chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi phần quy luật di tryuyền men đen

 Sử dụng phép lai phân tích vào các mục đích cơ bản sau:  Phân tích kết quả lai giống ở đời lai F2 từ sự phân tích này làm cơ sở cho ông đề xuất giả thuyết nhân tố di truyền và giao tử

Môn: Sinh học QUY LUẬT DI TRUYỀN MENĐEN

Tác giả: Trần Việt Cường - Giáo viên Trường THCS Phúc Thắng

Dành cho đối tượng : Học sinh lớp 9 Thời lượng: 6 tiết (Lý thuyết 3; Bài tập 3) I- Đặt vấn đề:

Trong quá trình giảng dạy lớp 9 bản thân nhận thấy học sinh đạt học lực giỏi tại trườngnhưng để có thể đạt được học sinh giỏi ở các cấp cao hơn rất cần có quá trình đào tạo và phụđạo Trong quá trình phụ đạo thì việc làm sao để phát triển các kĩ năng trả lời câu hỏi và kĩnăng làm các bài tập là một vấn đề khó? Với băn khoăn và trăng trở đó tôi quyết định chọnchuyên đề: " Bồi dưỡng học sinh giỏi phần quy luật di tryuyền Men Đen"

Nội dung đề tài bao gồm:

Chủ đề I: Lai một cặp tính trạng

A Lí thuyết

I Các khái niệm cơ bản

II Các thí nghiệm của Men Đen

III Một số câu hỏi

III Đối tượng, thời lượng

+ Đối tượng: Học sinh giỏi lớp 9

+ Thời lượng: 6 tiết

II- NỘI DUNG

CHỦ ĐỀ I: LAI MỘT CẶP TÍNH TRẠNG

A LÍ THUYẾT

I CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1 Di truyền và biến dị.

 Di truyền là hiện tượng truyền đạt các tính trạng của bố mẹ, tổ tiên cho các thế hệcon cháu.

 Biến dị là hiện tượng con sinh ra khác bố mẹ và khác ở nhiều chi tiết

 Quan hệ giữa di truyền và biến dị: Di truyền và biến dị có những biểu hiện mâuthuẫn nhau nhưng là hai mặt của cùng một quá trình, đó là quá trình sinh sản củasinh vật

 Di truyền học: Là một ngành sinh học nghiên cứu cơ sở vật chất, cơ chế và các quyluật, hiện tượng di truyền và biến dị

Là tổ hợp toàn bộ các gen trong tế bào của cơ thể sinh vật Tuy nhiên, số lượng gen

là rất lớn nên khi nói đến kiểu gen thường chỉ nói đến một vài cặp gen đang đượcnghiên cứu trong các thí nghiệm

 Ở thực vật: Cho tự thụ phấn qua nhiều thế hệ

 Ở động vật: Cho giao phối cận huyết (gần) đến khi đời con cháu không cònphân li nữa

8 Lai.

Cho giao phối các cá thể sinh sản hữu tính (động vật), hoặc cho thụ phấn chéo giữahai cá thể thực vật (một cây cho hạt phấn là cây bố, cây nhận hạt phấn là cây mẹ).

9 Tự phối hay tự thụ phấn.

Tế bào hạt nhân hay là noãn (tế bào trứng ) có nguồn gốc từ một cá thể

10 Một số kí hiệu.

: Cá thể đực, giao tử đực : Cá thể cái, giao tử cái

P (parents): Thế hệ bố mẹ hay thế hệ xuất phát trong các thí nghiệm lai

X: Phép lai

G: (gamets) giao tử đực hoặc giao tử cái được tạo ra từ các cá thể bố hoặc mẹ

F: (Filia): Thế hệ con, thế hệ F1 là con của thế hệ P, thế hệ F2 là con của thế hệ F1,…

II Các thí nghiệm của Menđen

1 Lai một cặp tính trạng

Đối tượng nghiên cứu: Đậu Hà Lan,vì:

 Thời gian sinh trưởng và phát triển ngắn

 Có nhiều tính trạng đối lập nhau và đơn gen (1 gen quy định)

 Có khả năng tự thụ phấn cao, do vậy tránh được sự tạp giao trong lai giống, nhờ đó

mà đảm bảo sự thuần nhất của phép lai

Phương pháp phân tích cơ thể lai (gồm 4 nội dung cơ bản).

Tạo dòng thuần chủng bằng cách cho các cây chọn làm bố, làm mẹ tự thụ phấn lặp lạinhiều lần cho đến khi đời con cháu không còn phân li nữa

Menđen đã đem lai các cặp bố mẹ thuần chủng khác nhau về từng cặp tính trạng hoặcnhiều cặp tính trạng rồi tiếp tục phân tích sự di truyền của mỗi cặp tính trạng ở thế hệ F1

và F2 Trên cơ sở đó đề xuất được quy luật tính trội ở F1 và quy luật phân tích ở F2 Saukhi phân tích sự di truyền riêng rẽ mỗi tính trạng, Menđen đã phân tích sự di truyền cùngmột lúc nhiều tính trạng Ông nhận thấy sự phân li này rất phức tạp nhưng đó vẫn là kếtquả của sự tổ hợp ngẫu nhiên của nhiều tính trạng riêng rẽ, trên cơ sở này đã giúp ôngphát hiện ra quy luật di truyền phân li độc lập

 Sử dụng phép lai phân tích vào các mục đích cơ bản sau:

 Phân tích kết quả lai giống ở đời lai F2 từ sự phân tích này làm cơ sở cho ông

đề xuất giả thuyết nhân tố di truyền và giao tử thuần khiết giải thích cơ chế ditruyền của các tính trạng

 Kiểm tra độ thuần chủng của các căp bố mẹ trước khi thực hiện các thínghiệm lai

 Sử dụng toán học thống kê và việc xử lý tính toán các số liệu,trên cơ sở đó mà

đề xuất các quy luật di truyền

Cho F1 tự thụ phấn thì F2 thu đựơc 705 hoa đỏ, 224 hoa trắng

 3:1Thay đổi vai trò của bố mẹ (phép lại thuận nghịch: là phép lai trong đó người ta đãthay đổi vị trí của bố mẹ), kết quả phép lai đều như nhau

Nội dung định luật

Trong quá trình phát 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 chủngcủa P

Giải thích kết quả thí nghiệm

Menđen cho rằng mỗi cặp tính trạng tương phản do các cặp nhân tố di truyền quyđịnh (ngày nay gọi là gen) Menđen đã giải thích thí nghiệm của mình bằng “sự phân

li và tổ hợp” của cặp nhân tố di truyền quy định tính trạng thông qua các quá trìnhphát sinh giao tử và thụ tinh

 Thế hệ P giảm phân tạo giao tử:cơ thể mang AA chỉ cho một loại giao tử A, cơthể mang aa chỉ cho một loại giao tử a

 Khi sự thụ tinh sự thụ phấn xảy ra, cơ thể lai F1 mang cả hai gen A và a gọi là “thể dị hợp” phát triển thành cơ thể lai chỉ mang một tính trạng do gen trội quyđịnh; tính trạng do gen lặn quy định tạm thời không biểu hiện nhưng gen lặn vẫntồn tại trong cơ thể lai Hiện tượng này gọi là gen trội át chế gen lặn làm cho thế

hệ F1 xuất hiện duy nhất một kiểu hình: 100% có kiểu hình trội

 Khi F1 tạo giao tử các gen A và a tách nhau ra trong giảm phân tạo thành hai loạigiao tử khác nhau gọi là sự phân li

 Khi các giao tử của F1 thụ tinh, sự gặp gỡ ngẫu nhiên giữa các loại giao tử A hoặc

a tạo thành các tổ hợp AA, Aa, aa ở thế hệ F2 gọi là sự tổ hợp tự do

 Như vậy trong thế hệ F2 có những cá thể là đồng hợp và những cá thể là dị hợp

 Giao tử thuần khiết là giao tử chứa nhân tố di truyền không bị trộn lẫn vào nhau.Mỗi nhân tố di truyền trong cặp tương ứng chỉ phân li về một giao tử

 Tính trạng trội phải trội hoàn toàn

 Mỗi gen quy định một tính trạng

Sơ đồ minh họa:

P: AA(trội) x aa(lặn)

Gp A a

Nếu Fb phân tích theo tỉ lệ 1:1 thì cá thể mang tính trạng trội có kiểu gen dị hợp Sơ

đồ lai minh họa:

P: Aa(trội) x aa(lặn)

F1 1Aa(trội) 1aa(lặn)

Di truyền trung gian ( trội không hoàn toàn):

 Hiện tượng này bổ sung cho trội hoàn toàn của Menden:

 Khi lai hai cơ thể bố mẹ thuần chủng khác nhau về một cặp tính trạng tươngphản thì kiểu hình của con lai F1 biểu hiện tính trạng trung gian giữa bố và mẹ, cònF2 phân li theo tỉ lệ 1trội: 2 trung gian: 1lặn

 VD: Ở hoa Dạ Lan, tính trạng hoa đỏ là tính trạng trội không hoàn toàn do gen

A quy định Tính trạng hoa trắng là tính trạng lặn do gen a quy định Kiểu gen Aacho cây hoa hồng Cho cây hoa đỏ lai cây hoa trắng được F1, F1 tự thụ phấn F2được kết quả như thế nào?

Giải: Theo bài ra ta có kiểu gen tương ứng với các kiểu hình như sau:

AA: hoa đỏ Aa: hoa hồng aa: hoa trắng

F2 : 1AA(hoa đỏ) 2Aa(hoa hồng) 1aa(hoa trắng)

Ý nghĩa tương quan trội lặn và phân tích:

 Trong tự nhiên mối tương quan trội lặn là phổ biến.

 Đối với chọn giống:

 Tính trạng trội thường là tính trạng tốt nên cần xác định tính trạng trội và tậptrung nhiều gen trội quý vào một kiểu gen tạo giống có ý nghĩa kinh tế

 Trong chọn giống để tránh sự phân li tính trạng phải kiểm tra độ thuần chủng củagiống

 Là cơ sở khoa học và là phương pháp tạo ưu thế lai khi dừng lại ở đời con lai F1

 Đối với tiến hóa: giải thích sự đa dạng của sinh giới trong tự nhiên

III Câu hỏi lí thuyết:

Câu 1: So sánh phép lai một cặp tính trạng trong hai trường hợp trội hoàn toàn và

trội không hoàn toàn về cơ sở, cơ chế và kết quả của F1, F2

Trả lời:

Giống nhau:

Về cơ sở: đều có hiện tượng gen trội át gen lặn

Về cơ chế: quá trình di truyền của tính trạng đều dựa trên sự kết hợp giữa hai cơ chếphân li của các cặp gen trong giảm phân tạo giao tử và sự tổ hợp của các gen trong thụ tinhtạo hợp tử

Về kết quả:

Nếu P t/c về 1cặp tính trạng tương phản thì F1 đều đồng tính và F2 đều có sự phân

li tính trạng

F1 đều mang kiểu gen dị hợp

F2 đều có tỉ lệ kết quả một đồng hợp trội: 2 dị hợp: 1 đồng hợp lặn

Giống nhauGen trội át không hoàn toàn gen lặnF1 đồng tính trung gian, F2 có tỉ lệkiểu hình 1trội: 2trung gian: 1lặn

Câu 2: Nguyên nhân nào dẫn đến sự giống và khác nhau ở phép lai một cặp tính trạng

trong trường hợp trội hoàn toàn và trội không hoàn toàn?

Nguyên nhân giống nhau là:Gen nằm trên nhiễm sắc thể,sự phân li và tổ hợp củanhiễm sắc thể trong giảm phân dẫn đến sự phân li và tổ hợp của các gen.Sự kết hợp giữa cácloại giao tử trong quá trình thụ tinh.

Nguyên nhân khác nhau là:Do tương quan giữa gen trội và gen lặn hoặc do biểu hiệncủa các gen Alen phụ thuộc vào điều kiện môi trường

Câu 3: (câu 7/11- luyện tập và nâng cao kiến thức sinh học 9):Gỉa sử lợn nhà thân dài là

tính trạng trội quy định bởi gen B, thân ngắn quy định bởi gen b.Làm thế nào để xác địnhmột con lợn thân dài là thuần chủng hay không?

Trả lời:

Ghi nhớ:

 Trong quá trình giảm phân tạo giao tử một cá thể đồng hợp cho một loại giao tử,một

cá thể dị hợp cho nhiều loại giao tử

 Cặp Alen ở cơ thể lai có nguồn gốc 1 từ bố, 1 từ mẹ

 Khi thụ tinh, số hợp tử bằng số loại giao tử đực nhân với số loại giao tử cái

 Kiểu hình lặn bao giờ cũng chỉ có một kiểu gen là thể đồng hợp các gen lặn

 Kiểu hình trội có thể có nhiều kiểu gen khác nhau Muốn xác định phải đem lai phântích

Câu 4: Nếu không dùng phép lai phân tích có thể sử dụng thí nghiệm lai nào khác để xác

định một cơ thể có kiểu hình trội là thể đồng hợp hay thể dị hợp được không?Cho ví dụminh họa?

Trả lời:

Cho tự thụ phấn:

Nếu là thể đồng hợp: AA x AA đời con toàn AA (trội )

Nếu là thể dị hợp: Aa x Aa đời con sẽ xuất hiện ¼ kiểu gen aa (kiểu hình lặn)

B- BÀI TẬP

I Dạng 1: Dạng bài toán thuận

Bài toán thuận là dạng bài toán lai đã biết được tính trội, tính lặn Trên cơ sở đó yêu cầulập sơ đồ lai và xác định kết quả về kiểu gen, kiểu hình ở con lai

Phương pháp giải: Gồm 3 bước

Ở một loài thực vật hoa đỏ là tính trạng trội hoàn toàn so với hoa vàng Cho cây hoa đỏgiao phấn với cây hoa vàng thu được F1

a) Lập sơ đồ lai?

b) Làm thế nào để biết được cây hoa đỏ là thuần chủng hay không thuần chủng? Giảithích và lập sơ đồ lai minh họa?

HD: Theo đề bài quy ước: Gen A quy định hoa màu đỏ

Gen a quy định hoa màu vànga) Sơ đồ lai:

− Cây P có hoa màu đỏ có kiểu gen AA hay Aa; cây hoa vàng có kiểu gen aa

− Sơ đồ lai: P → F1 có 2 trường hợp:

TH1: P: AA ( hoa đỏ) x aa ( hoa vàng)

TH2: P: Aa (hoa đỏ) x aa ( hoa vàng)

HS tự viết sơ đồ lai

b) Để biết cây hoa đỏ thuần chủng hay không ta dùng phép lai phân tích:

− Nếu kết quả của phép lai là đồng tính tức kiểu gen AA thuần chủng

P: AA ( hoa đỏ) x aa ( hoa vàng)

− Nếu kết quả của phép lai là phân tính tức kiểu gen không thuần chủng Aa

P: Aa ( hoa đỏ) x aa ( hoa vàng)

II Dạng 2: Dạng bài toán nghịch

Đây là dạng bài toán dựa vào kết quả lai để xác định kiểu gen và kiểu hình của bố mẹ

để suy ra kiểu gen của bố mẹ

− Nếu đề bài chưa cho đủ số con lai mà chỉ cho biết một kiểu hình nào đó, dựa vàokiểu hình và kiểu gen được biết ở con lai ta suy ra loại giao tử mà con đã nhận từ bố, mẹ vàkiểu gen của bố mẹ

Biện luận và lập sơ đồ lai từ P → F1:

Kết quả thu được ở F1 ta có:

Quả tròn

F1 có tỉ lệ của định luật phân li 3 trội : 1 lặn, suy ra quả tròn là tính trạng trội hoàntoàn so với quả dài

Quy ước gen: gen A là quả tròn, gen a là quả dài

F1 có tỉ lệ 3 : 1 Suy ra các cây P mạng lai đều có kiểu gen dị hợp Aa, kiểu hình làquả tròn

Sơ đồ lai:

P: Aa ( quả tròn) x Aa ( quả tròn)

F1: kiểu gen: 1AA : 2Aa : 1aa

Tỉ lệ kiểu hình: 3 quả tròn : 1 quả dài

Bài tập 1: BT4/10 sgk: Cho hai giống cá kiếm mắt đen thuần chủng và mắt đỏ thuần

chủng giao phối với nhau được F1 toàn cá kiếm mắt đen Cho biết màu mắt chỉ do một nhân

b) Vì F2 có 3 kiểu gen nên theo đề bài cho các con có cùng kiểu gen giao phối với nhau

ta có 3 sơ đồ lai như sau:

 kết quả chung: 4AA + 2( 1AA + 2Aa + 1aa) + 4aa

6AA + 4Aa + 6aa

10 màu đen : 6 màu đỏ

Bài tập 2:

Ở cà chua quả đỏ là tính trạng trội hoàn toàn so với quả vàng khi cho cây quả đỏ laivới cây quả vàng ta được F1 phân li theo tỉ lệ 50% quả đỏ và 50% quả vàng Sau đó cho cáccây F1 tạp giao với nhau thì kết quả về kiểu gen và kiểu hình ở F2 sẽ như thế nào? Biết rằnggen quy định tính trạng nằm trên NST thường

Trả lời:

Theo bài ra: quả đỏ > quả vàng

Quy ước : A là quả đỏ a là quả vàng

Xét tỉ lệ phân li kiểu hình ở F1:

Quả đỏ

 Đây là kết quả của phép lai phân tích, quả đỏ đem lai có kiểu gen Aa, quả vàng đem lai

có kiểu gen aa

Ta có sơ đồ lai:

P: Aa ( đỏ) x aa (vàng)Gp: 1A 1a ↓ aF1: 1Aa (đỏ) 1aa (vàng)F1 tạp giao ta có sơ đồ lai:

(Aa x Aa) +2( Aa x aa) + (aa x aa)1Aa + 2Aa + 1aa + 4Aa + 4aa + 4aa

7Aa + 9aa ; 7 quả đỏ : 9 quả vàngc) Nếu F1 phân li theo tỉ lệ 3 đỏ : 1 vàng sau đó cho các cây F1 tạp giao thì kết quả vềkiểu gen và kiểu hình như thế nào?

HD: Kiểu gen: 10AA : 16Aa : 10aa

Kiểu hình: 26 quả đỏ : 10 quả vàng

Bài tập 3: Ở cà chua quả đỏ là trội so với quả vàng Hãy xác định kiểu gen của các cây cà

chua P trong các trường hợp sau:

a) Cho 2 cây cà chua quả đỏ tự thụ phấn đời con có tỉ lệ 7 quả đỏ : 1 quả vàng.b) 11 quả đỏ : 1 quả vàng

c) 5 quả đỏ : 1 quả vàng

Trả lời:

Quy ước: A: quả đỏ a: quả vàng

a) Theo đầu bài ra cho 2 cây cà chua quả đỏ tự thụ phấn thì cà chua quả đỏ có kiểugen: AA hoặc Aa

Để F1 có tỉ lệ 7 đỏ : 1 vàng thì một cây P phải cho F1 có tỉ lệ 3 đỏ : 1 vàng Cây Pcòn lại phải cho F1 đồng tính quả đỏ ( nghĩa là 4/4 quả đỏ) có kiểu gen đồng hợp AA

 Ta có sơ đồ

 F1: 3 đỏ : 1 vàng  F1: 4 đỏ

 Tỉ lệ 7 đỏ : 1 vàng

b) Để có tỉ lệ 11 đỏ : 1 vàng ứng với 12 tổ hợp như vậy phải có 3 cây tự thụ phấn,trong đó 1 phép lai cho quả vàng cây đó P có kiểu gen dị hợp Aa Hai cây còn lại cho tất cảquả đỏ tức là có kiểu gen đồng hợp AA.

BT 26: Câu 6 – Đề thi vào chuyên 2006

BT 27: Câu 8 – Bài tập chương I

CHỦ ĐỀ II: LAI HAI CẶP TÍNH TRẠNG A- LÝ THUYẾT

I Lai hai cặp tính trạng

1 Thí nghiệm của MenĐen:

- MenĐen lai hai thứ đậu Hà Lan thuần chủng khác nhau về 2 cặp tính trạng tườn

phản: Hạt vàng, vỏ trơn và Hạt xanh, vỏ nhăn  F1 đều có hạt vàng, vỏ trơn là trội Sau đóÔng cho 15 cây F1 tự thụ phấn thu được 556 hạt thuộc 4 loại kiểu hình có tỉ lệ: 9 hạt vàng,

vỏ trơn : 3 hạt vàng, vỏ nhăn : 3 hạt xanh vỏ trơn : 1 hạt xanh, vỏ nhăn

- Khi tính toán tỉ lệ phân li riêng rẽ của mỗi tính trạng đều nhận thấy:

+ Tính trạng màu sắc hạt có tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2: ¾ hạt vàng : ¼ hạt xanh.+ Tính trạng hình dạng vỏ hạt có tỉ lệ kiểu hình ở F2: ¾ vỏ trơn : ¼ vỏ nhăn

- Như vậy có thể nói tỉ lệ thu được ở trên về 2 tính trạng chính là tích số tỉ lệ kiểu hình

của 2 tính trạng ( 3 hạt vàng : 1 hạt xanh) ( 3 vỏ trơn : 1 vỏ nhăn) Điều này chứng tỏ trong

sự di truyền đó vẫn di truyền độc lập với nhau, không phụ thuộc vào nhau trên cơ sở đó cóthể phát biểu khái quát nội dung định luật như sau: “ Các cặp nhân tố di truyền đã phân liđộc lập trong quá trình phát sinh giao tử „

2 MenĐen đã giải thích kết quả thí nghiệm lai 2 cặp tính trạng:

MenĐen cho rằng mỗi cặp tính trạng được xác định bởi một cặp nhân tố di truyền Với thí nghiệm trên Ông kí hiệu:

- Hạt vàng được xác định bởi nhân tố di truyền A

- Hạt xanh được xác định bởi nhân tố di truyền a

- Vỏ trơn được xác định bởi nhân tố di truyền B

- Vỏ nhăn được xác định bởi nhân tố di truyền b

Cây hạt vàng, vỏ trơn có kiểu gen AABB cho giao tử AB

Cây hạt xanh, vỏ nhăn có kiểu gen aabb cho giao tử ab

P: AABB ( vàng – trơn) x aabb ( xanh – nhăn)

Kiểu hình: 9 V - T : 3 V - N 3 X – T : 1 X – N

- Vì vậy cây hạt vàng, vỏ trơn có kiểu gen: AaBb cây này khi giao phấn tạo ra 4 loại

giao tử có tỉ lệ bằng nhau: AB, Ab, aB, ab Vì vậy khi tổ hợp tạo thành hợp tử ở đời lai F2tạo ra 16 tổ hợp phân hóa di truyền thành 9 tổ hợp di truyền có tỉ lệ kiểu gen và kiểu hìnhnhư F2 đây là kết quả của sự kết hợp 2 kiểu hình ( 3 hạt vàng : 1 hạt xanh) với ( 3 vỏ trơn :

1 vỏ nhăn) Chứng tỏ 2 tính trạng di truyền độc lập không phụ thuộc vào nhau

Về sau này sinh học hiện đại nhận thấy rằng nhân tố di truyền của MenĐen chính làgen Mỗi cặp gen tồn tại trên một cặp NST Vì vậy để chứng minh nhận thức đúng đắn củaMenĐen người ta đã gắn mỗi cặp nhân tố di truyền lên mỗi cặp NST để thấy sự phân li, tổhợp của NST gắn liền với sự phân li, tổ hợp của các nhân tố di truyền Bản chất của sự ditruyền độc lập chính là do sự phân li tổ hợp tự do của các nhân tố di truyền trong giảm phân

và thụ tinh

3 Ý nghĩa di truyền của hiện tượng lai 2 cặp tính trạng

- Góp phần giải thích tính nguồn gốc và sự đa dạng của sinh giới trong tự nhiên Nếunhư lai 1 tính ở F2 tạo ra 3 kiểu gen và 2 kiểu hình thì trong lai 2 tính tạo lên 9 kiểu gen và

4 kiểu hình

- Là cơ sở khoa học và là phương pháp tạo ra giống mới trong lai hữu tính