Giải sgk Sinh học 12 Cánh diều Bài 7. Di truyền học mendel và mở rộng học thuyết mendel có đáp án

Mendel đã sử dụng phương pháp phân tích các thế hệ lai bằng toán xác suất thống kê (phương pháp phân tích thống kê). Nhờ phương pháp này, Mendel đã tìm ra được các quy luật di truyền, điều mà một số các nhà khoa học cùng thời cũng thực hiện các thí nghiệm lai thực vật nhưng không tìm ra được. Phương pháp này gồm các bước cơ bản như sau:

(1) Tạo ra các dòng thuần chủng về từng đặc tính của mỗi tính trạng bằng cách cho các cây có đặc tính riêng biệt tự thụ phấn qua nhiều thế hệ.

(2) Cho hai dòng đậu thuần chủng khác nhau về một hoặc nhiều tính trạng tương phản thụ phấn chéo để tạo ra thế hệ lai F1, F2, F3,…

(3) Sử dụng thống kế toán học để phân tích số liệu thu thập được từ một số lượng lớn đời con, sau đó đưa ra giả thuyết giải thích kết quả.

(4) Tiến hành thí nghiệm chứng minh giả thuyết.

a) Mô tả thí nghiệm lai một tính trạng mà Mendel thực hiện: Mendel cho giao phấn giữa các giống hạt đậu hà lan thuần chủng khác nhau về cặp tính trạng tương phản màu sắc hoa (hoa tím và hoa trắng), thu được F$_{1}$. Sau đó, ông lấy các cây hoa tím ở F$_{1}$ của phép lai này cho tự thụ phấn để thu được F$_{2}$.

b) Tỉ lệ kiểu hình ở thế hệ F$_{1}$, F$_{2}$ trong thí nghiệm lai một tính trạng mà Mendel thực hiện:

F$_{1}$: 100% hoa tím.

F$_{2}$: 3 hoa tím : 1 hoa trắng.

→ Kết luận: Nhân tố di tuyền quy định hoa trắng không biến mất ở thế hệ F$_{1}$ mà đã bị che khuất khi có mặt của nhân tố di truyền quy định hoa tím (màu hoa tím là tính trạng trội còn màu hoa trắng là tính trạng lặn) và F$_{1}$ phải có cả hai nhân tố di truyền tím và trắng.

Cơ sở tế bào học của sự phân li tính trạng màu hoa ở cây đậu hà lan trong thí nghiệm của Mendel:

- Nhân tố di truyền là gene, với các allele tồn tại thành từng cặp NST tương đồng.

- Sự phân li của hai nhiễm sắc thể trong mỗi cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong giảm phân dẫn tới mỗi giao tử chỉ mang một allele của cặp.

- Sự kết hợp ngẫu nhiên hai giao tử trong thụ tinh dẫn tới hình thành tổ hợp cặp allele ở thế hệ con.

a) Tỉ lệ kiểu hình của từng cặp tính trạng ở thế hệ F$_{1}$, F$_{2}$:

- Đối với cặp tính trạng màu sắc vỏ hạt: Ở F$_{1}$, 100% hạt vàng. Ở F$_{2}$, hạt vàng : hạt xanh = (315 + 108) : (101 + 32) ≈ 3 : 1.

- Đối với cặp tính trạng hình dạng vỏ hạt: Ở F$_{1}$, 100% hạt trơn. Ở F$_{2}$, hạt trơn : hạt nhăn = (315 + 101) : (108 + 32) ≈ 3 : 1.

b) Giải thích sự di truyền của tính trạng màu sắc vỏ hạt và hình dạng vỏ hạt:

- Xét riêng từng cặp tính trạng:

+ Đối với cặp tính trạng màu sắc vỏ hạt: Ở F$_{1}$, 100% hạt vàng. Ở F$_{2}$, hạt vàng : hạt xanh = (315 + 108) : (101 + 32) ≈ 3 : 1 → Tính trạng hạt vàng trội hoàn toàn với hạt xanh.

+ Đối với cặp tính trạng hình dạng vỏ hạt: Ở F$_{1}$, 100% hạt trơn. Ở F$_{2}$, hạt trơn : hạt nhăn = (315 + 101) : (108 + 32) ≈ 3 : 1 → Tính trạng hạt trơn trội hoàn toàn với hạt nhăn.

- Xét chung 2 cặp tính trạng: F$_{1}$ đồng nhất 100%, tỉ lệ kiểu hình ở F$_{2}$ xấp xỉ 9 : 3 : 3 : 1.

→ Như vậy, tỉ lệ mỗi kiểu hình ở thế hệ F$_{2}$ bằng tích tỉ lệ của các tính trạng được xem xét. Điều này chứng tỏ trong phép lai hai cặp bố mẹ thuần chủng khác nhau về hai tính tạng tương phản, sự di truyền của từng cặp tính trạng độc lập với nhau.

Quan điểm của Mendel về tính quy luật của hiện tượng di truyền: Mendel cho rằng hiện tượng di truyền chịu sự chi phối của các quy luật xác định. Ông đã đưa ra hai quy luật di truyền cơ bản dựa trên kết quả thí nghiệm lai đậu Hà Lan của mình:

(1) Quy luật phân li: Nhân tố di truyền được gọi là gene, tồn tại thành các allele khác nhau. Trong quá trình tạo giao tử, mỗi allele trong cặp phân li ngẫu nhiên đồng đều về các giao tử nên mỗi giao tử chỉ chứa một allele. Sự thụ tinh kết hợp ngẫu nhiên allele từ bố và allele từ mẹ tạo ra cá thể ở đời lai.

(2) Quy luật phân li độc lập: Mỗi cặp allele phân li độc lập với cặp allele khác trong quá trình hình thành giao tử.

a) Tính trạng xuất hiện ở cây F$_{1}$ là tính trạng trung gian giữa hoa đỏ và hoa trắng.

b) Giải thích sự di truyền màu hoa của cây hoa rồng: Allele A tổng hợp sản phẩm tạo sắc tố màu đỏ, allele a không tạo ra sắc tố đỏ (màu trắng). Ở trạng thái dị hợp Aa, allele A không át chế hoàn toàn sự biểu hiện của allele a nên Aa có kiểu hình trung gian (màu hồng). Như vậy, trong trường hợp này, AA quy định kiểu hình hoa màu đỏ, Aa quy định kiểu hình hoa màu hồng, aa quy định kiểu hình hoa màu trắng.

- Người mẹ có nhóm máu O (I$^{O}$I$^{O}$) → Người mẹ chỉ cho giao tử I$^{O}$.

- Có người con có nhóm máu O (I$^{O}$I$^{O}$) → Người mẹ và người bố đều cho giao tử I$^{O}$.

- Có người con có nhóm máu A (I$^{A}$I$^{O}$ hoặc I$^{A}$I$^{A}$) mà người mẹ không cho giao tử I$^{A}$ → Người con này có kiểu gene là I$^{A}$I$^{O}$, nhận I$^{O}$ từ mẹ và nhận I$^{A}$ từ bố.

→ Người bố cho 2 loại giao tử là I$^{O}$ và I$^{A}$.

→ Người bố có nhóm máu A với kiểu gene I$^{A}$I$^{O}$.