Thi THPT · Môn Sinh học · Di truyền nhiễm sắc thể

Quy luật Mendel và bài tập lai

Làm 17 câu bài tập tương tác → Các bài khác môn Sinh học

Học xong bài này bạn sẽ

Lý thuyết cần nắm

Mendel không có kính hiển vi điện tử, không biết gene là gì, nhưng ông làm được điều mà cả thế kỉ trước đó chưa ai làm: đếm. Toàn bộ chương này chỉ là hệ quả của một ý tưởng — mỗi tính trạng do một cặp nhân tố di truyền quy định, và cặp đó tách nhau ra khi tạo giao tử.

1. Quy luật phân li

Mỗi tính trạng do một cặp allele quy định. Khi giảm phân, hai allele của cặp phân li đồng đều về hai giao tử, nên mỗi giao tử chỉ mang một allele của cặp. Hệ quả trực tiếp về cách viết giao tử:

  • Cơ thể đồng hợp AA cho một loại giao tử A; cơ thể aa cho một loại giao tử a.
  • Cơ thể dị hợp Aa cho hai loại giao tử A và a với tỉ lệ 1 : 1, tức mỗi loại chiếm $\dfrac{1}{2}$.

Khi trội hoàn toàn, kiểu gene AA và Aa cho cùng một kiểu hình. Vì thế kiểu hình trội không nói lên kiểu gene — đây là gốc của gần như mọi bài tập lai.

2. Khung Punnett của phép lai một cặp tính trạng

Khung Punnett là bảng nhân giao tử của bố với giao tử của mẹ. Với phép lai Aa × Aa:

Giao tửA ($\dfrac{1}{2}$)a ($\dfrac{1}{2}$)
A ($\dfrac{1}{2}$)AA ($\dfrac{1}{4}$)Aa ($\dfrac{1}{4}$)
a ($\dfrac{1}{2}$)Aa ($\dfrac{1}{4}$)aa ($\dfrac{1}{4}$)

Đọc bảng: kiểu gene ra 1 AA : 2 Aa : 1 aa; kiểu hình (trội hoàn toàn) ra 3 trội : 1 lặn. Bốn phép lai cơ bản cần thuộc như bảng cửu chương:

Phép laiTỉ lệ kiểu gene đời conTỉ lệ kiểu hình đời con
AA × AA100% AA100% trội
AA × Aa1 AA : 1 Aa100% trội
AA × aa100% Aa100% trội
Aa × Aa1 AA : 2 Aa : 1 aa3 trội : 1 lặn
Aa × aa1 Aa : 1 aa1 trội : 1 lặn
aa × aa100% aa100% lặn

3. Phép lai phân tích

Muốn biết một cá thể mang kiểu hình trội là AA hay Aa, ta lai nó với cá thể đồng hợp lặn aa. Vì aa chỉ cho một loại giao tử a nên kiểu hình đời con phơi bày thẳng giao tử của bên kia:

  • Đời con đồng loạt mang kiểu hình trội ⟹ cá thể đem lai là AA.
  • Đời con phân li 1 trội : 1 lặn ⟹ cá thể đem lai là Aa.

4. Quy luật phân li độc lập

Khi hai cặp gene nằm trên hai cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau, sự phân li của cặp này không phụ thuộc cặp kia. Cơ thể AaBb do đó cho $2\times 2=4$ loại giao tử AB, Ab, aB, ab với tỉ lệ bằng nhau. Tổng quát, cơ thể dị hợp $n$ cặp gene phân li độc lập cho $2^n$ loại giao tử.

Phép lai AaBb × AaBb cho đời con 9 loại kiểu gene và 4 loại kiểu hình theo tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1. Phép lai phân tích AaBb × aabb cho 4 loại kiểu hình tỉ lệ 1 : 1 : 1 : 1.

5. Tính nhanh bằng nhân xác suất — công cụ mạnh nhất của chương

Khi các cặp gene phân li độc lập, xét riêng từng cặp rồi nhân kết quả lại. Đây là cách duy nhất làm kịp giờ với bài ba, bốn cặp gene, vì kẻ khung Punnett cho ba cặp là bảng $8\times 8$ với 64 ô.

Phép lai một cặpTỉ lệ trội ở đời conTỉ lệ lặn ở đời conTỉ lệ dị hợp
Aa × Aa$\dfrac{3}{4}$$\dfrac{1}{4}$$\dfrac{1}{2}$
Aa × aa$\dfrac{1}{2}$$\dfrac{1}{2}$$\dfrac{1}{2}$
Aa × AA$1$$0$$\dfrac{1}{2}$

Ví dụ: ở phép lai AaBbDd × AabbDd, tỉ lệ đời con trội cả ba tính trạng là $\dfrac{3}{4}\times\dfrac{1}{2}\times\dfrac{3}{4}=\dfrac{9}{32}$. Ba thừa số ứng với ba cặp, không được bỏ sót cặp nào — quên nhân một thừa số là sai ngay.

Một dạng hỏi rất hay gặp là xác suất có điều kiện trá hình: “trong số các cây hoa đỏ, cây thuần chủng chiếm bao nhiêu”. Lúc này mẫu số không còn là toàn bộ đời con mà chỉ là nhóm hoa đỏ. Với phép lai Aa × Aa, nhóm hoa đỏ gồm 1 AA và 2 Aa nên tỉ lệ thuần chủng là $\dfrac{1}{3}$, không phải $\dfrac{1}{4}$.

Ví dụ mẫu có lời chữa

Ví dụ 1. Ở đậu Hà Lan, allele A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với allele a quy định hoa trắng. Cho cây hoa đỏ dị hợp tự thụ phấn thu được F1. Hãy viết giao tử, lập khung Punnett và xác định tỉ lệ kiểu gene, tỉ lệ kiểu hình ở F1.
Bước 1 — viết kiểu gene bố mẹ. Cây hoa đỏ dị hợp có kiểu gene Aa, tự thụ phấn nghĩa là phép lai P: Aa × Aa. Bước 2 — viết giao tử. Theo quy luật phân li, cặp allele Aa tách đôi khi giảm phân nên mỗi bên cho hai loại giao tử A và a với tỉ lệ $\dfrac{1}{2}$ : $\dfrac{1}{2}$. Bước 3 — lập khung Punnett $2\times 2$: dòng là giao tử của cây làm mẹ, cột là giao tử của cây làm bố. Bốn ô lần lượt là AA, Aa, Aa, aa, mỗi ô chiếm $\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{4}$. Bước 4 — gộp các ô cùng kiểu gene: AA chiếm $\dfrac{1}{4}$, Aa chiếm $\dfrac{2}{4}=\dfrac{1}{2}$, aa chiếm $\dfrac{1}{4}$, tức tỉ lệ kiểu gene 1 AA : 2 Aa : 1 aa. Bước 5 — quy ra kiểu hình. Vì trội hoàn toàn nên AA và Aa đều cho hoa đỏ, chỉ aa cho hoa trắng. Vậy F1 có tỉ lệ kiểu hình 3 hoa đỏ : 1 hoa trắng. Nhận xét cần nhớ: tỉ lệ kiểu gene 1 : 2 : 1 và tỉ lệ kiểu hình 3 : 1 là hai con số khác nhau của cùng một phép lai; trả lời nhầm 1 : 2 : 1 cho câu hỏi về kiểu hình là lỗi phổ biến nhất của dạng này.
Ví dụ 2. Ở một loài thực vật, allele A quy định quả đỏ trội hoàn toàn so với allele a quy định quả vàng; allele B quy định quả tròn trội hoàn toàn so với allele b quy định quả dài. Hai cặp gene nằm trên hai cặp nhiễm sắc thể thường khác nhau. Cho phép lai P: AaBb × AaBb. Tính tỉ lệ cây quả đỏ, quả dài ở đời con và tỉ lệ cây có kiểu gene AaBB.
Hai cặp gene nằm trên hai cặp nhiễm sắc thể khác nhau nên chúng phân li độc lập, do đó ta được phép tách bài toán thành hai bài toán một cặp rồi nhân kết quả — nhanh hơn hẳn việc kẻ khung Punnett $4\times 4$ với 16 ô. Xét riêng cặp thứ nhất: Aa × Aa cho đời con $\dfrac{3}{4}$ quả đỏ (gồm AA và Aa) và $\dfrac{1}{4}$ quả vàng (aa). Xét riêng cặp thứ hai: Bb × Bb cho $\dfrac{3}{4}$ quả tròn và $\dfrac{1}{4}$ quả dài. Yêu cầu thứ nhất là cây quả đỏ và quả dài, tức lấy nhánh đỏ của cặp một nhân với nhánh dài của cặp hai: $\dfrac{3}{4}\times\dfrac{1}{4}=\dfrac{3}{16}$. Yêu cầu thứ hai hỏi về kiểu gene chứ không phải kiểu hình, nên phải dùng tỉ lệ kiểu gene: ở cặp một, Aa chiếm $\dfrac{1}{2}$; ở cặp hai, BB chiếm $\dfrac{1}{4}$. Nhân lại được $\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{4}=\dfrac{1}{8}$. Kiểm chéo bằng khung Punnett đầy đủ: trong 16 tổ hợp có đúng 3 tổ hợp quả đỏ quả dài và đúng 2 tổ hợp AaBB, cho $\dfrac{3}{16}$ và $\dfrac{2}{16}=\dfrac{1}{8}$, khớp với cách nhân xác suất.
Ví dụ 3. Ở một loài động vật, allele A quy định lông đen trội hoàn toàn so với allele a quy định lông trắng. Một con đực lông đen được lai phân tích. Hãy nêu cách xác định kiểu gene của con đực đó, và tính xác suất để một cá thể lông đen ở đời con của phép lai Aa × Aa là cá thể thuần chủng.
Phần đầu là phép lai phân tích: lai con đực lông đen chưa rõ kiểu gene với cá thể đồng hợp lặn aa. Cơ thể aa chỉ cho một loại giao tử a, nên kiểu hình đời con phản ánh trực tiếp loại giao tử mà con đực đã cho. Nếu con đực là AA thì nó chỉ cho giao tử A, mọi hợp tử đều là Aa và đời con đồng loạt lông đen. Nếu con đực là Aa thì nó cho hai loại giao tử A và a với tỉ lệ 1 : 1, đời con gồm Aa và aa theo tỉ lệ 1 lông đen : 1 lông trắng. Vậy chỉ cần nhìn đời con có xuất hiện cá thể lông trắng hay không là kết luận được kiểu gene. Phần sau là một xác suất có điều kiện trá hình. Phép lai Aa × Aa cho đời con 1 AA : 2 Aa : 1 aa, trong đó nhóm lông đen gồm 1 AA và 2 Aa, tổng cộng 3 phần. Câu hỏi giới hạn không gian xét về riêng nhóm lông đen, nên mẫu số là 3 chứ không phải 4. Xác suất cá thể lông đen đó thuần chủng là $\dfrac{1}{3}$. Lấy $\dfrac{1}{4}$ là đã trả lời cho câu hỏi khác — tỉ lệ AA trong toàn bộ đời con, chứ không phải trong riêng nhóm lông đen.

Lỗi hay gặp

Lỗi hay gặp ở chương này

  • Nhầm tỉ lệ kiểu gene với tỉ lệ kiểu hình: phép lai Aa × Aa cho kiểu gene 1 AA : 2 Aa : 1 aa nhưng kiểu hình chỉ 3 trội : 1 lặn. Đề hỏi kiểu hình mà trả lời 1 : 2 : 1 là mất điểm dù tính đúng.
  • Coi kiểu hình trội là biết luôn kiểu gene. Một cây hoa đỏ có thể là AA hoặc Aa; muốn phân biệt phải lai phân tích với cây đồng hợp lặn aa hoặc cho tự thụ phấn rồi xem đời con.
  • Quên nhân xác suất khi lai nhiều cặp tính trạng: bài AaBbDd × AabbDd phải nhân đủ ba thừa số $\dfrac{3}{4}\times\dfrac{1}{2}\times\dfrac{3}{4}$, bỏ sót một cặp là ra số khác hẳn.
  • Áp tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1 cho mọi phép lai hai cặp tính trạng. Tỉ lệ này chỉ đúng với AaBb × AaBb; phép lai AaBb × aabb cho 1 : 1 : 1 : 1, còn AaBb × Aabb cho 3 : 3 : 1 : 1.
  • Lấy mẫu số là toàn bộ đời con khi đề đã giới hạn nhóm: câu hỏi “trong số các cây hoa đỏ, cây thuần chủng chiếm bao nhiêu” có đáp án $\dfrac{1}{3}$ chứ không phải $\dfrac{1}{4}$, vì nhóm hoa đỏ chỉ gồm 3 phần trong 4 phần đời con.
  • Viết giao tử của cơ thể dị hợp hai cặp thành AA, Bb hoặc Aa, Bb. Mỗi giao tử phải mang một allele của mỗi cặp, nên AaBb cho đúng bốn loại AB, Ab, aB, ab, mỗi loại chiếm $\dfrac{1}{4}$.

17 câu bài tập của bài này

Vào làm bài tập →