Lai là gì? Lai một cặp tính trạng là gì, lai hai cặp tính trạng là gì? Thí nghiệm của Menđen? Menđen giải thích kết quả thí nghiệm? Quan hệ trội lặn giữa các tính trạng? Bài tập lai hai cặp tính trạng?
Đậu Hà Lan có đặc điểm tự thụ phấn khá là nghiêm ngặt, ông Menđen đã tiến hành nghiên cứu cho giao phấn giữa các hạt giống đậu Hà Lan khác nhau về một cặp tính trạng thuần chủng tương phản. Ông đã rút ra kết luận và giải thích cho lai một cặp tính là gì? Lai hai cặp tính là gì? Cùng theo dõi bài viết dưới để hiểu rõ hơn:
1. Lai là gì?
Lai đối với thực phẩm có nghĩa là chúng ta sẽ đem hạt phấn của cây này đến giao phấn với cây khác.
Lai đối với động vật có nghĩa là chọn một cá thể đực giao phối với cá thể cái khác loài và ngược lại.
Hay Lai là việc dùng biện pháp thụ tinh, giao phấn nhân tạo nhằm tạo ra một giống mới.
Nói một cách cụ thể thì ta có thể hiểu Lai là sự kết hợp các phẩm chất của hai sinh vật, động vật thuộc hai giống hoặc loài, chi thực vật hoặc động vật khác nhau, thông qua sinh sản hữu tính.
2. Lai một cặp tính trạng là gì, lai hai cặp tính trạng là gì?
Tính trạng là những đặc điểm về hình thái, cấu tạo, sinh lý của một cơ thể (ví dụ: Cây đậu có các tính trạng: thân thấp, quả lục, hạt xanh, chịu hạn tốt…)
Một cặp tính trạng có hai nghĩa là hai tính trạng của cùng 1 loại tính trạng (ví dụ: màu sắc hạt: hạt màu vàng – hạt màu xanh; hình dạng vỏ: vỏ trơn láng – vỏ nhăn )
Các khái niệm cơ bản:
Alen (allele): các phiên bản khác nhau của 1 gen quy định các biến thể của môt tính trạng di truyền.
Kiểu hình (KH): Là tổ hợp toàn bộ các tính trạng của cơ thể. Thực tế, khi nói tới kiểu hình của một cơ thể, người ta chỉ xét một vài tính trạng đang được quan tâm.
Ví dụ: quả đỏ, quả vàng, thân cao, mắt nâu, …
Kiểu gen (KG): Là tổ hợp toàn bộ các gen trong tế bào của cơ thể, khi nói tới kiểu gen của một cơ thể, người ta chỉ xét một vài cặp gen liên quan tới các tính trạng đang được quan tâm.
Ví dụ: AA, Bb, Aabb, CCdd, …
Lai một cặp tính trạng là gì?
Lai một cặp tính trạng là trên cây chúng ta thực hiên phép lai giữa hai cây. Một cây chúng ta chọn là bố sử dụng hạt phấn, cây chọn làm mẹ sử dụng nhị và chỉ quan tâm đên một cặp tính trạng. Cụ thể: phép lai trong đó cặp bố mẹ thuần chủng đem lai khác biệt nhau về 1 cặp tính trạng tương phản
Lai hai cặp tính trạng là gì?
Lai hai cặp tính trạng là việc dùng 2 cặp bố mẹ thuần chủng nhưng khác nhau về tính trạng và các tính trạng này có sự tương phản.
Khi nghiên cứu và tìm hiểu về lai hai cặp tính trạng, Gregor Mendel đã cho thí nghiệm bằng cách lai hai loại đậu Hà Lan thuần chủng và trong đó có sự khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản.
Ông đã rút ra kết luận, khi lai hai cặp bố mẹ khác nhau về hai cặp tính trạng thuần chủng tương phản di truyền độc lập với nhau, thì ta sẽ có được kiểu hình F2 có tỉ lệ mỗi kiểu hình bằng tích của các tính trạng hợp thành nó.
Hơn hết, nếu lai hai cặp tính trạng có thể tạo ra sự biến dị tổ hợp,sẽ có sự xuất hiện của các loại kiểu hình khác. Phân biệt giữa lai hai cặp tính trạng và một cặp tính trạng là nhờ vào điểm này.
3. Thí nghiệm của Menđen:
Ông Menđen đã chọn đậu Hà lan làm đối tượng cho nghiên cứu lần này, bởi vì:
– Cây đậu họ này có rất nhiều tính trạng biến dị, có các cặp tính trạng tương phản VD: hoa đỏ- hoa trắng; hạt xanh- hạt vàng….
– Thời gian thế hệ ngắn, số lượng cá thể đời con là rất lớn.
– Đây là 1 loài tự thụ phấn nghiêm ngặt nên dễ tạo dòng thuần
Ông Menđen đã tiến hành cho giao phấn giữa các giống đậu Hà lan khác nhau về 1 cặp tính trạng thuần chủng tương phản.
Phương pháp cho hai cây giao phấn: Ông bỏ nhị hoa đỏ, lấy hạt phấn từ hoa trắng sang thụ phấn cho bầy nhụy hoa đỏ.
Kết quả thu được: toàn bộ F1 là cây hoa đỏ.
Cho F1 tự thụ phấn thu được F2 có sự phân ly kiểu hình xấp xỉ 3 hoa đỏ: 1 hoa trắng.
Ông lấy hạt phấn của cây hoa đỏ thụ phấn cho cây hoa trắng cũng thu được kết quả tương tự.
Menđen quy ước: hoa đỏ là tính trạng trội, hoa trắng là tính trạng lặn.
4. Menđen giải thích kết quả thí nghiệm:
F1 đều mang tính trạng trội còn ở F2 mang tính trạng lặn giúp Menđen thấy các tính trạng không trộn lẫn vào nhau như quan niệm đương thời.
Ông cho rằng mỗi tính trạng của cơ thể do nhân tố di truyền quy định.
Trong tế bào sinh dưỡng nhân tố di truyền tồn tại thành từng cặp, hai nhân tố di truyền này có thể giống nhau trong trường hợp cơ thể đồng hợp tử như ở P mà Menđen đem lai.
Ta có thể gọi: AA , aa: cơ thể đồng hợp tử ( thuần chủng) ; Aa: cơ thể dị hợp tử
Ông cho rằng hai alen quy định một tính trạng di truyền phân ly (tách rời nhau) trong quá trình hình thành giao tử và đi về các giao tử khác nhau. Bởi vậy mỗi trứng hoặc tinh trùng chỉ chứa 1 trong 2 giao tử có ở trong tế bào sinh dưỡng.
P đem lai thuần chủng về 2 tính trạng tương phản nên mỗi bên cho 1 loại giao tử, cơ thể F1 mang 2 alen khác nhau nên khi giảm phân hình thành giao tử tạo ra 2 loại với tỷ lệ 1/2 .
Khung Punnett:
| 1/2A | 1/2a | |
| 1/2A | 1/4AA | 1/4Aa |
| 1/2a | 1/4Aa | 1/4Aa |
Ta thấy: 3/4 A- (hoa đỏ): 1/4 aa (hoa trắng)
5. Quan hệ trội lặn giữa các tính trạng:
Ở phép lai trên, ta quy ước gen:
A : quy định hoa đỏ; a : quy đinh hoa trắng
Với phép lai cho F1 có kiểu hình 100% hoa đỏ nên A trội hoàn toàn so với a, vậy nên nếu A trội không hoàn toàn so với a thì F1 sẽ mang kiểu hình trung gian giữa hoa đỏ và hoa trắng. khi đó ta có : AA: hoa đỏ; Aa: hoa hồng; aa: hoa trắng.
Ví dụ: Một số tính trạng trội – lặn: ở cà chua tính trạng thân cao quả đỏ là trội, tính trạng thân thấp quả vàng là lặn. Ở người: các tính trạng da đen, lông mi cong, tóc xoăn..là trội so với tính trạng da trắng, lông mi thẳng, tóc thẳng…
6. Bài tập lai hai cặp tính trạng:
Trước khi làm về phương pháp giải bài tập lai 2 cặp tính trạng, cùng tìm hiểu 2 dạng toán tổng quát của phần kiến thức này.
Bài toán thuận lai 2 cặp tính trạng
Với dạng bài toán thuận, ta sẽ được biết kiểu gen (KG), kiểu hình (KH) của P. Qua đó xác định tỉ lệ KG, KH của F.
Với dạng toán thuận, trước tiên ta cần quy ước gen dựa trên giả thiết của đề bài. Sau đó Từ KH của P sau đó xác định KG của P. Cuối cùng, lập sơ đồ lai và xác định KG của F rồi cuối cùng xác định KH của F.
Bài toán nghịch lai hai cặp tính trạng
Ngược lại với dạng toán thuận, dạng toán nghịch lại cho biết tỉ lệ KG, KH của F -> Xác định KG, KH của P. Dạng toán nghịch sẽ phức tạp hơn so với dạng thuận. Cách giải như sau:
– Đầu tiên, xác định tỉ lệ KH của F.
– Phân tích kết quả từng cặp tính trạng, dựa vào tỉ lệ tính trạng của F để suy ra KG của P về cặp tính trạng đang xét suy ra KH của P.
– Với tỉ lệ (F1=3:1) thì cả 2 cơ thể P đều có KG dị hợp về cặp tính trạng đang xét, tính trội hoàn toàn.
– Với tỉ lệ (F1=1:2:1) thì cả 2 cơ thể P đều có KG dị hợp về cặp tính trạng đang xét và tính trội không hoàn toàn.
– (F1) đồng tính trội thì ít nhất 1 cơ thể P đồng hợp trội; F1 đồng tính lặn do đó cả 2 cơ thể P đều đồng hợp lặn.
– Tỉ lệ (F1=1:1) thì 1 cơ thể P có KG dị hợp, cơ thể P còn lại có KG đồng hợp lặn về cặp tính trạng đang xét.
– Xét chung 2 cặp tính trạng để suy ra KG ở hai cặp tính trạng của bố mẹ.
– Và cuối cùng, lập sơ đồ lai minh họa.
Bên cạnh đó, có thể chia ra hai dạng bài tập cụ thể hơn:
Dạng 1: Xác định tỉ lệ của giao tử
Dạng bài tập lai hai cặp tính trạng này, ghi nhớ và phân biệt giao tử chỉ mang 1 alen với mỗi cặp alen.
Nếu gọi n là số cặp gen dị hợp thì số kiểu giao tử sẽ tuân theo công thức tổng quát là 2n kiểu và các kiểu giao tử có tỉ lệ bằng nhau.
Nên có công thức:
– Cá thể đồng hợp của cả 2 cặp gen sẽ tạo (2^{0}=1) kiểu giao tử.
– Cá thể dị hợp tử của 1 cặp gen sẽ tạo (2^{1}=2) kiểu giao tử.
– Cá thể dị hợp tử của cả 2 cặp gen sẽ tạo (2^{2}=4) kiểu giao tử.
Dạng 2: Biết gen lặn, gen trội và kiểu gen, xác định kết quả lai
Đây là một dạng bài quan trọng trong chuyên đề lai hai cặp tính trạng. Cần làm theo các bước sau:
Bước 1: Quy ước gen.
Bước 2: Sau đó xác định tỉ lệ giao tử của P
Bước 3: Lập sơ đồ lai hay còn gọi là bảng tổ hợp giao tử.
Bước 4: Cuối cùng, tính tỉ lệ kiểu gen và tỉ lệ kiểu hình. Sau đó xét riêng từng tính trạng, rồi lấy tích sẽ được kết quả cả hai tính trạng.
Bài 1: Ở 1 giống gà, các gen qui định lông trắng và lông sọc vằn nằm trên NST X. Tính trạng sọc vằn là trội so với tính trạng lông trắng. Tại 1 trại gà khi lai gà mái trắng với gà trống sọc vằn thu đc đời con bộ lông sọc vằn ở cả gà mái và gà trống. Sau đó, người ta lai những cá thể thu được từ phép lai trên với nhau và thu được 594 gà trống sọc vằn 607 gà mái trắng và sọc vằn. Xác định KG bố mẹ và con cái thế hệ thứ 1 và 2.
Hướng dãn giải:
A sọc vằn, a lông trắng. Cặp NST giới tính ở gà trống XX, gà mái XY. Gà trống sọc vằn có KG XAXA hoặc XAXa
Gà mái lông trắng có KG XaY
F1 thu được toàn bộ gà có lông sọc vằn → Ptc
P : XAXA x XaY
XA Xa,Y => F1: XAXa XAY
F1 x F1 : XAXa x XAY
GF1: XA,Xa XA,Y
F2: XAXA, XAXa , XaY, XAY