Dưới đây là cách giải chi tiết cho mỗi câu của đề bài.
──────────────────────────────
Câu 1. (Di truyền học đậu Hà Lan)
Biết trong loài đậu Hà Lan:
• Hoa đỏ (do gen A) là hiện tượng trội.
• Hoa trắng (do gen a) là hiện tượng lặn.
Trong quần thể xuất phát có 20 cây đều cho hoa đỏ. Những cây đỏ này có thể là:
– Thuần chủng: AA
– Lẫn gen: Aa
Sau một thời gian tự thụ phấn, thế hệ F₃ thu được mẫu cây có 2 kiểu hình với tỉ lệ 15 cây đỏ : 1 cây trắng. Vì hiện tượng trắng chỉ xuất hiện ở kiểu aa, nên các cây đỏ trong F₃ là hỗn hợp giữa kiểu thuần chủng (AA) và lẫn (Aa).
Nhận xét: Nếu một cây là thuần (AA) thì khi tự thụ phấn sẽ cho con 100% đỏ. Còn nếu cây là lẫn (Aa) thì tự thụ phấn tạo ra con theo tỉ lệ 3 đỏ : 1 trắng.
Giả sử trong quần thể ban đầu có x cây lẫn (Aa) và (20 – x) cây thuần (AA). Khi tự thụ phấn:
– Từ mỗi cây AA: toàn bộ F₃ là đỏ.
– Từ mỗi cây Aa: 1/4 con trắng.
Như vậy, tổng xác suất xuất hiện con trắng trong F₃ là:
(x/20) × 1/4 = 1/16 (vì theo đề, tỉ lệ đỏ: trắng = 15:1 ⟹ trắng chiếm 1/16 tổng số).
Giải phương trình:
(x/20) × 1/4 = 1/16 ⟹ x/80 = 1/16 ⟹ x = 80/16 = 5.
Vậy trong 20 cây ban đầu có 5 cây có kiểu gen lẫn (Aa).
──────────────────────────────
Câu 2. (Lai ở cây lúa)
Đề bài cho 4 phép lai với kết quả biểu hiện của 2 tính trạng:
– Chiều cao: “thân cao” và “thân thấp”
– Hình dạng hạt: “hạt dài” và “hạt tròn”
Giả sử người ta dùng một phép lai “dễ biện luận trội – lặn”, tức là cho rằng mỗi tính trạng chỉ do 1 cặp gen quy định theo quy luật Mendel với kiểu trội – lặn rõ ràng. Tuy nhiên, để “phủ họp” được đầy đủ 4 kiểu hình (tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1 khi lai lẫn hai tính trạng ở F₂), thì điều kiện cần là bố mẹ F₁ phải cùng có kiểu gen lai kép (dị hợp ở cả 2 tính trạng).
Nhận xét từ dữ liệu bảng:
────────────────────────────
Phép lai P1: Bố mẹ: “Thân cao, hạt dài” × “Thân cao, hạt dài”
Kết quả con: chỉ có “Cao dài” và “Cao tròn” (tất cả con đều có cùng chiều cao)
→ Ở phép lai này không cho thấy được sự xuất hiện của kiểu lặn của tính trạng “thân” (tức “thân thấp”), vì vậy không “phủ họp” được mẫu đầy đủ hai tính trạng.
────────────────────────────
Phép lai P2: Bố mẹ: “Thân thấp, hạt dài” × “Thân thấp, hạt tròn”
Kết quả con: có cả “cao” và “thấp” lẫn “dài” và “tròn”, nhưng xét theo tỉ lệ:
– Chiều cao: tổng số “cao” (28+26 = 54) và “thấp” (89+91 = 180) cho tỉ lệ khoảng 1 : 3,
– Hạt: số con với hạt dài (28+89 = 117) và hạt tròn (26+91 = 117) tỉ lệ 1 : 1.
Sự phân li của chiều cao (1 : 3) là phù hợp với kết quả của phép lai Tt × Tt khi đặc điểm lặn (ở đây “cao”) chiếm 1/4 F₂. Tuy nhiên, với hạt thì tỉ lệ 1 : 1 cho thấy bố mẹ không cùng là dị hợp.
────────────────────────────
Phép lai P3: Bố mẹ: “Thân thấp, hạt tròn” × “Thân thấp, hạt dài”
Kết quả con: chỉ có các cây “thấp” (không xuất hiện “cao”), nhưng hạt phân li theo tỉ lệ gần 1 : 1.
Điều này có thể xảy ra khi ở một trong hai tính trạng bố mẹ không dị hợp (ví dụ, nếu cùng đều thuần lại về đặc điểm trội, kết quả sẽ không hiện ra kiểu lặn).
────────────────────────────
Phép lai P4: Bố mẹ: “Thân thấp, hạt dài” × “Thân thấp, hạt dài”
Kết quả con: có cả 4 kiểu hình với số con xấp xỉ theo tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1 (xét theo kết quả: “Cao dài”, “Cao tròn”, “Thấp dài”, “Thấp tròn”).
────────────────────────────
(a) Nếu chỉ dựa vào 1 phép lai dễ biện luận trội – lặn, thì phép lai “phủ họp” nhất là P4. Vì:
– Ở P4, kết quả con cho ra đủ 4 kiểu hình tương ứng với tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1, điều này chỉ xảy ra khi bố mẹ ở đời P₁ đều là dị hợp ở cả hai cặp gen (Tt Ll).
– Phép lai P4 cho ta “đầy đủ” thông tin về cả hai đặc điểm trội – lặn.
(b) Xác định kiểu gen của bố mẹ của các phép lai.
Để giải, ta quy ước:
– Tính trạng chiều cao:
Giả sử: “thân thấp” là hiện tượng trội (ký hiệu T) và “thân cao” là lặn (ký hiệu t).
(Lưu ý: mặc dù thông thường “thân cao” có thể được xem là trội, nhưng từ dữ liệu ở P4, tỉ lệ “thân cao” chiếm khoảng 1/4 F₂ nên nó là kiểu lặn.)
– Tính trạng hình hạt:
Giả sử: “hạt dài” là hiện tượng trội (ký hiệu L) và “hạt tròn” là lặn (ký hiệu l).
Xét các phép lai:
1. Phép lai P1:
Bố mẹ có kiểu biểu hiện “Thân cao, hạt dài”.
– Vì “thân cao” là lặn, nên để biểu hiện lặn thì kiểu gen phải là tự thuần: tt.
– Con cho tỉ lệ hạt: 3 phần hạt dài, 1 phần hạt tròn → điều này xảy ra khi bố mẹ dị hợp ở chất L, tức Lai tự: Ll × Ll.
=> Như vậy, bố mẹ P1 có kiểu gen: tt Ll.
2. Phép lai P2:
Bố mẹ:
• Một cá thể “Thân thấp, hạt dài”.
– Biểu hiện “thân thấp” (trội) nên kiểu gen có thể là TT hoặc Tt. Nhưng vì con lai cho thấy có sự phân li ở tính trạng chiều cao (có con “thân cao” xuất hiện chiếm khoảng ¼ F₂), thì cả bố và mẹ phải có góp phần “t” (để tạo con tt).
– Do đó cá thể này là dị hợp: Tt.
– Về hạt: biểu hiện “hạt dài” nhưng cho phép lai với “hạt tròn” (lặn) với tỉ lệ 1:1 khi lai với cá thể lặn, nên cá thể này có kiểu Ll.
=> Cá thể này: Tt Ll.
• Cá thể kia “Thân thấp, hạt tròn”.
– Với “thân thấp”, để khó xuất hiện con “thân cao” trong giao phối, phải có gen trội đầy đủ nên cũng là Tt (vì nếu là TT thì lai với Tt sẽ không cho con tt); trong thực tế, tỉ lệ con “thân cao” xuất hiện khi các bố mẹ cùng dị hợp là 1/4.
– Về hạt, “hạt tròn” là lặn nên kiểu gen: ll.
=> Cá thể này: Tt ll.
=> Vậy, P2: Tt Ll × Tt ll.
3. Phép lai P3:
Bố mẹ:
• Một cá thể “Thân thấp, hạt tròn”:
– Để biểu hiện “thân thấp” (trội) có thể là TT hoặc Tt. Ở phép lai này, con chỉ có “thân thấp” (không có con “thân cao”), nên ít nhất một bố/mẹ phải tự thuần về đặc điểm trội (TT) để “chiếm” toàn bộ giao tử.
– Về hạt, “hạt tròn” → kiểu ll.
=> Giả sử cá thể này: TT ll.
• Cá thể kia “Thân thấp, hạt dài”:
– Với “thân thấp”, có khả năng là dị hợp để có thể góp phần tạo ra con khác về hạt; chọn: Tt.
– Với “hạt dài” → có khả năng dị hợp Ll để cho ra tỉ lệ 1:1 khi lai với ll.
=> Cá thể này: Tt Ll.
=> Vậy, P3: TT ll × Tt Ll.
(Lưu ý: Khi lai TT với Tt, tất cả giao tử về chiều cao mang T nên con đều “thân thấp”, phù hợp với dữ liệu.)
4. Phép lai P4:
Bố mẹ biểu hiện “Thân thấp, hạt dài”. Để cho ra tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1 trong F₂, cả hai phải dị hợp ở cả 2 cặp gen.
=> Cả hai cá thể: Tt Ll.
=> Vậy, P4: Tt Ll × Tt Ll.
──────────────────────────────
Tổng hợp đáp án:
Câu 1: Có 5 cây trong số 20 cây ban đầu có kiểu gen lẫn (không thuần chủng – Aa, tương đương với ký hiệu ở bài là “Aa”, nhưng ở đậu thì quy ước thường dùng chữ hoa khác; điểm chính là số lượng = 5).
Câu 2:
(a) Phép lai phủ họp nhất là P4, vì chỉ ở phép lai này, khi cả bố mẹ đều dị hợp Tt Ll, ta thu được tỉ lệ 9 : 3 : 3 : 1 ở đời F₂, thể hiện đầy đủ 4 kiểu hình cho cả hai tính trạng.
(b) Kiểu gen của bố mẹ từng phép lai là:
– P1: tt Ll × tt Ll.
– P2: Tt Ll × Tt ll.
– P3: TT ll × Tt Ll.
– P4: Tt Ll × Tt Ll.
Lưu ý: Ở bài này, người soạn giả quy định “thân thấp” là dị hợp của tính trạng trội (T) và “thân cao” là lặn (t), còn “hạt dài” là trội (L) và “hạt tròn” là lặn (l).
Hy vọng lời giải trên đã giúp bạn hiểu rõ quá trình giải bài.