Phương pháp giải bài tập tích hợp di truyền liên kết với giới tính

Quy luật di truyền liên kết với giới tính là phần bài tập có tính liên hệ cao cả lý thuyết lẫn thực hành, các dạng bài tập đa dạng phức tạp và thường xuyênxuất hiện trong các đề thi THPT

MỤC LỤC Trang

1 Phần mở đầu 1

1.1 Lý do chọn đề tài……… 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 2

1.3 Đối tượng nghiên cứu 2

1.4.Phương pháp nghiên cứu 3

2 Nội dung 3

2.1 Cơ sở lí luận của skkn 3

2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 6

2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 6

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường……… 20

3 Kết luận, kiến nghị 20

3.1 Kết luận 20

3.2 Kiến nghị 21

1 Phần mở đầu

1.1 Lý do chọn đề tài

Theo Nghị quyết Số 29-NQ/TW “Về đổi mới căn bản, toàn diện giáodục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiệnkinh tế thị trường’’ của Bộ GD&ĐT Kể từ năm học 2016 – 2017 học sinh thitheo hình thức tích hợp KHTN hoặc KHXH mỗi môn thi trắc nghiệm gồm 40câu thời gian 50 phút Vì vậy học sinh cần tư duy nhanh chóng và liên hệ kiếnthức để hoàn thiện bài làm

Môn sinh học THPT là môn học với lượng lý thuyết và bài tập tương đốinhiều, thời lượng học trên lớp có giới hạn Vì vậy, việc hướng dẫn cho học sinhcác kỹ năng và phương pháp giải bài tập là vô cùng cần thiết

Quy luật di truyền liên kết với giới tính là phần bài tập có tính liên hệ cao

cả lý thuyết lẫn thực hành, các dạng bài tập đa dạng phức tạp và thường xuyênxuất hiện trong các đề thi THPT quốc gia lẫn thi học sinh giỏi Trong khi khảnăng phân tích và xử lý các dạng bài tập này của học sinh còn yếu

Trước thực trạng trên tôi đã mạnh dạn chọn đề tài “Phương pháp giải

các bài toán tích hợp di truyền liên kết với giới tính”.

1.3 Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu: Lý thuyết phần di truyền liên kết với giới tính, tương tác gen,liên kết gen, hoán vị gen

- Nghiên cứu :

+ Phương pháp xác định kết quả lai từ sơ đồ lai tổng quát

+ Phương pháp xác định tần số hoán vị trong phép lai di truyền liên kết giớitính.

+ Phương pháp xác định kiểu gen đời bố mẹ

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Nghiên cứu các tài liệu lí thuyết trong cácsách tham khảo cũng như các tài liệu trên mạng từ đó phân tích và tổng hợpkiến thức rồi phân loại và hệ thống hoá kiến thức

- Phương pháp điều tra: Khảo sát học sinh lớp 12 để nắm được khả năng tư duy

và lĩnh hội kiến thức của học sinh cũng như kĩ năng giải bài tập phần di truyềnliên kết với giới tính

- Phương pháp thực nghiệm khoa học: Chủ động tác động lên học sinh đểhướng sự phát triển theo mục tiêu dự kiến của mình

- Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm: Nghiên cứu và xem xét lạinhững thành quả thực tiễn trong quá khứ để rút ra kết luận bổ ích cho thựctiễn

- Phương pháp thống kê và xử lí số liệu: Sử dụng xác suất thống kê để xử lí sốliệu thu thập được

2 Nội dung

2.1 Cơ sở lí luận của SKKN.

* NST giới tính, quy luật di truyền NST giới tính.

- NST giới tính là loại NST có chứa gen quy định giới tính và các gen khác

- Mỗi NST giới tính có 2 đoạn:

+ Đoạn không tương đồng chứa các gen đặc trưng cho từng NST

+ Đoạn tương đồng chứa các lôcút gen giống nhau

- Một số cơ chế tế bào học xác định giới tính bằng NST:

Kiểu XX, XY

- Con cái XX, con đực XY: động vật có vú, ruồi giấm, người

- Con cái XY, con đực XX : chim, bướm, cá, ếch nhái

Kiểu XX, XO:

- Con cái XX, con đực XO: châu chấu, rệp, bọ xit

- Con cái XO, con đực XX : bọ nhậy

- Gen trên NST giới tính X

+ Gen trên NST X di truyền theo quy luật di truyền chéo

+ Tính trạng được biểu hiện không đều ở cả 2 giới

+ Gen nằm trên NST Y di truyền thẳng

* Quy luật liên kết gen

Thí nghiệm của Morgan trên ruồi giấm:

P t/c: (cái) thân xám, cánh dài x (đực) thân đen,

cánh ngắn

F1: 100% thân xám, cánh dài

Lấy con đực ở F1 thân xám, cánh dài x con cái thân đen, cánhngắn

Fb: 1 xám, dài: 1 đen, ngắn

Các gen trên cùng 1 NST di truyền cùng nhau gọi là hiện tượng liên kếtgen Nhóm các gen trên cùng 1 NST di truyền cùng nhau gọi là nhóm gen liênkết Số lượng nhóm liên kết của 1 loài = số lượng NST đơn bội

* Hoán vị gen

Thí nghiệm của T Moocgan

- Lai phân tích ruồi cái F1 với ruồi đực thân đen, cánh cụt thu được kết quả:

0, 415 ruồi thân xám, cánh dài

0, 415 ruồi thân đen, cánh cụt

0, 085 ruồi thân xám, cánh cụt

0, 085 ruồi thân đen, cánh dài

Cơ sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gen.

- Cơ sở tế bào học của hiện tượng hoán vị gen là sự trao đổi các đoạn tươngđồng giữa các NST trong cặp tương đồng ở kì trước GP I (trao đổi chéo) Sựtrao đổi chéo của NST dẫn đến hiện tượng hoán vị gen Hoán vị gen làm xuấthiện 2 loại giao tử do hoán vị gen và 2 loại giao tử do liên kết gen hoàn toàn

- Nếu hoán vị gen xảy ra ở tất cả các tế bào trong quá trình phát sinh giao tử thìtần số hoán vị gen có thể đạt 50% nên thực tế tần số hoán vị gen không vượtquá 50% (f ≤ 50%)

- Công thức tính tần số hoán vị gen (f)

(f) = (số giao tử hoán vị / tổng số giao tử tạo thành) x 100%

(f) = (số cá thể có kiểu hình do hoán vị / tổng số cá thể thu được) x100%

(f) = 2 x % giao tử hoán vị

* Quy luật tương tác gen

Tương tác gen là sự tác động qua lại giữa các gen thuộc các lôcut khácnhau (gen không alen) trong quá trình hình thành một kiểu hình

Tương tác gen là sự tác động qua lại giữa các sản phẩm của gen trongquá trình hình thành một kiểu hình ở cơ thể sinh vật

Tỉ lệ 15: 1

2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.

Sau nhiều năm giảng dạy học sinh lớp 12 cũng như đứng đội tuyển tôi nhận ra rằng:

- Phần lớn học khả năng phân tích nhận dạng các dạng bài tập tích hợp di

truyền liên kết với giới tính còn tương đối yếu

- Rất nhiều học sinh lúng túng khi giải các bài toán về di truyền liên kết vớigiới tính trong đề thi THPT Quốc gia, cũng như thi HSG

2.3 Các giải pháp đã sử dụng đã sử dụng để giải quyết vấn đề.

Để giúp học sinh hình thành kỹ năng giải quyết các bài tập phần tích hợp

di truyền liên kết với giới tính tôi nghiên cứu hình thành SKKN theo các bướcsau:

- Đầu tiên tôi nghiên cứu các tài liệu lí thuyết trong các sách tham khảo cũngnhư các tài liệu trên mạng từ đó phân tích và tổng hợp kiến thức rồi phân loại

và hệ thống hoá kiến thức chuyên đề tích hợp di truyền liên kết với giới tính

- Sau đó tôi tiến hành khảo sát học sinh lớp 12 để nắm được khả năng tư duy vàlĩnh hội kiến thức của học sinh cũng như kĩ năng giải bài tập phần di truyền liênkết với giới tính

- Cuối cùng tôi khái quát hóa công thức, xây dựng hệ thống công thức, tỉ lệnhận dạng nhanh bài toán quy luật tích hợp di truyền liên kết với giới tính

2.3.1: Xây dựng các bước giải bài toán tích hợp di truyền liên kết với giới tính

* Dạng 1: Phương pháp giải toán tích hợp giữa hoán vị gen và di truyền

liên kết với giới tính

+

Các bước

- Bước 1: Rút gọn tỉ lệ của đề bài (chú ý cân bằng tỉ lệ giới tính 1 đực : 1 cái)

- Bước 2: Xét riêng từng tính trạng tìm quy luật di truyền chi phối, quy ước,SĐL

Chú ý: Cách nhận dạng gen trên NST giới tính:

Dựa vào kết quả của 2 phép lai thuận nghịch:

+ Nếu kết quả lai thuận nghịch khác nhau thì gen quy định tính trạng đượcxét nằm trên nhiễm sắc thể giới tính

+ Nếu tính tạng đã cho thấy xuất hiện chỉ ở giới đực qua các thể hệ (ditruyền thẳng)  gen nằm trên nhiễm sắc thể Y Ngược lại thì gen nằm trênnhiễm sắc thể X.

(tất cả kiểu hình lặn thuộc 1 giới)

XAXa x XaY 1 cái trội: 1 cái lặn: 1 đực trội: 1 đực lặn

- Bước 3: Xét chung 2 tính trạng đồng thời:

Tỉ lệ rút gọn đề bài > (hoặc khác) lý thuyết (tích tỉ lệ xét riêng từng tính trạng)

- Bước 4: Tìm kiểu gen xác định tần số hoán vị

+ Dựa kiểu gen giới XY đời con suy ra kiểu gen XX thế hệ trước

+ Dựa kiểu gen giới XX đời con suy ra kiểu gen XY thế hệ trước

+ Xác định tần số hoán vị cá thể XX

Fhv = (tổng số cá thể đực xảy ra hoán vị): (tổng số cá thể đực thu được)

Chú ý: Cách nhận dạng nhanh kiểu gen đời bố mẹ theo quy luật di truyền

chéo ở phép lai hoán vị trên NST X, không alen tương ứng trên Y.

- Từ con XX suy ra XX đời bố mẹ

Tỉ lệ kiểu hình đời con XX Kiểu gen đời bố (mẹ) XY

Xuất hiện cả T – T và T – L XAbY

Xuất hiện cả T – T và L – T XaBY

Xuất hiện T- T = L – L và T – L = L- XabY

- Từ con XY suy ra XX đời bố mẹ

Tỉ lệ kiểu hình đời con XX Kiểu gen đời bố (mẹ) XX

Ruồi ♂ F1: 7,5% đỏ - bình thường : 7,5% lựu - xẻ : 42,5% đỏ - xẻ : 42,5% lựu– bình thường

♀: 50% đỏ - bình thường : 50% đỏ - xẻ

1 Các gen nói trên nằm trên NST nào

2 Viết SĐL và giải thích kết quả

Giải:

- Quy ước A đỏ > a lựu ; B bình thường > b xẻ

Tỉ lệ rút gọn kiểu hình ở F2: Ruồi ♂ F1: 7,5% đỏ bình thường : 7,5% lựu

- Xét đời con XX: T- T = T – L vậy đực đời bố XAbY

- Xét đời con XY: T – T = L – L < T – L = L – T vậy cái mẹ dị chéo XAbXaBTần số hoán vị = 7,5% x 2 = 15%

- Xét riêng từng tính trạng ở F2:

+ Xét tính trạng hình dạng cánh: 3 bình thường : 1 xoăn (đực) tính trạng phân

bố không đều ở 2 giới tuân theo quy luật di truyền gen trên X

+ Xét cái đời F2: 100% T – T vậy đực đời F1 XABY

+ Xét đực đời con: T – T = L – L > L – T = T – L vậy cái F1 dị đều XABXabTần số hoán vị =

8

2

= 0,4SĐL: F1: XABXab (f = 0,4) x XABY

VD 3 : Ở ruồi giấm, gen A qui định mắt đỏ, gen a qui định mắt trắng ; gen B qui

định cánh xẻ và gen b qui định cánh thường Phép lai giữa ruồi giấm cái mắt

đỏ, cánh xẻ với ruồi giấm đực mắt đỏ, cánh xẻ đã thu được F1 ruồi cái 100% mắt đỏ, cánh xẻ ; ruồi đực gồm có 40% đực mắt đỏ, cánh thường : 40% đực

- Xét riêng từng tính trạng ở F2:

+ Xét tính trạng hình dạng cánh: 3 đỏ : 1 trắng (đực) tính trạng phân bố khôngđều ở 2 giới tuân theo quy luật di truyền gen trên X

+ Xét cái đời F2: 100% T – T vậy đực đời F1 XABY

+ Xét đực đời con: T – T = L – L < L – T = T – L vậy cái F1 dị chéo XAbXaBTần số hoán vị = 10% x 2 = 20%

SĐL: F1: XAbXaB (f = 20%) x XABY

VD 4: Lai ruồi giấm thuần chủng: cái mắt đỏ - cánh bình thường với đực mắttrắng-cánh xẻ được F1 100% đỏ - bình thường Cho F1 lai với nhau được F2:Cái: 300 đỏ - bình thường; đực 135 đỏ - bình thường : 135 trắng - xẻ : 14 đỏ -

xẻ : 16 trắng- bình thường

1 Biện luận và xác định các quy luật di truyền chi phối các phép lai trên

2 Viết SĐL P đến F2 Biết 1 gen quy định 1 tính trạng

Giải:

- Quy ước A đỏ > a trắng; B cánh xẻ > b cánh bình thường

- Tỉ lệ rút gọn kiểu hình ở F2:

Cái: 100% đỏ - xẻ; 45% đực đỏ - bình thường : 45% đực trắng – xẻ : 5% đựcmắt đỏ - cánh xẻ : 5% trắng – bình thường.

- Xét riêng từng tính trạng ở F2:

+ Xét tính trạng hình dạng cánh: 3 đỏ : 1 trắng (đực) tính trạng phân bố khôngđều ở 2 giới tuân theo quy luật di truyền gen trên X

+ Xét cái đời F2: 100% T – T vậy đực đời F1 XABY

+ Xét đực đời con: T – T = L – L >L – T = T – L vậy cái F1 dị đều XABXab

- Bước 1: Rút gọn tỉ lệ của đề bài (chú ý cân bằng tỉ lệ giới tính 1 đực : 1 cái)

- Bước 2: Xét riêng từng tính trạng tìm quy luật di truyền chi phối, quy ước,SĐL

- Bước 3: Xét chung 2 tính trạng đồng thời:

Tỉ lệ rút gọn đề bài < lý thuyết (tích tỉ lệ xét riêng từng tính trạng)

Dựa quy luật di trền chéo tìm kiểu gen đời bố mẹ

+ Xét XY đời con suy ra kiểu gen XX đời bố mẹ

+ Xét XX đời con suy ra kiểu gen XY đời bố mẹ

- Bước 4: Viết SĐL

+ Ví dụ minh họa

VD 1 : Khi khảo sát tính trạng di truyền màu mắt và hình dạng cánh của ruồi

giấm Đem lai bố mẹ thuần chủng thu được F1 100% mắt đỏ - cánh bình

thường Cho F1 giao phối thu được F2: 198 đực mắt đỏ - bình thường : 402 cái mắt đỏ- bình thường: 201 đực mắt trắng – xẻ Biện luận viết SĐL Biết 1 gen quy định 1 tính trạng

Giải:

- Tỉ lệ rút gọn kiểu hình ở F2: cái 1 cao – dại : 1 cái cao đột biến : 1 đực cao đột biến : 1 đực thấp – dại = 4 tổ hợp

- Xét riêng từng tính trạng ở F2:

+ Xét tính trạng chiều cao: 3 cao : 1 thấp (đực) tính trạng phân bố không đều ở

2 giới tuân theo quy luật gen trên X không alen tương ứng trên Y

Cái: 10 con xám – cụt – đỏ: 20 con xám – dài – đỏ: 10 con đen – dài – đỏ

Đực: 5 xám – cụt – đỏ: 5 xám – cụt – lựu : 10 xám – dài – đỏ :

10 xám – dài – lựu : 5 đen – dài – đỏ: 5 đen – dài – lựu

Biện luận viết SĐL

- Xét riêng từng tính trạng ở F2:

+ Xét tính trạng màu thân: 3 xám : 1 đen tính trạng phân bố đều ở 2 giới tuân theo quy luật phân li Menđel

+ Xét chung 2 tính trạng màu sắc thân và hình dạng cánh ( số 1 và 2)

Tỉ lệ đề bài về 2 tính trạng 1 xám – cụt : 2 Xám dài : 1 đen – dài < tỉ lệ lý

Tỉ lệ đề bài về 2 tính trạng 9 dài – đỏ : 3 dài – trắng – 3 cụt – đỏ : 1 cụt – trắng

= tỉ lệ lý thuyết (3: 1) (3: 1) Vậy 2 tính trạng xảy ra phân ly độc lập

-* Dạng 3: Các bước giải bài toán tích hợp giữa phân ly độc lập và di truyền liên kết với giới tính.

+ Nhận dạng:

- Bài toán đề cập 2 hoặc 3 tính trạng tương ứng 2 hoặc 3 cặp gen

- Nhẩm nhanh tỉ lệ rút gọn đề = tích tỉ lệ xét riêng từng tính trạng

- Đề cập giới đực và cái, tính trạng phân bố không đều 2 giới

- Tách tỉ lệ đề bài = (tỉ lệ phân li) x (tỉ lệ SĐL giới tính)

+ Các bước:

- Bước 1: Rút gọn tỉ lệ của đề bài (chú ý cân bằng tỉ lệ giới tính 1 đực : 1 cái)

- Bước 3: Xét chung 2 tính trạng đồng thời:

Tỉ lệ đề bài = tỉ lệ lý thuyết (tích tỉ lệ xét riênng từng tính trạng)

Quy ước: A dài > a ngắn ; B đỏ > b trắng

- Bước 1: tỉ lệ rút gọn đề bài (cân bằng tỉ lệ 1 đực : 1 cái)

Giới ♀: 6 dài – đỏ : 2 ngắn – đỏ ; giới ♂ 3 dài đỏ: 3 dài – trắng : 1 ngắn đỏ: 1ngắn trắng

- Bước 2: xét riêng từng tính trạng

+ Xét tính trạng chiều dài cánh: 3 dài : 1 ngắn phân bố đều 2 giới Tuân theophân li Menđel

SĐL: F1: Aa dài x Aa dài

+ Xét tính trạng màu sắc mắt: 3 đỏ : 1 trắng (♂) tính trạng phân bố không đều ở

2 giới Tính trạng lặn xuất hiện nhiều giới đực Tuân theo quy luật di truyềntrên NST X, không alen tương ứng trên Y

SĐL: F1: XBXb x XBY

+ Xét chung 2 tính trạng: đề bài (Giới ♀: 6 dài – đỏ : 2 ngắn – đỏ ; giới ♂ 3 dàiđỏ: 3 dài – trắng : 1 ngắn đỏ: 1 ngắn trắng) = Lý thuyết (3:1) (3: 1) Vậy 2 cặpgen quy định 2 cặp tính trạng xảy ra phân ly độc lập kết hợp với giới tính.

+ SĐL: F1: AaX BXb dài – đỏ x Aa XBY dài – đỏ

VD 2 : Lai gà trống mào to, lông vằn thuần chủng với gà mái lông không vằn,

mào nhỏ thuần chủng, được gà F1 có lông vằn, mào to Cho gà mái F1 lai với gàtrống lông không vằn, mào nhỏ, được F2 phân ly như sau: 1 gà trống mào to,lông vằn: 1 gà trống mào nhỏ, lông vằn: 1 gà mái mào to, lông không vằn: 1 gàmái mào nhỏ, lông không vằn Biết rằng mỗi gen quy định một tính trạng Hãybiện luận và lập sơ đồ lai giải thích cho phép lai trên

Giải:

- Quy ước: A lông vằn > a không vằn; B mào to > b mào nhỏ

- Tỉ lệ rút gọn đề bài: ♂ 1 to, lông vằn : 1 nhỏ, lông vằn; ♀ 1 to, lông khôngvằn : 1 nhỏ, lông không vằn

- Xét riêng từng tính trạng F2:

+ Xét tính trạng độ to của mào: 1 to : 1 nhỏ phân bố đều 2 giới tuân theo quyluật Menđel

+ Xét tính trạng độ vằn của lông: 1 vằn(♂) : 1 không vằn (♀) tính trạng phân

bố không đều ở 2 giới tuân theo quy luật di truyền liên kết giới tính X, khôngalen tương ứng trên Y

* Dạng 4: Phương pháp giải toán tích hợp di truyền liên kết giới tính với tương tác gen.

-

Các bước:

Bước 1: Rút gọn tỉ lệ đề bài ( chú ý cân bằng tỉ lệ giới đực và cái)

Bước 2: Xét riêng từng tính trạng, tìm quy luật di truyền chi phối, quy ước, SĐL

Bước 3: Xét chung 2 tính trạng đồng thời:

+ Nếu lý thuyết (tích tỉ lệ xét riêng từng tính trạng) = đề bài tuân theo tương tác

Hãy xác định quy luật di truyền của hai tính trạng trên và lập sơ đồ lai

Giải: