(TIỂU LUẬN) vận DỤNG TOÁN xác SUẤT vào GIẢI một số bài tập về cơ sở vật CHẤT và cơ CHẾ DI TRUYỀN , xác SUẤT TRONG NGUYÊN PHÂN, GIẢM PHÂN

SỞ GD & ĐT BẮC GIANG TRƯỜNG THPT LỤC NGẠN SỐ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập- Tự do- Hạnh phúc CHUYÊN ĐỀ VẬN DỤNG TOÁN XÁC SUẤT VÀO GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ CƠ SỞ VẬT CHẤT VÀ CƠ CHẾ DI TRUYỀN , XÁC SUẤT TRONG NGUYÊN PHÂN, GIẢM PHÂN NĂM HỌC: 2016 – 2017 Họ tên giáo viên Tổ chuyên môn Mơn dạy : ĐẶNG VĂN QUYẾT : SINH – CƠNG NGHỆ : SINH Lục ngạn , tháng năm 2017 Mục Lục Tài liệu tham khảo Những kí hiệu viết tắt sáng kiến kinh nghiệm PhầnI:Đặtvấn đề PhầnII:Giảiquyếtvấn đề Cơ sở lý luận Thực trạng vấn đề Giải pháp thực a Sơ lược di truyền học người b Những trường hợp cụ thể * Phương pháp giải * Một vài ví dụ gen qui định tính trạng gen nằm NST thường * Một vài ví dụ gen qui định tính trạng gen nằm NST giới tính X khơng có vùng tương đồng NST giới tính Y c Dạng tổng quát d Các kết cụ thể Phần III Kết luận kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO Tuyển tập 27 đề thi đại học cao đẳng môn sinh học Đề thi học sinh giỏi năm tỉnh Đề thi đại học, cao đẳng năm giáo dục đào tạo Đề thi thử đại học trường PTTH Phương pháp giải toán qui luật di truyền Một số kí hiệu sử dụng sáng kiến kinh nghiệm NST: KG: KH: Nhiễm sắc thể P: Bố mẹ phép lai G: Giao tử phép lai F: Thể hệ phép lai Kiểu gen Kiểu hình PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Trong chương trình học nói chung, mơn sinh học nói riêng việc giải tốn có vai trị quan trọng, có tính chất thực hành, tổng hợp sáng tạo, kết nhiều phân mơn, huy động nhiều vốn kiến thức, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức Khi giải tập thầy trò vừa phải nhớ kiến thức bản, vừa phải xác định mối quan hệ kiện từ hướng đến điều cần tìm tịi người học phải ln tư duy, suy luận logic, thúc đẩy người học không ngừng sáng tạo ln ln phải cố gắng, tích cực, tự lực Khi giải tốn, học sinh vừa tìm lời giải, vừa phải vận dụng kiến thức toán học cách linh hoạt xác học sinh vừa kiểm tra kiến thức sinh học, vừa kiển tra kiến thức tốn học từ em tự đánh giá kết học tập Trong đề thi tuyển sinh đại học năm 2013, 2014, 2015 Bộ giáo dục đào tạo, đề thi khảo sát kiến thức thi đại học trường phổ thơng kì thi học sinh giỏi tỉnh, thành phố có dạng tập xác suất di truyền học người Khi gặp dạng tập học sinh lúng túng, em thường viết liệt kê trường hợp nhiều thời gian không phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm Qua trình giảng dạy đại trà, qua dạy bỗi dưỡng học sinh ôn thi đại học, bồi dưỡng học sinh giỏi việc tham khảo nhiều tài liệu, tơi tích luỹ dạng tập xác suất di truyền học người xây dựng công thức tổng quát Việc nắm dạng tập cơng thức tổng qt học sinh có phương pháp giải hợp lí, tiết kiệm nhiều phép tốn khơng cần thiết nhiều thời gian Mặt khác toán xác suất di truyền học người dành quan tâm đặc biệt em học sinh dạng tốn có tính ứng dụng, thiết thực diễn hàng ngày xung quanh em, dạy tốt phần em nắm kiến thức di truyền học người bệnh tật có liên quan, chế biểu chế di truyền loại bệnh tật này, em trở thành nhà di truyền tư vấn học cho thân cho người thân, từ em có ý thức bảo vệ mơi trường sống thân sống lành mạnh để hạn chế xuất bệnh tật di truyền, từ góp phần vào cơng tác tun truyền chung tay với xã hội bảo vệ vốn gen loài người Nên chọn phương pháp xây dựng công thức tổng quát cho toán xác suất di truyền học người lam sáng kiến kinh nghiệm cho năm học PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Cơ sở lý luận Dựa tình hình thực tế môn học chuyển từ thi tự luận sang thi trắc nghiệm, địi hỏi học sinh phải có phản ứng phán đoán nhanh câu hỏi dạng ứng dụng Di truyền học người đồi với học sinh xem khó, đặc biệt tốn xác suất di truyền học người, với kinh nghiệm nhiều năm giảng dạy tơi có số kinh nghiệm phân loại nhận biết giải nhanh tốn dạng nên tơi ghi lại để bạn bè đồng nghiệp em học sinh tham khảo Thực trạng vấn đề - Thực trạng chung: Đa phần giáo viên sinh thường ngại chứng minh cơng thức sinh học liên quan đến tốn học, tốn học xem khoa học dùng để phản ánh qui luật sinh học cách khách quan đặc biệt toán xác suất di truyền học người Toán xác suất di truyền học người phần quan trọng sinh học 12, có mặt tất đề thi học sinh giỏi, thi vào đại học, cao đẳng Các toán phần tác giả sáng tạo phong phú đa dạng, dùng cơng thức tốn học tổng qt để giải - Thực trạng giáo viên: Môn sinh học nhà trường xem mơn học có nhiều ứng dụng học sinh học mà thầy giáo phải có gắng tìm phương pháp vừa đơn giản, vừa dễ nhớ để em u thích mơn sinh học - Thực trạng học sinh: Học sinh học số lượng trường thi tuyển sinh ít, số trường đầu dễ dàng số điểm lấy vào cao nên hầu hết học sinh không hứng thú say mê nghiên cứu sinh học, nên toán sinh học xác suất di truyền em cho khó thường bỏ qua - Thực tiển, đề kiểm tra 15 phút lớp 12A5 12A6 mà giảng dạy thuộc ban có trình độ nhận thức tương đương Nội dung đề kiểm tra kết đạt sau ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT Bệnh bạch tạng gen lặn NST thường qui định, alen trội qui định da bình thường, cặp vợ chồng da bình thường sinh đầu lịng bị bệnh bạch tạng, cặp vợ chồng sinh lần sinh đơi khác trứng xác suất để : a) Hai đứa trẻ gái bị bạch tạng bao nhiêu? b)Hai đứa trẻ trai đứa trẻ da bình thường, đứa trẻ da bạch tạng bao nhiêu? KẾT QUẢ Điểm Qua thực tế giảng dạy trao đổi với đồng nghiệp nhiều năm qua đưa số dạng toán xác suất di truyền học người xây dựng công thức tổng quát dựa kiến thức tốn học cho dạng sau: Giải pháp thực a Sơ lược di truyền học người * Những bệnh tật : + Liên quan đến gen trội nhiễm sắc thể thường: lùn + Liên quan đến gen lặn nhiễm sắc thể thường : bạch tạng, phênikêtô niệu +Liên quan đến gen đồng trội trội lặn: Nhóm máu + Liên quan đến gen lặn nhiễm sắc thể X: mù màu, teo cơ, máu khó đơng * Những tốn tính xác suất thường tốn gen qui định, trội lặn hồn tồn, tuân theo qui luật di truyền thông thường * Các em nắm vững phân li kiểu gen, kiểu hình hai phép lai sau: + Một gen qui định tính trạng trội lặn hồn tồn theo qui luật MenĐen: * P t/c : AA x aaF: 100% kiểu hình trội kiểu gen Aa * P t/c : AA x AAF: 100% kiểu hình trội kiểu gen AA * P t/c : aa x aaF: 100% kiểu hình lặn kiểu gen aa ** P : Aa x Aa kiểu gen * P t/c : Aa x aa F: 50% kiểu hình trội : 50% kiểu hình lặn kiểu gen 50%Aa : 50% aa * Gen lặn qui định tính trạng thường nằm nhiễm sắc thể X khơng có vùng tương đồng Y ** P : XAXa x XAY ** P : XAXa x XaY Khi làm tốn xác suất em phải xác định kiểu gen bố mẹ xem thuộc trường hợp để xác định kiểu hình đời b Những trường hợp cụ thể *Phương pháp giải Các thầy em tiến hành theo ba bước sau: Bước 1: Xác định xuất kiểu gen, kiểu hình đời Bước 2: Tính xác suất trai hay gái theo yêu cầu đầu Bước 3: Nhân xác suất thoả mản yêu cầu tốn để có đáp số * Một vài ví dụ gen qui định tính trạng gen nằm NST thường Ví dụ 1: Ở người, bệnh phênin kêtô niệu đột biến gen gen lặn nằm NST thường Bố mẹ bình thường sinh đứa gái đầu lịng bị bệnh phênin kêtơ niệu Xác suất để họ sinh đứa trai không bị bệnh là: Các thầy cô cho em thảo luận trình bày theo ba bước Bước1: *Bố mẹ bình thường sinh đầu lịng bị bệnh phênin kêtơ niệu có nghĩa bố mẹ mạng gen bệnh trạng thái dị hợp * Qui ước Bước 2: Xác suất sinh trai : Vì sinh trai hay gái xác suất :50% trai : 50% gái 3 Chọn đáp án Ví dụ : Một cặp vợ chồng có nhóm máu A có kiểu gen dị hợp nhóm máu Nếu họ sinh hai đứa xác suất để đứa có nhóm máu A đứa có nhóm máu O là: Các thầy cô giáo cho em thảo luận tiến hành sau Bước1: Kiểu gen bố mẹ là: IAIo x IAIa A o *P : I I x IA Ia G : IA ; I o I A ; Io 1 F : KG IAIA : IAIo : IoIo KH: nhóm máu A : nhóm máu O Bước 2: Vợ chồng sinh hai người để nhóm máu A nhóm máu O thì: + Con thứ nhóm máu A, Con thứ hai nhóm máu O chiếm: 3 =16 + Con thứ nhóm máu O, thứ hai nhóm máu A chiếm : Cả hai trường hợp thoả mãn nên kết Hoặc Vì lấy xác suất hai đứa trẻ để đứa nhóm máu A , đứa nhóm máu O lấy tổ hợp chập nhân với xác suất nhóm máu A nhóm máu O Ví dụ 3: Bệnh bạch tạng người đột biến gen lặn NST thường Vợ chồng bình thường trai đầu lòng họ bị bệnh bạch tạng / Xác suất để họ sinh người con, có trai gái khơng bị bệnh: 2/ Xác suất để họ sinh người có trai gái có người bệnh, không bệnh 3/ Sinh người giới tính bình thường 4/ Sinh người giới tính người bình thường, người bị bệnh bạch tạng 5/ Xác suất để họ sinh người có trai, gái có người khơng bệnh Bài giải Dựa vào phương pháp thầy cô cho em học sinh thảo luận theo bước Bước1: Bố mẹ bình thường mang gen gây bệnh nên có kiểu gen dị hợp *Qui ước : A: bình thường; a: bạch tạng Ta có: P: G F:KG: KH: bình thường : bị bệnh Bước 2: Tính xác suất trai hay gái Hai người có trai gái là: 1 2= Vì đầu trai thứ hai gái ngược lại , nên lấy tổ hợp chập hai Còn nan hay nữ xác suất Hai người trai gái + Đều 12 12 =14 trai: 1 = + Đều gái: Cả hai trai gái C21 Có ba người có trai gái C2 Vì hai người trai, người gái hai người gái người trai Còn C32 xác suất người trai gái Bước 3: 1/ Xác suất để họ sinh hai người có trai gái khơng bị bệnh là: Xác suất có trai, gái ( bình thường : bạch tạng)2 lấy tổ hợp có hai bình thường 3 =32 2/Xác suất để họ sinh hai người có trai gái không bị bệnh, bị bệnh là: Xác suất có trai, gái ( bình thường : bạch tạng)2 lấy tổ hợp có người bình thường, người bạch tạng C21 3/Xác suất để họ sinh hai người giới bình thường là: Xác suất có trai, gái ( bình thường : bạch tạng)2 lấy tổ hợp có hai bình thường 3 =32 4/ Xác suất để họ sinh hai người giới không bị bệnh, bị bệnh là: lấy tổ hợp có người bình thường, người bạch tạng C21 5/ Xác suất để họ sinh ba người có trai gái có người không bị bệnh là: Xác suất có trai, gái x ( bình thường : bạch tạng)3 lấy tổ hợp có người khơng bạch tạng [( 4 * Một vài ví dụ gen qui định tính trạng gen nằm NST giới tính X khơng có vùng tương đồng Y Ví dụ 4: Bệnh mù màu người đột biến gen lặn NST X khơng có alen tương ứng Y Một người phụ nữ bình thường có bố bị mù màu, lấy người chồng khơng bị bệnh mù màu: 1/ Xác suất sinh bị mù màu là: 2/ Xác suất sinh trai bình thường là: 3/ Xác suất sinh người bình thường là: 4/ Xác suất sinh người con: bình thường,một bị bệnh là: 5/ Xác suất sinh người có trai gái bình thường là: 6/ Xác suất sinh người có trai,gái không bị bệnh là: Bài giải Các thầy ,các cô cho em thảo luận tiến hành theo bước Bước1: Bố mẹ bình thường mang gen gây bệnh nên có kiểu gen dị hợp Hai người có trai gái là: Vì đầu trai thứ hai gái ngược lại , nên lấy tổ hợp chập hai Còn nan hay nữ xác suất Có ba người có trai gái C2 Vì hai người trai , người gái hai người gái người trai C32 xác suất người trai gái Bước2: 1/Xác suất sinh mù màu: 14 2/ Xác suất sinh trai bình thường : 3/ Xác suất sinh hai người bình thường 3 ( bình thường : bạch tạng)2 lấy tổ hợp có hai bình thường 3 =16 4/ Xác suất sinh người con: bình thường, bị bệnh là: lấy tổ hợp có người bình thường, người bạch tạng C 21 5/ Xác suất sinh người có trai gái bình thường là: Xác suất có trai, gái x gái bình thường x trai binh thường 1 100% = 6/ Xác suất sinh người có trai,gái khơng bị bệnh là: Xác suất có trai, gái x gái bình thường x trai bình thường 1 27 [( 100% 100% + 100% )] = 64 c Dạng tổng qt Trong tốn có hai ba cặp tính trạng , cặp tính trạng gen qui định xét riêng cặp sau xét chung với yêu cầu toán Sự phân ly kiểu gen, kiểu hình giống với qui luật di truyền đơn khác người lần sinh sinh ( Sinh vật đơn thai), nên lần sinh khác độc lập tỉ lệ nên phải tính hết trường hợp thoả mản tỉ lệ phù hợp đảm bảo cho kết tốn Sinh đơi, sinh ba trứng lần sinh, nên cần tính xác suất cho lần sinh đủ Sinh đôi, sinh ba khác trứng giống lần sinh khác nhau, nên phải tính trường hợp thoả mãn Bài toán gen NST X khơng có alen Y khơng cần phải tính xác suất trai hay gái d Các kết cụ thể Để khẳng định xem phương pháp có mang lại hiệu học sinh hay không, tiến hành giảng dạy phương pháp lớp 12A5 tiết tập để em ôn luyện, lớp 12A6 dạy theo phương pháp thông thường tiết tập, sau ôn luyện cho em làm đề 15 phút lần Đề kết đạt sau : ĐỀ BÀI KIỂM TRA 15 PHÚT LẦN Hệ nhóm máu người qui định ba alen I A, IB, Io, di truyền theo qui luật đồng trội trội lặn hoàn toàn, alen nằm NST thường Bố có nhóm máu B, mẹ có nhóm máu A, sinh đầu lịng có nhóm máu O, lần sinh thứ hai sinh đơi khác trứng, tính xác suất để hai đứa trẻ : a Đều trai có nhóm máu A ? 10 b.Một trai, gái, có nhóm máu O, có nhóm máu AB ? Kết đạt Điểm 12A5(Thực nghiệm) Bài trước 0HS 0HS 2HS 5HS 10HS Sau phân tích kĩ số liệu, có tính đến nhân tố chủ quan khách quan, thấy có khác biệt phương thức học tập cách thức làm Tôi hướng dẫn em lớp 12A5 phương pháp tính xây dựng công thức tổng quát cho dạng toán xác suất di truyền học người tiết tập theo phương pháp trên, vây em tiến rõ rệt nên kết cao lần thi trước Tôi hướng dẫn em lớp 12A6 tiêt tập xác suất di truyền học người theo phương pháp thông thường, kiểm tra lần hai em ôn luyện nhiều kết thay đổi không đáng kể Trong hai đợt thi thử đại học trường PTTH Triệu sơn I tốn có liên quan đến xác suất di truyền học người em lớp 12A5 đưa kết nhanh Trong kỳ thi học sinh giỏi văn hoá học sinh giỏi giải tốn nhanh casiơ học sinh tơi làm xong toán xác suất di truyền học người Phần III - KẾT LUẬN Qua kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm đặc biệt năm thấy ban đầu đưa toán xác suất di truyền học người em ngại ngùng lúng túng, em phải đâu làm nên hầu hết tập xác suất di truyền người em giải mơ hồ Tôi tiền hành ôn luyện cho em buổi, hướng dẫn em cách xây dựng cách nhớ cơng thức tổng qt nhìn nhanh tỉ lệ cho trường hợp cụ thể, năm em thấy hứng thú say mê học phần Các em biết tiết kiệm phép tính tối đa, làm thi áp dụng công thức tổng quát, nên làm gọn, dễ hiểu, đưa đáp án nhanh phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm Trên toàn viết kết thực nghiệm tơi Những mà tơi trình bày đề tài kinh nghiệm giảng dạy thân tơi nhiều năm Kính mong hội đồng khoa học nhà trường nghành lưu tâm xem xét kỹ viết này, áp dụng rộng dãi địa phương khác, để xác nhận xác hiệu phương pháp thực tế Lục Ngạn , ngày 26 tháng năm 2017 Người viết sáng chuyên đề Đặng Văn Quyết 11 ... thấy ban đầu đưa toán xác suất di truyền học người em ngại ngùng lúng túng, em phải đâu làm nên hầu hết tập xác suất di truyền người em giải mơ hồ Tôi tiền hành ôn luyện cho em buổi, hướng dẫn em... dạng ứng dụng Di truyền học người đồi với học sinh xem kh? ?, đặc biệt tốn xác suất di truyền học người, với kinh nghiệm nhiều năm giảng dạy tơi có số kinh nghiệm phân loại nhận biết giải nhanh... chứng minh cơng thức sinh học liên quan đến tốn học, tốn học xem khoa học dùng để phản ánh qui luật sinh học cách khách quan đặc biệt toán xác suất di truyền học người Toán xác suất di truyền học