1. Quy luật phân ly độc lập
- Lai hai cây đậu Hà Lan thuần chủng khác nhau về tính trạng màu hạt và hình dạng hạt:
P: Hạt vàng, trơn × Hạt xanh, nhăn →Thu được F1 đồng tính [100% Hạt vàng, trơn]
- Cho F1 tự thụ phấn → Thu được F2 có 4 kiểu hình phân li theo tỉ lệ:
9 hạt vàng, trơn : 3 hạt vàng, nhăn : 3 hạt xanh, trơn : 1 hạt xanh, nhăn
[3 vàng : 1 xanh] × [3 trơn : 1 nhăn]
→ Tỷ lệ kiểu hình chung bằng tích các tỷ lệ các tính trạng riêng.
Nội dung QL PLĐL của Menden: Khi lai 2 hoặc nhiều cặp tính trạng tương phản thì sự di truyền của cặp tính trạng này không phụ thuộc sự di truyền của cặp tính trạng kia [các cặp alen phân ly độc lập với nhau trong quá trình hình thành giao tử].
Về thực chất, phép lai 2 tính trạng được xem là hai phép lai 1 tính trạng diễn ra độc lập và đồng thời.
2. Cơ sở tế bào học
- Các cặp gen quy định các cặp tính trạng nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau thì khi giảm phân, các gen sẽ phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên, không phụ thuộc vào nhau.
Quy luật phân li độc lập là tổ hợp của hai hay nhiều quy luật phân li cùng một lúc trên các cặp gen tương đồng khác nhau, không cùng nằm trên một NST.
3. Ý nghĩa của quy luật Menđen
- Dự đoán trước được kết quả lai.
- Là cơ sở khoa học giải thích sự đa dạng phong phú của sinh vật trong tự nhiên.
- Bằng phương pháp lai có thể tạo ra các biến dị tổ hợp mong muốn trong chăn nuôi trồng trọt.
Điều kiện nghiệm đúng của quy luật phân li độc lập:
+ Gen trội phải trội hoàn toàn
+ P phải thuần chủng tương phản
+ Các gen quy định các tính trạng nói trên phải nằm trên các cặp NST khác nhau
+ Số lượng các cá thể nghiên cứu phải lớn
+ Mỗi một gen quy định một tính trạng và quá trình giảm phân diễn ra bình thường
4. Các dạng bài tập
Dạng 1: Xác định tỉ lệ phân li kiểu gen, tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con khi biết kiểu hình của P và đặc điểm di truyền của tính trạng đó.
Công thức tổng quát:
|
Số cặp gen dị hợp tử [F1] |
n |
|
Số loại giao tử của [F1] |
2n |
|
Tỉ lệ phân ly kiểu gen ở F2 |
[1 : 2 : 1]n |
|
Số lượng kiểu gen F2 |
3n |
|
Tỉ lệ kiểu hình ở F2 |
[3 : 1]n |
|
Số lượng kiểu hình F2 |
2n |
Các bước giải:
+ Bước 1: Xác định tính trạng trội, lặn; quy ước gen.
+ Bước 2: Từ kiểu hình của P, xác định kiểu gen P.
+ Bước 3: Viết sơ đồ lai dựa trên cơ sở xác định thành phần và tỉ lệ của các giao tử.
+ Bước 4: Xác định sự phân li kiểu gen, phân li kiểu hình của F.
Chú ý: Số lương, tỷ lệ chung bằng tích số lượng, tỷ lệ riêng của các cặp gen, tính trạng thành phần.
Dạng 2: Xác định kiểu gen của bố mẹ khi biết kiểu hình của P và kết quả phép lai.
- Nguyên tắc:
+ Xác định trội lặn, quy ước gen.
+ Xét riêng tỉ lệ phân li của từng tính trạng, trên cơ sở đó xác định kiểu gen quy định từng tính trạng.
+ Xác định quy luật chi phối sự di truyền chung 2 tính trạng.
+ Kết hợp kết quả về kiểu gen riêng của mỗi tính trạng, kiểu hình lặn, số tổ hợp → giao tử của bố mẹ → xác định kiểu gen của bố mẹ phù hợp.
Số tổ hợp giao tử = Số loại giao tử đực x số loại giao tử cái.
Từ tỉ lệ phân li ở đời con sẽ xác định được số tổ hợp giao tử và từ số tổ hợp giao tử → số loại giao tử của bố mẹ → kiểu gen của P.
I. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
1. Quy luật phân li độc lập:
1.1. Nội dung:
Các cặp alen quy định các cặp tính trạng nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau, phân li độc lập trong quá trình hình thành giao tử.
1.2. Cơ sở tế bào học của quy luật:
Do sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các cặp NST tương đồng trong quá trình giảm phân dẫn đến sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của các cặp alen tương ứng.
1.3. Điều kiện nghiệm đúng:
- Mỗi alen nằm trên 1 NST, 1 cặp alen nằm trên 1 cặp NST tương đồng.
- Quá trình giảm phân hình thành giao tử diễn ra bình thường.
1.4. Ý nghĩa
- Quy luật phân li độc lập góp phần giải thích sự đa dạng và phong phú của sinh vật trong tự nhiên, làm cho sinh vật ngày càng thích nghi với môi trường sống.
- Là cơ sở khoa học của các phương pháp lai tạo giống để hình thành nên nhiều biến dị, tạo điều kiện hình thành nhiều giống mới có năng suất, phẩm chất cao, có khả năng chống chịu với môi trường.
- Nếu biết được các gen phân li độc lập thì có thể dự đoán được kết quả phân li kiểu hình ở đời sau.
2. Phép lai 2 hay nhiều cặp tính trạng.
2.1. Nội dung của phép lai:
Khi lai 2 cơ thể thuần chủng khác biệt nhau về 2 hay nhiều cặp tính trạng tương phản, di truyền độc lập với nhau thì xác suất xuất hiện mỗi kiểu hình ở F2 bằng tích xác suất của các kiểu hình hợp thành nó.
2.2. Cơ sở tế bào học của phép lai
Nhờ sự phân li độc lập của các cặp NST tương đồng trong quá trình phát sinh giao tử và sự tổ hợp ngẫu nhiên của chúng trong quá trình thụ tinh đã dẫn đến sự phân li và tổ hợp tự do của các cặp alen.
2.3. Điều kiện nghiệm đúng:
- P thuần chủng khác biệt nhau về 2 hay nhiều cặp tính trạng
- Tính trạng trội phải trội hoàn toàn
- Mỗi gen nằm trên 1 NST
- Số lượng cá thể nghiên cứu phải lớn.
- Các gen tác động riêng rẽ lên sự hình thành tính trạng.
3. Công thức tổng quát:
|
Số cặp gen dị hợp |
Số loại giao tử |
Số tổ hợp giao tử |
Số kiểu gen |
Tỉ lệ phân li kiểu gen |
Số kiểu hình |
Tỉ lệ phân li kiểu hình |
|
n |
2n |
2n x 2n = 4n |
3n |
[1:2:1]n |
2n |
[3:1]n |
Các dạng bài tập chủ yếu: bài tập về lai 2 hay nhiều cặp tính trạng.
Dạng 1: Xác định quy luật di truyền.
- Căn cứ:
+ Dựa vào 1 tỉ lệ kiểu hình ở đời con trùng với 1 tỉ lệ đặc thù của phân li độc lập. Ví dụ: 9/16, 3/16, 1/16.
+ Dựa vào phương pháp nhân xác suất. Nếu tỉ lệ phân tính của 2 tính trạng mà đề bài cho phù hợp với kết quả của phương pháp nhân xác suất thì các gen di truyền độc lập với nhau.
Dạng 2: Xác định số loại giao tử và thành phần gen của giao tử
- Số loại giao tử = 2n với n là số cặp gen dị hợp.
- Thành phần gen của giao tử: xác định theo phương pháp đại số hoặc theo sơ đồ phân nhánh.
Dạng 3: Xác định tỉ lệ phân li kiểu gen, kiểu hình ở đời con khi biết kiểu hình của bố mẹ và đặc điểm di truyền tính trạng.
Cách làm:
- Bước 1: từ kiểu hình của P, xác định kiểu gen P
- Bước 2: từ kiểu gen P, xác định số kiểu gen, kiểu hình, tỉ lệ phân li kiểu gen, kiểu hình ở đời con bằng cách:
+ Cách 1: Viết sơ đồ lai rồi thống kê kết quả.
+ Cách 2: Nhân xác suất:
Số kiểu gen chung = tích số kiểu gen riêng của các cặp gen
Số kiểu hình chung = tích số kiểu hình riêng của các cặp tính trạng
Tỉ lệ phân li kiểu gen chung = tích tỉ lệ phân li kiểu gen riêng của từng cặp gen
Tỉ lệ phân li kiểu hình chung = tích các tỉ lệ phân li kiểu hình riêng.
Dạng 4: Xác định kiểu gen của bố mẹ khi biết kiểu hình của bố mẹ và kết quả lai.
Nguyên tắc:
- Xét riêng tỉ lệ phân li của từng loại tính trạng, trên cơ sở đó xác định kiểu gen quy định từng loại tính trạng.
- Xác định quy luật chi phối sự di truyền chung 2 tính trạng.
- Kết hợp kết quả về kiểu gen riêng của mỗi loại tính trạng trên cơ sở kiểu hình của bố mẹ để xác định kiểu gen của bố mẹ cho phù hợp.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỖI DẠNG
a] Dạng 1: XÁC ĐỊNH TỈ LỆ GIAO TỬ
a1] Phương pháp giải
• Giao tử chỉ mang 1 alen đối với mỗi cặp.
• Gọi n là số cặp gen dị hợp, số kiểu giao tử của loài tuân theo công thức 2n loại.
a2] Bài tập vận dụng
Cho hai cặp gen nằm trên hai cặp NST tương đồng khác nhau.
1] Hãy xác định tỉ lệ giao tử các cá thể có kiểu gen sau đây:
a] AABB b] aaBb c] AaBb
2] Viết kiểu gen có thể có của các cá thể trong các trường hợp:
a] Cá thể đó chỉ tạo 1 kiểu giao tử.
b] Cá thể đó chỉ tạo 2 kiểu giao tử.
Hướng dẫn giải
1] a] Cá thể có kiểu gen AABB chỉ tạo 1 kiểu giao tử mang gen AB.
b] Cá thể có kiểu gen aaBb tạo 2 kiểu giao tử mang gen aB = ab =
c] Cá thể có kiểu gen AaBb tạo 22 = 4 kiểu giao tử mang gen: AB = Ab = aB = ab =
2] a] Cá thể tạo 1 kiểu giao tử = 20. Cá thể này mang hai kiểu gen đồng hợp, kiểu gen có thể là AABB hoặc AAbb hoặc aaBB hoặc aabb.
b] Cá thể tạo 2 kiểu giao tử = 21. Cá thể này có 1 cặp gen đồng hợp và 1 cặp gen dị hợp. Kiểu gen có thể AaBB hoặc AABb hoặc Aabb hoặc aaBb.
b] Dạng 2: BIẾT GEN TRỘI, LẶN - KIỂU GEN CỦA P. XÁC ĐỊNH KẾT QUẢ LAI
b1] Phương pháp giải
+ Qui ước gen.
+ Xác định tỉ lệ giao tử của P.
+ Lập sơ đồ lai ⇒ Tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình [có thể dùng phép nhân xác xuất hoặc sơ đồ phân nhánh].
b2] Bài tập vận dụng
A: lá nguyên; a: lá chẻ; B: có tua cuốn, b: không tua cuốn. Mỗi gen nằm trên một NST. Xác định kết quả các phép lai sau:
1] P1:
2] P2: AaBb x Aabb
3] P3: AaBb x AaBb
Hướng dẫn giải
| Qui ước: | A: lá nguyên | B: có tua |
| a: lá trẻ | b: không tua |
1] P1: AaBb x aabb
GP1 [AB : Ab : aB : ab] x [ab]
F1: 1AaBb : 1 Aabb : 1aaBb : 1aabb.
TLKH: 1 lá nguyên, có tua :
1 lá nguyên, không tua:
1 lá chẻ, có tua :
1 lá chẻ, không tua.
2] P2: AaBb x Aabb
GP2 : [AB : Ab : aB : ab] x [Ab : ab]
TLKG: 1AABb : 1Aabb : 2AaBb : 2Aabb : 1aaBb : 1aabb.
| TLKH: | 3 lá nguyên, có tua : |
| 3 lá nguyên, không tua : | |
| 1 lá chẻ, có tua : | |
| 1 lá chẻ, không tua. |
TLKG: 1AABB : 2AABb : 1AAbb : 2AaBB : 4AaBb : 2Aabb : 1aaBB : 2aaBb : 1aabb.
| TLKH: | 9 lá nguyên, có tua : 3 lá nguyên, không tua : |
| 3 lá chẻ, có tua : 1 lá chẻ, không tua. |
c] Dạng 3:
CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH QUI LUẬT PHÂN LI ĐỘC LẬP
c1] Phương pháp giải
• Trong điều kiện mỗi gen qui định một tính trạng trội, lặn hoàn toàn. Khi xét sự di truyền về hai cặp tính trạng, nếu xảy ra một trong các biểu hiện sau, ta kết luận sự di truyền của hai cặp tính trạng đó, tuân theo định luật phân li lập của Menđen.
* 3a- Khi tự thụ hoặc giao phối giữa cá thể dị hợp hai cặp gen, nếu kết quả xuất hiện 4 kiểu hình theo tỉ lệ [3 + 1]2 = 9 : 3 : 3 : 1. Ta suy ra hai cặp tính trạng đó, được di truyền tuân theo định luật phân li độc lập của Menđen.
P: [Aa , Bb] x [Aa, Bb] → F1 phân li kiểu hình 9 : 3 : 3 : 1 ⇒ qui luật phân li độc lập.
* 3b- Khi lai phân tích cá thể dị hợp hai cặp gen, nếu FB xuất hiện 4 kiểu hình theo tỉ lệ [1 : 1]2 = 1 : 1 : 1 : 1. Ta suy ra hai cặp tính trạng đó di truyền độc lập nhau.
P: [Aa , Bb] x [aa, bb] → FB phân li kiểu hình 1 : 1 : 1 : 1 ⇒ qui luật phân li độc lập.
* 3c- Nếu tỉ lệ chung về cả hai tính trạng bằng tích các nhóm tỉ lệ khi xét riêng. Ta suy ra hai cặp tính trạng sẽ di truyền độc lập nhau.
P: [Aa , Bb] x [ Aa, bb] hoặc [aa, Bb] → F1 xuất hiện tỉ lệ kiểu hình 3 : 3 : 1 : 1 = [3 : 1] [1 : 1] ⇒ qui luật phân li độc lập.
c2] Bài tập vận dụng
Đem lai giữa đậu hoa tím, quả dài với đậu hoa trắng, quả ngắn thu được F1 đồng loạt hoa tím, quả dài. Tiếp tục cho F1 giao phối, thu được F2 có 4 loại kiểu hình theo số liệu sau:
| 715 cây hoa tím, quả ngắn: |
| 239 cây hoa trắng, quả ngắn : |
| 719 cây hoa trắng, quả dài |
| 2149 cây hoa tím, quả dài. |
Biết mỗi gen qui định một tính trạng.
1] Biện luận qui luật di truyền chi phối phép lai trên.
2] Xác định kiểu gen của bố mẹ và lập các sơ đồ lai của P và của F1.
3] Sử dụng F1 lai với hai cây I và II thu được kết quả sau:
a] F1 x I → F2-1: 212 hoa tím, quả dài, 69 hoa tím, quả ngắn.
b] F1 x II → F2-2: xuất hiện bốn loại kiểu hình tỉ lệ 3 : 3 : 1 : 1.
Biện luận xác định kiểu gen cây I, II và lập các sơ đồ lai.
Hướng dẫn giải
1] Qui luật di truyền:
+ Lai giữa đậu hoa tím, quả dài với đậu hoa trắng, quả ngắn, đời F1 đồng loạt xuất hiện hoa tím, quả dài, chứng tỏ:
• P đều thuần chủng về hai cặp tính trạng đem lai.
• Các tính trạng hoa tím, quả dài trội so với hoa trắng, quả ngắn.
• F1 đều là những cá thể dị hợp về hai cặp gen.
| + Qui ước: | A: Hoa tím | B: Quả dài |
| a: Hoa trắng | b: Quả ngắn |
+ F1: [Aa, Bb] Hoa tím, quả dài x [Aa, Bh] Hoa tím, quả dài.
+ Đời F2: xuất hiện 4 loại kiểu hình hoa tím, quả dài : hoa tím, ngắn : trắng, dài : trắng, ngắn = 2149 : 715 : 719 : 239 ≈ 9 : 3 : 3 : 1 = [3 : 1]2.
Vậy, hai cặp tính trạng màu sắc hoa và hình dạng quả di truyền độc lập nhau.
2] Kiểu gen của P và các sơ đồ lai:
P: AABB [Tím, dài] x aabb [trắng, ngắn]
F1: AaBb [100% tím, dài]
[Lập bảng tổ hợp]
| Tỉ lệ kiểu gen: | 1AABB : 2AABb : 1 AAbb : |
| 2AaBB : 4AaBb : 2Aabb : | |
| 1aaBB : 2aaBb : 1aabb. | |
| Tỉ lệ kiểu hình: | 9 cây hoa tím, quả dài : |
| 3 cây hoa tím, quả ngắn : | |
| 3 cây hoa trắng, quả dài : | |
| 1 cây hoa trắng, quả ngắn. |
3] a] + Xét sự di truyền màu sắc hoa: F2 đồng loạt xuất hiện hoa tím, suy ra kiểu gen F1: Aa [Tím] x AA [Tím].
+ Xét sư di truyền về hình dạng quả: F2 phân li
+ Xét kết hợp sự di truyền cả hai tính trạng, kiểu gen của F1: AaBb [Tím, dài] x AABb [Tím, dài]
[Lập sơ đồ lai]
b] F2-2 xuất hiện n loại kiểu hình tỉ lệ 3 : 3 : 1 : 1 = [3 : 1] [1 : 1] = [1 : 1] [3 : 1]
Trường hợp 1: [3 : 1] [1 : 1].
+ Tính trạng màu sắc phân li 3 : 1,
suy ra kiểu gen của F1: Aa [Dài] x Aa [Dài].
+ Tính trạng hình dạng quả phân li [1 : 1]
suy ra kiểu gen F1: Bb [Dài] x bb [Ngắn].
+ Kết hợp sự di truyền hai cặp tính trạng, kiểu gen của F1: AaBb [Tím, dài] x Aabb [Tím, ngắn] cây II.
[Lập sơ đồ lai]
Trường hợp 2: [1 : 1] [3 : 1].
+ Tính trạng màu sắc phân li [1 : 1], suy ra kiểu gen của F1: Aa [Tím] x aa [trắng].
+ Tính trạng hình dạng phân li [3 : 1], suy ra kiểu gen của F1: Bb [Dài] x Bb [Dài].
+ Kết hợp sự di truyền cả hai lính trạng, kiểu gen của F1: AaBb [Tím, dài] x aaBb [Trắng, dài]
[Lập sơ đồ lai].