Nâng cao kĩ năng giải bài tập phần di truyền phả hệ trong bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học 9

NÂNG CAO KĨ NĂNG GIẢI BÀI TẬP PHẦN DI TRUYỀN PHẢ HỆ TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI SINH HỌC 9 biện pháp báo cáo, học sinh giỏi, Sinh 9, Học sinh giỏi tỉnh, di truyền, phả hệ, các dạng bài, lý thuyết cần nhớ

, tháng 10 năm 2021

MỤC LỤC

4 1 Thực trạng của công tác dạy bồi dưỡng học sinh giỏi môn sinh

5 2 Những biện pháp nâng cao kĩ năng giải bài tập phần di

9 PHẦN III: MINH CHỨNG VỀ HIỆU QUẢ CỦA BIỆN PHÁP 24

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

tương đối trừu tượng và khái quát Do đó các em thường gặp khó khăn khi tiếp cận vớicác khái niệm và các dạng bài tập Nhiều học sinh tỏ ra lúng túng khi giải bài tập vìthực tế sách giáo khoa không cung cấp đầy đủ công thức, các dạng bài tập cũng nhưphương pháp giải các dạng bài tập đó Trong khi đó những em học sinh thi học sinhgiỏi cấp tỉnh và thi tuyển sinh vào các trường THPT chuyên lại đòi hỏi các em phải cócách nhìn sâu sắc hơn, nhạy bén hơn để nắm bắt tốt hơn những nội dung kiến thức từđó có thể giải những bài tập khó Trước thực trạng đó, nắm bắt được những khó khăncủa học sinh, tôi đã tiến hành đi sâu tìm tòi, nghiên cứu, thực nghiệm và đúc rút kinhnghiệm những vấn đề cần thiết liên quan đến việc rèn kỹ năng giải bài tập sinh học chohọc sinh, đặc biệt là học sinh giỏi.

Qua thực tế giảng dạy và thống kê các nội dung kiến thức môn sinh học lớp 9,tôi nhận thấy chương “Di truyền học người ” về cơ bản nội dung kiến thức không quákhó nhưng lượng bài tập về “Di truyền học người” lại tương đối đa dạng và khó vớihọc sinh nhất là các dạng bài tập di truyền có vận dụng toán xác xuất Các em thườngchưa nắm vững phương pháp giải bài tập dạng này Để giúp các em hiểu sâu sắc và kĩcàng hơn những nội dung về di truyền học người giúp các em tự tin hơn khi vận dụnglý thuyết vào giải bài tập đồng thời giúp giáo viên có thêm kiến thức, hiểu rõ hơn cácdạng bài tập cơ bản về di truyền học người Vì vậy tôi mạnh dạn đưa ra biện pháp

“Nâng cao kĩ năng giải bài tập phần di truyền phả hệ trong công tác bồi dưỡng họcsinh giỏi Sinh học 9”, mà tôi đã áp dụng thành công trong những năm học vừa qua tại

Trường THCS Hàn Thuyên.

PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

1 Thực trạng của công tác dạy bồi dưỡng học sinh giỏi môn sinh học tại trườngTHCS

a Ưu điểm

- Là 1 trong 8 trường THCS trọng điểm nên luôn được sự quan tâm của các cấplãnh đạo, luôn được sự chỉ đạo kịp thời của phòng Giáo dục và Đào tạo, BGH nhàtrường; có kế hoạch cụ thể, lâu dài trong công việc bồi dưỡng HSG

- Trường có cơ sở vật chất khá khang trang, trang thiết bị phục vụ tương đối đầyđủ giúp cho việc dạy và học đạt kết quả tốt

- Được học hỏi đồng nghiệp có trình độ chuyên môn vững vàng, có nhiều kinhnghiệm trong công tác bồi dưỡng HSG và nhiều năm liền đạt thứ hạng cao trong tỉnh.

- Đa số học sinh có chăm ngoan, có tinh thần tự học tốt.

+ Việc phân phân dạng bài cũng như rèn kỹ năng giải quyết từng dạng bài toáncho học sinh còn chưa tốt, dẫn đến học sinh khó nhớ, khó khắc sâu kiến thức.

- Nguyên nhân của những khó khăn đó:+ Do chưa có nhiều học sinh có năng lực tốt

+ Thời gian học bồi dưỡng ít nên chưa rèn được nhiều kỹ năng cho HS, thời giancho HS luyện giải đề thi còn quá ít

+ Số tiết trên tuần tương đối lớn so với một số môn khác Tuy nhiên, số tiết bàitập được đưa vào giảng dạy chính thức lại quá ít so với khối lượng kiến thức đó Điềunày khiến các em khó vận dụng để làm các dạng bài tập một cách nhuần nhuyễn.

2 Những biện pháp nâng cao kĩ năng giải bài tập phần Di truyền phả hệ.

Trên cơ sở những thuận lợi và những khó khăn được xác định như trên Sau hainăm tìm tòi, nghiên cứu, thực nghiệm tôi đã rút ra được kinh nghiệm và đưa ra một sốgiải pháp như sau :

Biện pháp 1: Cung cấp kiến thức lý thuyết chung về di truyền phả hệ

Trong phần này tôi không đi sâu vào các khái niệm, ý nghĩa, mục đích của phả hệvì các kiến thức này đã được cung cấp đầy đủ ở các buổi học đại trà trên lớp Ở đây,tôi chỉ nhấn mạnh và giảng giải kĩ càng vào các kiến thức mà dùng để làm bài tập như:bộ NST của người, xác định trội lặn; gen trên NST thường hay giới tính; tỉ lệ giớitính Như vậy, học sinh tránh phân tâm cũng như tập trung hơn vào các lý thuyếtquan trọng

Biện pháp 2 : Phân dạng các bài tập và phương pháp giải

Với biện pháp này tôi chia làm ba dạng

* Dạng 1: Bài tập liên quan đến phả hệ và xác định kiểu gen ở các đời Trong dạng này tôi chia làm các dạng nhỏ hơn, cụ thể hơn:

- Tính trạng do gen lặn nằm trên NST thường quy định.- Tính trạng do gen trội nằm trên NST thường quy định.

- Tính trạng do gen lặn nằm trên NST X quy định (không alen tương ứng trên NST Y)- Tính trạng do gen trội nằm trên NST X quy định (không alen tương ứng trên NST Y)- Tính trạng do gen nằm trên NST Y quy định (không alen tương ứng trên NST X)* Dạng 2: Bài tập ứng dụng toán xác suất

* Dạng 3: Bài tập liên quan đến di truyền nhóm máu

Biện pháp 3: Kiểm tra, đánh giá sau chuyên đề.

Sau chuyên đề cần có bài kiểm tra đánh giá theo các mức độ để nắm ngay đượctình hình học sinh bị hổng phần nào, những bài đa số học sinh làm được gọi học sinhtrực tiếp lên bảng làm (mỗi lần ghi bảng các em nhớ hơn là ghi ở vở), bài nào chưa tốtgiáo viên sửa và khắc sâu ngay.

Ngoài ra còn kiểm tra trên giấy, mỗi bài 60 đến 90 phút giáo viên thu chấmchữa, vừa phát hiện sai sót, vừa rèn kỹ năng trình bày cho các em.

3 Thực nghiệm sư phạma Mô tả thực nghiệm

Với các biện pháp trình bày như trên, tôi đã áp dụng các biện pháp giảng dạy trênlớp cụ thể như sau:

Biện pháp 1: Cung cấp kiến thức lý thuyết chung về di truyền phả hệ

Để làm tốt những bài tập về phả hệ thì các em học sinh cần nắm vững những kiếnthức cơ bản sau:

- Trong bộ NST lưỡng bội ở người, có các cặp NST thường và 1 cặp NST giớitính Do đó, sự di truyền các tính trạng đối với gen nằm trên NST thường sẽ khác vớicác tính trạng có gen nằm trên NST giới tính:

+ Nếu trên NST thường khi có tỷ lệ mắc bệnh đồng đều ở cả 2 giới hoặc mẹ mắcbệnh, con trai lại không bị bệnh.

+ Nếu trên NST giới tính khi mang các đặc điểm của gen trên NST giới tính như:gen bị bệnh chỉ biểu hiện ở con trai, có sự di truyền chéo…

- Tỉ lệ giới tính là 1 nam:1 nữ Do đó, khi xác định sinh con trai, con gái cần nhânthêm tỉ lệ giới tính (với gen nằm trên NST giới tính thì không cần nhân tỉ lệ con trai,con gái).

Biện pháp 2: Phân dạng các bài tập và phương pháp giải.

Có rất nhiều cách chia các dạng và phương pháp giải bài tập của phần này, tuynhiên để có sự hệ thống và nâng dần về mức độ từ dễ đến khó, tôi chia chuyên đề nàythành các dạng như sau:

* Dạng 1: Bài tập liên quan đến phả hệ và xác định kiểu gen ở các đời* Dạng 2: Bài tập ứng dụng toán xác suất

* Dạng 3: Bài tập liên quan đến di truyền nhóm máu

* Phương pháp chung:

Bước 1: Xác định tính trạng trội, tính trạng lặn; quy ước gen

Cách xác định dựa vào sơ đồ phả hệ để biện luận tìm tính trạng trội lặn theo quy luậtphân li của Mendel các đời F1 hoặc F2.

VD1: Bố mẹ đều bình thường  sinh con bị bạch tạng  bạch tạng là tínhtrạng lặn, bình thường là tính trạng trội Từ đó ta có thể quy ước gen: A: bình thường,a: bạch tạng

VD2: Bố mẹ đều bị bệnh  sinh con bình thường  bị bệnh là tính trạng trội,bình thường là tính trạng lặn Từ đó ta có thể quy ước gen: A: bị bệnh, a: bình thường.

Bước 2: Xác định gen gây bệnh nằm trên NST thường hay giới tính:

- Nếu trên NST thường khi có tỷ lệ mắc bệnh đồng đều ở cả 2 giới hoặc mẹ mắcbệnh, con trai lại không bị bệnh.

- Nếu trên NST giới tính khi mang các đặc điểm của gen trên NST giới tính như:gen bị bệnh chỉ biểu hiện ở con trai, có sự di truyền chéo…

Bước 3: Xác định kiểu gen của những người trong phả hệ

- Xác định kiểu gen của những người mang kiểu hình lặn (vì mang kiểu gen đồnghợp tử lặn)

- Từ kiểu gen của những người mang kiểu hình lặn suy ra kiểu gen của nhữngngười còn lại trong phả hệ

Bước 4: Tính xác suất xuất hiện kiểu gen hoặc kiểu hình nào đó ở đời con

Đây là phần khó nhất, học sinh dễ sai nhất Trong phả hệ luôn có những cá thểbiết chắc chắn kiểu gen, và những cá thể chưa biết rõ kiểu gen mà mới chỉ biết kiểuhình nên chúng ta cần xác định rõ đó là những cá thể nào, tỉ lệ về kiểu gen là baonhiêu Công thức chung mà các em có thể áp dụng cho xác suất cần tìm trong phả hệnhư sau:

Xác suất kiểu gen (kiểu hình) cá thể cần tìm = [tỉ lệ kiểu gen bố] x [tỉ lệ kiểu genmẹ] x [tỉ lệ kiểu gen (kiểu hình) cần tìm trong phép lai] x [xác suất sinh trai (gái)] x[số trường hợp xảy ra]

1 CÁC DẠNG BÀI TẬP CỤ THỂ.

1.1: Dạng 1: Bài tập liên quan đến phả hệ và xác định kiểu gen ở các đời

1.1.1 Tính trạng do gen lặn nằm trên NST thường quy định:

Xác định quy luật di truyền chi phối tính trạng do gen lặn nằm trên nhiễm sắc thểthường quy định dựa trên một số đặc điểm:

- Tính trạng biểu hiện ngắt quãng qua các thế hệ- Bệnh biểu hiện ít và xuất hiện cả hai giới.

- Vận dụng các quy luật di truyền MenĐen để xác định sự biểu hiện tính trạng ởthế hệ sau.

VD: Quan sát sơ đồ phả hệ mô tả sự di truyền của một bệnh qua ba thế hệ Hãy

xác định đặc điểm di truyền của bệnh trên.

Bước 2: Xác định gen nằm trên NST thường hay NST giới tính.

Giả sử gen quy định bệnh nằm trên NST giới tính X  II.2 bị bệnh có kiểu genlà XaXa bố I.1 có kiểu gen XaY bố I.1 bị bệnh( Trái với đề bài là bố bình thườngphải có KG XAY)  loại Gen quy định tính trạng bị bệnh là gen lặn nằm trên NSTthường.

1.1.2 Tính trạng do gen trội nằm trên NST thường quy định.

- Xác định quy luật di truyền tính trạng do gen trội nằm trên nhiễm sắc thểthường quy định dựa vào các đặc điểm:

+ Tính trạng biểu hiện nhiều, xuất hiện cả hai giới+ Không có hiện tượng di truyền cách hệ

- Xác định kiểu gen của thế hệ sau theo các quy luật di truyền.

VD: Cho sơ đổ phả hệ sau:

Sơ đồ phả hệ trên mô tả sự di truyền một bệnh ở người do một trong hai alen củamột gen quy định Biết rằng không xảy ra đột biến ở tất cá các cá thể trong phả hệ.Trong những người thuộc phả hệ trên, những người chưa thể xác định được chính xáckiểu gen do chưa có đủ thông tin là cá thể số mấy?

Bước 1: Xác định tính trạng trội, tính trạng lặn

- Cặp bố III12 và mẹ III13 bị bệnh sinh con có con bình thường  Gen quy địnhbệnh là gen trội.

Bước 2: Xác định gen nằn trên NST thường hay NST giới tính.

- Tính trạng biểu hiện đồng đều ở hai giới tính  Gen qui định bệnh trên nằmtrên NST thường

- Qui ước: A: gây bệnh; Gen a: bình thường

Bước 3: Xác định kiểu gen của những người trong phả hệ

Người bị bệnh có kiểu gen A-  Người bình thường có kiểu gen aa

- Lập luận logic ta có thể điền thông tin về KG của các cá thể có mặt trong sơ đồphả hệ trên

- Căn cứ vào sơ đồ KG của sơ đồ phả hệ vừa tìm được ta có thể kết luận phươngán cần chọn theo yêu cầu của đề bài: Trong những người thuộc phả hệ trên, những3

người chưa thể xác định được chính xác kiểu gen do chưa có đủ thông tin là: Cá thể số17 và 20 vì xảy ra hai trường hợp có thể có kiểu gen là AA hoặc Aa

1.1.3 Tính trạng do gen lặn nằm trên NST X quy định (không có alen tương ứng trên NST Y ):

Xác định quy luật di truyền tính trạng do gen lặn nằm trên nhiễm sắc thể X quyđịnh dựa vào các đặc điểm:

- Tính trạng biểu hiện ít và chủ yếu xuất hiện ở nam giới

- Dựa vào quy luật di truyền giới tính khi gen lặn nằm trên X xác định kiểu gencủa thế hệ sau (di truyền chéo)

Từ phả hệ sau, xác định quy luật di truyền của tính trạng

VD: Từ phả hệ sau, xác định quy luật di truyền của tính trạng

Tính trạng bị bệnh do gen lặn nằm trên NST X quy định.

1.1.4 Tính trạng do gen trội nằm trên NST X quy định ( Không có alen tương ứng trên NST Y )

Xác định quy luật di truyền tính trạng do gen trội nằm trên nhiễm sắc thể X quyđịnh dựa vào các đặc điểm:

- Tính trạng xuất hiện nhiều và gặp ở tất cả con gái nếu người cha mắc bệnh.- Có hiện tượng di truyền chéo: bố truyền cho con gái và truyền sang cháu trai-Xác định kiểu gen của các thế hệ sau dựa vào quy luật di truyền

VD : Một người đàn ông da có vẩy sừng lấy một người phụ nữ bình thường, sinh được

bốn con gái đều bị bệnh da có vẩy sừng và ba cậu con trai bình thường Một trong cáccon gái của họ lấy chồng có da bình thường và sinh được năm cháu ngoại trong đó haicháu gái da có vẩy, một cháu gái da bình thường, một cháu trai da có vẩy, một cháutrai bình thường Bệnh vẩy sừng là do.

A Gen trội liên kết Y quy định C Gen trội nằm trên NST thường quy định B Gen lặn liên kết X quy định D Gen trội liên kết X quy định

Giải :

Theo bài ta lập được sơ đồ phả hệ sau:

Theo bài bố I.1 bị bệnh vẩy sừng, mẹ I.2 bình thường, cả 4 con gái( II.4, II.5, II.6,II.7) đều bị bệnh vẩy sừng trong khi tất cả các con trai(II.1, II.2, II.3) đều bìnhthường Nếu tính trạng bị bệnh do gen lặn quy định thì một trong số các con trai củahọ sẽ bị bệnh

(trái giả thiết)  gen gây bệnh là gen trội.

Mặt khác bố I.1 bị bệnh truyền gen bị bệnh cho tất cả con gái ở thế hệ II, con traiIII.4 nhận gen bị bệnh từ mẹ II.7  có hiện tượng di truyền chéo  gen gây bệnhnằm trên NSTgiới tính X  đáp án D.

1.1.5 Tính trạng do gen nằm trên Y quy định ( không có alen tương ứng trên X)

- Xác định quy luật di truyền tính trạng do gen trên Y không có alen tương ứngtrên X quy định dựa vào đặc điểm: Tính trạng biểu hiện ở tất cả các con trai, có hiệntương di truyền thẳng

- Xác định kiểu gen của các thế hệ dựa vào các quy luật di truyền

VD: Xác định quy luật di truyền của một loại bệnh dựa vào phả hệ sau:

Qui ước

Giải:

Theo sơ đồ phả hệ ta có tính trạng bệnh chỉ xuất hiện ở con trai không xuất hiện ởcon gái có hiện tượng di truyền thẳng  gen quy định tính trạng bị bệnh nằm trênNST giới tính Y không có alen tương ứng trên NST giới tính X.

1.2: Dạng 2: Bài tập ứng dụng toán xác suất.

Phương pháp: gồm các bước chính

- Xác định quy luật di truyền tính trạng dựa vào những cách đã nêu ở phần trên.- Xác định kiểu gen và tỉ lệ mang gen tính trạng đó ở bố mẹ của thế hệ cần tính

- Áp dụng tính tỉ lệ phân li kiểu gen, kiểu hình ở đời con dựa vào quy luật ditruyền của Mendel và quy luật di truyền giới tính.

- Tính xác suất biểu hiện tính trạng ở thế hệ cần tìm

VD 1: Một bệnh ở người do một gen nằm trên NST thường quy định Cho sơ đồ phả hệ

Biết rằng không xảy ra đột biến và bố của người đàn ông ở thế hệ thứ III khôngmang gen gây bệnh.

1 Xác định kiểu gen của những người trong phả hệ trên?

2 Theo lí thuyết, xác suất để cặp vợ chồng III.10 – III.11 sinh con đầu lòng bịbệnh trên là bao nhiêu?

- Những người bị bệnh (3) ; (12) có kiểu gen: aa

- Người số (6) không mang gen bệnh nên có kiểu gen: AA- Người số (1), (2), (7), (8) có kiểu gen: Aa

- Người (4), (5), (9), (10) (11) có thể có kiểu gen AA hoặc Aa vì chưa đủ cơ sởđể xác định chính xác kiểu gen của họ.

Người (11) bình thường nên kiểu gen của họ có thể là 1/3AA hoặc 2/3 AaP: (10) 2/3AA : 1/3 Aa x (11) 1/3AA : 2/3 Aa

G: 5/6 A : 1/6 a 2/3 A : 1/3 aKhả năng sinh con bị bệnh (aa) = 5/6 x 1/6 = 1/18

VD 2:Sự di truyền bệnh Q ở người do một gen có 2 alen quy định và được mô tảbằng sơ đồ phả hệ dưới đây

a) Xác định kiểu gen của những người trong sơ đồ phả hệ trên?

b) Người II5 lấy vợ có kiểu gen giống kiểu gen người III9 Xác suất cặp vợ chồngnày sinh con trai đầu lòng không bị bệnh Q bằng bao nhiêu?

- Bố, mẹ bình thường, con bị bệnh  gen gây bệnh là gen lặn

- Bố bình thường sinh con gái bị bệnh  gen bệnh nằm trên NST thường.- Quy ước: Alen A: bình thường; alen a: bị bệnh Q

 Những người bị bệnh trong phả hệ trên ( người số 4, 6, 7, 10) có kiểu gen aa.- Bố 1 mẹ 2 bình thường sinh con bị bệnh người 1, 2 có kiểu gen Aa.

- Bố 8 bình thường sinh con 10 bị bệnh  người bố 8 có kiểu gen Aa - Mẹ 7 bị bệnh aa sinh con 9 bình thường  con 9 có kiểu gen Aa- Người số 3, 5 bình thường có 2 kiểu gen AA hoặc Aa đều thỏa mãn.

=> Xác suất sinh con trai = xác suất sinh con gái =1/2.

 Xác suất cặp vợ chồng trên sinh con trai đầu lòng không bị bệnh Q = 1/2x5/6=5/12

Quy ước:

: Nữ không bị bệnh: Nữ bị bệnh

: Nam không bị bệnh: Nam bị bệnh