Quy luật Menđen - Quy luật phân li

I. Phương pháp nghiên cứu di truyền học của Menden

1. Một số khái niệm

Dòng thuần chủng: là hiện tượng tất cả các thế hệ con lai trong dòng họ đều có kiểu hình giống nhau và giống bố mẹ.

• + Ví dụ: P: đỏ x đỏ → F1: 100% đỏ → F2: 100% đỏ… Fn: 100% đỏ

Con lai: là thế hệ con cháu được tạo thành khi đem lai 2 dòng thuần chủng có kiểu hình khác nhau.

• Ví dụ: Ptc: hoa đỏ x hoa trắng → F1: 100% hoa đỏ. Hoa đỏ F1 là con lai trong phép lai trên (kiểu gen hoa đỏ F1 khác kiểu gen hoa đỏ Ptc)

Gen: là nhân tố di truyền qui định đặc điểm bên ngoài của cá thể.

• Ví dụ: gen A qui định màu sắc hoa

Alen: là các trạng thái khác nhau của cùng 1 gen, mỗi trạng thái qui định 1 kiểu hình khác nhau.

• Ví dụ: gen A có 2 alen là A → hoa đỏ; a → hoa trắng

Gen trội (alen trội - A): thể hiện kiểu hình ở trạng thái đồng hợp tử trội (AA) và dị hợp tử (Aa)

Gen lặn (alen lặn - a): chỉ có thể biểu hiện kiểu hình khi ở trạng thái đồng hợp tử lặn (aa)

Kiểu gen: là các cặp alen qui định các kiểu hình cụ thể của tính trạng đang nghiên cứu.

• Ví dụ: AA à hoa đỏ (tc); Aa → hoa đỏ (con lai); aa → hoa trắng

Tính trạng: là 1 đặc điểm nào đó đang được nghiên cứu.

• Ví dụ: màu sắc hoa, hình dạng hạt…

Kiểu hình: là đặc điểm cụ thể của tính trạng đang được nghiên cứu đã thể hiện ra bên ngoài cơ thể.

• Ví dụ: hoa đỏ, hoa trắng, hạt trơn, hạt nhăn…

Cặp tính trạng tương phản: hai kiểu hình có biểu hiện trái ngược nhau của cùng 1 tính trạng.

• Ví dụ: hoa đỏ và hoa trắng, hạt trơn và hạt nhăn,..

2. Phương pháp nghiên cứu di truyền của Mendel

Mendel sử dụng phương pháp phân tích di truyền cơ thể lai và lai phân tích, đánh giá kết quả dựa trên thống kê toán học để rút ra được những quy luật di truyền.

a. Phương pháp phân tích di truyền cơ thể lai

Phương pháp phân tích của ông như sau:

• Quan sát sự di truyền của một vài tính trạng qua nhiều thế hệ
• Tạo ra các dòng thuần chủng có các kiểu hình tương phản.
• Lai các dòng thuần chủng với nhau để tạo ra F1.
• Cho các cây lai F1 tự thụ phấn để tạo ra đời F2. Cho từng cây F2 tự thụ phấn để tạo ra F3.
• Dùng thống kê toán học trên số lượng lớn, qua nhiều thế hệ sau đó rút ra quy luật di truyền.

b. Phương pháp lai phân tích

- Lai phân tích là phép lai giữa cá thể có kiểu hình trội (AA hoặc Aa) với một cá thể có kiểu hình lặn (aa), mục đích là kiểm tra kiểu gen của kiểu hình trội là thuần chủng hay không thuần chủng

- Nếu con lai xuất hiện tỉ lệ 100% thì cá thể có kiểu hình trội đem lai là thuần chủng (AA), nếu xuất hiện tỉ lệ 1: 1 thì cá thể đem lai là dị hợp tử (Aa)

II. Quy luật phân li

1. Thí nghiệm của Menden

Bố mẹ thuần chủng: cây hoa đỏ x cây hoa trắng

Con lai thế hệ thứ nhất: 100% hoa đỏ

Cho F1 tự thụ phấn

Con lai thế hệ thứ 2: 705 cây hoa đỏ: 224 cây hoa trắng (xấp xỉ 3 đỏ: 1 trắng)

2. Giải thích kết quả bằng sơ đồ lai

Qui ước gen:

A ---> qui định hoa đỏ là trội hoàn toàn so với a ---> qui định hoa trắng

Ta có sơ đồ lai một cặp tính trạng như sau:

Ptc: AA x aa

Gp: A a

Aa

100% hoa đỏ

F1 x F1: Aa x Aa

GF1 A , a A , a

F2: KG: 1AA: 2Aa: 1aa

KH: 3 hoa đỏ : 1 Hoa trắng

3. Giải thích bằng cơ sở tế bào học

- Trong tế bào 2n, các NST luôn tồn tại thành từng cặp đồng dạng, do đó các gen trên NST cũng tồn tại thành từng cặp. Mỗi gen chiếm 1 vị trí xác định gọi là locut

- Mỗi bên bố, mẹ cho một loại giao tử mang gen A hoặc a, qua thụ tinh hình thành F1 có kiểu gen Aa. Do sự phân li của cặp NST tương đồng trong giảm phân của F1 đã đưa đến sự phân li của cặp gen tương ứng Aa, nên 2 loại giao tử A và a được tạo thành với xác suất ngang nhau là ½. Sự thụ tinh của 2 loại giao tử đực và cái mang gen A và a đã tạo ra F2 có tỉ lệ kiểu gen là: 1/4AA : 2/4Aa : 1/4aa.

- F1 toàn hoa đỏ vì ở thể dị hợp Aa gen trội A át chế hoàn toàn gen lặn a trong khi thể hiện kiểu hình. Cũng tương tự, do đó F2 ta thu được tỉ lệ 3 hoa đỏ: 1 hoa trắng

- Bố mẹ không truyền cho con cái kiểu hình cụ thể mà là các alen, sự tái tổ hợp các alen từ bố và mẹ tạo thành kiểu gen và qui định kiểu hình cụ thể ở cơ thể con lai.

4. Nội dung định luật

- Khi đem lai 2 cơ thể bố mẹ thuần chủng khác nhau về kiểu hình của một cặp tính trạng tương phản thì F1 xuất hiện đồng loạt kiểu hình trội (qui luật đồng tính), F2 phân li theo tỉ lệ xấp xỉ 3 trội : 1 lặn (qui luật phân tính).