Skkn phương pháp tính nhanh số kiểu gen trong quần thể lưỡng bội và lệch bội

- Đối với học sinh: Đề tài nhằm giúp học sinh hiểu được bản chất của các gen và có thể áp dụng thành thạo vào việc giải các bài tập về tính số kiểu gen trong quần thể ngẫu phối đồng thời

Trang 1

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH I

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH SỐ KIỂU GEN

TRONG QUẦN THỂ LƯỠNG BỘI VÀ LỆCH BỘI

Người thực hiện: Hoàng Thị Lê

Chức vụ: Tổ phó chuyên môn.

SKKN thuộc lĩnh vực: Sinh học.

THANH HOÁ, NĂM 2022

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH I

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH SỐ KIỂU GEN

TRONG QUẦN THỂ LƯỠNG BỘI VÀ LỆCH BỘI

Người thực hiện: Hoàng Thị Lê Chức vụ: Tổ phó chuyên môn.

SKKN thuộc lĩnh vực: Sinh học.

THANH HOÁ, NĂM 2022

Trang 2

MỤC LỤC

PHẦN I – MỞ ĐẦU

PHẦN II – NỘI DUNG

PHƯƠNG PHÁP TÍNH SỐ KIỂU GEN TRONG QUẦN THỂ LƯỠNG

BỘI VÀ LỆCH BỘI

II.3.3 Trường hợp 3 : Các gen cùng nằm trên NST X không có alen tương

ứng trên Y

9

II.3.4 Trường hợp 4 : Các gen cùng nằm trên NST Y không có alen tương

ứng trên X

11

II.3.5 Trường hợp 5 : Các gen cùng nằm trên NST X và Y (ở đoạn tương

đồng)

12

II.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm 15

PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC

SỞ GD&ĐT ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI

19

Trang 3

PHẦN I – MỞ ĐẦU

I.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI :

Sinh học là một môn khoa học thực nghiệm có tính lý luận và thực tiễn cao Muốn hiểu về sinh vật, người học phải nắm vững bản chất Sinh học của các hiện tượng, quá trình, vận dụng được các kiến thức cơ bản để giải quyết các vấn đề đặt

ra trong thực tiễn Với sự phát triển của ngành Công nghệ sinh học và sự hội nhập Quốc tế, mỗi ngày con người có thể tạo ra rất nhiều loài sinh vật với các kiểu gen khác nhau tạo ra một thế giới sinh vật vô cùng đa dạng và phong phú

Trong chương trình sinh học phổ thông, tổng số tiết bài tập trong cả cấp học

là rất ít nhưng số lượng bài tập trong các đề thi học sinh giỏi, các đề thi THPT Quốc gia lại khá nhiều Tuy nhiên hiện nay sách giáo khoa và sách giáo viên có rất

ít công thức, các tài liệu thì nhiều nhưng không có tài liệu nào được xem là chuẩn

do Bộ GD & ĐT phát hành Chính vì vậy đòi hỏi giáo viên và học sinh không ngừng tự tìm tòi, học hỏi nâng cao trình độ chuyên môn đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của các đề thi hiện nay

Trong các đề thi học sinh giỏi cũng như các đề thi THPT Quốc gia, việc tính

số kiểu gen trong quần thể ngẫu phối luôn là phần khó đối với học sinh nhưng cũng không kém phần hấp dẫn Trước đây một số tài liệu đã có những công thức tính số kiểu gen trong quần thể lưỡng bội bình thường nhưng chưa có một công thức nào

có nói đến số kiểu gen trong quần thể đột biến hoặc nếu có thì cũng chỉ có một vài công thức rời rạc mà không có công thức tổng quát và cũng chưa đầy đủ

Với mong muốn giúp học sinh có điều kiện thuận lợi để giải các bài tập dạng này một cách khoa học, chính xác và nhanh nhất đáp ứng yêu cầu của các đề thi hiện nay Qua thực tế giảng dạy đội tuyển học sinh giỏi và ôn thi Đại học nhiều năm tại trường THPT Yên Định I, tôi đã mạnh dạn nghiên cứu tìm tòi và viết sáng

kiến kinh nghiệm với đề tài: PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH SỐ KIỂU GEN TRONG QUẦN THỂ LƯỠNG BỘI VÀ LỆCH BỘI.

I.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

- Đối với giáo viên: Đề tài giúp giáo viên có cái nhìn tổng quát hơn về việc giảng dạy phần tính số kiểu gen trong quần thể ngẫu phối đồng thời có thể bổ sung những hạn chế mà sách giáo khoa và sách giáo viên chưa có điều kiện đưa ra

- Đối với học sinh: Đề tài nhằm giúp học sinh hiểu được bản chất của các gen và

có thể áp dụng thành thạo vào việc giải các bài tập về tính số kiểu gen trong quần thể ngẫu phối đồng thời giúp các em có hứng thú và yêu thích môn học hơn

I.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:

- Đề tài chú trọng xây dựng cách hình thành các công thức tính số kiểu gen trong quần thể ngẫu phối từ đó giúp học sinh khai thác tốt kiến thức trong sách giáo khoa đồng thời giúp các em có thêm hứng thú trong học tập

Trang 4

- Đề tài có hệ thống các câu hỏi và bài tập nhằm củng cố và nâng cao kiến thức về quần thể nhằm giúp học sinh hiểu được bản chất của các gen và có thể áp dụng thành thạo vào việc giải các bài tập về tính số kiểu gen trong quần thể

I.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: nghiên cứu chương trình Sinh học lớp 12, nghiên cứu các tài liệu hướng dẫn thực hiện chương trình; nghiên cứu đề thi chọn học sinh giỏi các cấp và thi THPT Quốc gia

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: dự giờ, tham khảo ý kiến đồng nghiệp; quan sát thái độ, phương pháp và kết quả học tập của học sinh

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: thực nghiệm có đối chứng để kiểm tra hiệu quả của đề tài

PHẦN II – NỘI DUNG

II.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN :

Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện

giáo dục và đào tạo có nêu: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học

theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực”.

II.2 THỰC TRẠNG :

Cùng với sự phát triển của xã hội, hình thức học tập và thi cử ngày càng có nhiều đổi mới, môn Sinh học trở thành môn không thể thiếu đối với học sinh thi ban tự nhiên Tuy nhiên, do đặc trưng là bộ môn khoa học thực nghiệm, kiến thức tương đối khó, số tiết bài tập trên lớp không nhiều, học sinh học ban khoa học tự nhiên lại thường không muốn học thuộc lòng do phải ghi nhớ nhiều, do đó nếu chỉ truyền thụ áp đặt một chiều học sinh thường có tâm lý e ngại, không muốn học do

đó không mấy hứng thú khi học môn Sinh học

II.3 GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN :

Trước thực trạng trên, để có thể tạo hứng thú khi học tập cho học sinh, trong quá trình giảng dạy tôi đã sử dụng phối hợp nhiều phương pháp, hình thức giảng dạy khác nhau nhằm tạo ra cho học sinh một không khí học tập thoải mái nhất trong mỗi giờ lên lớp đồng thời có thể khắc sâu những kiến thức được học Tôi đã đưa ra các tình huống, các câu hỏi ở nhiều mức độ, nhiều hình thức khác nhau, các câu hỏi dạng mở, câu hỏi trắc nghiệm khách quan, đặc biệt hướng dẫn để học sinh

có thể tự nghiên cứu, tự tìm hiểu từ đó có thể hiểu rõ vấn đề và không gây nhàm

Trang 5

PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH SỐ KIỂU GEN TRONG

QUẦN THỂ LƯỠNG BỘI VÀ LỆCH BỘI

II.3.1 Trường hợp 1 : Các gen nằm trên các nhiễm sắc thể thường khác nhau

II.3.1.1 Quần thể lưỡng bội 2n:

* Xét một gen có r alen nằm trên một cặp nhiễm sắc thể tương đồng:

- Số kiểu gen đồng hợp (VD: A1A1 ; A2A2; A3A3 ) là: r

- Số kiểu gen kiểu gen dị hợp (VD: A1A2; A1A3; A2A3 ) là:

=> Tổng số kiểu gen của quần thể là:

* Xét m gen, mỗi gen có r alen (các gen có số alen bằng nhau) nằm trên các nhiễm sắc thể thường khác nhau: Trên mỗi cặp nhiễm sắc thể có số kiểu gen bằng nhau, số kiểu gen của quần thể bằng tích các kiểu gen ở các cặp nhiễm sắc thể khác nhau

=> Tổng số kiểu gen của quần thể là:

* Tương tự, xét m gen có số alen lần lượt là r1; r2;r3 rm nằm trên các nhiễm sắc thể thường khác nhau:

Tổng số kiểu gen của quần thể là:

Ví dụ (Đề thi thử tốt nghiệp 2022 THPT Tô Hiến Thành): Ở 1 loài lưỡng bội, xét

gen A nằm trên nhiễm sắc thể số 1 có 3 alen, gen B nằm trên nhiễm sắc thể số 2 có

6 alen Trong điều kiện không có đột biến trong quần thể sẽ có tối đa bao nhiêu kiểu gen dị hợp về cả 2 gen A và B?

Phương pháp giải:

Nếu gen có r alen nằm trên NST thường, số kiểu gen dị hợp

Gen A có 3 alen, gen B có 6 alen, số kiểu gen dị hợp về cả 2 cặp gen là:

Sau đây để thuận lợi cho việc thành lập công thức, tôi chỉ đề cập đến trường hợp các gen có số alen bằng nhau, nếu các gen có số alen khác nhau chúng ta chỉ việc thay số mũ bằng tích các kiểu gen của từng cặp nhiễm sắc thể.

II.3.1.2 Quần thể lệch bội

II.3.1.2.1 Quần thể tam nhiễm 2n + 1:

* Số kiểu gen tại vị trí cặp nhiễm sắc thể đột biến (có số nhiễm sắc thể trong cặp là 3 chiếc):

- Số kiểu gen đồng hợp (VD: A1A1A1; A2A2A2; A3A3A3 ) là: r

- Số kiểu gen có 2 alen khác nhau (VD: A1A1A2; A1A1A3; A1A2A2; ) là:

Trang 6

- Số kiểu gen có 3 alen khác nhau (VD: A1A2A3; A1A2A4; A2A3A4; ) là:

=> Tổng số kiểu gen tại vị trí đột biến là:

* Tại các cặp nhiễm sắc thể khác {(n-1) cặp} số kiểu gen không đổi (giống quần thể lưỡng bội bình thường) => Số kiểu gen là: trong đó n là số cặp nhiễm sắc thể

=> Tổng số kiểu gen trong quần thể là:

Ví dụ (Đề thi ĐH năm 2014, đề khảo sát HSG 2021 THPT Ngọc Lặc) Một loài thực vật có bộ nhiễm sắc thể 2n = 6 Trên mỗi cặp nhiễm sắc thể, xét một gen có hai alen Do đột biến, trong loài đã xuất hiện 3 dạng thể ba tương ứng với các cặp nhiễm sắc thể Theo lí thuyết, các thể ba này có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen về các gen đang xét?

II.3.1.2.2 Quần thể tứ nhiễm 2n + 2 :

* Số kiểu gen tại vị trí cặp NST đột biến (có số nhiễm sắc thể trong cặp là 4 chiếc):

- Số kiểu gen đồng hợp (VD: A1A1A1A1; A2A2A2A2; A3A3A3A3 ) là: r

- Số kiểu gen có 2 alen khác nhau (VD: A1A1A1A2; A1A1A2A2; A1A2A2A2;

A1A1A1A3 ) là:

- Số kiểu gen có 3 alen khác nhau (VD: A1A1A2A3; A1A2A2A3; A1A2A3A3;

A1A1A2A3 ) là:

- Số kiểu gen có 4 alen khác nhau là:

Trang 7

=

* Tại các cặp nhiễm sắc thể khác số kiểu gen không đổi => Số kiểu gen là:

II.3.1.2.3 Quần thể đa nhiễm 2n + k (k n)

Số kiểu gen tại vị trí cặp nhiễm sắc thể đột biến là:

=> Tổng số kiểu gen trong quần thể là: .n

II.3.1.2.4 Quần thể một nhiễm 2n – 1:

- Số kiểu gen tại vị trí cặp nhiễm sắc thể đột biến được tính giống như số kiểu gen trong thể đơn bội (n) vì tại vị trí này số nhiễm sắc thể trong cặp là 1 chiếc => Số kiểu gen là:

- Tại các cặp NST khác số kiểu gen không đổi => Số kiểu gen là:

Ví dụ (Đề khảo sát HSG 2021 THPT Chu Văn An) Một loài thực vật có bộ nhiễm

sắc thể 2n = 12 Trên mỗi cặp nhiễm sắc thể, xét một gen có hai alen Do đột biến, trong loài đã xuất hiện 6 dạng thể một tương ứng với các cặp nhiễm sắc thể Theo lí thuyết, các thể một này có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen về các gen đang xét?

A 108 B 486 C 2916 D 144

II.3.2 Trường hợp 2 : Các gen cùng nằm trên 1 cặp nhiễm sắc thể thường

* Xét m gen trên một cặp nhiễm sắc thể, mỗi gen có r alen:

=> Tổng số kiểu gen trong quần thể là :

r m + =

* Xét m gen trên một cặp nhiễm sắc thể, mỗi gen có số alen lần lượt là r1; r2;

r3; ; rm

- Số kiểu gen đồng hợp (VD: ) là: r1 r 2 r 3 r m

Trang 8

- Số kiểu gen dị hợp (VD: …) là:

=> Tổng số kiểu gen trong quần thể là : r1 r 2 r 3 r m + =

Ví dụ: Ở một loài thực vật có 2n = 12, trên mỗi cặp nhiễm sắc thể xét 2 gen, mỗi

gen có 2 alen Tính số kiểu gen tối đa của quần thể

Vì 2n = 12  có 6 cặp nhiễm sắc thể  Số kiểu gen tối đa trong quần thể là: 106

Sau đây để thuận lợi cho việc thành lập công thức, tôi chỉ đề cập đến trường hợp các gen có số alen bằng nhau, nếu các gen có số alen khác nhau chúng ta chỉ việc thay số mũ bằng tích các alen của từng gen

II.3.2.2 Quần thể lệch bội

II.3.2.2.1 Quần thể 2n +1:

- Số kiểu gen đồng hợp (VD: AB/AB/AB; Ab/Ab/Ab; aB/aB/aB ) là: rm

- Số kiểu gen dị hợp trong đó 1 gen có 2 alen khác nhau (VD: AB/AB/Ab; AB/Ab/Ab) là:

- Số kiểu gen trong đó 1 gen có 3 alen khác nhau (VD: AB/Ab/Ab1) là:

II.3.2.2.2 Quần thể 2n + 2:

- Số kiểu gen đồng hợp (VD:AB/AB/AB/AB; Ab/Ab/Ab/Ab; aB/aB/aB/aB ) là: r m

- Số kiểu gen trong đó có 1 gen có 2 alen khác nhau (VD: AB/AB/AB/Ab; AB/AB/Ab/Ab; AB/Ab/Ab/Ab) là:

- Số kiểu gen trong đó có 1 gen có 3 alen khác nhau (VD: AB/AB/Ab/Ab1; AB/Ab/Ab/Ab1; AB/Ab/Ab1/Ab1) là: 3

- Số kiểu gen trong đó 1 gen có 4 alen khác nhau (VD: AB/Ab/Ab1/Ab2) là:

Trang 9

r m + +3 + = r m + + + +

II.3.2.2.3 Quần thể 2n + k (k n):

Số kiểu gen tại vị trí cặp nhiễm sắc thể đột biến là:

=> Tổng số kiểu gen trong quần thể là: n

II.3.2.2.4 Quần thể một nhiễm 2n – 1:

- Số kiểu gen tại vị trí cặp nhiễm sắc thể đột biến được tính giống như số kiểu gen trong thể đơn bội (n) vì tại vị trí này số nhiễm sắc thể trong cặp là 1 chiếc

=> Số kiểu gen là:

- Tại các cặp nhiễm sắc thể khác số kiểu gen không đổi => Số kiểu gen là:

II.3.3 Trường hợp 3 : Các gen cùng nằm trên nhiễm sắc thể X không có alen tương ứng trên Y:

- Số kiểu gen ở giới đồng giao (XX) giống trên nhiễm sắc thể thường:

- Số kiểu gen ở giới dị giao (XY) = (Số kiểu gen trên X).(Số kiểu gen trên Y)

+ Số kiểu gen trên nhiễm sắc thể giới tínhX là: rm

+ Số kiểu gen trên nhiễm sắc thể giới tínhY là: 1

=> Tổng số kiểu gen ở giới dị giao là : rm.1 = rm

=> Tổng số kiểu gen trên cặp NST giới tính là :

+ rm =

II.3.3.2 Quần thể lệch bội trên nhiễm sắc thể giới tính

II.3.3.2.1 Quần thể 2n +1 (cặp nhiễm sắc thể giới tính thừa 1 chiếc còn các cặp nhiễm sắc thể khác không thay đổi):

* Số kiểu gen tại cặp nhiễm sắc thể giới tính (có số nhiễm sắc thể trong cặp

là 3 chiếc):

- Số kiểu gen ở giới đồng giao (XXX) giống trên nhiễm sắc thể thường:

- Số kiểu gen ở giới dị giao= (Số kiểu gen trên X).(Số kiểu gen trên Y)

Trang 10

+ Số kiểu gen ở cơ thể XXY = 1 =

+ Số kiểu gen ở cơ thể XYY = 1 =

=> Tổng số kiểu gen ở giới dị giao là : + =

II.3.3.2.2 Quần thể 2n + 2 (cặp nhiễm sắc thể giới tính thừa 2 chiếc còn các cặp NST khác không thay đổi):

là 4 chiếc):

- Số kiểu gen ở giới đồng giao (XXXX) giống trên nhiễm sắc thể thường:

- Số kiểu gen giới dị giao = (Số kiểu gen trên X).(Số kiểu gen trên Y)

+ Số kiểu gen ở cơ thể XYYY : 1.1.1 =

=> Tổng số kiểu gen ở giới dị giao là :

=> Tổng số kiểu gen trên cặp nhiễm sắc thể giới tính là:

II.3.3.2.3 Quần thể đa nhiễm 2n +k (k n):

Trang 11

II.3.3.2.4 Quần thể 2n – 1 (cặp nhiễm sắc thể giới tính thiếu 1 chiếc còn các cặp nhiễm sắc thể khác không thay đổi):

- Số kiểu gen tại cặp nhiễm sắc thể giới tính được tính giống như số kiểu gen trong thể đơn bội (n) vì tại vị trí này số nhiễm sắc thể trong cặp là 1 chiếc

=> Số kiểu gen là: (Vì XO sống nhưng YO chết)

- Tại các cặp nhiễm sắc thể khác số kiểu gen không đổi => Số kiểu gen là:

II.3.4 Trường hợp 4 : Các gen cùng nằm trên nhiễm sắc thể Y không có alen tương ứng trên X

- Số kiểu gen ở giới đồng giao (XX) là: 1

- Số kiểu gen ở giới dị giao = (Số kiểu gen trên X).(Số kiểu gen trên Y)

+ Số kiểu gen trên X là : 1

+ Số kiểu gen trên Y là :

=> Tổng số kiểu gen ở giới dị giao là :

=> Tổng số kiểu gen của cặp giới tính là : r m + 1

II.3.4.2 Quần thể lệch bội trên nhiễm sắc thể giới tính

II.3.4.2.1 Quần thể 2n +1 (cặp nhiễm sắc thể giới tính thừa 1 chiếc còn các cặp nhiễm sắc thể khác không thay đổi):

là 3 chiếc):

- Số kiểu gen ở giới đồng giao (XXX) là: 1

- Số kiểu gen ở giới dị giao = (Số kiểu gen trên X).(Số kiểu gen trên Y)

+ Số kiểu gen ở cơ thể XYY là : 1 =

+ Số kiểu gen ở cơ thể XXY là : 1.1 =

=> Tổng số kiểu gen ở giới dị giao là : + rm

=> Tổng số kiểu gen trên cặp nhiễm sắc thể giới tính là :

II.3.4.2.2 Quần thể 2n + 2 (cặp nhiễm sắc thể giới tính thừa 2 chiếc còn các cặp nhiễm sắc thể khác không thay đổi):

là 4 chiếc):

- Số kiểu gen ở giới đồng giao (XXXX) là: 1

Tiêu đề	Phương pháp tính nhanh số kiểu gen trong quần thể lưỡng bội và lệch bội
Tác giả	Hoàng Thị Lê
Trường học	Trường THPT Yên Định I
Chuyên ngành	Sinh học
Thể loại	Sáng kiến kinh nghiệm
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Thanh Hóa

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	1,63 MB