Nâng cao kết quả giải bài tập “về các quy luật di truyền

Mục đích của giải pháp: - Giúp học sinh hiểu và nắm vững được cách giải bài tập về các quy luật di truyền thuộc phần “Di truyền và biến dị”.. Tính mới của giải pháp so với giải pháp đã,

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

MÔ TẢ SÁNG KIẾN

Mã số: ………

A Tên sáng kiến: Nâng cao kết quả giải bài tập “về các quy luật di truyền”

B Lĩnh vực áp dụng sáng kiến:

Kiến thức Sinh học là rất rộng, vì điều kiện và thời gian nên phạm vi đề tài này tôi

chỉ quan tâm đến việc làm sao giúp học sinh nắm vững các quy luật di truyền và cách giải bài tập về các quy luật di truyền trong giảng dạy Sinh học 9

C Mô tả bản chất của sáng kiến:

I Tình trạng giải pháp đã biết:

Như chúng ta đã biết, môn Sinh học là bộ môn khoa học thực nghiệm nó có vị trí hết sức quan trọng trong hệ thống tri thức khoa học của nhân loại, có ý nghĩa thiết thực đối với đời sống, kinh tế và xã hội loài người Trong hệ thống chương trình Sinh học cấp trung học cơ sở nói chung và Sinh học 9 nói riêng, bên cạnh những kiến thức thuộc về lý thuyết được mô tả còn có mảng kiến thức không kém phần quan trọng đó là phần bài tập Sinh học

Trong chương trình Sinh học cấp THCS, đặc biệt là chương trình Sinh học lớp 9 trong phân phối chương trình thời gian dành cho giải bài tập thì rất ít và hầu như không có (chỉ có 1 tiết bài tập chương I: Các thí nghiệm của Menđen)

Vì vậy, giáo viên giảng dạy thường chỉ dựa vào các thí nghiệm trong sách giáo khoa để giảng giải, minh họa cho học sinh hiểu Vì thế, học sinh chỉ biết lắng nghe và tiếp thu một cách thụ động Kiến thức các em thu được rời rạc không có tính hệ thống, không biết vận dụng để giải bài tập

Qua thực tiễn bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học, tôi thấy học sinh còn nhiều

vướng mắc, lúng túng trong giải bài tập, đặc biệt là bài tập về các quy luật di truyền

thuộc phần “Di truyền và biến dị”, bên cạnh đó thì yêu cầu giải bài tập trong đề thi học

sinh giỏi các cấp lại rất cao

Qua khảo sát chất lượng học sinh các lớp 91,2,3,4 và trong đó có đội tuyển học sinh

giỏi củatrường, tôi thấy:

- Đa số học sinh chưa nhận dạng được thế nào là toán thuận – toán nghịch

- Học sinh chưa nắm được tỷ lệ nào là di truyền độc lập, tỷ lệ nào là di truyền liên kết Thậm chí học sinh chưa biết xác định kiểu gen của kiểu hình trội cũng như lặn mà học sinh chỉ máy móc học thuộc lòng

- Kết quả khảo sát đội tuyển học sinh giỏi trường tham gia học bồi dưỡng như sau: Tổng

số

Điểm 9, 10 Điểm 7, 8 Điểm 5, 6 Điểm dưới 5

Chính vì vậy, tôi mạnh dạn áp dụng sáng kiến: Nâng cao kết quả giải bài tập “về

các quy luật di truyền” trong phạm vi chương trình Sinh học 9.

II Nội dung giải pháp đề nghị công nhận là sáng kiến:

A Mục đích của giải pháp:

- Giúp học sinh hiểu và nắm vững được cách giải bài tập về các quy luật di truyền

thuộc phần “Di truyền và biến dị”.

- Xem đề tài là một tài liệu để nghiên cứu và tham khảo cho bản thân cũng như đồng nghiệp và học sinh trong bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học 9

B Những điểm khác biệt:

Qua giải pháp giúp học sinh dễ dàng:

- Xác định được kiểu gen của kiểu hình trội cũng như kiểu gen của kiểu hình lặn

- Biết cách tạo giao tử của từng kiểu gen (một cặp hay nhiều cặp tính trạng, di truyền độc lập hay di truyền liên kết)

- Phân biệt được thế nào là một bài toán thuận – toán nghịch

- Nắm được tỷ lệ nào là di truyền độc lập, tỷ lệ nào là di truyền liên kết

C Tính mới của giải pháp so với giải pháp đã, đang được áp dụng:

- Trong chương trình Sinh học cấp THCS, đặc biệt là chương trình Sinh học lớp 9 trong phân phối chương trình thời gian dành cho giải bài tập thì rất ít và hầu như không có

- Xây dựng được phương pháp giải bài tập di truyền dựa trên cơ sở lý thuyết về các quy luật di truyền

- Hướng dẫn học sinh giải được bài tập về các quy luật di truyền, từ đó nâng cao khả năng tư duy trừu tượng và phân tích cho học sinh

D Bản chất của giải pháp:

Từ thực trạng trên, tôi phát hiện ra nguyên nhân chủ yếu là do học sinh nắm chưa vững nội dung của các quy luật di truyền, đồng thời trong quá trình dạy học do yêu cầu của bài học nên giáo viên cũng không có đủ thời gian để hướng dẫn học sinh cách giải bài tập Sinh học Vì vậy, muốn làm tốt các bài tập phần quy luật di truyền thì học sinh cần phải nắm vững một số kiến thức cơ bản sau:

1 Phần lý thuyết:

1.1 Các khái niệm cơ bản:

- Tính trạng: là những đặc điểm về hình thái, cấu tạo, sinh lí của một cơ thể Ví dụ: Cây đậu Hà Lan có các tính trạng: thân cao, quả lục, hạt vàng,…

- Cặp tính trạng tương phản: là hai trạng thái biểu hiện trái ngược nhau của cùng loại tính trạng Ví dụ: hạt trơn và hạt nhăn, thân cao và thân thấp

- Cặp gen tương ứng: là cặp gen nằm ở vị trí tương ứng trên cặp NST tương đồng

và qui định một cặp tính trạng tương phản

- Nhân tố di truyền (gen): qui định các tính trạng của sinh vật Ví dụ: nhân tố di truyền qui định màu sắc hoa

- Giống (hay dòng) thuần chủng: là giống có đặc tính di truyền đồng nhất, các thế

hệ sau giống các thế hệ trước

- Tính trạng trội: là tính trạng biểu hiện khi có kiểu gen ở dạng đồng hợp tử trội hoặc dị hợp tử

+ Trội hoàn toàn: là hiện tượng gen trội át chế hoàn toàn gen lặn dẫn đến thể dị hợp biểu hiện kiểu hình trội

+ Trội không hoàn toàn: là hiện tượng gen trội át chế không hoàn toàn gen lặn dẫn đến thể dị hợp biểu hiện tính trạng trung gian

- Tính trạng lặn: là tính trạng chỉ xuất hiện khi kiểu gen ở trạng thái đồng hợp tử lặn

- Kiểu hình (KH): là tổ hợp các tính trạng, đặc tính của cơ thể Trên thực tế, khi nói đến kiểu hình của một cơ thể, người ta chỉ xét một vài tính trạng đang nghiên cứu Ví dụ:

Đậu Hà Lan có kiểu hình thân cao, hạt trơn hay thân thấp, hạt nhăn.

- Kiểu gen (KG): là tổ hợp toàn bộ các gen trong tế bào của cơ thể Thông thường, khi nói tới kiểu gen của một cơ thể, người ta chỉ xét một vài cặp gen liên quan tới các tính trạng đang được quan tâm như: kiểu gen AA qui định hoa đỏ, kiểu gen aa qui định hoa trắng

- Thể đồng hợp: Kiểu gen chứa cặp gen gồm 2 gen tương ứng giống nhau như: AA – thể đồng hợp trội, aa – thể đồng hợp lặn

- Thể dị hợp: Kiểu gen chứa cặp gen gồm 2 gen tương ứng khác nhau như Aa

- Di truyền: là hiện tượng truyền đạt các đặc tính của bố mẹ, tổ tiên cho các thế hệ con cháu

- Biến dị: là hiện tượng con sinh ra khác bố mẹ và khác nhau ở nhiều chi tiết, đôi khi có thêm những đặc điểm mới hoặc không biểu hiện những đặc điểm của P

1.2 Các quy luật di truyền:

a) Quy luật phân li (quy luật trội lặn hoàn toàn): Quy luật này được phản ánh

qua quy luật của Menđen

- Thí nghiệm: Khi lai đậu Hà Lan thuần chủng hoa đỏ với hoa trắng được F1 toàn hoa đỏ, F2 thu được tỉ lệ 3 hoa đỏ : 1 hoa trắng

P: AA (Đậu hoa đỏ) x aa (Đậu hoa trắng)

F1: Aa (Đậu hoa đỏ)

F1 x F1: Aa (Đậu hoa đỏ) x Aa (Đậu hoa đỏ)

F2: Kiểu gen (KG): 1AA : 2Aa : 1aa

Kiểu hình (KH): 3 hoa đỏ : 1 hoa trắng

- Kết quả: Khi lai hai cơ thể bố mẹ khác nhau về một cặp tính trạng thuần chủng

tương phản thì F1 đồng tính về tính trạng trội, còn F2 có sự phân li tính trạng theo tỉ lệ trung bình: 3 trội : 1 lặn

- Cơ chế:

+ Gen A đứng cạnh gen a trong thể dị hợp không bị hòa lẫn mà vẫn giữ nguyên bản chất, khi giảm phân sẽ cho hai giao tử A và a

+ Sự tổ hợp ngẫu nhiên của các loại giao tử F1 sẽ cho F2 với tỉ lệ kiểu gen là 1AA : 2Aa : 1aa

+ Do A át hoàn toàn a nên kiểu gen AA và Aa đều có kiểu hình trội.

- Nội dung quy luật phân li: Trong quá trình phát sinh giao tử, mỗi nhân tố di

truyền trong cặp nhân tố di truyền sẽ phân li về mỗi giao tử và giữ nguyên bản chất như ở

cơ thể thuần chủng P

- Điều kiện nghiệm đúng:

+ P thuần chủng + 1 gen qui định 1 tính trạng

+ Trội hoàn toàn + Số cá thể lai phải đủ lớn

b) Quy luật trội không hoàn toàn: (chỉ sử dụng trong bồi dưỡng HSG)

- Thí nghiệm: Ở hoa Dạ Lan, hoa đỏ là trội không hoàn toàn được qui định bởi gen A, hoa trắng là lặn được qui định bởi gen a, thu được F1 toàn hoa hồng, F2 thu được tỉ

lệ 1 hoa đỏ : 2 hoa hồng : 1 hoa trắng

P: AA (Hoa đỏ) x aa (Hoa trắng)

F1: Aa (Hoa hồng)

F1 x F1: Aa (Hoa hồng) x Aa (Hoa hồng)

F2: KG: 1AA : 2Aa : 1aa

KH: 1 hoa đỏ : 2 hoa hồng : 1 hoa trắng

- Nội dung quy luật trội không hoàn toàn: Khi lai 2 cơ thể bố mẹ thuần chủng

khác nhau về một cặp tính trạng tương phản thì F1 biểu hiện tính trạng trung gian giữa bố

và mẹ, còn F2 phân tính với tỉ lệ 1 trội: 2 trung gian: 1 lặn

c) Quy luật phân li độc lập:

- Thí nghiệm: Men Đen cho lai 2 dòng đậu Hà Lan thuần chủng về 2 cặp tính

trạng tương phản hạt màu vàng, vỏ trơn với hạt màu xanh, vỏ nhăn thu được F1 toàn hạt màu vàng, vỏ trơn Sau đó, cho F1 tự thụ phấn được F2 với tỉ lệ 9 vàng, trơn : 3 vàng, nhăn : 3 xanh, trơn : 1 xanh, nhăn

- Sơ đồ lai:

P: Vàng, trơn x Xanh, nhăn

AABB aabb

GP: AB ab

F1: AaBb 100% Vàng, trơn

F1 x F1: AaBb (Vàng, trơn) x AaBb (Vàng, trơn)

G F1: AB, Ab, aB, ab AB, Ab, aB, ab

F2: KG: 9 (A-B-) : 3 (A-bb) : 3 (aaB-) : 1aabb

KH: 9 vàng, trơn : 3 vàng, nhăn : 3 xanh, trơn : 1 xanh, nhăn

- Kết quả: Khi lai hai cơ thể bố mẹ khác nhau về hai hay nhiều cặp tính trạng thuần

chủng tương phản di truyền độc lập với nhau, thì F2 có tỉ lệ mỗi kiểu hình bằng tích tỉ lệ

của các tính trạng hợp thành nó

- Cơ chế:

+ Có sự phân li độc lập của các gen trong giảm phân tạo giao tử

+ Có sự tổ hợp tự do của các giao tử trong thụ tinh

- Nội dung quy luật phân li độc lập: Các nhân tố di truyền đã phân li độc lập trong

quá trình phát sinh giao tử

- Điều kiện nghiệm đúng:

+ P thuần chủng + Mỗi gen qui định 1 tính trạng

+ Trội hoàn toàn + Số cá thể phải lớn

+ Các cặp gen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau

- Hướng dẫn công thức áp dụng:

 Tính số loại và tìm thành phần gen của giao tử:

 Số loại giao tử: Tuỳ thuộc vào số cặp gen dị hợp trong kiểu gen

Số loại giao tử = 2n (với n số cặp gen dị hợp)

 Thành phần gen của giao tử:

Trong tế bào của cơ thể, gen tồn tại từng cặp Còn trong giao tử, mỗi loại giao tử chỉ còn mang 1 gen đơn độc

+ Đối với cặp gen đồng hợp tử ( AA hoặc aa )  1 loại giao tử

+ Đối với cặp gen dị hợp tử Aa  2 loại giao tử

Ví dụ: Kiểu gen của cơ thể là AabbDd thì thành phần gen của mỗi giao tử

là:

+ Đối với cặp gen 1: (Aa) A a

+ Đối với cặp gen 2: (bb) b b

+ Đối với cặp gen 3: (Dd) D d D d

Thành phần gen của mỗi loại giao tử: AbD, Abd, abD, abd

 Tính số kiểu tổ hợp:

Số kiểu tổ hợp = Số giao tử đực x Số giao tử cái

 Chú ý: Biết số kiểu tổ hợp  số loại giao tử đực, cái  số cặp gen dị hợp trong kiểu gen của bố mẹ

 Tìm kiểu gen của bố mẹ:

 Xác định kiểu gen riêng của từng loại tính trạng:

* F1 có tỉ lệ kiểu hình 3 : 1, suy ra:

Đây là kết quả của quy luật phân li Menđen:

P: Aa x Aa  F1: 3:1

* F1 có tỉ lệ kiểu hình 1 : 1, suy ra:

Đây là kết quả của phép lai phân tích (xét với 1 cặp gen):

P: Aa x aa  F1 : 1:1

* F1 có tỉ lệ kiểu hình 1:2:1, suy ra:

Đây là kết quả của phép lai của hiện tượng trội không hoàn toàn:

P: Aa x Aa  F1: 1:2:1

 Kiểu gen chung của đồng thời nhiều loại tính trạng:

Phối hợp kết quả riêng từng loại tính trạng với nhau  kiểu gen P

 Một số tỷ lệ cần lưu ý khi lai hai cặp tính trạng:

F1 : 9 : 3 : 3 : 1 = (3 : 1)(3 : 1)

F1 : 3 : 3 : 1 : 1 = (3 : 1)(1 : 1)

F1 : 1 : 1 : 1 : 1 = (1 : 1)(1 : 1)

F1 : 6 : 3 : 3 : 2 : 1 :1 = (3 : 1)(1 : 2 : 1)

 P thuần chủng và khác nhau bởi n cặp tính trạng tương ứng thì ở F 2

ta có:

* Trường hợp 1: Trội hoàn toàn

+ Tỉ lệ kiểu hình: (3:1)n + Số loại kiểu hình: 2n

+ Tỉ lệ kiểu gen: (1:2:1)n + Số loại kiểu gen: 3n

* Trường hợp 2: Trội không hoàn toàn

+ Tỉ lệ kiểu hình: (1:2:1) + Số loại kiểu hình: 3n

+ Tỉ lệ kiểu gen: (1:2:1)n + Số loại kiểu gen: 3n

d) Quy luật di truyền liên kết:

- Thí nghiệm: Moocgan cho lai hai dòng ruồi giấm thuần chủng thân xám, cánh

dài với thân đen, cánh cụt được F1 toàn thân xám, cánh dài Cho ruồi đực F1 lai phân tích với ruồi cái thân đen, cánh cụt thu được FB có tỉ lệ kiểu hình là 1 xám, dài : 1 đen, cụt

- Giải thích: Khi cho ruồi đực F1 lai phân tích thì cơ thể cái đồng hợp tử lặn về 2 cặp gen chỉ tạo ra 1 loại giao tử, ruồi đực dị hợp về 2 cặp gen trong trường hợp này chỉ tạo ra 2 loại giao tử, chứng tỏ 2 cặp gen này cùng tồn tại trên 1 cặp NST tương đồng và liên kết hoàn toàn với nhau

- Sơ đồ lai:

P: Xám, dài x Đen, cụt

AB

AB

ab

ab

GP: AB ab

F1:

ab

AB

100% (thân xám, cánh dài)

Lai phân tích đực F1:

ab

AB

x

ab ab

G F1: AB , ab ab

FB: KG:

ab

AB

:

ab ab

KH: 1 thân xám, cánh dài : 1 thân đen, cánh cụt

- Cơ chế: Trong quá trình phát sinh giao tử và thụ tinh, các gen nằm trên cùng một

NST phân li cùng nhau và tổ hợp cùng nhau tạo nhóm gen liên kết

- Nội dung: Di truyền liên kết là hiện tượng các gen cùng nằm trên một NST hình

thành nhóm gen liên kết, cùng phân li và cùng tổ hợp trong quá trình phát sinh giao tử và thụ tinh Số nhóm gen liên kết thường tương ứng với số NST đơn trong bộ NST đơn bội của loài

- Điều kiện nghiệm đúng:

+ Trội hoàn toàn + Mỗi gen quy định một tính trạng + Các gen cùng nằm trên một NST + Số cá thể phải lớn

Học sinh khi nắm vững được các kiến thức cơ bản thì trong quá trình giảng dạy, giáo viên nên lồng ghép, hướng dẫn học sinh phương pháp giải bài tập Đối với các bài tập phần các quy luật di truyền, điều quan trọng nhất là học sinh phải nhận dạng được các bài toán lai thuộc các quy luật di truyền Từ đó, mới đưa ra cách giải phù hợp với đề bài yêu cầu

2 Phương pháp giải bài tập:

2.1 Phương pháp giải bài tập thuộc quy luật của Menđen:

* Nhận dạng các bài toán thuộc các quy luật của Menđen:

a) Trường hợp 1: Nếu đề bài đã nêu điều kiện nghiệm đúng của quy luật:

+ 1 gen qui định 1 tính trạng + Trội hoàn toàn

+ Các cặp gen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau

b) Trường hợp 2: Nếu đề bài đã xác định tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con:

+ Nếu lai một cặp tính trạng cho kiểu hình có các tỉ lệ sau đây:

100%; 1 : 1; 3 : 1; 1 : 2 : 1 (di truyền trung gian)

+ Khi lai hai hay nhiều tính trạng cho kiểu hình có các tỉ lệ sau:

(1 : 1)n; (3:1)n; (1 : 2 : 1)n

c) Trường hợp 3: Nếu đề bài không cho xác định tỉ lệ phân li kiểu hình mà chỉ

cho một kiểu hình nào đó ở con lai

+ Khi lai một cặp tính trạng, tỉ lệ kiểu hình được biết bằng hoặc là bội số của 25% (hoặc 1/4)

+ Khi lai một cặp tính trạng, tỉ lệ kiểu hình được biết bằng hoặc là bội số của 12,5% (hoặc 1/8)

+ Khi lai hai hay nhiều cặp tính trạng, tỉ lệ kiểu hình được biết bằng hoặc là bội số của 6,25% (hoặc 1/16)

* Cách giải bài tập thuộc quy luật của Menđen:

 Bài toán thuận:

Giả thiết cho biết tương quan trội – lặn và cho biết kiểu hình của P Xác định kết quả lai ở thế hệ F1 và F2 về kiểu gen và kiểu hình

Phương pháp giải:

- Bước 1: Qui ước gen

+ A : qui định tính trội + a : qui định tính lặn

- Bước 2: Xác định kiểu gen của P

+ Kiểu gen tính trội – trội: AA hoặc Aa

– trội thuần chủng: AA + Kiểu gen tính lặn: aa

- Bước 3: Viết sơ đồ lai – kết quả kiểu gen, kiểu hình

 Bài toán nghịch :

Giả thiết cho biết kết quả lai ở F1 và F2 Xác định kiểu gen, kiểu hình của P và viết

sơ đồ lai

Phương pháp giải:

- Bước 1: Xác định tương quan trội – lặn (P khác nhau về 1 cặp tính trạng tương phản: đỏ – trắng)

+ F1: 100%  tính trạng biểu hiện ở F1 là trội + F1: 3 : 1  3 trội : 1 lặn

- Bước 2: Qui ước gen

- Bước 3: Phân tích tỉ lệ phân li kiểu hình ở đời con để suy ra kiểu gen của bố mẹ

* Nếu :

+ F1: 100% (đồng tính)  P thuần chủng AA x aa + F1: 3 : 1  P đều dị hợp: Aa x Aa

+ F1: 1 : 1  P: Aa x aa ( trội dị hợp x lặn ) + F2: 3 : 1  P: thuần chủng: AA x aa; F1: dị hợp: Aa x Aa

- Bước 4: Viết sơ đồ lai – kết quả kiểu gen, kiểu hình

2.2 Phương pháp giải bài tập thuộc quy luật di truyền của Moocgan:

* Nhận dạng bài toán thuộc quy luật di tuyền liên kết hoàn toàn:

- Nếu đề bài cho hoặc có thể xác định được đầy đủ các yếu tố: lai hai hay nhiều cặp tính trạng, có quan hệ trội lặn, ít nhất một cơ thể đem lai dị hợp 2 cặp gen, tỉ lệ con lai giống với tỉ lệ lai một cặp tính trạng, cơ thể đem lai có hai cặp gen nằm trên một cặp NST tương đồng

* Cách giải: 3 bước

- Bước 1: Qui ước gen