Ví dụ: Luyện tập: Di truyền học

Giới thiệu bài học

Trong chương trình Sinh học lớp 12, các em đã được tìm hiểu những quy luật cơ bản của di truyền học như quy luật phân li, phân li độc lập, di truyền liên kết và hoán vị gen. Bài luyện tập hôm nay sẽ giúp chúng ta củng cố lại kiến thức thông qua các ví dụ cụ thể, từ đó rèn luyện kĩ năng giải bài tập một cách chính xác và logic. Các em hãy chuẩn bị giấy nháp và bút để cùng thực hành nhé!

Lý thuyết trọng tâm cần nhớ

Trước khi đi vào ví dụ, chúng ta cần ôn lại một số điểm quan trọng:

• Quy luật phân li (Menđen): Mỗi tính trạng do một cặp nhân tố di truyền (gen) quy định, trong quá trình phát sinh giao tử, mỗi nhân tố di truyền trong cặp phân li về một giao tử và giữ nguyên bản chất.
• Quy luật phân li độc lập (Menđen): Các cặp nhân tố di truyền (cặp gen) phân li độc lập trong quá trình phát sinh giao tử.
• Di truyền liên kết: Các gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể (NST) thì di truyền cùng nhau, tạo thành nhóm gen liên kết.
• Hoán vị gen: Là hiện tượng các gen trên cùng một cặp NST tương đồng có thể đổi chỗ cho nhau, dẫn đến tái tổ hợp gen, làm tăng biến dị tổ hợp.

Ví dụ minh họa từng bước

Ví dụ 1: Quy luật phân li

Đề bài: Ở đậu Hà Lan, gen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với gen a quy định hoa trắng. Cho cây đậu hoa đỏ thuần chủng lai với cây đậu hoa trắng thuần chủng. Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen và kiểu hình ở thế hệ F1 và F2.

1. Bước 1: Xác định kiểu gen của thế hệ bố mẹ (P)
   • Cây hoa đỏ thuần chủng có kiểu gen: AA.
   • Cây hoa trắng thuần chủng có kiểu gen: aa.
   • Sơ đồ lai: P: AA (hoa đỏ) × aa (hoa trắng)
2. Bước 2: Viết giao tử của P
   • Cây AA cho một loại giao tử: A.
   • Cây aa cho một loại giao tử: a.
3. Bước 3: Xác định kiểu gen và kiểu hình ở F1
   • F1 nhận giao tử A từ bố và a từ mẹ → Kiểu gen: Aa.
   • Vì A trội hoàn toàn so với a nên kiểu hình F1: 100% hoa đỏ.
4. Bước 4: Cho F1 tự thụ phấn để tạo F2
   • F1: Aa × Aa.
   • Giao tử F1: A và a với tỉ lệ ngang nhau (1A : 1a).
   • Lập bảng tổ hợp (khung Punnett):
     • ♂ \ ♀ | A | a
     • A | AA (đỏ) | Aa (đỏ)
     • a | Aa (đỏ) | aa (trắng)
   • Kết quả F2:
     • Tỉ lệ kiểu gen: 1 AA : 2 Aa : 1 aa.
     • Tỉ lệ kiểu hình: 3 hoa đỏ : 1 hoa trắng.

Ví dụ 2: Quy luật phân li độc lập

Đề bài: Ở đậu Hà Lan, gen A (hạt vàng) trội hoàn toàn so với gen a (hạt xanh); gen B (vỏ trơn) trội hoàn toàn so với gen b (vỏ nhăn). Cho lai cây đậu hạt vàng, vỏ trơn thuần chủng với cây hạt xanh, vỏ nhăn thuần chủng. Xác định kết quả ở F1 và F2.

1. Bước 1: Xác định kiểu gen của P
   • Hạt vàng, vỏ trơn thuần chủng: AABB.
   • Hạt xanh, vỏ nhăn thuần chủng: aabb.
   • P: AABB × aabb
2. Bước 2: Giao tử của P
   • AABB chỉ cho giao tử: AB.
   • aabb chỉ cho giao tử: ab.
3. Bước 3: Kết quả F1
   • F1: 100% AaBb (hạt vàng, vỏ trơn).
4. Bước 4: Cho F1 tự thụ phấn (AaBb × AaBb)
   • F1 tạo 4 loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau: AB, Ab, aB, ab.
   • Lập bảng tổ hợp 4×4, ta thu được F2 có 16 tổ hợp.
   • Tỉ lệ kiểu hình ở F2:
     • 9 hạt vàng, vỏ trơn (A-B-).
     • 3 hạt vàng, vỏ nhăn (A-bb).
     • 3 hạt xanh, vỏ trơn (aaB-).
     • 1 hạt xanh, vỏ nhăn (aabb).
   • Tỉ lệ kiểu hình chung là 9:3:3:1.

Ví dụ 3: Di truyền liên kết và hoán vị gen

Đề bài: Ở ruồi giấm, gen A (thân xám) trội hoàn toàn so với gen a (thân đen); gen B (cánh dài) trội hoàn toàn so với gen b (cánh cụt). Hai gen này nằm trên cùng một nhiễm sắc thể. Cho ruồi cái thân xám, cánh dài thuần chủng lai với ruồi đực thân đen, cánh cụt thuần chủng. Xác định kết quả F1. Nếu xảy ra hoán vị gen với tần số 20% ở ruồi cái, hãy xác định tỉ lệ các loại kiểu hình ở F2 khi cho F1 lai với ruồi đực thân đen, cánh cụt.

1. Bước 1: Xác định kiểu gen của P khi gen liên kết
   • Ruồi cái thân xám, cánh dài thuần chủng: Kiểu gen AB/AB.
   • Ruồi đực thân đen, cánh cụt thuần chủng: Kiểu gen ab/ab.
   • P: AB/AB × ab/ab
2. Bước 2: Kết quả F1 (không có hoán vị ở P)
   • Giao tử P: AB và ab.
   • F1: 100% AB/ab (thân xám, cánh dài).
3. Bước 3: Xác định giao tử của F1 khi có hoán vị gen
   • F1 (ruồi cái): AB/ab. Do hoán vị gen với tần số 20%, nên tỉ lệ giao tử được tính như sau:
     • Giao tử liên kết: AB = ab = (100% - 20%) / 2 = 40% mỗi loại.
     • Giao tử hoán vị: Ab = aB = 20% / 2 = 10% mỗi loại.
4. Bước 4: Cho F1 lai phân tích (lai với ruồi đực thân đen, cánh cụt)
   • Ruồi đực thân đen, cánh cụt có kiểu gen ab/ab chỉ cho một loại giao tử là ab.
   • Tỉ lệ kiểu hình ở đời con chính là tỉ lệ các loại giao tử của F1 cái (vì nhân với 100% ab).
     • 40% AB/ab → 40% thân xám, cánh dài.
     • 40% ab/ab → 40% thân đen, cánh cụt.
     • 10% Ab/ab → 10% thân xám, cánh cụt.
     • 10% aB/ab → 10% thân đen, cánh dài.
   • Kết quả: Tỉ lệ kiểu hình là 4:4:1:1 (xám dài : đen cụt : xám cụt : đen dài).

Ghi nhớ

• Luôn xác định rõ tính trạng nào là trội, tính trạng nào là lặn. Quy ước gen chính xác.
• Viết đúng kiểu gen của bố mẹ trước khi viết sơ đồ lai.
• Với bài toán có nhiều cặp gen, cần xác định xem các gen phân li độc lập hay liên kết với nhau.
• Khi có hoán vị gen, tần số hoán vị (f) là thước đo khoảng cách giữa các gen trên NST. Tỉ lệ giao tử hoán vị luôn bằng f/2.
• Kết quả lai phân tích sẽ phản ánh trực tiếp tỉ lệ giao tử của cơ thể đem lai.

Bài tập gợi ý

1. Ở cà chua, gen A (quả đỏ) trội hoàn toàn so với gen a (quả vàng). Cho cây quả đỏ dị hợp lai với cây quả vàng. Xác định tỉ lệ kiểu gen và kiểu hình ở đời con.
2. Ở đậu Hà Lan, gen A (hạt trơn) trội hoàn toàn so với gen a (hạt nhăn); gen B (quả xanh) trội hoàn toàn so với gen b (quả vàng). Các gen phân li độc lập. Cho lai cây hạt trơn, quả xanh thuần chủng với cây hạt nhăn, quả vàng thuần chủng. Viết sơ đồ lai từ P đến F2 và xác định tỉ lệ kiểu hình ở F2.
3. Ở ruồi giấm, gen D (mắt đ