Đang tải... (xem toàn văn)
BÁO CÁO KẾT QUẢ BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN 1 Lời giới thiệu Sinh học là bộ môn khoa học thực nghiệm có vị trí hết sức quan trọng trong hệ thống tri thức khoa học của nhân loại, có[.]
BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN 1.Lời giới thiệu Sinh học môn khoa học thực nghiệm có vị trí quan trọng hệ thống tri thức khoa học nhân loại, có ý nghĩa thiết thực với đời sống, kinh tế xã hội lồi người Trong hệ thống chương trình Sinh học cấp THCS nói chung Sinh học lớp nói riêng, bên cạnh kiến thức thuộc lí thuyết mơ tả cịn có mảng kiến thức khơng phần quan trọng tập Sinh học Qua thực tiễn giảng dạy môn sinh học trường THCS đặc biệt chương trình sinh học tơi thấy học sinh lúng túng kĩ giải số dạng tập tổ hợp xác suất Các em thường khơng có phương pháp giải tập dạng làm thiếu tự tin với kết tìm Trong chương trình sinh học THCS chưa có hướng dẫn giải chi tiết giải loại tập này.Nếu em giải theo cách giải thơng thường tốn nhiều thời gian mà lại khơng xác ,khi biết vận dụng toán tổ hợp ,sác xuất vào giải tập tiết kiệm nhiều thời gian Đây đề tài hay, khó học sinh có ứng dụng cao lại thiết thực, gần gũi với đời sống Đã có nhiều tài liệu viết vấn đề nhiên qua số năm tham gia bồi dưỡng đội tuyển HSG sinh học nhận thấy dạng tập nhiều năm có đề thi HSG tỉnh, huyện Mặt khác dạng tập khó HS dễ bị nhầm lẫn Nhưn thời gian có hạn tơi đề cập đến số dạng tập thường gặp đề thi tỉnh, huyện Với lí tơi chọn đề tài "Sử dụng tốn tổ hợp, xác suất dể giải nhanh số tập di truyền”, hi vọng đề này giúp em học sinh tích cực chủ động vận dụng sáng tạo giải thành thạo tập di truyền có ứng dụng toán tổ hợp, xác suất đề thi, tài liệu tham khảo Từ giúp em tự tin giải tập xác suất di truyền góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi THCS, hình thành cho học sinh lực tư sáng tạo, lực giải vấn đề mà môn di truyền đặt 2.Tên sáng kiến “Sử dụng toán tổ hợp, xác suất để giải nhanh số tập di truyền” 3.Tác giả sáng kiến -Họ tên : Nguyễn Thị Chanh -Địa tác giả sáng kiến : Số nhà 7–Ngõ13 –Phố Tô Hiến Thành –Đồng Tâm –Vĩnh Yên –Vĩnh Phúc -Số điện thoại :01293532590 Email:chanhdc1@gmail.com 4.Chủ đầu tư sáng kiến Khơng có chủ đầu tư Người làm sáng kiến tự đầu tư chi phí có liên quan đến đề tài 5.Lĩnh vực sáng kiến Dạy bồi dưỡng học sinh giỏi môn sinh học trường trung học sở -Học sinh đội tuyển HSGTrường THCS Đồng Cương –Yên Lạc Vĩnh Phúc 6.Ngày sáng kiến áp dụng lần đầu hoẳc áp dụng thử nghiệm Tháng năm 2016 đến tháng năm 2017 7.Mô tả chất sáng kiến 7.1 Về nội dung sáng kiến: Sử dụng Toán tổ hợp xác xuất để giải nhanh số tập quy luật di truyền Để giải toán xác suất sinh học GV phải giảng giải cho HS hiểu kiến thức liên quan đến xác suất sau a Một số lý thuyết tích hợp tốn Tổ hợp xác suất a.1 Định nghĩa xác suất Xác suất (P) để kiện xảy số lần xuất kiện (a) tổng số lần thử (n): P = a/n (Xác suất kiện tỉ số khả thuận lợi để kiện xảy tổng số khả có) Xác suất xuất kiểu hình tỉ lệ loại kiểu hình tổng số cá thể mà ta xét Ví dụ: P Thân cao x thân thấp → F1 100% thân cao → F2 787 thân cao : 277 thân thấp Xác suất xuất thân cao là: a.2 Các qui tắc tính xác suất a.2.1 Qui tắc cộng xác suất Khi hai kiện xảy đồng thời (hai kiện xung khắc), nghĩa xuất kiện loại trừ xuất kiện qui tắc cộng dùng để tính xác suất hai kiện: P (A U B) = P (A) + P (B) Hệ quả: = P (A) + P (A) → P (A) = - P (A) Quy tắc nhân xác suất áp dụng với kiện xảy độc lập nhau, nghĩa xuất kiện không phụ thuộc vào xuất kiện Ví dụ : Đậu Hà Lan hạt vàng có hai kiểu gen AA (tỉ lệ 14 Aa (tỉ lệ 24 ) Do xác suất (tỉ lệ) kiểu hình hạt vàng (kiểu gen AA Aa) là: ; Xác suất kiểu hình khơng phải hạt vàng: a 2.2 Qui tắc nhân xác suất Khi hai kiện độc lập nhau, nghĩa xuất kiện không phụ thuộc vào xuất kiện qui tắc nhân dùng để tính xác suất hai kiện: P (A B) = P (A) P (B) VD1: Ở người bệnh bạch tạng gen lặn(a) nằm NST thường quy định Bố, mẹ có KG Aa ( khơng bạch tạng), xác suất họ sinh trai đầu lòng bị bệnh bao nhiêu? Giải: - Xác suất sinh trai xác suất bị bạch tạng (aa) - Xác suất sinh trai đầu lòng bị bạch tạng (aa) là: x = VD2: Cho đậu hà lan hạt vàng thân cao dị hợp tự thụ phấn Xác suất gặp hạt vàng thân thấp bao nhiêu? Vì tính trạng nằm NST khác nên hai tính trạng di truyền độc lập Tính trạng hạt vàng tự thụ phấn cho hạt vàng: hạt xanh Xác suất bắt gặp hạt vàng Tính trạng thân cao tự thụ phấn cho cao: thân thân thấp Xác suất bắt gặp thân thấp Như xác suất bắt gặp đậu hạt vàng thân thấp x = Ví dụ : Ở người, bệnh bạch tạng gen lặn (a) nằm nhiễm sắc thể thường qui định Bố, mẹ có kiểu gen Aa (không bạch tạng), xác suất họ sinh trai đầu lòng bị bệnh bao nhiêu? - Xác suất sinh trai xác suất bị bạch tạng (aa) - Xác suất sinh trai đầu lịng bị bạch tạng là: x = a.2.3 Cơng thức tổ hợp - Giả sử tập A có n phần tử (n ≥ 1) Mỗi tập gồm k phần tử A gọi tổ hợp chập k n phân tử cho (với ≤ k ≤ n) Ví dụ: Xét phép lai Aa x aa thu F Ở đời F1, lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể không chủng bao nhiêu? Bài giải: P Aa x aa → F1: Aa : aa Ở đời F1, lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể không chủng là: x x = b Phương pháp giải số dạng tập Dạng 1: Tính xác suất quy luật di truyền Dạng 1.1.Bài tập sác xuất kiểu gen Bước 1: Tìm tỉ lệ kiểu gen cần tính xác suất Bước 2: Sử dụng tốn tổ hợp để tính xác suất Ví dụ 1: Ở phép lai AaBb x Aabb thu đời F Lấy ngẫu nhiên cá thể F1, xác suất để thu cá thể có KG AaBb bao nhiêu? Bài giải: Bước 1: Tìm kiểu KG cần tính xác suất: SĐL: AaBb x Aabb = ( Aa xAa) ( Bb x bb) AaxAa BbxBb TL cá thể có KG AaBb = x = Bước 2: Sử dụng tốn tổ hợp để tính xác suất - Xác suất thu cá thể có KG AaBb là: Ví dụ 2: Cho biết cặp gen quy định cặp tính trạng, alen trội trội hồn tồn Xét phép lai AaBbDdEe xAaBBDdEE F1 a Lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể chủng bao nhiêu? b Trong số cá thể có KH tính trạng trội, lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể chủng bao nhiêu? Bài giải: Xét riêng cặp gen: Aa x Aa → Bb x BB → Dd x Dd → Ee x EE → a Lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể chủng là: b.Trong số cá thể có KH tính trạng trội, lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể chủng Bước Xác định cá thể có KH trội, tỉ lệ cá thể chủng là: Aa x Aa → AA: Aa : aa cá thể có KH trội gồm KG 1AA 2Aa => TL TC Bb x BB → BB: Bb cá thể có KH trội gồm KG 1BB 1Bb => TL TC Dd x Dd → DD: Dd : dd cá thể có KH trội gồm KG 1DD 2Dd => TL TC Ee x EE → EE: Ee cá thể có KH trội gồm KG 1EE 1Ee => TL TC là: Loại cá thể TC tính trạng là: x x x = Bước 2: Tính xác suất Xác suất để thu cá thể chủng: = Ví dụ 3: Cho biết cặp gen quy định cặp tính trạng, alen trội trội hồn tồn Tiến hành phép lai AABbDd x AabbDD thu F Lấy ngẫu nhiên cá thể F1 , xác suất để cá thể có cá thể TC bao nhiêu? Bài giải Tỉ lệ cá thể chủng AA xAa → AA : Bb x bb → Bb : Dd x DD → TL cá thể TC là: = DD : Aa bb Dd => Loại cá thể không TC là: - Xác suất để cá thể khơng có cá thể TC là: = = Lấy ngẫu nhiên cá thể F1, xác suất để cá thể có cá thể TC: 1- Cách 2: ( + = = tỉ lệ cá thể TC, C tỉ lệ cá thể chủng cá thể không chủng) Dạng 1.2 Bài tập xác suất kiểu hình Khi tốn u cầu tính xác suất xuất kiểu hình ta cần tiến hành theo bước sau: Bước 1: Xác kiểu gen bố mẹ viết sơ đồ lai để tìm tỉ lệ loại KH cần tính xác suất Bước 2: Sử dụng tốn tổ hợp để tính xác suất Ví dụ 1: Cho biết gen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với gen a quy định thân thấp, gen B quy đinh hoa đỏ trội hoàn toàn so với b quy định hoa trắng Hai cặp gen nằm cặp NST khác Cây thân cao, hoa đỏ giao phấn với thân thấp hoa trắng F 1, F1 giao phấn tự F2 Lấy ngẫu nhiên F2, xác suất để có thân cao hoa đỏ Bài giải: Bước 1: Xác kiểu gen bố mẹ viết sơ đồ lai -Cây thân cao, hoa đỏ chủng có kiểu gen AABB -Cây thân thấp hoa trắng có kiểu gen aabb -Sơ đồ lai: P AABB x aabb F1: AaBb F1: AaBb x AaBb F2: TLKG: TLKH: 9A – B- : A- bb : aaB- : 1aabb Bước 2: Sử dụng tốn tổ hợp để tính xác suất - Lấy cây, cần có thân cao, hoa đỏ phải tổ hợp chấp phần tử = - F2 có tỉ lệ thân cao, hoa đỏ chiếm tỉ lệ = 1- ; khơng có KH thân cao hoa đỏ = - Lấy ngẫu nhiên F2, xác suất để có thân cao hoa đỏ: = = 32,29% Chú ý: Khi tốn u cầu có thân cao hoa đỏ cịn lại phải có KH khác - Các kiểu hình khác = – tỉ lệ KH cần tính xác suất Ví dụ 2: Các cặp gen sau đây: Aa, Bb, Dd, Ee nằm cặp NST tương đồng khác gen quy định tính trạng Cho P có kiểu gen AaBbDdEe tự thụ phấn, khơng cần lập sơ đồ lai tính tốn theo lí thuyết kết đời sau: a.Tỉ lệ số có kiểu hình giống P? b.Tỉ lệ số có kiểu hình khác P? c.Tỉ lệ số có tính trạng trội, tính trạng lặn? d.Tỉ lệ số có tính trạng trội, tính trạnglặn? Bài giải: Aa x Aa →TLKG: AA : Bb x Bb→TLKG: BB : Dd x Dd →TLKG: DD: Aa : aa →TLKH: A- : Bb : bb→ TLKH: B- : Dd : dd→TLKH: D- : aa dd Ee x Ee →TLKG: EE : Ee : ee→TLKH: E- : ee a.Tỉ lệ số có kiểu hình giống P: A- B- D- E= = b.Tỉ lệ số có kiểu hình khác P: - Tổng số kiểu hình là: 100% = - Kiểu hình khác P = Tổng kiểu hình - số kiểu hình giống P 1- = c Cách 1: Tỉ lệ số có tính trạng trội, tính trạng lặn: = - Mỗi tính trạng trội chiếm - Mỗi tính trạng lặn chiếm - Tổng số có trường hợp có tính trạng trội, tính trạng lặn cặp gen Cách 2: = g.Tỉ lệ số có tính trạng trội, tính trạng lặn Ví dụ 3: Cho biết gen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy định thân thấp Cây thân cao tự thụ phấn, thu đƣợc đời F1 có tỉ lệ 75% cao: 25% thấp a Lấy ngẫu nhiên F Xác suất thu thân cao bao nhiêu? b Lấy ngẫu nhiên thân cao Xác suất để thu thân cao chủng bao nhiêu? c Lấy ngẫu nhiên thân cao F1 Xác suất để thu TC bao nhiêu? Bài giải 10