Trong di truyền học, quy luật phân ly độc lập đóng vai trò quan trọng trong việc giải thích sự di truyền của các tính trạng. Bài viết này sẽ đi sâu vào phương pháp giải các bài tập di truyền liên quan đến phân ly độc lập, đặc biệt khi xét đến n cặp gen dị hợp.
1. Xác Định Loại Giao Tử
Ở cấp độ tế bào, quá trình giảm phân tạo ra các giao tử.
- Tế bào sinh dục đực giảm phân cho 2 loại giao tử.
- Tế bào sinh dục cái giảm phân cho 1 tế bào trứng.
Hình ảnh minh họa quá trình giảm phân tạo giao tử đực (2 loại) và giao tử cái (1 loại) giúp người đọc hình dung rõ ràng hơn về số lượng giao tử được tạo ra.
a) Xác Định Số Lượng Giao Tử
Khi xét đến n cặp gen dị hợp, và các gen này nằm trên các nhiễm sắc thể (NST) khác nhau (phân ly độc lập), số loại giao tử tối đa được tạo ra là 2n, với tỉ lệ ngang nhau.
Ví dụ:
- Kiểu gen Aa (1 cặp dị hợp) → 21 = 2 loại giao tử: A và a.
- Kiểu gen AaBbDd (3 cặp dị hợp) → 23 = 8 loại giao tử.
- Kiểu gen AabbDdeeff (2 cặp dị hợp) → 22 = 4 loại giao tử.
b) Cách Xác Định Thành Phần Giao Tử
Thành phần các giao tử của thể dị hợp có thể được xác định bằng sơ đồ phân nhánh. Mỗi alen được xếp về một nhánh, và giao tử là tổng hợp các alen trên mỗi nhánh từ gốc đến ngọn.
c) Xác Định Tỉ Lệ Giao Tử
Trong điều kiện các gen phân ly độc lập, tỉ lệ mỗi loại giao tử bằng tích tỉ lệ của các alen có trong giao tử đó.
Ví dụ: Cơ thể có kiểu gen AaBbccDd giảm phân bình thường. Tỉ lệ giao tử abcd là bao nhiêu?
- Tỉ lệ giao tử a của cặp gen Aa là 1/2.
- Tỉ lệ giao tử b của cặp gen Bb là 1/2.
- Tỉ lệ giao tử c của cặp gen cc là 1.
- Tỉ lệ giao tử d của cặp gen Dd là 1/2.
→ Tỉ lệ giao tử abcd là (1/2) x (1/2) x 1 x (1/2) = 1/8
Hình ảnh sơ đồ phân nhánh giúp người đọc dễ dàng hình dung cách xác định thành phần giao tử từ các cặp gen dị hợp.
2. Tính Số Tổ Hợp, Kiểu Gen, Kiểu Hình Ở Thế Hệ Lai
1. Số kiểu tổ hợp:
Số kiểu tổ hợp = Số giao tử đực × Số giao tử cái
Lưu ý: Khi biết số kiểu tổ hợp, ta có thể suy ra số cặp gen dị hợp trong kiểu gen của bố mẹ.
Ví dụ: Xét phép lai 
AaBbDDEe x 
AabbDdEe
a) Xác định số giao tử đực và cái.
b) Tính số tổ hợp ở đời con.
Giải:
a) AaBbDDEe (3 cặp dị hợp, 1 cặp đồng hợp) → 23 = 8 loại giao tử.
AabbDdEe (2 cặp dị hợp, 2 cặp đồng hợp) → 22 = 4 loại giao tử.
b) Số tổ hợp ở đời con là 23 x 22 = 25 = 32.
2. Số loại kiểu hình và kiểu gen:
Trong điều kiện phân ly độc lập:
- Số loại kiểu gen = Tích số loại kiểu gen của từng cặp gen.
- Số loại kiểu hình = Tích số loại kiểu hình của các cặp tính trạng.
Ví dụ: Cho biết mỗi tính trạng do một gen quy định, A quy định hạt vàng, a quy định hạt xanh, B quy định hạt trơn, b quy định hạt nhăn, D quy định thân cao, d quy định thân thấp. Xét phép lai AabbDd x AaBbdd, đời con có bao nhiêu kiểu gen và kiểu hình?
Giải:
Xét từng phép lai:
| Cặp gen | Tỉ lệ KG riêng | Số KG | Tỉ lệ KH riêng | Số KH |
|---|---|---|---|---|
| Aa x Aa | 1AA:2Aa:1aa | 3 | 3 vàng : 1 xanh | 2 |
| bb x Bb | 1Bb:1bb | 2 | 1 trơn : 1 nhăn | 2 |
| Dd x dd | 1Dd:1dd | 2 | 1 cao : 1 thấp | 2 |
- Số KG = 3 x 2 x 2 = 12.
- Số KH = 2 x 2 x 2 = 8.
Hình ảnh minh họa cách tính số kiểu gen và kiểu hình ở đời con dựa trên quy luật phân ly độc lập.
III. Xác Định Tỉ Lệ Phân Ly Kiểu Hình, Kiểu Gen Ở Đời Con
- Tỉ lệ kiểu gen của phép lai = Tích tỉ lệ phân ly kiểu gen của các cặp gen.
- Tỉ lệ kiểu hình = Tích tỉ lệ phân ly kiểu hình của các cặp tính trạng.
- Tỉ lệ của một kiểu hình = Tích tỉ lệ của các cặp tính trạng có trong kiểu hình đó.
Ví dụ: Xét phép lai AaBbCcDdEe x aaBbccDdee. Các gen quy định các tính trạng khác nhau nằm trên các NST tương đồng khác nhau, gen trội là trội hoàn toàn.
- Tỉ lệ đời con có kiểu hình trội về tất cả 5 tính trạng là bao nhiêu?
- Tỉ lệ đời con có kiểu hình giống mẹ là bao nhiêu?
- Tỉ lệ đời con có kiểu gen giống bố là bao nhiêu?
Giải:
Xét từng cặp gen riêng rẽ:
| Cặp gen | Tỉ lệ KG | Tỉ lệ KH |
|---|---|---|
| Aa x aa | 1/2 Aa : 1/2 aa | 1/2 trội : 1/2 lặn |
| Bb x Bb | 1/4 BB : 2/4 Bb : 1/4 bb | 3/4 trội : 1/4 lặn |
| Cc x cc | 1/2 Cc : 1/2 cc | 1/2 trội : 1/2 lặn |
| Dd x Dd | 1/4 DD : 2/4 Dd : 1/4 dd | 3/4 trội : 1/4 lặn |
| Ee x ee | 1/2 Ee : 1/2 ee | 1/2 trội : 1/2 lặn |
- Tỉ lệ KH trội về tất cả 5 tính trạng = (1/2) x (3/4) x (1/2) x (3/4) x (1/2) = 9/128
- Tỉ lệ KH giống mẹ = (1/2) x (3/4) x (1/2) x (3/4) x (1/2) = 9/128
- Tỉ lệ KG giống bố = (1/2) x (2/4) x (1/2) x (2/4) x (1/2) = 4/128 = 1/32
IV. Xác Định Kiểu Gen, Kiểu Hình Của P Khi Biết Tỉ Lệ Kiểu Hình Của Đời Con
Xác định tỉ lệ cá thể mang kiểu hình lặn có thể suy ra kiểu gen của bố mẹ.
Cách giải:
- Xác định tỉ lệ kiểu hình lặn ở đời con.
- Xác định tỉ lệ giao tử lặn ở hai bên bố mẹ.
- Xác định kiểu gen của cơ thể bố mẹ.
Ví dụ: Ở đậu Hà Lan, gen A quy định quả vàng trội hoàn toàn so với alen a quy định quả xanh. Cho lai đậu Hà Lan quả vàng với nhau, thu được tỉ lệ kiểu hình 3 vàng : 1 xanh.
- Xác định kiểu gen của bố mẹ đem lai.
- Nếu kết quả cho tỉ lệ 1 quả vàng : 1 quả xanh thì kiểu gen và kiểu hình của bố mẹ phải như thế nào?
Giải:
-
P: A- x A- ; F1: 3 vàng (A-) : 1 xanh (aa)
- F1 có quả xanh → Tỉ lệ kiểu hình lặn (aa) = 1/4 = 1/2 a x 1/2 a
- Bố mẹ đều tạo giao tử a với tỉ lệ 1/2 → Kiểu gen của bố mẹ là Aa.
-
Tỉ lệ 1 vàng : 1 xanh → Lai phân tích → Kiểu gen, kiểu hình của P là Aa (quả vàng) và aa (quả xanh).
Nắm vững các nguyên tắc và phương pháp trên, bạn sẽ có thể giải quyết hiệu quả các bài tập di truyền về phân ly độc lập với n cặp gen dị hợp, từ đó hiểu sâu hơn về cơ chế di truyền của các tính trạng.
