một số kinh nghiệm trong hướng dẫn học sinh giải các bài tập di truyền bài giảng điện tử

Theo đó, trong quá trình dạy học người giáo viên không chỉ truyền thụ kiến thức một cách thụ động cho học sinh mà người giáo viên là người nêu các vấn đề và hướng dẫn học sinh giải quyết

I DAT VAN DE Theo quan điểm dạy học hiện nay, phương pháp dạy học tích cực là phương

pháp dạy học lấy người học làm trung tâm Theo đó, trong quá trình dạy học

người giáo viên không chỉ truyền thụ kiến thức một cách thụ động cho học sinh

mà người giáo viên là người nêu các vấn đề và hướng dẫn học sinh giải quyết các vẫn đề còn học sinh cần chủ động, tích cực, sáng tạo lĩnh hội kiến thức

Quan điểm dạy học tích cực không chỉ áp dụng đối với dạy kiến thức mới mà

còn được sử dụng trong ca trong qua trình ôn thi hoc sinh giỏi

Hiện nay trong công tác ôn thị học sinh giỏi, các giáo viên thường chỉ chú trọng đến truyền thụ kiến thức cho học sinh mà không phát huy tính tích cực, khả năng suy luận, vận dụng kiến thức Là một giáo viên đã nhiều năm ôn thi

học sinh giỏi tôi nhận thay việc học sinh vận dụng các kiến thức ly thuyét vao giải các bài tập liên quan là rất khó khăn

Việc học sinh không thể vận dụng những kiến thức lý thuyết vào giải các bài

tập liên quan sẽ ảnh hưởng rất lớn đến khả năng học tập sau này của học sinh và

ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả học tập của học sinh Chính vì vậy việc rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng các kiến thức lý thuyết vào giải các bài

tập liên quan là rất cần thiết, đặc biệt là trong di truyền của MenĐen Sau nhiều năm giảng dạy phần di truyền tôi thấy sau khi học sinh học các quy luật di

truyền cua MenDen nhưng cơ bản học sinh không thể vận dụng các quy luật di truyền vào dé làm các bài tập di truyền Bên cạnh đó, một số học sinh còn chưa

phân biệt đúng bản chất của các phép lai Chính vì vậy khi giải bài tập học sinh

hay nhằm lẫn và không xác định được bài tập tuân theo quy luật di truyền nào

nên không giải được bài tập

Ngoài ra, các dạng bài tập di truyền của MenĐen không những chỉ học ở lớp

9 mà còn tiếp tục được nghiên cứu, tìm hêu trong chương trình sinh học bậc

THPT Việc giúp học sinh năm bắt được những kĩ năng cơ bản trong giải bài tập

di truyén sé tao tién dé vững chắc cho học sinh tiếp tục học trong chương trình sinh hoc THPT

Với những lí do trên, nên tôi đã đi sâu nghiên cứu về các dạng bài tập và cách

giải các bài tập di truyền của MenĐen nhằm nâng cao chất lượng đội tuyên học

sinh giỏi môn sinh Từ đó tôi đã đúc rút được một số kinh nghiệm trong hướng dẫn học sinh giải các bài tập di truyền

I: GLÁI QUYẾT VẤN ĐẼ

1 Cơ sở lý luận:

Những kiến thức cơ sở của Di truyền học đề cập tới cơ sở vật chất, cơ chế và

tính quy luật của hiện tượng di truyền và biến dị của các sinh vật Trong thực tế,

các sinh vật luôn luôn truyền đạt lại các tính trạng cho các thế hệ con cháu Tuy nhiên di truyền học hiện đại tìm hiểu về quá trình di truyền, chỉ được ra đời vào

giữa thế kỉ XIX với những công trình nghiên cứu của Gregol- Men-đen Các

quy luật đi truyền của Men-đen được công bố chính thức vào năm 1866 nhưng

mãi đến năm 1900, các quy luật di truyén cua MenDen mdi được công nhận

Mặc dù lĩnh vực di truyền được hình thành muộn hơn so với các lĩnh vực khoa học khác nhưng đóng một vai trò rất lớn đối với y học, đặc biệt có tầm quan trọng đặc biệt trong Công nghệ sinh học hiện đại Mặc dù, di truyền học có vai

trò rất to lớn nhưng những kiến thức di truyền luôn làm cho học sinh cảm thấy

rất khó, trong quá trình học học sinh chỉ nắm một cách mơ hồ, đặc biệt là những bài tập về di truyền

Qua thực tế giảng dạy nhiều năm, tôi nhận thấy những kiến thức về di truyền

và biến dị luôn luôn rất trừu tượng, dẫn đến học sinh khó nắm bắt, đặc biệt là

các dạng bài tập di truyền Mỗi dạng bài tập đều có những đặc trưng và cách giải riêng Bên cạch đó trong chương trình sinh học 9 lại không cung cấp cho học sinh những công thức để giải các dạng bài tập liên quan

Bên cạnh đó, đa số các em học sinh chỉ thích học các môn toán, lý, hóa, rất ít

học sinh có hứng thú với môn sinh học Chính vi vậy học sinh học các kiến thức

cơ bản về di truyền còn rất hạn chế, từ đó gây khó khăn trong việc vận dụng để giải các bài tập di truyền

2 Thực trạng của vấn đề :

2.1 Thuận lợi:

Ban giám hiệu nhà trường luôn luôn có sự quan tâp đặc biệt đến công tác bôi

dưỡng học sinh giỏi nói riêng và công tác chuyên môn nói chung Ban giám hiệu

thường xuyên kiểm tra, dự giờ giáo viên để giúp giáo viên nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ

Nhà trường có đội ngũ giáo viên trẻ, nhiệt tình, tâm huyết với nghề giúp tôi học hỏi được nhiều kinh nghiệm trong công tác ôn thi học sinh giỏi

2.2 Khó khăn:

Xã Tam Lư là xã biên giới, điều kiện kinh tế, giao thông còn gặp nhiều khó

khăn Nhiều phụ huynh chưa có sự quan tâm đến việc học tập của học sinh

Kiến thức di truyền là nội dung kiến thực mới và rất trừu tượng dẫn đến học sinh khó tiếp thu trong quá trình học Bên cạnh đó, nội dung kiến thức SGK chỉ

cung cấp kiến thức lý thuyết về các quy luật di truyền, không cung cấp phương pháp cũng như cách áp dụng các quy luật di truyền vào giải các bài tập liên quan

3: Giải pháp thực hiện:

Để thực hiện có hiệu quả công tác rèn luyện kĩ năng làm bài tập đi truyền cho

học sinh, Giáo viên cần hướng dẫn hoc sinh nắm vững kiến thức lý thuyết về 2 phép lai của MenĐen để từ đó làm cơ sở để làm các bài tập liên quan Cụ thê

như sau:

3.1 Lai mot cap tinh trang:

Trong phép lai một cặp tính trạng, yêu cầu học sinh phải nắm vững những kiến thức sau:

3.1.1 Thí nghiệm:

Lai hai giống đậu Hà Lan khác nhau về một cặp tính trạng thuần chủng tương phản:

Pt/c: Hoa do x hoa trang

Fi: Hoa đỏ

Fa: 3hoa đỏ : 1 hoa trang

3.1.2 MenĐen giải thích kết quả thí nghiệm:

* Sơ đồ lai:

Gọi A là gen quy định tính trạng màu hoa đỏ -> cây hoa đỏ thuần chủng có kiểu gen: AA

Gen a quy định tính trạng màu hoa trắng -> cây hoa trăng có kiểu gen: aa

Sơ đồ lai:

P¿„:Hoađỏ x Hoa trang

100% hoa do

F¡xEi: Aa Xx Aa

F,:; LAA 2Aa laa

Kiểu hình: 3 hoa đỏ : 1 hoa trang

* Giải thích:

- Mỗi tính trạng do cặp nhân tố di truyền quy định

- Trong quá trình phát sinh giao tử có sự phân lí của cặp nhân tố di truyền

- Các nhân tố di truyền được tÔ hợp lại trong thụ tỉnh

3.1.3 Nội dung quy luật phân Ï¡:

Trong quá trình phát sinh giao tử, mỗi nhân tố di truyền trong cap nhân tố di

truyền phân li về một giao tử và giữ nguyên bản chất như ở cơ thể thuần chủng

cua P

3.1.4 Phép lai phán tích:

Phép lai phân tích là phép lai giữa cá thể mang tính trạng trội cần xác định

kiểu gen với cá thể mang tính trạng lặn

+ Nếu kết quả phép lai đồng tính thì cá thể mang tính trạng trội có kiểu

gen đồng hợp

+ Nếu kết quả phép lai phân tính theo tỉ lệ 1:1 thì cá thể mang tính trạng

trội có KG dị hợp

Sơ đồ lai minh họa:

P:Hoađỏ x hoa trắng P:Hoađỏ x Hoa trắng

KH 100% hoa đỏ KH 1 hoa do : 1 hoa trang

3.1.5 Hướng dân HS nhận dạng và cách giải các bài tap:

Trong phân bài tập di truyên liên quan đên phép lai một cặp tính trạng của MenDen ta thường gặp hai dạng bài tập: Bài toán thuận và bài toán nghịch

3.1.5.1: Bài toán thuận: Đây là dạng bài toán đã biết tính trội, tinh lặn, kiểu hình của bố mẹ Từ đó xác đinh kiểu gen, kiểu hình của con và lập sơ đồ lai

* Cách giải: Gồm 3 bước:

- Bước 1: Dựa vào đề bài quy ước gen

- Bước 2: Từ kiểu hình của bố mẹ > biện luận để xác định kiểu gen của bố,

mẹ

- Bước 3: Lập sơ đồ lai và xác định kết quả về kiểu gen, kiểu hình ở con lai

* Vận dụng vào bài tập cụ thể:

Ở chuột tính trạng lông đen là trội hoàn toàn so với lông trắng Khi cho

chuột đực lông đen giao phối với chuột cái lông trắng thì kết quả sẽ nh thế nào?

Giải Bước 1: Quy ước gen:

+ Gen A quy định lông đen

+ Gen a quy định lông trắng

Bước 2:

Chuột đực lông đen có kiểu gen AA hoặc Aa

Chuột cái lông trắng có kiểu gen aa

Bước 3:

Do chuột đực lông đen có 2 kiêu gen nên có 2 trường hợp xảy ra

* Truong hop 1:

P: AA(l6ngden) x aa (léng trắng)

Kiéu gen 100% Aa

Kiéu hinh 100% léng den

* Truong hop 2:

P: Aa(léngden) x aa (léng trang)

Kiéu gen 50% Aa: 50% aa Kiểu hình 50% lông đen: 50% lông trắng

3.1.5.2: Bai toan nghich: Đây là dạng bài toán dựa vào kết quả lai để xác định kiểu gen, kiêu hình của bố, mẹ và lập sơ đồ lai

a Truong hop 1: Đề bài đã xác định đầy đủ kết quả tỉ lệ kiểu hình ở con lai

* Cách giải: Gồm 3 bước:

- Bước 1: Dựa vào đề bài > Xác định tỉ lệ kiểu hình ở con lai > Xác định

kiểu gen của P

Chú ý: Các tỉ lệ cần nhớ:

+3:1 > Kết quả của quy luật phân li

+ 100% hoặc 1:1 > Kết quả của phớp lai phân tích

+ 1:2: 1 > Kết quả của quy luật phân li có hiện tượng trội không

hoàn toàn

- Bước 2: Quy ước gen

- Bước 3: Lập sơ đồ lai và xác định kết quả về kiểu gen, kiểu hình ở P

* Vận dụng vào bài tập cụ thể: Trong quá trình lấy các ví dụ cụ thê để hướng

dẫn học sinh làm cần lấy đầy đủ tất cả các tỉ lệ để củng cô khả năng vận dụng kết quả phép lai một cặp tính trạng Sau đây tôi xin đưa ra một số bài tập cụ thê

minh họa

Vĩ dụ 1: Từ một phép lai giữa hai cây, người ta thu được 92 cây cho quả ngọt

và 31 cây cho quả chua Hãy biện luận để xác định kiểu gen, kiểu hình của bố

mẹ và lập sơ đồ lai

Giải

- Bước 1: Xét tỉ lệ kiểu hình ở cơ thê F;:

Quả ngọt : quả chua = 92 : 31 =3:1

Tỉ lệ 3:1 tuân theo quy luật phân li của MenĐen ® Tính trạng quả ngọt trội

hoàn toàn so với tính trạng quả chua

- Bước 2: Quy ước gen:

+ Gen A: Quả ngọt

+ Gen a: Qua chua

F, co tỉ lệ 3:1 ® P đều mang kiéu gen di hop Aa (qua ngot)

- Bước 3: Lập sơ đồ lai:

P: Aa (quả ngọt) x Aa (qua ngot)

KH: 3 quả ngọt: I quả chua

Vi du 2: O hoa da lan, màu hoa đỏ là trội hoàn toàn so với màu hoa trăng Giao phấn giữa hai cây P người ta thu được 73 cây hoa đỏ và 72 cây hoa trắng Hãy biện luận để xác định kiểu gen, kiểu hình của bố mẹ và lập sơ đồ lai

Giải Bước 1: Xét tỉ lệ kiểu hình ở cơ thê F;:

Hoa đỏ : Hoa trắng = 73 : 72 = l : 1

Ti lé 1 : 1 tuân theo kết quả của phép lai phân tích

Bước 2: Quy ước øen:

+ Gen A: Hoa đỏ

+ Gen a: Hoa do

F có tỉ lệ 1 : I1 ® P có kiểu gen: Aa và aa

Bước 3: Sơ đồ lai:

P: Aa (hoa đỏ) x aa (hoa trang)

KH: 1 hoa dé : 1 hoa trang

Ví dụ 3: Ở hoa dạ lan, màu hoa đỏ là tính trạng trội so với màu hoa trắng

Giao phẫn giữa hai cây P thuần chủng thu được E| rồi tiếp tục cho F¡ tự thụ

phẫn Ở F; có tỉ lệ 25% Hoa đỏ : 50% hoa hồng : 25 % hoa trắng Hãy biện luận

để xác định kiểu gen, kiểu hình của bỗ mẹ va lập sơ đồ lai từ P đến F¿,

Giải

- Xét tỉ lệ KH ở F;:

Hoa đỏ : Hoa hồng : Hoa trắng = 25% : 50% : 25% = 1:2 : 1 > Đây là tỉ lệ của quy luật phân li có hiện tượng trội không hoàn toàn

- Quy ước gen:

+ Gen A: Hoa do

+ Gen a: Hoa trang

- Theo quy luật phân li > P cé KG: AA va aa

- So dé lai:

P: AA (hoa do) x aa (hoa trang)

KH: I1 Hoa đỏ :2 Hoa hồng : 1 Hoa trang

b Trường hợp 2: Bài toán nghịch mà đề bài không cho biết đầy đủ các kiểu hình

ở con lai

* Cách giải: Do đề bài không nêu đủ điều kiện kiểu hình của tất cả con lai mà chỉ cho biết một kiểu hình nào đó nên đề giải dạng bài toán này cần dựa vào cơ chế phân li và tổ hợp NST trong quá trình giảm phân và thụ tinh Cụ thể là căn

cứ vào kiểu gen của kiêu hình con lai đã được biết để suy ra loại giao tử mà con

đã nhận từ bố mẹ Từ đó xác định kiểu gen của bố mẹ Nếu có yêu cầu thì lập sơ

đồ lai kiểm nghiệm

* Vận dụng vào bài tập cụ thể: Ở ruồi giấm, gen quy định màu sắc thân nam trên NST thường và thân xám là trội hoàn toàn so với than den

Giao phéi giữa các ruồi P đều có thân xám, trong số ruôi F¡ xuất hiện, có con

mang thân đen

Hãy xác định kiểu gen của các ruôi P và lập sơ đồ lai

Giải

Theo đẻ bài, quy ước gen:

+ Gen A: Than xam

+ Gen a: Than den

> Ru6i than den F, cé kiéu gen aa Kiéu gen nay được té hop tr 1 giao tir mang gen a của bố và l giao tử mang gen a của mẹ > Ruôi bỗ và mẹ đều tạo ra giao

tử mang gen a > P có kiểu gen: -a

Theo để ra P đều có thân xám > có kiểu gen: Aa

Sơ đồ lai:

KH: 3 thân xám : I thân đen

3.1.5.3: Bài toản về sự di truyền nhóm máu:

* Cách giải: Ở người tính trạng nhóm máu do một gen quy định và biểu hiện

bằng 4 kiểu hình có thể tìm thấy là: Máu A, máu B, máu AB, máu O

Cách giải bài toán thuận và bài toán nghịch cũng giống như những hướng dẫn

như cách giải bài toán thuận và bài toán nghịch thông thường

* Vận dụng vào bài tập cụ thể:

Ví dụ 1: Ö người, biết răng:

Gen Iˆ quy định nhóm máu A

Gen ÏŸ quy định nhóm máu B

Gen ÏŸ quy định nhóm máu O

Gen I* va gen I? trội hoàn toàn so với gen IỂ

a Hãy viết kiểu gen quy định mỗi nhóm máu A, B, AB, O

b Hãy xác định kiểu gen, kiểu hình của con cho mỗi gia đình sau:

- Bô máu A, me mau B

- Bố máu AB, mẹ máu O

GIẢI

a Kiểu gen quy định mỗi nhóm máu:

- Máu A: Kiêu gen là IˆTÊ hoặc IÊ1Ứ

- Máu B: Kiểu gen là II hoặc I?”

- Máu AB: Kiểu gen là IˆIP

- Máu O: Kiểu gen là Pr’

b Kiểu gen, kiểu hình của con:

* Gia đình 1:

- Bố máu A: kiểu gen IˆIˆ hoặc IŸ10

- Mẹ máu B: Kiểu gen PI? hoac PI

Có 4 khả năng có thể xảy ra:

P: WP x PP, Pp: FO x PY

- Truong hop 1:

- Truong hop 2:

- Truong hop 3:

- Trường hợp 4:

P: I? (m4uA) x IHf(máuB)

KH: Ilmau AB: 1 maéauA: 1 méuB:1mauO

* Gia dinh 2:

- B6 mau AB: Kiéu gen la: I“?

- Me máu O: Kiểu gen là: I°IÊ

Sơ đồ lai:

Vi du 2: O người:

- Máu A có kiểu gen: IÊIÊ hoặc IˆTP

- Máu B có kiểu gen: Pr hoặc Pr

- Máu AB có kiểu gen: Iˆ†

- Máu O có kiểu gen: II”

a Một người phụ nữ có máu O, muốn chắc chăn sinh được những đứa con đều

có máu B thì nên kết hôn với người có kiểu gen, kiểu hình như thế nào? Lập sơ

đồ minh họa

b Bố mẹ đều có máu AB có thể sinh con máu O được không? Vì sao?

c Mẹ có máu A sinh đứa con máu O Hãy xác định kiểu gen của mẹ

GIẢI

a Đề chắc chắn sinh con máu B:

- Người phụ nữ có máu O, kiểu gen II chỉ tạo 1 loại giao tử là T°

- Đề chắc chắn sinh con đều có máu B thì người phụ nữ này phải kết hôn với người luôn tạo ra 1 loại giao IŸ, tức là có kiểu gen IPI?, kiểu hình T°

Sơ đồ minh họa:

b B6 mẹ déu có máu AB:

Đề sinh con máu O mang kiểu gen I thì bố mẹ đều phải tạo được giao tử I° Vậy bố mẹ đều có máu AB (1Ï) thì không thể sinh được con máu O vì cả

bố và mẹ đều không thể tạo được giao tử

c Xác định KG của mẹ:

Đứa con máu O mang kiểu gen I°I° > người mẹ đã tạo được giao tử IŸ cho đứa con Vậy mẹ máu A lại tạo được giao tử 1° phải có kiểu gen I1

3.2 Lai hai cap tinh trang:

Trong phép lai hai cặp tính trạng, yêu cầu học sinh phải nắm vững những kiến thức sau:

3.2.1 Thí nghiệm:

- Lai hai bố mẹ thuần chủng khác nhau về hai cặp tính trạng tương phản:

X Hạt xanh, vỏ nhăn Fị: 100% Hạt vàng, vỏ trơn

Pức: Hạt vàng, vỏ trơn

Cho F,ty thu phan:

F,: c6 ti 1é kiéu hinh:

9 Hạt vàng, vỏ trơn

3 Hạt vàng, vỏ nhăn

3 Hạt xanh, vỏ trơn

I Hạt xanh, vỏ nhăn

Fa: 3hoa đỏ : 1 hoa trang

3.2.2 MenĐÐen giải thích kết quả thí nghiệm:

Sơ đồ lai:

- Quy ước øen:

+ Gen A: Hat vang

+ Gen a: Hat xanh

+ Gen B: Vo tron

+ Gen b: Vo nhan

- Xác định kiểu gen của P: P thuần chủng có kiểu gen:

+ Hạt vàng, vỏ trơn: AABB

+ Hạt xanh, vỏ nhăn: aabb

Sơ đô lai:

Pụ.: Hạt vàng, vỏ trơn X Hạt xanh, vỏ nhăn

100% Hat vang, vo tron

Ea:

Vang, tron Vang, tron Vang, tron Vang, tron

Vàng trơn | Vang,nhan | Vang,tron | Vàng, nhăn

Vàng, trơn Vàng, trơn Xanh, trơn Xanh, trơn

Vang, tron | Vàng nhăn | Xanh,trơn | Xanh, nhăn

O F, có:

Kiéu gen Kiéu hinh

1AABB

2AaBB

4AaBb

LAAbb

laaBB

laabb > 1 aabb 1 Hat xanh, vo nhan

3.2.3 Nội dung quy luật phán l¡ độc lập:

- Các cặp nhân tố di truyền (cặp gen) đã phân li độc lập trong quá trình phát sinh giao tử

3.2.4 Phép lai phan tich:

- Là phép lai giữa cá thể mang tính trạng trội cần xác định kiểu gen với cá thê mang tính trạng lặn

+ Nếu kết quả phép lai đồng tính thì cá thể mang tính trạng trội có kiểu

gen đồng hợp

Sơ đồ lai minh họa:

P: Hạt vàng, trơn x Hạt xanh, nhăn

KH 100% Hat vang, vo tron

+ Nếu kết quả phép lai phân tính theo tỉ lệ (1 : 1)(1:1)=1:1:1: 1 thì cá thể mang tính trạng trội có KG dị hợp

Sơ đồ lai minh họa:

P: Hạt vàng, trơn x Hạt xanh, nhăn

G AB, Ab, aB, ab ab

Fị 1 AaBb: lAabb: laaBb : laabb

KH I Vàng, trơn : l Vàng, nhăn : l xanh, trơn : l Xanh, nhăn

3.2.5 Hướng dẫn HS nhận dạng và cách giải các bài tập:

- Tương tự như trong lai một cặp tính trạng, trong phần bài tập di truyền liên quan đến phép lai hai cặp tính trạng của MenĐen ta thường gặp hai dạng bài tập: Bài toán thuận và bài toán nghịch

3.2.5.1: Bài toán thuận: Đây là dạng bài toán đã biết tính trội, tinh lặn, kiểu hình của bố mẹ Từ đó xác đinh kiểu gen, kiểu hình của con và lập sơ đồ lai

* Cách giải: Gồm 3 bước:

- Bước 1: Dựa vào đề bài quy ước gen

- Bước 2: Từ kiểu hình của bố mẹ > biện luận để xác định kiểu gen của bố,

mẹ

- Bước 3: Lập sơ đồ lai và xác định kết quả về kiểu gen, kiểu hình ở con lai

10