Lớ do chọn đề tài Trong những năm qua, việc ra đề thi tốt nghiệp- thi đại học, thi học sinh giỏicỏc cấp đó và đang cú những sự thay đổi, mặc dự tần xuất bắt gặp cú phần giảmnhưng những
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 3
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TƯ DUY HỆ THỐNG VỀ HOÁN VỊ GEN GÓP PHẦN NÂNG CAO HIỆU QUẢ GIẢNG DẠY MÔN SINH 12 TẠI
TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 3
Người thực hiện: Nguyễn Gia Thạch Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn SKKN thuộc môn: Sinh học
THANH HOÁ NĂM 2018
Trang 23.Đối tượng nghiên cứu
4.Phương pháp nghiên cứu
5 Những điểm mới của SKKN
11111
II.NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
1.Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề
4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với
bản thân, đồng nghiệp và nhà trường
112216
III.KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
3.1 Kết luận
3.2 Kiến nghị
181818TÀI LIỆU THAM KHẢO
Danh mục đề tài sáng kiến được xếp loại
2021
Các thuật ngữ viết tắt trong bài:
Trang 3I.MỞ ĐẦU
1 Lớ do chọn đề tài
Trong những năm qua, việc ra đề thi tốt nghiệp- thi đại học, thi học sinh giỏicỏc cấp đó và đang cú những sự thay đổi, mặc dự tần xuất bắt gặp cú phần giảmnhưng những cõu hỏi và bài tập về HVG vẫn cú vị trớ nhất định
Thực tế giảng dạy môn sinh học ở trờng THPT bản thân tôinhận thấy phần kiến thức về hoán vị gen là một trong các nộidung hay nhng khó, học sinh thậm chí là một số đồng nghiệpvẫn còn lúng túng trong việc tiếp cận nhận dạng, phân loại vàgiải quyết các cõu hỏi và bài tập HVG, Việc phân loại , giải quyếtnhanh các dạng HVG có ý nghĩa trong việc nâng cao thành tíchhọc tập và phát triển t duy cho học sinh
2 Mục đớch nghiờn cứu
Năm 2011 tụi đó viết sỏng kiến kinh nghiệm và đó được hội đồng khoa học củangành xếp loai C với đề tài “ Một vài kinh nghiệm trong việc hệ thống húa cỏc bàitoỏn hoỏn vị gen” Tuy nhiờn trong quỏ trỡnh ỏp dụng tụi nhận thấy cũn thiếu sút đú
là chưa đề cập tới vấn đề thể tứ bội xảy ra hoỏn vị gen, và ở đề tài nghiờn cứutrước đú việc đỏnh giỏ hiệu quả của phương phỏp cũn mang tớnh chủ quan, chưa xử
lý số liệu trờn hàm thống kờ theo tinh thần nghiờn cứu khoa học sư phạm ứng
dụng Vỡ vậy tụi đó bổ sung hai vấn đề thiếu sút trờn và xõy dựng đề tài “ Tư duy
hệ thống về hoỏn vị gen gúp phần nõng cao hiệu quả giảng dạy mụn sinh 12 tại trường THPT Thạch Thành 3”
3 Đối tượng nghiờn cứu.
Học sinh học lớp khối A,B của 2 năm liền kề, năm trước chưa thực hiện tỏc động,năm sau thực hiện tỏc động
4 Phương phỏp nghiờn cứu.
- Tỡm hiểu thụng tin trong quỏ trỡnh dạy học, đỳc rỳt kinh nghiệm của bản thõn
- Trực tiếp ỏp dụng đề tài đối với học sinh lớp 12 trường THPT Thạch Thành 3 Đốivới lớp đối chứng 12A1-2016 sau khi giảng dạy bài học trờn lớp- thực hiện kiểmtra lấy kết quả lần1 ( trước tỏc động) sau đú hướng dẫn học sinh về nhà tự học, tựnghiờn cứu để tỡm hiểu cỏc dạng toỏn nõng cao theo cỏc sỏch tham khảo, Tiếp theokiểm tra lần 2 (sau tỏc động) Đối với lớp thực nghiệm 12A1-2017 sau khi giảngdạy bài học trờn lớp- thực hiện kiểm tra lấy kết quả lần ( trước tỏc động) sau đúsoạn hệ thống tài liệu như SKKN, hướng dẫn học sinh về nhà tự học, tự nghiờncứu Tiếp theo kiểm tra lần 2 (sau tỏc động) Đề kiểm tra của lớp thớ nghiệm và đốichứng sử dụng cựng một đề để đảm bảo tớnh khỏch quan
- Sử dụng một số phương phỏp thống kờ toỏn học trong việc phõn tớch kết quả thựcnghiệm sư phạm
5 Những điểm mới của SKKN
- HVG xảy ra trờn thể tứ bội
- Sử dụng hàm thống kờ để đỏnh giỏ hiệu quả tỏc động
Trang 4II NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM.
1 Cơ sở lớ luận của SKKN.
Mỗi vấn đề trong quỏ trỡnh triển khai trong thực tiễn đều cần được rỳt kinh nghiệm
để bổ sung vào lớ thuyết, cỏc bài tập về hoỏn vị gen khỏ đa dạng, nếu khụng được phõn loại một cỏch khoa học sẽ khú khăn cho việc giảng dạy đõy là việc làm khỏ cụng phu và cần nhiều thời gian, tuy nhiờn nếu người giỏo viờn tỡm tũi, trăn trở thỡ hoàn toàn cú thể thực hiện được
2 Thực trạng vấn đề trước khi ỏp dụng SKKN.
- Nhiều học sinh khỏ giỏi lỳng tỳng trong việc giải quyết cỏc cõu hỏi và bài tập hoỏn vị gen, dẫn tới giảm kết quả thi đại học, thi học sinh giỏi
3 Cỏc giải phỏp đó sử dụng để giải quyết vấn đề.
3.1 Xõy dựng cơ sở lý thuyết.
-Trong quá trình giảm phân tạo giao tử tại kỳ trước của giảmphân I có hiện tượng tiếp hợp hai NST kép của cặp tương đồng, cóthể xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn tương ứng giữa hai crômatítkhác nguồn gây nên hiện tượng hoán vị gen
-Tần số hoán vị gen (f) thể hiện lực liên kết giữa các gen trên NST
- Các gen trên NST có xu hớng kết với nhau là chủ yếu Nên tần sốhoán vị không vợt quá 50% ( f 50% )
-Tần số hoán vị gen thể hiện khoảng cách tương đối giữa các gen trênNST: các gen nằm càng xa nhau thì tần số hoán vị gen càng lớn và
ngược lại các gen nằm gần nhau thì tần số hoán vị gen càng nhỏ [1]
3.2 Phõn dạng tổng quỏt về cỏc dạng hoỏn vị gen
3.2.1DạngI:
Hai cặp gen trên một cặp NST
+ HVG liên quan đến phép lai phân tích(Fa)
+ HVG liên quan đến phép tạp giao (F2)
- Hoán vị hai bên, kiểu gen giống nhau( Cùng dị hợp
đều, hoặc cùng dị hợp chéo
- Hoán vị một bên( Bên liên kết hoàn toàn phải dị hợp
đều)
- Hoán vị hai bên kiểu gen khác nhau( Một bên dị hợp
đều một bên dị hợp chéo)
- Hoán vị gen đồng thời trội không hoàn toàn
- Hoán vị gen trên NST giới tính ( gen lặn trên NST X)
- Trờng hợp đặc biệt: hoán vị một bên, cả hai bên cùng
dị hợp chéo f=40% cho tỉ lệ kiểu hình 1:2:1 tơng tựliên kết gen hoàn toàn
- Trờng hợp bài ra cho tỉ lệ cơ thể mang 1 tính trội,một tính lặn
3.2.2 Dạng II:
Trang 5+ HVG liên quan đến phép lai phân tích(Fa)
+ HVG liên quan đến phép tạp giao (F2)
3.2.3 Dạng III:
Ba cặp gen trên hai cặp NST quy định 2 tính trạng ( tính trạng thứ nhất di truyền theo quy luật tơng tác gen, tính trạng còn lại là tính trạng đơn gen , cặp NST quy định tính trạng này liên kết với một trong hai cặp của kiểu tơng tác ở tính trạng thứ nhất.
3.2.4 Dạng IV.
Trờng hợp có nhiều hơn ba cặp gen trong đó có hai cặp gen cùng nằm trên một cặp nhiễm sắc thể liên kết không hoàn toàn.
3.2.5 Dạng V : Ba cặp gen trên một cặp NST
+ Trao đổi chéo đơn (Tại hai chỗ không cùng lúc)
+ Trao đổi chéo kép (Tại hai chỗ cùng lúc và không cùnglúc)
3.2.6 Dạng VI Thể tứ bội xảy ra hoỏn vị gen
3.3 Cỏch nhận dạng, tớnh tần số hoỏn vị, tỉ lệ giao tử, tỉ lệ kiểu hỡnh
3.3.1 DạngI:Hai cặp gen trên một cặp NST
3.3.1.1 Tính tần số hoán vị gen thông qua lai phân tích
* Nhận dạng: Đời con xuất hiện 4 loại kiểu hình chia thành 2nhóm: 2 loại kiểu hình có tỉ lệ lớn và bằng nhau, hai loại kiểuhình có tỉ lệ nhỏ và bằng nhau
3.3.1.2 Tính tần số hoán vị qua phép tạp giao (F2)
a Hoán vị hai bên, kiểu gen giống nhau( Cùng dị hợp đều, hoặc
cùng dị hợp chéo)
* Nhận dạng: Nếu bài toán cho từ P-> F1 -> F2 thì kiểu gen cơthể dị hợp chọn làm bố mẹ phải giống nhau, hoặc bài toán cholai các cây có kiểu hình trội với nhau đời con thu đợc 4 loại kiểuhình với tỉ lệ khác 9:3:3:1( Nếu tách xét riêng từng tính trạngthì tỉ lệ phân li đều là 3:1) Ngoài ra đề bài còn cho thêm cácdữ kiện:
Trang 6- Mọi diễn biến NST của tế bào sinh tinh và tế bào trứng là nhnhau trong giảm phân.
-Mọi diễn biến NST của tế bào sinh noãn và tế bào sinh hạt phấn
là nh nhau trong giảm phân
-Mọi diễn biến NST của tế bào sinh giao tử đực và tế bàosinhgiao tử cái là nh nhau trong giảm phân
- Hoán vị gen ( trao đổi chéo) xảy ra ở cả hai bên bố và mẹ
54% cây cao hạt tròn 21% cây caohạt dài
21% cây thấp hạt tròn 4% cây thấphạt dài
Biết rằng mỗi gen quy đinh một tính trạng và mọi diễn biến NST
ở tế bào sinh noãn và sinh hạt phấn là nh nhau trong giảm phân.a.biện luận và viết sơ đồ lai từ P->F2
b.Nếu tỉ lệ cây thấp hạt dài thu đợc là 1% Xác định tần số
hoán vị gen và tỉ lệ các kiểu hình còn lại [3]
Trang 7 9 : 3: 3:1 Đõy là kết quả của hiện tượng di truyền hoỏn vị gen.
* Cách tính tần số hoán vi gen : F2 hoa đỏ, hạt phấn trũn ( ) = 0,16% =4% ab x 4% ab -> Hoỏn vị gen xảy ra cả hai bờn bố mẹ F1 đem lai
AB = ab = 4% 25% -> F1 dị hợp chéo và
tần số HVG( f) = 2 x 4% = 8%
* Lập sơ đồ lai : dựa vào kiểu gen của P, F1, tần số hoán vị gen thu
đợc kết quả phù hợp với tỉ lệ đề bài
F2 50,16% hoa tớm, hạt phấn dài ; 24,84% hoa tớm, hạt phấn trũn
24,84% hoa đỏ, hạt phấn dài ; 0,16% hoa đỏ, hạt phấn trũn
bHoán vị một bên( bên liên kết hoàn toàn phải dị hợp đều)
* Nhận dạng: Bài toán cho lai các cây có kiểu hình trội với nhau
đời con thu đợc 4 loại kiểu hình với tỉ lệ khác 9:3:3:1( Nếu táchxét riêng từng tính trạng thì tỉ lệ phân li đều là 3:1) Ngoài ra
đề bài còn cho thêm các dữ kiện:
- Cấu trúc NST của tế bào sinh tinh hoặc tế bào trứng khôngthay đổi trong giảm phân
- Cấu trúc NST của tế bào sinh noãn hoặc tế bào sinh hạt phấnkhông thay đổi trong giảm phân
- Cấu trúc NST của tế bào sinh giao tử đực hoặc tế bào sinhgiao
tử cái không thay đổi trong giảm phân
- Hoán vị gen ( trao đổi chéo) chỉ xảy ra ở một bên bố hoặcmẹ
- Trờng hợp đề bài không cho các dữ kiện trên nhng ở một số loàiqua nghiên cứu xác định đợc hoán vị gen chỉ xảy ra ở một giới,
ví dụ ruồi giấm chỉ xảy ra hoán vị ở giới cái, tằm dâu chỉ xảy rahoán vị ở giới đực vì vậy khi đề bài cho ở các loài này phải khaithác theo hớng hoán vị gen một bên mới cho kết quả đúng
* Cách tính tần số hoán vị gen:
- Cả hai bên đều sinh ra giao tử ab, bên liên kết hoàn toàn chogiao tử ab với tỉ lệ 50%, bên hoán vị cho giao tử ab với tỉ lệ m%
Trang 8-Dựa vào tỉ lệ cơ thể mang hai tính trạng lặn (k%) có kiếu gen
Giao tử AB = ab = 40% >25% -> ruồi cái F1 dị hợp đều
( ) xảy ra hoỏn vị gen với tần số f = 20%
* Sơ đồ lai tơng ứng với dạng hoán vị một bên với tần số 20% chokết quả phù hợp với tỉ lệ đề bài:
- Các cơ thể đem lai có kiểu hình trội về hai cặp tính trạng
đem lai nhng có kiểu gen khác nhau
- Mọi diễn biến NST của tế bào sinh tinh và tế bào trứng là nhnhau trong giảm phân
Trang 9-Mọi diễn biến NST của tế bào sinh noãn và tế bào sinh hạt phấn
là nh nhau trong giảm phân
-Mọi diễn biến NST của tế bào sinh giao tử đực và tế bàosinhgiao tử cái là nh nhau trong giảm phân
- Hoán vị gen ( trao đổi chéo) xảy ra ở cả hai bên bố và mẹ
* Cách tính tần số hoán vị gen:
- Cả bố và mẹ đều sinh ra giao tử ab với tỉ lệ khác nhau (m%)
- Một bên cho tỉ lệ giao tử ab là m%
- Bên còn lại cho tỉ lệ giao tử ab là n% (n% = 50%-m%)
-Dựa vào tỉ lệ cơ thể mang hai tính trạng lặn (k%) có kiếu gen
Biết rằng mỗi gen quy đinh một tính trạng và mọi diễn biến NST
ở tế bào sinh noãn và sinh hạt phấn là nh nhau trong giảm phân
a Xác định tần số hoán vị gen và tỉ lệ các kiểu hình còn lại.Tóm tắt các giải
* Nhận dạng Đây là dạng hoán vị gen 2 bên, kiểu gen khác nhau
- m +n =50%
- m xn =4%
- Giải hệ phơng trình trên đợc nghiệm m=40%, n=10%( hoặc m= 10%, n =40%)
* Cách tính tần số hoán vị tơng tự với trờng hợp trội hoàn toàn
* Bài tập áp dụng
Khi lai hai thứ cây thuần chủng là cây hạt trơn, hoa trắng vàcây hạt nhăn hoa đỏ thu đợc F1 toàn cây hạt trơn hoa màu hồng
Trang 10( Tính trạng hoa đỏ là trội so với tính trạng hoa trắng) Cho cáccây F1 giao phấn với nhau thu đợc F2 có kiểu hình phân li nhsau:
- 840 Cây hạt trơn, hoa màu hồng - 480 Cây hạt trơn, hoamàu trắng
- 320 Cây hạt nhăn, hoa màu đỏ - 180 Cây hạt trơn, hoamàu đỏ
- 160 Cây hạt nhăn, hoa màu hồng - 20 Cây hạt nhăn, hoamàu trắng
a Biện luận và viết sơ đồ lai từ P-> F2
b Cho F1 lai phân tích, kết quả thu đợc của phép lai sẽ
nh thế nào Biết rằng không có đột biến xảy ra [3]
Tóm tắt cách giải
- Xét tỉ lệ : hạt trơn : hạt nhăn =1500 : 500 =3:1.Đây là tỉ lệcủa quy luật phân li
Quy ớc A quy định hạt trơn, a quy định hạt nhăn
- Xét tỉ lệ :Hoa đỏ: hoa hồng :hoa trắng= 1:2:1 Đây là quyluật trội không hoàn toàn
Quy ớc: BB hoa đỏ, Bb hoa hồng, bb hoa trắng
- Tỉ lệ chung cho cả hai tình trạng
42%:24% : 16% : 9% : 8% : 1%
tỉ lệ này khác tỉ lệ cơ bản là: (1:2:1)(3:1)= 3:6:3:1:2:1
Kết luận: có hoán vị gen trong quá trình hình thành giao tử.
Trang 11- 40% hạt trơn hoa trắng - 40% hạt trơn hoahồng
- 10% hạt trơn hoa hồng - 40% hạt nhăn hoatrắng
e.Hoán vị gen trên NST giới tính ( gen lặn trên NST X)
*Nhận dạng: tách xét từng tính trạng, tính trạng phân bố không
đều ở hai giới, lai thuận nghịch cho kết quả khác nhau
* Cách tính tần số hoán vị gen căn cứ vào các bài toán cụ thể, vềnguyên tắc thì tơng tự trên NST thờng nhng thờng dựa vào tỉ lệcơ thể đực mang cả hai tính trạng lặn
* Bài tập áp dụng
Bài toán1 ở ruồi giấm alen lặn a quy định mắt có màu hạt
lựu, liên kết với gen b quy định cánh xẻ Các tính trạng tơng phản
là mắt đỏ và cánh bình thờng Kết quả một phép lai P chonhững số liệu nh sau:
* Ruồi đực F1
- 7,5% mắt đỏ cánh bình thờng - 7,5% mắt hạt lựucánh xẻ
- 42,5% mắt đỏ cánh xẻ - 42,5% mắt hạt lựucánh bình thờng
+ Ruồi đực F1 có tỉ lệ
- 7,5% mắt đỏ cánh bình thờng - 7,5% mắt hạt lựu cánhxẻ
- 42,5% mắt đỏ cánh xẻ - 42,5% mắt hạt lựucánh bình thờng
Đây là tỉ lệ của quy luật hoán vị gen f= 7,5% +7,5% =15%
- Ruồi đực F1 có 7,5% mắt đỏ cánh bình thờng kiểu gen phải
là XAB Y, nhận XAB từ ruồi cái P, nhận Y từ ruồi đực P
- Ruồi đực F1 có 7,5% mắt hạt lựu cánh xẻ kiểu gen phải là Xab
Y, nhận Xab từ ruồi cái P, nhận Y từ ruồi đực P
- Hai giao tử XAB và Xab có tỉ lệ nhỏ chứng tỏ đợc tạo ra từ hoán
vị gen Nên ruồi cái P phải có kiểu gen XAbXaB
Trang 12- Ruồi cái F1 có kiểu hình mắt đỏ cánh bình thờng phải cókiểu gen: Xab XaB, Ruồi cái F1 còn có kiểu hình mắt đỏ cánh xẻphải có kiểu gen XAb X-b -> XAb Xab
- Đực của P phải có kiểu gen XabY
Sơ đồ lai
XAbXaB x XabY ( Tần số hoán vị f=15%)
( Kết quả thu đợc phù hợp với tỉ lệ đề bài)
Bài toán 2: ở ruồi giấm gen A quy định cánh bình thờng, gen
a quy định cánh xẻ Gen B quy định mắt, đỏ gen b quy địnhmắt trắng liên kết với nhau trên NST giới tính X
1 Lai ruồi giấm dị hợp về 2 gen trên với ruồi giấm đực có kiểuhình cánh xẻ mắt trắng Trình bày phơng pháp xác định tần
số hoán vị gen
2 Lai ruồi cái dị hợp về 2 cặp gen trên với ruồi đực có kiểuhình cánh bình thờng mắt đỏ Trình bày phơng pháp xác
định tần số hoán vị gen So với trờng hợp trên phơng pháp này
khác ở điểm nào? tại sao có những sai khác đó? [3]
th-XABYMắt đỏ, cánh bình thờng
abYMắt trắng, cánh xẻ
Mắt trắng, cánh bìnhthờng
XAbYMắt trắng, cánh bình th-ờng
aBYMắt đỏ, cánh xẻ
Trang 13f = % Mắt trắng, cánh bình thờng + % Mắt đỏ cánhxẻ.( So với tất cả các con cái)
+ Cách 2: Dựa vào ruồi đực F1
f = % Mắt trắng, cánh bình thờng + % Mắt đỏ cánhxẻ.( So với tất cả các con đực)
1.Phép lai ruồi giấm dị hợp về 2 gen trên với ruồi giấm đực cókiểu hình cánh bình thờng mắt đỏ
th-XABYMắt đỏ, cánh bình thờng
Mắt đỏ, cánh bình ờng
th-XabYMắt trắng, cánh xẻ
Mắt đỏ, cánh bình ờng
th-XAbYMắt trắng, cánh bình th-ờng
Mắt đỏ, cánh bình ờng
th-XaBYMắt đỏ, cánh xẻ
* Phơng pháp xác định tần số hoán vị gen: Tất cả ruồi cái đều
có cánh bình thờng mắt đỏ do đó không thể căn cứ vào kiểuhình các con cái để tính tần số hoán vị
+Dựa vào ruồi đực F1:- f = % đực cánh bình thờng mắttrắng+ % cánh xẻ, mắt đỏ ( Nếu chỉtính riêng các ruồi đực)
f = 2(% đực cánh bình thờng mắt trắng+ %cánh xẻ, mắt đỏ)
( Nếu tính chung ruồi đực vàcái)