Mở đầu (trang 40) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 8: Phương pháp nghiên cứu của Mendel có gì đặc biệt khiến ông có thể khám phá ra các nhân tố di truyền (gene) mà không cần đến kính hiển vi điện tử hay các phương tiện nghiên cứu hiện đại?
Trả lời:
Phương pháp nghiên cứu của Mendel đặc biệt ở chỗ:
- Tính khoa học: Mendel sử dụng phương pháp khoa học chặt chẽ, bao gồm việc đặt giả thuyết, thí nghiệm, thu thập dữ liệu và phân tích kết quả.
- Tính tỉ mỉ: Mendel cẩn thận ghi chép số liệu và thực hiện thí nghiệm nhiều lần để đảm bảo tính chính xác của kết quả.
- Tính sáng tạo: Mendel sử dụng phương pháp lai các dòng thuần chủng và phân tích thống kê để nghiên cứu di truyền, đây là phương pháp mới mẻ vào thời điểm đó.
II. Thí nghiệm lai ở đậu Hà Lan
1. Thí nghiệm lai một tính trạng
Câu hỏi 1 (trang 43) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 8: Trình bày cách bố trí và tiến hành thí nghiệm lai một tính trạng của Mendel ở đậu Hà lan.
Trả lời:
- Đột biến gene có thể xảy ra một cách tự phát hoặc do tác động của các tác nhân đột biến vật lí, hoá học và sinh học. Đột biến tự phát xảy ra trong tế bào phần nhiều là do sai sót trong quá trình nhân đội DNA. Các tác nhân gây đột biến gene có thể là các chất hoá học khác nhau như 5-bromouracil (5-BrU), HNO, ethyl methane sulfonate (EMS), các tác nhân vật lí như tia tử ngoại (UV) cũng có thể gây nên đột biến thêm hoặc mất cặp nucleotide.
Câu hỏi 2 (trang 43) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 8: Giải thích cơ sở tế bào học của quy luật phân li.
Cơ sở tế bào học của quy luật phân li:
- “Nhân tố di truyền” mà Mendel đề cập đến chính là gene, mỗi gene chiếm một vị trí xác định trên nhiễm sắc thể (locus). Một gene có thể có nhiều allele quy định các trạng thái khác nhau của một tính trạng.
- Trong tế bào lưỡng bội, nhiễm sắc thể tồn tại thành từng cặp, do đó, gene cũng tồn tại thành từng cặp allele trên cặp nhiễm sắc thể tương đồng.
- Khi giảm phân, nhờ sự nhân đôi của NST, sự phân li của cặp NST kép tương đồng trong giảm phân I và sự phân li của các chromatid trong giảm phân II dẫn đến mỗi giao tử chỉ chứa một trong hai nhân tố di truyền quy định tính trạng.
- Sự kết hợp ngẫu nhiên với xác suất ngang nhau giữa các loại giao tử trong quá trình thụ tinh dẫn đến tỉ lệ phân li ở thế hệ F2.
2. Thí nghiệm lai hai tính trạng
Câu hỏi 1 (trang 44) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 8: Hãy hình dung mình đang thực hiện trò chơi với hai túi đựng số bi và loại bi như nhau. Một túi có 50 viên bi to, màu đỏ và 50 viên bi to cùng cỡ màu trắng; Túi còn lại đựng 50 viên bi nhỏ màu xanh và 50 viên bi nhỏ màu vàng cùng cỡ. Một túi bi tượng trưng cho túi chứa giao tử đực, túi còn lại tượng trưng cho túi đựng giao tử cái (noãn).
Lấy ngẫu nhiên từ mỗi túi một viên bi to, một viên bi nhỏ, trộn với nhau (tượng trưng cho thụ tinh) rồi ghi lại hình dạng và màu sắc bi. Ví dụ: lần đầu được lấy được 2 viên bi to, màu đỏ và 1 viên bi nhỏ, màu vàng, một viên bi nhỏ, màu xanh. Ghi lại kết quả và lặp lại thí nghiệm. Hãy dự đoán kết quả sau một số lượng lớn lần lấy bi từ các túi.
Trả lời:
Tỉ lệ xuất hiện:
- Kích thước:
+ Bi to: 50% (do 50 viên bi đỏ + 50 viên bi trắng / tổng 200 viên)
+ Bi nhỏ: 50% (do 50 viên bi xanh + 50 viên bi vàng / tổng 200 viên)
- Màu sắc:
+ Đỏ: 25% (50 viên bi đỏ / tổng 200 viên)
+ Trắng: 25% (50 viên bi trắng / tổng 200 viên)
+ Xanh: 25% (50 viên bi xanh / tổng 200 viên)
+ Vàng: 25% (50 viên bi vàng / tổng 200 viên)
- Kết hợp:
+ 12.5% đỏ to
+ 12.5% trắng to
+ 12.5% xanh nhỏ
+ 12.5% vàng nhỏ
Câu hỏi 2 (trang 44) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 8: Nêu điều kiện để hai gene có thể phân li độc lập với nhau trong quá trình giảm phân.
Điều kiện để hai gene có thể phân li độc lập với nhau trong quá trình giảm phân:
- Hai gene nằm trên 2 cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau.
- Quá trình giảm phân diễn ra bình thường.
Luyện tập và vận dụng
Bài tập 1 (trang 45) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 8: Khi lai cây hoa mõm chó (Antirrhinum majus L.) thuần chủng màu đỏ với cây hoa trắng thuần chủng thu được đời F, đều có hoa màu hồng. Kết quả này có ủng hộ thuyết di truyền pha trộn không? Sử dụng phép lai nào có thể bác bỏ được thuyết di truyền pha trộn trong trường hợp này?
Trả lời:
- Khi lai cây hoa mõm chó (Antirrhinum majus L.) thuần chủng màu đỏ với cây hoa trắng thuần chủng thu được đời F, đều có hoa màu hồng. Kết quả này có thể ủng hộ thuyết di truyền pha trộn.
- Sử dụng phép lai phân tích có thể bác bỏ được thuyết di truyền pha trộn trong trường hợp này: Lai cá thể đời F (kiểu gen di hợp tử) với cây hoa trắng thuần chủng, kết quả thu được sẽ là cây màu đỏ và cây màu trắng tỉ lệ 1:1 chứ không phải 100% cây có hoa màu hồng nhạt hơn sp với đời F.
Bài tập 2 (trang 45) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 8: Nêu một số ứng dụng thực tiễn của quy luật Mendel.
Trả lời:
Một số ứng dụng thực tiễn:
- Lai tạo các giống cây trồng mới: Sử dụng quy luật Mendel để lai các giống cây trồng thuần chủng, tạo ra các giống cây lai có năng suất cao, chất lượng tốt, khả năng chống chịu sâu bệnh tốt.
- Xác định nguy cơ mắc bệnh di truyền: Sử dụng quy luật Mendel để xác định nguy cơ mắc bệnh di truyền của các cá thể trong gia đình có người mắc bệnh.
- Tư vấn di truyền: Cung cấp thông tin về nguy cơ di truyền và các biện pháp phòng ngừa cho các cá thể có nguy cơ mắc bệnh di truyền.
Bài tập 3 (trang 45) Sinh 12 Kết nối tri thức Bài 8: Làm thế nào người ta có thể khẳng định được một cây hoặc một con vật có kiểu hình trội là thuần chủng?
Trả lời:
Người ta có thể khẳng định được một cây hoặc một con vật có kiểu hình trội là thuần chủng bằng cách sử dụng phép lai phân tích: Cho cá thể mang kiểu hình trội muốn kiểu tra kiểu gene lai với cá thể có kiểu gene đồng hợp tử lặn rồi quan sát tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con. Nếu đời con đồng tính thì cá thể mang kiểu hình trội có kiểu gene thuần chủng. Ngược lại, nếu đời con phân tính thì cá thể mang kiểu hình trội có kiểu gene không thuần chủng.
Ví dụ: Cho hoa đỏ là trội hoàn toàn so với hoa trắng. Đem cây hoa đỏ (A-) lai với cây hoa trắng (aa):
- Nếu F1 đồng tính (100% hoa đỏ) → Cây hoa đỏ P thuần chủng (AA).
- Nếu F1 phân tính (1 hoa đỏ : 1 hoa trắng) → Cây hoa đỏ P không thuần chủng (Aa).