Một số phương pháp giải bài tập di truyền chương I "Các thí nghiệm của Menđen" sinh học 9

Là giáo viên trực tiếp giảng dạy bộ môn sinh học 9 tôi thấy rất băn khoăn về vấn đề này và mong muốn được đưa ra một vài kinh nghiệm của bản thân mình vào việc trả lời câu hỏi trên, để g

Phần I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những thập kỉ qua, di truyền học đã phát triển cực nhanh và đạt được nhiều thành tựu mới về lí thuyết, cũng như thực tiễn Di truyền học đã đi sâu nghiên cứu các lĩnh vực rất cơ bản của hiện tượng di truyền trong sinh giới, mở ra nhiều hướng ứng dụng mới có hiệu quả đặc biệt hấp dẫn trong các lĩnh vực công nghệ như công nghệ gen, công nghệ tế bào, công nghệ nhiễm sắc thể… Đó là những đỉnh cao trong công nghệ sinh học hiện nay

Theo quy định của bộ giáo dục và đào tạo, kể từ năm học 2005 - 2006 tất cả các trường trung học cơ sở trong cả nước đồng loạt áp dụng chương trình thay sách giáo khoa mới ở khối lớp 9 Chương trình mới ở bộ môn Sinh học 9 lần này bao gồm khá nhiều kiến thức trong các lĩnh vực: di truyền, biến dị, sinh thái học Đây là những kiến thức trừu tượng, và khó hiểu với trình độ tư duy của học sinh lớp 9 Đặc biệt có rất nhiều nội dung liên quan đến các dạng bài tập mà học sinh sẽ gặp và phải giải quyết,

cả khi lên học ở các bậc phổ thông trung học, trung cấp chuyên nghiệp, cao đẳng, đại học sau này

Thực tế hiện nay cho thấy nhiều học sinh không có hứng thú với môn sinh học nói riêng và nhiều môn học khác nói chung nên việc nắm chắc kiến thức lí thuyết, hiểu rõ công thức và giải được bài tập là một việc rất khó khăn

Vậy phải làm thế nào để dạy cho học sinh biết cách giải các dạng bài tập di truyền chương I sinh học 9?

Là giáo viên trực tiếp giảng dạy bộ môn sinh học 9 tôi thấy rất băn khoăn về vấn đề này và mong muốn được đưa ra một vài kinh nghiệm của bản thân mình vào việc trả lời câu hỏi trên, để giúp học sinh bước đầu làm quen với di truyền học và rèn luyện kĩ năng giải bài tập di truyền chương I Sinh học 9, giúp học sinh chủ động, tích cực tiếp thu kiến thức một cách có hệ thống, dưới sự hướng dẫn của giáo viên, góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn sinh học Vì thế tôi mạnh dạn đưa ra

Một số phương pháp giải bài tập di truyền chương I “Các thí nghiệm của Menđen” Sinh học 9.

PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

A CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ:

Các dạng bài tập chương I môn sinh học 9 rất nhiều và đa dạng đặc biệt là dạng bài tập lai một cặp tính trạng và lai hai cặp tính trạng của Menđen Nhưng trong nội dung chương trình sách giáo khoa, học sinh chỉ được học lí thuyết cuối chương chỉ có một tiết bài tập với các bài tập trắc nghiệm khách quan mà không có thời lượng dành cho hướng dẫn các dạng bài tập tự luận Trên thực tế trong các kì thi học kì, thi vào lớp 10, thi học sinh giỏi, học sinh đều gặp các dạng bài tập này và đã gây khó khăn cho rất nhiều học sinh trong các kì thi này Vì vậy rất khó khăn cho giáo viên trong việc hướng dẫn học sinh học các dạng bài tập này

Bài tập di truyền cấp THCS nói chung, bài tập chương I sinh học 9 nói riêng là một trong những kiến thức cơ bản giúp các em học tốt hơn chuyên sâu hơn khi học lên các bậc THPT và đại học sau này Vậy mà học sinh lại gặp khó khăn trong vấn đề này thì đây quả là một điều rất đáng quan tâm vì nó liên quan trực tiếp đến sự phát triển trí tuệ của cả một thế hệ tương lai của đất nước

Lứa tuổi học sinh lớp 9 là tuổi mới lớn phát triển mạnh cả về thể chất lẫn tư duy, các em ham hoạt động, tò mò, thích tìm hiểu những điều mới lạ Các em dễ hưng phấn nhưng cũng nhanh chuyển sang ức chế khi phải tiếp thu kiến thức một cách thụ động kém hào hứng, các em không thích ngồi nghe những lời giải thích tỉ mỉ của giáo viên, mà các em muốn thể hiện khả năng tư duy, chủ động, sáng tạo của mình để tìm

ra nhưng điều mới lạ để tìm nguồn kiến thức mới

Đa số học sinh Vĩnh Hảo là con em nông thôn, tỉ lệ học sinh có hoàn cảnh khó khăn cao nên ngoài việc học trên lớp các em còn phải phụ giúp gia đình trong lao động sản xuất nên thời gian tự học còn ít Một số gia đình chưa thực sự quan tâp đến việc học của các em

Phương tiện dạy học còn nhiều hạn chế: thiếu băng hình, tranh ảnh không đủ, sách tài liệu tham khảo còn hạn chế, học sinh không trực tiếp được làm các thí nghiệm

Vì vậy để lựa chọn được phương pháp phù hợp với đặc trưng môn học, với đối tượng học sinh, với phương tiện dạy học hiện có ở trường, mà vẫn giúp học sinh hiểu

và làm được các dạng bài tập di truyền chương I là điều không dễ và

cũng không giống nhau đối với mỗi giáo viên của từng trường

B THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ:

Qua nhiều năm giảng dạy bộ môn sinh học 9 tôi có nhận xét sau: Khi cho các

em làm bài tập chương I đa số các em chỉ trả lời được một số câu hỏi có trong sách giáo khoa còn các dạng bài tập lai một cặp tính trạng và lai hai cặp tính trang các em không định hướng và không biết cách giải vì sách giáo khoa không cung cấp phương pháp giải cũng như các công thức hướng dẫn, từ đó nhiều em học sinh tỏ ra ngại học, không hào hứng học môn sinh học 9 Thực trạng trên thể hiện rõ qua kết quả điều tra

của tôi sau khi dạy xong nôi dung chương I môn sinh học ở lớp 9 trường THCS Vĩnh Hảo năm học 2011 - 2012, chất lượng cụ thể như sau:

Số

lượng

Từ kết quả khảo sát trên tôi thật sự lo lắng đến chất lượng bộ môn tôi trực tiếp giảng dạy và quyết định phải lựa chọn phương pháp dạy học cho phù hợp để

nâng cao chất lượng bộ môn của mình đảm nhận

C GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN:

I, Một số dạng bài tập lai một cặp tính trạng và hướng dẫn phương pháp giải cho từng dạng:

Có 2 dạng bài tập tạm gọi là bài toán thuận và bài toán nghịch

1/ Dạng 1- Bài toán thuận:

Là dạng bài toán đã biết tính trội, tính lặn và kiểu hình của P Từ đó xác định kiểu gen, kiểu hình của F và lập sơ đồ lai

a, Cách giải: gồm 3 bước:

Bước 1: Biện luân, quy ước gen:

- Xác định tính trội - lặn, tính thuần chủng của P

- Xác định được quy luận chi phối phép lai

- Quy ước gen

Bước 2: Xác định kiểu gen của P

Bước 3: Viết sơ đồ lai, xác định tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình của F

b, Ví dụ:

* Ví dụ 1: Ở đậu Hà Lan, tính trạng quả vàng là trội hoàn toàn so với tính trạng quả xanh Cho đậu quả vàng thuần chủng giao phấn với đậu quả xanh thu được F1 Biện luận viết sơ đồ lai từ P đến F1

Biết tính trạng màu sắc quả do một cặp gen quy định

Giải:

Bước 1: Quy ước gen:

Theo đề bài ta quy ước:

Gen A: quy định quả vàng

Gen a: quy định quả xanh

Bước 2: Xác định kiểu gen P

Cây P thuần chủng quả vàng có kiểu gen AA

Cây P quả xanh có kiểu gen aa

Bước 3: Viết sơ đồ lai

P : AA

Quả vàng

Quả xanh

F1 : Aa ( toàn đậu quả vàng )

* Ví dụ 2: Ở bầu, biết quả tròn là tính trạng trội hoàn toàn so với tính trạng quả dài Cho giao phấn giữa cây quả tròn với cây quả dài thu được F1 đồng loạt bầu giống nhau Cho F1 tự thụ phấn thu được F2 Biện luận viết sơ đồ lai từ P đến F2

Biết tính trạng hình dạng quả do một cặp gen quy định

Giải:

+ Bước 1: Quy ước gen

- Gọi gen A: quy định quả tròn

- gen a quy định quả dài

Vì F1 thu được đồng loạt bầu giống nhau nên suy ra P thuần chủng

+ Bước 2: Xác định kiểu gen của P

Vì mỗi tính trạng do một cặp gen quy định nên:

Kiểu gen cây P thuần chủng quả tròn là AA

Kiểu gen cây P thuần chủng quả dài là aa

+ Bước 3: Sơ đồ lai:

P : AA

Quả tròn

Quả dài

F1 : Aa (100% quả tròn)

F1 x F1 : Aa ( quả tròn) x Aa ( quả tròn)

GF1 : A ; a A ; a

F2 : 1AA : 2Aa : 1aa

Tỉ lệ kiểu hình : 3 quả tròn : 1 quả dài

2/ Dạng 2- Bài toán nghịch:

Là dạng bài toán biết tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình của các thế hệ con cháu Từ đó xác định kiểu gen, kiểu hình của bố mẹ

a Cách giải:

- Bước 1: Phân tích tỉ lệ kiểu hình của đời con thành tỉ lệ quen thuộc Dựa vào tỉ lệ quen thuộc suy ra tính trội tính lặn, quy luật chi phối phép lai, tính thuần chủng của P Nếu đời con có tỉ lệ kiểu hình:

- F ( 3 : 1 ) tuân theo định luật phân li của Menđen

> Tính trạng chiếm tỉ lệ 43 là tính trạng trội hoàn toàn so với tính trạng chiếm

tỉ lệ

4

1

Vậy thế hệ trước dị hợp 1 cặp gen (P: Aa x Aa)

- F ( 1 : 1 ) là kết quả của phép lai phân tích Vậy P: Aa x aa

- Bước 2: Xác định kiểu gen, kiểu hình của bố mẹ

- Bước 3: Lập sơ đồ lai và xác định kết quả

b/ Ví dụ:

Cho đậu Hà Lan hạt trơn lai với đậu hạt nhăn F1 thu được toàn đậu giống nhau, cho F1 tự thụ phấn F2 thu được 362 đậu hạt trơn và 120 đậu hạt nhăn Biện luận, viết

sơ đồ lai

Biết tính trạng hình dạng quả do một cặp gen quy định.

Giải:

Bước 1:

- Xét tỉ lệ kiểu hình ở F2 ta có:

Hạt trơn : hạt nhăn = 362 : 120 xấp xỉ bằng 3 : 1

 Tuân theo quy luật phân li của Menđen

Vậy: Tính trạng hạt trơn chiếm tỉ lệ 43 là tính trạng trội hoàn toàn so với tính trạng hạt nhăn chiếm tỉ lệ 41

Quy ước: A là gen quy định tính trạng hạt trơn

a là gen quy định tính trạng hạt nhăn

F1 phải có kiểu gen dị hợp Aa kiểu hình toàn đậu hạt trơn

- Vì F1 thu được toàn đậu giống nhau suy ra P thuần chủng

- Tính trạng hình dạng quả do một cặp gen quy định.Vậy:

+ Cây P thuần chủng hạt trơn có kiểu gen AA

+ Cây P thuần chủng hạt nhăn có kiểu gen aa

Bước 2: Viết sơ đồ lại:

P : AA

(hạt trơn)

( hạt nhăn)

F1 : Aa ( toàn đậu hạt trơn )

F1 x F1 : Aa ( hạt trơn ) x Aa ( hạt trơn )

GF1 : A ; a A ; a

F2 : 1AA : 2Aa : 1aa

Tỉ lệ kiểu hình : 3 hạt trơn : 1 hạt nhăn

3/ Bài tập mẫu có lời giải:

Câu 1: Ở đậu Hà Lan, cho giao phấn giữa cây hoa đỏ và cây hoa trắng được F1 Tiếp tục

cho F1 giao phấn với nhau được F2 Biết rằng hoa đỏ là trội hoàn toàn so với hoa trắng

a Hãy viết sơ đồ lai có thể có từ P ->F2

b Cho cây hoa đỏ không thuần chủng ở F2 lai với cây hoa trắng Hãy cho biết bản chất của phép lai này là phép lai gì? Viết sơ đồ lai của phép lai ấy?

Biết rằng tính trạng màu hoa do 1 gen qui định

* Giải

a Sơ đồ lai có thể từ P ->F 2

Qui ước: Gen A: Qui định tính trạng hoa đỏ

Gen a : Qui định tính trạng hoa trắng

Vì tính trạng màu sắc hoa do 1 gen qui định nên:

- Kiểu gen của cây hoa đỏ : AA hoặc Aa

- Kiểu gen của cây hoa trắng : aa

Ta có các sơ đồ lai sau:

Sđl 1:

P : AA

(Hoa đỏ)

(Hoa trắng)

F1 : Aa ( 100% Hoa đỏ)

F1 x F1 : Aa (Hoa đỏ) X Aa (Hoa đỏ)

GF1 : A : a A : a

F2 : 1AA : 2Aa : 1aa

Tỉ lệ kiểu hình : 3 Hoa đỏ : 1 Hoa trắng

Sđl 2:

P : Aa

(Hoa đỏ)

(Hoa trắng)

F1 : Aa : aa

1 Hoa đỏ : 1 Hoa trắng

Cho F 1 giao phấn với nhau có thể có 3 trường hợp sau:

F1 x F1 : Aa x Aa

GF1 A, a A, a

F2 : 1AA : 2Aa : 1aa

KH: 3 hoa đỏ

1 hoa trắng

F1 x F1 : Aa x aa GF1 A, a a F2 : 1Aa : 1aa

KH : 1 hoa đỏ

1 hoa trắng

F1 x F1 : aa x aa GF1 a a F2 : aa KH: 100% hoa trắng

b Cho cây hoa đỏ không thuần chủng ở F2 ( Aa ) lai với cây hoa trắng ( aa )

Đây là phép lai phân tích nhằm xác định kiểu gen của cây hoa đỏ ở F2

Sơ đồ lai

Kiểu hình: 1 hoa đỏ : 1 hoa trắng

Câu 2: Cho đầu Hà Lan hạt trơn lai với đậu hạt nhăn, F1 thu được toàn đậu hạt trơn

Cho cây F1 tự thụ phấn Xác định tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hinh ở F2 ? Viết SĐL Biết tính trạng hình dạng hạt đậu do 1 gen quy định

* Giải:

- Vì F1 thu được toàn đâuh hạt trơn

> Tính trạng hạt trơn trội hoàn toàn so với tính trạng hạt nhăn, P thuần chủng

- Vì tính trạng hình dạng hạt do một cặp gen quy định nên ta quy ước:

A : là gen quy định tính trạng hạt trơn

a : là gen quy định tính trạng hạt nhăn

> Kiểu gen của đậu hạt trơn Pt/c là AA

Kiểu gen của đậu hạt nhăn Pt/c là aa

Sđl P : AA

( hạt trơn )

( hạt nhăn )

F1 tự thụ phấn

4/ Bài tập tự giải:

Bài 1: Ở chuột đuôi dài là tính trạng trội hoàn toàn so với đuôi ngắn Chuột đực đuôi dài thuần chủng giao phối với chuột cái đuôi ngắn thu được F1

a Hãy lập sơ đồ lai

b Nếu cho F1 giao phối với chuột P thì những phép lai nào có thể xảy ra Xác định tỉ

lệ kiểu hình của mỗi phép lai

Bài 2: Khi giao phấn giữa cây quả tròn với cây quả dài thu được F1 đồng loạt quả tròn

a.Xác định đặc điểm di truyền của cặp tính trạng về hình dạng quả Viết sơ đồ lai

b Nếu cho F1 tự thụ phấn xác định F2

c Tìm kết quả ở con lai khi cho F1 lai phân tích

Bài 3: Khi lai 2 giống cà chua quả đỏ và quả vàng F1 thu toàn quả đỏ, cho F1 tự thụ

phấn F2 thu được 198 đỏ và 70 vàng

a- Lập sơ đồ lai cho phép lai trên và cho biết kết quả F1, F2 ?

b- Khi cho cây F1 lai cây F2 quả đỏ thì kết quả thu được thế nào ? Viết sơ đồ lai c- Làm thế nào để chọn được cây quả đỏ thuần chủng ở F2 ?

Bài 4: Cho Bí quả tròn lai với Bí quả dài, F1 đồng tính Cho F1 tự thụ phấn thu được

kết quả ở F2 như sau: 74,5% Bí quả tròn, 25,5% Bí quả dài Hãy xác định kiểu gen, kiểu hình của P và F1 Lập sơ đồ lai từ P đến F2

II Một số dạng bài tập lai hai cặp tính trạng và hướng dẫn giải cho từng dạng:

1/ Bài toán thuận:

Là dạng bài toán đã biết tính trội, tính lặn, kiểu hình của bố mẹ Từ đó tìm kiểu gen, kiểu hình của con

a/ Cách giải:

Cách giải tương tự như bài toán thuận của phép lai một cặp tính trạng

Gồm 3 bước:

- Biện luận, quy ước gen

- Xác định kiểu gen của bố mẹ

- Lập sơ đồ lai

b/ Ví dụ:

Ở Cà chua, hai tính trạng thân cao và quả đỏ trội hoàn toàn so với thân thấp và quả vàng Hai cặp tính trạng phân ly độc lập với nhau Cho cây thân cao, quả vàng thuần

chủng giao phấn với cây thân thấp, quả đỏ thuần chủng thu được F1 cho F1 tự thụ phấn thu được F2 Viết sơ đồ lai từ P đến F2

Giải:

Bước 1: Theo bài ra ta quy ước

Gen A quy định thân cao trội, gen a quy định thân thấp lặn

Gen B quy định quả đỏ trội, gen b quy định quả vàng lặn

Bước 2: Vậy:

- Cây thân cao, quả vàng thuần chủng có kiểu gen là AAbb

- Cây thân thấp, quả đỏ thuần chủng có kiểu gen là aaBB

Bước 3: Viết sơ đồ lai

thân cao, quả vàng

thân thấp, quả đỏ

F1 tự thụ phấn

F2:

Kiểu hình F2 Thân cao, quả

đỏ

Thân cao, quả vàng

Thân thấp, quả đỏ

Thân thấp, quả vàng

Tỉ lệ của mỗi

kiểu gen F2

1 AABB 2AABb

2 AaBB

4 AaBb

1AAbb

2 Aabb

1aaBB

2 aaBb

1 aabb

Tỉ lệ KH F2 9 cao, đỏ 3 cao vàng 3 thấp, đỏ 1 thấp, vàng

2/ Bài toán nghịch:

Là dạng bài toán khi biết số lượng hoặc tỉ lệ kiểu hình ở đời con Tìm kiểu gen của bố mẹ và lập sơ đồ lai

a/ Cách giải:

+ Bước 1: Quy ước gen

- Phân tích sự di truyền của từng cặp tính trạng ở đời con suy ra quy luật chi phối từng tính trạng, tính trội lặn, kiểu gen của bố mẹ cho mỗi cặp tính trạng

- Xét chung sự di truyền của hai cặp tính trạng suy ra quy luật chi phối cả hai tính trạng và kiểu gen của bố mẹ về hai cặp tính trạng

+ Bước 2: Xác định kiểu gen của bố, mẹ

+ Bước 3: Viết sơ đồ lai.

b/ Ví dụ:

Ở lúa hai tính trạng thân cao và hạt gạo đục trội hoàn toàn so với hai tính trạng thân thấp và hạt gạo trong Trong một phép lai giữa hai cây người ta thu được F1 có kết quả như sau: 120 cây thân cao hạt gạo đục : 119 cây thân cao, hạt gạo trong : 40 cây thân thấp, hạt gạo đục : 41 cây thân thấp, hạt gạo trong

Hãy biện luận để xác định kiểu gen, kiểu hình của bố mẹ và lập sơ đồ lai Biết hai tính trạng di truyền độc lập

Giải

- Con F1 có tỉ lệ kiểu hình : 120 : 119 : 40 : 41 3 : 3 : 1 : 1

+ Bước 1: Theo bài ra ta quy ước

Gen A : quy định thân cao, gen a : quy định thân thấp

Gen B : quy định hạt gạo đục, gen b : quy định hạt gạo trong

- Phân tích từng cặp tính trạng ở con lai F1 ta có:

+ Về chiều cao thân cây:

Thân cao : thân thấp = (120 +119 ) : ( 40 +41 ) = 3 : 1

Tuân theo quy luật phân ly Suy ra 2 cây P đều mang kiểu gen dị hợp Aa

+ Về màu hạt:

Hạt gạo đục : Hạt gạo trong = (120 + 40 ) : ( 119 + 41 ) = 1: 1

Là kết quả của phép lai phân tích Vậy P : Bb (hạt gạo đục) x bb (hạt gạo trong)

- Xét chung sự di truyền của hai tính trạng:

(Thân cao : thân thấp) x (Hạt gạo đục : Hạt gạo trong ) = (3:1) x (1:1)

= 3 : 3 : 1 : 1 Suy ra phép lai trên tuân theo quy luật phân li độc lập của Menđen

+ Bước 2: Vậy kiểu gen, kiểu hình của hai cây P là:

- Một cây P có kiểu gen là AaBb ( thân cao, hạt gạo đục )

- Một cây P có kiểu gen là Aabb ( thân cao, hạt gạo trong )

Bước 3: sđl

P : AaBb x Aabb

Thân cao, hạt gạo đục thân cao, hạt gạo trong

G : AB ; Ab ; aB ; ab Ab ; ab

F1:

1 AABb

1 Aabb

cao, đục

AAbb cao, trong

AaBb cao, đục

Aabb cao,trong

cao, đục

Aabb cao, trong

aaBb thấp,đục

aabb thấp, trong

1 aaBb 1 thân thấp, hạt gạo đục.

1 aabb 1 thân thấp, hạt gạo trong

3/ Bài tập mẫu có lời giải:

Câu 1: Ở Chó gen A quy định tính trạng lông đen là trội hoàn toàn, gen a quy định

tính trạng lông trắng là lặn, Gen B quy định tính trạng lông ngắn là trội hoàn toàn, gen

b quy định tính trạng lông dài là lặn Các cặp tính trạnh này di truyền độc lập với nhau Cho chó lông đen ngắn thuần chủng giao phối với chó thuần chủng lông trắng dài

a- Viết sơ đồ lai từ P đến F1 Xác định kiểu hình ở F2 khi cho F1 tự thụ phấn

b- Làm thế nào để xác định được chó lông đen dài thuần chủng?

* Giải

Gọi: A- Gen quy định tính trạng lông đen ( trội )

a- Gen quy định tính trạng lông trắng ( lặn )

B - Gen quy định tính trạng lông ngắn ( trội )

b - Gen quy định tính trạng lông dài ( lặn ):

Vì hai cặp tính trạng di truyền độc lập với nhau Nên ta có :

Kiểu gen của chó lông đen ngắn thuần chủng : AABB

Kiểu gen của chó lông trắng dài thuần chủng : aabb

F2 Kiểu hình F2 Đen, ngắn Đen, dài Trắng, ngắn Trắng, dài

Tỉ lệ của mỗi

kiểu gen F2

1 AABB 2AABb

2 AaBB

4 AaBb

1AAbb

2 Aabb

1aaBB

2 aaBb

1 aabb

Tỉ lệ KH F2 9 Đen, ngắn 3 Đen, dài 3 Trắng, ngắn 1 Trắng, dài

b Để xác định được chó lông đen dài thuần chủng , người ta dùng phương pháp lai

phân tích , tức là cho lai với chó lông trắng dài :

- Nếu F1 đồng tính  P thuần chủng

đen, ngắn

trắng, dài

F1 x F1 AaBb x AaBb