+ Lai các cặp bố mẹ khác nhau về một hoặc một số cặp tính trạng thuần chủng tương phản xanh – vàng; trơn – nhăn ….. - Kết luận: “Khi lai bố mẹ khác nhau về một cặp tính trạng thuần chủng
Trang 1Bài 1: Menđen và Di truyền học
I DI TRUYỀN HỌC
- Di truyền: là hiện tượng truyền đạt các tính trạng của bố mẹ, tổ tiên cho các thế hệ con cháu
- Biến dị: là hiện tượng con sinh ra khác bố mẹ và khác nhau về nhiều chi tiết
- Mối quan hệ giữa di truyền và biến dị: là hai hiện tượng song song, gắn liền với quá trình sinh sản
- Đối tượng của di truyền học: nghiên cứu bản chất và tính quy luật của hiện tượng di truyền và biến dị
- Nội dung:
+ Cơ sở vật chất và cơ chế của hiện tượng di truyền
+ Các quy luật di truyền
+ Nguyên nhân và quy luật biến dị
- Ý nghĩa: là cơ sở lí thuyết của khoa học và chọn giống, y học và công nghệ sinh học hiện đại
II MEN ĐEN - NGƯỜI ĐẶT NỀN MÓNG CHO DI TRUYỀN
HỌC
- Phương pháp nghiên cứu của Menden là: phương pháp phân tích các thế hệ lai
- Đối tượng: đậu Hà Lan vì chúng có đặc điểm ưu việt: là cây tự thụ phấn nghiêm ngặt, có hoa lưỡng tính, thời gian sinh trưởng, phát triển ngắn, có nhiều tính trạng tương phản và trội lặn hoàn toàn, số lượng đời con lớn
- Nội dung :
Trang 2+ Lai các cặp bố mẹ khác nhau về một hoặc một số cặp tính trạng thuần chủng tương phản (xanh – vàng; trơn – nhăn …)
+ Theo dõi sự di truyền của từng cặp tính trạng đó trên con cháu của từng cặp bố mẹ
+ Dùng toán thống kê để phân tích các số liệu thu được → rút ra được quy luật di truyền
Các cặp tính trạng tương phản khác nhau:
- Từ các kết quả nghiên cứu trên cây đậu Hà Lan, năm 1865 ông đã rút ra các quy luật di truyền, đặt nền móng cho Di truyền học
Trang 3III MỘT SỐ THUẬT NGỮ VÀ KÍ HIỆU CƠ BẢN CỦA DI
TRUYỀN HỌC
1 Một số thuật ngữ:
- Tính trạng: là những đặc điểm về hình thái, cấu tạo, sinh lí của một
cơ thể Ví dụ: cây đậu có các tính trạng: thân cao, quả lục, hạt vàng, chịu hạn tốt
- Cặp tính trạng tương phản: là hai trạng thái biểu hiện trái ngược nhau của cùng loại tính trạng
Ví dụ: hạt trơn và hạt nhăn, thân cao và thân thấp
- Nhân tố di truyền quy định các tính trạng của sinh vật
Ví dụ: nhân tố di truyền quy định màu sắc hoa và màu sắc hạt đậu
- Giống thuần chủng (còn gọi là dòng thuần chủng): là giống có đặc tính di truyền đồng nhất, các thế hệ sau giống các thế hệ trước Thực tế, khi nói giống thuần chủng ở đây chỉ là nói tới sự thuần chủng về một hoặc một vài tính trạng nào đó đang được nghiên cứu
2 Một số kí hiệu
- P (parentes): cặp bố mẹ xuất phát
- × là Phép lai
- G (gamete): giao tử; ♂ là giao tử đực (hoặc cơ thể đực); ♀ là giao tử cái (hoặc cơ thể cái)
- F (filia): thế hệ con F1: thế hệ thứ nhất; F2: là thế hệ thứ 2 được sinh
ra từ F1 do tự thụ phấn hoặc giao phối
Trang 4Bài 2: Lai một cặp tính trạng
I THÍ NGHIỆM CỦA MENĐEN
+ Menden chọn các giống đậu Hà Lan khác nhau về 1 cặp tính trạng
Các bước thí nghiệm của Menden:
- Bước 1: Ở cây chọn làm mẹ (cây hoa đỏ) cắt bỏ nhị từ khi chưa chín
- Bước 2: Ở cây chọn làm bố (cây hoa trắng) khi nhị chín lấy hạt phấn rắc
lên đầu nhụy của cây làm mẹ (cây hoa đỏ) → thu được F1
- Bước 3: Cho F1 tự thụ phấn → F2
+ Kết quả một số thí nghiệm của Menden:
P F 1 F 2 Tỉ lệ kiểu hình F 2
Trang 5- Menden gọi tính trạng biểu hiện ở F1 là tính trạng trội (hoa đỏ), tính trạng xuất hiện mới ở F2 là tính trạng lặn (hoa trắng)
- Hoa đỏ, hoa trắng là kiểu hình → kiểu hình là tổ hợp toàn bộ các tính trạng của cơ thể
- Kết luận:
“Khi lai bố mẹ khác nhau về một cặp tính trạng thuần chủng tương phản thì F 1 đồng tính về tính trạng của bố hoặc mẹ, còn F 2 có sự phân
lí tính trạng theo tỉ lệ trung bình 3 trội : 1 lặn”.
II MENĐEN GIẢI THÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Quy ước:
Gen A hoa đỏ; Gen a hoa trắng Cây đậu hoa đỏ thuần chủng kiểu gen AA Cây đậu hoa trắng thuần chủng kiểu gen aa
- Sơ đồ lai:
P: Hoa đỏ (AA) × Hoa trắng (aa)
G: (A), (A) (a), (a)
F1: Aa (100% Hoa đỏ)
F1×F1: Hoa đỏ (Aa) × Hoa đỏ (Aa)
G: (A), (a) (A), (a)
F2: 1AA : 2 Aa : 1aa
Kiểu hình: 3 Hoa đỏ : 1 Hoa trắng
Trang 6- Nhận xét:
+ F1 kiểu gen Aa dị hợp tử 100%, kiểu hình 100% hoa đỏ
+ F2: kiểu gen 1AA : 2Aa : 1aa, kiểu hình 3 đỏ : 1 trắng
- F2 có tỷ lệ kiểu hình 3 đỏ : 1 trắng vì: kiểu gen Aa biểu hiện kiểu hình giống kiểu gen AA
+ AA có kiểu gen đồng hợp cho kiểu hình hoa đỏ → KG chứa cặp gen tương ứng giống nhau là kiểu gen đồng hợp (KG đồng hợp trội AA, KG đồng hợp lặn aa)
+ Aa có kiểu gen dị hợp cho kiểu hình hoa đỏ → KG chứa cặp gen tương ứng khác nhau gọi là kiểu gen dị hợp
→ Kiểu gen là tổ hợp toàn bộ các gen trong tế bào của cơ thể
- Giải thích kết quả thí nghiệm:
+ Sự phân li của cặp nhân tố di truyền trong quá trình phát sinh giao tử và
sự tổ hợp của chúng trong thụ tinh đó là cơ chế di truyền các tính trạng
- Nội dung của quy luật phân li: “Trong quá trình phát sinh giao
tử mỗi nhân tố di truyền trong cặp nhân tố di truyền phân li về một giao tử
và giữ nguyên bản chất như ở cơ thể thuần chủng của P”
Trang 7Bài 3: Lai một cặp tính trạng (tiếp
theo)
III LAI PHÂN TÍCH
- Lai phân tích là phép lai giữa cá thể mang tính trạng trội cần xác định kiểu gen với cá thể mang tính trạng lặn
- Kiểu gen là tổ hợp toàn bộ các gen trong tế bào của cơ thể Ví dụ: kiểu gen AA quy định hoa đỏ, kiểu gen aa quy định hoa trắng Kiểu gen chứa cặp gen gồm 2 gen tương ứng giống nhau gọi là thể đồng hợp như: AA -thể đồng hợp trội, aa - kiểu đồng hợp lặn Kiểu gen chứa cặp gen gồm 2 gen tương ứng khác nhau gọi là thể dị hợp (Aa) Như trong thí nghiệm của Menđen, tính trạng trội hoa đỏ ở F2 do 2 kiểu gen AA và Aa cùng biểu hiện
- Phép lai phân tích là phép lai giữa cá thể mang tính trạng trội cần xác định kiểu gen với cá thể mang tính trạng lặn Nếu kết quả của phép lai là đồng tính thì cá thể mang tính trạng trội có kiểu gen đồng hợp, còn kết quả phép lai là phân tích thì cá thể đó có kiểu gen dị hợp
IV Ý NGHĨA CỦA TƯƠNG QUAN TRỘI – LẶN
- Tương quan trôi - lặn là hiện tượng phổ biến ở nhiều tính trạng trên cơ thê thực vật- động vật và người Thông thường các tính trạng trội là các tính trạng tốt, còn những tính trạng lặn là những tính trạng xấu Một mục tiêu của chọn giống là xác định được các tính trạng trội và tập trung nhiều gen trội quý vào một kiểu gen để tạo ra giống có giá trị kinh tế cao
- Trong sản xuất, để tránh sự phân li tính trạng diễn ra trong đó xuất hiện tính trạng xấu ảnh hưởng tới phẩm chất và năng suất của vật nuôi, cây trồng, người ta phải kiểm tra độ thuần chủng của giống
Trang 8V TRỘI KHÔNG HOÀN TOÀN
- Sơ đồ lai:
+ Hình 3 trình bày kết quả phép lai giữa hai giống hoa thuộc loài hoa phấn
là hoa đỏ và hoa trắng F1 toàn hoa màu hồng, còn F2 có ti lệ: 1 hoa đò: 2 hoa hổng: 1 hoa trắng
- Trội không hoàn toàn là hiện tượng di truyền trong đó kiểu hình của cơ thể lai F1 biểu hiện tính trung gian giữa bố và mẹ, còn ở F2 có tỉ lệ kiểu hình là 1:2:1
Trang 9Bài 4: Lai hai cặp tính trạng
I THÍ NGHIỆM CỦA MENĐEN
- Hạt màu vàng, vỏ trơn × Hạt màu xanh, vỏ nhăn
- Thí nghiệm:
- Phân tích kết quả thí nghiệm của Menden:
Kiểu hình F 2 Số hạt Tỉ lệ kiểu hình F 2 Tỉ lệ từng cặp tính trạng ở F 2
Trang 10Vàng, nhăn 101 3/16
- Tỷ lệ của từng cặp tính trạng:
+ Vàng : Xanh ≈ 3 : 1 theo qui luật phân li của Menden thì tính trạng trội là vàng chiếm 3/4, tính trạng lặn là xanh chiếm 1/4
+ Xanh : Nhăn ≈ 3 : 1 thì tính trạng trội là trơn chiếm 3/4, tính trạng lặn là nhăn chiếm 1/4
- Nhận xét: Tỉ lệ các kiểu hình ở F2 chính bằng tích tỉ lệ của từng tính trạng hợp thành nó
+ Hạt vàng, trơn = 3/4 vàng × 3/4 trơn = 9/16
+ Hạt vàng, nhăn = 3/4 vàng × 1/4 nhăn = 3/16
+ Hạt xanh, trơn = 1/4 xanh × 3/4 trơn = 3/16
+ Hạt xanh, nhăn = 1/4 xanh × 1/4 nhăn = 1/16
- Tỷ lệ phân li kiểu hình ở F2 = 9 : 3 : 3 : 1 = (3 : 1) (3 : 1) (tỷ lệ phân li của từng cặp tính trạng) Các tính trạng màu sắc và hình dạng quả phân li độc lập với nhau
- Kết luận:
“Khi hai bố mẹ khác nhau về hai cặp tính trạng thuần chủng tương phản di truyền độc lập với nhau, thì F2 có tỉ lệ mỗi kiểu hình bằng tích tỉ lệ của các tính trạng hợp thành nó”
II BIẾN DỊ TỔ HỢP
- Quan sát thí nghiệm ta nhận thấy:
+ Ở F2, ngoài các các kiểu hình giống bố mẹ ở P là vàng, trơn và xanh, nhăn
Trang 11+ Xuất hiện thêm các tính trạng khác là xanh, trơn và vàng nhăn được gọi
là biến dị tổ hợp
- Biến dị tổ hợp: chính sự phân li độc lập của các cặp tính trạng của P
đã làm xuất hiện các kiểu hình khác P, kiểu hình này được gọi là biến dị tổ hợp
- Ý nghĩa: làm phong phú di truyền ở những loài sinh vật có hình thức sinh sản hữu tính (giao phối)
Trang 12Bài 5: Lai hai cặp tính trạng (tiếp
theo)
I MENDEN GIẢI THÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
- Ta có tỷ lệ phân li của từng cặp tính trạng ở F2 là:
+ Vàng : Xanh ≈ 3 : 1
+ Xanh : Nhăn ≈ 3 : 1
- Từ kết quả thí nghiệm trên Menden cho rằng mỗi cặp tính trạng do một nhân tố di truyền quy định
- Quy ước:
+ B: vỏ trơn; b: vỏ nhăn
KG vàng trơn thuần chủng là AABB, kiểu gen xanh nhăn thuần chủng là aabb
- Kết quả thí nghiệm được giải thích bằng sơ đồ:
Trang 13- F1 × F1: AaBb x AaBb
+ AaBb mỗi bên cho 4 giao tử: AB, ab, Ab, aB
+ F2 có 4 × 4 = 16 hợp tử
- Phân tích kết quả lai hai cặp tính trạng:
→ Quy luật phân li độc lập: các cặp nhân tố di truyền (cặp gen) đã phân li độc lập trong quá trình phát sinh giao tử
II Ý NGHĨA CỦA QUY LUẬT PHÂN LI ĐỘC LẬP
- Trên thí nghiệm của Menđen đã xuất hiện các biến dị tổ hợp đó là xanh, trơn và vàng, nhăn Do sự phân li và tổ hợp tự do các cặp nhân tố di truyền của P tạo ra các KG khác P như AAbb, aaBB, Aabb, aaBb
- Các loài sinh sản hữu tính trong tự nhiên có thể tạo ra nhiều biến dị tổ hợp hơn thế vì: các loài sinh vật trong tự nhiên
có rất nhiều gen và thường tồn tại ở trạng thái dị hợp tử → sự phân li độc lập và tổ hợp tự do của chúng sẽ tạo ra vô số KG và KH ở đời con cháu
- Ý nghĩa quan trọng của quy luật phân li độc lập: giải thích được 1 trong những nguyên nhân làm xuất hiện biến dị tổ hợp do sự phân
li độc lập và tổ hợp tự do của các cặp gen
- Biến dị tổ hợp có ý nghĩa trong chọn giống và tiến hóa