(SKKN mới NHẤT) vận dụng toán tổ hợp trong việc xác định số loại giao tử và hợp tử được tạo thành trong quá trình giảm phân và thụ tinh (1)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM “VẬN DỤNG TOÁN TỔ HỢP TRONG VIỆC XÁC ĐỊNH SỐ LOẠI GIAO TỬ VÀ HỢP TỬ ĐƯỢC TẠO THÀNH TRONG GIẢM PHÂN VÀ THỤ TINH” Người thực hiện: Lê Thị Huệ Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Sinh học THANH HÓA NĂM 2017 download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC Tr ang MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm 2.3.1 Số loại giao tử tạo thành trình giảm phân 2.3.2 Số kiểu tổ hợp tạo thành trình thụ tinh 2.3.3 Một số tập vận dụng tổng hợp công thức 12 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 17 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 18 Kết luận 18 Kiến nghị 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 download by : skknchat@gmail.com MỞ ĐẤU: 1.1 Lí chọn đề tài: Hiện chương trình Sinh học lớp 10 có Giảm phân khai thác sử dụng vào nhiều kì thi Có nhiều dạng tập liên quan tập xác định số lượng nhiễm sắc thể, số tâm động kì trình giảm phân, tập xác định số loại giao tử hình thành trình giảm phân, tập xác định số loại giao tử tạo thành đột biến số lượng nhiễm sắc thể tập hốn vị gen trao đổi chéo kì đầu giảm phân có chương trình Sinh học lớp 12, mà tập lại phương tiện dùng để dạy học nguồn để hình thành kiến thức, kĩ cho học sinh, tập phương tiện để rèn luyện phát triển tư Bài tập lại lĩnh vực dễ gây hứng thú, tìm tịi Học sinh Vì q trình giải tập Học sinh hiểu củng cố kiến thức lí thuyết tốt mà khơng bị nhàm chán lãng quên Trong trình giảng dạy trường THPT Triệu Sơn thấy làm tập xác định số loại giao tử giảm phân số loại hợp tử tạo thành, đặc biệt xác định số loại giao tử chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ cha mẹ xác định số loại hợp tử tạo thành Học sinh gặp nhiều vướng mắc khó khăn Sách giáo khoa tài liệu tham khảo chưa bàn sâu vấn đề Đặc biệt cá nhân nhận thấy đề thi chọn Học sinh giỏi tỉnh, tỉnh, Học sinh giỏi Quốc gia năm trở lại đây, xác định số loại giao tử chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ cha mẹ xác định số loại hợp tử tạo thành xuất phổ biến Phải nói dạng tập hay tổng hợp nhiều yếu tố phù hợp với xu đề thi Bộ GD- ĐT Quả thực điểm khó Học sinh phận Giáo viên Vấn đề đặt là: Với thể có nhiễm sắc thể 2n (cho cặp nhiễm sắc thể tương đồng có cấu trúc khác nhau) giảm phân tạo tối đa loại giao tử khơng có trao đổi chéo nhiễm sắc tử (2 cromatit) khác nguồn gốc cặp NST kép tương đồng tạo loại download by : skknchat@gmail.com hợp tử trình thụ tinh Vì tơi định chọn đề tài: “Vận dụng toán tổ hợp việc xác định số loại giao tử hợp tử tạo thành trình giảm phân thụ tinh” 1.2 Mục đích nghiên cứu: Trước thực trạng tơi mạnh dạn đưa số cơng thức vận dụng tốn tổ hợp vào xác định số loại giao tử chứa nhiễm sắc thể cha mẹ số loại hợp tử tạo thành mong muốn em yêu thích học mơn sinh học, tích cực chủ động vận dụng giải thành công tập đề thi, tài liệu tham khảo, đồng thời góp phần tháo gỡ phần vướng mắc cho đồng nghiệp Việc nắm vững toán tổ hợp giúp Học sinh vận dụng cách linh hoạt việc giải tập xác định số lượng loại giao tử số loại hợp tử tạo thành Việc sử dụng phép toán Sinh học để em tự xác lập công thức giúp em hiểu nhớ cơng thức tốt từ em giải tập nhanh Thơng qua dạy, chọn học sinh có khả vào đội tuyển 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu vấn đề: - Vận dụng toán tổ hợp để xác lập số công thức xác định số loại giao tử (số loại giao tử chứa NST cha mẹ) tạo thành trình giảm phân khơng có trao đổi chéo số loại hợp tử tạo thành trình thụ tinh - Vận dụng công thức để giải số tập tài liệu đề thi có liên quan 1.4 Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lí thuyết: + Nghiên cứu lí thuyết q trình giảm phân thụ tinh Sinh học 10 download by : skknchat@gmail.com Sinh học 11: Phân li độc lập, tổ hợp tự nhiễm sắc thể + Nghiên cứu phép toán tổ hợp mơn tốn học 11: Có n phần tử chia thành nhiều nhóm, nhóm có a phần tử khác số loại nhóm tạo là: Can + Thu thập dạng tập từ tài liệu - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thơng tin: + Vận dụng tốn tổ hợp để xác lập số công thức xác định số loại giao tử (số loại giao tử chứa NST cha mẹ) tạo thành trình giảm phân khơng có trao đổi chéo số loại hợp tử tạo thành trình thụ tinh + Đưa số tâp yêu cầu học sinh vận dụng công thức để giải tập - Phương pháp thống kê, xử lí số liệu + Đưa tập điển hình áp dụng cho nhóm học sinh ban có lực học đ�oạn Hãy xác định số loại hợp tử tối đa tạo chứa nhiếm sắc thể có nguồn gốc từ “ơng nội” nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ “bà ngoại” Tỉ lệ phần trăm loại hợp tử bao nhiêu? [3] Hướng dẫn giải: 2n = 14 → n = - Số loại giao tử chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ “ơng nội” (tức nguồn gốc từ “bố”) C 2n=C 27 ¿ 7! = 21 (loại) 2!(7−2)! - Số loại giao tử chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ “bà ngoại” (tức nguồn gốc từ “mẹ”) 3 C n=C ¿ 7! = 35 (loại) 3! (7−3)! - Số loại hợp tử tối đa tạo chứa nhiếm sắc thể có nguồn gốc từ “ ơng nội” nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ “ bà ngoại”: C 2n ×C 3n = C 27 × C 37= 21× 35 = 735 (loại) - Số loại hợp tử tối đa hình thành: n n 2n 14 x = = = 16384 (loại) - Tỉ lệ % loại hợp tử là: 12 download by : skknchat@gmail.com 735 × 100% = 4,4861% 16384 Bài tập 2: Khi theo dõi hình thành giao tử cá thể loài sinh vật người ta nhận thấy loại giao tử đực chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố cặp ngiễm sắc thể tương đồng 45 a Xác định nhiễm sắc thể 2n loài b Số giao tử lồi chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ mẹ cặp tương đồng c Tỉ lệ hợp tử sinh di truyền nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ đời ơng nội nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ đời bà ngoại [4] Hướng dẫn giải: a Xác định NST lưỡng bội loài: - Gọi 2n NST lưỡng bội loài; số loại giao tử đực mang NST có nguồn gốc từ bố = = 45 → = = 45 → n2 - n - 90 = Giải ta có n1= 10, n2 = -9 (loại) Vậy NST loài là: 2n = 20 b Số giao tử loài chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ mẹ cặp tương đồng: 3 C n=C 10 ¿ 10 ! = 120 (loại) 3!(10−3) ! c Tỉ lệ số hợp tử sinh di truyền nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ đời ơng nội nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bà ngoại: - Số loại giao tử tối đa 2n = 210 - Số giao tử bố mang nhiễm sắc thể ông nội là: C 210 - Tỉ lệ loại giao tử bố mang nhiễm sắc thể ông nội là: C10 10 = 45 210 - Số loại giao tử mẹ mang nhiễm sắc thể bà ngoại là: C 310 = 120 13 download by : skknchat@gmail.com - Tỉ lệ loại giao tử mẹ mang nhiễm sắc thể bà ngoại là: C310 10 = 120 10 - Tỉ lệ loại hợp tử sinh di truyền nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ đời ơng nội nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bà ngoại là: C210 10 × C 310 10 ¿ 45 120 5400 × ¿ 20 210 210 Bài tâp 3: Theo dõi hình thành giao tử cá thể đực loài động vật người ta nhận thấy số loại giao tử mang nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố 45 a Xác định nhiễm sắc thể lưỡng bội lồi b Cá thể có khả tạo loại giao tử ? Tỉ lệ loại hợp tử vừa mang nhiễm sắc thể ông nội vừa mang 10 nhiễm sắc thể bà ngoại ? Cho cặp nhiễm sắc thể tương đồng mang cặp gen dị hợp, trình giảm phân diễn bình thường khơng có trao đổi chéo [6] Hướng dẫn giải: a Xác định NST lưỡng bội loài: - Gọi 2n NST lưỡng bội loài; số loại giao tử đực mang NST có nguồn gốc từ bố = = 45 → = = 45 → n2 - n - 90 = Giải ta có n1= 10, n2 = -9 (loại) Vậy NST loài là: 2n = 20 b Số loại giao tử tỉ lệ hợp tử vừa mang NST từ ông nội vừa mang 10 NST từ bà ngoại: - Số loại giao tử tối đa 2n = 210 - Số giao tử bố mang NST ông nội là: C 310 - Tỉ lệ loại giao tử bố mang NST ông nội = - Số loại giao tử mẹ mang 10 NST bà ngoại là: C 10 10 = 14 download by : skknchat@gmail.com - Tỉ lệ loại giao tử mẹ mang 10 NST bà ngoại = - Tỉ lệ loại hợp tử mang NST ông nội 10 NST bà ngoại x = Bài tập 4: Ở loài ruồi giấm có nhiễm sắc thể 2n = Giả sử giảm phân không xảy tượng trao đổi chéo a Cho tối đa loại giao tử? Khi thụ tinh tạo kiểu tổ hợp? b Trong số kiểu tổ hợp khác nguồn gốc cha mẹ nhiễm sắc thể, cho biết: - Bao nhiêu kiểu hợp tử chứa nhiễm sắc thể đời ông nội truyền lại? Tỉ lệ loại hợp tử này? - Bao nhiêu kiểu hợp tử chứa nhiễm sắc thể đời bà ngoại truyền lại ? Tỉ lệ loại hợp tử này? - Bao nhiêu kiểu hợp tử vừa chứa nhiễm sắc thể đời ông nội chứa nhiễm sắc thể đời bà ngoại? Tỉ lệ loại hợp tử này? [5] Hướng dẫn giải: a Số loại giao tử tạo tối đa là: 24 - Khi thụ tinh tạo số kiểu tổ hợp: 24 x 24 = 28 = 256 b - Số kiểu hợp tử chứa nhiễm sắc thể ông nội Tỉ lệ loại hợp tử + Số loại giao tử bố chứa nhiễm sắc thể ông nội là: C 24= + Số kiểu hợp tử chứa nhiễm sắc thể ông nội: C 24 x 24 = x 16 = 96 96 + Tỉ lệ loại hợp tử chứa nhiễm sắc thể ông nội: 256 - Số kiểu hợp tử chứa nhiễm sắc thể bà ngoại Tỉ lệ loại hợp tử + Số loại giao tử mẹ chứa nhiễm sắc thể bà ngoại là: C 34 = + Số kiểu hợp tử chứa nhiễm sắc thể bà ngoại là: C 34 x 24 = x 16 = 64 64 + Tỉ lệ loại hợp tử chứa nhiễm sắc thể bà ngoại là: 256 - Số hợp tử vừa chứa nhiễm sắc thể đời ông nội chứa nhiễm sắc thể 15 download by : skknchat@gmail.com đời bà ngoại là: C 24x C 34 =6 x = 24 24 + Tỉ lệ loại hợp tử là: 256 Bài tập 5: Ở người nhiễm sắc thể lưỡng bội 2n = 46 Giả sử trình giảm phân phát sinh giao tử nhiễm sắc thể phân li độc lập tổ hợp tự không trao đổi chéo Hãy xác định: a Số kiểu giao tử tạo với tổ hợp khác nguồn gốc bố mẹ tất 46 nhiễm sắc thể b Tỉ lệ giao tử chứa 23 nhiễm sắc thể bố c Tỉ lệ đứa trẻ sinh chứa 23 nhiễm sắc thể bà nội d Tỉ lệ đứa trẻ sinh chứa 23 nhiễm sắc thể ông ngoại Số kiểu tổ hợp nhiễm sắc thể đời cháu mang 17 nhiễm sắc thể ông nội 20 nhiễm sắc thể bà ngoại bao nhiêu? Hướng dẫn giải: 2n = 46 → n = 23 a Số kiểu giao tử tạo với tổ hợp khác nguồn gốc bố mẹ tất 46 nhiễm sắc thể là: 2n b Tỉ lệ giao tử chứa 23 nhiễm sắc thể bố - Số loại giao tử chứa 23 nhiễm sắc thể bố: a 23 C n = C 23 = n! 23 ! =¿1 = a !(n−a) ! 23!(23−23)! - Tỉ lệ giao tử chứa 23 nhiễm sắc thể bố là: a Cn n = 23 c Những đứa trẻ sinh chứa 23 nhiễm sắc thể bà nội: số kiểu tổ hợp giao tử ♂ chứa a nhiễm sắc thể cha với tất loại giao tử mẹ (2n ¿ → Số kiểu tổ hợp là: a C n 2n = n! 23 ! 23 23 × 2n = ×2 = a !(n−a) ! 23! (23−23)! a Tỉ lệ loại hợp tử (đứa trẻ) chứa a nhiễm sắc thể bà nội: n Cn n = 223 23 23 = 16 download by : skknchat@gmail.com d Những đứa trẻ sinh chứa 23 nhiễm sắc thể ông ngoại là: số kiểu tổ hợp giao tử ♀ chứa b nhiễm sắc thể mẹ với tất giao tử cha → Số kiểu tổ hợp là: b C n 2n = n! 23 ! 23 23 × 2n= ×2 = b !(n−b) ! 23! (23−23)! b Tỉ lệ loại hợp tử chứa b nhiễm sắc thể ông ngoại: n Cn n 223 = 23 = 23 Số kiểu tổ hợp nhiễm sắc thể đời cháu mang 17 nhiễm sắc thể ông nội 20 nhiễm sắc thể bà ngoại - Số giao tử chứa 17 nhiễm sắc thể ông nội là: 17 C an = C 23= 23 ! = 201894 (loại) 17 ! (23−17)! - Số giao tử chứa 20 nhiễm sắc thể bà ngoại là: b 20 C n = C 23=¿ n! 23 ! = = 1771 (loại) b !(n−b)! 20! (23−20)! - Số kiểu tổ hợp nhiễm sắc thể đời cháu mang 17 nhiễm sắc thể ông nội 20 nhiễm sắc thể bà ngoại: a b 17 20 C n ×C n = C 23 ×C 23 = 201894 x 1771 = 357554274 (loại) 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Qua năm dạy học môn Sinh học THPT, luyện thi Đại học, ôn thi THPT quốc gia bồi dưỡng Học sinh giỏi trường THPT Triệu Sơn 6, khả tiếp thu vận dụng để giải tập xác định số loại giao tử, số loại hợp tử tỉ lệ loại giao tử tỉ lệ loại hợp tử tạo thành trình giảm phân thụ tinh mang lại kết đáng mừng: - Đa số em không cần phải nhớ cơng thức cách máy móc mà em hiểu tự rút công thức nên em nhớ lâu hơn, vận dụng để làm tốn khó - Số học sinh hiểu vận dụng để giải tập tăng lên thể chỗ trường có học sinh giỏi cấp tỉnh môn sinh, học sinh thi đại học khối B điểm 17 download by : skknchat@gmail.com môn sinh cao hơn, thu hút nhiều em học sinh yêu thích mơn sinh học nhằm nâng cao chất lượng mơn sinh nói riêng chất lượng trường THPT Triệu Sơn nói chung Khi giảng dạy chuyên đề “Vận dụng toán tổ hợp việc xác định số loại giao tử hợp tử tạo thành q trình giảm phân thụ tinh” tơi đưa tập điển hình áp dụng cho nhóm học sinh ban có lực học đồng Nhóm (nhóm đối chứng): Đưa tập yêu cầu học sinh tự rút công thức để vận dụng làm tập Nhóm (nhóm thực nghiệm): Hướng dẫn học sinh để tự em rút công thức yêu cầu học sinh vận dụng công thức để làm Giáo viên nhận xét Phát phiếu thăm dò cho nhóm để lựa chọn phương pháp giải ưu việt nhất, gây hứng thú cho học sinh nhiều thu kết sau: Bài tập Bài tập Bài tập Xác định số lượng Xác định tỉ lệ Số tổ hợp chứa NST giao tử chứa NST loại giao tử chứa cha mẹ (%) cha mẹ NST cha (%) mẹ (%) G K TB