Bài tập 1 trang 41 SGK Sinh học 12: Nêu điều kiện nghiệm đúng cho quy luật phân li độc lập của Menđen
Quy luật phân li độc lập của Menđen được thiết lập từ kết quả thí nghiệm lai hai cặp tính trạng ở đậu Hà Lan. Quy luật này có thể diễn ra khi thỏa mãn các điều kiện nhất định. Điều kiện nghiệm đúng cho quy luật phân li độc lập của Menđen bao gồm ba yếu tố cơ bản:
Thứ nhất, các tính trạng phải được quy định bởi các cặp gen nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau, tức là các gen này không liên kết với nhau. Điều này có nghĩa là chúng phải nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau hoặc, nếu cùng nằm trên một nhiễm sắc thể, thì khoảng cách giữa chúng phải đủ lớn để không có sự liên kết mạnh mẽ giữa chúng trong quá trình giảm phân.
Thứ hai, quá trình giảm phân phải diễn ra bình thường, tức là mỗi cặp nhiễm sắc thể phân li độc lập với các cặp nhiễm sắc thể khác, tạo ra các giao tử mang các tổ hợp gen khác nhau. Quá trình này đảm bảo rằng trong mỗi giao tử sẽ có một alen của mỗi gen từ mỗi cặp gen mà không có sự ảnh hưởng lẫn nhau.
Thứ ba, quá trình thụ tinh cũng phải xảy ra ngẫu nhiên, không có sự lựa chọn nào giữa các giao tử từ các bố mẹ khác nhau. Điều này đảm bảo rằng các giao tử kết hợp với nhau một cách ngẫu nhiên, không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài, giúp tạo ra sự đa dạng về kiểu gen trong thế hệ sau.
Như vậy, quy luật phân li độc lập của Menđen chỉ thực sự xảy ra khi các gen quy định tính trạng không có sự liên kết mạnh mẽ và khi giảm phân và thụ tinh diễn ra một cách ngẫu nhiên, không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác.
Bài tập 2 trang 41 SGK Sinh học 12: Nêu các điều kiện cần có để khi lai các cá thể khác nhau về hai tính trạng ta thu được đời con có tỉ lệ phân li kiểu hình xấp xỉ 9: 3: 3: 1.
Tỉ lệ phân li kiểu hình xấp xỉ 9: 3: 3: 1 là kết quả điển hình của phép lai giữa hai cá thể dị hợp về hai cặp tính trạng không liên kết với nhau, một trong những kết quả quan trọng của quy luật phân li độc lập của Menđen. Để thu được tỉ lệ phân li kiểu hình này trong đời con, các điều kiện cần có bao gồm các yếu tố sau:
Thứ nhất, phải có hai cặp tính trạng phân li độc lập với nhau. Điều này có nghĩa là các gen quy định các tính trạng này phải nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau hoặc có khoảng cách xa nhau trên cùng một nhiễm sắc thể để không có sự liên kết giữa chúng. Các tính trạng này phải là tính trạng trội, lặn, và di truyền độc lập.
Thứ hai, các cá thể bố mẹ phải mang kiểu gen dị hợp (AaBb), tức là có một alen trội và một alen lặn cho mỗi cặp tính trạng. Ví dụ, một cá thể có kiểu gen AaBb sẽ có khả năng tạo ra bốn loại giao tử khác nhau: AB, Ab, aB, ab. Việc lai hai cá thể như vậy sẽ tạo ra những kiểu gen và kiểu hình ở thế hệ con khác nhau.
Thứ ba, quá trình giảm phân ở các cá thể bố mẹ phải diễn ra bình thường, tức là mỗi cặp gen sẽ phân li độc lập và không có sự kết hợp khác thường giữa các alen trong quá trình tạo giao tử. Điều này giúp đảm bảo rằng các giao tử có sự kết hợp ngẫu nhiên, từ đó tạo ra sự đa dạng trong kiểu gen của thế hệ con.
Thứ tư, khi lai hai cá thể dị hợp AaBb, theo lý thuyết, sẽ tạo ra một thế hệ F1 có kiểu gen đồng hợp hoặc dị hợp cho mỗi cặp gen. Trong F2, sự phân li độc lập của các cặp gen này sẽ dẫn đến tỉ lệ kiểu hình phân li 9: 3: 3: 1, với 9 phần kiểu hình trội cho cả hai tính trạng, 3 phần kiểu hình trội cho một tính trạng và lặn cho tính trạng kia, 3 phần kiểu hình lặn cho một tính trạng và trội cho tính trạng kia, và 1 phần kiểu hình lặn cho cả hai tính trạng.
Bài tập 3 trang 41 SGK Sinh học 12: Làm thế nào để biết được hai gen nào đó nằm trên hai NST tương đồng khác nhau nếu chỉ dựa trên kết quả của các phép lai?
Để xác định hai gen nằm trên hai nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau hay không, ta có thể dựa vào kết quả của các phép lai và phân tích các kiểu phân li của các tính trạng trong thế hệ con. Cụ thể, nếu hai gen nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau, chúng sẽ phân li độc lập trong quá trình giảm phân, và kết quả là các tổ hợp gen mới sẽ xuất hiện trong thế hệ con. Dưới đây là phương pháp chi tiết để xác định điều này:
Thứ nhất, ta cần tiến hành một phép lai giữa hai cá thể dị hợp về hai cặp tính trạng khác nhau. Ví dụ, lai hai cá thể dị hợp về các tính trạng như màu hoa và chiều cao cây (AaBb). Nếu hai gen này nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau, theo quy luật phân li độc lập, kết quả phân li kiểu gen và kiểu hình trong F2 sẽ theo tỉ lệ 9: 3: 3: 1, nghĩa là sẽ có sự xuất hiện của các tổ hợp gen mới mà không có sự liên kết giữa chúng.
Thứ hai, nếu trong kết quả lai, ta thấy xuất hiện các kiểu gen hoặc kiểu hình không có sự phân li độc lập, ví dụ như có sự xuất hiện các tổ hợp kiểu gen giống nhau nhiều hơn so với dự đoán lý thuyết, điều này có thể chỉ ra rằng hai gen này nằm trên cùng một nhiễm sắc thể và có sự liên kết giữa chúng. Trong trường hợp này, tỉ lệ phân li kiểu hình sẽ không theo tỉ lệ 9: 3: 3: 1 mà sẽ khác biệt đáng kể, thể hiện sự liên kết gen.
Thứ ba, ngoài phép lai, ta cũng có thể sử dụng kỹ thuật phân tích liên kết gen trong di truyền học hiện đại để xác định vị trí của các gen trên các nhiễm sắc thể. Tuy nhiên, nếu chỉ dựa vào kết quả của các phép lai, tỉ lệ phân li kiểu hình và kiểu gen trong F2 là cơ sở quan trọng để xác định liệu hai gen có nằm trên các nhiễm sắc thể khác nhau hay không.
Bài tập 4 trang 41 SGK Sinh học 12: Giải thích tại sao lại không thể tìm được 2 người có kiểu gen giống hệt nhau trên Trái Đất. Ngoại trừ trường hợp sinh đôi cùng trứng.
Người ta không thể tìm thấy hai người có kiểu gen giống hệt nhau trên Trái Đất, ngoại trừ trường hợp sinh đôi cùng trứng, do sự kết hợp ngẫu nhiên của các gen từ hai bố mẹ trong quá trình thụ tinh và giảm phân. Mỗi người có một bộ gen riêng biệt nhờ vào các yếu tố sau:
Thứ nhất, trong quá trình giảm phân, mỗi nhiễm sắc thể từ mẹ và bố phân li độc lập và tổ hợp lại trong các giao tử. Vì vậy, mỗi giao tử chỉ chứa một bộ nhiễm sắc thể của bố hoặc mẹ. Khi thụ tinh xảy ra, giao tử từ bố và giao tử từ mẹ kết hợp ngẫu nhiên để tạo ra một hợp tử có kiểu gen duy nhất. Điều này có nghĩa là kiểu gen của mỗi cá thể là kết quả của sự kết hợp ngẫu nhiên giữa các alen từ bố và mẹ.
Thứ hai, ngoài sự kết hợp ngẫu nhiên của các gen trong quá trình giảm phân, còn có sự xuất hiện của các biến dị tổ hợp trong quá trình thụ tinh, do các gen trên các nhiễm sắc thể khác nhau có thể kết hợp theo nhiều cách khác nhau. Điều này làm tăng sự đa dạng của các kiểu gen và kiểu hình ở các thế hệ con.
Thứ ba, ngoại trừ trường hợp sinh đôi cùng trứng (monozygotic twins), khi một hợp tử duy nhất phân chia thành hai phôi, dẫn đến việc sinh ra hai cá thể có kiểu gen giống hệt nhau, mỗi cá thể trên Trái Đất đều có kiểu gen riêng biệt. Ngay cả trong trường hợp sinh đôi cùng trứng, sự biểu hiện của các gen cũng có thể khác nhau do sự ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và các yếu tố di truyền phức tạp.
Bài tập 5 trang 41 SGK Sinh học 12: Hãy chọn phương án trả lời đúng: Quy luật phân li độc lập thực chất nói về...
Quy luật phân li độc lập thực chất nói về sự phân li độc lập của các alen trong quá trình giảm phân. Chính xác hơn, quy luật này giải thích cách các gen quy định các tính trạng di truyền phân li độc lập với nhau trong quá trình tạo giao tử, tạo ra sự đa dạng di truyền. Do đó, phương án trả lời đúng là D. sự phân li độc lập của các alen trong quá trình giảm phân.
Bài tập 3 trang 49 SGK Sinh học 12 Nâng cao:
a) Để giải quyết bài tập này, ta cần phân tích kết quả của phép lai giữa các giống chuột cô bay thuần chủng lông đen, dài và lông trắng, ngắn với nhau. Đầu tiên, khi lai giữa hai giống chuột này, ta sẽ có kiểu gen của P (chuột bố mẹ) là lông đen, dài (BBDD) và lông trắng, ngắn (bbdd). Khi cho chúng giao phối, các F1 sẽ mang kiểu gen dị hợp cho cả hai tính trạng, tức là BbDd. Khi cho chuột F1 giao phối với nhau, ta sẽ có các kiểu gen và kiểu hình phân li theo các tỷ lệ nhất định.
b) Để sinh ra chuột F3 có tỉ lệ kiểu hình 1: 1: 1: 1, ta cần cho chuột F2 có kiểu gen tương ứng với các kiểu hình này, tức là lai các cá thể có kiểu gen dị hợp BbDd.
Bài tập 4 trang 49 SGK Sinh học 12 Nâng cao:
Kết quả lai F2 sẽ gồm các kiểu gen và kiểu hình của các thế hệ con từ phép lai giữa các cá thể dị hợp với các cặp gen liên kết độc lập.
Bài tập 5 trang 49 SGK Sinh học 12 Nâng cao:
Menđen cho rằng màu sắc và hình dạng hạt đậu di truyền độc lập vì tỉ lệ mỗi kiểu hình ở F2 bằng tích xác suất của các tính trạng hợp thành nó.
