Đậu Hà Lan có có đặc điểm là tựthụ phấn nghiêm ngặt. MEN ĐEN đã tiến hành giao phấn giữa các giống đậu Hà Lan thuần chủng khác nhau về một cặp tính trạng tương phản bằng cách cắt bỏ nhị từ khi chưa chín ở cây được chọn làm mẹ để ngăn ngừa sự tự thụ phấn.
Khi nhị chín, ông lấy phấn của cây được chọn làm bố rắc vào đầu nhụy của cây được chọn làm mẹ.
F1 tạo thành tiếp tục thụ phấn cho ra F2.
Bảng kết quảthí nghiệm của MEN ĐEN
P F1 F2 Tỉ lệ kiểu hình F2
Hoa đỏx hoa trắng Thân cao x thân lùn Quảlục x quả vàng
100% hoa đỏ 100% thân cao 100% quả lục
705 đỏ: 224 trắng 487 cao: 177 lùn 428 lục: 152 vàng
3 đỏ: 1 trắng 3 cao: 1 lùn 3 lục: 1 vàng
MEN ĐEN nhận thấy tỉ lệ phân li ở F2 đều xấp xỉ 3:1. Để tìm cây trả lời MEN ĐEN cho từng cây F2 tự thụ phấn và phân tích sự phân li ở đời con với từng tính trạngởtừng cây. Ví dụ với tính trạng màu hoa ởF2:
+ Hoa trắng x hoa trắng -> 100% hoa trắng + Hoa đỏ x hoa đỏ: xuất hiện 2 tỉ lệkhác nhau:
1/3 số cây hoa đỏ tự thụ phấn tạo ra đời con 100% hoa đỏ.
2/3 số cây hoa đỏ tự thụ phấn cho đời con phân li theo tỉlệ 3 đỏ: 1 trắng.
MEN ĐEN nhận ra rằng sau tỉ lệ 3 đỏ: 1 trắng, F2 là tỉ lệ 1:2:1 (1 hoa đỏ thuần chủng: 2 hoa đỏ không thuần chủng: 1 hoa trắng thuần chủng).
MEN ĐEN đã lặp lại thí nghiệm với 6 thí nghiệm khác và phân tích một số lượng lớn lai ở đời con đều thu được kết quả tương tự.
II, Giải thích kết quả thí nghiệm
MEN ĐEN đã vận dụng quy luật thống kê xác xuất đểlí giải tỉlệphân li kiểu hình của phép lai:
Mỗi tính trạng (VD: màu hoa, màu quả…) do 1 cặp nhân tố di truyền (NTDI TRUYỀN) hay chính là cặp alen quy định, trong tế bào các NTDI TRUYềN không hòa trộn vào nhau.
MEN ĐEN cho rằng F1 có 1 alen quy định kieur hình trội, 1 alen quy định kiểu hình lặn, và quy ước bằng chữ in hoa với kiểu hình trội, chữ in thường với kiểu hình lặn.
Bố mẹ chỉ truyền cho con (qua giao tử) một trong 2 alen của cập alen.
VD: Cây hoa đỏF1 có cặp alen ta sẽtạo ra 2 loại giao tử1 chứa alen A, một chứa alen a với tỉ lệ bằng nhau.
Quá trình thụ tinh diễn ra hoàn toàn ngẫu nhiên nói cách khác các giao tử khác nhau kết hợp với nhau không phụ thuộc nó mang alen trội hay lặn.
MEN ĐEN đã dùng các chữ cái đểkí hiệu cấu trúc di truyền của các cây đậu trong phép lai của mình như sau:
P: … hoa đỏ x …. Hoa trắng
AA aa
G: A a
F1: Aa Hoa đỏ
F1 x F2: Hoa đỏ x Hoa đỏ
Aa Aa
GF1: 50% A : 50% a 50% A : 50% a F2: 25% AA : 50% Aa : 25% aa
3 Hoa đỏ 1 Hoa trắng
Chú ý:
Cơ thểmang KG chứa các cặp alen tương ứng giống nhau (VD: AA, aa) gọi là thể đồng hợp.
Cơ thể mang KG chứa các cặp alen tương ứng khác nhau (VD: Aa) gọi là thểdị hợp.
Đểkiểm tran giảthuyết của mình: MENĐEN đã tiến hành phép lai gọi là phép lai phân tích (giữa cây F1 có hoa đỏ với cây hoa trắng thuần chủng). Nếu đúng F1
chứ1 alen lặn và 1 alen trội thì chúng tạo ra 2 loại giao tửvới tỉlệ1:1 thìđời con của phép lai phân tích sẽcho ra tỉ lệphân li kiểu hình là 1đỏ: 1 trắng.
Từcác kết quảthuđược MEN ĐEN đưa ra “Quy luật phân ly” với nội dung như sau:
“Mỗi tính trạng do một cặp alen quy định, một có nguồn gốc từbố, một có nguồn gốc từ mẹ. Các alen của bố và mẹ tổn tại trong tế bào của cơ thể con một cách riêng rẽ, không hòa trộn vào nhau. Khi hình thành giao tử, các thành viên của 1 cặp alen phân li đồng đều về các giao tử nên 50% giao tửchứa alen này, 50% số giao tử chứa alen kia”.
III, Cơ sở tế báo học của quy luật phân li
MEN ĐEN đã phát hiện ra sự tương đồng giữa gen và NST như sau:
Trong tế bào sinh dưỡng, các gen và các NST tồng tại thành từng cặp.
Khi giảm phân tạo giao tử, các thành viên của 1 cặp alen phân li đồng đều vềcác giao tử, mỗi NST trong từng cặp NST tương đồng cũng phân li đồng đều về các giao tử.
Từ đó các nhà khoa học cho rằng các gen phải nằm trên NST mỗi gen chiếm 1 vị trí xác định trên NST gọi là lôcut.
IV, Điều kiện nghiệm đúng của quy luật phân li
Số lượng con lai phải đủ lớn.
Sự phân li NST như nhau khi tạo giao tửvà sự kết hợp giữa các giao tửtrong thụ tinh là ngẫu nhiên, các giao tử có sức sống như nhau.
Trội lặn hoàn toàn.
Mởrộng và bổsung:
MEN ĐEN đưa ra quy luật tính trội nói rằng lai hai cây thuần chủng với nhau thì con lai F1 luôn biểu hiện kiểu hình của một trong 2 bố mẹ. Tính trạngởF1 gọi là tính trạng trội.
Tuy nhiên quy luật này không đúng với nhiều tính trạng ở nhiều loài sinh vật khác nhau. Ở F1 đôi khi xuất hiện tính trạng trung gian của bố và mẹ, F1 tự thụ phấn tạo ra tỉ lệ1 trội: q trung gian: 1 lặn gọi là hiện tượng trội không hoàn toàn.
Trong trường hợp này alen trội không át hoàn toàn alen lặn dẫn đến biểu hiện KH trung gian ở cơ thể mang KG dịhợp tứ.
Ta cònđưa ra được khái niệm phép lai phân tích.
“Phép lai phân tích là phép lai giữa các thể mang tính trạng trội cần xác định kết quảvà cá thể mang tính trạng lặn”
Người ta dùng phép lai phân tích đểkiểm tra cơ thểmang tính trạng trội có thuần chủng không.
+ Nếu kết quả phép lai phân tích -> P trội thuần chủng
+ Nếu kết quả phép lai đồng tính -> P trội mang kết quảdị hợp
CHƯƠNG III:
QUY LUẬT PHÂN LI ĐỘC LẬP I, Thí nghiệm của MEN ĐEN
Sau khi nghiên cứu QLDI TRUYềN của từng tính trạng, MEN ĐEN tiếp tục làm các thí nghiệm lai các cây đậu Hà Lan về 2 tính trạng và theo dõi sự di truyền đồng thời hai tính trạng đó.
VD: lai 2 cây đậu Hà Lan thuần chủng khác nhau về tính trạng màu hạt và hình dạng hạt:
Phân tích/c: … Hạt vàng, trơn x …. Hạt xanh, nhẵn
F1: 100% vàng, trơn
F1 tự thụ phấn -> F2: 315 vàng trơn: 108 vàng, nhăn 101 xanh, trơn: 32 xanh, nhăn
Tỉ lệ này xấp xỉ 9:3:3:1. Phân tích riêng tỉ lệ phân li của từng tính trạng ta đều thấy tỉlệ3:1.
Cụ thể: 9 vàng, trơn : 3 vàng, nhăn : 3 xanh, trơn : 1 xanh, nhăn
= (3 vàng : 1 xanh) x (3 trơn : 1 nhăn) II, Giải thích kết quả thí nghiệm
Quy ước: A: hạt vàng B: hạt trơn a: hạt xanh b: hạt nhăn
P: ….AABB x aabb
Vàng, trơn xanh, nhăn
GP: AB ab
F1: AaBb (vàng trơn) F1 tự thụphấn
GF1: AB = Ab = aB = ab = 25%
F2:
GF1 AB Ab aB ab
AB AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb Aabb AaBb Aabb
aB AaBB AaBb AaBB aaBb
ab AaBb Aabb aaBb aabb
Tỉ lệphân tích KH ở F2
9 vàng trơn (A-B-): 3 vàng nhăn (A-bb): 3 xanh trơn (aaB-): 1 xanh nhăn (aabb) Từ đó MEN ĐEN rút ra quy luật “phân li độc lập”.
“Các cặp nhân tố di truyền quy định các tính trạng khác nhau phân li độc lập trong quá trình hình thành giao tử”.
III, Cơ sở tế bao học
Sơ đồphần trên cho thấy mỗi cặp alen quy định một cặp tính trạng nằm trên 1 cặp NST tương đồng.
Sở dĩ có sự di truyền độc lập của từng tính trạng là vì trong quá trình phát sinh giao tử của F1 có sự phân li độc lập của các NST tương đồng dẫn đến sự phân li độc lập của các gen tương ứng tạo nên các loại giao tử khác nhau, với xác suất ngang nhau. Các giao tử này kết hợp ngẫu nhiên với những xác suất ngang nhau trong thụ tinh tạo nên F2.
IV, Điều kiện nghiệm đúng của quy luật PLĐL
Số lượng con lai phải đủ lớn.
Sự phân li NST như nhau khi tạo giao tửvà có sựkết hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong thụ tinh.
Các giao tử có sức sống như nhau.
Trội lặn hoàn toàn.
Mỗi gen nằm trên 1 NST.