng cá thể con lai phải lớn.

B. Alen trội phải là trội hoàn toàn so với alen lặn.

C. Giảm phân xảy ra bình thường.

D. Bố mẹ phải thuần chủng về tính trạng đem lai.

Đáp án: C

Câu 3. Phép lai nào sau đây thường dùng để tạo ra dòng thuần chủng?

A. Tự thụ phấn.

B. Lai phân tích.

C. Lai khác dòng.

D. Lai ngẫu nhiên.

Đáp án: A

Câu 4. Khi giao phấn giữa cây thuần chủng hoa vàng với cây thuần chủng hoa trắng, thu được tất cả con lai đều có hoa vàng. Biết tính trạng màu hoa do một gen quy định. Kết luận nào sau đây đúng?

A. Kiểu gen của con lai ở trạng thái không thuần chủng.

B. Hoa trắng là tính trội hoàn toàn so với hoa vàng.

C. Hoa vàng là tính trội không hoàn toàn so với hoa trắng.

D. Hoa vàng là tính trạng lặn so với hoa trắng.

Đáp án: A

Câu 5. Ở một loài thực vật, A_: hoa đỏ, aa: hoa trắng. Phép lai nào sau đây tạo ra con lai 100% hoa đỏ ?

A. aa × aa

B. Aa × AA

C. Aa × aa

D. Aa × Aa

Đáp án: B

Câu 6. Ở 1 loài thực vật, gen B là trội hoàn toàn so với gen b. Phép lai Bb × bb cho tỉ lệ kiểu gen ở F1 là

A. 100% Bb

B. 1BB : 2Bb : 1bb

C. 1Bb : 1bb

D. 100% BB

Đáp án: C

Câu 7. Ở cà chua, gen A quy định quả đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định quả vàng. Cho biết quá trình giảm phân diễn ra bình thường, theo lí thuyết, phép lai Aa × Aa cho đời con có kiểu hình phân li theo tỉ lệ 

A. 9 quả đỏ : 7 quả vàng. 

B. 1 quả đỏ : 1 quả vàng.     

C. 3 quả vàng : 1 quả đỏ.

D. 3 quả đỏ : 1 quả vàng.

Đáp án: D

Câu 8. Ở một loài thực vật, A: hoa đỏ, a: hoa trắng. Trong một phép lai ở hai cây bố mẹ chưa biết kiểu gen và kiểu hình, đời F1 thu được 25% số cây hoa màu trắng, còn lại là kiểu hình khác. Kiểu gen và kiểu hình của bố mẹ là

A. P: AA (hoa đỏ) × aa (hoa trắng).

B. P: Aa (hoa đỏ) × aa (hoa trắng).

C. P: Aa (hoa đỏ) × Aa (hoa đỏ).

D. P: AA (hoa đỏ) × Aa (hoa đỏ).

Hướng dẫn:

Vì F1 25% số cây hoa màu trắng, còn lại 75% hoa đỏ  (F1: 3 trội : 1 lặn)

 🡪 P: Aa × Aa

Đáp án: C

Câu 9. Ở cà chua, gen qui định tính trạng hình dạng quả nằm trên NST thường, alen A qui định quả tròn trội hoàn toàn so với alen a qui định quả bầu dục. Lai cà chua quả tròn với cà chua quả bầu dục thu được F1  toàn cây quả tròn. Cho các cây F1  giao phấn với nhau, F2  phân li kiểu hình theo tỉ lệ:

A. 9 : 3 : 3 : 1

B. 1 : 1

C. 1: 2 : 1

D. 3 : 1

Hướng dẫn:

Vì P tương phản; F1 100% quả tròn (trội) 🡪 Ptc.

Ptc: tròn (AA) × bầu dục (aa)

GP: A × a

F1: 100% Aa (100% tròn)

F1  x F1: Aa × Aa

GF1:1/2 A = 1/2 a : 1/2 A = 1/2 a

F2: TLKG 1/4 AA : 2/4 Aa : 1/4 aa

TLKH 3 tròn : 1 bầu dục

Đáp án: D

Câu 10. Tính trạng màu mắt ở cá kiếm do 1 gen có 2 alen quy định. Một nhóm học sinh tiến hành thí nghiệm và ghi lại kết quả ở bảng sau: 

Trong các kết luận sau đây mà nhóm học sinh rút ra từ kết quả thí nghiệm trên, kết luận nào sai? 

Thế hệ Phép lai thuận Phép lai nghịch
P ♀Cá mắt đen × ♂Cá mắt đỏ ♀Cá mắt đỏ × ♂ Cá mắt đen
F1 100% cá ♀,♂ mắt đen 100% cá ♀,♂ mắt đen
F2 75% cá ♀,♂ mắt đen, 25% cá ♀,♂ mắt đỏ 75% cá ♀,♂ mắt đen, 25% cá ♀,♂ mắt đỏ

A. F2 có tỉ lệ kiểu gen là 1: 2: 1.   

B. Gen quy định tình trạng màu mắt nằm trên NST thường.  

C. Trong tổng số cá mắt đen ở F2, có 50% số cá có kiểu gen dị hợp.  

D. Alen quy định mắt đen trội hoàn toàn so với alen quy định mắt đỏ.

Hướng dẫn:

Ta có F1, F2 tỉ lệ kiểu hình ở 2 giới là như nhau, phép lai thuận và nghịch cho kết quả giống nhau 

🡪 Gen quy định tính trạng màu mắt nằm trên NST thường, không chịu ảnh hưởng bởi giới tính: B đúng.

Ở thế hệ P: đen × đỏ → F1 toàn mắt đen 🡪 đen trội hoàn toàn so với đỏ: D đúng 

Quy ước: A: đen >> a: đỏ đỏ 

🡪 kiểu gen của P: AA × aa → F1: Aa

F1 × F1: Aa × Aa → F2: 1/4 AA : 2/4 Aa : 1/4 aa: A đúng 

Trong tổng số con mắt đen ở F1 thì có 2/3 số cá có kiểu gen dị hợp: C sai

Đáp án: C

-----------------------------------

Hy vọng bài viết và các bài tập trắc nghiệm sẽ giúp các em có thể hiểu rõ hơn về phương pháp di truyền học của Menđen.

Người biên soạn:

Giáo viên Lê Gia Tuấn

Trường TH- THCS-THPT Lê Thánh Tông