Menđen tiến hành thí nghiệm trên đậu Hà Lan
từ năm 1856 đến năm 1863 trên mảnh vườn nhỏ (rộng 7m, dài 35m) trong tu viện.
Ông đã trồng khoảng 37.000 cây, tiến hành lai 7 cặp tính trạng trên 22 giống đậu,
trong 8 năm liền, phân tích trên một vạn cây lai và chừng 300.000 hạt.
Đột biế số
lượng NST
Phương pháp
nghiên cứu di truyền học của Menđen
Phương pháp
nghiên cứu và Menđen sử dụng được gọi
là phương pháp lai và phân tích đặc điểm di truyền của các thế hệ lai. Trình tự
tiến hành theo các bước cơ bản sau:
Menđen tách riêng từng cặp tính trạng để khảo
sát sự di truyền qua các thế hệ; Tạo dòng thuần chủng về từng tính trạng bằng
cách cho tự thụ phấn qua nhiều thế hệ.
Chọn từng cặp
bố, mẹ thuần chủng có tính trạng tương phản cho lai với nhau để tạo đời con
($F_1$). Tiếp tục cho các cây lai $F_1$ tự thụ phấn để tạo đời con ($F_2$) và
tiếp tục cho các cây lai $F_2$ tự thụ phấn để tạo đời con ($F_3$).
Thu thập kết
quả lai ở các thế hệ lai; sử dụng toán xác suất để phân tích các kết quả lai ở
các đời $F_1, F_2, F_3$.
Đưa ra giả
thuyết để giải thích kết quả thu thập được.
Làm thí nghiệm
kiểm chứng các giả thuyết đã nêu.
Thí nghiệm
lai một tính trạng của Menđen
- P: Đậu hạt
vàng (tc) x đậu hạt xanh (tc) $\to F_1$
100% đậu hạt vàng.
- Cho các
cây $F_1$ tự thụ phấn $\to F_2$ 75% vàng : 25% xanh
- Cho từng
cây ở $F_2$ tự thụ phấn và phân tích sự phân
ly ở đời con:
Cây xanh
$F_2$ tự thụ phấn $\to F_3$: 100% đậu hạt xanh $\to$ đậu hạt xanh thuần chủng.
1/3 cây vàng
$F_2$ tự thụ phấn $\to F_3$: 100% đậu hạt vàng $\to$ đậu hạt vàng thuần chủng.
2/3 cây vàng
$F_2$ tự thụ phấn $\to F_3$: 75% đậu hạt vàng : 25% đậu hạt xanh $\to$ đậu hạt
vàng lai.
Vậy ở $F_2$
có 1/4 vàng thuần chủng : 2/4 vàng không thuần chủng : 1/4 xanh thuần chủng
Giải thích kết
quả lai của Menđen
Menđen nêu giả thuyết về sự phân ly
và tổ hợp của các "cặp nhân tố di truyền" (còn gọi là giả thuyết
giao tử thuần khiết) và đã giải thích thành công kết quả phân tích (1 : 2 : 1) ở
đời $F_2$.
Ông cho rằng:
mỗi tính trạng được quy định bởi "cặp nhân tố di truyền" (ngày nay gọi
là cặp alen); trong tế bào nhân tố di truyền tồn tại thành từng cặp, không hòa
lẫn vào nhau.
Khi tạo giao
tử, cơ thể lai $F_1$ có cặp nhân tố di truyền không giống nhau sẽ phân ly, mỗi giao tử chỉ mang một cặp
nhân tố di truyền, đã tạo ra 2 loại giao tử (gọi là giao tử thuần khiết) với
xác suất ngang nhau.
Khi thụ
tinh, các giao tử kết hợp ngẫu nhiên với nhau làm cho cặp nhân tố di truyền được
tổ hợp lại.
Nội dung quy luật phân ly
Giả thuyết của
Menđen đã khái quát thành "quy luật phân ly":
Mỗi tính trạng
của cơ thể do một cặp nhân tố di truyền (cặp alen) quy định, một có nguồn gốc từ
bố, một có nguồn gốc từ mẹ. Do sự phân
ly đồng đều của cặp nhân tố di truyền này nên mỗi giao tử chỉ chứa một nhân
tố của cặp với tỷ lệ ngang nhau.
Cơ sở tế bào
học của quy luật phân ly
Các nghiên cứu
tế bào học cuối thế kỷ XIX về nguyên phân, giảm phân, thụ tinh, các nhà khoa học
nhận thấy sự tương đồng giữa gen và nhiễm sắc thể như sau:
Gen nằm trên
NST
Cơ sở tế bào
học của quy luật phân ly
Trong tế bào
sinh dưỡng, các gen luôn tồn tại thành từng cặp và các nhiễm sắc thể cũng tồn tại
thành từng cặp.
Khi giảm
phân tạo giao tử, các gen ở mỗi cặp alen phân
ly đồng đều về các giao tử, mỗi NST trong từng cặp NST tương đồng cũng phân ly đồng đều về các giao tử. Do đó
các nhà khoa học cho rằng các gen phải nằm trên nhiễm sắc thể.
Sự tổ hợp lại
của các giao tử đực và các giao tử cái ở bố và mẹ trong thụ tinh là cơ sở tế
bào học của sự di truyền các tính trạng.
* Khi $F_1$
tạo giao tử, cặp alen Aa phân ly tạo
2 loại giao tử: giao tử mang alen A và giao tử mang alen a (giao tử thuần khiết)
có tỉ lệ ngang nhau.
* Qua thụ
tinh, sự kết hợp ngẫu nhiên của 2 loại giao tử đực và 2 loại giao tử cái của
$F_1$ đã tạo ra $F_2$ có tỷ lệ kiểu gen (KG) là 1AA : 2Aa : 1aa.
Đăng nhận xét