Cơ sở tế bào học của quy luật phân li là sự phân li và tổ hợp của cặp NST tương đồng trong GP và thụ tinh kéo theo sự phân li và tổ hợp của cặp alen do alen nằm trên NST. Để hiểu rõ hơn về điều này, quý bạn đọc có thể tham khảo bài viết dưới đây.
Mục lục bài viết
1. Cơ sở tế bào học là gì?
Cơ sở tế bào học là một nhánh của sinh học nghiên cứu về cấu trúc, chức năng và sự tương tác của các tế bào, đơn vị cơ bản của sự sống. Cơ sở tế bào học bao gồm các lĩnh vực như sinh học phân tử, sinh học phân tử di truyền, sinh học màng, sinh học tế bào gốc, sinh học tế bào ung thư và công nghệ tế bào. Cơ sở khoa học của công nghệ tế bào là dựa trên tính toàn năng của tế bào, khả năng biệt hoá và phản biệt hoá, khả năng phân chia và điều khiển sự biệt hoá bằng thành phần môi trường, trong đó quan trọng nhất là hormone sinh trưởng.
Cơ sở tế bào học dựa trên học thuyết tế bào, là một lý thuyết khoa học miêu tả các tính chất của tế bào cũng như giải thích nguồn gốc của sự sống bắt nguồn từ các tế bào. Học thuyết tế bào có 3 nội dung cơ bản là:
– Tất cả các sinh vật đều được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào.
– Các tế bào là đơn vị cơ sở của sự sống.
– Tất cả các tế bào được sinh ra từ các tế bào trước đó bằng các phân chia tế bào.
Các tế bào có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, như kích thước, hình dạng, chức năng, nguồn gốc và cấu trúc. Các tế bào có cấu trúc đơn giản nhất là vi khuẩn, chỉ gồm màng tế bào và chất tế bào. Các tế bào có cấu trúc phức tạp hơn là các tế bào eukaryote, có nhân tế bào và nhiều loại bào quan khác nhau. Các loại tế bào eukaryote có thể là đơn bào (như nấm men) hoặc đa bào (như thực vật và động vật).
Cơ sở tế bào học có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, như y học, di truyền, sinh hóa, miễn dịch, sinh lý và công nghệ sinh học. Cơ sở tế bào học giúp ta hiểu rõ hơn về cấu trúc và chức năng của các loại tế bào khác nhau, cũng như các quá trình xảy ra trong và giữa các tế bào. Cơ sở tế bào học cũng giúp ta khám phá ra các phương pháp mới để chẩn đoán, phòng ngừa và điều trị các bệnh lý liên quan đến các rối loạn ở cấp độ tế bào.
2. Cơ sở tế bào học của quy luật phân li là gì?
Cơ sở tế bào học của quy luật phân li là sự phân li và tổ hợp của cặp nhân sợi tương đồng trong quá trình giảm phân và thụ tinh. Quy luật phân li được phát hiện bởi nhà thực nghiệm Gregor Mendel khi nghiên cứu sự di truyền của các tính trạng ở đậu Hà Lan. Quy luật này cho biết rằng trong một cặp alen (các biến thể của một gen) qui định một tính trạng, alen nào chiếm ưu thế sẽ được biểu hiện ở thế hệ con, còn alen kém ưu thế sẽ bị ẩn đi. Tuy nhiên, alen kém ưu thế không bị mất đi mà vẫn được giữ lại ở dạng tiềm ẩn và có thể được biểu hiện ở các thế hệ sau nếu kết hợp với alen tương tự. Cơ chế này được giải thích bằng việc mỗi alen nằm trên một nhân sợi tương đồng khác nhau, và khi giảm phân, các nhân sợi này sẽ phân li về các giao tử khác nhau một cách ngẫu nhiên. Khi thụ tinh, các giao tử sẽ kết hợp lại để tạo thành các nhân tử có hai bộ nhân sợi tương đồng, mỗi bộ chứa một alen của một tính trạng. Như vậy, quy luật phân li là cơ sở để hiểu được sự đa dạng và biến đổi của các tính trạng di truyền trong tự nhiên.
3. Yếu tố ảnh hưởng đến cơ sở tế bào học của quy luật phân li:
Các yếu tố ảnh hưởng cơ sở tế bào học của quy luật phân li là:
– Sự tồn tại của cặp NST tương đồng và cặp gen alen trên chúng trong tế bào lưỡng bội.
– Sự phân li của cặp NST tương đồng và cặp gen alen trên chúng trong quá trình giảm phân, tạo ra các loại giao tử khác nhau về kiểu gen.
– Sự kết hợp của các loại giao tử khác nhau qua thụ tinh, tạo ra các thể lai về kiểu gen và kiểu hình.
– Sự át chế của alen trội với alen lặn trong quá trình biểu hiện kiểu hình, dẫn đến tỉ lệ 3 trội : 1 lặn ở thế hệ F2.
Những yếu tố này đã được xác nhận bằng các nghiên cứu tế bào học về cơ chế nguyên phân, giảm phân và thụ tinh, cũng như các thí nghiệm di truyền của Menđen.
4. Ứng dụng của cơ sở tế bào học của quy luật phân li:
Quy luật phân li của Menđen là quy luật di truyền mô tả cách thức các gen alen phân li đồng đều trong quá trình giảm phân và tổ hợp lại qua thụ tinh. Cơ sở tế bào học của quy luật này là như sau:
– Trong tế bào lưỡng bội, NST tồn tại thành từng cặp, do đó gen cũng tồn tại thành từng cặp alen trên cặp NST tương đồng.
– Khi giảm phân tạo giao tử, các NST tương đồng phân li đồng đều về giao tử, kéo theo sự phân li của các gen alen trên nó. Mỗi loại giao tử chỉ mang một alen của một cặp gen.
– Sau đó, sự thụ tinh ngẫu nhiên giữa các giao tử đực và cái mang các alen khác nhau hình thành hợp tử có kiểu gen dị hợp về một hoặc nhiều cặp gen.
Ứng dụng thực tế của quy luật phân li là giúp dự đoán được kiểu gen và kiểu hình của con cháu khi biết kiểu gen của cha mẹ. Quy luật này cũng giải thích được sự đa dạng về kiểu hình của các cá thể trong một quần thể do sự kết hợp ngẫu nhiên của các alen trong quá trình sinh sản.
5. Bài tập về cơ sở tế bào học của quy luật phân li và lời giải:
Bài tập 1: Cho biết các kiểu gen của các alen sau: A, a, B, b, C, c. Giả sử rằng các alen này nằm trên ba cặp nhiễm sắc thể khác nhau và không liên kết với nhau. Hãy viết công thức gen của các kiểu hình sau: ABc, AaBbCc, Aabbcc, aaBbCc.
Lời giải: Các kiểu gen của các alen là: AA, Aa, aa, BB, Bb, bb, CC, Cc, cc. Công thức gen của các kiểu hình là:
– ABc: A-B-cc
– AaBbCc: Aa-Bb-Cc
– Aabbcc: Aa-bb-cc
– aaBbCc: aa-Bb-Cc
Bài tập 2: Cho biết tỉ lệ kiểu hình và tỉ lệ kiểu gen của con cháu thu được từ phép lai giữa hai cá thể có công thức gen như sau: AaBbCc x AaBbCc. Giả sử rằng các alen này nằm trên ba cặp nhiễm sắc thể khác nhau và không liên kết với nhau.
Lời giải: Theo quy luật phân li độc lập của Mendel, tỉ lệ kiểu hình và tỉ lệ kiểu gen của con cháu thu được từ phép lai này là:
– Tỉ lệ kiểu hình: 27 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 1
– Tỉ lệ kiểu gen: 1 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 4 : 2 : 1 : 2 : 1
Bài tập 3: Cho biết tỉ lệ kiểu hình và tỉ lệ kiểu gen của con cháu thu được từ phép lai giữa hai cá thể có công thức gen như sau: AaBb x aaBB. Giả sử rằng các alen này nằm trên hai cặp nhiễm sắc thể khác nhau và không liên kết với nhau.
Lời giải: Theo quy luật phân li độc lập của Mendel, tỉ lệ kiểu hình và tỉ lệ kiểu gen của con cháu thu được từ phép lai này là:
– Tỉ lệ kiểu hình: 1 : 1
– Tỉ lệ kiểu gen: 1 : 1
Bài tập 4: Cho biết tỉ lệ kiểu hình và tỉ lệ kiểu gen của con cháu thu được từ phép lai giữa hai cá thể có công thức gen như sau: AaBbCcDd x AaBbCcDd. Giả sử rằng các alen này nằm trên bốn cặp nhiễm sắc thể khác nhau và không liên kết với nhau.
Lời giải: Theo quy luật phân li độc lập của Mendel, tỉ lệ kiểu hình và tỉ lệ kiểu gen của con cháu thu được từ phép lai này là:
– Tỉ lệ kiểu hình: 81 : 27 : 27 : 27 : 9 : 9 : 9 : 9 : 3 : 3 : 3 : 3 : 3 : 3 : 3 : 3 : 1
– Tỉ lệ kiểu gen: 1 : 4 : 6 : 4 : 1 : 4 : 16 : … (tổng cộng có $4^4 =256$ loại kiểu gen khác nhau)
Bài ập 5: Giả sử một cặp gen Aa ở trên NST đồng bộ, gen A quy định tính trạng màu da, alen A quy định màu da đen, alen a quy định màu da trắng. Hãy cho biết xác suất để con cái của hai cá thể Aa có màu da đen, trắng và hỗn hợp.
Lời giải: Xác suất để con cái có màu da đen là 1/4, xác suất để con cái có màu da trắng là 1/4, xác suất để con cái có màu da hỗn hợp là 1/2.
Bài tập 6: Giả sử một cặp gen Bb ở trên NST không đồng bộ, gen B quy định tính trạng máu, alen B quy định nhóm máu B, alen b quy định nhóm máu O. Hãy cho biết xác suất để con cái của hai cá thể Bb có nhóm máu B, O và AB.
Lời giải: Xác suất để con cái có nhóm máu B là 3/8, xác suất để con cái có nhóm máu O là 1/4, xác suất để con cái có nhóm máu AB là 3/8.
Bài tập 7: Giả sử một cặp gen Cc ở trên NST không đồng bộ, gen C quy định tính trạng mắt, alen C quy định mắt nâu, alen c quy định mắt xanh. Hãy cho biết xác suất để con cái của hai cá thể Cc có mắt nâu, xanh và lục.
Lời giải: Xác suất để con cái có mắt nâu là 3/4, xác suất để con cái có mắt xanh là 1/16, xác suất để con cái có mắt lục là 3/16.
