Trả lời nhanh
Ưu thế lai biểu hiện cao nhất ở F1 vì F1 có tỉ lệ kiểu gen dị hợp tử cao nhất: khi lai hai dòng thuần chủng khác nhau, con lai F1 mang hầu hết các cặp gen ở trạng thái dị hợp. Ở các thế hệ sau, do phân li, tỉ lệ dị hợp giảm dần, đồng hợp tăng lên nên ưu thế lai giảm.
Ưu thế lai là gì?
Ưu thế lai là hiện tượng con lai F1 có sức sống, khả năng sinh trưởng, năng suất, sức chống chịu vượt trội so với cả hai bố mẹ. Ví dụ ngô lai, lúa lai, lợn lai, gà lai cho năng suất hoặc sản lượng cao hơn giống thuần.
Vì sao F1 là thế hệ biểu hiện cao nhất?
Hai dòng thuần chủng bố mẹ mỗi dòng đồng hợp ở nhiều cặp gen, nhưng đồng hợp ở các alen khác nhau. Khi giao phối, con lai F1 nhận một alen từ mẹ và một alen từ bố, nên ở nhiều gen cùng lúc là dị hợp tử.
- Theo giả thuyết siêu trội: kiểu gen dị hợp (Aa) cho kiểu hình vượt trội hơn cả hai dạng đồng hợp (AA và aa).
- Theo giả thuyết át trội: ở trạng thái dị hợp, các alen lặn có hại bị alen trội tương ứng át đi. Nhiều alen trội có lợi cùng biểu hiện nên con lai mạnh hơn bố mẹ.
Cả hai giả thuyết đều nhấn mạnh vai trò của trạng thái dị hợp, nên F1 với tỉ lệ dị hợp lớn nhất thì ưu thế lai cao nhất.
Vì sao ưu thế lai giảm dần ở F2, F3…?
Khi F1 tự thụ phấn hoặc giao phối với nhau, các gen dị hợp phân li, đồng hợp xuất hiện trở lại. Với một cặp gen Aa, tỉ lệ dị hợp ở mỗi thế hệ tự thụ giảm đi một nửa:
| Thế hệ | Tỉ lệ kiểu gen dị hợp Aa |
|---|---|
| F1 (từ AA × aa) | 100% |
| F2 | 50% |
| F3 | 25% |
| F4 | 12,5% |
Vì vậy, người ta thường chỉ dùng F1 để sản xuất, còn muốn duy trì ưu thế lai phải tạo lại F1 từ hai dòng bố mẹ thuần chủng mỗi vụ.
Phương pháp tạo ưu thế lai
- Tạo các dòng thuần chủng khác nhau bằng tự thụ phấn hoặc giao phối gần.
- Lai các dòng thuần để chọn tổ hợp có ưu thế lai cao nhất.
- Dùng F1 để nuôi, trồng trong sản xuất, không dùng làm giống cho đời sau.
Ở thực vật có thể dùng lai khác dòng (ngô, lúa), ở động vật thường dùng lai kinh tế (đực giống ngoại với cái giống nội).
Mẹo trả lời trắc nghiệm
- Thấy “F1” và “cao nhất”, nghĩ ngay đến “dị hợp tử cao nhất”.
- Loại phương án nói F1 “có nhiều gen đồng hợp” hoặc “F1 thuần chủng”, vì ngược với bản chất ưu thế lai.
- Nhớ ưu thế lai không di truyền ổn định qua các thế hệ.
Lỗi sai thường gặp
- Cho rằng F1 mang toàn bộ gen trội nên mạnh nhất. Điều quan trọng là trạng thái dị hợp.
- Dùng F2 làm giống vì tưởng ưu thế lai vẫn giữ nguyên.
- Nhầm ưu thế lai với hiện tượng thoái hoá giống do tự thụ phấn, giao phối gần (hai hiện tượng ngược chiều nhau).
Bài tập có đáp án
- Tính tỉ lệ dị hợp Aa ở F3 nếu F1 là 100% Aa và cho tự thụ liên tiếp.
Đáp án: 25%, vì mỗi thế hệ tự thụ tỉ lệ dị hợp giảm một nửa: 100% → 50% → 25%. - Vì sao người nông dân trồng ngô lai thường phải mua hạt giống mới mỗi vụ?
Đáp án: vì hạt thu từ cây F1 là F2, phân li nhiều, tỉ lệ dị hợp giảm nên năng suất kém đi. - Phép lai AA × aa cho F1 có kiểu gen gì và có ưu thế lai không?
Đáp án: F1 là Aa dị hợp, có thể có ưu thế lai theo hai giả thuyết đã nêu.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao ưu thế lai biểu hiện cao nhất ở F1?
Vì F1 có tỉ lệ kiểu gen dị hợp tử cao nhất, nên các alen có hại ở trạng thái lặn bị át hoặc dị hợp cho kiểu hình vượt trội.
Vì sao ưu thế lai giảm dần qua các thế hệ?
Do phân li, tỉ lệ dị hợp giảm dần và tỉ lệ đồng hợp tăng, nên kiểu hình vượt trội giảm.
Có nên dùng F1 làm giống cho đời sau không?
Không nên. Con của F1 phân li nên giảm ưu thế lai, vì vậy phải lai lại từ hai dòng thuần chủng để có F1 mới.