sáng kiến kinh nghiệm “hướng dẫn tự học một số dạng bài tập quy luật di truyền men đen môn sinh học 12”

Trong quá trình dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo cho học sinh tôi đã áp dụng phương pháp dạy học giải toán bằng sử dụng quy luật xác suất trong giải bài tập di tru

và chính xác

Trong chương trình sinh học nói chung và sinh học 12 nói riêng có nhiều dạng bài tập:

- Bài tập về ADN – nhân đôi ADN – Phiên mã – Dịch mã

- Bài tập về qui luật di truyền:

+ Men den

+ Liên kết – Hoán vị gen

+ Gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính

- Bài tập di truyền học quần thể…

Qua việc giải bài tập (toán) học sinh có thể hiểu, nhớ, vận dụng kiến thức linh hoạt, sáng tạo kiến thức với từng tình huống cụ thể Thông qua đó học sinh

có thể rèn luyện kĩ năng tư duy lôgic, vận dụng sáng tạo kiến thức lí thuyết vào thực tiễn cuộc sống, thêm thích học môn sinh học

Trong quá trình dạy học nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo cho học sinh tôi đã áp dụng phương pháp dạy học giải toán bằng sử dụng quy luật xác suất trong giải bài tập di truyền và kết hợp đưa tài liệu hướng dẫn tự học

để các em tự giải các dạng bài tập trong chương trình sinh học phổ thông ở nhà Đặc biệt hiện nay Bộ Giáo dục có quy định không cho phép cá nhân tổ chức dạy thêm, học thêm ngoài nhà trường trái quy định, nên học sinh càng có ít điều kiện để được giáo viên hướng dẫn học và giải các dạng bài tập môn Sinh học

Từ những lý do nêu trên nên tôi quyết định viết đề tài sáng kiến kinh

nghiệm: “Hướng dẫn tự học một số dạng bài tập quy luật di truyền Men đen môn Sinh học 12” Tuy nhiên tôi chỉ xin được đưa ra hướng dẫn về cách giải ở

một số dạng bài tập vận dụng quy luật di truyền Men Đen

Trang 2/23

2 Thực trạng nghiên cứu

Hiện nay trong phân phối chương trình Sinh học 12 THPT có 53 tiết (trong

đó chỉ có 2 tiết bài tập) với lượng thời gian như vậy thì giáo viên không thể hướng dẫn các em làm được đầy đủ các dạng bài tập cơ bản, chứ không nói đến các dạng bài nâng cao trong thi THPT Quốc Gia

Ngoài ra trong các sách tham khảo số tác giả đưa ra các phương pháp giải các dạng bài tập về lai 1, 2 hay nhiều cặp tính trạng theo qui luật Men đen, song cách giải còn rườm rà, khó hiểu đối với học sinh nên khi vận dụng còn nhiều sai sót và mất nhiều thời gian, không thích hợp với việc tự học cũng như làm bài thi trắc nghiệm

Vì vậy ở đề tài này tôi mong muốn hướng dẫn cho các em học sinh những cách giải nhanh, chính xác, dễ hiểu, giúp các em có thể tự học và vận dụng tốt

để làm bài thi trắc nghiệm để đạt được kết quả cao hơn trong các bài kiểm tra và các kỳ thi cấp THPT

3 Cơ sở nghiên cứu của đề tài

3.1 Cơ sở lí luận:

Menđen đã tìm ra các quy luật di truyền khi nghiên cứu cây đậu Hà lan từ năm 1866 và đến năm 1900 thế giới mới thừa nhận qui luật di truyền của ông Đặc biệt việc vận dụng quy luật vào giải các bài toán lai 1, 2 hay nhiều cặp tính trạng tương phản còn gây nhiều khó khăn, lúng túng về phương pháp giải cho nhiều thế hệ học trò Còn đối với giáo viên, làm thế nào để dạy cho học sinh hiểu và vận dụng để giải đúng các bài tập này cũng không đơn giản

3.2 Cơ sở thực tiễn:

Trường THPT Tô Hiệu – Thường Tín – Hà Nội cũng như các trường ngoại thành khác, nằm ở cách xa trung tâm thành phố nên hầu hết học sinh có điểm đầu vào khi tuyển sinh rất thấp, phần nhiều các em còn lười học, ham chơi Kết quả thống kê các lớp không áp dụng đề tài HK I năm học 2013 – 2014:

Số học sinh khảo sát Giỏi Khá Trung bình Yếu

Kết quả thống kê trên cho thấy số lượng học sinh không giải được các bài tập quy luật di truyền là rất lớn (44,83%) Vì vậy việc giảng dạy để học sinh hiểu những kiến thức cơ bản cũng gặp nhiều khó khăn.Vậy làm thế nào để giúp các em tự học, hiểu và làm được các bài toán sinh học di truyền Menđen là vấn

đề hết sức nan giải Với kinh nghiệm 6 năm giảng dạy còn ít, tôi mạnh dạn đưa

ra đề tài này nhằm trao đổi với các bạn đồng nghiệp về phương pháp giải bài tập lai 1, 2 hay nhiều tính trạng theo qui luật Menđen

2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu các bài toán có liên quan

- Tìm hiểu nguyên nhân học sinh còn hạn chế trong tự học

- Tìm hiểu quy trình giải toán

- Đề xuất cách giải quyết

- Tiến hành thực nghiệm để tìm kết quả theo quy trình

3 Đối tượng nghiên cứu

- Học sinh lớp 12 trong các giờ học ôn tập, ôn thi tốt nghiệp, tự học ở nhà

- Phát triển kỹ năng sáng tạo trong việc giải bài tập cho học sinh thông qua phương pháp sử dụng quy luật xác suất

4 Phương pháp nghiên cứu

- Hướng dẫn học sinh tự giải các dạng bài tập quy luật di truyền Men đen trên lớp và đưa tài liệu hướng dẫn để các em tự học ở nhà

- Thông qua các bài tập có sẵn hoặc tự đề ra để kiểm tra đánh giá khả năng

và vai trò tích cực, năng động, sáng tạo và tự học của học sinh thể hiện qua các thao tác, việc làm trong các giờ học, qua đó tạo cơ sở xây dựng phương pháp hướng dẫn tự học cho học sinh

5 Thời gian thực hiện

- Sinh học lớp 12 – Học Kì I

Trang 4/23

CHƯƠNG II: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

I Tìm hiểu về nội dung qui luật Men đen

Men đen (1822 – 1884) là vị cha đẻ của di truyền học, sinh ra tại cộng hoà Séc Tuy cuộc sống có nhiều khó khăn, vất vả nhưng ông là một người suất sắc

về nhiều lĩnh vực: Vật lí, Hoá học, thực vật học, toán học và đặc biệt say mê môn sinh học nên có nhiều đóng góp cho khoa học của nhân loại Đóng góp nổi bật nhất của ông cho nên khoa học thế giới là việc phát hiện ra qui luật di truyền mang tên ông khi nghiên cứu trên đối tượng cây đậu Hà lan

1 Phương pháp nghiên cứu di truyền độc đáo của Men đen:

- Phương pháp phân tích di truyền giống lai:

+ Đối tượng là cây đậu Hà lan: có đặc tính tự thụ phấn cao, vòng đời ngắn,

+ Tiến hành thí nghiệm chứng minh cho giả thuyết của mình

+ Kết quả: tìm ra các qui luật di truyền

- Phương pháp lai phân tích:

+ Lai phân tích giữa cơ thể mang tính trạng trội với cơ thể mang tính trạng lặn để xác định kiểu gen của cơ thể mang tính trạng trội

+ Dựa vào kết quả lai phân tích có thể xác định tính trạng do một gen hay nhiều gen qui định, kiểm tra được mối liên hệ của các cặp alen là phân li độc lập hay liên kết hoàn toàn, hoặc liên kết không hoàn toàn

2 Hình thành học thuyết khoa học:

- Mỗi tính trạng đều do một cặp nhân tố di truyền qui định (cặp alen, cặp gen)

- Trong tế bào các nhân tố di truyền không hoà trộn vào nhau

- Bố (mẹ) chỉ truyền cho con qua giao tử 1 trong hai thành viên của cặp nhân tố di truyền

- Khi thụ tinh các nhân tố di truyền kết hợp với nhau một cách ngẫu nhiên hình thành hợp tử

- Theo di truyền học hiện đại khái quát nội dung của qui luật phân li như

sau: “ Mỗi tính trạng do một cặp alen qui định, một có nguồn gốc từ bố, một có

Trang 5/23

nguồn gốc từ mẹ Các alen của bố và mẹ tồn tại trong tế bào của cơ thể con một cách riêng rẽ, không hoà trộn vào nhau Khi hình thành giao tử, các thành viên của một cặp alen phân li đồng đều về các giao tử, nên 50% số giao tử chứa alen này còn 50% giao tử chứa alen kia”

- Nội dung quy luật phân ly độc lập: “Các cặp alen quy định các tính trạng

khác nhau nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau thì phân ly độc lập và

tổ hợp tự do trong quá trình hình thành giao tử”

- Quy luật phân ly độc lập: Trong quá trình giảm phân sự phân li độc lập và

tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp NST tương đồng dẫn đến sự phân ly độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp alen tương ứng

4 Điều kiện nghiệm đúng của qui luật Men đen:

- Bố mẹ phải thuần chủng về các cặp tính trạng nghiên cứu

- Tính trạng trội phải trội hoàn toàn

- Mỗi gen qui định một tính trạng và nằm trên các nhiễm sắc thể riêng

- Số lượng cá thể phân tích phải lớn

Trang 6/23

II Phương pháp giải các dạng bài tập tuân theo qui luật di truyền Menđen

1 Cách nhận dạng quy luật di truyền Menđen:

- Việc nhận dạng các quy luật di truyền là vấn đề quyết định cho việc giải nhanh về các bài toán lai Để nhận dạng các quy luật di truyền phải dựa vào các điều kiện cụ thể của bài toán

- Đối với các bài toán lai về 1, 2 hoặc nhiều cặp tính trạng phân ly độc lập thì ta dựa vào:

+ Các điều kiện về tính trạng gen quy định

+ Kết quả của phép lai để xác định

a Dựa vào kết quả phân ly kiểu hình của đời con:

 Đối với phép lai 1 tính trạng:

- Tìm tỉ lệ phân tích về KH ở thế hệ con đối với loại tính trạng để từ đó xác định quy luật di truyền chi phối

- Nếu TLKH là: 3 : 1 là quy luật di truyền phân ly trội lặn hoàn toàn

- Nếu TLKH là: 1 : 2 : 1 là quy luật di truyền phân ly trội không hoàn toàn (xuất hiện tính trạng trung gian ở trạng thái dị hợp)

- Nếu TLKH là: 1 : 1 hoặc 2 : 1 tỉ lệ của gen gây chết

 Đối với phép lai 2 hay nhiều tính trạng:

- Tìm tỉ lệ phân tích về kiểu hình ở thế hệ con đối với mỗi loại tính trạng

- Nhân tỉ lệ KH riêng rẽ của các loại tính trạng với nhau

- Nếu thấy kết quả tính được phù hợp với kết quả phép lai thì có thể kết luận

2 cặp gen quy định 2 loại tính trạng đó nằm trên 2 cặp NST khác nhau, di truyền theo định luật phân li độc lập của Menden

 Ví dụ: Cho lai hai thứ cà chua: quả đỏ-thân cao với quả đỏ-thân thấp thu

được 37.5% quả đỏ-thân cao: 37.5% quả đỏ -thân thấp: 12.5% quả vàng-thân cao: 12.5% quả vàng-thân thấp Biết rằng mỗi tính trạng do 1 gen quy định Xác định quy luật di truyền chi phối phép lai?

+ Nhân 2 tỉ lệ này (3 đỏ : 1 vàng ) x (1 cao : 1 thấp) = 3 đỏ-cao : 3 đỏ-thấp :

1 vàng-cao : 1 vàng-thấp, phù hợp với phép lai trong đề bài Vậy 2 cặp gen quy định 2 tính trạng nằm trên 2 cặp NST khác nhau hay di truyền theo quy luật phân ly độc lập

Trang 7/23

b Dựa vào kết quả phân ly kiểu hình trong phép lai phân tích:

Dựa vào kết quả của phép lai để xác định tỷ lệ và loại giao tử sinh ra của các

Ví dụ: P (Aa,Bb) x (aa,bb) → Fb phân ly kiểu hình : 1 : 1 : 1 : 1 → quy luật phân ly độc lập

c Nếu đề bài không xác định tỷ lệ phân li kiểu hình của đời con mà chỉ cho biết 1 kiểu hình nào đó ở con lai

+ Khi lai 1 cặp tính trạng, tỉ lệ 1 kiểu hình được biết bằng hoặc là bội số của 25% (hay

Đó là các bài toán thuộc định luật Menden

 Ví dụ: Cho lai 2 cây đậu thuần chủng khác nhau 2 cặp tính trạng tương phản,

F1 thu được toàn bộ cây thân cao - hoa đỏ Cho F1 tạp giao F2 thu được 16000 cây trong đó có 9000 cây thân cao - hoa đỏ Hai cặp tính trạng trên bị chi phối bởi quy luật di truyền

9

= 56.25% là bội số của 6.25% → Đó là bài toán thuộc quy luật Menden

=> Chọn đáp án B

2 Xác định tính trạng do 1 hay 2 gen quy định

- Tùy vào số tổ hợp ở đời con của từng phép lai và tính trội lặn hoàn toàn hay không hoàn toàn ở thế hệ lai

+ Phép lai hai cá thể dị hợp (thường là cho F1 giao phối với nhau) cho số tổ hợp không quá 4 thì thường do 1 gen quy định; số tổ hợp hơn 4 nhưng không quá 16 thường do 2 gen quy định

 Ví dụ: Khi lai phân tích được 3 đỏ: 1 xanh (4 tổ hợp) thì cũng chắc chắn

không phải là 1 gen

+ Lai F1 với 1 cá thể bất kì: số tổ hợp tối đa khi lai hai cá thể dị hợp với nhau, từ đó có thể loại trừ các khả năng không đúng

 Ví dụ: Khi lai hai cá thể bất kì về tính trạng A mà cho con tới 8 tổ hợp thì

chắc chắn tính trạng do 2 gen quy định, trong đó 1 cá thể dị hợp cả 2 gen, 1 cá thể dị hợp 1 gen (thường là dị hợp và đồng hợp lặn gen còn lại)

3 Trường hợp gen gây chết

Dấu hiệu của kiểu này là số tổ hợp ở đời con không chẵn, có thể là 3, 7, thay vì 4, 8 Đây là 1 dấu hiệu ít gặp

Nếu đời con phân ly tỉ lệ kiểu hình là 2 : 1 thì có thể chắc chắn là gen gây chết, và thường là gây chết ở trạng thái đồng hợp trội

 Ví dụ: P: chuột lông vàng x chuột lông vàng → đời con: 173 chuột lông vàng

: 86 chuột lông xám Xác định đặc điểm di truyền chi phối màu sắc lông chuột?

Giải:

- Ta thấy TLKH ở đời con: lông vàng : lông xám = 173 : 86 ≈ 2 : 1 → gen gây chết ở trạng thái đồng hợp trội

4 Trường hợp gen đa alen

- Xét trường hợp 1 tính trạng qui định nhóm máu ở người do gen có 3 alen:

IA = IB > IO cùng quy định Số kiểu gen tối đa là 6, số kiểu hình tối đa là 4

- Người có nhóm máu A, kiểu gen có thể là: IAIA hoặc IAIO

- Người có nhóm máu B, kiểu gen có thể là IBIB hoặc IBIO

- Người có nhóm máu AB, kiểu gen là: IAIB

- Người có nhóm máu O, kiểu gen là: IOIO

Ví dụ: Một cặp bố, mẹ sinh ba người con gồm 1 nhóm máu AB, một nhóm máu

B và một nhóm máu O Xác định kiểu gen của cặp bố mẹ trên?

Giải:

- người con nhóm máu O có kiểu gen IOIO đã nhận IO từ cả bố và mẹ → bố

và mẹ đều chứa alen IO trong kiểu gen

- Người con nhóm máu AB nên có kiểu gen IAIB đã nhận IA và IB từ bố hoặc

mẹ

- Vì cặp bố mẹ này đều có alen IO trong kiểu gen nên kiểu gen phải là: IAIO

và IBIO.

Trang 9/23

5 Phương pháp giải bài tập

- Trong phép lai 1, 2 hay nhiều cặp tính trạng tương phản: thường gặp 2 dạng chính:

+ Dạng toán thuận: cho biết tính trạng (hay gen) trội, lặn từ đó tìm tỷ lệ phân tích đời sau

+ Dạng toán nghịch: cho biết kết quả đời con từ đó tìm kiểu gen của bố mẹ Tùy theo yêu cầu của bài toán mà có những cách giải khác nhau

5.1 Tính số loại và thành phần gen giao tử:

a Xác định số loại giao tử:

- Số loại giao tử: phụ thuộc vào số cặp gen dị hợp trong kiểu gen

+ Trong KG có 1 cặp gen dị hợp → 21 loại giao tử

+ Trong KG có 2 cặp gen dị hợp → 22 loại giao tử

+ Trong KG có 3 cặp gen dị hợp → 23 loại giao tử

Vậy với KG có n cặp gen dị hợp → 2n loại giao tử

Ví dụ: Kiểu gen AaBbCcDd có khả năng tạo ra bao nhiêu loại giao tử?

→ Ta xét ở kiểu gen trên có 4 cặp gen dị hợp, vậy số loại giao tử là 2n=24=16

b Xác định thành phần gen (KG) của giao tử

Trong tế bào (2n) của cơ thể gen tồn tại thành từng cặp tương đồng, còn trong giao tử (n) chỉ còn mang 1 gen trong cặp

+ Đối với cặp gen đồng hợp AA (hoặc aa): cho 1 loại giao tử A (hoặc 1 loại giao tử a)

+ Đối với cặp gen dị hợp Aa: cho 2 loại giao tử với tỉ lệ bằng nhau gồm giao

tử A và giao tử a

+ Suy luận tương tự đối với nhiều cặp cặp gen dị hợp nằm trên các cặp NST khác nhau, thành phần kiểu gen của các loại giao tử được ghi theo sơ đồ phân nhánh (sơ đồ Auerbac) hoặc bằng cách nhân đại số

Ví dụ 1: Cho biết thành phần gen mỗi loại giao tử của kiểu gen sau:

Trang 10/23

Ví dụ 2: Trong điều kiện giảm phân bình thường, cơ thể AaBbCcDD sinh ra các

loại giao tử nào?

A ABCD và abcD

B ABCD, ABcD, AbCD, AbcD

C ABCD, AbcD, aBCD, AbcD, abCD, AbCd, abcD, AbcD

D ABCD, AbcD, AbCD, AbcD, aBCD, abCD, abcD, AbcD

Giải:

KG đang xét dị hợp 3 cặp allen => số giao tử có thể tạo ra là 23=8

Và không có loại giao tử chứa gen lặn d → Chọn đáp án D

5.2 Tính số kiểu tổ hợp, kiểu gen, kiểu hình và các tỉ lệ phân li ở đời con (dạng toán thuận)

a Tính số kiểu tổ hợp:

Mỗi loại giao tử đực tổ hợp tự do với các loại giao tử cái tạo thành nhiều kiểu tổ hợp trong các hợp tử Vì vậy số kiểu tổ hợp giữa các loại giao tử đực và cái là:

Số kiểu tổ hợp = số loại giao tử đực x số loại giao tử cái

Kiểu tổ hợp khác nhau nhưng có thể có kiểu gen giống nhau

=> số KG  số kiểu tổ hợp

Ví dụ: Nếu cây mẹ có 3 cặp gen dị hợp, 3 cặp gen đồng hợp, cây bố có 2 cặp

gen dị hợp, 4 cặp gen đồng hợp lặn Số kiểu tổ hợp giao tử đời F1 là:

Giải:

- Cây mẹ có 3 cặp gen dị hợp => có 23 loại giao tử

- Cây bố có 2 cặp gen dị hợp => có 22 loại giao tử

=> Số kiểu tổ hợp giao tử đời F1 là 23 x 22 = 32 → Chọn đáp án B

b Xác định số kiểu gen, kiểu hình ở đời con:

Sự di truyền của các cặp gen là độc lập với nhau, vì vậy sự tổ hợp tự do giữa các cặp gen cũng như giữa các cặp tính trạng Vì vậy, kết quả về kiểu gen cũng như về kiểu hình ở đời con được xác định:

- Tỉ lệ kiểu gen chung của nhiều cặp gen = Tích các tỉ lệ kiểu gen riêng lẻ của mỗi cặp gen

→ Số kiểu gen tính chung = Tích số các kiểu gen riêng của mỗi cặp gen

- Tỉ lệ kiểu hình chung của nhiều cặp tính trạng = Tích các tỉ lệ kiểu hình riêng lẻ của mỗi cặp tính trạng

→ Số kiểu hình tính chung = Tích số kiểu hình riêng của mỗi cặp tính trạng

 Ví dụ 1: Giả thuyết: A: hạt vàng trội so với a: hạt xanh; B: hạt trơn trội so

với b: hạt nhăn; D: thân cao trội so với d: thân thấp Các cặp gen này di truyền

Trang 11/23

độc lập nhau Người ta tiến hành phép lai giữa 2 cá thể có kiểu gen: AabbDd x

AaBbdd Hãy xác định số kiểu gen và số kiểu hình chung của con lai?

Giải:

Ta xét các phép lai độc lập (phân tích riêng từng cặp gen):

- Aa x Aa → 1AA: 2Aa: 1aa → 3 vàng : 1 xanh

- Bb x bb → 1Bb : 1bb → 1 trơn : 1 nhăn

- Dd x dd → 1Dd : 1dd → 1 cao : 1 thấp

 Vậy:

- Sự tổ hợp 1 cặp gen dị hợp Aa tạo ra 3 KG (AA: 2Aa: 1aa )

- Sự tổ hợp 2 cặp gen 1 bên dị hợp bên kia đồng hợp cho ra 2 KG

(Bb x bb → 1Bb : 1bb; Dd x dd → 1Dd : 1dd)

→ Số kiểu gen tính chung là: 3 x 2 x 2 = 12

 Lập luận tương tự:

- Sự tổ hợp 1 cặp gen dị hợp Aa cho ra 2 KH (3 vàng: 1 xanh)

- Sự tổ hợp 2 cặp gen 1 bên dị hợp bên kia đồng hợp cho ra 2 KH

→ Số kiểu hình tính chung: 2 x 2 x 2 = 8

c Xác định tỉ lệ phân ly kiểu gen, kiểu hình ở đời con:

- Tỉ lệ phân li kiểu gen ở đời con = Tích các tỉ lệ kiểu gen riêng lẻ của mỗi cặp gen

- Tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con = Tích các tỉ lệ kiểu hình riêng lẻ của mỗi cặp gen

 Ví dụ 1: Ở cà chua, A (quả tròn), a (quả bầu), B (quả ngọt), b (quả chua)

Các gen phân ly độc lập Cho cặp bố, mẹ có kiểu gen: AaBb x aaBb Xác định tỷ

lệ phân ly kiểu gen và kiểu hình đời con?

Giải:

- Phân tích riêng từng cặp gen ta có:

Aa x aa → TLKG: 1Aa : 1aa → TLKH: 1 quả tròn : 1 quả bầu

Bb x Bb → TLKG: 1BB : 2Bb : 1 bb → TLKH: 3 quả ngọt : 1 quả chua Vậy:

→ Tỉ lệ KG chung là: (1Aa : 1aa)(1BB : 2Bb : 1bb) hay (1 : 1).(1 : 2 : 1)

= 1 : 2 : 1 : 1 : 2 : 1

→ Tỉ lệ KH tính chung: (1 quả tròn : 1 quả bầu).( 3 quả ngọt : 1 quả chua) hay (1 : 1).(3 : 1) = 3 : 3 : 1 : 1