Hệ thống kiến thức lý thuyết và công thức Chuyên đề - Các quy luật di truyền của Menden Sinh học 12

CHUYÊN ĐỀ: CÁC QUY LUẬT DI TRUYỀN CỦA MEN ĐEN SINH HỌC 12

I. QUY LUẬT PHÂN LI CỦA MEN ĐEN

1. Nội dung quy luật phân li

 Mỗi tính trạng do một cặp alen quy định, một có nguồn gốc từ bố, một có nguồn gốc từ mẹ. Các alen tồn tại trong tế bào một cách riêng rẽ, không hòa trộn vào nhau. Khi hình thành giao tử, các thành viên của một cặp alen phân li đồng đều về các giao tử, nên 50% số giao tử chứa alen này còn 50% giao tử chứa alen kia.

2. Cơ sở tế bào học của quy luật phân li

• Trong tế bào sinh dưỡng, các NST luôn tồn tại thành từng cặp tương đồng và chứa các cặp alen tương ứng.
• Khi GP tạo giao tử, mỗi NST trong từng cặp tương đồng phân li đồng đều về các giao tử → sự phân li của các alen tương ứng và sự tổ hợp của chúng qua thụ tinh dẫn đến sự phân li và tổ hợp của cặp alen tương ứng.

3. Ý nghĩa quy luật phân li

• Giải thích tại sao tương quan trội lặn là phổ biến trong tự nhiên, hiện tượng trội cho thấy mục tiêu của chọn giống là tập trung nhiều tính trội có giá trị cao.
• Không dùng con lai F₁ làm giống vì thế hệ sau sẽ phân li do F₁  có kiểu gen dị hợp.

II. QUY LUẬT PHÂN LI ĐỘC LẬP CỦA MENĐEN

1. Nội dung quy luật phân li độc lập

Các cặp alen quy định các tính trạng khác nhau nằm trên các cặp NST  tương đồng khác nhau thì phân li độc lập và tổ hợp tự do (ngẫu nhiên) trong quá trình hình thành giao tử.

2. Cơ sở tế bào học quy luật phân li độc lập

• Các cặp alen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau.
• Sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp NST tương đồng trong giảm phân hình thành giao tử dẫn đến sự phân li độc lập và sự tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp alen tương ứng.

3. Ý nghĩa quy luật phân li độc lập

+ Quy luật phân li độc lập là cơ sở góp phần giải thích tính đa dạng phong phú của sinh vật trong tự nhiên, làm cho sinh vật ngày càng thích nghi với môi trường sống.

+ Quy luật phân li độc lập còn là cơ sở khoa học của phương pháp lai tạo để hình thành nhiều biến dị, tạo điều kiện hình thành nhiều giống mới có năng suất và phẩm chất cao, chống chịu tốt với điều kiện bất lợi của môi trường.

+  Nếu biết được các gen nào đó là phân li độc lập có thể dự đoán được kết quả phân li kiểu hình ở đời sau.

* Chú ý : Khi lai 2 cơ thể có kiểu gen giống nhau, với n cặp alen phân li độc lập với nhau (mỗi cặp alen quy định một tính trạng) thì ở thế hệ lai thu được :

- Số lượng các loại giao tử : 2ⁿ                - Số tổ hợp giao tử : 4ⁿ

- Số lượng các loại kiểu gen : 3ⁿ             - Tỉ lệ phân li kiểu gen : (1  : 2  : 1)ⁿ

- Số lượng các loại kiểu hình : 2ⁿ            - Tỉ lệ phân li kiểu hình : (3  : 1)ⁿ

Phép lai	F1		F2
	KG	Số loại giao tử	Số kiểu tổ hợp giao tử	Số loại KG	Tỉ lệ KG	Số loại KH	Tỉ lệ KH
Lai 1 tính Lai 2 tính Lai 3 tính	Aa AaBb AaBbDd	21 22 23	21  x  21 22  x  22 23  x  23	31 32 33	(1: 2: 1)1 (1: 2: 1)2 (1: 2: 1)3	21 22 23	( 3: 1)1 ( 3: 1)2 ( 3: 1)3
Lai n tính	AaBbDd.....	2n	2n  x  2n	3n	(1: 2: 1)n	2n	( 3: 1)n

III. MỘT SỐ VẬN DỤNG TRONG QUY LUẬT PHÂN LI CỦA MENDEN

DẠNG 1: TÍNH SỐ LOẠI VÀ TÌM THÀNH PHẦN GEN CỦA GIAO TỬ

1. Số loại giao tử: Không tùy thuộc vào số cặp gen trong KG mà tùy thuộc vào số cặp gen dị hợp. Trong đó:

• KG của cá thể gồm 1 cặp gen dị hợp sẽ sinh ra 2¹ loại giao tử.
• KG của cá thể gồm 2 cặp gen dị hợp sẽ sinh ra 2² loại giao tử.
• KG của cá thể gồm 3 cặp gen dị hợp sẽ sinh ra 2³ loại giao tử.

=>   Số loại giao tử của cá thể có KG gồm n cặp gen dị hợp = 2ⁿ

2. Thành phần gen của giao tử:

- Trong 1 tế bào gen tồn tại thành từng cặp( 2n ). Trong tế bào giao tử gen tồn tại ở trạng thái đơn bội( n).

-  Cách xác định giao tử: Sử dụng sơ đồ phân nhánh Auerbac.

+ Đối với cơ thể thuần chủng(đồng hợp) chỉ tạo 1 loại giao tử. Ví dụ: AAbbCCDD cho một loại giao tử AbCD

+ Đối với cơ thể dị hợp:

Ví dụ 1: Xác định giao tử của cơ thể có KG AaBbDd

     Bước 1: Xác định giao tử của từng cặp gen: Aa cho 2 loại giao tử: A và a;

                   Bb cho 2 loại giao tử: B và b;    Dd cho 2 loại giao tử: D và d

Bước 2: Tổ hợp trên mạch nhánh  

Ví dụ 2: AaBbDDEeFF

DẠNG 2: TÍNH SỐ TỔ HỢP – KIỂU GEN – KIỂU HÌNH VÀ CÁC TỈ LỆ PHÂN LI Ở ĐỜI CON

1. Số tổ hợp: Số tổ hợp =  Số giao tử đực  x  Số giao tử cái

* Chú ý: Khi biết số tổ hợp à biết số loại giao tử đực, giao tử cái à biết số cặp gen dị hợp trong kiểu gen của cha hoặc mẹ. 

VD:  16 tổ hợp  = 4  x  4 ( 16  x 1  hoặc  8  x  2).

(Trong kiểu gen có n là số cặp gen dị hợp à 2ⁿ loại giao tử)

2. Số loại và tỉ lệ phân li về KG, KH:

• Tỉ lệ KG chung của nhiều cặp gen bằng các tỉ lệ KG riêng rẽ của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau.
• Số KH tính trạng chung bằng số KH riêng của mỗi cặp tính trạng nhân với nhau.

Ví dụ 1: A hạt vàng, a hạt xanh;B hạt trơn,b hạt nhăn; D thân cao,d thân thấp

   P: AabbDd    x    AaBbdd.

Số cặp gen	Tỷ lệ KG riêng	Số KG	Tỷ lệ KH riêng	Số KH
Aa   x   Aa	1AA:2Aa:1aa	3	3 vàng : 1 xanh	2
bb    x   Bb	1Bb:1bb	2	1 trơn : 1 nhăn	2
Dd   x   dd	1Dd:1dd	2	1 cao : 1 thấp	2

Số KG chung = ( 1AA:2Aa:1aa)(1Bb:1bb)(1Dd:1dd) = 3 x 2 x 2 = 12.

Số KH chung = (3 vàng : 1 xanh)(1 trơn : 1 nhăn)(1 cao : 1 thấp) = 2 x 2 x 2 = 8.

Ví dụ 2: Xét phép lai AaBbDd  x  aaBbdd, mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng và trội hoàn toàn thì ở đời con có số loại KH là:               

A. 2                 B. 4                 C. 6                 D. 8

3. Mối quan hệ giữa số alen và số KG xuất hiện ở F₁:

*Trường hợp 1: Nếu gọi r là số alen/ 1gen à số kiểu gen đồng hợp? số kiểu gen dị hợp? tổng số kiểu gen?      Ta lập bảng như sau:

SỐ ALEN	SỐ KIỂU GEN	SỐ KG ĐỒNG HỢP	SỐ KG DỊ HỢP
r	r + C2r = \(\frac{{r(r + 1)}}{2}\)	r	C2r = \(\frac{{r(r - 1)}}{2}\)

Ví dụ: Số alen của gen I, II và III lần lượt là 3, 4 và 5. Biết các gen đều nằm trên NST thường và không cùng nhóm liên kết. Xác định:

a. Số kiểu gen đồng hợp về tất cả các gen và dị hợp tất cả các gen lần lượt là:

A. 60 và 90             B. 120 và 180                C. 60 và 180           D. 30 và 60

→ Số KG đồng hợp tất cả các gen = 3.4.5 =60

     Số KG dị hợp tất cả các gen = 3.6.10 =180

b. Số kiểu gen đồng hợp về 2 cặp gen và dị hợp về 2 cặp gen lần lượt là:

A. 240 và 270        B. 180 và 270                        C. 290 và 370            D. 270 và 390

→ Số KG đồng hợp 2 cặp, dị hợp 1 cặp = ( 3.4.10 + 4.5.3 + 3.5.6 ) = 270

    Số KG dị hợp 2 cặp, đồng hợp 1 cặp = ( 3.6.5 + 6.10.3 + 3.10.4 ) = 390

c. Số kiểu gen dị hợp:          A. 840                 B. 690                    C. 750          D. 660

→ Số KG dị hợp = ( 6.10.15 ) – ( 3.4.5 ) = 840

*Lưu ý: Nếu số cặp gen dị hợp tử  là n thì:

• Số loại giao tử khác nhau ở F₁ là 2ⁿ
• Số loại kiểu gen ở F₂ là 3ⁿ
• Số loại kiểu hình ở F₂ là 2ⁿ

*Trường hợp 2: Nếu tỉ lệ trội/ lặn ở các cặp tính trạng không như nhau thì ta phải tính tổng của XS riêng từng cặp:

Ví dụ 1: Các gen phân li độc lập, phép lai AaBbDdEE  x  AabbDdEe cho tỉ lệ kiểu hình gồm: 1 trội và 3 lặn là bao nhiêu? 3 trội và 1 lặn là bao nhiêu? 2 trội và 2 lặn là bao nhiêu ? àTa phân tích từng cặp tính trạng như sau:

* cặp 1: Aa  x  Aa → 3/4 trội ;1/4 lặn            * cặp 2: Bb  x  bb → 1/2 trội ;1/2 lặn

* cặp 3: Dd  x  Dd → 3/4 trội ;1/4 lặn             * cặp 4: EE  x  Ee → 1 trội ; 0 lặn

KH	Tổ hợp TRỘI	Tổ hợp LẶN	TỈ LỆ RIÊNG	TỈ  LỆ CHUNG
4 T	1,2,3,4	0	3/4 . 1/2 . 3/4 . 1 = 9/32	9/32
3T + 1L	4,1,2	3	1. 3/4 . 1/2 . 1/4 = 3/32	15/32
	4,1,3	2	1. 3/4 . 3/4 . 1/2 = 9/32
	4,2,3	1	1. 1/2 . 3/4 . 1/4 = 3/32
2T + 2L	4,1	2,3	1. 3/4 . 1/2 . 1/4 = 3/32	7/32
	4,2	1,3	1. 1/2 . 1/4 . 1/4 = 1/32
	4,3	1,2	1. 3/4 . 1/4 . 1/2 = 3/32
1T + 3L	4	1,2,3	1. 1/4 . 1/2 . 1/4 = 1/32	1/32

Ví dụ 2: Trong phép lai: Bố AaBbCcDdEe    x    Mẹ aaBbccDdee

Các cặp gen quy định các tính trạng khác nhau nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau. Hãy cho biết:

   a. Tỉ lệ đời con có KH trội về tất cả 5 tính trạng là bao nhiêu?

- Phân tích từng cặp gen:

Số cặp gen	Tỷ lệ KG	Tỷ lệ KH
Aa   x   aa	1/2 Aa : 1/2 aa	1/2 trội : 1/2 lặn
Bb    x   Bb	1/ 4 BB :  2/4 Bb : 1/4 bb	3/ 4 trội :  1/4 lặn
Cc  x  cc	1/2 Cc : 1/2 cc	1/2 trội : 1/2 lặn
Dd   x   Dd	1/ 4 DD :  2/4 Dd : 1/4 dd	3/ 4 trội :  1/4 lặn
Ee  x  ee	1/2 Ee : 1/2 ee	1/2 trội : 1/2 lặn

            → Tỷ lệ KH trội về gen A là 1/2, về gen B là 3/4, về gen C là 1/2, về gen D là 3/4, về gen E là 1/2. Do vậy tỉ lệ đời con có KH trội về tất cả 5 tính trạng = 1/2 x  3/4 x 1/2 x  3/4 x 1/2 = 9/128

             b. Tỉ lệ đời con có KH giống mẹ = 1/2 x  3/4 x 1/2 x  3/4 x 1/2 = 9/128

             c. Tỉ lệ đời con có KG giống bố = 1/2 x  2/4 x 1/2 x  2/4 x 1/2 = 4/128 = 1/32

*Lưu ý: Sử dụng toán xác suất để giải các bài tập về xác suất trong sinh học:

           - Nếu hai trường hợp độc lập nhưng đồng thời xảy ra → chúng ta dùng phương pháp nhân xác suất.

           - Nếu hai trường hợp độc lập nhưng đối lập nhau ( Nếu trường hợp này xảy ra thì trường hợp kia không xảy ra à chúng ta dùng công thức cộng xác suất.

Ví dụ 1: Ở cà chua, gen A quy định quả đỏ là trội hoàn toàn so với gen a quy định quả vàng. Khi cho cà chua quả đỏ dị hợp tử tự thụ phấn được F₁. Xác suất chọn được ngẫu nhiên 3 quả cà chua màu đỏ, trong đó có 2 quả đỏ có kiểu gen đồng hợp và 1 quả đỏ có kiểu gen dị hợp từ số quả đỏ ở F₁ là:

              A. 3/32                     B. 2/9                          C. 4/27                       D. 1/32

           → F₁ x F₁:  Aa  x  Aa → F₂: 1/4AA : 2/4 Aa : 1/4aa (1/4 đỏ đồng hợp : 2/4 đỏ dị hợp )

            → trong số quả đỏ thì: đồng hợp = 1/3 ; dị hợp = 2/3

            Xác suất cho 2 quả đỏ đồng hợp và 1 quả đỏ dị hợp = (1/3)². 2/3 . C¹₃  =  2/9

Ví dụ 2: Ở cà chua, gen A quy định quả đỏ là trội hoàn toàn so với gen a quy định quả vàng. Khi cho cà chua quả đỏ dị hợp tử tự thụ phấn được F₁. Xác suất chọn được ngẫu nhiên 3 quả cà chua màu đỏ làm giống từ số quả đỏ ở F₁ là:  A. 1/64                       B. 1/27                       C. 1/32                       D. 27/64

→  F₁ x F₁:  Aa  x  Aa → F₂: 1/4AA : 2/4 Aa : 1/4aa (1/4 đỏ đồng hợp : 2/4 đỏ dị hợp)

→ trong số quả đỏ thì: đồng hợp = 1/3 ; dị hợp = 2/3

Xác suất được cả 3 quả đỏ đồng hợp  = 1/3.1/3.1/3 = 1/27

DẠNG 3: TÌM SỐ KIỂU GEN CỦA 1 CƠ THỂ VÀ SỐ KIỂU GIAO PHỐI

{-- Nội dung dạng 3: Tìm một số kiểu gen của 1 cơ thể và số kiểu giao phối của tài liệu Hệ thống kiến thức lý thuyết và công thức Chuyên đề - Các quy luật di truyền của Menden Sinh học 12 vui lòng xem ở phần xem online hoặc tải về --}