Thayhien.edu.vn xin giới thiệu đến các bạn các bài học lý thuyết Sinh học 12 Chân trời sáng tạo_Bài 7 Di truyền học Mendel và mở rộng học thuyết Mendel
Bài 7 Di truyền học Mendel và mở rộng học thuyết Mendel
I. Bối cảnh ra đời thí nghiệm của Mendel.
- Gregor Johann Mendel (1822 – 1884) được công
nhận là “cha đẻ của di truyền học hiện đại” vì những nghiên cứu của ông về đặc
điểm di truyền của đậu hà lan từ rất lâu, trước khi các nhiễm sắc thể hoặc gene
được biết đến.
- Đương thời (những năm 1980), người ta cho
rằng vật chất di truyền của bố mẹ được truyền nguyên vẹn cho con và trong cơ
thể con, vật chất di truyền của bố mẹ hòa trộn vào nhau nên con sinh ra giống
cả cha và mẹ.
- Tuy nhiên, thực tế, một tính trạng nào đó có
thể không xuất hiện ở con nhưng lại xuất hiện ở cháu.
- Mendel đã tìm ra con đường nghiên cứu: Tiến hành các phân tích
định lượng, có sử dụng mẫu cỡ lớn để nghiên cứu riêng rẽ từng tính trạng qua
các thế hệ lai trên đậu hà lan từ năm 1857 và hình thành học thuyết khoa học
năm 1866.
II. Các thí nghiệm của Mendel
- Mendel đã chọn đậu hà lan (Pisum sativum)
làm đối tượng nghiên cứu chính vì các đặc điểm sau đây:
+ Là loài tự thụ phấn, dễ tiến hành lai
tạo.
+ Thời gian thế hệ ngắn, sinh sản nhiều, cho
nhiều hạt.
+ Có nhiều đặc điểm đối lập (như hoa tím - hoa
trắng, hạt trơn - hạt nhăn,...).
1. Thí nghiệm lai một cặp tính trạng.
a. Bố trí thí nghiệm
- Các bước tiến hành của Mendel trên cây đậu
Hà lan:
+ Bước 1: Chọn
các dòng thuần chủng về từng tính trạng bằng cách cho cây đậu tự thụ phấn qua
nhiều thế hệ.
+ Bước 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.
+ Bước 3: Cho
các cây F1 tự thụ phấn để tạo ra thế hệ lai F2.
+ Bước 4: Sử
dụng thống kê toán học để phân tích số liệu thu thập được từ một số lượng
lớn đời con F2, từ đó đưa ra giả thuyết.
+ Bước 5: Tiến
hành các thí nghiệm để chứng minh cho giả thuyết.
- Giải thích kết quả:
+ Ở F1: Chỉ xuất hiện đặc tính trội, không có
đặc tính lặn.
+ Ở F2: Đặc tính lặn tái xuất hiện.
⇒ Chứng
tỏ: Vật chất di truyền quy định tính trạng không hòa trộn vào nhau mà tồn tại
độc lập với nhau trong tế bào cơ thể → bác bỏ thuyết di truyền pha trộn.
+ Kết quả lai ở F2:
b. Đề xuất và chứng minh giả thuyết
- Đề xuất giả thuyết mới:
+ Mỗi tính trạng của cây do một cặp nhân tố di
truyền quy định.
+ Các nhân tố di truyền tồn tại riêng rẽ,
không pha trộn với nhau và được truyền nguyên vẹn từ bố mẹ, qua giao tử, sang
con cái.
+ Mỗi cây tạo ra hai loại giao tử với tỉ
lệ bằng nhau, mỗi giao tử chỉ chứa một trong hai nhân tố di truyền, hoặc của
bố, hoặc của mẹ.
+ Sự kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong
quá trình thụ tinh dẫn đến sự phân li tính trạng ở đời con.
- Chứng minh giả thuyết:
+ F2 phân li 3:1 = 4 tổ hợp giao tử thì mỗi cá
thể F1 cho 2loại giao tử. Suy ra cơ thể F1 mang 1 cặp NTDT.
+ Trong TN của Mendel, tính trạng xuất hiện ở
F1 là tính trạng trội Tím là tính trạng trội; trắng là tính trạng lặn.
+ F2 xuất hiện ¼ trắng chứng tỏ F1 mang cả
nhân tố di truyền quy định màu hoa tím và trắng.
- Kiểm tra giả thuyết:
+ Sử dụng phép lai kiểm nghiệm (lai phân
tích), chứng minh cặp nhân tố di truyền ở F1 tồn tại độc lập và được phân li về
hai giao tử với tỉ lệ bằng nhau
+ Tiến hành phép lai kiểm nghiệm như vậy
với 6 tính trạng khác cũng cho kết quả tương tự.
c. Hình thành học thuyết.
- Quy luật phân li: Mỗi tính trạng do một cặp allele tồn tại độc
lập nhau trong mỗi tế bào quy định, một allele có nguồn gốc từ bố, allele còn
lại có nguồn gốc từ mẹ. Khi giảm phân, các thành viên của một cặp allele phân
li đồng đều về các giao tử, nên 1/2 số giao tử chứa allele này còn 1/2 số giao
tử chứa allele kia.
d. Cơ sở tế bào học của quy luật phân li
- Cặp nhân tố di truyền có bản chất là cặp
allele của một gene. Sự phân li của cặp nhân tố di truyền được thực hiện qua sự
nhân đôi và phân li của NST kép tương đồng trong quá trình giảm phân. Kết quả
là mỗi giao tử chỉ chứa một trong hai nhân tố di truyền (gene) quy định tính
trạng.
2. Thí nghiệm lai hai tính trạng.
a. Bố trí thí nghiệm- Mendel tiếp tục tiến thí nghiệm về hai tính
trạng ở đậu hà lan như sau:
Pt/c: (lai thuận và
nghịch):
cây hạt vàng, vỏ trơn x cây hạt xanh, vỏ nhăn
F1: 100% cây cây hạt
vàng, vỏ trơn
F1 tự thụ phấn → F2:
+ 9/16 cây hạt vàng, vỏ trơn
+ 3/16 cây hạt xanh, vỏ trơn
+ 3/16 cây hạt vàng, vỏ nhăn
+ 1/16 cây hạt xanh, vỏ nhăn
- Mendel đã lặp lại thí nghiệm 7 lần cũng cho
kết quả tương tự.
- Giải thích kết quả: Kết quả phân li kiểu
hình 9 : 3 : 3 : 1 ở đời F2 là do:
+ Hai cặp nhân tố di truyền quy định hai tính
trạng phân li độc lập với nhau về các giao tử.
+ Mỗi cây F1 tạo ra 4 loại giao tử mang các
tổ hợp nhân tố di truyền với tỉ lệ ngang nhau.
+ Các giao tử kết hợp ngẫu nhiên tạo ra 16 tổ
hợp nhân tố di truyền ở đời F2 với xác suất bằng nhau là 1/16
+ Nhân tố di truyền trội lấn át sự biểu hiện
của nhân tố lặn nên chỉ có 4 kiểu hình với tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1.
III. Ý nghĩa các qui luật của Mendel
- Chứng minh sự di truyền tính trạng chính là
sự truyền đạt nhân tố di truyền.
- Các quy luật di truyền của Mendel đặt nền
móng cho di truyền học hiện đại.
- Sự truyền đạt "nhân tố di truyền"
của Mendel chính là sự phân li và tổ hợp các gene cùng với sự phân li và tổ hợp
nhiễm sắc thể trong giảm phân, thụ tinh.
- Giải thích sự đa dạng di truyền; đảm bảo các
loài sinh sản hữu tính có khả năng thích nghi cao trước sự thay đổi của môi
trường, đồng thời giải thích vì sao khó có thể tìm được hai cá thể hoàn toàn
giống nhau.
IV. Mở rộng học thuyết của Mendel
1. Mở rộng học thuyết của Mendel cho một gene
- Các nghiên cứu sau này cho thấy mỗi gene có
thể có nhiều hơn hai allele, các allele của cùng một gene (gene allele) tương
tác với nhau theo nhiều cách mà bản chất sự tương tác giữa các gene allele là
sự tương tác giữa các sản phẩm của gene.
a. Trội không hoàn toàn và đồng trội
- Một allele cho sản phẩm protein chức năng
bình thường, allele còn lại không tạo ra sản phẩm protein bình thường:
+ Ở trạng thái dị hợp, một allele tạo ra sản
phẩm thì lượng sản phẩm tạo ra bằng một nửa so với thể đồng hợp hai allele cùng
tạo sản phẩm protein nên không đủ để hình thành kiểu hình bình thường.
- Một biến thể khác của mối quan hệ giữa các
gene allele là đồng trội (di truyền tương đương) khi hai allele đều có giá trị
như nhau. Ví dụ (SGK)
b. Gene đa allele
- Phần lớn các gene tồn tại ở nhiều dạng
allele khác nhau. Ví dụ (SGK)
c. Tác động của một gene lên nhiều tính trạng
- Trường hợp một gene chi phối nhiều tính
trạng được gọi là tính đa hiệu của gene. Ví dụ (SGK)
2. Mở rộng học thuyết của Mendel cho hai hay nhiều gene
- Các gene khác nhau (gene không allele) cùng
nằm trên một nhiễm sắc thể hoặc trên các nhiễm sắc thể khác nhau tương tác với
nhau cùng quy định một tính trạng. Thực chất sự tương tác giữa các gene không
allele là tương tác giữa các sản phẩm của gene với nhau:
+ Các gene không allele tạo ra các sản phẩm
khác nhau, trong đó, sản phẩm của gene này có thể làm thay đổi sự biểu hiện của
sản phẩm mà gene khác tạo ra. Ví dụ (SGK)
+ Các gene không allele tạo ra các sản phẩm
khác nhau, các sản phẩm đó tham gia vào một chuỗi phản ứng nối tiếp nhau để tạo
ra các sản phẩm trung gian và kết thúc tạo nên sản phẩm cuối cùng. Ví dụ (SGK)
+ Các gene không allele tạo ra các sản phẩm tương tự nhau, các sản phẩm đó kết hợp với nhau theo cách mỗi sản phẩm góp một phần như nhau để tạo ra sản phẩm cuối cùng. Sự biểu hiện của sản phẩm cuối cùng phụ thuộc vào số lượng allele trội hay allele lặn có mặt trong kiểu gene. Ví dụ (SGK)
Zalo 
Messenger 
Youtube