Câu hỏi: Mục đích của phép lai phân tích
Trả lời
Mục đích của phép lai phân tích nhằm xác định kiểu gen mang tính trạng trội
Cùng Top lời giải tìm hiểu về phép lai phân tích, các phép lai, các dạng bài tập và ông tổ của ngành di truyền học nhé!
1. Khái niệm:
Lai phân tích là phép lai giữa cơ thể mang tính trạng trội chưa biết kiểu gen với cơ thể mang tính trạng lặn tương ứng, nhằm mục đích phân tích kiểu gen của cá thể mang tính trạng trội đem lại.
Sơ đồ phép lai phân tích
P: Aa x aa; P: AaBb x aabb.
Ví dụ: Đậu Hà Lan hạt vàng [A-] x đậu Hà Lan hạt xanh [aa]
Nếu con lai F1chỉ có một kiểu hình màu vàng, chứng tỏ cây đậu hạt vàng P chỉ cho ra một loại giao tử [kí hiệu là A], con lai F1có kiểu gen Aa. Suy ra kiểu gen của cây đậu Hà Lan hạt vàng P là AA
Nếu con lại F1có kiểu hình 50% hạt màu vàng : 50% hạt màu xanh, chứng tỏ cây đậu hạt vàng P đã cho ra hai loại giao tử khác nhau là A và a với tỉ lệ ngang nhau, con lai F1có kiểu gen 1AA : 1Aa. Suy ra kiểu gen của cây đậu Hà Lan hạt vàng P là Aa.
Ví dụ:
P: AA × aa
F1: Aa
F1 × F1: Aa × Aa
F2 có tỷ lệ KG: 1AA : 2Aa : 1aa
KH: 3 trội : 1 lặn
- Ýnghĩa của tương quan trội – lặn:
+ Trong chọn giống nhằm đáp ứng nhu cầu: xác định các tính trạng mong muốn và tập trung nhiều gen quý vào 1 kiểu gen để tạo giống có giá trị cao. Người ta dựa vào tương quan trội – lặn.
+ Để tránh sự phân li tính trạng diễn ra [ở F1] làm xuất hiện tính trạng xấu [tính trạng lặn] ảnh hưởng tới phẩm chất và năng suất vật nuôi, cây trồng người ta phải kiểm tra độ thuần chủng của giống dựa vào phép lai phân tích.
Ý nghĩa: + Xác định kiểu gen của cơ thể mang tính trạng trội là đồng hợp tử hay dị hợp tử. Vì cơ thể mang tính trạng lặn chỉ cho 1 loại giao tử nên tỉ lệ phân tính về kiểu hình ở thế hệ lai phản ánh tỉ lệ các loại giao tử của cơ thể có kiểu hình trội đem lai, tức là phản ánh cơ cấu di truyền của cơ thể này.
+ Xác định được tính trạng do một cặp gen alen quy định hay do nhiều cặp gen tương tác với nhau quy định.
2.Bài toán minh họa:
Bài tập 1:Ở đậu Hà Lan, thân cao và hạt vàng là 2 tính trội hoàn toàn so với thân thấp và hạt xanh. Hai cặp tính trạng chiều cao và màu sắc hạt di truyền độc lập với nhau. Hãy lập sơ đồ lai cho mỗi phép lai dưới đây:
a. Cây cao, hạt xanh giao phấn với cây thân thấp, hạt vàng.
b. Cây thân cao, hạt vàng giao phấn với cây thân thấp, hạt xanh.
Giải:
Theo đề bài, ta có qui ước gen:
A: thân cao; a: thân thấp; B: hạt vàng; b: hạt xanh.
a. Cây cao, hạt xanh giao phấn với cây thân thấp, hạt vàng.
- Sơ đồ lai 1:
P: [thân cao, hạt xanh] AAbb x aaBB [thân thấp, hạt vàng]
G: Ab aB
F1: AaBb -> tất cả đều thân cao, hạt vàng.
- Sơ đồ lai 2:
P: [thân cao, hạt xanh] Aabb x aaBB [thân thấp, hạt vàng]
G: Ab :ab aB
F1: AaBb : aaBb
+KG: 1AaBb : 1aaBb
+KH: 1thân cao, hạt vàng: 1 thân thấp, hạt vàng.
- Sơ đồ lai 3:
P: [thân cao, hạt xanh] AAbb x aaBb [thân thấp, hạt vàng]
G: Ab ab : aB
F1: Aabb : AaBb
+KG: 1Aabb : 1aaBb
+KH: 1thân cao, hạt xanh: 1 thân cao, hạt vàng.
- Sơ đồ lai 4:
P: [thân cao, hạt xanh] Aabb x aaBb [thân thấp, hạt vàng]
G: Ab :ab aB : ab
F1: AaBb : Aabb: aaBb : aabb
+KG: 1AaBb : 1Aabb: 1aaBb : 1aabb
+KH: 1thân cao, hạt vàng: 1thân cao, hạt xanh : 1 thân thấp, hạt vàng : 1 thân thấp, hạt xanh.
b. Cây thân cao, hạt vàng giao phấn với cây thân thấp, hạt xanh.
- Sơ đồ lai 1:
P: [thân cao, hạt vàng] AABB x aabb [thân thấp, hạt xanh]
G: AB ab
F1: AaBb -> tất cả đều thân cao, hạt vàng.
- Sơ đồ lai 2:
P: [thân cao, hạt vàng] AaBB x aabb [thân thấp, hạt xanh]
G: AB : aB ab
F1: AaBb : aaBb
+KG: 1AaBb : 1aaBb
+KH: 1 thân cao, hạt vàng: 1thân thấp, hạt vàng.
- Sơ đồ lai 3:
P: [thân cao, hạt vàng] AABb x aabb [thân thấp, hạt xanh]
G: AB : Ab ab
F1: AaBb : Aabb
+KG: 1AaBb : 1Aabb
+KH: 1thân cao, hạt vàng: 1thân cao, hạt xanh.
- Sơ đồ lai 4:
P: [thân cao, hạt vàng] AaBb x aabb [thân thấp, hạt xanh]
G: AB : Ab : aB : ab ab
F1: AaBb : Aabb: aaBb : aabb
+KG: 1AaBb : 1Aabb: 1aaBb : 1aabb
+KH: 1thân cao, hạt vàng: 1thân cao, hạt xanh : 1 thân thấp, hạt vàng : 1 thân thấp, hạt xanh.
Bài tập 2:Ở chuột 2 cặp tính trạng màu lông và chiều dài đuôi do 2 cặp gen nằm trên NST thường phân li độc lập và không có tính trạng trung gian. Biết lông đen là tính trạng trội hoàn toàn so với lông nâu và đuôi ngắn là tính trạng trội hoàn toàn so với đuôi dài.
Cho chuột P thuần chủng khác nhau về 2 cặp tính trạng tương phản màu lông và chiều dài đuôi giao phối với nhau thu được F1, tiếp tục cho F1tạp giao với nhau thu được F2.
a. Hãy lập sơ đồ lai từ P -> F2.
b. Nếu cho F1nói trên lai phân tích thì kết quả thu được sẽ như thế nào?
Giải:
Theo đề bài, ta có qui ước gen:
A: lông đen; a: lông nâu; B: đuôi ngắn; b: đuôi dài.
a. Hãy lập sơ đồ lai từ P -> F2.
- Trường hợp 1:
PT/C: [lông đen, đuôi ngắn] AABB x aabb [lông nâu, đuôi dài]
GP: AB ab
F1: AaBb -> 100% lông đen, đuôi ngắn.
- Trường hợp 2:
PT/C: [lông đen, đuôi dài] AAbb x aaBB[lông nâu, đuôi ngắn]
GP: Ab aB
F1: AaBb -> 100% lông đen, đuôi ngắn.
F1xF1: [lông đen, đuôi ngắn] AaBb x AaBb [lông đen, đuôi ngắn]
GF1: AB: Ab:aB:ab AB: Ab:aB:ab
F2:
AB |
Ab |
aB |
ab |
|
AB |
AABB |
AABb |
AaBB |
AaBb |
Ab |
AABb |
AAbb |
AaBb |
Aabb |
aB |
AaBB |
AaBb |
aaBB |
aaBb |
ab |
AaBb |
Aabb |
aaBb |
aabb |
*** Kết quả:
+ KG: 9A-B- : 3A-bb : 3aaB- : 1aabb
+ KH: 9 lông đen, đuôi ngắn : 3 lông đen, đuôi dài : 3 lông nâu, đuôi ngắn : 1 lông nâu, đuôi dài.
b. Kết quả lai phân tích F1:
P: [lông đen, đuôi ngắn] AaBb x aabb [lông nâu, đuôi dài]
G: AB: Ab:aB:ab ab
Fb:
AB |
Ab |
aB |
ab |
|
ab |
AaBb |
Aabb |
aaBb |
aabb |
*** Kết quả:
+ KG: 1AaBb : 1Aabb : 1aaBb : 1aabb
+ KH: 1 lông đen, đuôi ngắn : 1 lông đen, đuôi dài : 1 lông nâu, đuôi ngắn : 1 lông nâu, đuôi dài.
Bài tập 3:Ở cà chua, biết quả đỏ là tính trạng trội hoàn toàn so với quả vàng và lá chẻ là tính trạng trội hoàn toàn so với lá nguyên. Hai cặp tính trạng này di truyền độc lập với nhau.
Cho P có quả đỏ, lá chẻ thuần chủng giao phấn với cây có quả vàng, lá nguyên thu được F1.
a.Lập sơ đồ lai.
b.Cho F1nói trên giao phấn lần lượt với 2 cây đều không thuần chủng là quả đỏ, lá nguyên và quả vàng, lá chẻ. Lập sơ đồ lai để xác định kết quả tỉ lệ KG, KH ở con lai.
Giải:
Theo đề bài, ta có qui ước gen:
A: quả đỏ; a: quả vàng; B: lá chẻ; b: lá nguyên.
a. Sơ đồ lai:
PT/C: [quả đỏ, lá chẻ] AABB x aabb [quả vàng, lá nguyên]
GP: AB ab
F1: AaBb -> 100% quả đỏ, lá chẻ.
b.
- Trường hợp 1:
P: [quả đỏ, lá chẻ] AaBb x Aabb [quả đỏ, lá nguyên]
GP: AB: Ab:aB:ab Ab : ab
F1:
AB |
Ab |
aB |
ab |
|
Ab |
AABb |
AAbb |
AaBb |
Aabb |
ab |
AaBb |
Aabb |
aaBb |
aabb |
*** Kết quả:
+ KG: 3A-B- : 3A-bb : 1aaBb : 1aabb
+ KH: 3 quả đỏ, lá chẻ : 3 quả đỏ, lá nguyên : 1 quả vàng, lá chẻ : 1 quả vàng, lá nguyên.
- Trường hợp 2:
P: [quả đỏ, lá chẻ] AaBb x aaBb [quả vàng, lá chẻ]
GP: AB: Ab:aB:ab aB : ab
F1:
AB |
Ab |
aB |
ab |
|
aB |
AaBB |
AaBb |
aaBB |
aaBb |
ab |
AaBb |
Aabb |
aaBb |
aabb |
*** Kết quả:
+ KG: 3A-B- : 3aaB- : 1Aabb : 1aabb
+ KH: 3 quả đỏ, lá chẻ : 3 quả vàng, lá chẻ : 1 quả đỏ, lá nguyên : 1 quả vàng, lá nguyên.
3. Mendel – “Ông tổ” của ngành di truyền học
Nhân loại đã và đang chứng kiến những thành tựu to lớn của sinh học nói chung và di truyền học nói riêng. Có lẽ, bất kỳ ai quan tâm đến sinh học haytừng được học thời phổ thông đều nhớ đến Gregor Johann Mendel, ông tổ của ngành di truyền học. Quy luật di truyền của ông đã và đang là nền tảng cho công nghệ sinh học ngày nay.
Công lao của Mendel
trong lĩnh vực sinh học được ví như công lao của Newton đối với vật lý học. Thế nhưng vào thời của ông, người ta chưa nhận thức được tầm quan trọng và giá trị to lớn mà những nghiên cứu của Mendel mang lại cho nhân loại. Trong con mắt mọi người thời đó, ông chỉ là một tu sĩ vô danh, một người làm khoa học nghiệp dư. Nhưng những đánh giá chưa đúng của giới khoa học khi đó không khiến Mendel dừng công việc nghiên cứu. Ông vẫn lặng thầm tìm tòi, khám phá như thể một nhu cầu tự thân vậy.
Năm 18 tuổi, Mendel tốt nghiệp trung học vào loại xuất sắc và được cử đi học triết học. 3 năm sau, ông phải bỏ dở việc học vì gia đình quá nghèo và xin vào làm ở Tu viện Augustinian tại thành phố Brunn [nay là Brno, Cộng hòa Séc].
Năm 1847, Mendel được Nhà thờ phong làm giáo sĩ và 2 năm sau, ông được cử dạy môn Toán và tiếng Hy Lạp tại tu viện.Năm 1851, ông trở lại học Toán, Lý, Hóa, Động vật học và Thực vật học tại Trường Đại học Tổng hợp Viên. Năm 1853, sau khi tốt nghiệp, Mendel quay trở về sống trong tu viện Augustinian và dạy học ở Trường Cao đẳng Thực hành của thành phố.
Với vốn kiến thức vững vàng về khoa học, Mendel đã chuyên tâm vào việc nghiên cứu. Lĩnh vực mà ông đặc biệt quan tâm và dành nhiều thời gian nghiên cứu là khoa học sinh vật.
Năm 1856, ông bắt đầu làm những thí nghiệm công phu trên đậu Hà Lan. Mendel nhận thấy cây đậu Hà Lan có cấu tạo hoa đặc biệt, che chở cho phấn các nhị không vương vãi ra ngoài. Do đó, khi cần để hoa tự thụ phấn hay lấy phấn hoa này thụ phấn cho hoa khác đều rất dễ dàng và bảo đảm, cho biết chính xác cây bố, cây mẹ.
Các thí nghiệm của ông vừa mang tính chất thực nghiệm vừa mang tính chất chính xác toán học. Mendel sử dụng 7 cặp tính trạng để tiến hành lai tạo gồm: hạt trơn - hạt nhăn, hạt vàng - hạt lục, hoa đỏ - hoa trắng, hoa mọc ở nách lá - hoa mọc trên ngọn, hoa cuống dài - hoa cuống nhẵn, quả trơn - quả nhăn, quả lục - quả vàng. Căn cứ kết quả các phép lai trên, ông đã đưa ra 3 qui luật cơ bản của di truyền học.
Qui luật đầu tiên là định luật tính trội. Khi bố mẹ ở thế hệ xuất phát [P] thuần chủng khác nhau về một cặp tính trạng tương phản, thì ở thế hệ F1 tất cả các con lai đều biểu hiện chỉ một số tính trạng của bố hoặc mẹ, tính trạng đó gọi là tính trạng trội lặn.
Qui luật thứ 2 là định luật phân ly tính trạng. Để khẳng định tính phân ly, Mendel đã tiến hành hai thí nghiệm. Một là, cho các cá thể dị hợp tử F1 tự thụ phấn; hai là cho F1 lai ngược lại với bố hoặc mẹ có kiểu hình lặn. Phép lai này cho kết quả: Khi cây F1 tự thụ phấn hay thụ phấn chéo thì ở F2 sẽ được những cây mang tính “trội” và những cây mang tính “lặn”, theo tỷ lệ 3 trội [3T] + 1 lặn [1L].
Qui luật thứ 3 là là định luật phân ly độc lập của các cặp tính trạng. Mendel phát hiện ra khi lai 2 cây thuần chủng, khác nhau về hai hoặc nhiều cặp tính trạng tương phản, thì sự di truyền của cặp tính trạng này không phụ thuộc vào sự di truyền của cặp tính trạng kia.
Trong suốt 8 năm [1856-1863], Mendel đã tiến hành thực nghiệm trên khoảng 37.000 cây đậu và 300.000 hạt đậu. Ông đã chứng minh sự di truyền do các nhân tố di truyền [ngày nay gọi là gien]. Năm 1865, Mendel mang kết quả này trình bày tại Hội Khoa học Tự nhiên thành phố Brunn và một năm sau, các kết quả về di truyền này được công bố trên tập san của Hội dưới tiêu đề “Một số thực nghiệm lai thực vật”. Nhưng khi đó, mọi người đều cho rằng, các giả thuyết về di truyền đương thời thì vô cùng phức tạp, trong khi thí nghiệm của Mendel lại “quá giản dị”. Do vậy, công trình nghiên cứu của ông bị chìm trong quên lãng.
Mặc dù vậy, ông vẫn miệt mài vừa dạy học vừa truyền đạo và tiếp tục làm thực nghiệm trong vườn của tu viện. Năm 1868, Mendel được phong chức Tổng Giám mục và được cử làm Giám đốc Tu viện vào năm 1879. Ông còn là người sáng lập Hội Nghiên cứu Thiên nhiên và Hội Khí tượng học của thành phố Brunn.
Ngày 6/1/1884, Mendel qua đời tại thành phố Brno, Cộng hòa Séc, thọ 62 tuổi. Mãi 6 năm sau khi Mendel qua đời, các nghiên cứu quý giá của ông mới được nhân loại biết tới, thông qua các nghiên cứu độc lập nhưng cùng một lúc vào năm 1900 của 3 nhà khoa học ở 3 nước khác nhau là: Hugo Marie de Vries ở Hà Lan, Carl Correns ở Đức và Erich Tschermark của Áo.
Tuy công trình nghiên cứu về di truyền học của Mendel được công nhận khá muộn màng, nhưng ngày nay các nhà khoa học vẫn xem năm 1900 là “mốc lịch sử đánh dấu sự ra đời của ngành di truyền học” và Mendel vẫn là “Ông tổ của ngành di truyền học”.
Hơn 1 thế kỷ đã trôi qua, di truyền học đã có một bước tiến nổi bật, giúp cho sinh học trở thành một trong mũi nhọn của khoa học hiện đại cùng với sự phát triển mạnh mẽ của Công nghệ di truyền, Công nghệ tế bào, Công nghệ vi sinh vật, Công nghệ enzym/protein.
Đó là kỹ thuật nhân bản vô tính để tạo ra cừu Dolly của Wilmut [năm 1997],thành công của Đề án giải mã bộ gien người [năm 2001] và gần đây nhất là việc ứng dụng các tế bào gốc để mong muốn điều trị nhiều bệnh lý hiểm nghèo.
Tất cả đều khởi nguồn từ các thí nghiệm lai tạo đậu Hà Lan cách đây gần 160 năm của Gregor Mendel.