SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓATRƯỜNG THPT NGA SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH LẬP CÔNG THỨC TÍNH NHANH VÀ SỬ DỤNG SƠ ĐỒ GRAPH ĐỂ XÂY DỰNG TÍNH LOGIC GIỮA CÁ
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA
TRƯỜNG THPT NGA SƠN
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH
LẬP CÔNG THỨC TÍNH NHANH VÀ SỬ DỤNG SƠ ĐỒ GRAPH ĐỂ XÂY DỰNG TÍNH LOGIC GIỮA CÁC CÔNG THỨC TÍNH NHANH Ở MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP PHẦN QUY LUẬT DI TRUYỀN
Người thực hiện: Nguyễn Thị Dung Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc môn: Sinh
Trang 2
THANH HÓA NĂM 2021
Trang 32.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 4
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề. 5
2.3.1 Dạng 1: Một số dạng bài tập về một gen có n alen 52.3.2 Dạng 2: Những dạng công thức về nhiều gen, mỗi gen có 2
2.3.3 Dạng bài tập vận dụng đồng thời các công thức trong các đề
Trang 41 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài.
Đứng trước một bài tập sinh học, đặc biệt là bài tập khó giáo viên và họcsinh luôn đặt ra phương hướng giải quyết Tuy nhiên đối với người ham mêsinh học còn đi tìm các cách giải quyểt khác nhau, nhất là tìm được cách giảihay ngắn gọn và mới lạ, dễ hiểu thì lại càng kích thích tính tò mò khám phá vàlòng say mê môn học
Trong chương trình sinh THPT (lớp 12) chúng ta thường gặp bài tập về quyluật di truyền đặc biệt là dạng bài tập tính số loại kiểu gen, số loại giao tử, tính sốphép lai Đây là những dạng bài tập vận dụng thấp,vận dụng cao thường gặp trongcác đề thi học sinh giỏi và đặc biệt là kỳ thi THPTQG, TNTHPT qua các năm.Với dạng bài tập này học sinh rất dễ sai vì làm không hết trường hợp, cóhọc sinh không định hướng ra cách làm Với học sinh phổ thông đặc là học sinhTHPT Nga Sơn chất lượng đầu vào còn thấp việc vận dụng linh hoạt kiến thứctoán vào làm sinh học là việc khó Trong khi sách giáo khoa sinh học 12 không
đề cập đến bất kỳ một công thức sinh học nào, vì vậy đối với giáo viên yêunghề, luôn luôn tìm ra cách giải nhanh, dễ hiểu và phù hợp vơi đối tượng họcsinh nhưng vẫn đảm bảo bản chất sinh học
Nhằm phát triển tư duy sáng tạo và giúp học sinh biết cách tìm tòi trongquá trình học sinh học đặc biệt với những em học khá, giỏi Sau nhiều năm trựctiếp giảng dạy các đội tuyển học sinh giỏi cấp trường, cấp tỉnh và ôn thi tốtnghiệp THPT ở trường THPT Nga Sơn tôi luôn hướng cho các em tìm ra nhiềucách giải một bài tập, mục đích là nhằm phát triển tư duy sáng tạo và kỹ nănglàm bài tập Với những lí do như trên, từ thực tế giảng dạy, với kinh nghiệm thuđược, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài sáng kiến kinh nghiệm cho năm 2021 với
nội dung “Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập công thức tính nhanh và sử
dụng sơ đồ Graph để xây dựng tính logic giữa các công thức tính nhanh ở một số dạng bài tập phần quy luật di truyền”.
1.2 Mục đích nghiên cứu.
Với việc nghiên cứu đề tài “Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập công
thức tính nhanh và sử dụng sơ đồ Graph để xây dựng tính logic giữa các công thức tính nhanh ở một số dạng bài tập phần quy luật di truyền” sẽ giúp
học sinh, đặc biệt là đối tượng học sinh học ở mức độ khá, giỏi có thể làm mộtcách nhanh hơn, mới lạ hơn và sáng tạo hơn đặc biệt khi các em xây dựng sơ đồGraph để thiết lập mối quan hệ giữa các công thức sẽ giúp các em nhớ sâu hơn
và khái quát hơn
1.3 Đối tượng nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu của sáng kiến là áp dụng cho học sinh ở mức độ khá,giỏi trở lên lớp 12 - THPT Nga Sơn - Thanh Hóa Tất nhiên với từng đối tượnglớp mà sẽ có những ví dụ minh họa hoặc các bài tập áp dụng sẽ là khác nhau
1.4 Phương pháp nghiên cứu.
Sáng kiến kinh nghiệm này được trình bày là các dạng công thức được rút
ra từ những dạng bài tập vận dụng ở các đề thi THPTQG và đề thi học sinh giỏi
Trang 5qua các năm Qua đó mong muốn khai thác thêm được cái hay cái đẹp của sinhhọc và đồng thời góp phần tăng thêm kỹ năng giải bài tập cho học sinh.
2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm.
Để có thể nắm bắt được phương pháp giải đúng, giải nhanh một số dạng bàitập phần quy luật di truyền thì học sinh cần nắm vững các kiến thức cơ bản:
2.1.1 Quy luật di truyền chi phối một tính trạng
a) Quy luật di truyền chi phối một tính trạng do một cặp gen quy định nằm trên NST thường gồm:
- Trội hoàn toàn: Alen trội là trội hoàn toàn so vơi alen lăn
VD: AA, Aa quy định kiểu hình trội, aa quy định kiểu hình lặn
- Trội không hoàn toàn: Cơ thể dị hợp cho kiểu hình trung gian
VD: AA quy định hoa đỏ, Aa quy định hoa hồng, aa quy định hoa trắng
- Đồng trội: Cả 2 alen trội đều được biểu hiện thành kiểu hình
VD: IAI0, IAIA quy định nhóm máu A; IBIB, IBI0 quy định nhóm máu B; I0I0
quy định nhóm máu O; IAIB quy định nhóm máu AB(IA , IB là 2 alen đồng trội)
- Tính trạng có alen gây chết ở trạng thái đồng hợp
VD: xám (Aa) x xám (Aa) => F1 2 xám: 1 trắng
Tính trạng có gen gây chết ở trạng thái đồng hợ lặn
b) Quy luật di truyền chi phối một tính trạng do hai hay nhiều cặp gen không alen nằm trên các cặp NST khác nhau quy định.
- Tương tác bổ trợ: Kiểu tương tác trong đó các gen cùng tác động sẽ hình
thành một kiểu hình mới
VD: A-B- Quy định hoa đỏ; A-bb, aaB- , aabb quy định hoa trắng
P: AaBb x AaBb => F1 cho tỉ lệ kiểu hình 9 đỏ: 7 trắng
Tương tác bổ trợ còn có các tỷ lệ: 9:6: 1, 9:3:4 , 9:3:3:1
- Tương tác cộng gộp: Là trường hợp 2 hay nhiều gen cùng quy định sự
phát triển của 1 tính trạng Mỗi gen trội (hay lặn) có vai trò tương đương nhau làlàm tăng hoặc giảm cường độ biểu hiện tính trạng với 1 đơn vị nhất định và theochiều hướng cộng gộp (tích lũy)
VD: P: AaBb x AaBb => F1 có tỉ lệ 15: 1; hoặc 1:4:6:4:1
2.1.2 Quy luật di truyền chi phối hai hay nhiều tính trạng, mỗi tính trạng do một cặp gen quy định
a) Quy luật phân li độc lập: là trường hợp các cặp gen quy định các tính
trạng khác nhau nằm trên các cặp NST khác nhau
=> Sự di truyền đồng thời các tính trạng bằng tích sự di truyền từng tínhtrạng
VD: P AaBb x AaBb
Mỗi tính trạng do một gen quy định, alen trội là trội hoàn toàn
F1: Có sự phân li kiểu hình (3: 1) x (3: 1) = (3:1)2
Sự phân li kiểu gen (1:2:1 ) x(1:2:1) = (1:2:1)2
b) Di truyền liên kết hoàn toàn: Sự di truyền đồng thời 2 hay nhiều tính
trạng bằng sự di truyền một tính trạng
Trang 6VD: x Mỗi tính trạng do một gen quy định, alen trội là trội hoàn toàn =>F1: Có sự phân li kiểu hình 3: 1
Sự phân li kiểu gen 1:2:1
c) Hoán vị gen:
Sự phân li kiểu gen, kiểu hình ở đời con phụ thuộc vào tần số hoán vị gen
- Cơ thể dị hợp 2 cặp gen lai phân tích đơi con thu được 4 loại kiểu gen, 4loại kiểu hình trong đó có 2 kiểu hình có tỉ lệ nhỏ và 2 loại kiểu hình có tỉ lệ lớnhơn và bằng nhau
- Cơ thể dị hợp 2 cặp gen tự thụ phấn hoặc lai với nhau
+ Nếu hoán vị một bên đời con thu được 7 loại kiểu gen
+ Nếu hoán vị cả 2 bên đời con thu được 10 loại kiểu gen
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
Trong một đợt ra đề thi thử, kỳ thi tốt nghiệp THPT cho học sinh các lớpđược phân công giảng dạy tại trường THPT Nga Sơn tôi đã ra bài toán sau:
Bài toán: Một loài thực vật, mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng và
chỉ xét một cặp nhiễm sắc thể thường có nhiều cặp gen Khi nói về số sơ đồ laigiữa cơ thể có n tính trạng trội với cơ thể đồng hợp gen lặn, có bao nhiêu phátbiểu sau đây đúng (nếu chỉ tính phép lai thuận)?
I Lấy một cơ thể có kiểu hình trội ở 2 cặp A- B- lai phân tích thì sẽ có tối
đa 5 sơ đồ lai thỏa mãn
II Lấy một cơ thể có kiểu hình trội ở 3 cặp A- B –D-lai phân tích thì sẽ cótối đa 16 sơ đồ lai thỏa mãn
III Lấy một cơ thể có kiểu hình trội ở 4 cặp A- B-D-E- lai phân tích thì sẽ
có tối đa 41 sơ đồ lai thỏa mãn
IV Lấy một cơ thể có kiểu hình trội ở 5 cặp A- B-D-E-G- lai phân tích thì
sẽ có tối đa 120 sơ đồ lai thỏa mãn
A 4 B 1 C 2 D 3
*Kết qủa thu được:
Khi chấm bài của các em tôi thấy phần lớn các em không làm được bàinày Thực ra đây là bài tập không khó, nếu các em biết nguyên tắc tìm ra cáchlàm bài này sẽ trở nên dễ dàng
Lời giải :
- Đối với phép lai phân tích số phép lai bằng số kiểu gen của cơ thể có kiểuhình trội
I (đúng), vì : Ta có kiểu hình trội ở 2 cặp A- B-.
có số kiểu gen tối đa là =5
=> Có tối đa 5 phép lai phân tích thỏa mãn
II (đúng), vì Ta có kiểu hình trội ở 3 cặp A-
B-.C-có số kiểu gen tối đa là =14
=> phép lai phân tích thỏa mã 14
III (đúng), vì Ta có kiểu hình trội ở 4 cặp A- B-.C-
D-có số kiểu gen tối đa là =41
=> Có 41 phép lai thỏa mãn
IV (sai), vì: Ta có kiểu hình trội ở 5 cặp A- B-.C-
Trang 7D-E-có số kiểu gen tối đa là =122
=> Có 122 sơ đồ lai thảo mãn
Sau những năm trực tiếp giảng dạy và bồi dưỡng học sinh khá giỏi, họcsinh dự thi học sinh giỏi trường, ôn thi tốt nghiệp THPT tôi đã đi tìm tòi các
cách giải phù hợp trong đó: “Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập công thức
tính nhanh và sử dụng sơ đồ Graph để xây dựng tính logic giữa các công thức tính nhanh ở một số dạng bài tập phần quy luật di truyền” là những
phương pháp như thế và tôi đã mạnh dạn cải tiến phương pháp, đồng thời ápdụng sáng kiến trong qúa trình giảng dạy của mình tại trường THPT Nga SơnThanh Hoá
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề.
Để nhằm phát huy tư duy sáng tạo và kỹ năng giải bài tập cho học sinh, nêncác bài tập minh hoạ cho mỗi dạng công thức tôi ra theo hình thức tự luận cònphần bài tập vận dụng ra theo hình thức trắc nghiệm, để phù hợp với các kỳ thihiện nay Cụ thể như sau :
2.3.1 Dạng 1: Một số dạng bài tập về một gen có n alen.
a Sử dụng grap mạng khái quát những trường hợp cần xét.
Giáo viên thiết kế sơ đồ mạng với đỉnh trung tâm thể hiện chủ đề ôn tập,học sinh nhanh chóng tìm khái niện liên quan điền vào các kết nối đỉnh
Trang 8b Hướng dẫn học sinh xây dựng một số công thức tính nhanh cho một
số dạng bài tập về một gen có n alen.
Giáo viên đưa ra những dạng bài tập phần quy luật di truyền, yêu cầu học sinh thiết lập công thức cho mỗi dạng bài tập
Sau khi thiết lập được công thức giáo viên yêu cầu học sinh dùng sơ đồGraph để thiết lập mối liên hệ giữa các công thức, mũi tên định hướng yêu cầuhọc sinh sử dụng công thức trước để hình thành công thức tiếp theo
b1.1 Hướng dẫn học sinh lập một số công thức cho dạng bài tập về một gen
có n alen nằm trên cặp NST thường
1 Số loại giao tử tối đa
Gợi mở: Mỗi alen tạo một loại giao tử => Số loại giao tử tối đa:
n
2 Số loại kiểu gen tối đa
Gợi mở: Số loại kiểu gen đồng hợp bằng số giao tử, 2 loại giao tử khácnhau tạo kiểu gen dị hợp
=> Học sinh hình thành công thức:
2 =a (n là số kiểu gen đồng hợp, C n
2 là số kiểu gen dị hợp)
3. Số phép lai tối đa, nếu không xét vai trò của bố, mẹ
Gợi mở: Số phép lai bố mẹ có kiểu gen khác nhau bằng số kiểu gen, 2 kiểugen khác nhau tạo nên phép lai bố mẹ có kiểu gen khác nhau
=> Học sinh hình thành công thức:
a + C 2 a
4 Số phép lai tối đa, nếu xét vai trò của bố, mẹ
Gợi mở: Hai kiểu gen khác nhau tạo 2 phép lai bố mẹ có kiểu gen khác
nhau => Học sinh hình thành công thức: a + 2C 2 a
b1.2 Giáo viên thiết kế sơ đồ chuỗi ở mỗi ô vuông yêu cầu học sinh xâydựng mối quan hệ giữa các công thức
Một gen có n alen Gen nằm trên
Trang 9b1.3 Dạng bài tập minh hoạ cho công thức.
Ví dụ 1: Ở thực vật, xét một locut gen có 4 alen nằm trên NST thường,
alen a1 qui định hoa đỏ, alen a2 qui định hoa vàng, alen a3 qui định hoa hồng vàalen a4 qui định hoa trắng Biết các gen trội hoàn toàn theo thứ tự a 1 > a 2 > a
3 > a 4 Theo lí thuyết
a) Số kiểu gen tối đa ở đời con? Số kiểu gen đồng hợp? Số kiểu gen dị hợp?
b) Số phép lai tối đa, nếu không xét vai trò của bố mẹ?
c) Có bao nhiêu phép lai để đời con thu được hoa vàng (nếu không xét vai trò của bố mẹ)?
Lời giải:
a)
– Số giao tử tối đa = Số alen =4
- Số kiểu gen đồng hợp= 4+ C42= 10( loại kiểu gen)
- Số kiểu gen đồng hợp =4, số kiểu gen dị hợp C42 =6
b) Số phép lai tối đa, nếu không xét vai trò của bố mẹ: C42 =6
c) Để thu được cây hoa vàng cần xét 2 trường hợp
Trường hợp 1: cây có alen a2 x cây có alen a2
Số kiểu gen có alen a2 là a2 kết hợp 4 loại alen tạo 4 kiểu gen => số phép lai là:
2 )=a
Sô kiểu Gen đồng Hợp (n)
Sô kiểu Gen dị Hợp (C n
2 )
Số kiểu giao phối (nếu không xét vai trò bố, mẹ (a+ C2a )
Số kiểu giao phối nếu xét vai trò bố,
mẹ (a+2 C2a )
Trang 10Số phép lai trong trường hợp này: 4 x 5 = 20 (loại kiểu gen)
Trường hợp này kiểu gen của bố mẹ khác nhau nêu số phép lai bằng kiểu gen của bố nhân với kiểu gen của mẹ
=>Số phép lai tối đa đời con thu được cây hoa vàng 10+ 20 = 30 (phép lai)
b2.1 Một số công thức cho dạng bài tập về một gen có n alen nằm trên
vùng tương đồng NST X
1 Số loại giao tử
Gợi mở: Gen nằm trên vùng tương đồng NST X, nên số giao tử bằng số alen
Công thức: Số giao tử X= số giao tử Y= n
2 Số kiêu gen giới XX
Gợi mở: Là cặp NST không tương đồng: Số kiểu gen (n+ C n
2 )=a
Số kiểu gen giới XY:
Gợi mở: Là cặp NST không tương đồng: Số kiểu gen n.n =b
3 Số phép lai tối đa (a.b)
b2.2 Giáo viên yêu cầu học sinh thiết kế Graph chuối xây dựng tính logic giữa các công thức.
b2.3 Dạng bài tập minh hoạ cho công thức
Đề bài: Trong một quần thể lưỡng bội, giới cái XX, giới đực XY, xét mộtgen có 4 alen có quan hệ trội lặn hoàn toàn nằm trên vùng tương đồng NST X.Xác định số phép lai tối đa trong quần thể ?
Lời giải
Số kiểu gen giới XX: 4+ C42 =10
Số kiểu gen giới XY: 4.4 =16
Số phép lai tối đa trong quần thể: 16 10 = 160 (phép lai)
b3.1 Một số công thức cho dạng bài tập về một gen có n alen nằm trênvùng không tương tương đồng NST X
1 Số loại giao tử
Gợi mở: Gen nằm trên vùng không tương đồng NST X và Y
Học sinh: Số loại giao tử X = n, số giao tử Y =1
2 Số loại kiểu gen tối đa
Gợi mở XX là cặp NST tương đồng, XY là cặp NST không tương đồng
Học sinh: Số kiểu gen giới XX là (n+ C n
(a.b)
Trang 113 Số phép lai tối đa a.n
b.3.2 Yêu cầu học sinh thiết kế Graph chuỗi, thể hiện tính logic giữa các côngthức
b3.3 Dạng bài tập minh hoạ cho công thức
Ví dụ 2: Trong một quần thể lưỡng bội, giới cái XX, giới đực XY, xét mộtgen có 4 alen có quan hệ trội lặn hoàn toàn nằm trên vùng tương đồng NST X.Xác định số phép lai tối đa trong quần thể ?
Lời giải
Số kiểu gen giới XX = 4 + C42 = 10 (loại kiểu gen)
Số kiểu gen giới XY= 4 (loại kiểu gen)
Số phép lai tối đa: 10 4= 40 (phép lai)
2.3.2 Dạng 2: Những dạng công thức về nhiều gen, mỗi gen có 2 hay nhiều alen.
a Sử dụng Graph mạng khái quát những trường hợp cần xét
Giáo viên cũng thiết kế sơ đồ mạng với đỉnh trung tâm thể hiện chủ đề ôntập, học sinh nhanh chóng tìm khái niện liên quan điền vào các kết nối đỉnh
VD:
b Hướng dẫn học sinh xây dựng một số công thức tính nhanh cho một
số dạng bài tập về nhiều gen, mỗi gen có 2 hay nhiều alen.
Nhiều gen Các cặp gen nằm
trên cùng một cặp NST giới tính
Các cặp gen nằm
trên cùng một
cặp NST thường
Các cặp gen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau
Trang 12b.1.1 Xây dựng một số công thức tính nhanh cho một số dạng bài tập về
nhiều gen nằm trên cùng một cặp NST tương đồng Trong trường hợp không
xảy ra đột biến, nhưng xảy ra hoán vị gen
Giải sử xét n gen mỗi gen đều có 2 alen cùng nằm trên một cặp NSTthường
1 Số loại giao tử tối đa: 2n= y
2 Số loại kiểu gen đồng hợp về tất cả các cặp
Gợi mở: 2 loại giao tử giống nhau, tạo 1 kiểu gen đồng hợp
Học sinh: Bằng số loại giao tử =y
3 Số loại kiểu gen dị hợp
Gợi mở: Hai loại giao tử khác nhau tạo một kiểu gen dị hợp
Học sinh: Số loại kiểu gen C y 2
4 Số loại kiểu gen tối đa trong quần thể về các gen đang xét y+ C y 2 = x
5 Số kiểu gen có kiểu hình trội ở một hoặc nhiều gen
+Số loại kiểu gen có kiểu hình trội ở 1 gen
Gợi mở: Gen có kiểu hình trội có 2 kiểu gen (1 đồng hợp, 1 dị hợp), cácgen còn lại có kiểu hình lặn chỉ có một kiểu gen
Học sinh: Số kiểu gen: 2 C n 1 = C n 1
+ Số loại kiểu gen có kiểu hình trội ở 2 gen
Gợi mở: Ở mỗi cặp có kiểu hình trội có 2 kiểu gen(1 đồng hợp, 1 dị hợp),các cặp đồng hợp chỉ có 1 kiểu gen, ở mỗi kiểu gen dị hợp từ 2 cặp trở lên tăngthêm 1 kiểu nữa so trường hợp phân li độc lập
Học sinh: Số loại kiểu gen ( 2.2+1.1) C n 2 = 5 C n 2 = C n 2
+ Số loại kiểu gen, có kiểu hình trội về 3 gen: ( 5.2+4.1) C n 3 = C n 3
+ Số loại kiểu gen, có kiểu hình trội về k trong n gen: C k
n
6 Số loại kiểu gen tối đa dị hợp về a cặp
Gợi mở: Ở mỗi cặp đồng hợp có 2 kiểu gen, ở mỗi cặp dị hợp kết hợp với 1cặp dị hợp tiếp theo có 2 kiểu gen
Học sinh: Số loại kiểu gen: x C n a (a≥ 1).
7 Số phép lai tối đa
- Nếu không xét vai trò của bố mẹ: Nếu không xét vai trò của bố, mẹ:
x+ C 2 x
- Nếu xét vai trò của bố, mẹ: x+2 C 2 x
b1.2 Yêu cầu học sinh thiết kế Graph chuỗi thể hiện mối liên hệ giữa cáccông thức