phương pháp giải bài tập liên kết gen và hoán vị gen

Trong đó việc tìm ra phương pháp giải các bài tập một cách nhanh nhất, có hiệu quả nhất trong kiểm tra, thi đang là nhu cầu cấp thiết của các em học sinh.. Dạng 2 : Xác định nhanh tỷ lệ

Së gi¸o dôc vμ ®μo t¹o lμo cai Tr−êng THPT sè 2 lμo cai

s¸ng kiÕn kinh nghiÖm

Tæ chuyªn m«n : Hãa – Sinh - §Þa

Tr−êng : THPT sè 2 thµnh phè lµo cai

n¨m häc 2010 - 2011

PH N T V N

Hiện nay, chương trình bộ môn đã được chuyển sang phương pháp kiểm tra, thi bằng hình thức trắc nghiệm khách quan, vì vậy việc tìm ra các phương pháp giảng dạy giúp học sinh vận dụng làm bài thi trắc nghiệm có hiệu quả là rất quan trọng Trong đó việc tìm ra phương pháp giải các bài tập một cách nhanh nhất, có hiệu quả nhất trong kiểm tra, thi đang là nhu cầu cấp thiết của các em học sinh Bởi

lẽ thời lượng phân bố trong việc hoàn thành một câu trắc nghiệm khi kiểm tra, thi là rất ngắn (trung bình chỉ có 1,5 phút/câu) Trong ch ng trỡnh sinh h c ph thụng,

di truy n h c là m t ph n r t quan tr ng, chi m 50% th i l ng c a ch ng trỡnh sinh h c l p 12 C ch di truy n và bi n d cỏc c p đ phõn t , t bào, cỏ th ,

qu n th r t ph c t p và trỡu t ng đ i v i h c sinh Trong đó, các bài toán hoán vị gen được các em xem là phần khó học nhất, mất nhiều thời gian nhất V i kinh nghi m gi ng d y c a b n thõn và h c h i t b n bố đ ng nghi p, tự bản thân rút ra

một số kinh nghiệm trong phương pháp giải bμi tập liên kết gen vμ hoán vị gen

với đề bài yêu cầu xác định nhanh tỷ lệ phân li kiểu gen, kiểu hình ở đời con khi biết đặc điểm di truyền của bố mẹ

PH N GI I QUY T V N

I C S LÍ LU N

- S l ng gen trong t bào bao gi c ng nhi u h n s c p NST t ng đ ng nờn trờn c p NST t ng đ ng bao gi c ng cú nhi u c p gen alen phõn b , m i c p gen phõn b trờn NST t i m t v trớ nh t đ nh g i là lụcus

- T n s hoỏn v gen th hi n kho ng cỏch t ng đ i gi a cỏc gen trờn NST: cỏc gen n m càng xa nhau thỡ t n s hoỏn v gen càng l n và ng c l i cỏc gen n m

g n nhau thỡ t n s hoỏn v gen càng nh

Trong các bài t p v quy lu t di truy n thì bài t p liên k t gen và hoán v gen

là m t trong nh ng d ng bài t p v a đa d ng, v a ph c t p và khó v i h c sinh

nh ng l i th ng xuyên g p trong các đ thi t t nghi p, thi tuy n sinh đ i h c – cao

đ ng Trong th c t ch ng trình sinh h c 12, s ti t bài t p không nhi u Vì v y các em h c sinh th ng có tâm lí là b qua ph n ki n th c r t quan tr ng này

Nh ng n m g n đây, v i xu th “đ i m i ph ng pháp d y h c”, hình th c thi

tr c nghi m khách quan (TNKQ) đã đ c đ a vào đ thay th hình th c thi t lu n trong m t s môn h c, trong đó có môn Sinh h c V i hình th c thi tr c nghi m, trong m t kho ng th i gian ng n h c sinh ph i gi i quy t đ c m t l ng khá l n các câu h i, bài t p i u này không nh ng yêu c u h c sinh ph i n m v ng, hi u

rõ ki n th c mà còn ph i thành th o trong k n ng gi i bài t p và đ c bi t ph i có

ph ng pháp gi i bài t p tr c nghi m h p lí Th c t cho th y có nhi u h c sinh có

ki n th c v ng vàng nh ng trong các kì thi v n không gi i quy t h t các yêu c u

c a đ ra Lí do ch y u là các em v n ti n hành gi i bài t p theo cách truy n

th ng, vi c này làm m t r t nhi u th i gian nên t đ y không t o đ c hi u qu cao trong vi c làm bài thi tr c nghi m Vì v y vi c xây d ng và tìm ra các ph ng pháp

gi i nhanh bài t p sinh h c là m t vi c r t c n thi t đ giúp các em h c sinh đ t

hi u qu cao trong các kì thi Trong quá trình gi ng d y c a mình, đ c bi t là d y

ôn thi đ i h c, tôi nh n th y khi s d ng m t s k n ng toán h c đ gi i quy t các bài t p đã ti t ki m đ c r t nhi u th i gian H c sinh đã nhanh chóng và chính xác

h n trong vi c l a ch n đáp án đúng do không ph i l p s đ lai r t ph c t p, d

nh m l n

độc lập của Men-đen thì với cặp bố mẹ đem lai là: AaBb (hai cặp gen tác động riêng rẽ), F1 có 9 kiểu gen với tỷ lệ phân ly kiểu gen ở con lai là: (1AA : 2Aa : 1aa) (1BB : 2Bb : 1bb) = 1AABB : 2AABb : 1AAbb : 2AaBB : 4AaBb : 2Aabb : 1aaBB : 2aaBb : 1aabb

Với bài toán trên, ta thực hiện các bước giải như sau :

- Bước 1: Viết tỷ lệ phân ly kiểu gen ở F1 theo quy luật giảm dần số gen trội và tăng dần số gen lặn trong kiểu gen Bắt đầu từ kiểu gen toàn các gen trội, sau đó giảm dần số gen trội và tăng dần số gen lặn trong kiểu gen

Ta có 10 kiểu gen ở thế hệ con lai là:

Gi¶ sö tÇn sè ho¸n vÞ gen cña c¶ hai c¬ thÓ gièng nhau (f = 2x), khi ph¸t sinh giao

tö sÏ cho 4 lo¹i giao tö víi tû lÖ lµ: Giao tö liªn kÕt Ab = aB = y % = 50 % - x % ; Giao tö ho¸n vÞ AB = ab = x %

T−¬ng tù tr−êng hîp 1 ta sÏ tÝnh ®−îc tû lÖ ph©n li kiÓu gen vµ kiÓu h×nh ë thÕ hÖ con lai F1

3/ Tr−êng hîp 3: KiÓu gen cña thÕ hÖ xuÊt ph¸t lµ

ab

AB x

aB

Ab

Gi¶ sö tÇn sè ho¸n vÞ gen cña c¶ hai c¬ thÓ gièng nhau (f = 2y), khi ph¸t sinh

giao tö sÏ cho 4 lo¹i giao tö víi tû lÖ lµ:

P

ab

AB x

aB Ab

GP: Giao tö liªn kÕt AB = ab = x % Giao tö liªn kÕt Ab = aB = x %

Giao tö ho¸n vÞ Ab = aB = y %) Giao tö ho¸n vÞ AB = ab = y %)

Tû lÖ ph©n li kiÓu gen ë thÕ hÖ con lai F1 nh− sau:

Dạng 2 : Xác định nhanh tỷ lệ phân li kiểu gen vμ kiểu hình ở con lai trong phép lai có hoán vị gen xảy ra một bên

Giả sử thế hệ đem lai đều có hai cặp gen dị hợp là Aa và Bb cùng nằm trên một cặp NST thường ta sẽ có các trường hợp về kiểu gen ở thế hệ xuất phát là:

ab AB

Ab Hoán vị gen xảy ra ở 1 cơ thể bố hoặc mẹ

1 Trường hợp 1: Kiểu gen của thế hệ xuất phát là

ab

AB x

ab

AB Giả sử tần số hoán vị gen của 1 cơ thể có hoán vị là f = 2y, khi phát sinh giao

tử sẽ cho 4 loại giao tử với tỷ lệ là: Giao tử liên kết AB = ab = x % = 50 % - y % ;

Giao tử hoán vị Ab = aB = y % Còn cơ thể không xảy ra hoán vị gen chỉ cho 2 loại

- Bước 3: Xác định hệ số mỗi loại kiểu gen Chúng ta lưu ý rằng ở thế hệ bố mẹ

đem lai một bên cho 4 loại giao tử và một bên cho 2 loại giao tử nên thế hệ con lai gồm 4 x 2 = 8 tổ hợp giao tử trong tổng số 7 kiểu gen, vậy chỉ có 1 kiểu gen có hệ

số là 2 đó là kiểu gen dị hợp cả hai cặp gen (

Tương tự, giả sử tần số hoán vị gen của 1 cơ thể có hoán vị là f = 2x, khi phát sinh giao tử sẽ cho 4 loại giao tử với tỷ lệ là : Giao tử liên kết Ab = aB = y %

= 50 % - x % ; Giao tử hoán vị AB = ab = x % Còn cơ thể không xảy ra hoán vị gen

chỉ cho 2 loại giao tử là Ab = aB = 50% =

2

1 Khi viết các loại kiểu gen của thế hệ con lai ta cũng tiến hành theo các bước sau:

- Bước 1: Viết các loại kiểu gen theo quy luật bắt đầu từ kiểu gen toàn các gen trội, sau đó giảm dần số gen trội và tăng dần số gen lặn trong kiểu gen (như ở phần hoán

- Bước 4: Xác định tỷ lệ các loại kiểu gen: 1.

một bên hoán vị cho 4 loại giao tử là AB = ab = x% và Ab = aB = y%, còn cơ thể

không xảy ra hoán vị cho 2 loại giao tử là AB = ab = 50% hoặc Ab = aB = 50% thì kết quả phép lai cũng cho như trường hợp 1 hoặc 2

Dạng 3 : Phương pháp xác định nhanh tỷ lệ phân li kiểu gen vμ kiểu hình ở con lai trong phép lai có hoán vị gen xảy ra trên NST giới tính X.

Chúng ta biết rằng các gen liên kết trên nhiễm sắc thể giới tính nếu xảy ra hoán vị gen thì hoán vị gen chỉ xảy ra trên một giới nhất định Do vậy, phương pháp xác định nhanh tỷ lệ phân ly kiểu gen và kiểu hình ở con lai trong trường hợp này cũng tương tự như dạng 2 ở trên khi hoán vị gen xảy ra một bên trên nhiễm sắc thể thường Cụ thể như sau:

- Nếu ta có hai cặp gen quy định hai cặp tính trạng là A, a và B, b cùng nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X Như vậy, thế hệ xuất phát có thể xảy ra các cặp lai sau:

XABXab x XABY; XABXab x XabY; XAbXaB x XAbY; XAbXaB x XaBY; XAbXaB x XABY;

XAbXaB x XabY

1/ Trường hợp 1: Cặp bố mẹ đem lai là XABXab x XABY hoặc XAbXaB x XABY

- Gọi tỷ lệ các loại giao tử do cơ thể hoán vị (XABXab hoặc XAbXaB) tạo ra là XAB =

Xab = x% và XAb = XaB = y% còn cơ thể không xảy ra hoán vị chỉ cho 2 loại giao tử

là XAB = Y = 50% =

2

1

Lưu ý: Trong trường hợp các gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X thì hệ số của

các loại kiểu gen ở con lai luôn bằng 1

- Bước 1: Viết tỷ lệ phân ly kiểu gen ở thế hệ con lai theo quy luật giảm dần số loại gen trội và tăng dần số loại gen lặn là (có 4 x 2 = 8 loại kiểu gen):

XABXAB, XABXAb, XABXaB, XABXab, XABY, XAbY, XaBY, XabY

- Bước 2: Xác định tỷ lệ các loại kiểu gen bằng tích tỷ lệ các loại giao tử đực và cái hình thành nên kiểu gen đó là:

- Vậy tỷ lệ phân ly kiểu hình ở con lai là:

+ Giới XX: Kiểu hình trội A và B =

2/ Trường hợp 2: Cặp bố mẹ đem lai là XABXab x XabY hoặc XAbXaB x XabY:

- Gọi tỷ lệ các loại giao tử do cơ thể hoán vị (XABXab hoặc XAbXaB) tạo ra là XAB =

Xab = x% và XAb = XaB = y% còn cơ thể không xảy ra hoán vị chỉ cho 2 loại giao tử

- Vậy tỷ lệ phân ly kiểu hình ở con lai là:

+ Giới XX: Kiểu hình trội A và B =

3/ Trường hợp 3: Cặp bố mẹ đem lai là XAbXaB x XAbY:

- Gọi tỷ lệ các loại giao tử do cơ thể hoán vị (XABXab) tạo ra là XAB = Xab = x% và

XAb = XaB = y% còn cơ thể không xảy ra hoán vị chỉ cho 2 loại giao tử là XAb = Y = 50% =

2

1

- B−íc 1: ViÕt tû lÖ ph©n ly kiÓu gen ë thÕ hÖ con lai theo quy luËt gi¶m dÇn sè lo¹i gen tréi vµ t¨ng dÇn sè lo¹i gen lÆn lµ (cã 4 x 2 = 8 lo¹i kiÓu gen):

- VËy tû lÖ ph©n ly kiÓu h×nh ë con lai lµ:

+ Giíi XX: KiÓu h×nh tréi A vµ B =

4/ Tr−êng hîp 4: CÆp bè mÑ ®em lai lµ XAbXaB x XaBY

- Gäi tû lÖ c¸c lo¹i giao tö do c¬ thÓ ho¸n vÞ (XABXab) t¹o ra lµ XAB = Xab = x% vµ

XAb = XaB = y% cßn c¬ thÓ kh«ng x¶y ra ho¸n vÞ chØ cho 2 lo¹i giao tö lµ XaB = Y = 50% =

- VËy tû lÖ ph©n ly kiÓu h×nh ë con lai lµ:

+ Giíi XX: KiÓu h×nh tréi A vµ B =

2

x +

2

y ; KiÓu h×nh lÆn a, tréi B =

Bμi tập 1: Giả sử gen A quy định thân cao, gen a quy định thân thấp; gen B quy

định quả tròn, gen b quy định quả bầu dục Khi cho hai cây cà chua thân cao, quả tròn có kiểu gen

ab

AB lai với nhau Biết rằng tần số hoán vị gen là 20% và mọi diễn biến của nhiễm sắc thể trong quá trình giảm phân sinh hạt phấn và noãn nh− nhau Xác định:

1/ Tỷ lệ phân ly kiểu hình ở thế hệ con lai là:

A 70% thân cao, quả tròn : 5% thân cao, quả bầu dục : 5% thân thấp, quả tròn : 20% thân thấp, quả bầu dục

B 66% thân cao, quả tròn : 9% thân cao, quả bầu dục : 9% thân thấp, quả tròn : 16% thân thấp, quả bầu dục

C 70% thân cao, quả tròn : 15% thân cao, quả bầu dục : 15% thân thấp, quả tròn : 10% thân thấp, quả bầu dục

D 66% thân cao, quả tròn : 8% thân cao, quả bầu dục : 8% thân thấp, quả tròn : 16% thân thấp, quả bầu dục

2/ Tỷ lệ cây cao, quả tròn có kiểu gen

- Thân thấp, quả tròn (1y2

3/ Tổng tỷ lệ cây mang kiểu gen dị hợp tử ở con lai:

Ta biết rằng tổng tỷ lệ các loại kiểu gen = 100%, trong đó có 4 loại kiểu gen đồng hợp là:

Bμi tập 2: Khi cho lai giữa hai cơ thể ruồi giấm thuần chủng mình xám, cánh ngắn

với mình đen, cánh dài được con lai F1 toàn ruồi mình xám, cánh dài Biết rằng tần

số hoán vị gen ở ruồi giấm là 18% Người ta tiếp tục cho lai giữa các ruồi F1 với nhau Cặp gen Bb quy định màu thân, cặp gen Vv quy định hình dạng cánh

D 25% mình xám, cánh dài : 50% mình xám, cánh ngắn : 25% mình đen, cánh dài 2/ Tỷ lệ phân li kiểu gen ở con lai F2 là:

- Do ở ruồi giấm, hoán vị gen chỉ xảy ra ở con cái với tần số 18 % nên ta có:

+ Con cái cho 4 loại giao tử : Giao tử liên kết Bv = bV = y = 41%; Giao tử hoán vị

2/ Dựa kết quả phân ly kiểu gen trên ử Đáp án đúng lμ A

3/ Kiểu gen đồng hợp ở thế hệ F2 trong phép lai này chỉ có

ử Đáp án đúng lμ B

Bμi tập 3: ở ruồi giấm, gen A quy định cánh nguyên, gen a quy định cánh xẻ, gen

W quy định mắt đỏ, gen w quy định mắt trắng Cả 2 cặp gen này cùng nằm trên

nhiễm sắc thể X, khoảng cách giữa 2 cặp gen là 18cM Người ta tiến hành lai các ruồi thuần chủng con cái cánh nguyên, mắt đỏ với con đực cánh xẻ, mắt trắng được

F1 rồi cho F1 lai với nhau Xác định:

B 50% cánh nguyên, mắt đỏ : 4,5% cánh nguyên, mắt trắng : 25% cánh xẻ, mắt đỏ : 20,5% cánh xẻ, mắt trắng

ử ruồi cái F1 cho 4 loại giao tử là: XAW= Xaw= x = 41%, XAw= XaW= y = 9%

ruồi đực cho 2 loại giao tử là: XAW= Y = 50% =

IV KếT QUả nghiên cứu

Trong năm học 2010 – 2011, bản thân đã tiến hành thử nghiệm với 2 nhóm học sinh ôn thi chuyên nghiệp có năng lực như nhau về thực hiện 10 câu hỏi trắc nghiệm trong 3 bài tập trên Một nhóm làm bài tập trên theo phương pháp lập bảng

và một nhóm được hướng dẫn phương pháp tính nhanh ở trên Kết quả thống kê ở 2 nhóm :

Nội dung Nhóm 1( Lập bảng) Nhóm 2 ( Tính đại số như trên) Thời gian

PH N K T LU N VÀ NGH

1 Kết luận :

Qua nhiều năm giảng dạy theo phương pháp này tôi thấy học sinh rất hứng thú trong việc giải các bài toán hoán vị gen Phương pháp này đã rút ngắn được rất nhiều thời gian làm bài của các em học sinh

Trong những năm giảng dạy bản thân tôi đã tiến hành thử nghiệm khi tiến hành cho học sinh học phương pháp này và học theo phương pháp viết sơ đồ lai truyền thống tiến hành làm một số bài tập th y kết quả làm bài khả quan hơn, kết quả có độ chính xác cao hơn

2 Đề nghị:

Hiện nay, khi chương trình bộ môn đã chuyển sang hình thức kiểm tra, thi bằng trắc nghiệm khách quan thì việc tìm ra các phương pháp giảng dạy cho các em học sinh những phương pháp giải toán đơn giản, nhanh gọn là rất cần thiết Do vậy, bằng những kinh nghiệm đã thu được kết quả, tôi mong rằng các đồng nghiệp có thể áp dụng phương pháp này giúp các em học sinh học tập tốt hơn, thu được kết quả cao hơn trong kiểm tra, thi cử

Tuy nhiên, đây mới chỉ là những kinh nghiệm của bản thân tôi về cách giải một vài dạng bài tập với quy luật di truyền liên kết gen và hoán vị gen Đồng thời

có thể các đồng nghiệp còn nhiều phương pháp và cách giải các dạng bài tập hay

Do vậy mong các đồng nghiệp cùng trao đổi, góp ý để phương pháp này được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thμnh cảm ơn!

tμi liÖu tham kh¶o

1 Sách giáo khoa và sách bài t p, sách giáo viên Sinh h c l p 12 c b n, nâng cao

2 Di truy n h c t p I, II c a Phan C Nhân, Nguy n Minh Công, ng H u Lanh- NXB Giáo d c

3 Ph ng pháp gi i bài t p và bài t p tr c nghi m sinh h c 12 c a tác gi Tr n T t

mục lục tRANG

PH N T V N 1

PH N GI I QUY T V N 1

I C S LÍ LU N 1

II C S TH C TI N

III M T S PH NG PHÁP GI I NHANH BÀI T P HOÁN V GEN 2

YấU C U XÁC NH T L KI U GEN VÀ KI U HèNH I CON A Phương pháp giải chung 2

Dạng 1 : Xác định tỷ lệ phân li kiểu gen và kiểu hình ở con lai trong phép lai cả 2

hai 2 cơ thể bố mẹ đều xảy ra hoán vị gen Dạng 2 : Xác định nhanh tỷ lệ phân li kiểu gen và kiểu hình ở con lai trong phép 5

lai có hoán vị gen xảy ra một bên Dạng 3 : Phương pháp xác định nhanh tỷ lệ phân li kiểu gen và kiểu hình ở con 8

lai trong phép lai có hoán vị gen xảy ra trên NST giới tính X B bμi tập vận dụng 10

IV KếT QUả nghiên cứu 15

PH N K T LU N VÀ NGH 16

Cộng hoà x∙ hội chủ nghĩa việt nam

Độc lập Tự do Hạnh phúc

Đơn đăng ký sáng kiến

Kính gửi : Hội đồng sáng kiến - sáng chế

Tên tôi là : Nguyễn Thị Thơm

Ngày tháng năm sinh : 01/01/1983

Nơi công tác : Trường THPT số 2 Thành phố Lào Cai

Chức vụ : Giáo viên

Trình độ chuyên môn : ĐHSP Sinh

Đề nghị công nhận sáng kiến: Phương pháp giải bμi tập liên kết gen vμ hoán vị

gen

MÔ tả giảI pháp

A Tình trạng kỹ thuật hoặc tổ chức sản xuất hiện tại

Hiện nay, chương trình bộ môn đã được chuyển sang phương pháp kiểm tra, thi bằng hình thức trắc nghiệm khách quan, vì vậy việc tìm ra các phương pháp giảng dạy giúp học sinh vận dụng làm bài thi trắc nghiệm có hiệu quả là rất quan trọng Trong đó việc tìm ra phương pháp giải các bài tập một cách nhanh nhất, có hiệu quả nhất trong kiểm tra, thi đang là nhu cầu cấp thiết của các em học sinh Trong ch ng trỡnh sinh h c ph thụng, các bài toán liên kết gen và hoán vị gen

được các em xem là phần khó học nhất, mất nhiều thời gian nhất V i kinh nghi m

gi ng d y c a b n thõn và h c h i t b n bố đ ng nghi p, k t h p v i yờu c u, nhi m v c a vi c đ i m i ch ng trỡnh sỏch giỏo khoa sinh h c l p 12, tự bản thân rút ra một số kinh nghiệm trong phương pháp xác định nhanh tỷ lệ phân li kiểu gen, kiểu hình của các bài toán quy luật di truyền liên kết gen và hoán vị gen

B Nội dung giải pháp đề nghị công nhận lμ sáng kiến

I C S LÍ LU N

II C S TH C TI N.