(SKKN HAY NHẤT) phương pháp giải một số dạng bài tập xác định giao tử (trong trường hợp xảy ra hoán vị gen)

Để giúp học sinh có cái nhìn tổng quát, dễ hiểu hơn khi làm các dạng bài tập xác định giao tử, tôi mạnh dạn đề xuất sáng kiến qua kinh nghiệm thực tế giảng dạy của bản thân : “ Phương ph

Trang 1

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, ở đề thi THPT quốc gia (dạng câu hỏi trắc nghiệm) cũng như đề thi học sinh giỏi (dạng câu hỏi tự luận) thường xuất hiện dạng bài tập xác định giao tử (số loại, tỉ lệ, thành phần gen) của một tế bào, một nhóm tế bào hay một cơ thể Đây là dạng bài tập mà câu hỏi thì ngắn nhưng khi giải thì lại tương đối phức tạp Các kiểu câu hỏi xoay quanh dạng bài tập này rất

đa dạng, từ dạng dễ (trong trường hợp phân ly độc lập) đến dạng khó (xảy ra hoán vị gen) đến dạng phức tạp hơn (có hoán vị gen kết hợp NST không phân li ở giảm phân I, giảm phân II bình thường)

Thực tế qua nhiều năm giảng dạy tại trường THPT Như Thanh, qua việc ôn luyện cho học sinh trong các kì thi THPT quốc gia và thi HSG, tôi nhận thấy, đối với các bài tập xác định giao tử, học sinh thường có xu hướng ngại làm hoặc ngược lại, làm rất qua loa đại khái cho xong việc Lý do chủ yếu của vấn đề này

là do đặc trưng của dạng bài tập này là phải hiểu bản chất cốt lõi của sự phân ly của NST trong giảm phân ( giảm phân bình thường hoặc đột biến ) Khi làm các bài tập về xác định giao tử, học sinh dễ bị nhầm lẫn trong việc xác định kết quả

Không những thế, dạng bài tập này thường không có cách để xác định xem kết quả mình làm được là đúng hay sai Trong khi đó, đối với các đề thi thì phần kiến thức này lại nằm chủ yếu trong phần câu hỏi vận dụng cao, có nhiều phương án lựa chọn Để giúp học sinh có cái nhìn tổng quát, dễ hiểu hơn khi làm các dạng bài tập xác định giao tử, tôi mạnh dạn đề xuất sáng kiến qua kinh nghiệm thực tế

giảng dạy của bản thân : “ Phương pháp giải một số dạng bài tập xác định giao

tử (trong trường hợp xảy ra hoán vị gen) ”

1.2 Mục đích nghiên cứu

Tìm ra hướng đơn giản và dễ hiểu trong việc xác định số loại, tỉ lệ và thành phần gen của các giao tử ở một số dạng bài tập khó

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Sơ đồ quá trình giảm phân, mối liên quan giữa số lượng tế bào tham gia giảm phân và các giao tử được tạo ra

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết

Phương pháp thống kê, xử lý số liệu

1.5 Những điểm mới của SKKN

Đơn giản hóa sơ đồ quá trình giảm phân để áp dụng vào việc xác định giao tử

1

LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com

Trang 2

Đưa ra cách xác định nhanh số loại, tỉ lệ giao tử ở một số dạng bài tập xác định giao tử phức tạp

2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận:

Một trong những đặc trưng của sinh sản hữu tính là luôn gắn liền với quá trình giảm phân tạo giao tử Giảm phân là hình thức phân bào diễn ra ở tế bào sinh dục chín, gồm 2 lần phân bào liên tiếp nhưng NST chỉ nhân đôi có một lần ở kì trung gian trước lần phân bào I (giảm phân I) Lần phân bào II (giảm phân II) diễn ra sau một kì trung gian rất ngắn Có thể tóm tắt quá trình giảm phân như sau:

Trước khi đi vào giảm phân, tại pha S của kì trung gian, các NST được nhân đôi

và các nhiễm sắc tử (cromatit) vẫn còn dính nhau tại tâm động Một NST bao gồm 2 NST như vậy được gọi là NST kép

- Các NST kép bắt đôi với nhau theo từng cặp tương đồng sau đó tách nhau ra Trong quá trình này, các NST kép trong cặp NST kép tương đồng có thể trao đổi các đoạn cromatit cho nhau Hiện tượng này gọi là hiện tượng trao đổi chéo dẫn đến hoán vị gen

- Thoi phân bào dần hình thành

- màng nhân và nhân con dần tiêu biến

kích thước đặc trưng cho loài

- Các NST kép tương đồng tập trung thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào Dây tơ vô sắc từ mỗi cực tế bào chỉ đính vào một phía của mỗi NST kép trong cặp tương đồng

Trang 3

Kì sau I Mỗi NST kép trong cặp tương đồng di chuyển

theo dây tơ vô sắc về một cực của tế bào

Kì cuối I - NST kép dần dãn xoắn

- Màng nhân và nhân con dần xuất hiện,

- Thoi phân bào dần tiêu biến

- Tế bào chất phân chia tạo nên 2 tế bào con có

số lượng NST kép giảm đi một nửa

Kì đầu II - NST kép dần co xoắn

- Màng nhân và nhân con dần tiêu biến

- Thoi phân bào dần xuất hiện

Kì giữa II - Các NST kép tập trung thành một hàng trên

mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào

- Dây tơ vô sắc đính vào 2 phía của NST kép

Kì sau II Mỗi NST kép tách ra thành 2 NST đơn, Mỗi

NST đơn di chuyển trên thoi phân bào về 2 cực của tế bào

3

Trang 4

Kì cuối II - NST đơn dãn xoắn.

- Màng nhân và nhân con dần xuất hiện,

- Thoi phân bào dần tiêu biến

- Tế bào chất phân chia Từ 2 tế bào tham gia vào giảm phân II tạo nên 4 tế bào con có số lượng NST đơn giảm đi một nửa so với tế bào

mẹ ban đầu

Như vậy, để xác định giao tử ở đời lai thì cần chú ý đến các hoạt động của NST ở các thời điểm sau:

-Sự nhân đôi của NST ở pha S kì trung gian đồng nghĩa với sự nhân đôi của các gen

-Sự tiếp hợp của các cặp NST kép tương đồng ở kì đầu I đồng nghĩa với sự thay đổi vị trí của gen (hoán vị gen)

- Sự phân ly của các NST kép ở kì sau I và II đồng nghĩa với sự phân ly của các gen, kết quả là tạo nên các loại giao tử khác nhau

2.2 Thực trạng vấn đề

Bài tập về xác định giao tử có rất nhiều dạng, trong đó dạng bài tập liên quan đến hoán vị gen và kết hợp vừa xảy ra hoán vị vừa có hiện tượng không phân ly của NST trong giảm phân I là dạng khó, dễ nhầm lẫn

2.3 Giải pháp và ví dụ minh họa.

2.3.1 Dạng bài tập cho số lượng tế bào sinh dục chín và kiểu gen của tế bào

- Dạng đề bài: Có tế bào sinh tinh của cơ thể có kiểu gen giảm phân tạo giao tử Biết rằng quá trình giảm phân xảy ra bình thường, không đột biến Tính số loại giao tử tối đa có thể được tạo ra.

- Phương pháp giải:

+ Bước 1 : Sử dụng sơ đồ quá trình giảm phân với các giai đoạn chính là pha S,

kì đầu I, kì sau I, kết thúc GP I, kì sau II, kết thúc giảm phân II để thấy rõ 1 tế bào kiểu gen khi tham gia giảm phân xảy ra trao đổi chéo giữa A và a có thể tạo

ra 4 loại giao tử, trong đó có 2 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị.

TB sinh giao tử Pha S Sau khi HVG KT GP I KT Gp II

A

Trang 5

AB AB

ab ab

Từ đó suy rộng ra, từ một tế bào sinh tinh có kiểu gen dị hợp n cặp (n ≥ 2), trên một cặp NST có ít nhất 2 cặp gen dị hợp, khi giảm phân xảy ra trao đổi chéo tại một điểm sẽ tạo ra 4 loại giao tử (2 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị).

+ Bước 2 : Giả thiết số loại giao tử liên kết và hoán vị có thể được tạo ra từ số lượng tế bào sinh dục chín.

+ Bước 3 : Tính số loại giao tử liên kết và hoán vị có thể được tạo ra từ kiểu gen + Bước 4 : So sánh số loại giao tử liên kết tìm được ở bước 1 và bước 2 (lấy số liệu nhỏ hơn) và số loại giao tử hoán vị tìm được ở bước 1 và bước 2 (lấy số liệu nhỏ hơn).Từ đó tính tổng số loại giao tử tối đa có thể được tạo ra.

Ví dụ 1 : Có 3 tế bào sinh tinh của cơ thể có kiểu gen giảm phân tạo giao tử Biết rằng quá trình giảm phân xảy ra bình thường, không đột biến

a Có tối đa bao nhiêu loại giao tử có thể được tạo ra?

b Trong số các giao tử được tạo ra, có thể có tối đa bao nhiêu loại giao tử được hình thành do hoán vị gen?

Bài giải:

-Nếu một tế bào sinh tinh có kiểu gen khi giảm phân có thể cho tối đa 4 loại giao tử, trong đó có 2 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị

Từ đó suy ra 3 tế bào sinh tinh có kiểu genkhi giảm phân có thể cho tối

đa 4 x 3 = 12 loại giao tử, trong đó có 2 x 3 = 6 loại giao tử liên kết và 2 x 3 = 6 loại giao tử hoán vị

Tuy nhiên, kiểu gen khi giảm phân có thể cho tối đa 26 = 64 loại giao

tử, trong đó có 2 loại giao tử liên kết và 64 - 2 = 62 loại giao tử hoán vị

- Vì vậy, 3 tế bào sinh tinh có kiểu gen khi giảm phân có thể cho tối đa

2 loại giao tử liên kết và 6 loại giao tử hoán vị

5

Trang 6

Trang 7

1 TB giảm phân có hoán vị gen 2 loại giao tử LK + 2 loại giao tử HV.

3 TB giảm phân có hoán vị gen 6 loại giao tử LK + 6 loại giao tử HV

KG giảm phân có hoán vị gen 2 loại giao tử LK + 62 loại giao tử HV

Kết luận:

a Số loại giao tử tối đa có thể được tạo ra là: 2 + 6 = 8 loại

b Trong số các giao tử được tạo ra, có thể có tối đa 6 loại giao tử được hình thành do hoán vị gen

Ví dụ 2 : Có 6 tế bào sinh tinh của cơ thể có kiểu gen giảm phân tạo giao tử Biết rằng quá trình giảm phân xảy ra bình thường, không đột biến

Bài giải:

-Nếu một tế bào sinh tinh có kiểu gen khi giảm phân có thể cho tối

đa 4 loại giao tử, trong đó có 2 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị

Từ đó suy ra 6 tế bào sinh tinh có kiểu genkhi giảm phân có thể cho tối đa 4 x 6 = 24 loại giao tử, trong đó có 2 x 6 = 12 loại giao tử liên kết và 2

x 6 = 12 loại giao tử hoán vị

Tuy nhiên, kiểu gen khi giảm phân có thể cho tối đa 43 = 64 loại giao tử, trong đó có 23 = 8 loại giao tử liên kết và 64 - 8 = 56 loại giao tử hoán vị

Vì vậy, 6 tế bào sinh tinh có kiểu gen khi giảm phân có thể cho tối

đa 8 loại giao tử liên kết và 12 loại giao tử hoán vị

KG giảm phân có hoán vị gen 8 loại giao tử LK + 56 loại giao tử HV

Kết luận:

Ví dụ 3 : Có 3 tế bào sinh tinh của cơ thể có kiểu gen DdEe giảm phân tạo giao tử Biết rằng quá trình giảm phân xảy ra bình thường, không đột biến, trong

3 tế bào tham gia giảm phân chỉ có 1 tế bào xảy ra hoán vị gen

6

Trang 8

Bài giải:

- Một tế bào sinh tinh có kiểu gen DdEe khi giảm phân có thể cho tối đa 4 loại giao tử, trong đó có 2 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị

- Hai tế bào sinh tinh có kiểu gen DdEe khi giảm phân không xảy ra trao đổi chéo có thể cho tối đa 4 loại giao tử liên kết

Từ đó suy ra 3 tế bào sinh tinh có kiểu genDdEe khi giảm phân xảy ra hoán

vị gen ở 1 tế bào có thể cho tối đa 2 + 4 = 6 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị

Tuy nhiên, kiểu gen DdEe khi giảm phân có thể cho tối đa 4 x 2 x 2 = 16 loại giao tử, trong đó có 8 loại giao tử liên kết và 8 loại giao tử hoán vị

- Vì vậy, 3 tế bào sinh tinh có kiểu gen DdEe khi giảm phân xảy ra hoán vị gen ở 1 tế bào có thể cho tối đa 6 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị

Ví dụ 4 : Có 5 tế bào sinh tinh của cơ thể có kiểu gen AaBbX DE X de giảm phân tạo giao tử Biết rằng quá trình giảm phân xảy ra bình thường, không đột biến, trong

5 tế bào tham gia giảm phân chỉ có 1 tế bào xảy ra hoán vị gen Có tối đa bao nhiêu loại giao tử có thể được tạo ra?

Bài giải:

- Một tế bào sinh tinh có kiểu gen AaBbX DE X de khi giảm phân xảy ra hoán vị gen

có thể cho tối đa 4 loại giao tử, trong đó có 2 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị

- Bốn tế bào sinh tinh có kiểu gen AaBbX DE X de khi giảm phân không xảy ra trao đổi chéo có thể cho tối đa 8 loại giao tử liên kết

Từ đó suy ra 5 tế bào sinh tinh có kiểu gen AaBbX DE X de khi giảm phân xảy ra hoán

vị gen ở 1 tế bào có thể cho tối đa 2 + 8 = 10 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị

Tuy nhiên, kiểu gen AaBbX DE X de khi giảm phân có thể cho tối đa 2 x 2 x 4 = 16 loại giao tử, trong đó có 8 loại giao tử liên kết và 8 loại giao tử hoán vị

Trang 9

- Vì vậy, 5 tế bào sinh tinh có kiểu gen AaBbX DE X de khi giảm phân xảy ra hoán vị gen ở 1 tế bào có thể cho tối đa 8 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị

=> Số loại giao tử tối đa có thể được tạo ra là: 8 + 2 = 10 loại

Ví dụ 5 : Một cơ thể của loài chim có kiểu gen giảm phân hình thành giao tử Biết rằng quá trình giảm phân diễn ra bình thường và có 1/3 tế bào tham gia giảm phân xảy ra hoán vị gen Theo lí thuyết, số lượng tế bào sinh dục chín tối thiểu tham gia giảm phân để tạo ra tất cả các loại giao tử từ cơ thể có kiểu gen trên là bao nhiêu?

Bài giải:

- Nếu một tế bào sinh tinh có kiểu gen khi giảm phân xảy ra hoán

vị gen có thể cho tối đa 4 loại giao tử, trong đó có 2 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị

Cơ thể có kiểu gen khi giảm phân có thể cho tối đa 2 x 4 x 4 x 2

= 64 loại giao tử, trong đó có 2 x 2 x 2 x 2 = 16 loại giao tử liên kết và 64 – 16 =

48 loại giao tử hoán vị

=> Để tạo ra 48 loại giao tử hoán vị cần 48 : 2 = 24 tế bào xảy ra hoán vị gen

Theo đề bài, trong tổng số các tế bào tham gia giảm phân có 1/3 số tế bào xảy ra hoán vị Vì vậy, số lượng tế bào sinh dục chín tối thiểu phải là 24 x 2 = 72 tế bào

2.3.2 Dạng bài tập cho số lượng NST trong bộ NST của một cơ thể và ở mỗi

tế bào chỉ xảy ra hoán vị gen nhiều nhất ở 1 cặp NST

- Dạng đề bài: Một cơ thể có bộ NST lưỡng bội 2n = , trên mỗi cặp NST xét

cặp gen dị hợp Giả sử quá trình giảm phân ở cơ thể này xảy ra hoán vị gen ở tất

cả các cặp NST nhưng ở mỗi tế bào chỉ có 1 cặp NST trao đổi chéo tại 1 điểm nhất định Theo lí thuyết, số loại giao tử tối đa về các gen đang xét được tạo ra

là bao nhiêu?

- Phương pháp giải:

+ Bước 1 : Sử dụng sơ đồ quá trình giảm phân với các giai đoạn chính là pha S,

kì đầu I, kì sau I, kết thúc GP I, kì sau II, kết thúc giảm phân I để thấy rõ : xét

cặp gen dị hợp ( Aa, Bb, Dd ) nằm trên 1 cặp NST khi tham gia giảm phân xảy

ra trao đổi chéo tại 1 điểm có thể tạo ra 2 loại giao tử liên kết và 2 loại giao tử hoán vị.

8

Trang 10

+ Bước 2 : Vì đề bài cho đây là một cơ thể ( chứ không phải 1 loài ) nên chỉ có 1 kiểu gen duy nhất có n cặp NST, trên mỗi cặp NST có n cặp gen dị hợp, trao đổi chéo tại 1điểm nhất định nên:

=> Số loại giao tử liên kết là 2 n

Số loại giao tử hoán vị là 2 n n Vậy tổng số loại giao tử là ( n + 1 ).2 n

Ví dụ 1 : Một cơ thể thực vật có bộ NST lưỡng bội 2n = 6, trên mỗi cặp NST xét

2 cặp gen dị hợp Giả sử quá trình giảm phân ở cơ thể này xảy ra hoán vị gen ở tất cả các cặp NST nhưng ở mỗi tế bào chỉ xảy ra hoán vị gen nhiều nhất ở 1 cặp NST tại các cặp gen đang xét Theo lí thuyết, số loại giao tử tối đa về các gen đang xét được tạo ra là bao nhiêu?

Bài giải:

- Cơ thể trên có 2n = 6 nên n = 3

=> Tổng số loại giao tử là ( 3 + 1 )23 = 32 loại

Ví dụ 2 : Một cơ thể thực vật có bộ NST lưỡng bội 2n = 12, trên mỗi cặp NST

xét 2 cặp gen dị hợp Giả sử quá trình giảm phân ở cơ thể này xảy ra hoán vị gen

ở tất cả các cặp NST nhưng ở mỗi tế bào chỉ xảy ra hoán vị gen nhiều nhất ở 1 cặp NST tại các cặp gen đang xét Theo lí thuyết, số loại giao tử tối đa được hình thành do hoán vị gen được tạo ra từ cơ thể trên là bao nhiêu?

Giải:

=> Tổng số loại giao tử hoán vị là 6 26 = 384 loại

Ví dụ 3 : Một cơ thể thực vật có bộ NST 2n = 24 Giả sử trên mỗi cặp NST có n

cặp gen dị hợp và trong quá trình giảm phân, ở mỗi tế bào chỉ có 1 cặp NST có trao đối chéo tại 1 điểm nhất định Theo lí thuyết, sẽ có tối đa bao nhiêu loại giao

tử được tạo ra từ cơ thể trên?

Bài giải:

=> Tổng số loại giao tử là ( 12 + 1 )212 = 53248 loại

Ví dụ 4 : Một cơ thể thực vật có 4 nhóm gen liên kết Giả sử trên mỗi cặp NST

có vô số cặp gen dị hợp và trong quá trình giảm phân, ở mỗi tế bào chỉ có 1 cặp NST có trao đổi chéo tại 1 điểm nhất định Theo lí thuyết, số loại giao tử tối đa được hình thành do hoán vị gen được tạo ra từ cơ thể trên là bao nhiêu?

Tiêu đề	Phương pháp giải một số dạng bài tập xác định giao tử (trong trường hợp xảy ra hoán vị gen)
Trường học	Trường THPT Như Thanh
Chuyên ngành	Sinh Học
Thể loại	Sáng kiến kinh nghiệm
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Thanh Hóa

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	841,99 KB