căn cứ vào đâu mà Menden lại cho rằng các tính trạng màu sắc và hình dạng hạt lạ…
Chúng ta hãy cùng nhau ôn lại kiến thức và đi sâu vào thí nghiệm của ông nhé!
1. Nhắc lại thí nghiệm lai hai tính trạng của Menden (Lai đihiđrit)
Các em còn nhớ, Menden không chỉ nghiên cứu sự di truyền của từng tính trạng riêng lẻ mà ông còn tiến hành lai đồng thời hai tính trạng. Đối với cây đậu Hà Lan, ông đã chọn nghiên cứu đồng thời hai cặp tính trạng tương phản:
- Màu sắc hạt: Hạt vàng (trội) và hạt xanh (lặn).
- Hình dạng hạt: Hạt tròn (trội) và hạt nhăn (lặn).
2. Tiến trình thí nghiệm và kết quả Menden thu được
Menden đã tiến hành các bước lai như sau:
a) Lai P (Thế hệ bố mẹ thuần chủng):
Ông cho lai giữa cây đậu Hà Lan thuần chủng hạt vàng, vỏ trơn (tròn) với cây đậu Hà Lan thuần chủng hạt xanh, vỏ nhăn.
P: Vàng, Tròn (thuần chủng) × Xanh, Nhăn (thuần chủng)
b) Kết quả ở F1 (Thế hệ thứ nhất):
Toàn bộ cây F1 đều cho hạt vàng, tròn.
F1: 100% Vàng, Tròn
Điều này cho thấy, tính trạng hạt vàng và hạt tròn là trội hoàn toàn so với hạt xanh và hạt nhăn.
c) Kết quả ở F2 (Thế hệ thứ hai):
Menden tiếp tục cho các cây F1 tự thụ phấn với nhau.
F1 × F1: Vàng, Tròn × Vàng, Tròn
Ở thế hệ F2, ông đã thu được các kiểu hình với số lượng như sau (theo tỉ lệ xấp xỉ):
- Hạt vàng, tròn: 315 cây
- Hạt vàng, nhăn: 101 cây
- Hạt xanh, tròn: 108 cây
- Hạt xanh, nhăn: 32 cây
Tổng số hạt xấp xỉ 556 hạt.
3. Cơ sở để Menden đi đến kết luận về quy luật phân li độc lập
Đây chính là phần quan trọng nhất để trả lời câu hỏi của chúng ta. Menden đã làm gì với những số liệu thu được ở F2 để đưa ra kết luận đó?
a) Tính tỉ lệ kiểu hình ở F2:
Từ số liệu thực nghiệm, Menden đã tính được tỉ lệ kiểu hình xấp xỉ ở F2 như sau:
Vàng, tròn : Vàng, nhăn : Xanh, tròn : Xanh, nhăn
Tỉ lệ xấp xỉ là: 9 : 3 : 3 : 1
b) Phân tích riêng từng cặp tính trạng:
Menden không dừng lại ở tỉ lệ chung 9:3:3:1. Ông đã có một ý tưởng đột phá: Ông xem xét sự di truyền của từng cặp tính trạng một cách độc lập trong cùng một phép lai F2.
– Xét riêng về màu sắc hạt (Vàng/Xanh):
Trong tổng số 16 phần kiểu hình ở F2 (tổng của 9+3+3+1), chúng ta có:
- Số phần hạt vàng = 9 (vàng, tròn) + 3 (vàng, nhăn) = 12 phần
- Số phần hạt xanh = 3 (xanh, tròn) + 1 (xanh, nhăn) = 4 phần
Vậy tỉ lệ màu sắc hạt ở F2 là: 12 Vàng : 4 Xanh, hay rút gọn là 3 Vàng : 1 Xanh.
– Xét riêng về hình dạng hạt (Tròn/Nhăn):
Tương tự, trong tổng số 16 phần kiểu hình ở F2, chúng ta có:
- Số phần hạt tròn = 9 (vàng, tròn) + 3 (xanh, tròn) = 12 phần
- Số phần hạt nhăn = 3 (vàng, nhăn) + 1 (xanh, nhăn) = 4 phần
Vậy tỉ lệ hình dạng hạt ở F2 là: 12 Tròn : 4 Nhăn, hay rút gọn là 3 Tròn : 1 Nhăn.
c) Mối liên hệ giữa các tỉ lệ:
Điều đặc biệt mà Menden nhận ra là: Tỉ lệ kiểu hình chung của hai cặp tính trạng ở F2 (9:3:3:1) chính là tích của tỉ lệ của từng cặp tính trạng riêng lẻ.
Cụ thể là:
\[ (3 \text{ Vàng} : 1 \text{ Xanh}) \times (3 \text{ Tròn} : 1 \text{ Nhăn}) \]
Khi ta nhân hai tỉ lệ này với nhau, ta sẽ có:
\( 3 \times 3 \text{ Vàng Tròn} : 3 \times 1 \text{ Vàng Nhăn} : 1 \times 3 \text{ Xanh Tròn} : 1 \times 1 \text{ Xanh Nhăn} \)
Kết quả là:
\( 9 \text{ Vàng Tròn} : 3 \text{ Vàng Nhăn} : 3 \text{ Xanh Tròn} : 1 \text{ Xanh Nhăn} \)
Tỉ lệ này HOÀN TOÀN TRÙNG KHỚP với tỉ lệ kiểu hình 9:3:3:1 mà Menden đã thu được ở thế hệ F2.
4. Kết luận của Menden
Chính từ sự trùng khớp về mặt toán học này, Menden đã đưa ra kết luận quan trọng:
Nếu sự di truyền của từng cặp tính trạng riêng lẻ tuân theo quy luật phân li (tức là F2 có tỉ lệ 3:1), và nếu hai cặp tính trạng này di truyền mà không ảnh hưởng đến nhau, thì tỉ lệ kiểu hình ở F2 của phép lai hai tính trạng phải là tích của các tỉ lệ riêng lẻ.
Vì thực tế đã chứng minh điều đó, nên Menden khẳng định rằng: Các cặp nhân tố di truyền (sau này gọi là gen) quy định các cặp tính trạng khác nhau (như màu sắc hạt và hình dạng hạt) đã phân li và tổ hợp một cách độc lập với nhau trong quá trình phát sinh giao tử. Đây chính là nội dung của Quy luật phân li độc lập.
Tóm lại, Menden dựa vào kết quả thí nghiệm lai hai tính trạng ở thế hệ F2 với tỉ lệ kiểu hình xấp xỉ 9:3:3:1 và khả năng phân tích tỉ lệ này thành tích của hai tỉ lệ 3:1 của từng cặp tính trạng riêng lẻ để đưa ra quy luật phân li độc lập. Đây là một minh chứng tuyệt vời cho việc ứng dụng toán học vào sinh học để khám phá những bí ẩn của sự sống!
Các em thấy đấy, từ những thí nghiệm tỉ mỉ và khả năng phân tích nhạy bén, Menden đã đặt nền móng vững chắc cho ngành di truyền học hiện đại!
Cô hy vọng bài giảng này đã giúp các em hiểu rõ hơn về cơ sở khoa học của quy luật phân li độc lập nhé! Có câu hỏi gì các em cứ mạnh dạn trao đổi với cô.
Giải thích các bước giải:
Căn cứ vào tỉ lệ mỗi kiểu hình ở F2 bằng tích các tỉ lệ của các tính trạng thành phần hợp thành nó, Menđen đã xác định các tính trạng màu sắc và hình dạng hạt di truyền độc lập với nhau.
Căn cứ vào tỉ lệ kiểu hình ở F2 bằng tích các tỉ lệ của các tính trang hợp thành nó, Menđen đã xác định các tính trạng màu sắc và hình dạng hạt di truyền độc lập với nhau