Sinh ksb phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập di truyền quần thể trong giảng dạy môn sinh học 12

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐƠN ĐỀ NGHỊ CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN “PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ TRONG GIẢNG DẠY MƠN SINH HỌC 12 – THPT” Nhóm tác giả: Nguyễn Thị Hoa Đinh Thị Thanh Nhàn Vũ Thị Thanh Hướng Phạm Thị Duyên Doãn Thị Phương ĐƠN VỊ CÔNG TÁC: TRƯỜNG THPT KIM SƠN B CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐƠN ĐỀ NGHỊ CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: Hội đồng sáng kiến ngành Giáo dục Đào tạo tỉnh Ninh Bình Tơi ghi tên đây: Tỷ lệ (%) đóng TT Họ tên Ngày tháng năm sinh Nơi cơng tác Chức vụ Trình độ góp chun vào mơn việc tạo sáng kiến Trường Nguyễn Thị Hoa 29/10/1979 THPT Kim Sơn B Đinh Thị Thanh Nhàn Vũ Thị Thanh Hướng Phạm Thị Duyên Tổ trưởng tổ chuyên Cử nhân 20% Giáo viên Cử nhân 20% Giáo viên Cử nhân 20% Giáo viên Cử nhân 20% Giáo viên Thạc sĩ 20% mơn HóaSinh- CN Trường 15/ 10/ 1980 THPT Kim Sơn B Trường 10/ 1/ 1981 THPT Kim Sơn B Trường 15 / / 1982 THPT Kim Sơn B Trường Doãn Thị Phương 15 / 01/1987 THPT Kim Sơn B PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng Là tác giả đề nghị xét công nhận đề tài sáng kiến “Phương pháp giải nhanh số dạng tập di truyền quần thể giảng dạy môn Sinh học 12 – THPT ” Lĩnh vực áp dụng: Sáng kiến áp dụng vào lĩnh vực giảng dạy môn sinh học lớp, bồi dưỡng học sinh giỏi, ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia, kho tài liệu tự học cho học sinh nhà trường 1.2 Lí chọn đề tài sáng kiến Sinh học môn khoa học tự nhiên có tỉ lệ kiến thức lý thuyết tập chiếm tỉ lệ 7: đề thi hay đề kiểm tra Trong chương trình sinh học 12 phần quy luật di truyền di truyền quần thể phần khó với học sinh đặc biệt phần tập di truyền quần thể liên quan đến nhiều quy luật di truyền khác, có nhiều dạng tập, tập địi hỏi học sinh phải có tư sâu, khả tính tốn nhanh, móc xích nhiều kĩ với nhau, giải tập chương học sinh gặp nhiều khó khăn Mặt khác phần tập thường có câu hỏi dạng vận dụng cao đề thi tuyển sinh năm đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12 tỉnh Trong năm gần đây, tập di truyền quần thể đưa vào dạng tích hợp số quy luật di truyền liên kết giới tính, liên kết gen, hốn vị gen gây khó khăn nhiều cho học sinh Với đề thi học sinh giỏi tỉnh Ninh Bình số tỉnh khác khơng năm bỏ qua dạng tập di truyền quần thể có tích hợp quy luật di truyền khác Việc đưa phương pháp giải số dạng tập có ý nghĩa thiết thực Từ giúp học sinh có phương pháp tư tốt, biết vận dụng linh hoạt kiến thức giải nhanh dạng tập thường gặp đề thi học sinh giỏi, đề thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia, phát huy tính tích cực học tập , đánh thức lịng đam mê nghiên cứu tìm tịi u thích mơn Đó lí tơi viết đề tài sáng kiến “Phương pháp giải nhanh số dạng tập di truyền quần thể giảng dạy môn Sinh học 12 – THPT” 1.3 Tính mới, tính sáng tạo sáng kiến kinh nghiệm - SKKN đưa số phương pháp hướng dẫn học sinh giải nhanh dạng tập di truyền quần thể cách đơn giản, khoa học, dễ hiểu nhằm làm tăng hứng thú học tập môn Sinh học cho học sinh trường THPT Kim Sơn B - SKKN đưa cách thiết lập số công thức giải nhanh dạng tập di truyền quần thể giúp học sinh dễ hiểu, dễ vận dụng đặc biệt là: + Phương pháp giải nhanh dạng tập viết cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối qua nhiều hệ quần thể có locut gen biến số bất định R trường hợp:  Hai locut gen phân li độc lập  Hai locut gen liên kết hoàn toàn  Hai locut gen liên kết khơng hồn tồn + Phương pháp giải nhanh dạng tập tính tần số alen, tần số kiểu quần thể ngẫu phối trường hợp có chọn lọc loại bỏ + Phương pháp giải nhanh dạng tập tính tần số alen, tần số kiểu quần thể tự phối qua nhiều hệ quần thể có locut gen - SSKKN góp phần xây dựng kho tài liệu giảng dạy lớp, bồi dưỡng học sinh giỏi, ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia, kho tài liệu tự học cho học sinh nhà trường PHẦN II NỘI DUNG 2.1 Thực trạng “Kiến thức di truyền quần thể” kiến thức trừu tượng thời gian phân bố dạy lớp tiết Vì để học sinh hiểu rõ lí thuyết giải tập khó khăn Mặt khác giúp học sinh tìm nhanh kết tập để trả lời trắc nghiệm thời gian ngắn lại khó Do qua giảng dạy nghiên cứu giáo viên phải hệ thống cách giải nhanh có tính khoa học để học sinh dễ dàng vận dụng Trên sở kiến thức tác giả nghiên cứu tìm phương pháp giải tập dạng di truyền quần thể sách tham khảo tơi xin tóm tắt đúc rút lại số phương pháp ngắn gọn thường xuyên vận dụng học sinh kì thi học kì, tốt nghiệp, đại học, cao đẳng thi chọn học sinh giỏi giúp học sinh dễ nắm bắt làm nhanh, xác 2.2 Các giải pháp tiến hành để giải vấn đề 2.2.1 Các phương pháp nghiên cứu để giải vấn đề - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: từ tài liệu, báo cáo khoa học - Phương pháp xử lý số liệu: sử dụng phương pháp thống kê toán học - Phương pháp bố trí thực nghiệm: đảm bảo độ đồng - Tiến hành tìm hiểu cơng bố nước liên quan đến vấn đề nghiên cứu - Tiến hành lập đề cương nghiên cứu kế hoạch nghiên cứu - Phân tích, tổng hợp kết thu rút kết luận khoa học - Viết báo cáo khoa học 2.2.2 TRỌNG TÂM KIẾN THỨC LÍ THUYẾT 2.2.2.1 Khái niệm quần thể * KN: Quần thể tập hợp cá thể lồi, sống khoảng khơng gian xác định, vào thời điểm xác định có khả sinh để trì nịi giống * Đặc trưng di truyền: - Mỗi quần thể có vốn gen đặc trưng, thể tần số alen tần số kiểu gen quần thể - Tần số alen = số lượng alen đó/ tổng số alen gen quần thể thời điểm xác định - Tần số loại kiểu gen = số cá thể có kiểu gen đó/ tổng số cá thể quần thể 2.2.2.2 Phân biệt quần thể tự phối với quần thể ngẫu phối Quần thể tự thụ phấn giao phối gần - Tự thụ phấn giao phối gần Quần thể ngẫu phối - Các cá thể giao phối tự với - Tần số kiểu gen biến đổi qua hệ tự -Duy trì tần số kiểu gen khác phối theo hướng giảm dần tỉ lệ kiểu gen dị quần thể không đổi qua hệ hợp, tăng dần tỉ lệ kiểu gen đồng hợp, điều kiện định tần số alen khơng biến đổi qua hệ - Cấu trúc di truyền tuân theo biểu thức - Làm nghèo vốn gen quần thể, làm giảm đa Hacđi –Vanbec dạng di truyền - Quần thể giao phối đa dạng kiểu gen kiểu hình, thích nghi cao 2.2.2.3 Định luật Hacđi - Vanbec a) Nội dung định luật Hacđi - Vanbec * Trong điều kiện định, tần số tương đối alen thành phần kiểu gen quần thể ngẫu phối trì khơng đổi từ hệ snag hệ khác theo đẳng thức p2AA + 2pqAa + q2aa = Trong : p tần số alen A, q tần số alen a, p + q = b) Điều kiện nghiệm định luật + Quần thể phải có kích thước lớn + Các cá thể quần thể phải giao phối với cách ngẫu nhiên + Khơng có tác động chọn lọc tự nhiên (các cá thể có kiểu gen khác có sức sống khả sinh sản nhau) + Khơng có đột biến (đột biến khơng xảy xảy tần số đột biến thuận phải tần số đột biến nghịch) + Quần thể phải cách li với quần thể khác (khơng có di – nhập gen quần thể) c) Ý nghĩa + Lý luận: Định luật cho phép giải thích tự nhiên có quần thể ổn định tương đối thời gian dài + Thực tiễn: Từ tần số kiểu hình xác định tần số alen tần số kiểu gen ngược lại 2.2.3 CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 1: Tính tần sớ alen, tần sớ kiểu gen, tần sớ kiểu hình quần thể Nếu cấu trúc di truyền quần thể ban đầu là: dAA + hAa + raa = (với d, h, r tỷ lệ KG AA, Aa, aa) thì: – Tần số alen quần thể tính theo cơng thức: Trong đó: p(A) + q(a) = – Nếu cấu trúc quần thể ban đầu cho dạng số lượng cá thể tính tần số kiểu gen áp dụng cơng thức Tần số kiểu gen = số cá thể mang kiểu gen đó: tổng số cá thể Ví dụ 1: Một quần thể có thành phần kiểu gen 0,1AA: 0,4Aa : 0,5 aa Tần số alen A quần thể A 0,5 B 0,3 C 0,7 D 0,6 Hướng dẫn trả lời – Tần số alen quần thể tính theo cơng thức: Tần số q= a = 0,48/2 + 0,36 = 0,6 =>Đáp án B Dạng 2: Xác định cấu trúc di truyền, tỉ lệ kiểu gen kiểu hình quần thể tự phối Tự thụ phấn với loocut gen Cấu trúc di truyền hệ P: dAA + hAa + raa = Sau n hệ tự phối, tỉ lệ loại kiểu gen quần thể Fn tính sau: => Cấu trúc di truyền quần thể thay đổi theo hướng: + Tăng tỉ lệ đồng hợp + Giảm tỉ lệ dị hợp VÍ DỤ 1: Một quần thể thực vật có tỉ lệ kiểu gen hệ xuất phát (P) 0,25AA : 0,40Aa : 0,35aa Tính theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu gen quần thể sau ba hệ tự thụ phấn bắt buộc (F3) là: A 0,15AA: 0,25Aa: 0,6 aa B.0,425 AA: 0,050Aa: 0,525 aa C 0,25AA: 0,45Aa: 0,3aa D 0,64 AA: 0,32Aa: 0,04 aa Hướng dẫn trả lời Tỉ lệ kiểu gen quần thể sau ba hệ tự thụ phấn bắt buộc (F 3) là: =>Đáp án B VÍ DỤ 2: Một quần thể thực vật tự thụ phấn có tỉ lệ kiểu gen hệ P là: 0,45AA: 0,30Aa : 0,25aa Cho biết cá thể có kiểu gen aa khơng có khả sinh sản Theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu gen thu F1 A 0,425AA : 0,25Aa : 0,350aa B 0,7AA : 0,2Aa : 0,1aa C 0,34AA : 0,24Aa : 0,42aa D 0,64AA: 0,32Aa: 0,4aa Hướng dẫn trả lời Quần thể P: 0,45AA : 0,30Aa : 0,25aa Các kiểu gen aa không sinh sản => Số cá thể tham gia sinh sản: 0,45AA : 0,3Aa = 0,75 → 0,6AA : 0,4Aa = Quần thể tự thụ phấn => hệ sau có tần số kiểu gen là: Aa = 0,4 x 1/2 = 0,2 AA = 0,6 + (0,4 – 0,2)/2 = 0,7 aa = (0,4 – 0,2)/2 = 0,1 => Cấu trúc di truyền quần thể hệ sau: 0,7AA : 0,2Aa : 0,1aa =>Đáp án B VÍ DỤ (CÂU 38 TRONG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NINH BÌNH NĂM 2016- 2017) Ở lồi thực vật, xét gen có alen, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng Thế hệ xuất phát (P) quần thể thuộc loài có tỉ lệ kiểu hình hoa đỏ: hoa trắng Sau hệ tự thụ phấn, F có kiểu gen dị hợp chiếm tỉ lệ 7,5% Theo lí thuyết, cấu trúc di truyền quần thể hệ P A 0,3AA + 0,6Aa + 0,1aa = B 0,6AA + 0,3Aa + 0,1aa = C 0,7AA + 0,2Aa + 0,1aa = D 0,1AA + 0,6Aa + 0,3aa = Hướng dẫn trả lời Vì trắng = aa = 0,1 => A- = 0,9 Thế hệ P có (0,9 - x) AA + x Aa + 0,1 aa = (x % Aa) Sau hệ tự thụ phấn Aa = ( ) x = 0.075 => x = 0.6 => Quần thể P: 0,3AA + 0,6Aa + 0,1aa = => B VÍ DỤ ( CÂU 48 TRONG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NINH BÌNH NĂM 2020 - 2021 ) Một quần thể thực vật, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng Thế hệ xuất phát quần thể có 90% số hoa đỏ Qua tự thụ phấn, hệ F2 có 32,5% số hoa trắng Theo lí thuyết, có nhận định sau đúng? (1) Thế hệ xuất phát có 60% số hoa đỏ dị hợp (2) Trong tổng số hoa đỏ F2 có 45% hoa đỏ chủng (3) Ở F2, tỉ lệ dị hợp lớn tỉ lệ đồng hợp (4) Tần số alen A F2 lớn tần số alen A hệ xuất phát A B C D Hướng dẫn trả lời Vì trắng = aa = 1- A- = 1- 0,9 = 0.1 Thế hệ P có (0,9-x) AA + x Aa + 0,1 aa = (x % Aa) Sau hệ tự thụ phấn aa = 0,325 => aa = 0,1+ (1- ) x/2 = 0,325 => x = = 60 % => (1) => Ở hệ xuất phát: AA = 0,9 – 0,6 = 0,3 => Quần thể P: 0,3AA + 0,6Aa + 0,1aa = Sau hệ tự thụ phấn aa = 0,325 => A- = 0,675 AA = 0,3 + 0,225 = 0,525 chiếm tỉ lệ 0,525: 0,675 = 7/9 = 77,7% => (2) sai Ở F2 Aa = 0,675- 0,525 = 0,15 => (3) sai 4) Tần số alen A F2 lớn tần số alen A hệ xuất phát => (4) sai => đáp án A VÍ DỤ (CÂU 119 TRONG ĐỀ THI THPT QUỐC GIA 2017 – MĐ 202) Một quần thể thực vật lưỡng bội, xét gen có alen nằm nhiễm sắc thể thường, alen trội trội hoàn toàn Thế hệ xuất phát (P) quần thể có số cá thể mang kiểu hình trội chiếm 80% Sau hệ tự thụ phấn, thu F1có số cá thể mang kiểu hình lặn chiếm 35% Biết quần thể không chịu tác động nhân tố tiến hố khác Theo lí thuyết, có phát biểu sau đúng? I Ở P có tần số alen trội tần số alen lặn II Thế hệ P quần thể trạng thái cân di truyền III Trong tổng số cá thể mang kiểu hình trội P, số cá thể có kiểu gen dị hợp tử chiếm 75% IV Cho tất cá thể mang kiểu hình trội P tự thụ phấn, thu đời có 18,75% số cá thể mang kiểu hình lặn A B C D Hướng dẫn trả lời Vì A- = 0,8 => aa = 1- 0,8 = 0,2 Thế hệ P có (0,8 - x) AA + x Aa + 0,2aa = (x % Aa) 1 Sau hệ tự thụ phấn aa = 0,  x( ) = 35% => 0,2 + 0,25x = 0,35 => 0,25x = 0,15 => x = 0,6 => AA = 0,8 - 0,6 = 0,2 =>Quần thể P: 0,2 AA + 0,6 Aa + 0,2 aa = A = a = 0,2 + 0,6/2 = 0,5 Xem xét phát biểu: I Ở P có tần số alen trội tần số alen lặn.=> 10