SKKN Phương pháp giải bài tập di truyền Phả Hệ

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ PHẦN A - ĐẶT VẤN ĐỀ I - LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Bài tập Sinh học là một lĩnh vực dễ gây hứng thú, tìm tòi nhất đối với học sinh trung học phổ thông, đồng thời là lĩnh vực khó nhất cần phải đạt được để giành điểm cao trong các kì thi đặc biệt là thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng và Trung học chuyên nghiệp. Hiện nay bài tập Sinh học ở cấp trung học phổ thông có thể chia làm 8 dạng cơ bản như sau: - Bài tập phân tử ( ADN ). - Bài tập tế bào ( Nhiễm sắc thể - NST ). - Bài tập về các quy luật di truyền. - Bài tập về đột biến gen. - Bài tập về đột biến NST. - Bài tập về sinh thái học. - Bài tập về phả hệ. - Bài tập về di truyền học quần thể. Thông qua quá trình giải bài tập học sinh có thể hiểu và củng cố kiến thức lí thuyết rất tốt mà không gây sự nhàm chán hay lãng quên. Một trong các dạng bài tập trên là bài tập phả hệ nó kết nối giữa lí thuyết với thực tiễn, thông qua dạng bài tập này học sinh hiểu được các bệnh tật di truyền ở người, từ đó các em tự trang bị cho mình những kiến thức cần thiết để giải các đề thi có liên quan hay áp dụng trong cuộc sống, tự hình thành được kĩ năng phòng tránh và góp giảm thiểu một phần bệnh tật di truyền ở người. THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ Trong thực tế quá trình giảng dạy bộ môn sinh tại Trường THPT Tĩnh Gia 2 với hai ban ( Ban KHTN và ban cơ bản ) tôi nhận thấy để giải được, giải nhanh, giải chính xác dạng bài tập phả hệ còn là vấn đề vướng mắc và khó khăn không những đối với các em học sinh mà ngay cả đối với một số giáo viên chưa nhiều kinh nghiệm. Riêng đối với học sinh trong phân phối chương trình có rất ít tiết bài tập, nên giáo viên không có thời gian để hướng dẫn các em dạng bài tập này để có thể củng cố kiến thức lí thuyết cũng như hình thành kĩ năng làm bài tập. Khó khăn hơn cho học sinh là dạng bài phả hệ lại thường xuyên được khai thác sử dụng trong các kì thi Đại học ( Đề thi đại học khối B từ năm 2008 đến 2012 ), do chúng thiên về lí giải và biện luận nên phần đa học sinh thường lúng túng khó thể tìm ra đáp án đúng khi bắt gặp dạng bài tập này. Ở trường tôi trong các lần thi thử đại học năm học 2011 - 2012; 2012 - 2013 ước tính chỉ có khoảng dưới 25 % số học sinh giải được dạng bài tập này. Trước thực trạng trên tôi mạnh dạn đưa ra phương pháp giải dạng bài tập phả hệ vào trong quá trình giảng dạy, mong muốn các em yêu thích hơn bộ môn sinh học, tích cực chủ động vận dụng giải thành công các dạng bài tập di truyền phả hệ trong các đề thi, tài liệu tham khảo đồng thời góp phần tháo gỡ phần nào vướng mắc cho đồng nghiệp. Với vốn kinh nghiệm thực tiễn trong công tác giảng dạy tôi mạnh dạn đề xuất đề tài: “ Phương pháp giải bài tập di truyền phả hệ ” trong chương rình sinh học lớp 12 THPT để tìm ra các biện pháp nâng cao chất lượng dạy bài tập di truyền phả hệ. Với ý tưởng này tôi hi vọng rằng đây là một trong những công cụ giúp các em học sinh có một phương pháp giải các bài tập dạng này một cách tối ưu nhất. THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ Do thời gian nghiên cứu mở rộng kíến thức của đề tài còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự nhiệt tình góp ý của các cấp lãnh đạo và các thầy giáo, cô giáo để đề tài được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! II - MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Thông qua nội dung đề tài đề xuất áp dụng phương pháp giải một số dạng bài tập phả hệ sinh học ở bậc THPT. Góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả trong quá trình dạy - học ở các trường THPT. III - NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: Đề tài có chất lượng và có tính khả thi, gắn liền với yêu cầu thực tiễn khi thực hiện các khâu cơ bản sau đây: - Phân tích giả thiết, yêu cầu của dạng bài tập ứng dụng dựa trên cơ sở sinh học: Quy luật phân li của Men Đen; Di truyền liên kết với giới tính của Moocgan và Di truyền học người. - Xác định hệ quy chiếu của các gen gây bệnh đã cho, nghĩa là xem xét gen qui định tính trạng đó là gen trội hay gen lặn, nằm trên nhiễm sắc thể thường hay nhiễm sắc thể giới tính, nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X hay nhiễm sắc thể giới tính Y. - Áp dụng toán học sác xuất vào để tính toán theo yêu cầu đề ra. IV - ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Một số dạng bài tập phả hệ liên quan bệnh tật di truyền ở người: - Tính trạng do gen lặn nằm trên NST thường quy định. THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ - Tính trạng do gen trội nằm trên NST thường quy định. - Tính trạng do gen lặn nằm trên NST X quy định ( Không có alen tương ứng trên NST Y ). - Tính trạng do gen trội nằm trên NST X quy định ( Không có alen tương ứng trên NST Y ). - Tính trạng do gen nằm trên NST Y quy định ( Không có alen tương ứng trên NST X ). V - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Nghiên cứu kĩ nội dung cơ bản từng dạng bài tập đã nêu trên, từ đó xác định rõ mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, phương pháp giải quyết từng dạng. - Vận dụng linh hoạt các phương pháp sư phạm, kĩ thuật dạy học để phân tích từng góc độ, khía cạnh của mỗi dạng bài tập di truyền phả hệ. - Tổng hợp và đưa ra phương pháp tính toán cuối cùng. - Vận dụng phương pháp vào tổ chức giảng dạy làm các dạng bài tập di truyền phả hệ. - Sử dụng các bài tập cụ thể về từng dạng để kiểm tra, đánh giá mức độ nhận thức, mức độ hình thành kĩ năng, kĩ xảo của từng đối tượng học sinh. - Từ những kết quả đạt được và những vấn đề còn thiếu sót dựa trên sản phẩm là các dạng bài tập di truyền phả hệ cụ thể để tổ chức rút kinh nghiệm, đánh giá mức độ nhận thức của các em học sinh, căn cứ vào đó để điều chỉnh mức độ bài tập, cũng như phát huy thế mạnh, khắc phục tồn tại và bổ sung phương pháp cho học sinh tiếp cận kiến thức một cách phù hợp. THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 4 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ PHẦN B - GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I - CƠ SỞ LÍ LUẬN: Trong giải dạng bài tập phả hệ chúng ta hay gặp dạng bài bệnh tật liên quan đến một tính trạng do gen nằm trên NST thường quy định hoặc nằm trên NST giới tính do đó cần nắm chắc các quy luật di truyền sau: I - QUY LUẬT MENĐEN VỀ LAI MỘT CẶP TÍNH TRẠNG: - Tính trạng trội - lặn, tính trạng trội hoàn toàn - trội không hoàn toàn. - Alen gây bệnh là alen trội hay alen lặn. - Kết quả của các phép lai: AA x AA → 100 % AA. AA x Aa → 1/2 Aa : 1/2 AA. AA x aa → 100 % Aa. Aa x Aa → 1/4 AA : 2/4 Aa : 1/4 aa. II - DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH: - Nếu tính trạng phân bố không đồng đều ở hai giới và chủ yếu biểu hiện ở con đực thì gen quy định tính trạng nằm trên NST X ( Không có alen tương ứng trên Y ), tuân theo quy luật di truyền chéo. Kết quả của các phép lai: X A X A x X A Y → 100 % X A X A x 100 % X A Y. X A X A x X a Y → 100 % X A X a : 100 % X A Y. X A X a x X A Y → 50 % X A X A : 50 % X A X a : 50 % X A Y : 50 % X a Y. THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 5 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ X a X a x X A Y → 100 % X A X a : 100 % X a Y. X a X a x X a Y → 100 % X a X a : 100 % X a Y. - Nếu gen gây bệnh nằm trên NST giới tính Y ( Không có alen tương ứng trên X ) thì tuân theo quy luật di truyền thẳng ( Di truyền cho 100 % cá thể có tổ hợp kiểu gen XY ). III - ỨNG DỤNG TOÁN HỌC XÁC SUẤT: Xác suất của một sự kiện nào đó bằng tích xác suất các sự kiện độc lập hợp thành nó. CHƯƠNG II - PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ: I - PHƯƠNG PHÁP CHUNG: * Bước 1: Xác định gen quy định tính trạng là gen trội hay gen lặn: - Nếu trong bài tập tính trạng được xét đến biểu hiện ở tất cả các thế hệ Gen quy định tính trạng là gen trội. - Nếu trong bài tập tính trạng được xét đến di truyền theo kiểu cách đời ( Ví dụ kiểu hình bệnh xuất hiện ở thế hệ I, không xuất hiện ở thế hệ II, rồi lại xuất hiện ở thế hệ III ) hoặc bố mẹ bình thường nhưng sinh ra con bị bệnh đó Gen quy định tính trạng là gen lặn. * Bước 2: Xác định gen gây bệnh nằm trên NST thường hay NST giới tính: - Nếu trong bài tập tính trạng được xét đến nằm trên NST thường khi có tỷ lệ mắc bệnh đồng đều ở cả 2 giới hoặc mẹ mắc bệnh, con trai lại không bị bệnh THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 6 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ - Nếu trong bài tập tính trạng được xét đến nằm 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 xác suất xuất hiện bệnh ở đời con theo yêu cầu của bài tập: - Xác định khả năng xuất hiện ở đời con là con trai hoặc là con gái đầu lòng ( thứ 2, 3 ) thì phải nhân với 1/2 ( Vì tỉ lệ con trai/con gái là: 1/2 : 1/2 ). - Lưu ý xác định được chắc chắn kiểu gen của kiểu hình đó thì xác suất là 1 ( 100 % ). II - GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP MINH HỌA: 1 - Dạng 1: Tính trạng do gen lặn nằm trên NST thường quy định: * Thí dụ 1: Khảo sát sự di truyền bệnh M ở người qua ba thế hệ như sau: Biết rằng không xảy ra đột biến các cá thể trong phả hệ. Xác suất để người III 2 mang gen bệnh là bao nhiêu: A. 0, 335. B. 0,75. C. 0,67. D. 0,5. Phương pháp giải: - Bước 1: II 2 và II 3 không bị bệnh sinh con bị bệnh ⇒ Bệnh phải do gen lặn qui định. THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 7 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 I II III Nam bình thường Nam bị bệnh M Nữ bình thường Nữ bị bệnh M PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ - Bước 2: II 2 bình thường mà III 1 bị bệnh ⇒ Gen qui định tính trạng bệnh M này nằm trên NST thường. - Bước 3: III 1 bị bệnh ⇒ II 2 và II 3 đều dị hợp tử Aa x Aa ⇒ Xác suất để người III 2 mang gen bệnh là 2/3 ≈ 0,667 ⇒ Chọn phương án C. * Thí dụ 2 : Cho phả hệ sau, trong đó alen gây bệnh ( kí hiệu là a ) là lặn so với alen bình thường ( A ) và không có đột biến xảy ra trong phả hệ này. a. Viết các kiểu gen có thể có của các cá thể thuộc thế hệ I và III. b. Khi cá thể II 1 kết hôn với cá thể có kiểu gen giống với II 2 thì xác suất sinh con đầu lòng là trai có nguy cơ bị bệnh là bao nhiêu? Viết cách tính. Phương pháp Giải: a - Bước 1: Giả thiết đề ra đã cho gen gây bệnh là gen lặn - Bước 2: Cặp bố mẹ số II 4 và II 5 đều bình thường nhưng sinh con có đứa bị bệnh ⇒ Gen quy định bệnh là gen lặn và nằm trên NST thường. - Bước 3: Kiểu gen của các cá thể: I 1 là aa, I 2 là Aa ( Vì sinh con II 3 bị bệnh). III 1 và III 3 có thể là AA hoặc Aa; III 2 và III 4 là aa. THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 8 2 3 1 3 1 2 2 4 3 5 1 4 I II III PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ b. Cá thể II 1 và cá thể II 2 đều có kiểu gen Aa ( Vì họ là những người bình thường và bố của họ bị bệnh ) - Xác suất để sinh con bị bệnh là: 2 1 x 2 1 = 4 1 . - Xác suất để sinh con trai là: 1/2. ⇒ Vậy xác suất để cặp vợ chồng II 1 và II 2 trong phả hệ này sinh được một con trai bị bệnh là: 4 1 x 2 1 = 8 1 . * Thí dụ 3 : Cho phả hệ sau, trong đó alen gây bệnh ( Kí hiệu là a ) là lặn so với alen bình thường (A) và không có đột biến xảy ra trong phả hệ này. Khi cá thể II 1 kết hôn với cá thể có kiểu gen giống với II 2 thì xác suất sinh con đầu lòng là trai có nguy cơ bị bệnh là bao nhiêu? A.25 %. B.12.5 %. C.75 %. D.100 % Phương pháp Giải: - Bước 1: Giả thiết đề ra đã cho gen gây bệnh là gen lặn THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 9 2 3 1 3 1 2 2 4 3 5 1 4 I II III PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ - Bước 2: Cặp bố mẹ số II 4 và II 5 đều bình thường nhưng sinh con có đứa bị bệnh ⇒ Gen quy định bệnh là gen lặn và nằm trên NST thường. - Bước 3: Cá thể II 1 và cá thể II 2 đều có kiểu gen Aa ( Vì họ là những người bình thường và bố của họ bị bệnh ) - Xác suất để sinh con bị bệnh là: 2 1 x 2 1 = 4 1 . - Xác suất để sinh con trai là: 1/2. ⇒ Vậy xác suất để cặp vợ chồng II 1 và II 2 trong phả hệ này sinh được một con trai bị bệnh là: 4 1 x 2 1 = 8 1 . Dễ dàng học sinh lựa chọn phương án B. * Thí dụ 4 : Khi xét sự di truyền của một loại bệnh di truyền ở người, người ta lập sơ đồ phả hệ sau: Xác suất để cặp bố mẹ 6 và 7 sinh được hai đứa con không bị bệnh: A . 56,25% B. 75% C. 12,5% D. Cả 3 câu đều sai THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 10 4 5 2 6 3 7 1 0 3 9 8 3 1 I III II [...]... 1/2 x 1/4 = 1/12 = 8.33 % ⇒ Chọn phương án C * Thí dụ 2: ( Đề ĐH 2011 ) Cho sơ đồ phả hệ sau: Sơ đồ phả hệ trên mô tả sự di truyền một bệnh ở người do một trong hai alen của một gen quy định Biết rằng không xảy ra đột biến ở tất cả các cá THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 16 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ thể trong phả hệ Trong những người thuộc phả hệ trên, những người chưa thể xác... lượng phương pháp giải các dạng bài tập ở trên, mặc dù chỉ áp dụng cho một phần kiến thức của chương trình Sinh học THPT, nhưng việc sử dụng phương pháp này vào trong quá trình dạy và học ở phần kiến thức bài tập di truyền phả hệ là rất cần thiết và đem lại hiệu quả dạy học cao Với những giá trị của việc sử dụng phương pháp giải một số dạng bài tập như đã trình bày, góp phần thay đổi cả phương pháp. .. những lớp có sử dụng phương pháp này thường xuyên như 12C5 nhận thấy khả năng chủ động, tích cực tìm đến kiến thức, nắm kiến thức chắc chắn và ghi nhớ lâu hơn THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 22 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ Trong điều kiện cho phép, đề tài chỉ xây dựng một số phương pháp điển hình dùng trong dạy học một số bài tập thuộc phần di truyền học phả hệ và cũng mới chỉ giới... 1/2 = 1/4 => Chọn phương án B * Thí dụ 2: Cho sơ đồ phả hệ sau: 2 I 1 II 1 III THPT Tĩnh Gia 2 2 Nữ bình thường Nam bình thường Nữ mắc bệnh Nam mắc bệnh 3 2 1 Nguyễn Bá Hoàng 3 ? Trang 20 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ Sơ đồ phả hệ mô tả sự di truyền một bệnh ở người do một trong hai alen của một gen quy định Biết rằng không xảy ra đột biến ở tất cá các cá thể trong phả hệ Xác suất để cặp... xảy ra đột biến ở tất cả các cá thể trong phả hệ Xác suất để cặp vợ chồng ở thế hệ III trong phả hệ này sinh ra đứa con gái mắc bệnh trên là A 1/8 B 1/3 C 1/4 D 1/6 Phương pháp giải: - Bước 1: II4 và II5 đều bình thường, sinh con là III 2 bị bệnh Suy ra bệnh do alen lặn quy định THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 13 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ - Bước 2: Bệnh biểu hiện ở hai giới, II... III là: 12,5 % x 1/2 = 6,25 % => Chọn phương án A THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 19 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ 4 - Dạng 4: Tính trạng do gen trội nằm trên NST X quy định ( Không có alen tương ứng trên NST Y ) * Thí dụ 1: Cho sơ đồ phả hệ sau: II Nữ bình thường Nam bình thường Nữ mắc bệnh Nam mắc bệnh 2 1 I 1 2 3 5 4 ? 3 Sơ đồ phả hệ mô tả sự di truyền một bệnh ở người do một trong... THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 12 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ - Bước 3: KG II5 là Aa và II6 là aa ⇒ Xác suất sinh một con gái 1/2, mắc bệnh là: 1/2 ⇒ Xác suất sinh một con gái mắc bệnh là 1/2 x 1/2 = 1/4 ⇒ Chọn phương án C * Thí dụ 1 I II 6: 1 ( Đề ĐH 2010 ) Cho 3 đồ 3 2 2 sơ 4 III 1 2 hệ sau: 4 6 5 phả 3 7 8 4 ? Sơ đồ phả hệ trên mô tả sự di truyền của một bệnh ở người do một trong... bệnh là: XAY x XaXa => Xác suất sinh con đầu lòng bị bệnh là: 1/2 => Chọn phương án A 5 - Dạng 5: Tính trạng do gen nằm trên Y quy định ( không có alen tương ứng trên X ): * Thí dụ 1: Quan sát phả hệ mô tả sự di truyền của một bệnh qua bốn thế hệ THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 21 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ Nữ bình thường Nam bình thường Nam mắc bệnh A Đột biến gen lặn trên NST... 2009 ) Cho sơ đồ phả hệ sau: THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 18 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ Bệnh P được quy định bởi gen trội ( P ) nằm trên nhiễm sắc thể thường; bệnh Q được quy định bởi gen lặn ( q ) nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X, không có alen tương ứng trên Y Biết rằng không có đột biến mới xảy ra Xác suất để cặp vợ chồng ở thế hệ thứ III trong sơ đồ phả hệ trên sinh con... 3 1 III 5 4 2 3 4 4 ? Biết rằng không xảy ra đột biến và bố của người đàn ông ở thế hệ thứ III không mang alen gây bệnh Xác suất người con đầu lòng của cặp vợ chồng ở thế hệ thứ III bị bệnh là A 1/18 B 1/9 C 1/4 D 1/32 Phương pháp giải: THPT Tĩnh Gia 2 Nguyễn Bá Hoàng Trang 14 PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN PHẢ HỆ - Bước 1: Cặp bố mẹ I ( I1 và I2 ) bình thường sinh con có đứa bị bệnh ( II1 ) ⇒ . PHẢ HỆ PHẦN A - ĐẶT VẤN ĐỀ I - LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Bài tập Sinh học là một lĩnh vực dễ gây hứng thú, tìm tòi nhất đối với học sinh trung học phổ thông, đồng thời là lĩnh vực khó nhất cần phải đạt. điểm cao trong các kì thi đặc biệt là thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng và Trung học chuyên nghiệp. Hiện nay bài tập Sinh học ở cấp trung học phổ thông có thể chia làm 8 dạng cơ bản như sau:. - NST ). - Bài tập về các quy luật di truyền. - Bài tập về đột biến gen. - Bài tập về đột biến NST. - Bài tập về sinh thái học. - Bài tập về phả hệ. - Bài tập về di truyền học quần thể. Thông