Bài học

Ôn nhanh và mở rộng lai một cặp tính trạng

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em nhìn vào tỉ lệ kiểu hình đời con của một phép lai một cặp tính trạng — không cần được cho biết trước là dạng trội gì — mà tự xác định đúng kiểu quan hệ trội-lặn (trội hoàn toàn, trội không hoàn toàn, hay đồng trội), rồi viết đúng kiểu gene của bố mẹ và đời con.

Cần nhớ trước

Em cần nhớ lại: quy luật phân li, tỉ lệ kiểu gene 1:2:1 và kiểu hình 3:1 ở phép lai Aa × Aa khi trội hoàn toàn, cách ký hiệu allele trội/lặn, và phép lai phân tích cơ bản (đã học ở khóa nền tảng Sinh học 9).

So với mức chuẩn: đề chuẩn Lớp 9 chỉ dừng ở phép lai Aa × Aa trong trường hợp trội hoàn toàn, cho ra đúng hai lớp kiểu hình theo tỉ lệ 3:1. Đề HSG không nói trước tính trạng thuộc dạng trội nào — chỉ cho tỉ lệ kiểu hình đời con, và em phải tự suy ra kiểu quan hệ trội-lặn trước khi viết được sơ đồ lai.

Bài toán mở đầu — một tỉ lệ có bao nhiêu lớp kiểu hình?

Một phép lai một cặp tính trạng cho F2 ba lớp kiểu hình rõ rệt, không phải hai. Đề chuẩn chưa từng gặp trường hợp này — bảy hằng đẳng thức về tỉ lệ 3:1 không áp dụng được. Có phải đề sai không? Không. Đây chỉ là một kiểu quan hệ trội-lặn khác với những gì em quen thấy.

Ý tưởng cốt lõi — đếm lớp kiểu hình trước khi viết sơ đồ lai

Trước khi viết bất kỳ sơ đồ lai nào, hãy đếm số lớp kiểu hình ở đời con. Hai lớp theo tỉ lệ 3:1 là dấu hiệu quen thuộc của trội hoàn toàn. Nhưng khi đời con tách thành ba lớp theo tỉ lệ 1:2:1, thể dị hợp không còn giống hệt kiểu hình của bố hoặc mẹ mang allele trội nữa — nó tự mang một kiểu hình riêng. Đó là dấu hiệu của trội không hoàn toàn hoặc đồng trội, và ta cần một manh mối nữa mới phân biệt được hai khả năng này.

Trước khi viết bất kỳ sơ đồ lai nào, hãy **đếm số lớp kiểu hình** ở đời con. Hai lớp theo tỉ lệ 3:1 là dấu hiệu quen thuộc của trội hoàn toàn. Nhưng khi đời con tách thành **ba lớp** theo tỉ lệ 1:2:1, thể dị hợp không còn giống hệt kiểu hình của bố hoặc mẹ mang allele trội nữa — nó tự mang một kiểu hình riêng. Đó là dấu hiệu của trội không hoàn toàn hoặc đồng trội, và ta cần một manh mối nữa mới phân biệt được hai khả năng này.

Ví dụ

Ví dụ 1 — Từ tỉ lệ 1 đỏ : 2 hồng : 1 trắng đến trội không hoàn toàn (hoa mõm chó)

1
Ở hoa mõm chó, cho hai dòng thuần chủng hoa đỏ và hoa trắng giao phấn với nhau, thu được F1 toàn hoa hồng. Cho F1 tự thụ phấn, F2 thu được tỉ lệ 1 đỏ : 2 hồng : 1 trắng. Biện luận kiểu quan hệ trội-lặn và viết sơ đồ lai kiểm chứng.
2
Đề chuẩn chỉ dừng ở phép lai Aa × Aa cho 3:1 — hai lớp kiểu hình, trong đó thể dị hợp mang đúng kiểu hình của bố hoặc mẹ có allele trội. Ở đây F2 có BA lớp kiểu hình, và F1 (thể dị hợp) mang một màu hồng — không giống đỏ, cũng không giống trắng.
3
Đếm số lớp kiểu hình của F2: ba lớp (đỏ, hồng, trắng) theo tỉ lệ 1:2:1, không phải hai lớp theo tỉ lệ 3:1. Ba lớp với tỉ lệ 1:2:1 là dấu hiệu tỉ lệ kiểu hình trùng khớp hoàn toàn với tỉ lệ kiểu gene — đặc điểm riêng của trội không hoàn toàn.
4
Nếu allele quy định hoa đỏ (R) trội HOÀN TOÀN so với allele hoa trắng (r), thể dị hợp Rr phải biểu hiện hệt hoa đỏ, và F2 chỉ có hai lớp kiểu hình theo tỉ lệ 3:1. F2 có ba lớp nghĩa là thể dị hợp biểu hiện một kiểu hình riêng (hồng) — allele trội không lấn át hoàn toàn allele lặn.
5
P: RR (đỏ) × rr (trắng) $\to$ F1: 100% Rr (hồng). F1 × F1: Rr × Rr $\to$ F2: 1 RR (đỏ) : 2 Rr (hồng) : 1 rr (trắng) — khớp đúng tỉ lệ 1:2:1 đề cho, và tỉ lệ kiểu gene trùng tỉ lệ kiểu hình.
P: RR (đỏ) × rr (trắng) $\to$ F1: 100% Rr (hồng). F1 × F1: Rr × Rr $\to$ F2: 1 RR (đỏ) : 2 Rr (hồng) : 1 rr (trắng) — khớp đúng tỉ lệ 1:2:1 đề cho, và tỉ lệ kiểu gene trùng tỉ lệ kiểu hình.
6
Dấu hiệu nhận biết trội không hoàn toàn: F2 có ba lớp kiểu hình theo tỉ lệ 1:2:1, trong đó lớp giữa (thể dị hợp) là một kiểu hình TRUNG GIAN, không giống bất kỳ kiểu hình bố mẹ thuần chủng nào.
7
Ta có F2 xuất hiện ba lớp kiểu hình theo tỉ lệ 1:2:1, khác với tỉ lệ 3:1 hai lớp của trội hoàn toàn. Vì lớp giữa (hồng) không trùng kiểu hình của bố (đỏ) cũng không trùng kiểu hình của mẹ (trắng) nên đây là một kiểu hình trung gian; suy ra tính trạng màu hoa di truyền theo kiểu trội không hoàn toàn. Do đó P thuần chủng có kiểu gene RR (đỏ) và rr (trắng); F1 đồng loạt Rr (hồng); F1 × F1 cho F2 theo tỉ lệ kiểu gene 1 RR : 2 Rr : 1 rr, trùng khớp tỉ lệ kiểu hình 1 đỏ : 2 hồng : 1 trắng đã cho. Vậy tính trạng màu hoa ở hoa mõm chó di truyền theo quy luật trội không hoàn toàn, với kiểu gene P là RR × rr.
Ta có F2 xuất hiện ba lớp kiểu hình theo tỉ lệ 1:2:1, khác với tỉ lệ 3:1 hai lớp của trội hoàn toàn. Vì lớp giữa (hồng) không trùng kiểu hình của bố (đỏ) cũng không trùng kiểu hình của mẹ (trắng) nên đây là một kiểu hình trung gian; suy ra tính trạng màu hoa di truyền theo kiểu trội không hoàn toàn. Do đó P thuần chủng có kiểu gene RR (đỏ) và rr (trắng); F1 đồng loạt Rr (hồng); F1 × F1 cho F2 theo tỉ lệ kiểu gene 1 RR : 2 Rr : 1 rr, trùng khớp tỉ lệ kiểu hình 1 đỏ : 2 hồng : 1 trắng đã cho. Vậy tính trạng màu hoa ở hoa mõm chó di truyền theo quy luật trội không hoàn toàn, với kiểu gene P là RR × rr.

Không phải mọi tỉ lệ 1:2:1 đều là trội không hoàn toàn. Có một kiểu quan hệ trội-lặn khác cũng cho đúng con số này — nhưng thể dị hợp biểu hiện theo một cách hoàn toàn khác.

Ví dụ

Ví dụ 2 — Nhóm máu MN ở người: đồng trội cũng cho tỉ lệ 1:2:1

1
Ở người, nhóm máu hệ MN do một gene với hai allele đồng trội $L^M$ và $L^N$ quy định: kiểu gene $L^ML^M$ biểu hiện nhóm máu M, $L^NL^N$ biểu hiện nhóm máu N, còn $L^ML^N$ biểu hiện ĐỒNG THỜI cả hai kháng nguyên M và N trên hồng cầu — nhóm máu MN. Một cặp vợ chồng đều mang nhóm máu MN sinh con. Tính tỉ lệ kiểu hình nhóm máu ở đời con, và giải thích vì sao đây KHÔNG phải trội không hoàn toàn dù tỉ lệ trông giống Ví dụ 1.
Ở người, nhóm máu hệ MN do một gene với hai allele đồng trội $L^M$ và $L^N$ quy định: kiểu gene $L^ML^M$ biểu hiện nhóm máu M, $L^NL^N$ biểu hiện nhóm máu N, còn $L^ML^N$ biểu hiện ĐỒNG THỜI cả hai kháng nguyên M và N trên hồng cầu — nhóm máu MN. Một cặp vợ chồng đều mang nhóm máu MN sinh con. Tính tỉ lệ kiểu hình nhóm máu ở đời con, và giải thích vì sao đây KHÔNG phải trội không hoàn toàn dù tỉ lệ trông giống Ví dụ 1.
2
Viết sơ đồ lai như một phép lai một cặp gene bình thường: $L^ML^N \times L^ML^N$ . Mỗi bên cho hai loại giao tử $L^M$ , $L^N$ với tỉ lệ 1:1; tỉ lệ kiểu gene đời con là 1 $L^ML^M$ : 2 $L^ML^N$ : 1 $L^NL^N$ — giống hệt cấu trúc số học của Ví dụ 1.
Viết sơ đồ lai như một phép lai một cặp gene bình thường: $L^ML^N \times L^ML^N$. Mỗi bên cho hai loại giao tử $L^M$, $L^N$ với tỉ lệ 1:1; tỉ lệ kiểu gene đời con là 1 $L^ML^M$ : 2 $L^ML^N$ : 1 $L^NL^N$ — giống hệt cấu trúc số học của Ví dụ 1.
3
Điểm khác biệt không nằm ở TỈ LỆ (cả hai đều 1:2:1) mà nằm ở kiểu hình của thể dị hợp. Ở Ví dụ 1, hồng là một màu MỚI, không phải đỏ cộng trắng. Ở đây, MN không phải một kháng nguyên mới — người mang kiểu gene $L^ML^N$ có cả kháng nguyên M lẫn kháng nguyên N cùng biểu hiện trên hồng cầu, đồng thời và trọn vẹn, không pha trộn.
Điểm khác biệt không nằm ở TỈ LỆ (cả hai đều 1:2:1) mà nằm ở kiểu hình của thể dị hợp. Ở Ví dụ 1, hồng là một màu MỚI, không phải đỏ cộng trắng. Ở đây, MN không phải một kháng nguyên mới — người mang kiểu gene $L^ML^N$ có cả kháng nguyên M lẫn kháng nguyên N cùng biểu hiện trên hồng cầu, đồng thời và trọn vẹn, không pha trộn.
4
Đời con theo tỉ lệ 1 nhóm máu M : 2 nhóm máu MN : 1 nhóm máu N.
5
Cách phân biệt nhanh: đọc kỹ MÔ TẢ kiểu hình thể dị hợp trong đề — "màu/dạng trung gian mới" thì là trội không hoàn toàn; "biểu hiện đồng thời cả hai tính trạng bố mẹ" thì là đồng trội. Không thể phân biệt hai kiểu quan hệ này chỉ bằng con số tỉ lệ.
6
Ta có bố và mẹ đều mang kiểu gene $L^ML^N$ (nhóm máu MN). Xét phép lai $L^ML^N \times L^ML^N$ : mỗi bên cho hai loại giao tử $L^M$ , $L^N$ với tỉ lệ 1:1; kết hợp ngẫu nhiên cho đời con theo tỉ lệ kiểu gene 1 $L^ML^M$ : 2 $L^ML^N$ : 1 $L^NL^N$ . Vì hai allele $L^M$ , $L^N$ đồng trội — không allele nào lấn át allele kia — nên kiểu gene $L^ML^N$ biểu hiện đồng thời cả hai kháng nguyên M và N, cho kiểu hình nhóm máu MN, khác với kiểu hình "hồng" trung gian ở Ví dụ 1. Vậy tỉ lệ kiểu hình đời con là 1 nhóm máu M : 2 nhóm máu MN : 1 nhóm máu N, và quan hệ trội-lặn ở đây là đồng trội chứ không phải trội không hoàn toàn.
Ta có bố và mẹ đều mang kiểu gene $L^ML^N$ (nhóm máu MN). Xét phép lai $L^ML^N \times L^ML^N$: mỗi bên cho hai loại giao tử $L^M$, $L^N$ với tỉ lệ 1:1; kết hợp ngẫu nhiên cho đời con theo tỉ lệ kiểu gene 1 $L^ML^M$ : 2 $L^ML^N$ : 1 $L^NL^N$. Vì hai allele $L^M$, $L^N$ đồng trội — không allele nào lấn át allele kia — nên kiểu gene $L^ML^N$ biểu hiện đồng thời cả hai kháng nguyên M và N, cho kiểu hình nhóm máu MN, khác với kiểu hình "hồng" trung gian ở Ví dụ 1. Vậy tỉ lệ kiểu hình đời con là 1 nhóm máu M : 2 nhóm máu MN : 1 nhóm máu N, và quan hệ trội-lặn ở đây là đồng trội chứ không phải trội không hoàn toàn.

Chỉ tỉ lệ có đủ để kết luận không?

Hai ví dụ trên cho đúng cùng một con số 1:2:1 nhưng là hai cơ chế khác nhau. Điều đó dẫn tới một câu hỏi mà đề HSG rất thích khai thác.

Ví dụ

Ví dụ 3 — Chỉ riêng tỉ lệ 1:2:1 có xác định được kiểu quan hệ trội-lặn không?

1
Một đề chỉ cho: "Lai hai cá thể dị hợp về một cặp gene, đời con xuất hiện tỉ lệ kiểu hình 1:2:1." Chỉ với dữ kiện này, có thể kết luận chắc chắn tính trạng di truyền theo kiểu trội không hoàn toàn hay không?
2
Không. Cả trội không hoàn toàn (Ví dụ 1) và đồng trội (Ví dụ 2) đều cho đúng tỉ lệ kiểu gene 1:2:1, và ở cả hai trường hợp mỗi kiểu gene ứng với đúng một kiểu hình riêng — nên tỉ lệ kiểu hình quan sát được cũng luôn là 1:2:1 trong cả hai trường hợp.
3
Tỉ lệ chỉ phản ánh SỐ LƯỢNG kiểu gene phân li ra, không phản ánh CÁCH kiểu gene dị hợp biểu hiện ra kiểu hình. Muốn phân biệt, đề phải mô tả rõ kiểu hình của thể dị hợp là gì.
4
Một đề HSG chuẩn phải kèm theo mô tả kiểu hình (chẳng hạn "hoa màu hồng", hoặc "hồng cầu mang cả hai kháng nguyên"), không chỉ nêu tỉ lệ. Vội kết luận chỉ từ con số là lỗi học sinh hay mắc nhất ở dạng bài này.
5
Quy trình đúng: (1) đếm số lớp kiểu hình; (2) nếu ba lớp theo tỉ lệ 1:2:1, đọc mô tả kiểu hình thể dị hợp để phân biệt trội không hoàn toàn hay đồng trội; (3) nếu đề không mô tả, chỉ có thể kết luận "thể dị hợp biểu hiện kiểu hình riêng, khác cả hai bố mẹ thuần chủng", chưa thể nói chính xác là loại nào.
6
Xét hai khả năng đã học: nếu tính trạng di truyền theo trội không hoàn toàn (Ví dụ 1), kiểu gene dị hợp cho kiểu hình trung gian mới, và tỉ lệ kiểu hình F2 là 1:2:1. Nếu tính trạng di truyền theo đồng trội (Ví dụ 2), kiểu gene dị hợp biểu hiện đồng thời hai kiểu hình bố mẹ, và tỉ lệ kiểu hình đời con cũng là 1:2:1. Do đó, chỉ với dữ kiện tỉ lệ 1:2:1, không đủ căn cứ để phân biệt hai trường hợp. Vậy câu trả lời là KHÔNG — cần thêm mô tả kiểu hình của thể dị hợp mới kết luận được chính xác kiểu quan hệ trội-lặn.
Xét hai khả năng đã học: nếu tính trạng di truyền theo trội không hoàn toàn (Ví dụ 1), kiểu gene dị hợp cho kiểu hình trung gian mới, và tỉ lệ kiểu hình F2 là 1:2:1. Nếu tính trạng di truyền theo đồng trội (Ví dụ 2), kiểu gene dị hợp biểu hiện đồng thời hai kiểu hình bố mẹ, và tỉ lệ kiểu hình đời con cũng là 1:2:1. Do đó, chỉ với dữ kiện tỉ lệ 1:2:1, không đủ căn cứ để phân biệt hai trường hợp. Vậy câu trả lời là KHÔNG — cần thêm mô tả kiểu hình của thể dị hợp mới kết luận được chính xác kiểu quan hệ trội-lặn.

Bẫy thường gặp

Ba lỗi hay gặp: (1) mặc định mọi tỉ lệ 1:2:1 đều là trội không hoàn toàn mà quên khả năng đồng trội; (2) quên rằng một allele gây chết ở trạng thái đồng hợp có thể biến tỉ lệ 3:1 chuẩn thành 2:1 (một lớp kiểu gene bị loại trước khi quan sát được kiểu hình) — luôn kiểm tra tổng số cá thể quan sát có khớp cỡ mẫu lý thuyết hay không; (3) viết kiểu gene P sai chiều trội-lặn khi chưa đếm đủ số lớp kiểu hình.

Bước 3 là bước học sinh hay bỏ qua nhất — chỉ nhìn con số mà không đọc mô tả kiểu hình thể dị hợp, như Ví dụ 3 đã chỉ ra.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Thử thách

Tóm tắt

Trước khi viết sơ đồ lai cho một phép lai một cặp tính trạng, hãy đếm số lớp kiểu hình ở đời con: hai lớp theo 3:1 là trội hoàn toàn; ba lớp theo 1:2:1 là trội không hoàn toàn hoặc đồng trội — và chỉ MÔ TẢ kiểu hình của thể dị hợp mới phân biệt được hai trường hợp này, không phải con số tỉ lệ.

Kỹ năng đếm lớp kiểu hình hôm nay là bước đầu tiên của một phương pháp lớn hơn. Bài sau mở rộng sang phép lai HAI cặp tính trạng, nơi việc đếm lớp và phân tích tỉ lệ trở thành một quy trình bốn bước hoàn chỉnh để suy ngược kiểu gene bố mẹ.