Bồi dỡng học sinh giỏi Môn sinh học Chơng I: Các thí nghiệm Menđen Menđen di truyền học - Kn di truyền biến dị (SGK) Di truyền biến dị tợng song song, mang tính mâu thuẫn nhng thống gắn liền với trình sinh sản - Nội dung: + Di truyền học đề cập đến sở vật chất chế di truyền tợng di truyền biến dị + Các qui luật di truyền + Nguyên nhân qui luật biến dị - Đối tợng: DTH nghiên cứu chất tính qui luật tợng di truyền biến dị - ý nghĩa: DTH đà trở thành sở lí thuyết khoa học chọn giống, có vai trò lớn lao y học, có tầm quan trọng công nghệ sinh học đại Phơng pháp phân tích hệ lai Menđen Bằng phơng pháp phân tích hệ lai Menđen đà phát minh qui luật di truyền từ thực nghiệm đặt móng cho di truyền học * Nội dung phơng pháp phân tích hệ lai Menđen - Lai cặp bố mẹ khác hay số cặp tính trạng chủng tơng phản theo dõi di truyền riêng rẽ cặp tính trạng đời cháu - Dùng toán thống kê để phân tích số liệu thu đợc từ rút qui luật di truyền cặp tính trạng * Lu ý: Menđen chọn cặp tính trạng tơng phản thực phép lai để thuận tiện cho việc theo dõi di truyền cặp tính trạng Các khái niệm kí hiệu di truyền học * Các khái niệm: - Tính trạng: đặc điểm hình thái, cấu tạo, sinh lí thể - Cặp tính trạng tơng phản: hai trạng thái biểu trái ngợc loại tính trạng - Nhân tố di truyền (gen) qui định tính trạng sinh vật - Giống hay dòng chủng giống có đặc tính di truyền đồng nhÊt, c¸c thÕ hƯ sau gièng c¸c thÕ hƯ tríc - Kiểu gen tổ hợp toàn gen tế bào thể - Kiểu hình tổ hợp tính trạng thể - Thể đồng hợp: Kiểu gen chứa cặp gen tơng ứng giống - Thể dị hợp: Kiểu gen chứa cặp gen tơng ứng khác * Các kí hiệu: P, G, F, x, đực, (SGK) Lai cặp tính trạng Thí nghiệm Menđen tiến hành giao phấn giống đậu Hà lan khác cặp tính trạng chủng tơng phản thu đợc F1 đồng tính tính trạng bố mẹ, F2 phân li tính trạng theo tỉ lệ xấp xỉ 3: 1(3 trội: lặn) VD: Hoa đỏ lai với hoa trắng, thu đợc F1 có màu hoa đỏ, cho F1 tự thụ phấn đợc F2 có kết nh sau: 705 hoa đỏ: 224 hoa trắng Giải thích: F1 mang tính trạng trội (hoa đỏ) tính trạng lặn (hoa trắng) lại xuất F2 với tính trạng trội giúp Menđen nhận thấy tính trạng không trộn lẫn vào nh quan niệm đơng thời Ông đà đề giả thuyết + Ông cho tính trạng thể sinh vật cặp nhân tố di truyền qui định Trong tế bào sinh dỡng nhân tố di truyền tồn thành cặp ông dùng chữ để kí hiệu nhân tố di truyền chữ in hoa nhân tố di truyền trội qui định tính trạng trội (AA), chữ in thờng nhân tố di truyền lặn qui định tính trạng lặn (aa) + Trong trình phát sinh giao tử có phân li cặp nhân tố di truyền, nhân tố cặp nhân tố di truyền giao tử mà + Trong trình thụ tinh có tổ hợp nhân tố di truyền Đây chế di truyền cặp tính trạng Do F1 mang Aa đà nhận nhân tố A từ bố mẹ, a không đợc biểu bị A át nên F1 có màu hoa đỏ Khi cho F1 tự thụ phấn, F1 Aa đà tạo loại giao tử A a với tỉ lệ ngang Trong trình thụ tinh, ngẫu nhiên đà có tổ hợp loại giao tử mang a tạo F2 mang cặp aa (hoa trắng) có kiểu hình lặn bên cạnh kiểu hình trội (Hoa đỏ) * Sơ đồ lai: Qui ớc gen A: qui định màu đỏ a: qui định màu trắng A trội hoàn toàn so với a Kiểu gen hoa đỏ chủng là: AA Kiểu gen hoa trắng chủng aa Pt/c: AA (hoa đỏ) x aa (hoa trắng) GP : A a F1: Aa (hoa ®á) F1 x F1: Aa (hoa ®á) x Aa (hoa ®á) GF1: A: a A: a F2: AA : 2Aa : 1aa TØ lÖ KG: 1AA : 2Aa : 1aa TØ lÖ KH: hoa đỏ : hoa trắng Định luật ®ång tÝnh * Néi dung: Khi lai hai bè mÑ khác cặp tính trạng chủng tơng phản hệ lai thứ (F1) đồng loạt xuất kiểu hình bên bố bên mẹ (Kiểu hình xuất F1 tính trạng trội, kiểu hình không xuất tính trạng lặn) * Điều kiện nghiệm đúng: - Các cặp bố mẹ đem lai phải chủng cặp tính trạng tơng phản - Tính trạng trội phải trội hoàn toàn - Mỗi tính trạng gen quy định * ý nghĩa: - Đối với tiến hoá: Góp phần giải thích tính nguồn gốc đa dạng sinh giới tự nhiên - Đối với chọn giống: Là sở khoa học phơng pháp tạo u lai dừng lại lai F1 Định luật phân tính * Nội dung: Khi lai hai bố mẹ khác cặp tính trạng chủng tơng phản F2 có phân li tính trạng theo tỉ lệ trung bình trội : lặn * Điều kiện nghiệm đúng: - Các cặp bố mẹ đem lai phải chủng cặp tính trạng tơng phản - Mỗi tính trạng gen quy định - Tính trạng trội phải trội hoàn toàn - Số lợng lai thu đợc phải đủ lớn * ý nghĩa: - Đối với tiến hoá: góp phần giải thích tính nguồn gốc đa dạng sinh giới tự nhiên - Đối với chọn giống: + Là sở khoa học phơng pháp tạo u lai dừng lại đời lai F1 + Giải thích phơng pháp tạo giống lai hữu tính, mn chän läc gièng cã hiƯu qu¶ ngêi ta ph¶i chọn theo dòng F2 có phân li tính trạng => Quy luật phân li: Trong trình phát sinh giao tử nhân tố di truyền cặp nh©n tè di trun ph©n li vỊ mét giao tư giữ nguyên chất nh thể chủng P Trội không hoàn toàn * Khái niệm : Trội không hoàn toàn tợng di truyền kiểu hình thể lai F1 biểu tính trạng trung gian bố mẹ, F2 có tỉ lệ kiểu hình trội : trung gian : lặn * Bản chất : Trội không hoàn toàn tợng gen trội át không hoàn toàn gen lặn dẫn đến thể dị hợp biểu kiểu hình trung gian tính trạng lặn tính trạng trội * Ví dụ : Pt/c : AAhoa đỏ x aahoa trắng Gp : 100% A 100% a F1 : 100% Aahoa hång F1 x F1 : Aahoa hång x Aahoa hång GF1 : 50%A : 50%a 50%A : 50%a F2 : 25% AA : 50% Aa : 25% aa KG : 1AA : Aa : aa KH : hoa ®á : hoa hồng : hoa trắng Lai phân tích * Định nghĩa: Lai phân tích phép lai cá thể mang tính trạng trội cần xác định kiểu gen với cá thể mang tính trạng lặn tơng ứng * Mục đích : Nhằm xác định kiểu gen thể đem lai chủng hay không chủng *Cách tiến hành : Cho thể mang tính trạng trội cần kiểm tra kiểu gen lai với thể mang tính trạng lặn Căn vào kết lai phân tích để kết luận : - Nếu kết phép lai đồng tính (chỉ có kiểu hình) cá thể mang tính trạng trội có kiểu gen đồng hợp (thuần chủng) P : AA x aa 100% Aa - NÕu kết phép lai phân tích > kiểu hình cá thể mang tính trạng trội có kiểu gen dị hợp (không chủng) P : Aa x aa 1Aa : 1aa * ý nghÜa: - X¸c định đợc kiểu gen thể đem lai - Kiểm tra độ chủng giống Phát đợc thể đồng hợp chọn giống Tơng quan trội lặn tự nhiên - Trong tự nhiên mối tơng quan trội lặn phổ biến - Tính trang trội thờng tính trạng tốt, tính trạng lặn thờng tính trạng xấu Xác định tính trạng trội để tập trung nhiều gen quí vào kiểu gen tạo giống cã ý nghÜa kinh tÕ - ViƯc kiĨm tra ®é chủng giống giúp tránh đợc phân li tính trạng làm xuất tính trạng xấu ảnh hởng tới phẩm chất suất vật nuôi Các sơ đồ gặp lai cặp tÝnh tr¹ng P: GP: F1: AA A x P: GP: F1: AA A x P: GP: F1: AA §ång tÝnh tréi AA A P: GP: F1: aa a P: GP: F1: Aa §ång tÝnh tréi (§ång tÝnh trung gian) Aa x aa A: a a Aa: aa tréi: lỈn (1 trung gian: lỈn) P: GP: F1: AA A x Aa A: a AA: Aa §ång tÝnh tréi (1 tréi: trung gian) Aa x Aa A: a A: a AA: Aa: 1aa tréi: lỈn (1 tréi: trung gian: lỈn) aa x aa a a aa Đồng tính lặn Ghi chú: Các tỉ lệ kiểu hình dấu ngoặc dùng bảng nêu xảy trờng hợp trội không hoàn toàn Lai hai cặp tính trạng I Thí nghiệm Menđen cho lai hai thứ đậu Hà Lan chủng khác hai cặp tính trạng tơng phản: Hạt vàng, trơn lai với hạt xanh, nhăn thu đợc F1 có hạt màu vàng, vỏ trơn Tiếp tục cho 15 F1 tự thụ phấn thu đợc F2 cã tỉng sè 556 h¹t thc KH nh sau: 315 hạt vàng, trơn 101 hạt vàng, nhăn 108 hạt xanh, trơn 32 hạt xanh, nhăn II Giải thích kÕt qu¶ thÝ nghiƯm KÕt qu¶ thÝ nghiƯm ë F2: Vàng: xanh = 3: Trơn: nhăn = 3: Menđen cho rằng: cặp tính trạng cặp nhân tố di truyền qui định Qui ớc: A qui định màu vàng a qui định màu xanh B qui định hạt trơn b qui định hạt nhăn Cây hạt vàng, trơn có kiểu gen AABB cho giao tử AB Cây hạt xanh, nhăn có kiểu gen aabb cho giao tử ab F1 vàng, trơn có kiểu gen AaBb giảm phân tạo loại giao tử với tỉ lệ ngang là: AB: ab: Ab: aB Vì tổ hợp tạo thành 16 tổ hợp phân hoá thành kiểu di truyền 1AABB: 2AABb: 1AAbb: AaBB: 4AaBb: 2Aabb: 1aaBB: 2aaBb: 1aabb SĐL minh hoạ (SGK) P: AABB x aabb GP: AB ab F1: AaBb F1 x F1: GF1: F2: AaBb x AB, Ab, aB, ab AB Ab aB ab AaBb AB, Ab, aB, ab AB AABB AABb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb TØ lÖ KG F2: aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb 1AABB: 2AABb: 1AAbb: AaBB: 4AaBb 2Aabb: 1aaBB: 2aaBb: 1aabb TØ lÖ KH F2: 9A - B - : hạt vàng, trơn 3A - bb : hạt vang, nhăn 3aaB - : hạt xanh, trơn 1aabb : hạt xanh, nhăn Nh vậy: Menđen đà giải thích kết thí nghiệm phân li độc lập cặp gen trình phát sinh giao tử tổ hợp tự giao tử trình thụ tinh * Nội dung qui luật phân li độc lập Khi lai hai thể bố mẹ chủng khác hai hay nhiều cặp tính trạng chủng tơng phản, di truyền cặp tính trạng phân li độc lập với nhau, cho F2 cã tØ lƯ KH b»ng tÝch c¸c tØ lƯ cđa cặp tính trạng hợp thành (Lu ý: HS cã thĨ ph¸y biĨu néi dung qui lt nh SGK trang 18 đợc) * Điều kiện nghiệm qui luật - P chủng khác hai hay nhiều cặp tính trạng - Tính trạng trội phải trội hoàn toàn - Số lợng cá thể thu đợc lai phải đủ lớn - Các cặp gen qui định cặp tính trạng đợc theo dõi phải phân li độc lập (tức cặp gen phải nằm cặp NST khác nhau) - Các loại giao tử sinh phải nhau, có sức sống ngang - Khả gạp phối hợp với giao tử thụ tinh phải ngang - Sức sống loại hợp tử sức sống thể trởng thành phải giống III Biến dị tổ hợp * Khái niệm: Biến dị tổ hợp loại biến dị xay xếp lại gen qui định tính trạng bố mẹ trình sinh sản, dẫn đến hệ xuất KH míi so víi bè mĐ cđa chóng Lo¹i biÕn dị phong phú loài sinh vật sinh sản hữu tính (Giao phối) *VD: SGK IV Công thức Số loại giao tử: 2n Số loại hợp tử: 2n 2n n số cặp gen dị hợp Số loại kiểu gen: 3n Số loại kiểu hình; 2n TØ lƯ ph©n li kiĨu gen: (1: 2: 1)n Tỉ lệ phân li kiểu hình: (3: 1)n VD: Cơ thể AaBbDd Có n = cặp gen dị hợp Số loại giao tử đợc tạo ra: 2n = 23 = loại Số hợp tử đợc tạo thành lai AaBbDd víi AaBbDd lµ 23 23 = 64 (tổ hợp) - Câu hỏi lí thuyết Câu 1: Tai Menđen lại chon đậu hà lan làm đối tợng nghiên cứu Câu 2: Phơng pháp nghiên cứu Menđen có độc đáo Câu 3: Giả thuyết giao tử khiết nhân tố di truyền quan niệm Menđen đà đợc sinh học đại xác nhận nh nào? Câu (câu SGK trang 7) Câu 5: So sánh định luật đồng tính định luật phân tính Câu 6: So sánh phép lai cặp tính trạng trờng hợp trội hoàn toàn trội không hoàn toàn Câu 7: Muốn xác định kiểu gen thể mang tính trạng trội đồng hợp hay dị hợp ta làm nào? Cho ví dụ Câu 8: Thế tợng tính trội hoàn toàn? Để xác định đợc tính trội lăn tính trạng tơng phản ta sử dụng phơng pháp nào? Câu 8: Menđen đà dựa sở để khái quát định luật phân tính Phát biểu nội dung nêu điều kiện nghiệm dịnh luật? Câu 9: Giải thích việc ứng dụng định luật phân li sản xuất kềm theo sơ đồ lai minh hoạ Câu 10: Trình bày thí nghiệm menđen phép lai cặp tính trạng Giải thích nói cặp tính trạng di truyền độc lập với nhau? Câu 11: So sánh định luật phân li định luật phân li độc lâp (hoặc so sánh phép lai cặp tính trạng với phép lai cặp tính trạng Menđen)? Câu 12: Biến dị tổ hợp(BDTH) gì? Tai BDTH xuất nhiều hình thức sinh sản hữu tính hạn chế xuất sinh sản vô tính? Câu 13: Cã thĨ sư dơng phÐp lai ph©n tÝch vỊ cặp tính trạng để kiểm tra kiểu gen thể chủng hay không chủng không? Cho ví dụ minh hoạ Câu 14: Giải thích BDTH nguyên liệu quan trọng chọn giống tiến hoá? Câu 15: Nêu thí dụ để giải thích chứng minh phép lai hai cặp tính trạng, tỉ lệ kiểu kình F2 cặp tính trạng tích tỉ lệ tính trạng hợp thành nó? ... pháp tạo u lai dừng lại đời lai F1 + Giải thích phơng pháp tạo gièng b»ng lai h÷u tÝnh, muèn chän läc gièng cã hiệu ngời ta phải chọn theo dòng F2 có phân li tính trạng => Quy luật phân li: Trong... giống: Là sở khoa học phơng pháp tạo u lai dừng lại lai F1 Định luật ph©n tÝnh * Néi dung: Khi lai hai bè mĐ khác cặp tính trạng chủng tơng phản F2 có phân li tính trạng theo tỉ lệ trung bình trội... trắng Lai phân tích * Định nghĩa: Lai phân tích phép lai cá thể mang tính trạng trội cần xác định kiểu gen với cá thể mang tính trạng lặn tơng ứng * Mục đích : Nhằm xác định kiểu gen thể đem lai