Đây là bản xem thử. Phiên bản đầy đủ trong ứng dụng có bài tập, AI chấm ngay và theo dõi tiến độ học.

Bài học

Bài toán chuẩn và bài toán HSG Sinh học

Mục tiêu bài học

Một đề KHTN 9 chuẩn luôn nói thẳng tính trạng nào trội trước khi hỏi em tính tỉ lệ đời con. Một đề HSG thường làm ngược lại: cho em tỉ lệ đời con, rồi bắt em tự suy ra tính trạng nào trội, kiểu gen của bố mẹ ra sao. Sau bài này, em làm được đúng phép suy ngược đó — gọi là **biện luận ngược từ tỉ lệ phân li** — và phân biệt được tỉ lệ nào ứng với kiểu lai nào.
Cần nhớ trước

Em cần nhớ lại: quy luật phân li của Mendel (mỗi cặp gene gồm hai allele, mỗi giao tử chỉ mang một allele, thụ tinh tổ hợp ngẫu nhiên), khái niệm trội hoàn toàn/lặn, và cách viết sơ đồ lai một cặp tính trạng đã học ở Khoa học tự nhiên 9.

Bài toán mở đầu

Đề chuẩn hỏi thế này: *Ở đậu Hà Lan, hoa tím trội hoàn toàn so với hoa trắng. Lai hai cây thuần chủng khác nhau, F1 toàn hoa tím. Cho F1 tự thụ, tính tỉ lệ kiểu hình F2.* Em áp công thức $Aa \times Aa \to 3$ trội $: 1$ lặn, ra ngay $3$ tím $:1$ trắng. Không có gì phải suy nghĩ thêm.

Một đề HSG về đúng cặp tính trạng này có thể viết lại thành: Lai hai dòng thuần chủng khác nhau về một cặp tính trạng, F2 thu được một tỉ lệ nhất định — nhưng đề không nói tính trạng nào trội. Không còn công thức để áp — em phải đọc tỉ lệ, nhận ra nó là "dấu vân tay" của kiểu lai nào, rồi mới suy ngược ra tính trạng trội.

Ý tưởng cốt lõi — đọc tỉ lệ như đọc dấu vân tay

Mỗi kiểu lai một cặp gene để lại một tỉ lệ đặc trưng ở đời con: $Aa \times Aa$ luôn cho $3:1$; $Aa \times aa$ luôn cho $1:1$; còn $AA$ lai với bất kỳ ai cũng cho toàn một kiểu hình (không phân li). Biện luận ngược nghĩa là: rút gọn số liệu đề cho về tỉ lệ đơn giản nhất, so nó với ba "dấu vân tay" này, rồi đọc ngược lại kiểu gen bố mẹ. Phần nào chiếm $3/4$ trong tỉ lệ $3:1$ chính là kiểu hình trội — không phải vì đề nói vậy, mà vì chỉ có kiểu gen dị hợp mới cho tỉ lệ $3:1$, và trong tỉ lệ đó phần trội luôn lớn hơn.
Ví dụ
Ví dụ 1 — Suy tính trạng trội khi đề giấu hoàn toàn thông tin trội-lặn
  1. 1

    Ở cà chua, hình dạng quả do một cặp gene quy định. Lai hai dòng cà chua thuần chủng khác nhau về hình dạng quả, thu được F1. Cho các cây F1 giao phấn với nhau, F2 thu được 900 cây quả tròn và 300 cây quả bầu dục. Đề không cho biết tính trạng nào trội. Xác định tính trạng trội và viết kiểu gen của P, F1.

  2. 2

    Đề chuẩn luôn nói trước "quả tròn trội hoàn toàn so với quả bầu dục" rồi mới hỏi tỉ lệ F2. Ở đây thứ tự bị đảo ngược: biết tỉ lệ F2, phải tự suy ra bên nào trội — không có câu nào trong đề gợi ý sẵn.

  3. 3
    $900:300$ rút gọn thành $3:1$. Đây đúng là dấu vân tay của phép lai $Aa \times Aa$ cho một cặp gene trội-lặn hoàn toàn. Phần chiếm $3/4$ (quả tròn) là kiểu hình trội; phần chiếm $1/4$ (quả bầu dục) là kiểu hình lặn.
  4. 4
    Vì sao chỉ $Aa \times Aa$ mới cho $3:1$? Mỗi cây $Aa$ cho hai loại giao tử $A, a$ với tỉ lệ ngang nhau; tổ hợp ngẫu nhiên khi thụ tinh cho $1AA:2Aa:1aa$ về kiểu gen. Vì $A$ trội hoàn toàn nên $AA$ và $Aa$ cùng biểu hiện kiểu hình trội, gộp lại thành $3$ phần trội trên $1$ phần lặn. Không kiểu lai một cặp gene nào khác cho đúng tỉ lệ này — $Aa \times aa$ cho $1:1$, còn hễ có mặt $AA$ ở một trong hai bên thì đời con không phân li.
  5. 5
    Quy ước $A$ — quả tròn, $a$ — quả bầu dục. Vì tỉ lệ F2 là $3:1$, F1 phải đồng loạt có kiểu gen $Aa$ (quả tròn). Hai dòng P thuần chủng đem lai để cho F1 toàn $Aa$ chỉ có thể là $AA$ (quả tròn) $\times$ $aa$ (quả bầu dục) — vì phép lai giữa hai dòng thuần chủng khác nhau về một cặp tính trạng luôn cho F1 đồng loạt kiểu gen dị hợp.
  6. 6
    F1 ($Aa$) $\times$ F1 ($Aa$) cho F2 lý thuyết $3/4$ tròn : $1/4$ bầu dục. Trên $1200$ cây F2 quan sát được, số tròn lý thuyết $= 1200 \times 3/4 = 900$, số bầu dục lý thuyết $= 1200 \times 1/4 = 300$ — khớp chính xác với số liệu đề bài, không chỉ khớp đại khái.
  7. 7
    Biện luận ngược từ tỉ lệ phân li luôn bắt đầu bằng việc RÚT GỌN tỉ lệ quan sát về dạng đơn giản nhất, rồi so khớp với các tỉ lệ chuẩn đã biết ($3:1$, $1:1$...) trước khi kết luận kiểu lai và tính trạng trội.
  8. 8
    Ta có tỉ lệ F2: $900:300 = 3:1$. $(1)$ Xét $(1)$: đây là tỉ lệ đặc trưng của phép lai $Aa \times Aa$ đối với một cặp gene trội-lặn hoàn toàn, trong đó kiểu hình chiếm $3/4$ là trội. Suy ra quả tròn là tính trạng trội, quả bầu dục là tính trạng lặn; F1 đồng loạt có kiểu gen $Aa$. $(2)$ Do F1 đồng loạt dị hợp, hai dòng P thuần chủng phải là $AA$ (quả tròn) $\times$ $aa$ (quả bầu dục). $(3)$ Kiểm tra lại: từ $(2)$, F1 ($Aa$) $\times$ F1 ($Aa$) $\to$ F2 lý thuyết $3/4$ tròn : $1/4$ bầu dục, ứng với $900$ tròn : $300$ bầu dục trên $1200$ cây — khớp đúng số liệu đề bài. Vậy quả tròn trội hoàn toàn so với quả bầu dục; $P$: $AA$ (tròn) $\times$ $aa$ (bầu dục); F1: $100\%$ $Aa$ (tròn).
Khung Punnett 2×2 cho phép lai Aa × Aa ở Ví dụ 1, minh họa tỉ lệ kiểu gen 1AA:2Aa:1aa.
Hàng và cột là hai loại giao tử A, a mà mỗi cây F1 (Aa) tạo ra. Bốn ô cho tỉ lệ kiểu gen 1AA:2Aa:1aa — vì AA và Aa cùng biểu hiện quả tròn, tỉ lệ kiểu hình gộp lại thành 3 tròn : 1 bầu dục, đúng số liệu 900:300 của Ví dụ 1.
Không phải lúc nào tỉ lệ F2 cũng là nguồn suy luận duy nhất. Khi đề cho biết cả kiểu hình của F1, có thêm một cách đọc trội-lặn khác — và số liệu thật ngoài đời hiếm khi tròn trịa như $900:300$.
Ví dụ
Ví dụ 2 — Số liệu thật của Mendel: tỉ lệ không tròn trịa
  1. 1

    Trong thí nghiệm gốc của Mendel trên đậu Hà Lan, lai hai dòng thuần chủng hoa tím và hoa trắng, F1 thu được 100% hoa tím. Cho F1 tự thụ phấn, F2 thu được 705 cây hoa tím và 224 cây hoa trắng. Số liệu này có phù hợp với quy luật phân li một cặp gene, trội-lặn hoàn toàn không?

  2. 2

    705:224 không rút gọn thành số nguyên đẹp như 900:300. Đây là số liệu thật, luôn có sai số ngẫu nhiên do cỡ mẫu và xác suất thụ tinh — học sinh phải nhận ra tỉ lệ GẦN ĐÚNG với 3:1 chứ không đòi hỏi khớp tuyệt đối.

  3. 3
    $705 / 224 \approx 3{,}15$ — rất gần $3$, đủ để kết luận phù hợp với tỉ lệ lý thuyết $3:1$ của phép lai $Aa \times Aa$ (F1 tự thụ).
  4. 4
    Khác với Ví dụ 1, ở đây đề đã cho biết kiểu hình F1: đồng loạt hoa tím. Theo quy luật đồng tính của Mendel, lai hai dòng thuần chủng khác nhau về một tính trạng luôn cho F1 biểu hiện đồng loạt tính trạng TRỘI — vậy hoa tím trội đã được xác định ngay từ dữ kiện F1, không cần đợi đến tỉ lệ F2. Tỉ lệ F2 xấp xỉ $3:1$ chỉ đóng vai trò xác nhận thêm.
  5. 5
    Quy ước $A$ — hoa tím, $a$ — hoa trắng. $P$: $AA$ (tím) $\times$ $aa$ (trắng) $\to$ F1: $100\%$ $Aa$ (tím), khớp đề. F1 $\times$ F1 (tự thụ): $1AA:2Aa:1aa \to$ tỉ lệ kiểu hình lý thuyết $3$ tím : $1$ trắng. Trên $929$ cây, số tím lý thuyết $\approx 696{,}75$, số trắng lý thuyết $\approx 232{,}25$ — rất gần với $705$ và $224$ quan sát được.
  6. 6

    Có hai nguồn suy luận trội-lặn khác nhau: từ kiểu hình đồng loạt của F1 khi biết cả hai dòng P thuần chủng (như bài này), hoặc từ chính tỉ lệ phân li ở F2 khi không biết kiểu hình bố mẹ ban đầu (như Ví dụ 1). Đề HSG hay chỉ cho MỘT trong hai nguồn này, không cho cả hai cùng lúc.

  7. 7
    Ta có $P$: hai dòng thuần chủng khác nhau về màu hoa, $F1$: $100\%$ hoa tím. $(1)$ Theo quy luật đồng tính, F1 đồng loạt biểu hiện tính trạng trội — suy ra hoa tím trội hoàn toàn so với hoa trắng. $(2)$ Xét tỉ lệ F2: $705:224 \approx 3{,}15:1 \approx 3:1$ — phù hợp với tỉ lệ lý thuyết của phép lai $Aa \times Aa$ khi F1 tự thụ, xác nhận lại kết luận ở $(1)$. Vậy hoa tím trội hoàn toàn so với hoa trắng; $P$: $AA \times aa$; F1: $100\%$ $Aa$; tỉ lệ F2 quan sát được ($705:224$) phù hợp với tỉ lệ lý thuyết $3:1$ trong giới hạn sai số của số liệu thực nghiệm.
Không phải mọi phép lai một cặp gene đều là F1 tự giao phấn. Ví dụ sau cho một tỉ lệ khác hẳn — và cái bẫy phổ biến nhất là áp máy móc công thức $3:1$ cho mọi bài, kể cả khi tỉ lệ đề cho không phải $3:1$.
Ví dụ
Ví dụ 3 — Khi tỉ lệ không phải 3:1: nhận diện phép lai phân tích
  1. 1
    Vẫn ở cà chua với cặp gene hình dạng quả của Ví dụ 1 ($A$ — quả tròn trội, $a$ — quả bầu dục lặn). Đem một cây quả tròn chưa biết kiểu gen lai với một cây quả bầu dục, thu được đời con gồm 152 cây quả tròn và 148 cây quả bầu dục. Cây quả tròn đem lai có kiểu gen gì?
  2. 2
    Đề không hỏi lại tỉ lệ $3:1$ quen thuộc của Ví dụ 1 — tỉ lệ đời con ở đây là $152:148 \approx 1:1$, một dấu vân tay hoàn toàn khác.
  3. 3
    Tỉ lệ $1:1$ không phải của phép lai $Aa \times Aa$. Đây là dấu hiệu của phép lai phân tích $Aa \times aa$ — cây mang tính trạng trội chưa rõ kiểu gen ($AA$ hoặc $Aa$) được lai với một cá thể lặn để kiểm tra kiểu gen của nó.
  4. 4
    Nếu cây quả tròn đem lai là $AA$ (đồng hợp trội), phép lai $AA \times aa$ chỉ cho một loại kiểu gen $Aa$ ở đời con — $100\%$ quả tròn, không có cây bầu dục nào. Điều này trái với số liệu đề bài (148 cây bầu dục). Vậy cây quả tròn đó phải là $Aa$ (dị hợp): phép lai $Aa \times aa$ cho tỉ lệ kiểu gen $1Aa:1aa$, tức kiểu hình $1$ tròn : $1$ bầu dục — đúng khớp $152:148$.
  5. 5
    $152/148 \approx 1{,}03$ — rất gần $1:1$, đủ để kết luận trong giới hạn sai số của số liệu thực nghiệm nhỏ.
  6. 6
    Bảng nhận diện tỉ lệ đời con của một phép lai một cặp gene: $3:1$ báo hiệu $Aa \times Aa$; $1:1$ báo hiệu $Aa \times aa$ (phép lai phân tích với cá thể mang kiểu hình trội chưa rõ kiểu gen); toàn một kiểu hình (không phân li) báo hiệu có ít nhất một bên đồng hợp trội. Việc đầu tiên trước khi viết sơ đồ lai luôn là nhận đúng tỉ lệ đề cho, không mặc định mọi bài đều là $3:1$.
  7. 7
    Ta có tỉ lệ đời con: $152:148 \approx 1:1$. $(1)$ Xét $(1)$: nếu cây quả tròn đem lai đồng hợp $AA$, phép lai $AA \times aa$ chỉ cho $100\%$ $Aa$ (toàn quả tròn) — không phù hợp với số liệu có cây bầu dục. Vậy cây quả tròn đó phải dị hợp $Aa$. $(2)$ Kiểm tra: $Aa \times aa \to 1Aa:1aa$, kiểu hình $1$ tròn : $1$ bầu dục — khớp đúng $152:148$ trong giới hạn sai số. Vậy cây quả tròn đem lai có kiểu gen $Aa$.
Bẫy thường gặp
Ba lỗi hay gặp: kết luận trội-lặn theo thứ tự tính trạng được NHẮC ĐẾN trong đề (không phải căn cứ di truyền học nào cả); đòi số liệu khớp tuyệt đối 3,000:1,000 mới chấp nhận tỉ lệ $3:1$, trong khi số liệu thực nghiệm luôn có sai số ngẫu nhiên; và áp công thức $3:1$ cho MỌI phép lai một cặp gene mà không kiểm tra xem tỉ lệ đề cho có thực sự là $3:1$ hay là một dấu vân tay khác như $1:1$.
Sơ đồ bốn bước của kỹ thuật biện luận ngược từ tỉ lệ phân li.1Quan sát tỉ lệđời conGhi lại số liệu thôđề cho, chưa vội rútgọn.2Rút gọn về tỉ lệđơn giản nhất900:300 hay 705:224đều rút gọn xấp xỉ về3:1; 152:148 rút gọnvề 1:1.3So khớp với cáctỉ lệ chuẩn đãbiết3:1 ứng với Aa×Aa;1:1 ứng với phép laiphân tích Aa×aa.4Suy kiểu gen bốmẹ và xác địnhtrội/lặnNếu là 3:1, phầnchiếm 3/4 là kiểuhình trội.
Ba ví dụ trên đều đi theo đúng bốn bước này — chỉ khác nhau ở tỉ lệ quan sát được và kết luận cuối cùng.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Thử thách

Tóm tắt

Biện luận ngược từ tỉ lệ phân li là kỹ năng mở đầu của cả khóa: rút gọn tỉ lệ đời con đề cho, so nó với các dấu vân tay đã biết ($3:1$ cho $Aa \times Aa$, $1:1$ cho phép lai phân tích $Aa \times aa$), rồi mới suy ngược ra tính trạng trội và kiểu gen bố mẹ. Số liệu thật không bao giờ tròn trịa tuyệt đối — biết chấp nhận sai số nhỏ mà vẫn nhận đúng mẫu hình là một phần của kỹ năng này.

Bài sau trang bị công cụ tính xác suất — quy tắc nhân và quy tắc cộng — để tính nhanh xác suất một kiểu hình cụ thể ở đời con của phép lai nhiều cặp gene, thay vì vẽ bảng Punnett khổng lồ.