Ôn tập Sinh học 12 - Chuyên đề: Tính quy luật của hiện tượng di truyền. Di truyền học Menđen

Nội dung tài liệu: Ôn tập Sinh học 12 - Chuyên đề: Tính quy luật của hiện tượng di truyền. Di truyền học Menđen

1. Chuyên đề 3: TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN DI TRUYỀN HỌC MENĐEN I. MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1. Tính trạng 1.1. Tính trạng kiểu hình, hay tính trạng là một biểu hiện đặc trưng về kiểu hình của một sinh vật có thể do di truyền, do môi trường hoặc là sự kết hợp của cả hai yếu tố trên. Ví dụ: màu mắt là một đặc trưng, màu mắt xanh, nâu hay hạt dẻ là các tính trạng. 1.2. Một tính trạng có thể gồm nhiều biểu hiện. Ví dụ: Tính trạng màu hạt đậu có 2 biểu hiện màu hạt vàng và màu hạt xanh. Tính trạng nhóm máu có 4 biểu hiện nhóm máu là A, B, AB và O. 1.3. Các loại tình trạng: a) Tính trạng số lượng và tính trạng chất lượng Tính trạng số lượnglà tính trạng có thể tính toán được, do nhiều gen quy định, có biến dị liên tục; chủ yếu thể hiện ở năng suất, sản lượng của cây trồng, vật nuôi. Ví dụ: sản lượng thóc, lúa; năng suất trứng của gà; tỷ lệ thịt xẻ của lợn; sản lượng sữa của bò Tính trạng chất lượng là tính trạng do đơn gen quy định, có biến dị đứt quãng và không tính toán được bằng con số; chủ yếu thể hiện tính chất về màu sắc, hương vị, âm thanh, có hoặc không có của sinh vật. Ví dụ: màu mắt, màu lông, tính có sừng hoặc không sừng ở bò b) Tính trạng trội và tính trạng lặn Tính trạng trội là tính trạng biểu hiện rõ rệt, lấn át các tính trạng khác cùng loại trong một tổ hợp di truyền dị hợp tử; được thể hiện chủ yếu ở thế hệ F1. Tính trạng lặnlà tính trạng không thể hiện được vì bị các tính trạng khác cùng loại (cùng cặp alen đối xứng) lấn át trong một tổ hợp di truyền dị hợp tử; tính lặn chưa được thể hiện ở thế hệ F 1 mà chỉ xuất hiện được ở thế hệ F2. 1.4. Cặp tính trạng tương phản Ví dụ: Thân cao và thân thấp là 2 trạng thái của tính trạng chiều cao thân. Cặp tính trạng tượng phản: là 2 biểu hiện khác nhau của một tính trạng. 2. Gen và alen 2.1. Gen Gen là một đoạn ADN mang thông tin mã hóa cho một sản phẩm nhất định, sản phẩm đó là một chuỗi polipeptit hoặc một loại ARN. Trong nội dung chương tính quy luật của hiện tượng di truyền, gen được nhắc tới là gen mang thông tin quy định chuỗi polipeptit (quy định prôtêin). 2.2. Alen: 1
2. Alen là các trạng thái khác nhau của cùng một gen hay một gen có thể gồm nhiều alen. Ví dụ: Gen quy định tính hạng màu sắc hạt đậu hà lan gồm 2 alen A và a quy định. Gen quy định tính trạng nhóm máu gồm 3 alen IA, IB, IO quy định. Các alen của cùng một gen thương là các dạng đột biến gen của nhau. 3. Kiểu gen và kiểu hình: Kiểu gen là biểu hiện bên trong còn kiểu hình là biểu hiện bên ngoài. Trong đó kiểu gen quy định kiểu hình. 3.1. Kiểu gen, còn gọi là kiểu di truyền là bản chất di truyền của tính trạng do tổ hợp gen tạo nên, thể hiện ra bên ngoài thông qua kiểu hình. Ví dụ: Aa ; AaBB ; AB/abXY Kiểu gen: là tập hợp tất cả các gen trong tế bào của cơ thể. Tuy nhiên trong thực tế để thuận tiện khi nghiên cứu chỉ xét một hoặc một vài gen. 3.2. Kiểu hình, còn gọi là kiểu biểu hiện là những biểu hiện ra ngoài của một hay nhiều tính trạng của cá thể trong một giai đoạn phát triển nhất đinh. Kiểu hình là kết quả của mối tương tác giữa kiểu gen và môi trường. Ví dụ: Ruồi giấm thân xám; ruồi giấm thân xám, cánh ngắn; ruồi giấm thân đen, cánh cụt, mắt đỏ. Kiểu hình: là tập hợp tất cả các tính trạng của cơ thể.Tuy nhiên trong thực tế để thuận tiện khi nghiên cứu chỉ xét một hoặc một vài tính trạng. 4. Đồng hợp và dị hợp 4.1. Đồng hợp: Muốn nói đến kiểu gen mà mỗi gen gồm các alen giống nhau. Ví dụ: aa, AABB, AB//AB 4.2. Dị hợp: Muốn nói đến kiểu gen trong đó có gen gồm các alen khác nhau. Ví dụ: Aa; Bb; AB//ab 4.3. Thuần chủng: kiểu gen có tất cả các cặp gen alen đều là đồng hợp Ví dụ:aabbDDee là kiểu gen thuần chủng AaBbDD là kiểu gen không thuần chủng II. GREGOR MENĐEN (1822- 1884) 2
3. 1. Đối tượng nghiên cứu: Đậu Hà Lan là loại cây quen thuộc của địa phương có cấu tạo hoa đặc biệt dẫn tới cây có khả năng tự thụ phấn cao độ, giúp cho Menđen chủ động trong các phép lai, dễ tạo dòng thuần. 2. Phương pháp nghiên cứu của Menđen (2 phương pháp) a. Lai phân tích: Là phép lai giữa cơ thể cần kiểm tra kiểu gen (AA, Aa) với cơ thể mang tính trạng lặn (aa). b. Phương pháp phân tích cơ thể lai ✓ Tạo các dòng thuần về 1 hoặc vài tính trạng ✓ Lai các cặp bố mẹ thuần chủng về một hoặc vài tính trạng, theo dõi kết quả ở thế hệ con cháu. ✓ Sử dụng toán xác suất để phân tích kết quả lai. ✓ Thực nghiệm kiểm chứng kết quả. 3. Điểm mới trong phương pháp của Menđen Menđen không phải là người đầu tiên băn khoăn về hiện tượng di truyền ở sinh vật. Nhưng ông là người đầu tiên thành công trong nghiên cứu. Sở dĩ như vậy vì phương pháp nghiên cứu của ông có những điểm mới sau: – Tạo dòng thuần chủng: Trước khi nghiên cứu ông đã tạo các dòng đậu thuần chủng hoàn toàn thủ công. Đó là cho các cây đậu dạng bố, mẹ (hướng tính trạng dự định nghiên cứu) tự thụ phấn liên tục để thu được dòng thuần. – Xem xét từng cặp tính trạng tương phản: Lai các cặp bố mẹ thuần chủng khác nhau về một hoặc vài cặp tính trạng tương phản rồi theo dõi các đời con cháu, phân tích sự di truyền của mỗi cặp tính trạng, trên cơ sở phát hiện quy luật di truyền chung của nhiều tính trạng. – Sử dụng phép lai phân tích: Đó là phương pháp đem lai cá thể cần phân tích kiểu gen với cá thể mang tính trạng lặn, sau đó phân tích kết quả lai. Trên cơ sở đó xác định được bản chất của sự phân li tính 3
4. trạng là do sự phân li, tổ hợp của các nhân tố di truyền trong giảm phân và thụ tinh. Từ nhận thức này đã cho phép xây dựng được giả thiết giao tử thuần khiết. – Dùng xác suất thống kê: Ông sử dụng toán thống kê và lý thuyết xác suất để phân tích quy luật di truyền các tính trạng của bố mẹ cho các thế hệ sau. Ngoài ra một điểm góp phần quan trọng vào thành công của Menđen đó là ông đã chọn đối tượng nghiên cứu phù hợp. Đậu Hà Lan có những ưu điểm sau đối với việc nghiên cứu di truyền: + Thời gian sinh trưởng ngắn trong vòng 1 năm. + Cây đậu Hà Lan có khả năng tự thụ phấn cao độ do cấu tạo của hoa, nên tránh được sự tạp giao trong lai giống. III. QUY LUẬT PHÂN LI 1. Thí nghiệm lai 1 tính trạng có kiểu hình tương phản Tiến hành phép lai thuận nghịch với tính trạng màu sắc hoa đậu Hà Lan đều cho kết quả như sau: Menđen vận dụng toán xác suất thống kê để lí giải tỉ lệ 1:2:1 bằng giả thuyết như sau: o Mỗi tính trạng do 1 cặp nhân tố di truyền quy định (ngày nay gọi là cặp gen, cặp alen). Trong tế bào các nhân tố không hòa trộn vào nhau. o Bố mẹ truyền cho con chỉ 1 trong 2 thành viên nhân tố di truyền (Ví dụ Aa sẽ tạo ra 2 giao tử A và a). o Khi thụ tinh các giao tử kết hợp ngẫu nhiên tạo ra các hợp tử. 2. Nội dung quy luật phân li: ✓ Mỗi tính trạng do một cặp alen (nhân tố di truyền) quy định. ✓ Các alen tồn tại trong tế bào riêng rẽ không hòa trộn vào nhau. 4
5. ✓ Khi hình thành giao tử, các thành viên của một cặp alen phân li đồng đều về các giao tử nên có 50% giao tử chứa alen này và 50% giao tử chứa alen kia. 3. Cơ sở tế bào học của quy luật phân li: o Mỗi tính trạng do một cặp alen quy định (A quy định hoa tím và a quy định hoa trắng). o Trong tế bào:NST tồn tại thành từng cặp tương đồng , trên cặp NST tương đồng là cặp gen alen quy định tính trạng. o Quá trình giảm phân: cặp NST phân li đồng đều về 2 giao tử khác nhau → 2 alen cũng phân li về 2 giao tử khác nhau. o Quá trình thụ tinh: các giao tử kết hợp ngẫu nhiên kéo theo sự kết hợp ngẫu nhiên của các alen. Sơ đồ lai thí nghiệm: P: Hoa tím× Hoa trắng AA aa G: A a F1: Aa (100% hoa tím) F1×F1: Aa × Aa GF1: A; a ↓ A; a F2: 1AA : 2Aa : 1 aa 4. Điều kiện nghiệm đúng của quy luật phân li: Giảm phân diễn ra bình thường, không có đột biến. 1 gen quy định 1 tính trạng. Gen nằm trên nhiễm sắc thể. 5. Phân biệt các hiện tượng trội hoàn toàn, trội không hoàn toàn, đồng trội. Trội hoàn toàn Trội không hoàn toàn Đồng trội Alen trội át chế sự biểu hiện của Alen trội tương tác với a len lặn Cả 2 alen đều biểu hiện kiểu alen lặn do đó trong kiểugen dị biểu hiện kiểu hình trung gian hình. hợp Aa thì chỉ có alen A biểu hiện. Ví dụ: A _đỏ, a_trắng Ví dụ: A _đỏ, a_trắng IA = máu A; IB = máu B AA_đỏ; Aa đỏ; aa_trắng AA_đỏ; Aa hồng; aa_trắng Kiểu gen IAIB = máu AB IV. QUY LUẬT PHÂN LI ĐỘC LẬP 1. Thí nghiệm lai 2 tính trạng có kiểu hình tương phản Khi tiến hành cả phép lai thuận và phép lai nghịch đều thu được kết quả như sau: 5
6. Giải thích: - Xét sự di truyền của từng tính trạng: mỗi tính trạng di truyền theo quy luật phân li. - Xét sự di tryền của cả 2 tính trạng: 9/16 vàng, trơn = 3/4 vàng × 3/4 trơn 3/4 vàng, nhăn = 3/4 vàng × 1/4 nhăn 3/4 xanh, trơn = 1/4 xanh × 3/4 trơn 1/16 xanh, nhăn = 1/4 xanh × 1/4 nhăn Theo toán xác suất:Nếu A và B là 2 biến cố độc lập thì xác suất có mặt đồng thời A và B (P AB) bằng tích xác suất xuất hiện A (PA) với xác suất xuất hiện B (PB). P (AB) = P (A) × P(B) → Sự xuất hiện kiểu hình F2 ứng với toán xác suất trên. Do đó: tính trạng màu hạt và vỏ hạt phân li độc lập với nhau. 2. Nội dung quy luật: ✓ Các cặp nhân tố di truyền (các cặp gen không alen) quy định các tính trạng khác nhau phân li độc lập trong quá trình hình thành giao tử. 3. Cơ sở tế bào học: ✓ Mỗi tính trạng do 1 cặp alen quy định (R, r quy định màu hạt; Y, y quy định vỏ hạt) ✓ Mỗi cặp alen nằm trên 1 cặp NST tương đồng khác nhau. ✓ Quá trình giảm phân và thụ tinh: các cặp NST tương đồng phân li độc lập và tổ hợp tự do → Các cặp alen cũng phân li độc lập và tổ hợp tự do. 6
7. 4. Công thức tổng quát: Kết quả của phép lai với cơ thể có n cặp gen dị hợp tự thụ phấn: Số cặp Số loại Số tổ hợp kiểu Số kiểu gen Tỉ lệ kiểu gen Số kiểu hình Tỉ lệ kiểu hình gen dị giao tử gen F1 F1 F1 F1 F2 hợp1 P2 4 3 2 3:1 2 4 16 9 (1:2:1)2 4 9:3:3:1 3 8 27 (1:2:1)3 8 27:9:9:9:3:3:3:1 n 2n 2n×2n = 4n 3n (1:2:1 )n 2n (3:1)n 5. Điều kiện nghiệm đúng: ✓ Các gen phải nằm trên các cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau. ✓ Giảm phân diễn ra bình thường (không đột biến) 6. Ý nghĩa - Góp phần giải thích sự đa dạng và phong phú của sinh vật do sự xuất hiện biển dị tổ hợp. - Do sự đa dạng của sinh vật → Con người dễ tìm ra những tổ hợp tính trạng có lợi cho mình → Tạo ra nhiều giống mới có năng suất cao, phẩm chất tốt. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP 7
8. 1 . Bài tập quy luật phân li 1.1. Gen 2 alen: Ví dụ 1: Ở đậu Hà Lan, màu hoa do 1 gen quy định, người ta đem lai bố mẹ có kiểu hình hoa đỏ với hoa trắng thu được F1 có 100% kiểu hình hoa đỏ. a) Xác định kiểu hình trội, lặn. b) Xác định kiểu gen P. c) Hãy xác định giao tử của cơ thể có kiểu gen: AA, Aa, aa? Hướng dẫn giải a) Xác định kiểu hình trội, lặn. Theo đề: đỏ là trội so với trắng Quy ước: A-đỏ; a - trắng b) Xác định kiểu gen P. Kiểu gen P: AA × aa c) Hãy xác định giao tử của cơ thể có kiểu gen: AA, Aa, aa? Kiểu gen AA cho 1 loại giao tử là: A Kiểu gen Aa cho 2 loại giao tử là: A và a Kiểu gen aa cho 1 loại giao tử: a Ví dụ 2: Cho biết 1 gen quy định 1 tính trạng. Cho cây thân cao tự thụ phấn cho đời con phân li kiểu hình theo tỉ lệ 3 cao :1 thấp. a) Xác định kiểu hình trội, lặn. b) Hãy xác định kiểu gen của bố mẹ đem lai. c)Cho F1 giao phấn ngẫu nhiên thu được F2 có tỉ lệ kiểu gen và kiểu hình như thế nào? d)Cho F1 tự thụ phấn thu được F2 có tỉ lệ kiểu gen và kiểu hình như thế nào? Hướng dẫn giải a) Theo đề thì cao trội so với thấp A – thân cao trội hoàn toàn so với a – thân thấp. b) Số tổ hợp kiểu hình ở F1 là: 3 + 1 = 4 = 2×2. => Mỗi bên P cho ra 2 loại giao tử. => P: Aa × Aa. c) P: Aa × Aa → F1: 1/4AA : 2/4Aa : 1/4aa 1/4 AA khi giảm phân sẽ cho ra: 1/4 A. 2/4 Aa khi giảm phân sẽ cho ra: 1/4 A : 1/4 a 1/4 aa khi giảm phân sẽ cho ra: 1/4 a. => F1 có tỉ lệ các giao tử là: 1/2 A : 1/2 a. Khi F1 giao phấn ngẫu nhiên: (1/2 A ; 1/2 a) × (1/2 A ; 1/2 a) 8
9. => F2 có tỉ lệ kiểu gen là: 1/4AA : 2/4Aa : 1/4aa và tỉ lệ kiểu hình là: 3 thân cao : 1 thân thấp. d) P: Aa x Aa → F1: 1/4AA : 2/4Aa : 1/4aa F1 tự thụ phấn: 1/4(AA × AA) → 1/4 AA 2/4(Aa × Aa) → 1/8AA : 2/8Aa : 1/8aa 1/4(aa × aa) → 1/4 aa => F1 tự thụ phấn sẽ tạo ra F2 có: - TLKG: 3/8AA : 2/8Aa : 3/8aa. - TLKH: 5 thân cao : 3 thân thấp. Ví dụ 3: Ở một loài thực vật, alen A quy định hoa đỏ là trội hoàn toàn so với alen a quy định alen quy định hoa trắng. a) Cho phép lai AA × aa cho F1 và F2 có kiểu gen và kiểu hình như thế nào? b) Lấy ngẫu nhiên 3 cây ở F2. Hãy tính xác suất để 3 cây là hoa đỏ? c) Lấy ngẫu nhiên 3 cây hoa đỏ. Hãy tính xác suất có 2 cây đồng hợp, 1 cây dị hợp? Hướng dẫn giải A quy định hoa đỏ là trội hoàn toàn so với alen a quy định alen quy định hoa trắng. a) Viết sơ đồ lai.=> F1: Aa (100% hoa đỏ)=> F2: 1/4AA : 2/4Aa : 1/4aa (3/4 hoa đỏ : 1/4 hoa trắng) b) Ở F2 có: 3/4 hoa đỏ : 1/4 hoa trắng. => Xác suất để 3 cây lấy được đều là hoa đỏ là: (3/4)3 = 27/64 c) Ở F2 có: 1/4AA : 2/4Aa : 1/4aa Trong số cây hoa đỏ, cây hoa đỏ thuần chủng AA chiếm tỉ lệ 1/3, cây hoa đỏ không thuẩn chủng Aa chiếm tỉ lệ 2/3. => Áp dụng công thức ta có xác suất trong 3 cây hoa đỏ có 2 cây đồng hợp, 1 cây dị hợp là: 2/ 9 Ví dụ 4: Ở một loài động vật, A nằm trên NST thường quy định lông màu đỏ trội hoàn toàn so với a quy định lông màu trắng. Kiểu gen AA làm cho hợp tử bị chết ở giai đoạn phôi. Cho các thể dị hợp tử giao phối với nhau, tỉ lệ kiểu hình ở đời con sẽ như thế nào? Hướng dẫn giải: A nằm trên NST thường quy định màu đỏ trội hoàn toàn so với a quy định lông màu trắng. Cho các cá thể dị hợp giao phối với nhau: Aa × Aa => F1: 1AA : 2Aa : 1aa Vì kiểu gen AA làm cho hợp tử bị chết ở giai đoạn phôi => F1: 2Aa : 1aa => Tỉ lệ kiểu hình ở đời con là: 2 lông màu đỏ : 1 lông màu trắng. 1.2. Gen đa alen (gen có nhiều alen) Ví dụ: Ở một loài thú, màu lông được quy định bởi một gen nằm trên NST thường có 4 alen: alen C bquy định lông đen, alen Cy quy định lông vàng, alen Cg quy định lông xám và alen Cw quy định lông trắng. Trong đó alen Cb trội hoàn toàn so với các alen Cy, Cg và Cw; alen Cy trội hoàn toàn so với alen Cg và Cw; 9
10. alen Cg trội hoàn toàn so với alen Cw. Tiến hành các phép lai để tạo ra đời con. Cho biết không xảy ra đột biến. Theo lí thuyết, có bao nhiêu kết luận sau đây đúng? (1) Phép lai giữa hai cá thể có cùng kiểu hình tạo ra đời con có tối đa 4 loại kiểu gen và 3 loại kiểu hình. (2) Phép lai giữa hai cá thể có kiểu hình khác nhau luôn tạo ra đời con có nhiều loại kiểu gen và nhiều loại kiểu hình hơn phép lai giữa hai cá thể có cùng kiểu hình. (3) Phép lai giữa cá thể lông đen với cá thể lông vàng hoặc phép lai giữa cá thể lông vàng với cá thể lông xám có thể tạo ra đời con có tối đa 4 loại kiểu gen và 3 loại kiểu hình. (4) Có 3 phép lai (không tính phép lai thuận nghịch) giữa hai cá thểlông đen cho đời con có kiểu gen phân li theo tỉ lệ1 : 1 : 1 : 1. (5) Phép lai giữa hai cá thểcó kiểu hình khác nhau cho đời con có ít nhất 2 loại kiểu gen. Hướng dẫn giải: (1) Sai. Lai giữa 2 cá thể có cùng kiểu hình và các tính trạng trội đều là trội hoàn toàn chỉ cho ra tối đa là 2 loại kiểu hình. (2) Sai. Không phải cứ phép lai giữa hai cá thể có kiểu hình khác nhau là luôn tạo ra đời con có nhiều loại kiểu gen và nhiều loại kiểu hình hơn phép lai giữa hai cá thể có cùng kiểu hình. (3) Đúng. Phép lai giữa cá thể lông đen với cá thể lông vàng hoặc phép lai giữa cá thể lông vàng với cá thể lông xám có thể tạo ra đời con có tối đa 4 loại kiểu gen và 3 loại kiểu hình. (4) Đúng. Phép lai giữa hai cá thể lông đen có kiểu gen dị hợp khác nhau sẽ cho ra đời con có kiểu gen phân li theo tỉ lệ 1 : 1 : 1 : 1. (5). Sai. Lai giữa hai cá thể thuần chủng có kiểu hình khác nhau chỉ cho 1 kiểu gen. 1.3. Hiện tượng đồng trội Ví dụ: Ở người tính trạng nhóm máu do 3 alen I A, IB, IO quy định. Mẹ có nhóm máu B, con có nhóm máu O, người có nhóm máu nào dưới đây không thể là bố đứa trẻ? A. Nhóm máu A B. Nhóm máu B C. Nhóm máu O D. Nhóm máu AB Hướng dẫn giải: Người con có nhóm máu O => Kiểu gen của người con là IOIO => Cả người bố và người mẹ của đứa trẻ đều phải cho giao tử IO. => Người bố chắc chắn không thể là người có nhóm máu AB (IAIB). => Đáp án D. 2. Bài tập quy luật phân li kết hợp với đột biến nhiễm sắc thể (Xem nội dung bài đột biến nhiễm sắc thể) Ví dụ 1:Ở ngô, gen R quy định hạt đỏ trội hoàn toàn so với r quy định hạt trắng. Thể ba nhiễm (2n+1) cho giao tử n và n+1. Tế bào noãn (n+1) có khả năng thụ tinh, còn hạt phấn thì không có khả năng này. Hãy xác định tỉ lệ kiểu hình của phép lai Rrr × Rrr? Hướng dẫn giải: 10
11. - Áp dụng quy tắc xác định giao tử của cơ thể tam bội, kiểu hình Rrr cho ra các loại giao tử có tỉ lệ là: 1/6R : 2/6r : 2/6Rr : 1/6rr - Tế bào noãn (n + 1) có khả năng thụ tinh => Tế bào noãn có kiểu gen Rrr cho ra các loại giao tử có khả năng thụ tinh theo tỉ lệ là: 1/6R : 2/6r : 2/6Rr : 1/6rr - Hạt phấn (n + 1) không có khả năng thụ tinh => Tế bào hạt phấn có kiểu gen Rrr cho các loại giao tử có khả năng thụ tinh theo tỉ lệ là: 1/3R : 2/3r - Vì gen R quy định hạt đỏ trội hoàn toàn so với r quy định hạt trắng nên: Khi Rrr × Rrr, cây hoa trắng ở đời con chiếm tỉ lệ là:2/6r. 2/3r + 1/6rr.2/3r = 1/3 => Cây hoa đỏ ở đời con chiếm tỉ lệ:1 – 1/3 = 2/3 Vậy phép lai Rrr × Rrr cho đời con có tỉ lệ kiểu hình là: 2 hoa đỏ : 1 hoa trắng. Ví dụ 2: Một cá thể của một loài 2n = 12. Khi quan sát quá trình giảm phân của 2000 tế bào sinh tinh, người ta thấy có 20 tế bào có cặp NST số 1 không phân li trong giảm phân I, các sự kiện khác diễn ra bình thường, các tế bào còn lại giảm phân bình thường. Tính tỉ lệ loại các loại giao tử n, n+1 và n-1. Hướng dẫn giải: 20 tế bào có cặp NST số 1 không phân li trong giảm phân I cho 40 giao tử n+1 và 40 giao tử n-1 2000 – 20 = 1980 tế bào giảm phân bình thường cho 1980.4 = 7920 giao tử n = 6 Vậy tỉ lệ loại giao tử có n= 7920/(2000.4) = 0,99; n+ 1= n-1 = 40/8000 = 0,005 3. Bài tập quy luật phân li độc lập 3.1. Xác định giao tử trong điều kiện các gen phân li độc lập Ví dụ: Một cá thể đực có kiểu gen AaBbDd. a) Một tế bào của cơ thể này giảm phân cho bao nhiêu loại giao tử đực? b) Cơ thể này giảm phân bình thường sẽ cho bao nhiêu loại giao tử? Tỉ lệ mỗi loại? c) Trong giảm phân I, nếu ở một số tế bào các nhiễm sắc thể mang gen Aa không phân li thì sẽ cho những loại giao tử nào? Hướng dẫn giải: a) Một tế bào của cơ thể có kiểu gen AaBbDd giảm phân chỉ cho ra 2 loại giao tử đực đó là: ABD và abd hoặc ABd và abD hoặc Abd và aBD. b) Kiểu gen AaBbDd có 3 cặp gen dị hợp => Áp dụng công thức tính số loại giao tử, cơ thể đực mang kiểu gen này giảm phân bình thường sẽ cho số loại giao tử là:23 = 8 (loại) c) Xác định tỉ lệ các loại giao tử Các tế bào mang gen Aa giảm phân bình thường cho ra 2 loại giao tử A, a; các tế bào giảm phân không bình thường cho Aa, O. Bb giảm phân cho ra 2 loại giao tử B, b. Dd giảm phân cho ra 2 loại giao tử D, d. Do đó các loại giao tử là: ABD; ABd; AbD; Abd;aBD; aBd; abD; abd; AaBD; AaBd; AabD; Aabd;OBD; OBd; ObD; Obd; 11
12. 3.2. Xác định số tổ hợp giao tử, số loại kiểu gen và số loại kiểu hình trong điều kiện các gen phân li độc lập Ví dụ : Cho phép lai ♂AaBbDDEe × ♀AabbDdEe. Biết một gen quy định một tính trạng, các tính trạng trội là hoàn toàn. a) Ở đời con có bao nhiêu tổ hợp giao tử (số tổ hợp tử)? b) Ở đời con có bao nhiêu loại kiểu gen? c) Ở đời con có bao nhiêu loại kiểu hình? Hướng dẫn giải: - Xác định số loại giao tử của cơ thể đực và cơ thể cái: Áp dụng công thức tính số loại giao tử trong điều kiện các gen phân li độc lập: + Cơ thể đực có kiểu gen AaBbDDEe có 3 cặp gen dị hợp nên cơ thể đực sẽ tạo ra số loại giao tử đực là:23 = 8 (loại) + Cơ thể cái có kiểu gen AabbDdEe có 3 cặp gen dị hợp nên cơ thể cái cũng tạo ra số loại giao tử là: 23 = 8 (loại) a) Áp dụng công thức tính số kiểu tổ hợp giao tử trong điều kiện các gen phân li độc lập => Ở đời con của phép lai trên có số tổ hợp giao tử là: 8 × 8 = 64 b) Phép lai: ♂AaBbDDEe × ♀AabbDdEe - Xét số loại kiểu gen của từng cặp gen Aa × Aa → 3 loại kiểu gen Bb × bb → 2 loại kiểu gen DD × Dd → 2 loại kiểu gen Ee × Ee → 3 loại kiểu gen - Áp dụng công thức tính số loại kiểu gen ở đời con trong điều kiện các gen phân li độc lập => Ở đời con của phép lai trên có số loại kiểu gen là: 3. 2 .2 .3 = 36 kiểu gen. - Xét số loại kiểu hình của từng cặp gen Vì mỗi gen quy đinh một tính trạng và các gen trội là trội hoàn toàn nên: Aa × Aa → 2 loại kiểu gen Bb × bb → 2 loại kiểu gen DD ×Dd → 1 loại kiểu gen Ee × Ee → 2 loại kiểu gen c) Áp dụng công thức tính số loại kiểu hình ở đời con trong điều kiện các gen phân li độc lập => Ở đời con của phép lai trên có số loại hợp kiểu hình là: 2. 2 .1. 2 = 8 kiểu hình. 3.3. Xác định tỉ lệ phân li kiểu hình, kiểu gen ở đời con Ví dụ :Cho phép lai ♂AaBbDDEe × ♀AabbDdEe. Biết một gen quy định một tính trạng, các tính trạng trội là hoàn toàn. a) Xác định tỉ lệ phân li kiểu gen, kiểu hình F1? 12
13. b) Ở đời F1, loại kiểu hình có 3 tính trạng trội chiếm tỉ lệ bao nhiêu? c) Ở đời con loại cá thể chỉ có 6 alen lặn chiếm tỉ lệ bao nhiêu? Hướng dẫn giải: a) - Xác định tỉ lệ phân li kiểu hình ở F1: Do mỗi gen quy định một tính trạng và các tính trạng trội là trội hoàn toàn nên: Aa × Aa → 3/4 trội : 1/4 lặn Bb × bb → 1/2 trội : 1/2 lặn DD × Dd → 100% trội Ee × Ee → 3/4 trội : 1/4 lặn Áp dụng công thức tính tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con trong trường hợp các gen phân li độc lập => Tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con của phép lai trên là: (3 : 1) × (1 : 1) × 1 × (3 : 1) = 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 3 : 1 : 1 - Xác định tỉ lệ phân li kiểu gen ở F1: Ta có: Aa × Aa → 1/4AA : 2/4Aa : 1/4aa Bb × bb → 1/2Bb : 1/2bb DD × Dd → 1/2DD : 1/2Dd Ee × Ee → 1/4EE : 2/4Ee : 1/4ee Áp dụng công thức tính tỉ lệ phân li kiểu gen ở đời con trong trường hợp các gen phân li độc lập => Tỉ lệ phân li kiểu gen ở đời con của phép lai trên là:(1 : 2 : 1) ×(1 : 1) × (1 : 1) × (1 : 2 : 1) = 4:4:4:4:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1 b) Xác suất xuất hiện kiểu hình chỉ chứa 1 tính trạng lặn về gen A ở đời con là: 1/4×1/2×1×3/4=3/32 Xác suất xuất hiện kiểu hình chỉ chứa 1 tính trạng lặn về gen B ở đời con là: 3/4×1/2×1×3/4=9/32 Xác suất xuất hiện kiểu hình chỉ chứa 1 tính trạng lặn về gen D ở đời con là: 3/4×1/2×1×1/4=3/32 => Ở đời F1, loại kiểu hình có 3 tính trạng trội chiếm tỉ lệ là: 3/32+9/32+3/32=15/32 c) Aa x Aa → 1/4AA : 2/4Aa : 1/4aa Bb x bb → 1/2Bb : 1/2bb DD x Dd → 1/2DD : 1/2Dd Ee x Ee → 1/4EE : 2/4Ee : 1/4ee Cá thể có 6 alen lặn có thể mang các kiểu gen là: aabbDDee, aabbDdEe, AabbDdee hoặc aaBbDdee. => Ở đời con loại cá thể chỉ có 6 alen lặn chiếm tỉ lệ là: 1/4×1/2×1/2×1/4+1/4×1/2×1/2×2/4+2/4×1/2×1/2×1/4+1/4×1/2×1/2×1/4=3/32 13
14. 3.4. Nhận dạng quy luật di truyền phân li độc lập Ví dụ : Cho biết mỗi tính trạng do một cặp gen quy định. Cho cây thân cao màu đỏ giao phấn với cây thân thấp màu trắng được F1 có 100% cây thân cao màu đỏ. Cho F1 tự thụ phấn đời F2 có tỉ lệ 56,25% cây thân cao hoa đỏ; 18,75% cây thân cao, hoa trắng; 18,75% cây thân thấp hoa đỏ; 6,25% cây thân thấp hoa trắng.Xác định quy luật di truyền chi phối phép lai? Hướng dẫn giải: - F2 có tỉ lệ kiểu hình là: 9 thân cao, hoa đỏ : 3 thân cao, hoa trắng : 3 thân thấp, hoa đỏ : 1 thân thấp, hoa trắng - Xét riêng từng tính trạng: Thân cao / thân thấp = (9 + 3) / (3 + 1) = 3/1 Hoa đỏ / hoa trắng = (9 + 3) / (3 + 1) = 3/1 - Tích chung hai loại kiểu hình: (thân cao : thân thấp) x (hoa đỏ : hoa trắng) = (3 : 1) x (3 : 1) = 9 : 3 : 3 : 1 => phù hợp với tỉ lệ kiểu hình của bài ra. => Bài toán tuân theo quy luật di truyền phân li độc lập. 3.5. Xác định kiểu gen, kiểu hình của P khi biết kiểu hình của đời con Ví dụ: Ở lúa A_thân cao; a_thân thấp, B_ hạt tròn; b_hạt dài; D_chín sớm; d_chín muộn. Tính trạng trội là trội hoàn toàn. Các gen nằm trên các NST thường khác nhau. Bố mẹ có kiểu gen và kiểu hình như thế nào nếu F1 có tỉ lệ phân tỉ kiểu hình: 27: 9: 9: 9 : 3: 3: 3: 1? Hướng dẫn giải: - Bước 1: Mỗi gen quy định một tính trạng, các gen nằm trên các NST thường khác nhau => Các tính trạng di truyền tuân theo quy luật di truyền phân li độc lập. - Bước 2: Các tính trạng là trội hoàn toàn nên F 1 có tỉ lệ kiểu hình: 27: 9: 9: 9 : 3: 3: 3: 1 = (3 : 1).(3 : 1).(3 : 1) => P dị hợp cả 3 cặp gen ở cả 2 bên bố và mẹ.=> Kiểu gen của P là: AaBbDd × AaBbDd 4. Bài tập quy luật phân li độc lập với đột biến nhiễm sắc thể Ví dụ 1: Trong phép lai giữa 2 cây tứ bội khác nhau về 2 cặp gen phân li độc lập AAAAbbbb × aaaaBBBB. Tiếp tục cho F1 tạp giao. Số kiểu gen thu được ở F2 là A. 25 B. 32 C. 64 D. 81 Hướng dẫn giải: - Xác định F1: Kiểu gen AAAAbbbb chỉ cho ra 1 loại giao tử là: AAbb Kiểu gen aaaaBBBB chỉ cho ra 1 loại giao tử là: aaBB=> AAAAbbbb × aaaaBBBB→ F1: AAaaBBbb - Xác định số kiểu gen thu được ở F2: + AAaa tạo ra 3 loại giao tử AA, Aa và aa => AAaa × AAaa → 5 kiểu gen 14
15. + BBbb tạo ra 3 loại giao tử BB, Bb và bb => BBbb × BBbb → 5 kiểu gen => F1 tạp giao: AAaaBBbb × AAaaBBbb => F2 có số kiểu gen là: 5 × 5 = 25=>Đáp án A. Ví dụ 2: Các cây tứ bội giảm phân chỉ cho các loại giao tử lưỡng bội có khả năng thụ tinh bình thường. Theo lí thuyết, phép lai giữa hai cây tứ bội sau đây AAaaBBbb × AAAABBBb cho đời con có tỉ lệ phân li kiểu gen như thế nào? Hướng dẫn giải: - AAaa tạo ra 3 loại giao tử với tỉ lệ 1AA : 4Aa : 1aa, AAAA tạo ra 1 loại giao tử AA => AAaa x AAAA → đời con có tỉ lệ phân li kiểu gen là: 1 : 1 : 4 - BBbb tạo ra 3 loại giao tử với tỉ lệ 1BB : 4Bb : 1bb, BBBb tạo ra 2 loại giao tử 1BB : 1Bb => BBbb x BBBb → đời con có tỉ lệ phân li kiểu gen là: 1 : 5 : 5 : 1 Vậy AAaaBBbb x AAAABBBb cho đời con có tỉ lệ kiểu gen là: (1 : 1 : 4) x (1 : 5 : 5 : 1) = 20 : 20 : 5 : 5 : 5 : 5 : 4 : 4 : 1 : 1 : 1 : 1 HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI MỘT SỐ CÂU HỎI TRONG ĐỀ THI Câu 92. THPT Quốc gia 2018 – Mã đề 201 Theo lí thuyết, phép lai nào sau đây cho đời con chỉ có kiểu gen đồng hợp tử trội? A.AA×Aa. B. Aa × Aa. C. Aa × aa. D. AA × AA. Hướng dẫn giải Sơ đồ lai các trường hợp: A. AA × Aa. → 1AA :1Aa B. Aa × Aa→ 1AA :2Aa : 1aa C. Aa × aa→ 1Aa :1aa D. AA × AA→ 1AA => 100% kiểu gen đồng hợp tử trội Đáp án D. Câu 90. THPT Quốc gia 2018 – Mã đề 202 Theo lí thuyết, cơ thể có kiểu gen aaBb giảm phân bình thường tạo ra loại giao tử ab chiếm tỉ lệ A. 50%. B. 12,5%. C. 75%. D. 25%. Hướng dẫn giải Cặp gen aa và Bb phân li độc lập Với aa giảm phân cho 1 loại giao tử a Với Bb giảm phân cho b = 1/2 15
16. Vậy giao tử ab = 1.1/2 = 50% Đáp án A. Câu 86. THPT Quốc gia 2018 – Mã đề 203 Theo lí thuyết, phép lai nào sau đây cho đời con có kiểu gen phân li theo tỉ lệ 1 : 1? A. Aa × aa. B. AA × AA. C. aa × aa. D. Aa × Aa. Hướng dẫn giải Sơ đồ lai các trường hợp: A. Aa × aa. → 1Aa :1aa B. AA × AA→ 100%AA C.aa × aa→100% aa D. Aa × Aa→ 1AA : 2Aa : 1aa Đáp án A Câu 81. THPT Quốc gia 2018 – Mã đề 204 Cho biết alen A trội hoàn toàn so với alen a. Theo lí thuyết, phép lại nào sau đây cho đời con gồm toàn cá thể có kiểu hình lặn? A. AA × aa. B. Aa × Aa. C. aa × aa. D. Aa × aa. Hướng dẫn giải Sơ đồ lai các trường hợp: A. AA × aa. → 1Aa B. Aa × Aa→ 1AA : 2Aa : 1aa C.aa × aa→100% aa D. Aa × aa→ 1Aa : 1aa Đáp án C. Câu 92. THPT Quốc gia 2018 – Mã đề 207 Theo lí thuyết, phép lai nào sau đây cho đời con chỉ có kiểu gen đồng hợp tử trội? A. AA × Aa. B. AA × AA. C. Aa × Aa. D. Aa × aa. Hướng dẫn giải Sơ đồ lai các trường hợp: A. AA × Aa →1AA : 1Aa B. AA × AA→100% AA 16
17. C. Aa × Aa→1AA : 2Aa : 1aa D. Aa × aa→ 1Aa : 1aa Đáp án B. Câu 113. THPT Quốc gia 2018 – Mã đề 201 Một loài động vật, tính trạng màu mắt do 1 gen có 4 alen nằm trên nhiễm sắc thể thường quy định. Thực hiện hai phép lai, thu được kết quả sau: - Phép lai 1: Cá thể đực mắt đỏ lai với cá thể cái mắt nâu (P), thu được F 1 có kiểu hình phân li theo tỉ lệ 1 cá thể mắt đỏ : 2 cá thể mắt nâu : 1 cá thể mắt vàng. - Phép lai 2: Cá thể đực mắt vàng lai với cá thể cái mắt vàng (P), thu được F 1 có kiểu hình phân li theo tỉ lệ 3 cá thể mắt vàng : 1 cá thể mắt trắng. Cho biết không xảy ra đột biến. Theo lí thuyết, có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng? I. Ở loài này, kiểu hình mắt đỏ được quy định bởi nhiều loại kiểu gen nhất. II. Ở loài này, cho cá thể đực mắt nâu giao phối với các cá thể cái có kiểu hình khác, có tối đa 6 phép lai đều thu được đời con gồm toàn cá thể mắt nâu. III. F1 của phép lai 1 có kiểu gen phân li theo tỉ lệ 1 : 2 : 1. IV. Cho cá thể đực mắt đỏ ở P của phép lai 1 giao phối với cá thể cái mắt vàng ở P của phép lai 2, có thể thu được đời con có kiểu hình phân li theo tỉ lệ 1 : 2 : 1. A. 3. B. 1. C. 4. D. 2. Hướng dẫn làm bài Ở dạng bài toán này, chúng ta dựa vào kết quả của 2 phép lai để xác định thứ tự trội lặn, sau đó mới tiến hành làm các phát biểu. - Từ kết quả của phép lai 1 suy ra nâu trội so với đỏ, đỏ trội so với vàng. - Từ kết quả của phép lai 2 suy ra vàng trội so với trắng. Quy ước: A1 nâu; A2 đỏ; A3 vàng; A4 trắng (A1> A2> A3> A4. - Vì mắt nâu là trội nhất cho nên kiểu hình mắt nâu do nhiều loại kiểu gen quy định (có 4 kiểu gen). - Các kiểu hình mắt đỏ có 3 kiểu gen (A2A2; A2A3; A2A4); mắt vàng có 2 kiểu gen (A3A3; A2A4); mắt trắng có 1 kiểu gen (A4A4). - Cá thể đực mắt nâu giao phối với các cá thể cái có kiểu hình khác, thu được đời con gồm toàn cá thể mắt nâu thì chứng tỏ cá thể đực mắt nâu phải có kiểu gen A1A 1; Các kiểu hình khác gồm đỏ, vàng, trắng có số kiểu gen = 3+2+1 = 6. =>Số phép lai = 6×1 = 6. - Phép lai 1 sơ đồ lai là P: A1A3 × A2A3 nên đời F1 có kiểu gen phân li theo tỉ lệ 1 : 1 : 1 : 1. - Đực mắt đỏ ở P của phép lai 1 (có kiểu gen A 2A3 hoặc A2A4) giao phối với cá thể cái mắt vàng ở P của phép lai 2 (có kiểu gen A3A4), sẽ thu được đời con có kiểu gen là 1A 2A3; 1A2A4; 1A3A3; 1A3A4 nên kiểu 17
18. hình phân li theo tỉ lệ 1 đỏ : 1 vàng. Hoặc sẽ thu được đời con có tỉ lệ kiểu gen là 1A 2A3; 1A2A4; 1A3A4; 1A4A4 nên kiểu hình phân li theo tỉ lệ 2 đỏ : 1 vàng : 1 trắng. =>Cho cá thể đực mắt đỏ ở P của phép lai 1 giao phối với cá thể cái mắt vàng ở P của phép lai 2, có thể thu được đời con có kiểu hình phân li theo tỉ lệ 1:1 hoặc 1:2:1. Từ kết quả phân tích này, chúng ta suy ra những phát biểu nào đúng: I. Ở loài này, kiểu hình mắt đỏ được quy định bởi nhiều loại kiểu gen nhất.=>sai II. Ở loài này, cho cá thể đực mắt nâu giao phối với các cá thể cái có kiểu hình khác, có tối đa 6 phép lai đều thu được đời con gồm toàn cá thể mắt nâu.=> đúng III. F1 của phép lai 1 có kiểu gen phân li theo tỉ lệ 1 : 2 : 1. =>sai IV. Cho cá thể đực mắt đỏ ở P của phép lai 1 giao phối với cá thể cái mắt vàng ở P của phép lai 2, có thể thu được đời con có kiểu hình phân li theo tỉ lệ 1 : 2 : 1.=> đúng => Có 3 phát biểu đúng, đó là II và IV. =>Đáp án D. Câu 113. THPT Quốc gia 2018 – Mã đề 203 Một loài động vật, tính trạng màu mắt do 1 gen có 4 alen nằm trên nhiễm sắc thể thường quy định. Thực hiện hai phép lai, thu được kết quả sau: - Phép lai 1: Cá thể đực mắt đỏ lai với cá thể cái mắt nâu (P), thu được F 1 có kiểu hình phân li theo tỉ lệ 1 cá thể mắt đỏ : 2 cá thể mắt nâu : 1 cá thể mắt vàng. - Phép lai 2: Cá thể đực mắt vàng lai với cá thể cái mắt vàng (P), thu được F 1 có kiểu hình phân li theo tỉ lệ 3 cá thể mắt vàng : 1 cá thể mắt trắng. Cho biết không xảy ra đột biến. Theo lí thuyết, có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng? I. Ở loài này, kiểu hình mắt nâu được quy định bởi nhiều loại kiểu gen nhất. II. Ở loài này, cho cá thể đực mắt nâu giao phối với các cá thể cái có kiểu hình khác, có tối đa 6 phép lai đều cho đời con gồm toàn cá thể mắt nâu. III. F1 của phép lai 1 có kiểu gen phân li theo tỉ lệ 1 : 1 : 1 : 1. IV. Cho cá thể đực mắt đỏ ở P của phép lai 1 giao phối với cá thể cái mắt vàng ở P của phép lai 2, thu được đời con có 75% số cá thể mắt đỏ. A. 3. B. 2. C. 4. D. 1. Hướng dẫn trả lời Có 3 phát biểu đúng, đó là I, II và III. =>Đáp án A. Câu 120. THPT Quốc gia 2018 – Mã đề 205 Một loài động vật, tính trạng màu mắt do 1 gen có 4 alen nằm trên nhiễm sắc thể thường quy định. Thực hiện hai phép lai, thu được kết quả sau: - Phép lai 1: Cá thể đực mắt đỏ lai với cá thể cái mắt nâu (P), thu được F 1 có kiểu hình phân li theo tỉ lệ 1 cá thể mắt đỏ : 2 cá thể mắt nâu : 1 cá thể mắt vàng. 18