SciSimulator
Quay lại thí nghiệm

Lai một tính trạng Mendel Hướng dẫn

Sinh họcNgười mới bắt đầuThời gian đọc: 4 phút

Tổng quan

Tại sao bố mẹ mắt nâu đôi khi lại sinh con mắt xanh? Tại sao cây đậu thân cao lại tạo ra thế hệ con thân thấp? Giữa thế kỷ 19, Gregor Mendel đã vén bức màn bí ẩn về di truyền thông qua các thí nghiệm trên cây đậu Hà Lan. Mô phỏng này tái hiện phép lai một tính trạng, giúp bạn hiểu cách các tính trạng phân ly và các quy luật thống kê đằng sau sự ngẫu nhiên trong di truyền.

Bối cảnh

Năm 1865, tu sĩ người Áo Gregor Mendel đã công bố những phát hiện của mình về sự lai giống ở cây đậu Hà Lan. Trong thời kỳ trước khi phát hiện ra nhiễm sắc thể hay DNA, ông đã sử dụng các phân tích toán học nghiêm ngặt để rút ra các quy luật cơ bản của di truyền học sinh học. Ông phát hiện ra rằng các tính trạng được quyết định bởi các cặp 'nhân tố di truyền' phân ly trong quá trình hình thành giao tử. Phát hiện này, được gọi là Quy luật thứ nhất của Mendel hay Quy luật Phân ly, đã đánh dấu sự ra đời của di truyền học hiện đại.

Khái niệm chính

Alen (Allele)

Một trong các trạng thái khác nhau của cùng một gen, nằm tại cùng một vị trí trên cặp nhiễm sắc thể tương đồng và điều khiển một tính trạng cụ thể. Thường được ký hiệu là AA (trội) và aa (lặn).

Kiểu gen (Genotype)

Tập hợp các gen của một cá thể. Bao gồm các thể đồng hợp (AAAA, aaaa) và thể dị hợp (AaAa).

Kiểu hình (Phenotype)

Các đặc điểm hình thái, sinh lý của một cơ thể sinh vật có thể quan sát được. Trong trường hợp trội hoàn toàn, cả AAAAAaAa đều biểu hiện cùng một kiểu hình trội.

Quy luật Phân ly (Law of Segregation)

Trong quá trình hình thành giao tử, mỗi nhân tố di truyền trong cặp nhân tố di truyền phân ly về một giao tử, nên mỗi giao tử chỉ chứa một nhân tố di truyền của cặp.

Công thức và diễn giải

Tỉ lệ tự thụ phấn của cơ thể dị hợp (Aa×AaAa \times Aa)

Kiểu gen=1AA:2Aa:1aa,Kiểu hıˋnh=3 Trội:1 Lặn\text{Kiểu gen} = 1AA : 2Aa : 1aa, \quad \text{Kiểu hình} = 3 \text{ Trội} : 1 \text{ Lặn}
Đây là tỉ lệ kinh điển nhất trong các thí nghiệm của Mendel. Tỉ lệ tính trạng trội so với tính trạng lặn xấp xỉ 3:13:1.

Các bước thí nghiệm

  1. 1

    Thiết lập P (Thế hệ bố mẹ)

    Chọn kiểu gen cho Bố mẹ 1 và Bố mẹ 2 trong bảng điều khiển. Hãy thử thiết lập mô hình kinh điển 'Aa×AaAa \times Aa'.
  2. 2

    Quan sát sự phân ly giao tử

    Xem sơ đồ ở giữa để quan sát cách mỗi bên bố mẹ tạo ra giao tử AAaa. Xác suất xuất hiện của mỗi loại giao tử là bao nhiêu?
  3. 3

    Xây dựng khung Punnett

    Khung này hiển thị tất cả các kết quả có thể xảy ra từ việc kết hợp giao tử ngẫu nhiên (2×2=42 \times 2 = 4 tổ hợp). Xác suất của mỗi tổ hợp là bao nhiêu?
  4. 4

    Mô phỏng quy mô lớn

    Đặt số lượng đời con N=100N=100 và nhấn 'Chạy mô phỏng'. Quan sát tỉ lệ thực tế của kiểu hình trội và lặn. Có khớp chính xác với dự đoán lý thuyết không? Thử tăng NN lên 20002000 và xem tỉ lệ thay đổi như thế nào. (Gợi ý: Mẫu càng lớn, quy luật càng ____.)

Mục tiêu học tập

  • Nắm vững các định nghĩa về alen, kiểu gen và kiểu hình.
  • Hiểu sâu sắc cơ chế của Quy luật Phân ly (sự phân ly giao tử và thụ tinh ngẫu nhiên).
  • Sử dụng thành thạo khung Punnett để dự đoán tỉ lệ kiểu gen và kiểu hình ở đời con.
  • Nhận thức được mối liên hệ giữa tính ngẫu nhiên trong di truyền và Quy luật số lớn.

Ứng dụng thực tế

  • Tư vấn di truyền: Dự đoán nguy cơ mắc các bệnh di truyền lặn (ví dụ: bệnh Bạch tạng) dựa trên tiền sử gia đình.
  • Chọn giống cây trồng và vật nuôi: Tập hợp các đặc điểm mong muốn (ví dụ: kháng bệnh, năng suất cao) vào một giống duy nhất thông qua lai chọn lọc.
  • Chẩn đoán lâm sàng: Suy luận trạng thái mang gen của một cá thể bằng cách sử dụng sơ đồ phả hệ để hỗ trợ y học chính xác.
  • Xét nghiệm huyết thống DNA: Khoa học pháp y và các dịch vụ xét nghiệm gen cá nhân sử dụng nguyên lý di truyền Mendel để xác định quan hệ huyết thống bằng cách so sánh các alen.
  • Chỉnh sửa gen (CRISPR): Các công nghệ chỉnh sửa gen hiện đại dựa trên nguyên lý di truyền Mendel để sửa đổi các gen cụ thể một cách chính xác.

Sự hiểu lầm phổ biến

Sai
Tính trạng trội luôn là tính trạng phổ biến nhất trong quần thể.
Đúng
Sai. Trội chỉ có nghĩa là alen đó át chế sự biểu hiện của alen lặn. Sự phổ biến của một tính trạng phụ thuộc vào chọn lọc tự nhiên và tần số alen, chứ không phải bản thân tính trội hay lặn. Ví dụ, tật nhiều ngón là tính trạng trội nhưng rất hiếm gặp.
Sai
Thí nghiệm thất bại nếu tỉ lệ đời con không chính xác là 3:13:1.
Đúng
Sai. Di truyền học về bản chất mang tính xác suất. Quy mô mẫu nhỏ dẫn đến sai lệch ngẫu nhiên lớn hơn. Các tỉ lệ lý thuyết chỉ được tiếp cận khi có quy mô mẫu lớn (Quy luật số lớn).

Đọc thêm

Sẵn sàng bắt đầu?

Bây giờ bạn đã nắm được kiến thức cơ bản, hãy bắt đầu thí nghiệm tương tác!