MasterSchool

Khoa học tự nhiên lớp 9 · KNTT · Chương 12

Lý thuyết KHTN 9 Bài 36: Khái quát về di truyền học

Chương 12: Di truyền học Mendel. Cơ sở phân tử của hiện tượng di truyền · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Khoa học tự nhiên 9 Bài 36: Khái quát về di truyền học theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm, sơ đồ thí nghiệm minh hoạ, bảng so sánh và câu hỏi trắc nghiệm tự luận có lời giải chi tiết.

Lớp

1. Di truyền

- Khái niệm: Di truyền là hiện tượng truyền đạt các tính trạng của bố mẹ, tổ tiên cho các thế hệ con cháu.

- Ví dụ: Bố mẹ đều thuận tay phải, con sinh ra thuận tay phải; bố mẹ đều có nhóm máu A, con sinh ra có nhóm máu A; cây bố mẹ đều hoa đỏ, các cây con có hoa đỏ;…

2. Biến dị

- Khái niệm: Biến dị là hiện tượng con sinh ra có các đặc điểm khác nhau và khác bố mẹ.

- Ví dụ: Bố mẹ đều thuận tay phải, con sinh ra thuận tay trái; bố mẹ đều có nhóm máu A, con sinh ra có nhóm máu O; cây bố mẹ đều hoa đỏ, các cây con có hoa trắng;…

3. Di truyền học

- Khái niệm: Di truyền học là khoa học nghiên cứu về tính di truyền và biến dị ở các sinh vật.

- Gene được xem là trung tâm của di truyền học do gene quy định sự di truyền và biến dị ở sinh vật.

Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)
Hình 1: Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)

Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)
Hình 1: Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)

Gene là trung tâm của di truyền học

II - MENDEL - NGƯỜI ĐẶT NỀN MÓNG CHO DI TRUYỀN HỌC

Grego Johann Mendel (1822 - 1884) là người đầu tiên vận dụng phương pháp khoa học vào việc nghiên cứu di truyền.

1. Thí nghiệm của Mendel

a. Đối tượng nghiên cứu

- Mendel đã chọn đậu hà lan (Pisum sativum) là đối tượng nghiên cứu chính.

Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)
Hình 2: Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)

Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)
Hình 2: Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)

Các cặp tính trạng tương phản của cây đậu hà lan được Mendel nghiên cứu

- Những đặc điểm thuận lợi của đậu hà lan trong nghiên cứu di truyền:

+ Thụ phấn nghiêm ngặt → dễ tạo dòng thuần và thực hiện các phép lai theo ý muốn.

+ Các tính trạng biểu hiện có sự tương phản → dễ theo dõi.

+ Vòng đời ngắn → nhanh có kết quả, ít chi phí.

+ Số lượng đời con lớn → các kiểu hình có cơ hội biểu hiện.

- Đặc điểm khác biệt giữa các cá thể đậu hà lan như màu hoa, màu hạt, hình dạng hạt,... được Mendel gọi là tính trạng.

- Những trạng thái biểu hiện trái ngược nhau của một loại tính trạng như hạt vàng, hạt xanh,... được gọi là tính trạng tương phản.

b. Các bước tiến hành thí nghiệm

- Các bước tiến hành các thí nghiệm của Mendel:

+ Bước 1: Tạo dòng thuần chủng về từng tính trạng sau đó cho giao phấn giữa các dòng thuần chủng.

+ Bước 2: Theo dõi sự di truyền của từng cặp bố mẹ đem lai ở các đời con F1, F2, F3,…

+ Bước 3: Thống kê phân tích số liệu thu được để đưa ra giả thuyết nhằm giải thích kết quả.

+ Bước 4: Dùng phép lai kiểm nghiệm để kiểm tra các giả thuyết, từ đó, rút ra các quy luật di truyền.

- Ví dụ: Thí nghiệm của Mendel về tính trạng màu hoa ở cây đậu hà lan.

+ Tiến hành thí nghiệm:

Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)
Hình 3: Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)

Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)
Hình 3: Khái quát về di truyền học (KHTN 9 Kết nối tri thức Bài 36)

Thí nghiệm của Mendel về tính trạng màu hoa ở cây đậu hà lan

+ Kết quả: Ở đời F1: 100% cây hoa tím. Ở đời F2: 3 cây hoa tím : 1 cây hoa trắng.

+ Giải thích kết quả thí nghiệm:

Ở thế hệ F1 và F2 không xuất hiện dạng màu hoa pha trộn giữa hoa tím và hoa trắng. Như vậy, tính trạng hoa tím di truyền không hòa trộn vào tính trạng hoa trắng.

Yếu tố quy định tính trạng hoa trắng (ở thế hệ P) không biến mất trong phép lai vì F2 vẫn xuất hiện hoa trắng.

→ Như vậy, nhân tố quy định hoa trắng bị che khuất khi đứng cạnh nhấn tố quy định hoa tím, hoa tím là tính trạng trội, hoa trắng là tính trạng lặn.

+ Hình thành giải thuyết: Mendel cho rằng mỗi tính trạng do một cặp nhân tố di truyền quy định (sau này gọi là gene), mỗi nhân tố di truyền là một allele, các nhân tố di truyền không hoà trộn vào nhau.

2. Ý tưởng của Mendel về nhân tố di truyền

- Nhân tố di truyền chính là gene hay allele tồn tại trong nhân tế bào, quy định tính trạng của cơ thể sinh vật.

- Mendel cho rằng mỗi tính trạng do một cặp nhân tố di truyền (ngày nay gọi là cặp gene hay cặp allele, kí hiệu bằng cùng một chữ cái) quy định; các nhân tố di truyền không pha trộn vào nhau.

→ Ý tưởng về nhân tố di truyền của Mendel là cơ sở cho những nghiên cứu về gene sau này.

III - MỘT SỐ THUẬT NGỮ VÀ KÍ HIỆU DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU DI TRUYỀN

1. Một số thuật ngữ

Thuật ngữ

Định nghĩa

Ví dụ

Tính trạng

Là đặc điểm về hình thái, cấu tạo, sinh lí của một cơ thể.

Một số tính trạng ở cây đậu hà lan: màu hoa, màu hạt, hình dạng hạt, hình dạng quả, vị trí mọc hoa, chiều cao cây,…

Tính trạng tương phản

Là hai trạng thái biểu hiện trái ngược nhau của cùng một loại tính trạng.

Màu hoa tím và màu hoa trắng, hạt vàng và hạt xanh, hạt nhăn và hạt trơn, thân cao và thân thấp,…

Tính trạng trội

Là tính trạng biểu hiện ra kiểu hình khi có kiểu gene đồng hợp trội hoặc dị hợp.

Một số tính trạng trội trong thí nghiệm của Mendel: thân cao, hoa tím, hạt trơn, hạt vàng,…

Tính trạng lặn

Là tính trạng chỉ được biểu hiện ra kiểu hình khi có kiểu gene đồng hợp lặn.

Một số tính trạng lặn trong thí nghiệm của Mendel: thân thấp, hoa trắng, hạt nhăn, hạt xanh,…

Nhân tố

di truyền

Tồn tại thành từng cặp trong nhân tế bào, không hoà trộn vào nhau, quy định tính trạng của cơ thể sinh vật. Nhân tố di truyền chính là gene hay allele.

Tính trạng màu hoa được quy định bởi cặp nhân tố di truyền A – quy định hoa tím, a – quy định hoa trắng,…

Kiểu hình

Là tổ hợp toàn bộ tính trạng của cơ thể sinh vật. Trên thực tế, khi nói đến kiểu hình của một cơ thể, người ta chỉ xét đến một vài tính trạng quan tâm.

Cây đậu có kiểu hình: hoa tím, hạt vàng, thân cao,…

Kiểu gene

Là tổ hợp toàn bộ gene trong tế bào của cơ thể sinh vật. Trên thực tế, khi nói đến kiểu gene của một cơ thể, người ta chỉ xét một vài cặp gene liên quan đến các tính trạng được quan tâm.

Cây đậu có kiểu gene: AaBBdd,…

Allele

Là các trạng thái biểu hiện khác nhau của cùng một gene (mỗi allele chính là một gene). Một gene có thể có hai, ba hoặc nhiều allele khác nhau.

Gene quy định chiều cao cây gồm 2 allele: B – quy định thân cao, b – quy định thân thấp; Gene quy định nhóm máu gồm 3 allele: IA, IB, IO;…

Cơ thể thuần chủng về một tính trạng

Là cơ thể có kiểu gene quy định tính trạng đó đồng hợp (gồm các allele giống nhau).

Hoa tím thuần chủng AA; cơ thể thuần chủng về tính trạng chiều cao cây AaBB;…

Dòng thuần (còn gọi là giống thuần chủng)

Là các cơ thể đồng hợp về tất cả các cặp gene. Dòng thuần có đặc tính di truyền đồng nhất và ổn định, các thế hệ sau giống các thế hệ trước. Thực tế khi nói đến dòng thuần là chỉ nói đến sự thuần chủng ở một hoặc một số tính trạng được nghiên cứu.

Dòng thuần chủng hoa tím, thân cao AABB;…

2. Một số kí hiệu

- P: cặp bố mẹ xuất phát.

- × : kí hiệu phép lai.

- G: giao tử.

- ♂: giao tử đực hoặc cơ thể đực.

- ♀: giao tử cái hoặc cơ thể cái.

- F: thế hệ con, F1: thế hệ con lai đời thứ nhất, F2: thế hệ con sinh ra từ F1 tự thụ phấn hoặc giao phấn giữa các cá thể F1;…

Bảng tổng hợp & so sánh kiến thức trọng tâm

Thuật ngữ / Kí hiệuĐịnh nghĩa khoa học chính xácVí dụ minh họa trên cây Đậu Hà Lan
Tính trạngĐặc điểm hình thái, cấu tạo hoặc sinh lý của một cơ thể sinh vậtMàu sắc hoa (hoa đỏ, hoa trắng), dạng vỏ hạt (hạt trơn, hạt nhăn)
Cặp tính trạng tương phảnHai trạng thái biểu hiện trái ngược nhau của cùng một loại tính trạngThân cao đối lập với thân thấp; hạt màu vàng đối lập hạt màu xanh
Dòng thuần chủng (P)Dòng có đặc tính di truyền đồng nhất, thế hệ con cháu sinh ra giống hệt bố mẹCây hoa đỏ tự thụ phấn qua nhiều thế hệ đều chỉ cho toàn hoa đỏ
Allele & Kiểu geneAllele là các trạng thái khác nhau của cùng 1 gene; Kiểu gene là tổ hợp các alleleAllele A quy định hoa đỏ, allele a quy định hoa trắng; Kiểu gene: AA,Aa,aaAA, Aa, aa
Kiểu hìnhTập hợp toàn bộ các tính trạng biểu hiện ra bên ngoài của cơ thểKiểu gene AAAA và AaAa cùng biểu hiện kiểu hình hoa đỏ; kiểu gene aaaa biểu hiện hoa trắng

Ghi nhớ trọng tâm "Em đã học"

📌 Các điểm then chốt cần ghi nhớ:

  • Kiến thức then chốt 1: Di truyền là hiện tượng truyền đạt các tính trạng của bố mẹ, tổ tiên cho các thế hệ con cháu; Biến dị là hiện tượng con cái sinh ra xuất hiện những đặc điểm sai khác so với bố mẹ và giữa các cá thể con.
  • Kiến thức then chốt 2: Di truyền và biến dị là hai hiện tượng sinh học gắn liền song song, chi phối sự ổn định và tiến hóa thích nghi của mọi loài sinh vật.
  • Kiến thức then chốt 3: Gregor Mendel (1822 - 1884) là người đặt nền móng cho di truyền học hiện đại; đối tượng nghiên cứu thành công vượt bậc của ông là cây đậu Hà Lan (Pisum sativumPisum\ sativum).
  • Kiến thức then chốt 4: Phương pháp nghiên cứu độc đáo của Mendel là 'Phương pháp phân tích cơ thể lai': Lai các cặp bố mẹ thuần chủng khác nhau về một hoặc một số cặp tính trạng tương phản →\rightarrow Theo dõi di truyền riêng rẽ từng cặp tính trạng →\rightarrow Dùng toán thống kê xử lý số liệu thu được để rút ra quy luật.
  • Kiến thức then chốt 5: Các thuật ngữ di truyền cơ bản: Tính trạng (đặc điểm hình thái, sinh lý), Cặp tính trạng tương phản, Dòng thuần chủng, Gene/Allele, Kiểu gene (tổ hợp các gene), Kiểu hình (tập hợp các tính trạng biểu hiện ra ngoài).

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Di truyền là hiện tượng truyền đạt các tính trạng của bố mẹ, tổ tiên cho các thế hệ con cháu; Biến dị là hiện tượng con cái sinh ra xuất hiện những đặc điểm sai khác so với bố mẹ và giữa các cá thể con.
  • Di truyền và biến dị là hai hiện tượng sinh học gắn liền song song, chi phối sự ổn định và tiến hóa thích nghi của mọi loài sinh vật.
  • Gregor Mendel (1822 - 1884) là người đặt nền móng cho di truyền học hiện đại; đối tượng nghiên cứu thành công vượt bậc của ông là cây đậu Hà Lan (Pisum sativumPisum\ sativum).
  • Phương pháp nghiên cứu độc đáo của Mendel là 'Phương pháp phân tích cơ thể lai': Lai các cặp bố mẹ thuần chủng khác nhau về một hoặc một số cặp tính trạng tương phản →\rightarrow Theo dõi di truyền riêng rẽ từng cặp tính trạng →\rightarrow Dùng toán thống kê xử lý số liệu thu được để rút ra quy luật.
  • Các thuật ngữ di truyền cơ bản: Tính trạng (đặc điểm hình thái, sinh lý), Cặp tính trạng tương phản, Dòng thuần chủng, Gene/Allele, Kiểu gene (tổ hợp các gene), Kiểu hình (tập hợp các tính trạng biểu hiện ra ngoài).

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Phân biệt hiện tượng Di truyền và hiện tượng Biến dị trong sinh học?
Di truyền là hiện tượng truyền đạt các tính trạng của bố mẹ, tổ tiên cho các thế hệ con cháu (làm cho con cái sinh ra giống với bố mẹ). Biến dị là hiện tượng con cái sinh ra xuất hiện những đặc điểm sai khác so với bố mẹ và giữa các cá thể con trong cùng một lứa sinh. Di truyền bảo đảm sự ổn định của loài, còn biến dị cung cấp nguyên liệu cho sự tiến hóa thích nghi.
Tại sao Gregor Mendel lại chọn cây Đậu Hà Lan làm đối tượng nghiên cứu di truyền?
Vì cây đậu Hà Lan có nhiều ưu điểm vượt trội: 1. Là cây hàng năm có thời gian sinh trưởng ngắn; 2. Tự thụ phấn nghiêm ngặt do cấu tạo hoa khép kín, rất dễ duy trì các dòng thuần chủng qua nhiều thế hệ; 3. Có nhiều cặp tính trạng tương phản rõ rệt, dễ dàng quan sát bằng mắt thường; 4. Cho số lượng hạt (con cháu) lớn trong mỗi thế hệ lai.
Phương pháp nghiên cứu độc đáo của Mendel được gọi là gì và gồm những bước nào?
Phương pháp độc đáo là 'Phương pháp phân tích cơ thể lai'. Gồm các bước: 1. Tạo các dòng bố mẹ thuần chủng về từng cặp tính trạng; 2. Lai các cặp bố mẹ thuần chủng khác nhau về một hoặc một số cặp tính trạng tương phản rồi theo dõi sự di truyền riêng rẽ của từng cặp tính trạng ở đời con cháu (F1,F2F_1, F_2); 3. Sử dụng toán thống kê xác suất để phân tích số liệu thu được, từ đó rút ra quy luật di truyền.
Phân biệt Kiểu gene và Kiểu hình của một cơ thể sinh vật? Cho ví dụ?
Kiểu gene là tổ hợp toàn bộ các gene nằm trong tế bào của cơ thể (ví dụ: kiểu gene AA,Aa,aaAA, Aa, aa). Kiểu hình là tập hợp toàn bộ các tính trạng biểu hiện ra bên ngoài của cơ thể (ví dụ: hoa màu đỏ, thân cao, hạt vỏ trơn). Kiểu hình là kết quả của sự tương tác giữa kiểu gene với điều kiện môi trường sống.

Đề luyện tập theo bài