GIẢI PHÁP LUYỆN THI học SINH GIỎI với một số DẠNG bài TOÁN LAI điển HÌNH

GIẢI PHÁP LUYỆN THI HỌC SINH GIỎI VỚI MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁNLAI ĐIỂN HÌNH - Lĩnh vực áp dụng: Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 9 - Mô tả sáng kiến: + Về nội dung của sáng kiến: Nh

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

SÁNG KIẾN

Tên sáng kiến: Giải pháp luyện thi học sinh giỏi với một số dạng bài toán lai điển hình

GIẢI PHÁP LUYỆN THI HỌC SINH GIỎI VỚI MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN

LAI ĐIỂN HÌNH

- Lĩnh vực áp dụng: Công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 9

- Mô tả sáng kiến:

+ Về nội dung của sáng kiến: Nhằm giúp học sinh có thể vận dụng kiến thức lí thuyết

một cách linh hoạt để giải bài toán lai với nhiều dạng khác nhau, khi thực hiện đề tài này tôi tiến hành theo các bước sau:

Bước 1: Cung cấp kiến thức, hướng dẫn tự nghiên cứu

* Cung cấp kiến thức: Kiến thức cơ bản được xem như chìa khóa cho việc giải quyết các bài toán lai đó là quy luật phân li và phân li độc lập của Menđen

Một là, tìm hiểu thí nghiệm và hiểu rõ cách giải thích thí nghiệm lai một cặp tính trạng và lai hai cặp tính trạng của Menđen (Dù hai thí nghiệm rất đơn giản nhưng lại rất

cơ bản, được xem như chìa khóa để từ đó giải các bài toán lai khác)

Hai là, lí thuyết về cách xác định tương quan tính trội – lặn của một tính trạng

Ba là, hướng dẫn học sinh viết thành thạo 6 sơ đồ lai cơ bản (cho phép lai 1 cặp tính trạng) và sơ đồ lai cho phép lai 2 cặp tính trạng… là sơ sở lí thuyết để biện luận khi giải bài tập

Cuối cùng, đưa ra phương pháp giải bài toán lai gồm các bước như:

Thứ nhất, xác định tính trội – lặn: Sử dụng phương pháp phân tích các thế hệ lai của

Men đen: Nếu cặp tính trạng thuần chủng tương phản ở P có tỉ lệ phân li kiểu hình ở F2

là 3:1 thì kiểu hình chiếm tỉ lệ 3/4 là tính trạng trội, còn tỉ lệ kiều hình có tỉ lệ 1/4 là tính trạng lặn

Thứ hai, quy ước gen: bằng việc sử dụng các chữ cái để quy ước gen: chữ cái in hoa – quy định tính trạng trội, chữ thường – quy định tính trạng lặn

Ba là, tìm quy luật di truyền các tính trạng Đầu tiên, xét riêng từng cặp tính trạng

→tìm tỉ lệ phân li của từng cặp tính trạng Sau đó xét chung các tính trạng→Tìm tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con theo lí thuyết Nếu kết quả tỉ lệ kiểu hình ở đời con = tỉlệ kiểu hình ở đề bài→các cặp gen quy định các cặp tính trạng đã phân li độc lập, di truyền theo quy luật phân li độc lập của Menđen Nếu kết quả tỉ lệ kiểu hình ở đời con khác tỉ lệ kiểu hình ở đề bài→các gen quy định các tính trạng cùng nằm trên một nhiễm sắc thể và

di truyền theo quy luật liên kết gen

Bốn là viết kiểu gen của P dựa trên các biện luận tính trội, lặn và quy luật di truyền ở trên

Cuối cùng viết sơ đồ lai, kết luận

Sau đây là phần kiến thức bổ sung cho nội dung chính:

Lai một cặp tính trạng: Nội dung quy luật chỉ nhắc tới sự phân li của cặp nhân tố di truyền không liên quan đến sự phân li của tính trạng nên quy luật phân li đúng cho cả trường hợp trội hoàn toàn và tính trạng trội không hoàn toàn

Khi tách riêng từng cặp tính trạng, tính tỉ lệ kiểu hình riêng rẽ, các tỉ lệ kiểu hình có thể có:

Trường hợp 1: tính trạng trội là trội hoàn toàn

Nếu tỉ lệ kiểu hình đời con là 100% →P có 4 phép lai: P: AA x AA; P: AA x Aa; P: aa x aa; P: AA x aa

Nếu tỉ lệ kiểu hình đời con là 1: 1 → P: Aa x aa (1 phép lai)

Nếu tỉ lệ kiểu hình đời con là 3 : 1 → P: Aa x Aa (1 phép lai)

Trường hợp 2: tính trạng trội là trội không hoàn toàn:

Nếu tỉ lệ kiểu hình đời con là 100% →P: AA x AA; P: aa x aa; P: AA x aa (3 phép lai) Nếu tỉ lệ kiểu hình đời con là 1: 1 → P: Aa x aa; P: AA x Aa (2 phép lai)

Nếu tỉ lệ kiểu hình đời con là 1: 2 : 1 → P: Aa x Aa (1 phép lai)

Trường hợp 3: tính trạng trội là trội hoàn toàn, kiểu gen AA gây chết

Nếu tỉ lệ kiểu hình đời con là 100% → P: aa x aa (1 phép lai)

Nếu tỉ lệ kiểu hình đời con là 1: 1 → P: Aa x aa (1 phép lai)

Nếu tỉ lệ kiểu hình đời con là 2 : 1 → P: Aa x Aa (1 phép lai)

Nếu P thuần chủng, tương phản→ F1 đồng tính, biểu hiện tính trạng trội và dị hợp 1 cặp gen Ngược lại, F1 đồng tính, P tương phản →P thuần chủng có KG đồng hợp

Lai 2 cặp tính trạng, mỗi gen quy định một tính trạng: Nếu P thuần chủng, tương phản

về 2 cặp tính trạng đem lai →F1 đồng tính, dị hợp 2 cặp gen và ngược lại

Một số lưu ý:

Hiện tượng trội không hoàn toàn: Xảy ra khi gen trội át không hoàn toàn gen lặn Các

cơ thể mang kiểu gen đồng hợp tử trội biểu hiện kiểu hình trội, các cơ thể mang kiểu gen đồng hợp tử lặn biểu hiện kiểu hình lặn, các cơ thể mang kiểu gen dị hợp tử biểu hiện kiểu hình trung gian giữa trội và lặn

Hiện tượng đồng trội và gen đa alen: Xảy ra khi các gen trội cùng biểu hiện kiểu hình

khi tổ hợp cùng nhau trong kiểu gen và một gen có nhiều alen tham gia quy định 1 loại tính trạng (trường hợp gen quy định nhóm máu ở người)

Ví dụ : Ở người, tính trạng nhóm máu A, B, O bởi 1 gen có 3 alen là IA, IB, IO Sự tổ hợp của từng nhóm 2 alen với nhau đã tạo nên trong quần thể người các kiểu hình tương ứng với các kiểu gen như sau:

Nhóm máu A có kiểu gen: IAIA, IAIO

Nhóm máu B có kiểu gen: IBIB, IBIO

Nhóm máu AB có kiểu gen: IAIB

Nhóm máu O có kiểu gen: IOIO

Như vậy IA, IB là đồng trội so với IO

Hiện tượng gen gây chết: Xảy ra khi tổ hợp gen có tác dụng gây chết từ giai đoạn phôi Tổ hợp gen gây chết có thể là đồng hợp tử trội, đồng hợp tử lặn hay dị hợp tử tùy loại tính trạng Kết quả phân li tỉ lệ kiểu hình ở đời con là 2:1

Bài toán di truyền liên kết với giới tính: Tách riêng từng cặp tính trạng và xét tỉ lệ phân li tính trạng đó ở 2 giới: Nếu tính trạng phân li giống nhau ở 2 giới thì gen quy định tính trạng nằm trên NST thường Nếu tính trạng phân li khác nhau ở 2 giới, tính trạng lặn chỉ xuất hiện ở giới dị giao thì gen quy định tính trạng nằm trên NST giới tính

X, không có vùng tương ứng trên Y

Trên đây là các lí thuyết vận dụng khi giải bài toán lai Tuy nhiên, khi gặp các dạng bài khác nhau, giáo viên và học sinh cần vận dụng kiến thức cơ bản trên một cách linh hoạt và sáng tạo, sẽ không có một mẫu bài cụ thể cho tất cả các bài toán lai vì qua phân tích đề thi hằng năm, tôi nhận thấy điểm thú vị nhất của đề thi cấp tỉnh là luôn đòi hỏi sự thông minh và năng lực vận dụng sáng tạo của học sinh Vì vậy, việc tự học và tự nghiên cứu là điều quyết định, thậm chí đó có thể là các bài toán lai trong bộ đề thi trung học phổ thông quốc gia môn Sinh học

* Hướng dẫn tự nghiên cứu: giới thiệu cho học sinh 1 số tài liệu giúp học sinh tự học

và tự luyện giải bài tập về nhà: Sách giáo khoa Sinh học lớp 9, Phương pháp hướng dẫn

và giải bài tập Sinh học 9, Sinh học cơ bản và nâng cao 9, Bài tập di truyền và các tư liệu đề thi khác…

Bước 2: Thực hành vận dụng giải bài tập có sự gợi mở của giáo viên

Ví dụ 1: F1 tự thụ phấn thu được 4 kiểu hình ở F2 Do sơ xuất của việc thống kê, người ta chỉ còn ghi được số liệu của 2 loại kiểu hình cây cao, hạt dài và cây thấp, hạt

tròn đều chiếm tỉ lệ 18,75% Biết mỗi gen trên một nhiễm sắc thể, quy định một tính trạng

Biện luận và viết sơ đồ lai từ F1 →F2

Hướng phân tích đề (Giáo viên gợi mở hướng dẫn học sinh cách phân tích đề)

Bài toán cho biết: số loại kiểu hình và tỉ lệ % của một vài kiểu hình ở đời con, biết đặc điểm di truyền các tính trạng, chưa biết tính trội, lặn

→ Cách giải quyết: Từ tỉ lệ % kiểu hình ở đời con đã biết cần quy về tỉ lệ kiểu hình cơ bản → số kiểu tổ hợp →số giao tử ở P →kiểu gen của P Biện luận và thực hiện các bước giải bình thường

* Cần nhớ:

1/16 = 6,25%

3/16 = 18,75%

9/16 = 56,25%

1/8 = 12,5%

3/8 = 37,5%

1/4= 25%

……

Bài giải:

F2 gồm 4 loại kiểu hình, trong đó:

Cao, dài = 18,75% = 3/16; Thấp , tròn = 18,75% = 3/16

→F2 có 16 kiểu tổ hợp = 4 giao tử F1 x 4 giao tử F1

Mỗi F1 phát sinh 4 loại giao tử→ F1 dị hợp 2 cặp gen, giả sử kiểu gen F1 là AaBb Quy ước: A – cao, a – thấp

B – Tròn, b – dài

Sơ đồ lai: F1 → F2: AaBb (Cao, tròn) x AaBb (Cao, tròn)

Ví dụ 2: Bài toán nhiều phép lai

Khi làm thí nghiệm trên ruồi giấm, người ta thu được kết quả theo bảng dưới đây:

Nâu, dài

Nâu, ngắn

Đỏ, dài Đỏ,

ngắn P1: Mắt nâu, cánh dài x Mắt nâu, cánh dài 78 24 0 0

P2: Mắt đỏ, cánh dài x Mắt đỏ, cánh ngắn 30 27 98 95

P3: Mắt đỏ, cánh ngắn x Mắt đỏ, cánh dài 0 0 80 87

P4: Mắt đỏ, cánh dài x Mắt đỏ, cánh dài 45 14 136 47

P5: Mắt đỏ, cánh ngắn x Mắt nâu, cánh dài 48 42 46 45

Nếu chỉ dựa vào 1 phép lai để biện luận tính trội – lặn cho cả 2 tính trạng thì lựa chọn phép lai nào là phù hợp nhất? Giải thích Lập luận và tìm kiểu gen của bố, mẹ trong các phép lai trên

Hướng phân tích đề (Giáo viên gợi mở hướng dẫn học sinh cách phân tích đề)

Bài toán có nhiều phép lai

Cần tìm đặc điểm di truyền các tính trạng

Chưa biết tính trội, lặn Biết KH đời con

→ Cách giải quyết: Lựa chọn 1 phép lai điển hình nhất mà qua phân tích kết quả đời con có thể xác định được tính trội, lặn của ít nhất một tính trạng hoặc cả 2 tính trạng Biện luận và thực hiện các bước giải bình thường

Ví dụ 3: Bài toán tạp giao

Ở đậu Hà Lan., hạt vàng trội hoàn toàn so với hạt xanh Khi cho cây hạt vàng lai với cây hạt xanh được F1 phân li theo tỉ lệ 1 cây hạt vàng: 1 cây hạt xanh Sau đó cho các cây F1 tạp giao với nhau thì kết quả về kiểu gen và kiểu hình ở F2 sẽ như thế nào? Biết gen quy định tính trạng nằm trên NST thường

(Trích đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Sinh học tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2005- 2006).

Hướng phân tích đề (Giáo viên gợi mở hướng dẫn học sinh cách phân tích đề)

Dạng bài toán tạp giao

→ Cách giải quyết: Chỉ thực hiện 1 phép lai, xác định tổng tỉ lệ các loại giao tử ở P, lấy tích giữa chúng Không thực hiện nhiều phép lai →cách này mất thời gian, dễ nhầm khi tổng hợp kết quả hoặc học sinh dễ bỏ qua bước tổng hợp→bài làm không hoàn chỉnh

Bài giải:

Ở đậu Hà Lan., biết hạt vàng trội hoàn toàn so với hạt xanh

Quy ước gen: A – hạt vàng ; a – hạt xanh

Cho P: cây hạt vàng x cây hạt xanh → F1 : 1 cây hạt vàng: 1 cây hạt xanh

→Kiểu gen P: Aa x aa

Sơ đồ lai: P : Aa (hạt vàng) x aa (hạt xanh)

F1: Tỉ lệ kiểu gen: 1/2 Aa : 1/2 aa

Tỉ lệ kiểu hình: 1/2 hạt vàng : 1/2 hạt xanh

Cho F1 tạp giao:

Cách 1: (Nên thực hiện) sơ đồ lai F1 : (1/2 Aa : 1/2 aa) x (1/2 Aa : 1/2 aa)

GF1: 1/4A; 3/4a 1/4A; 3/4a

F2: Tỉ lệ kiểu gen: 1/16 AA : 6/16 Aa : 9/16 aa

Tỉ lệ kiểu hình: 7/16 hạt vàng : 9/16 hạt xanh

Cách 2: Thực hiện 4 sơ đồ lai sau:

(1) Aa x Aa

(2) ♀Aa x ♂ aa

(3) ♂Aa x ♀aa

(4) aa x aa

Nhận định: Khi thực hiện sẽ có nhiều hạn chế: mất thời gian, phải viết nhiều sơ đồ lai

và tồng hợp kết quả chung 4 phép lai →dễ thiếu xót (→Không khuyến khích theo cách này)

Ví dụ 4: Bài toán lai di truyền liên kết với giới tính

Biết A quy định cánh dài, a quy định cánh ngắn; D quy định mắt đỏ, d quy định mắt trắng Giao phối giữa các con ruồi giấm cánh dài, mắt đỏ với nhau, F1 thu được:

♀ 3 cánh dài, mắt đỏ: 1 cánh ngắn, mắt đỏ ♂ 3 Cánh dài, mắt đỏ: 3 cánh dài, mắt trắng: 1 cánh ngắn, mắt đỏ: 1 cánh ngắn, mắt trắng

Xác định kiểu gen P thỏa mãn kết quả trên?

Hướng dẫn phân tích đề (Giáo viên gợi mở hướng dẫn học sinh cách phân tích đề)

Biết: tính trội, lặn; kiểu hình P, tỉ lệ kiểu hình ở F1 theo giới tính

→Cách thực hiện:

Tách riêng từng cặp tính trạng và xét tỉ lệ phân li tính trạng đó ở 2 giới Nếu tính trạng phân li giống nhau ở 2 giới thì gen quy định tính trạng nằm trên nhiễm sắc thể thường Nếu tính trạng phân li khác nhau ở 2 giới, tính trạng lặn chỉ xuất hiện ở giới dị giao thì gen quy định tính trạng nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X

Bài giải:

Xét tính trạng chiều dài cánh

♀ cánh dài : cánh ngắn = 3:1

♂ Cánh dài : cánh ngắn = 3:1

→Tính trạng phân li giống nhau ở 2 giới → gen quy định tính trạng nằm trên nhiễm sắc thể thường→ P: Aa x Aa (1)

Xét tính trạng màu mắt:

♀ 100% mắt đỏ

♂ Mắt đỏ : Mắt trắng = 1:1

Tính trạng phân li khác nhau ở 2 giới, tính trạng lặn chỉ xuất hiện ở giới dị giao (giới đực) →gen quy định tính trạng nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X, không có vùng tương đồng trên Y → P: XDXd x XDY (2)

Từ (1) và (2), kiểu gen của P là: Aa XDXd x Aa XDY

Vận dụng: Ở một loài động vật, cho cá thể ♂ lông ngắn, màu trắng giao phối với cá

thể ♀ lông ngắn, màu đen thu được F1 gồm: 60 cá thể ♂ lông ngắn, màu đen; 30 cá thể

♂ lông dài, màu đen; 60 cá thể ♀ lông ngắn, màu trắng ; 30 cá thể ♀ lông ngắn, màu trắng Biết một gen quy định một tính trạng, trội, lặn hoàn toàn và ở loài trên, giới ♂ là giới đồng giao, giới ♀ là giới dị giao

Biện luận và viết sơ đồ lai thỏa mãn kết quả trên

Những cá thể của loài trên có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen về hai tính trạng đang xét?

(Trích câu 10- Đề thi HSG lớp 9, môn Sinh học, cấp Tỉnh năm học 2018- 2019)

Bài giải:

Xét tính trạng kích thước lông

♀ Lông ngắn: Lông dài = 60: 30= 2:1

♂ Lông ngắn: Lông dài = 60: 30= 2:1

→Tính trạng phân li giống nhau ở 2 giới → gen quy định tính trạng nằm trên nhiễm sắc thể thường

Tỉ lệ kiểu hình ở đời con đều là 2:1→ Tính trạng kích thước lông có gen gây chết ở trạng thái đồng hợp trội,

P: Aa x Aa (1)

Xét tính trạng màu mắt:

♀ 100% mắt đỏ

♂ Mắt đỏ : Mắt trắng = 1:1

Tính trạng phân li khác nhau ở 2 giới, tính trạng lặn chỉ xuất hiện ở giới dị giao (giới đực) →gen quy định tính trạng nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X, không có vùng tương đồng trên Y → P: XDXd x XDY (2)

Từ (1) và (2), kiểu gen của P là: Aa XDXd x Aa XDY

Bước 3 Tiến hành luyện tập, sáng tạo

Tiến hành dạy thực nghiệm trên lớp trong thời gian 15 tiết Sau đó có bài kiểm tra đánh giá mức độ nắm bắt kiến thức và sự vận dụng vào bài toán cụ thể

Học sinh vận dụng luyện tập, luyện giải bài tập theo chuyên đề và luyện giải qua các

đề thi, nộp bài làm Giáo viên chấm, chữa bài và đưa tới từng học sinh các phản hồi về điểm mạnh và điểm yếu khi các em vận dụng làm bài tập

Bước 4 Đánh giá kết quả

Trước khi chưa áp dụng giải pháp:

Kết quả kiểm tra 18 học sinh đội tuyển sau khi đã được vận dụng các giải pháp nêu trong sáng kiến :

+ Về khả năng áp dụng của sáng kiến: Nêu rõ về việc giải pháp đã được áp dụng, kể

cả áp dụng thử trong điều kiện kinh tế - kỹ thuật tại cơ sở và mang lại lợi ích thiết thực;

ngoài ra có thể nêu rõ giải pháp còn có khả năng áp dụng cho những đối tượng, cơ quan, tổ chức nào;

Giải pháp đã được áp dụng trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học lớp

9 và đem lại kết quả cao hơn kể từ khi được áp dụng Ngoài ra, giải pháp còn có thể áp dụng cho giáo viên trong công tác tự bồi dưỡng, cho học sinh trong công tác tự ôn tập để

ôn thi học sinh giỏi 9 và ôn thi vào lớp 10 chuyên Sinh học

- Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng giải pháp trong đơn theo ý kiến của tác giả:

+ Mang lại hiệu quả kinh tế: nâng cao kết quả bồi dưỡng học sinh giỏi cả về số lượng

và chất lượng và được thể hiện bằng số liệu cụ thể sau:

Thi học sinh giỏi các cấp Trước khi áp dụng Tỷ lệ đạt giải: 33,3%

Sau khi áp dụng Tỷ lệ đạt giải: 68,8 % + Số tiền làm lợi (nếu có thể tính được) và nêu cách tính cụ thể

Khi áp dụng đề tài này học sinh có thể không cần phải mua thêm các đầu sách sau: Bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 9 (tác giả Phan Khắc Nghệ), Bài tập di truyền (tác giả Nguyễn Văn Sang) Qua đó, so sánh số tiền làm lợi so với trước và sau khi áp dụng:

Bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học

9

Bài tập di truyền

Thành

tiền

840 000 đồng 375 000 đồng

Nếu đem sáng kiến áp dụng cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi trung học cơ sở môn Sinh trong toàn tỉnh thì sẽ đem lại lợi ích rất lớn cả về vật chất Ước tính mỗi đội Sinh có 15 em, áp dụng cho 1 trường thì lợi ích thu được:

15 x (56 000 đồng+25 000 đồng) = 1.215.000 (đồng)

(một triệu hai trăm mười năm ngàn đồng)

Nếu áp dụng trong toàn tỉnh sẽ tiết kiệm được nguồn chi phí đáng kể

+ Mang lại lợi ích xã hội: tạo ra nguồn tư liệu chuyên môn, dễ dàng cho việc nghiên cứu, ôn luyện một chuyên đề cụ thể, không phải kiếm tìm qua nhiều tư liệu

- Các thông tin cần được bảo mật (nếu có): Không