Phương pháp giải bài tập hay

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong quá trình giảng dạy mong muốn cao nhất của mỗi giáo viên là sau mỗi tiết dạy, mỗi bài học, mỗi chương học sinh có thể vận dụng kiến thức bài học vào thực

I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong quá trình giảng dạy mong muốn cao nhất của mỗi giáo viên là sau mỗi tiết dạy, mỗi bài học, mỗi chương học sinh có thể vận dụng kiến thức bài học vào thực tế và rõ nhất vào các bài luyện tập

để từ đó học sinh đạt được kết quả cao trong học tập Thực tế trong vài năm học gần đây việc đánh giá học sinh đã được thay đổi theo hướng trắc nghiệm khách quan nên bản thân tôi trong quá trình giảng chương “ Tính quy luật của hiện tượng di truyền” nhận thấy cần phải

có sự thay đổi phương pháp trong việc giúp học tìm tỉ lệ kiểu hình, kiểu gen của một phép lai

II.TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

1.Trong quá trình giảng dạy bộ môn sinh học 12, tôi nhận thấy trong trắc nghiệm khách quan phần bài tập về tính quy luật di truyền không khó nhưng học sinh thường gặp khó khăn trong việc viết sơ đồ lai để phục vụ cho việc xác định các tỉ lệ kiểu gen kiểu hình Nếu học sinh sử dụng cách viết sơ đồ lai theo phương pháp tạo giao tử trong giảm phân và tổ hợp các giao tử trong thụ tinh rất mất thời gian không phù hợp trong làm bài trắc nghiệm khách quan Vì thế, để giúp cho học sinh làm bài trắc nghiệm khách quan tốt hơn tôi đã đưa

ra phương pháp viết sơ đồ lai trong trắc nghiệm khách quan

2.Thực tế khi học về di truyền có rất nhiều câu hỏi có thể đặt ra: Xác suất sinh con trai hay con gái là bao nhiêu? Khả năng để sinh được những người con theo mong muốn về giới tính hay không mắc các bệnh, tật di truyền dễ hay khó thực hiện? Mỗi người có thể mang

bao nhiêu NST hay tỉ lệ máu của ông (bà) nội hoặc ngoại của mình?

Vấn đề thật gần gũi mà lại không hề dễ Bài toán xác suất luôn là những bài toán thú vị, hay nhưng khá trừu tượng nên phần lớn là khó chính vì thế mà khi gặp phải các em thường tỏ ra lúng túng, không biết cách xác định, làm nhưng thiếu tự tin với kết quả tìm được Do vậy tôi đưa ra cách vận dụng kiến thức tổ hợp để giải nhanh 1 số dạng bài tập xác suất trong di truyền phân li độc lập

III.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:

Nhằm nâng cao nghiệp vụ công tác của bản thân và nâng cao chất lượng học sinh giúp học sinh yêu thích môn học hơn.Mặt khác thông qua đề tài có thể giúp các đồng nghiệp thêm vài kinh nghiệm trong giảng dạy

IV.ĐIỂM MỚI TRONG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Trong kết quả nghiên cứu này, điểm nổi bật so với phương pháp

cũ học sinh tiết kiệm được khá nhiều thời gian làm bài trắc nghiệm khách quan Học sinh viết sơ đồ lai có thể bỏ qua bước xác định giao

tử, học sinh tự tin hơn trong việc giải các bài toán xác suất trong chương trình cũng đề cập đến mà bấy lâu học sinh thường bỏ qua không làm.Ngoài ra,đề tài có thể giúp học sinh chủ động tích cực hơn trong học tập

Những điểm mới cơ bản trong kết quả nghiên cứu là

+ Hệ thống kiến thức cho học sinh theo từng bước từ dễ đến khó

+Phân chia các dạng bài tập học sinh

V PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Đề tài được thực hiện nội dung kiến thức ở chương II trong chương trình chuẩn và nâng cao của sinh học lớp 12 và được nghiên cứu trên đối tượng học sinh trung bình của khối 12 Thời gian thực hiện đề tài trong học kì I năm học 2010- 2011

Trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài ngoài kinh nghiệm bản thân, tôi còn học hỏi trao đổi các kinh nghiệm từ các đồng nghiệp từ các trường khác thông qua các đợt tập huấn

*CHI TIẾT NỘI DUNG ĐỀ TÀI:

I PHƯƠNG PHÁP VIẾT SƠ ĐỒ LAI TRONG CÁC PHÁP LAI

Trong chương “ Tính quy luật của hiện tượng di truyền” gồm có các bài học mà học sinh có sử dụng viết sơ đồ lai Đó là:

1.Quy luật phân li và phân li độc lập của MenDen

2.Sự tác động của nhiều gen và tính đa hiệu của gen

3.Di truyền liên kết và liên kết giới tính

Toàn bộ chương “ Tính quy luật của hiện tượng di truyền” có thể chia thành các nhóm:

Nhóm 1: Một gen nằm trên một nhiễm sắc thể

Nhóm 2: Nhiều gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể

KG AAx AA 100% AA 100% A-

b.Trong phép lai hai hay nhiều tính trạng :

Giáo viên sử dụng nội dung của qui luật phân li Menden là

“Khi lai cặp bố mẹ thuần chủng khác nhau về hai hay nhiều cặp tính trạng tương phản ,di tryền độc lập với nhau, thì xác suất xuất hiện

mỗi kiểu hình ở F2 bằng tích xác xuất của các tính trạng hợp thành nó”( Sách giáo khoa sinh học 12 chương trình chuẩn)

*Ví dụ 1: (Dùng cho phép lai hai tính trạng)

Khi cho lai hai cây đậu Hà Lan hạt vàng, vỏ trơn dị hợp tử với nhau thu được 1600 hạt ở đời con Hãy xác định số hạt có kiểu gen

dị hợp tử về hai cặp gen Biết rằng ở đậu Hà Lan hạt vàng (A) là trội

so với hạt xanh(a), vỏ trơn(B) là trội so với vỏ nhăn(b) Mỗi gen qui định tính trạng nằm trên mỗi nhiễm sắc thể khác nhau

1/4Ab 1/16AABb 1/16AAbb 1/16AaBb 1/16Aabb

1/4aB 1/16AaBB 1/16AaBb 1/16aaBB 1/16aaBb

1/4ab 1/16AaBb 1/16Aabb 1/16aaBb 1/16aabb

Dựa vào bảng tỉ lệ kiểu gen F1 học sinh thống kê tỉ lệ kiểu gen dị hợp tử hai cặp gen là: 4/16 Kết quả số hạt có kiểu gen dị hợp

tử về hai cặp gen là 4x 1600 : 16 = 4000 hạt

- Cách giải sử dụng sáng kiến kinh nghiệm:

P AaBb x AaBb

F1(1AA: 2Aa: 1aa)( 1BB: 2Bb: 1bb)

Học sinh tìm kiểu gen AaBb= 2x2=4 Số tổ hợp =4x4=16

Kết quả số hạt có kiểu gen dị hợp tử về hai cặp gen là 4x1600 : 16 =

*Ví dụ: Ở ruồi giấm, gen V qui định cánh dài, gen v qui định

cánh cụt: gen B qui định thân xám, gen b qui định thân đen cùng nằm trên nhiễm sắc thể thường

Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen trong phép lai sau:

P: ♀ Bv x ♂ bV

bv bv

- Cách giải sử dụng sáng kiến kinh nghiệm:

Học sinh không thực hiện xác định giao tử vẫn xác định kiểu gen

tử của mỗi cá thể Tiến hành tổ hợp các giao tử mỗi cá thể lại.Nếu hai

cá thể có giao tử giống nhau thì viết theo tam giác Pascal ngược thì khi hai số khác nhau ngoài việc nhân tỉ lệ thì phải nhân 2 Nếu hai cá thể có giao tử khác nhau thì viết theo hình vuông và nhân tỉ lệ

- Trường hợp hai cá thể có giao tử khác nhau

*Ví dụ

Ở ruồi giấm, gen V qui định cánh dài, gen v qui định cánh cụt: gen B qui định thân xám, gen b qui định thân đen cùng nằm trên nhiễm sắc thể thường

Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen trong phép lai sau:

+ Cách giải sử dụng sáng kiến kinh nghiệm:

P: ♀ BV x ♂ Bv

Học sinh xác định giao tử của ♀là: 40% BV(1), 40% bv (2)

10% Bv(3) , 10% bV(4) Học sinh xác định giao tử của ♂ là: 1/2Bv (1’), 1/2 bv(2’)

Học sinh sử dụng bảng thống kê theo bảng

*Ví dụ:Ở ruồi giấm, gen Aqui định mắt đỏ , gen a qui định mắt

trắng nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X.Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen trong phép lai sau:

P ♀ XAXa x ♂Xa Y

Học sinh nhận thấy nếu bỏ nhiễm sắc thể X đi thì đây là phép lai

Aa X aa nên kết quả là: 1Aa : 1aa sau đó điền nhiễm sắc thể giới tính X vào và có kết quả là:XAXa : XaXa Còn giới XY học sinh lần lượt viết lại kiểu gen XAXa sau đó thêm Y vào sau X và dùng dấu”: ”

4 DẠNG BÀI TOÁN TỔNG HỢP

Học sinh khi viết sơ đồ lai sẽ tách ra thành từng nhóm riêng biệt sau

đó tổ hợp lại

*Ví dụ: Ở ruồi giấm, gen B qui định mắt đỏ , gen b qui định

mắt nâu nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X, gen A qui định cánh dài, gen a qui định cánh cụt nằm trên nhiễm sắc thể thường Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen trong phép lai sau:

Học sinh thực hiện phép lai ♀ XBXb x ♂Xb Y

Kết quả phiếu lai là (XBXb : XbXb : XB Y : Xb Y) đặt làm hàng Đếm cột có hai kiểu gen nên viết hàng hai lần Lần lượt điền cột vào hàng thu dược kết quả

F1 A aXB Xb : A a Xb Xb : Aa XB Y : A a XbY

aaXB Xb : aaXb Xb : aaXBY : aaXbY

II.VẬN DỤNG KIẾN THỨC TỔ HỢP ĐỂ GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP XÁC SUẤT TRONG DI TRUYỀN PHÂN LI ĐỘC LẬP

1 CÁC DẠNG BÀI TẬP

a Tính xác suất đực và cái trong nhiều lần sinh(đẻ)

b Xác định tần số xuất hiện các alen trội hoặc lặn trong trường hợp nhiều cặp gen dị hợp PLĐL, tự thụ

c Xác định tổng số kiểu gen, số kiểu gen đồng hợp, kiểu gen dị hợp trong trường hợp nhiều cặp gen PLĐL, mỗi gen có 2 hoặc nhiều alen

d Xác định số trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời 2 hoặc nhiều đột biến lệch bội

g Xác định tần số xuất hiện các tổ hợp gen khác nhau về nguồn gốc NST

- Kiến thức tổ hợp chỉ áp dụng khi nào các khả năng xảy ra ở mỗi sự kiện có sự tổ hợp ngẫu nhiên, nghĩa là các khả năng đó phải PLĐL Mặt khác sự phân li và tổ hợp phải được diễn ra một cách bình thường Mỗi sự kiện có 2 hoặc nhiều khả năng có thể xảy ra, xác suất của mỗi khả năng có thể bằng hoặc không bằng nhau: trường hợp đơn giản là xác suất các khả năng bằng nhau và không đổi nhưng cũng có trường hợp phức tạp là xác suất mỗi khả năng lại khác nhau và có thể thay đổi qua các lần tổ hợp

Trong phần chỉ đề cập đến đến những trường hợp sự kiện có

2 khả năng và xác suất mỗi khả năng không thay đổi qua các lần tổ hợp.Tuy nhiên từ các dạng cơ bản ,chúng ta có thể đặt vấn đề rèn kĩ năng vận dụng để giải các bài tập phức tạp hơn

- Với bài toán xác suất đơn giản, thường không cần vận dụng kiến thức tổ hợp nên giải bằng phương pháp thông thường, dể hiểu và gọn nhất

- Nếu vấn đề khá phức tạp, không thể dùng phương pháp thông thường hoặc nếu dùng phương pháp thông thường để giải sẽ không khả thi vì đòi hỏi phải mất quá nhiều thời gian Chúng ta phải tìm một hướng khác để giải quyết vấn đề thì kiến thức tổ hợp như là một

công cụ không thể thiếu được Do vậy việc nhận dạng bài toán trước khi tìm ra phương pháp giải quyết là vấn đề hết sức quan trọng và cần thiết nên khi làm phải hết sức lưu ý

Với những bài toán tổ hợp tương đối phức tạp trước khi giải cho học sinh, giáo viên cần phải phân tích từ các trường hợp đơn giản đến phức tạp; chứng minh quy nạp để đi đến công thức tổng quát

- Trị số xác suất qua n lần tổ hợp ngẫu nhiên giữa 2 khả năng a

và b ở các sự kiện là kết quả khai triển của:

(a+b) n = C n 0 a n b 0 + C n 1 a n - 1 b 1 + C n 2 a n - 2 b 2 + + C n a a 1 b n - 1 +

C n a a 0 b n

Nếu các khả năng ở mỗi sự kiện có xác suất bằng nhau và

không đổi qua các lần tổ hợp,

do b = n – a nên C n a = C n b Ta dễ thấy rằng trị số xác suất các

trường hợp xảy ra luôn đối xứng

a Tính xác suất đực và cái trong nhiều lần sinh

* Tổng quát:

- Mỗi lần sinh là một sự kiện hoàn toàn độc lập, và có 2 khả

năng có thể xảy ra: hoặc đực hoặc cái với xác suất bằng nhau và =

Mỗi lần sinh là một sự kiện hoàn toàn độc lập, và có 2 khả năng

có thể xảy ra: hoặc đực hoặc cái với xác suất bằng nhau và = 1/2 do đó:

- Số khả năng xảy ra trong 3 lần sinh = 2 3

- Số tổ hợp của 2 ♂ và 1 ♀ = C 3 2

→ Khả năng để trong 3 lần sinh họ có được 2 trai và 1 gái

- Gọi số alen trội ( hoặc lặn) là a

→ Số alen lặn ( hoặc trội) = 2n – a

- Vì các cặp gen PLĐL tổ hợp ngẫu nhiên nên ta có:

dị hợp tự thụ Xác định:

- Tần số xuất hiện tổ hợp gen có 1 alen trội, 4 alen trội

- Khả năng có được một cây có chiều cao 165cm

Giải

Tần số xuất hiện :

tổ hợp gen có 1 alen trội = C 2 n a / 4 n = C 6 1 / 4 3 = 6/64

tổ hợp gen có 4 alen trội = C 2 n a / 4 n = C 6 4 / 4 3 = 15/64

- Cây có chiều cao 165cm hơn cây thấp nhất = 165cm – 150cm

= 15cm → có 3 alen trội ( 3.5cm = 15cm )

Vậy khả năng có được một cây có chiều cao 165cm = C 6 3 / 4 3

= 20/64

c Xác định tổng số kiểu gen, số kiểu gen đồng hợp, kiểu gen

dị hợp trong trường hợp nhiều cặp gen PLĐL, mỗi gen có 2 hoặc nhiều alen

* Tổng quát:

Để xác định tổng số kiểu gen, số kiểu gen đồng hợp, kiểu gen dị hợp trong trường hợp nhiều cặp gen PLĐL, mỗi gen có 2 hoặc nhiều alen, giáo viên cần phải cho học sinh thấy rõ:

+ Với mỗi gen:

Phân tích và chứng minh số kiểu gen dị hợp, số kiểu gen đồng hợp , số kiểu gen của mỗi gen, chỉ ra mối quan hệ giữa 3 yếu tố đó với nhau và với số alen của mỗi gen:

- Số alen của mỗi gen có thể lớn hơn hoặc bằng 2 nhưng trong kiểu gen luôn có mặt chỉ 2 trong số các alen đó

- Nếu gọi số alen của gen là r thì số kiểu gen dị hợp = C r 2 = r(

r – 1)/2

- Số kiểu gen đồng hợp luôn bằng số alen = r

- Số kiểu gen = số kiểu gen đồng hợp + số số kiểu gen dị hợp

= r +r( r – 1)/2 = r( r + 1)/2

+ Với nhiều gen:

Do các gen PLĐL nên kết quả chung = tích các kết quả riêng

Vì vậy nên lập bảng sau:

GEN SỐ

ALEN/GEN

SỐ KIỂU GEN

SỐ KG ĐỒNG HỢP

SỐ KG DỊ HỢP

- Có bao nhiêu kiểu gen?

- Có bao nhiêu kiểu gen đồng hợp về tất cả các gen?

- Có bao nhiêu kiểu gen dị hợp về tất cả các gen?

- Có bao nhiêu kiểu gen dị hợp về một cặp gen?

- Có bao nhiêu kiểu gen ít nhất có một cặp gen dị hợp?

+ Số kiểu gen dị hợp về tất cả các gen trong quần thể =

- Vậy số kiểu gen dị hợp về một cặp gen = 2.3 + 1.3 = 9

+ Số kiểu gen dị hợp về ít nhất một cặp gen:

Số kiểu gen dị hợp về ít nhất một cặp gen đồng nghĩa với việc tính tất cả các trường hợp trong kiểu gen có chứa cặp dị hợp, tức là bằng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp về tất cả các gen

Nếu bài toán là xác định số các trường hợp thể lệch bội khi xảy

ra đồng thời 2 hoặc nhiều đột biến, từ cách phân tích và chứng minh tương tự ở trên; giáo viên nên gợi ý cho học sinh để đi đến tổng quát sau:

Bộ NST lưỡng bội của loài = 24 Xác định:

- Có bao nhiêu trường hợp thể 3 có thể xảy ra?

- Có bao nhiêu trường hợp thể 1 kép có thể xảy ra?

- Có bao nhiêu trường hợp đồng thời xảy ra cả 3 đột biến; thể 0, thể 1

và thể 3?

Giải

+ Số trường hợp thể 3 có thể xảy ra:

2n = 24→ n = 12

Trường hợp này đơn giản, lệch bội có thể xảy ra ở mỗi cặp NST nên dễ dàng xác định số trường hợp = n = 12 Tuy nhiên nên lưu ý công thức tổng quát để giải quyết được những bài tập phức tạp hơn

Thực chất:

số trường hợp thể 3 = C n 1 = n = 12

+ Số trường hợp thể 1 kép có thể xảy ra:

Phải hiểu được thể 1 kép tức đồng thời trong tế bào có 2 thể 1

Thực chất: số trường hợp thể 1 kép = C n 2 = n(n – 1)/2 = 12.11/2 = 66

+ Số trường hợp đồng thời xảy ra cả 3 đột biến: thể 0, thể 1

- Mỗi NST trong cặp tương đồng phân li về một giao tử nên tạo

2 loại giao tử có nguồn gốc khác nhau ( bố hoặc mẹ )

- Các cặp NST có sự PLĐL, tổ hợp tự do Nếu gọi n là số cặp NST của tế bào thì:

+ Số giao tử khác nhau về nguồn gốc NST được tạo nên = 2 n

→ Số tổ hợp các loại giao tử qua thụ tinh = 2 n 2 n = 4 n

Vì mỗi giao tử chỉ mang n NST từ n cặp tương đồng, có thể nhận mỗi bên từ bố hoặc mẹ ít nhất là 0 NST và nhiều nhất là n NST nên:

+ Số giao tử mang a NST của bố (hoặc mẹ) = C n a

→ Xác suất để một giao tử mang a NST từ bố (hoặc mẹ) = C n a / 2 n

- Số tổ hợp gen có a NST từ ông (bà) nội (giao tử mang a NST của bố) và b NST từ ông (bà) ngoại (giao tử mang b NST của mẹ) =

C n a C n b

→ Xác suất của một tổ hợp gen có mang a NST từ ông (bà) nội

và b NST từ ông (bà) ngoại = C n a C n b / 4 n

* Bài toán

Bộ NST lưỡng bội của người 2n = 46

- Có bao nhiêu trường hợp giao tử có mang 5 NST từ bố?

- Xác suất một giao tử mang 5 NST từ mẹ là bao nhiêu?

- Khả năng một người mang 1 NST của ông nội và 21 NST từ bà ngoại là bao nhiêu?

Giải

+ Số trường hợp giao tử có mang 5 NST từ bố: C n a = C 2 3 5

+ Xác suất một giao tử mang 5 NST từ mẹ:

Vậy có 6 khả năng xảy ra với xác suất như sau :