Di truyền học Mendel (KHTN 9): lai một cặp tính trạng, lai phân tích và bài tập

Mạch Vật sống trong Khoa học tự nhiên 9 có phần di truyền học, mở đầu bằng các thí nghiệm của Gregor Mendel trên cây đậu Hà Lan. Đây là phần có dạng bài tập rất quen thuộc: xác định kiểu gen, kiểu hình và tỉ lệ ở đời con. Nắm chắc vài khái niệm và cách viết sơ đồ lai là làm được hầu hết bài cơ bản.

Một số khái niệm cần nắm

• Tính trạng: đặc điểm của sinh vật, ví dụ màu hạt, hình dạng hạt.
• Cặp tính trạng tương phản: hai trạng thái trái ngược của cùng một tính trạng, ví dụ hạt vàng và hạt xanh.
• Giống thuần chủng: giống có đặc tính di truyền đồng nhất, đời sau giống đời trước.
• Tính trạng trội: tính trạng biểu hiện ở F₁ khi lai hai bố mẹ thuần chủng tương phản. Tính trạng không biểu hiện ở F₁ là tính trạng lặn.
• Kiểu gen: tổ hợp các gene quy định tính trạng, ví dụ AA, Aa, aa.
• Kiểu hình: tính trạng biểu hiện ra bên ngoài, ví dụ hạt vàng.
• Đồng hợp: hai allele giống nhau (AA, aa). Dị hợp: hai allele khác nhau (Aa).

Thí nghiệm lai một cặp tính trạng

Mendel lai hai giống đậu thuần chủng khác nhau về màu hạt: hạt vàng × hạt xanh.

• F₁: 100% hạt vàng. Vậy vàng là tính trạng trội, xanh là tính trạng lặn.
• Cho F₁ tự thụ phấn, F₂ thu được tỉ lệ kiểu hình xấp xỉ 3 hạt vàng : 1 hạt xanh.

Quy ước gene: A quy định hạt vàng (trội), a quy định hạt xanh (lặn).

Sơ đồ lai:

P: AA (vàng) × aa (xanh)

Giao tử P: A ; a

F₁: Aa (100% vàng)

F₁ × F₁: Aa × Aa

Giao tử F₁: A, a ; A, a

F₂: 1 AA : 2 Aa : 1 aa → 3 vàng : 1 xanh

Từ đó Mendel rút ra quy luật phân li: mỗi tính trạng do một cặp nhân tố di truyền quy định; khi hình thành giao tử, mỗi nhân tố trong cặp phân li về một giao tử.

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.

• Nếu đời con 100% trội: cá thể trội có kiểu gen đồng hợp AA.
• Nếu đời con 1 trội : 1 lặn: cá thể trội có kiểu gen dị hợp Aa.

Ví dụ: cây hạt vàng lai với cây hạt xanh (aa), đời con có cả hạt vàng và hạt xanh xấp xỉ 1 : 1, vậy cây hạt vàng có kiểu gen Aa.

Lai hai cặp tính trạng

Mendel còn lai hai giống đậu thuần chủng khác nhau về hai cặp tính trạng: hạt vàng, trơn × hạt xanh, nhăn. F₁ toàn hạt vàng, trơn; F₂ có tỉ lệ kiểu hình xấp xỉ 9 : 3 : 3 : 1. Từ đó rút ra quy luật phân li độc lập: các cặp nhân tố di truyền phân li độc lập trong quá trình hình thành giao tử.

Các bước giải bài tập di truyền cơ bản

1. Xác định tính trạng trội, lặn (từ F₁ hoặc từ tỉ lệ 3 : 1).
2. Quy ước gene.
3. Xác định kiểu gen của P dựa trên đề hoặc tỉ lệ đời con.
4. Viết sơ đồ lai: P, giao tử, F₁ (và F₂ nếu cần).
5. Kết luận tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình.

Mẹo nhận biết nhanh từ tỉ lệ đời con (một cặp tính trạng, trội hoàn toàn):

• 3 : 1 → bố mẹ đều dị hợp (Aa × Aa).
• 1 : 1 → một bên dị hợp, một bên đồng hợp lặn (Aa × aa).
• 100% trội → ít nhất một bên đồng hợp trội (AA × AA, AA × Aa hoặc AA × aa).

Lỗi hay gặp

• Viết giao tử sai, ví dụ viết giao tử "Aa".
• Nhầm tỉ lệ kiểu gen (1 : 2 : 1) với tỉ lệ kiểu hình (3 : 1).
• Quên quy ước gene trước khi viết sơ đồ.
• Không kiểm tra lại đề: tính trạng trội hoàn toàn hay không.

Bài tập tự luyện có đáp án

Bài 1. Ở chuột, lông đen (A) trội hoàn toàn so với lông trắng (a). Lai chuột lông đen thuần chủng với chuột lông trắng. Xác định kết quả F₁ và F₂.

• P: AA × aa → F₁: 100% Aa (lông đen).
• F₁ × F₁: Aa × Aa → F₂: 1 AA : 2 Aa : 1 aa, kiểu hình 3 lông đen : 1 lông trắng.

Bài 2. Ở đậu, thân cao (A) trội hoàn toàn so với thân thấp (a). Cho cây thân cao lai với cây thân thấp, đời con có 50% thân cao, 50% thân thấp. Xác định kiểu gen cây thân cao.

• Đây là phép lai phân tích cho tỉ lệ 1 : 1, nên cây thân cao có kiểu gen dị hợp Aa.

Bài 3. Cho phép lai Aa × aa. Tính tỉ lệ kiểu gen và kiểu hình đời con (A trội hoàn toàn).

• Giao tử: Aa cho A và a; aa cho a.
• Đời con: 1 Aa : 1 aa, kiểu hình 1 trội : 1 lặn.

Ý nghĩa của các quy luật Mendel

• Giải thích vì sao con cái giống bố mẹ nhưng vẫn có những đặc điểm khác nhau.
• Là cơ sở khoa học cho chọn giống: người ta dùng lai phân tích để kiểm tra giống có thuần chủng không trước khi nhân giống.
• Là nền tảng cho toàn bộ di truyền học hiện đại mà học sinh sẽ học tiếp ở Sinh học 12.

Học sinh muốn học chắc phần di truyền trước khi lên cấp 3 có thể xem gia sư Sinh học THPT hoặc trang tổng hợp gia sư Khoa học tự nhiên.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao Mendel chọn đậu Hà Lan? Đậu Hà Lan có nhiều cặp tính trạng tương phản dễ quan sát, tự thụ phấn nghiêm ngặt nên dễ tạo giống thuần chủng, và cho nhiều hạt để thống kê.

Tỉ lệ 3 : 1 có luôn đúng tuyệt đối không? Không; đây là tỉ lệ xấp xỉ khi số lượng cá thể đủ lớn. Mendel đếm hàng nghìn hạt mới thu được tỉ lệ gần 3 : 1.

Phần này có trong thi vào 10 TP.HCM không? Không; kỳ thi vào 10 công lập TP.HCM thi Toán, Ngữ văn, Ngoại ngữ. Di truyền học là nền của Sinh học 12 và các khối thi có môn Sinh.

Cần người kèm phần di truyền, xem gia sư Khoa học tự nhiên lớp 9 hoặc gia sư Sinh học.