skkn phương pháp giảng dạy chuyên đề hoán vị gen và một số bài tập tổng hợp

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HƯNG YÊN TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY CHUYÊN ĐỀ HOÁN VỊ GEN VÀ MỘT SỐ BÀI TẬP TỔNG HỢP Môn: Sinh học Tác giả: Nguyễn Văn Bình Giáo viên môn: Sinh học Năm học 2014 A MỞ ĐẦU Trong qui luật di truyền giới thiệu chương trình Sinh học bậc THPT, hoán vị gen qui luật có sở tế bào học không khó hiểu phức tạp so với qui luật khác Học sinh cần phải có kiến thức tương đối giảm phân lĩnh hội qui luật cách đầy đủ hiệu Đối với đối tượng học sinh giỏi môn Sinh học nói chung học sinh thi chọn học sinh giỏi Quốc gia nói riêng, dạng tập hoán vị gen dạng thường gặp Đặc biệt, dạng thông thường có dạng trao đổi chéo điểm, lập đồ di truyền yêu cầu học sinh kiến thức cao hoạt động NST giảm phân làm Việc nắm vững qui luật hoán vị gen ý nghĩa hiểu biết qui luật di truyền mà giúp học sinh so sánh qui luật phân li độc lập, liên kết gen hoán vị gen với nhau, hiểu rõ nguyên nhân dẫn đến khác qui luật đồng thời thấy rõ mối liên quan mật thiết hoạt động NST với di truyền tính trạng, hoạt động NST với di truyền gen NST Một nội dung khó giảng dạy hoán vị gen tượng trao đổi chéo kép lập đồ di truyền Nếu cách dạy học phù hợp học sinh giáo viện mắc phải sai lầm mặt kiến thức Trong trình giảng dạy trao đổi chuyên môn đồng nghiệp qua tiết dự giờ, ý để tìm cách giúp học sinh lĩnh hội tốt qui luật hoán vị gen giải tập liên quan đến hoán vị gen, tập tổng hợp Đối với học sinh giỏi, yêu cầu giải tập mức cao Vì vậy, lựa chọn đề tài “ Phương pháp giảng dạy chuyên đề hoán vị gen số tập tổng hợp” để đưa phương pháp giảng dạy phù hợp giúp học sinh học quy luật HVG cách hiệu hứng thú thông qua hoạt động nhận thức hệ thống tập Mục đích - Học sinh lĩnh hội quy luật HVG - Nâng cao hiểu biết học sinh qui luật di truyền liên kết gen, hoán vị gen Qua đó, học sinh có hiểu biết tổng quát tính qui luật tượng di truyền, hoạt động NST mối liên quan hoạt động NST với hoạt động gen NST di truyền tính trạng gen chi phối - Rèn luyện kĩ giải tập di truyền cho học sinh đại trà học sinh giỏi môn Sinh học - Nâng cao kết dạy học kết thi chọn học sinh giỏi Tỉnh Quốc gia môn Sinh học lớp 12 Để dạy tốt chuyên đề giáo viên cần nghiên cứu kiến thức liên quan về: - Quá trình giảm phân: Hoạt động tiếp hợp trao đổi chéo đoạn tương đồng NST tương đồng kì trước GP I dẫn đến hoán vị gen tái tổ hợp gen khác nguồn gốc - Quá trình phát sinh giao tử động vật thực vật - Các qui luật di truyền Menden, qui luật tương tác gen - Qui luật liên kết gen hoán vị gen: Thí nghiệm lai đối tượng ruồi giấm Drosophila melanogasto T Moocgan - Các dạng tập vận dụng qui luật di truyền hoán vị gen tập nâng cao Đối với học sinh cần củng cố kiến thức về: - Quá trình giảm phân - Quá trình phát sinh giao tử động vật thực vật - Các qui luật di truyền Menden, qui luật tương tác gen - Đồng thời nghiên cứu trước qui luật liên kết gen hoán vị gen, chủ động lĩnh hội kiến thức Phạm vi nghiên cứu: - Nội dung: Lý thuyết tập qui luật hoán vị gen qui luật di truyền khác - Đối tượng: Học sinh lớp chuyên sinh học sinh đại trà ôn thi đại học B NỘI DUNG I PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY CHUYÊN ĐỀ HOÁN VỊ GEN Hướng dẫn học sinh ôn tập tượng tiếp hợp trao đổi chéo, trình giảm phân phát sinh giao tử a Tiếp hợp trao đổi chéo: - Sự tiếp hợp trao đổi chéo cromatit khác nguồn gốc cặp NST tương đồng xảy vào kì trước GP I - Sự tiếp hợp trao đổi chéo xảy cromatit không chị em cromatit cặp NST kép tương đồng Hai cromatit không chị em trao đổi với đoạn tương đồng - Sự trao đổi chéo NST dẫn đến hoán vị gen (đổi chỗ gen), làm gen nằm NST khác nguồn gốc có dịp tổ hợp NST - TĐC xảy trường hợp cấu trúc NST giống khác dẫn đến kết khác biệt tỉ lệ giao tử giảm phân cặp NST chứa cặp gen dị hợp - Tiếp hợp trao đổi chéo dẫn đến hoán vị gen phụ thuộc vào loài sinh vật, giới tính, b Quá trình giảm phân phát sinh giao tử * Ở động vật: - tế bào sinh tinh → tinh trùng + Nếu hoán vị gen, tinh trùng chia làm nhóm giống đôi + Nếu có hoán vị gen, với thể dị hợp tử cặp gen cặp NST, tinh trùng khác nhau, tinh trùng liên kết gen, tinh trùng hoán vị gen - tế bào sinh trứng → tế bào trứng Khả bắt gặp trứng sinh liên kết hay hoán vị 50% * Ở thực vật: - tế bào mẹ hạt phấn → hạt phấn Sau hạt phấn cho nhân sinh dưỡng nhân sinh sản (nhân sinh sản phát sinh cho giao tử đực) - tế bào mẹ túi phôi → noãn (giao tử cái) Giảng dạy qui luật hoán vị gen * Thí nghiệm T Moocgan - Lai phân tích ruồi F1 với ruồi đực thân đen, cánh cụt thu kết quả: 0, 415 ruồi thân xám, cánh dài 0, 415 ruồi thân đen, cánh cụt 0, 085 ruồi thân xám, cánh cụt 0, 085 ruồi thân đen, cánh dài Trên sở kiến thức học giảm phân, qui luật di truyền Menden qui luật tương tác gen, liên kết gen, yêu cầu học sinh phân tích kết thí nghiệm Học sinh giải thích xuất kiểu hình thân xám cánh cụt thân đen, cánh dài Để giúp học sinh giải thích kết thí nghiệm, giáo viên cần đưa câu hỏi định hướng cho học sinh trả lời (Ví dụ: Ruồi đực F1 cho loại giao tử? Fb có kiểu tổ hợp giao tử? Ruồi F1 có kiểu gen nào, cho loại giao tử nào, tỉ lệ bao nhiêu? Do đâu xuất thêm loại giao tử không LKG hoàn toàn? Nếu cặp gen PLĐL kết nào? ) *Giải thích thí nghiệm: Ruồi đực thân đen, cánh cụt cho loại giao tử bv Vì kết lai chứng tỏ ruồi F1 phải cho loại giao tử với tỉ lệ: 0,415 BV : 0,415 bv : 0,085 bV : 0,085 Bv - Như trình phát sinh giao tử cái, gen B V, b v liên kết không hoàn toàn Sự đổi chỗ gen B b (hoặc V v) dẫn đến xuất loại giao tử Bv bV – giao tử HVG *Cơ sở tế bào học tượng hoán vị gen - Cơ sở tế bào học tượng hoán vị gen trao đổi đoạn tương đồng NST cặp tương đồng kì trước GP I (trao đổi chéo) Sự trao đổi chéo NST dẫn đến tượng hoán vị gen Hoán vị gen làm xuất loại giao tử hoán vị gen Bv bV bên cạnh loại giao tử liên kết gen hoàn toàn BV bv - Khả xảy HVG đặc trưng tần số HVG – Tổng tỉ lệ loại giao tử sinh HVG tổng số giao tử sinh - Vì hoán vị gen xảy cromatit không chị em cromatit cặp NST tương đồng nên tỉ lệ loại giao tử có hoán vị gen tỉ lệ loại giao tử liên kết gen hoàn toàn - Nếu hoán vị gen xảy tất tế bào trình phát sinh giao tử tần số HVG đạt 50% nên thực tế tần số hoán vị gen không vượt 50% (f ≤ 50%) - Tần số hoán vị gen tính tổng tỉ lệ % loại giao tử tạo hoán vị gen.Trong phép lai phân tích, tần số hoán vị gen tính tổng tỉ lệ % loại kiểu hình tái tổ hợp gen (nếu thể đem lai phân tích dị hợp tử tần số HVG tính tổng tỉ lệ cá thể có kiểu hình khác bố mẹ, ngược lại tần số HVG tính tổng tỉ lệ cá thể có kiểu hình giống bố mẹ thể đem lai phân tích dị hợp tử chéo) - Tần số hoán vị gen thể khoảng cách tương đối gen NST Khoảng cách gen NST lớn tần số hoán vị gen cao - Người ta dựa vào tượng hoán vị gen để lập đồ di truyền Đơn vị đồ cM, cM ứng với 1% trao đổi chéo - Trong thí nghiệm trên, tần số hoán vị gen là: f = 0,85 + 0,85 = 0,17 = 17% Như khoảng cách gen nghiên cứu 17cM - Để phát hiện tượng hoán vị gen, người ta dùng phương pháp lai, tốt phép lai phân tích Dấu hiệu nhận biết quy luật hoán vị gen - Khi lại phân tích cá thể dị hợp tử hai cặp gen, xuất kiểu hình với tỉ : a: a: b: b (a > b) ta kết luận hai cặp tính trạng di truyền theo quy luật hoán vị gen Có thể tổng quát với nhiều cặp tính trạng - Khi tự thụ phấn giao phối thể dị hợp cặp gen nằm NST thường, kết cho kiểu hình tỉ lệ khác 9: 3: 3: 1, ta kết luận hai cặp tính trạng di truyền theo quy luật hoán vị gen  Một cách tổng quát: Nếu số loại kiểu hình thu tính trạng xét với trường hợp tính trạng di truyền độc lập tỉ lệ không tích nhóm tỉ lệ kiểu hình xét riêng tính trạng ta suy có tượng hoán vị gen (trừ trường hợp tần số HVG = 50% kết giống nhau) Phương pháp xác định tần số hoán vị gen a Dựa vào phép lai phân tích Trong phép lai phân tích, cá thể có kiểu gen đồng hợp lặn cho loại giao tử, nên kết phép lai phụ thuộc vào tỉ lệ giao tử đối tượng đem lai ( cá thể cần kiểm tra KG ) Từ FB ta suy nhóm gen liên kết tính tần số hoán vị gen Để xác định nhóm gen liên kết ta vào cá thể mang kiểu hình lặn => Tìm tỉ lệ giao tử mang gen lặn ab + Nếu ab > 25% => giao tử sinh LKG => Liên kết ( A liên kết B, a liên kết b ) + Nếu ab < 25% => Giao tử sinh hoán vị => Liên kết đối (A liên kết b, a liên kết B ) - Tần số hoán vị gen: % kiểu hình mang tỉ lệ nhỏ(do tái tổ hợp) TSHVG = 100% tổng số cá thể thu phép lai phân tích b Dựa tỉ lệ thể có kiểu hình lặn Các thể P dị hợp tử cặp, ta dựa vào tỉ lệ kiểu hình lặn ab/ab + Trường hợp 1: HVG xảy hai giới  Cách giải: Tính tỉ lệ % kiểu hình lặn ab/ab % ab/ab = %ab x %ab Từ suy tỉ lệ giao tử ab Nếu % ab > 25% => Giao tử sinh LK => Liên kết Nếu % ab < 25% => Giao tử sinh HV => Liên kết đối + Trường hợp 2: Nếu xảy hoán vị giới  Cách giải: Tính tỉ lệ % kiểu hình lặn ab/ab sau tìm % giao tử ab sinh từ thể có HVG ab (cơ thể có KH lặn): 50% % ab = % ab Nếu % ab > 25% -> Liên kết Nếu % ab < 25% -> Liên kết đối c Lập phương trình Bài toán không cho biết kiểu hình lặn, mà cho kiểu hình mang tính trạng trội tính trạng lặn Lúc ta cần lập phương trình để giải ( P dị hợp tử) (Hoán vị xảy hai giới) + Trường hợp 1: Biết kiểu hình bố mẹ  Cách giải: + => Kiểu gen P F1 + Gọi ẩn số cho tần số hoán vị gen là: x => Ta có phương trình: ( x/2)2 + x/2 (1-x)/2 = %( A – bb) %(aaB - ) VD: Đem lại cao hạt dài với thấp hạt ngắn =>F1 100% cao hạt dài F1 tự thụ -> F2 tổng 15000 gồm loại kiểu hình có 1350 cao, hạt ngắn Mỗi gen quy định tính trạng - Quy luật di truyền ? - Lập sơ đồ lai từ P -> F2 - Tính số lượng cá thể thuộc kiểu hình xuất F2 Bài giải: - P khác cặp tính trạng -> F1 đồng loạt cao, hạt dài => Cao >> thấp ; Hạt dài >> Hạt ngắn Quy ước: A - Cao; a – thấp; B – hạt dài; b – hạt ngắn F1 tự thụ: % ( A- bb ) ≠ 3/16 ≠ 1/4 tuân theo quy luật HVG - SĐL: P: AB/AB F1 x ab/ab AB/ab Gọi x tần số hoán vị gen ( x < 50% ) x/2 tỉ lệ giao tử Ab aB (1-x)/ tỉ lệ giao tử AB, ab F2 có kiểu gen Có hai kiểu gen Ab aB (hoặc ) Ab aB Ab aB (hoặc ) ab ab Ta có phương trình: (x/2)2 + 2(x/2) (1-x)/2 = % (A – bb) % (aaB-) = 1350/ 15000 = 0,09 => x = 0,2 Vậy TSHVG f = 20% -> % ab/ab = 40% x 40% = 16% % A – bb = 9% % aaB = 9% % AB = 100% - (16% + 9% + 9%) = 66%  Số lượng loại + Trường hợp 2: P dị hợp kiểu hình P Gọi x tỉ lệ giao tử Ab (hoặc aB) y tỉ lệ giao tử ab Ta có : x + y = 0,5  x2 + 2xy + y2 = 0,25 Trong đó: y2 + 2yz = % (A-bb) (hoặc aaB-) => y2 = 0,25 - % A-bb %aaB-> y => Từ y suy nhóm gen liên kết xác định tần số hoán vị gen VD: Khi lai P t/c khác hai cặp tính trạng tương phản F1 => 100% cao, hạt dài F1 tự thụ, F2 có kiểu hình có 1440 cao, hạt tròn tổng số 16000 a Biện luận xác định qui luật di truyền b Lập sơ đồ lai tính kiểu hình lại F2 Bài giải a Biện luận -> quy luật hoán vị Quy ước: A cao; a thấp B hạt dài; b hạt tròn b Gọi x tỉ lệ giao tử Ab Gọi y tỉ lệ giao tử ab Ta có: y2 = 0,25 – 1440/16000 = 0,16 => y = 0,4 y = 40% > 25% giao tử sinh liên kết => f (tần số HVG) = 0,2 => Liên kết => F1: AB/ab Ngoài số dạng tập làm gặp số dạng tính trạng di truyền tuân theo quy luật tương tác gen hoán vị gen ( cặp gen liên kết không hoàn toàn cặp NST phân ly độc lập với cặp gen lại hay toán có cặp tính trạng, có hai cặp di truyền theo quy luật hoán vị gen, toán hoán vị gen + quy luật di truyền liên kết giới tính, toán lập đồ di truyền,…) Đó dạng khó đòi hỏi học sinh phải biết tổng hợp kiến thức, tư logic làm Lập đồ di truyền Để lập đồ di truyền phải dựa vào phép lai, đặc biệt phép lai phân tích để tính tần số hoán vị gen a Trường hợp xét thể dị hợp tử cặp gen cặp nhiễm sắc thể * Cơ sở di truyền học 10 Bài 7: Cho giao phấn bố mẹ chủng khác hai cặp gen tương phản thu F1 đồng loạt cao, chín sớm F2 có kiểu hình kiểu hình cao, chín muộn chiếm 12,75% Biện luận viết sơ đồ lai từ P đến F2 Lời giải: - Bước 1: + P chủng hai cặp tính trạng tương phản đem lai F1 đồng tính trạng cao, chín sớm (phù hợp định luật đồng tính Menđen )  cao, sớm trội so với thấp, muộn + Qui ước A: cao a: thấp B: chín sớm b: chín muộn + F1 có kiểu gen dị hợp hai cặp gen (Aa,Bb) + Tỉ lệ phân tính kiểu hình F2: cao, chín muộn (A-; bb) = 12,75%   16  qui luật di truyền chi phối di truyền hai cặp tính trạng qui luật di truyền hoán vị gen - Bước 2: + Gọi tỉ lệ giao tử F1 AB = ab = x Ab = aB = y Ta có y2 + 2xy = 0,1275(1) x + y = (2) + Giải hệ phương trình (1) & (2) ta được: x = 0,35  0,25 ( giao tử liên kết) y= 0,15  0,25 (giao tử hoán vị gen) + Suy kiểu gen F1 AB tần số HVG (f) = 0,15 x = 0,3 ab 19 + Kiểu gen P AB ab x AB ab - Bước 3: Lập sơ đồ lai từ P đến F2 (HS tự lập) Bài 8: Trong loạt phép lai,nhóm liên kết gồm gen A, B, C, D, E có tần số tái tổ hợp sau: A B C D E A - 12 B - 12 C 12 - 16 13 D 12 16 - E 13 - Xác định đồ di truyền gen Lời giải: - Tần số tái tổ hợp lớn gen C gen D → gen C D nằm đầu mút, khoảng cách C D 16 cM - Khoảng cách B C cM - Khoảng cách A C 12 cM - Khoảng cách E C 13 cM - Thứ tự gen NST : CBAED Bài 9: Cho giao phấn loài (P) khác cặp tính trạng tương phản chủng, thu F1 gồm 100% thân cao, tròn Cho F1 giao phấn với thu F2 phân li theo tỉ lệ 50,16% thân cao, tròn : 24,84% thân cao, dài : 24,84%thân thấp, tròn : 0,16% thân thấp, dài Tiếp tục cho F2 giao phấn với F3 phân li theo tỉ lệ thân cao, tròn : thân cao, dài : thân thấp, tròn : thân thấp, dài 20 Xác định kiểu gen P F2 dùng để giao phấn, biết gen qui định tính trạng, tính trạng trội trội hoàn toàn Lời giải: - Các tính trạng xuất F1 tính trạng trội - Qui ước : A: thân cao B: tròn a: thân thấp b: dài - Theo đầu bài, kiểu gen F1 dị hợp tử cặp gen Tỉ lệ kiểu hình F2 khác tỉ lệ : : : chứng tỏ gen liên kết không hoàn toàn - Cây thân thấp, dài F2 chiếm tỉ lệ 0,16% → ab/ ab = 0,0016 - Ta có ab/ ab = 0,0016 = 0,04 ab x 0,04 ab → giao tử ab giao tử hoán vị gen → Kiểu gen F1 Ab/ aB * Vậy kiểu gen P : Ab/Ab aB/aB - Xét phép lai F2: Thân cao / thân thấp = : → Kiểu gen đem lai Aa aa Quả tròn / dài = : → Kiểu gen đem lai Bb bb Kết phép lai giống trường hợp phân li độc lập, không quan sát tượng hoán vị gen, chứng tỏ thể F2 dùng để giao phấn dị hợp tử 1cặp gen * Kiểu gen F2 Ab / ab aB / ab Bài 10: Khi lai cá thể loài với F1 có tỉ lệ 0,54 mắt đỏ, tròn 0,21 mắt đỏ, det 0,21 mắt trắng, tròn 0,04 mắt trắng, dẹt Xác định kiểu gen P Biết gen gen qui định nằm NST thường Lời giải: - Xét tỉ lệ phân li tính trạng F1: 21 Mắt đỏ / mắt trắng = : → Kiểu gen P Aa Aa A : mắt đỏ ; a: mắt trắng Mắt tròn / mắt dẹt = : → Kiểu gen P Bb Bb B : mắt tròn ; b: mắt dẹt - Như cá thể đem lai dị hợ tử cặp gen Kết phép lai khác : : : chứng tỏ cặp gen liên kết không hoàn toàn - F có 0,04 mắt trắng, dẹt → ab/ ab = 0,04 Ta có trường hợp sau: -TH 1:ab/ab = 0,04 = 0,2 ab x 0,2 ab → cá thể đem lai có kiểu gen Ab/aB có hoán vị gen với tần số 40% -TH2 : ab/ab = 0,04 = 0,4 ab x 0,1 ab → cá thể đem lai có kiểu gen AB/ab, cá thể có kiểu gen Ab/aB, cá thể có hoán vị gen với tần số 20% -TH3: : ab/ab = 0,04 = 0,5 ab x 0,08 ab → cá thể đem lai có kiểu gen AB/ab, gen liên kết hoàn toàn; cá thể có kiểu gen Ab/aB, có hoán vị gen với tần số 16% b Bài tập liên quan đến hoán vị gen hai điểm Bài 1: Trong phép lai phân tích, thu lớp kiểu sau: A-B-C- = 113 A-B-cc = 70 A-bbC- = 21 aabbcc = 105 aabbC- = 64 aaB- cc = 17 Xác định kiểu gen thể đem lai phân tích Lập đồ gen Lời giải: Giao tử Số lượng ABC = abc Loại 113 = 105 liên kết => ABC abc ABc = 70 abC = 64 TĐC1 ↓ => BAC 22 AbC = 21 TĐC2 aBc = 17 bac TĐC B/A = 21 + 17 100% = 9,7% 390 TĐC A/C = 70 + 64 100% = 34,4% 390 Bản đồ gen B 9,7cM A 34,4 cM C Bài 2: Hai cá thể ruồi giấm trông bề bình thường đem lai với hệ sau sau: Các cái: ABC…………………2000 Các đực: aBC………………….825 0,832 Abc………………… 839 abC………………… 86 0.088 ABc………………… 90 aBc………………… 81 0,078 AbC………………… 75 ABC………………….3 0,002 abc……………………1 Xác định kiểu gen cha mẹ, trình tự gen khoảng cách đồ gen Lời giải: - Các tính trạng biểu không giới → gen liên kết với NST X - Kết phân li kiểu hình giới đực chứng tỏ ruồi cho loại giao tử → có xảy hoán vị gen 23 - Trong số ruồi đực, kiểu hình aBC Abc chiếm tỉ lệ lớn → giao tử aBC Abc giao tử liên kết gen Vậy kiểu gen ruồi đem lai XaBCXAbc - Kết phân li kiểu hình giới chứng tỏ ruồi đực cho loại giao tử ABC Vậy kiểu gen ruồi đực đem lai XABCY +Xét số ruồi đực: abC… 86 0.088 → trao đổi chéo đơn chỗ ABc… 90 aBc…81 0,078 → trao đổi chéo đơn chỗ AbC…75 ABC…3 0,002 → trao đổi chéo kép chỗ abc…1 -So sánh kiểu hình ABC abc trao đổi chéo kép chỗ với kiểu hình aBC Abc liên kết gen, ta thấy, trao đổi chéo kép chỗ xảy gen B gen C → Thứ tự gen BAC -Tần số trao đổi chéo gen B gen A là: 0,088 + 0,002 = 0,09 -Tần số trao đổi chéo gen C gen A là: 0,078 + 0,002 = 0,08 -Tần số trao đổi chéo kép gen C gen B là: 0,078 + 0,088 + (2 x 0,002) = 0,017 Vậy khoảng cách gen là: -Khoảng cách gen B gen A là: cM -Khoảng cách gen gen C gen A là:8 cM -Khoảng cách gen gen C gen B là: 17cM 24 II PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP TỔNG HỢP Trên thực tế, đề thi đại học học sinh giỏi dạng tập qui luật di truyền riêng rẽ có nhiều dạng tập tổng hợp liên quan đến hai hay nhiều qui luật di truyền khác nhau, liên quan đến nhiều cặp nhiễm sắc thể khác Có thể sử dụng cách giải sau để xử lí dạng tập giúp cho học sinh hiểu chất dễ dàng lĩnh hội kiến thức Bước 1: Xét di truyền riêng rẽ tính trạng để tìm qui luật di truyền chi phối tính trạng đó, xác định kiểu gen phép lai tính trạng Bước 2: Xét di truyền chung chi phối tính trạng tính trạng (chú ý vận dụng qui luật phân li độc lập Menden) Bước 3: Xác định kiểu gen phép lai tính toán yêu cầu đề Một số ví dụ minh họa: Ví dụ 1: Ở loài thực vật, cho hoa đỏ, tròn dị hợp tất cặp gen (P) tự thụ phấn, đời thu tỷ lệ: hoa đỏ, tròn : hoa trắng, tròn : hoa trắng, dài: hoa vàng, dài Biết tính trạng hình dạng cặp alen D, d quy định, trình giảm phân không xảy đột biến Biện luận tìm phép lai phù hợp với kết Lời giải : Bước : Xét dị truyền riêng rẽ tính trạng - Tính trạng màu sắc hoa : Đời có TLKH đỏ : vàng : trắng => tính trạng di truyền theo qui luật tương tác át chế gen lặn Kiểu gen P AaBb - Tính trạng hình dạng di truyền theo qui luật phân li, kiểu gen P Dd Bước : Xét di truyền chung tính trạng Từ kết phép lai => có tượng liên kết gen hoàn toàn cặp gen Dd với cặp gen Aa Bb Bước : Tìm kiểu gen Xét tỉ lệ hoa đỏ - tròn (A-B-D-) sinh đời chiếm tỉ lệ 9/16 25 Ta có 9/16 A-B-D- = 3/4A-*3/4B-D- => gen B D nằm NST Kiểu gen P Aa BD bd Ví dụ 2: Trong số phép lai thể hoa đỏ người ta thu đời có tỉ lệ kiểu hình đỏ : trắng Có thể tìm phép lai tạo tỉ lệ kiểu hình : Lời giải : - Tính trạng tuân theo qui luật di truyền tương tác gen kiểu bổ trợ tạo tỉ lệ kiểu hình : ta có A-B- : Hoa đỏ; A-bb, aaB-, aabb : Hoa trắng - Có phép lai cho tỉ lệ kiểu hình trắng : đỏ AaBb x aabb Aabb x aaBb - Các phép lai thu TLKH đỏ : trắng Kiểu hình hoa đỏ có kiểu gen A-Bchiếm 3/4 Ta có 3/4 A-B- = 3/4A-x1B- 1A-x3/4B- (vai trò A B nhau) Ví dụ để thu 3/4A- kết phép lai Aa với Aa Để thu 1B- cps thể kết phép lai BB x BB, BB x Bb, BB x bb Như tính chung có phép lai khác có tỉ lệ kiểu hình đỏ : trắng Ví dụ 2: Trong thí nghiệm lai ruồi giấm cánh dài, mắt đỏ với ruồi giấm đực cánh ngắn, mắt trắng; người ta thu toàn ruồi F1 có cánh dài, mắt đỏ Cho ruồi F1 giao phối ngẫu nhiên với người ta F2 gồm: Ruồi F2 Ruồi đực F2 - Cánh dài, mắt đỏ: 147 - Cánh dài, mắt đỏ: 306 - Cánh dài, mắt trắng: 152 - Cánh ngắn, mắt đỏ: 101 - Cánh ngắn, mắt đỏ: 50 - Cánh ngắn, mắt trắng: 51 Cho gen quy định tính trạng Hãy giải thích kết thu thí nghiệm viết sơ đồ lai 26 Lời giải : - F1 cho toàn kiểu cánh dài, mắt đỏ  tính trạng trội so với tính trạng cánh ngắn, mắt trắng - Xét riêng rẽ cặp tính trạng: + Hình dạng cánh: F2 tỷ lệ cánh dài : cánh ngắn, biểu giới  gen quy định hình dạng cánh NST thường (A cánh dài, a cánh ngắn) + Màu mắt: F2 tỷ lệ mắt đỏ: mắt trắng, biểu không giới, mắt trắng có ruồi đực  gen quy định màu mắt nằm NST giới tính X (B gen mắt đỏ, b gen mắt trắng) - Xét di truyền chung cặp tính trạng ( dài : ngắn) ( : đỏ : trắng ) = dài, đỏ : dài, trắng : ngắn, đỏ : ngắn, trắng Hai cặp tính trạng di truyền theo qui luật phân ly độc lập Kiểu gen P : ♀ AAXBXB ♂ aaXbY - SĐL : P: ♀ Dài, đỏ AAXBXB GP: AXB F1: AaXBXb F1  F1: x  ♂ ngắn, trắng aaXbY aXb = aY : AaXBY (100% cánh dài, mắt đỏ) ♀ AaXBXb GF1: AXB = AXb= aXB= aXb =1/4 F2:  ♂ AaXBY  AXB= aXB = AY= aY=1/4 ( học sinh hoàn thành SĐL) TLKH: ♀: dài, đỏ : ngắn, đỏ ♂: dài đỏ : dài trắng ngắn, trắng : ngắn, đỏ Ví dụ 3: Khi cho dẹt - màu đỏ (P) tự thụ phấn thu F1 phân ly theo tỷ lệ xấp xỉ dẹt, màu đỏ : tròn, màu đỏ : tròn, màu vàng : dài, 27 màu vàng Xác định kiểu gen P kết cho P lai phân tích Tương tự ví dụ ĐA Aa BD bd Ví dụ 4: Lai cá thể ruồi giấm chủng F1 đồng loạt mắt đỏ, cánh ngắn a- Lai phân tích đực F1, đời có TLKH: đực mắt trắng, cánh dài : mắt trắng, cánh ngắn : mắt đỏ, cánh ngắn b- Lai phân tích F1, kết thu được: 6,25% mắt đỏ, cánh dài 18,75% mắt đỏ, cánh ngắn 31,25% mắt trắng, cánh ngắn 43,75% mắt trắng, cánh dài Biện luận viết sơ đồ lai trường hợp Biết kích thước cánh gen quy định Lời giải : - Xét di truyền riêng rẽ cặp tính trạng + Màu mắt :  mắt trắng : mắt đỏ = THGT = x1 F1 loại giao tử dị hợp cặp gen  tính trạng màu mắt chi phối cặp gen tác động bổ trợ kiểu : Qui ước cặp gen Aa,Bb Kiểu tuơng tác: A- B- : mắt đỏ A- Bb; aaB -; aabb = mắt trắng  CTL: AaBb x aabb + Dạng cánh : ngắn : dài ngắn trội (D), dài lặn (d)CTL : Dd x Dd - Tỷ lệ phép lai là: : : = THGT = x  F có cặp gen dị hợp có loại giao tử  cặp gen màu mắt liên kết hoàn toàn với cặp dạng cánh - Màu mắt, dạng cánh không giới 2 cặp gen liên kết NST X  kiểu gen F1: ( giả sử B liên kết với D) ♀ AaXBDXbd ; ♂?AaXBDY 28 Vai trò A B nên A liên kết với D  Kiểu gen P : ♀AAXBDXBD (đỏ, ngắn) ; ♂? aaXbdY(trắng, dài) Hoặc ♀ aaXBDXBD (trắng, ngắn); ♂ AAXbdY(trắng, dài) SĐL Trường hợp 1: Trường hợp 2: ♀ AAXBDXBD x ♂? aaXbdY P: ♀ aaXBDXBD x ♂? AAXbdY  aXbd= aY aXB  G: AXBD AXbd = AY F1: AaXBDXbd : AaXBDY AaXBDXbd : AaXBDY ( 100% đỏ, ngắn) ( 100% đỏ, ngắn) a Lai phân tích đực F1 với aaXbdXbd SĐL: ♂? AaXBDY G: AXBD= aXBD= AY= aY Fb: x  ♀ aaXbdXbd aXbd AaXBDXbd : aaXBDXbd : AaXbdY : aaXbdY TLKH: 1♀đỏ, ngắn : 1♀ trắng, ngắn : ♂ trắng, dài b Lai phân tích F1 với đực aaXbdY Tỷ lệ phân ly Fb đỏ, dài : đỏ, ngắn : trắng, ngắn : trắng dài = 16 THGT = x 2 đực cho loại giao tử, F1 có loại giao tử  giảm phân có hoán vị gen Gọi tần số hoán vị gen f SĐL: ♀ AaXBDXbd G: AXBD= AXbd = aXBD = aXBD= (1- f )/4 x ♂ aaXbdY aXbd: aY = 1/2 AXBd= AXbD = aXBd = aXbD = f/4  AaXBdXbd : AaXBdY = f/4 x 1/2 x = 6,25% f = 25% (Mắt đỏ, cánh dài) ( Học sinh viết SĐL) 29 III KẾT QUẢ THỰC HIỆN Đề tài áp dụng lớp chuyên sinh (11 chuyên sinh với 30 học sinh, 12 chuyên sinh với 20 học sinh), lớp đại trà (VD 12 Hóa với 35 học sinh) lớp ôn thi đại học thu kết cao: + Hầu hết học sinh hiểu vận dụng tốt kiến thức qui luật sau học chuyên đề (trên 90% với học sinh lớp chuyên sinh, 75% với lớp đại trà) + Học sinh vận dụng tốt dạng tập liên quan đến hoán vị gen tập tổng hợp + Đối với học sinh giỏi quốc gia vận dụng để giải tập khó đề thi + Việc học tập tốt qui luật di truyền giúp em học sinh tự tin kì thi Đặc biệt xu hướng thi đại học với tập tổng hợp ngày nhiều mức độ khó ngày tăng 30 C KẾT LUẬN Qua thực tế giảng dạy lớp chuyên không chuyên môn Sinh học, nhận thấy đa số học sinh thường "sợ" tập qui luật hoán vị gen Nguyên nhân chủ yếu học sinh hành trang cần thiết kiến thức hoạt động NST giảm phân nói riêng kiến thức giảm phân phát sinh giao tử nói chung Ngoài thời gian dành cho việc dạy học qui luật hạn hẹp, có1 tiết cho qui luật (liên kết gen hoàn toàn hoán vị gen), tập, tiết tập cho chương II Vì việc cho học sinh ôn luyện kiến thức học qui luật hoán vị gen việc có tập cho học sinh ôn luyện qui luật cần thiết, đặc biệt học sinh chuyên Sinh học sinh thi đại học khối B Tuy nhiên, thực tế, điều khó áp dụng lớp không chuyên quĩ thời gian không cho phép Thông thường, giáo viên xen kẽ giới thiệu vài tập đơn giản tập cuối chương, số học sinh có khả tiếp thu Ở lớp chuyên quĩ thời gian nhiều nên giáo viên triển khai tương đối kĩ dạng tập thu kết cao Nói chung việc áp dụng tập phù hợp với đối tượng học sinh lớp chuyên học sinh giỏi môn Sinh học, góp phần nâng cao chất lượng dạy học say mê môn học học sinh Khi học sinh biết cách làm tập hoán vị gen tập di truyền tổng hợp giúp em có tâm lí tốt học tập thi cử Đề tài giúp em học sinh tiếp cận tập dễ dàng hiệu Học sinh dẫn dắt theo logic từ đơn giản đến phức tạp, từ dạng tập qui luật đến tập tổng hợp Đặc biệt, đề thi đại học em áp dụng phương pháp giải nhanh tập tổng hợp khó Do thời gian có hạn, phân phối chương trình chưa đáp ứng yêu cầu dạy chuyên đề qui luật di truyền nên việc giảng dạy học tập gặp nhiều khó khăn 31 Vì cần có biện pháp thay đổi thời lượng cho nội dung đê giúp học sinh học tập hiệu Đề tài đưa phương pháp giảng dạy số tập minh họa, nội dung hạn chế nên mong nhận đóng góp đồng nghiệp học sinh để hoàn thiện 32 XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TRƯỜNG THPT CHUYÊN HƯNG YÊN Tổng điểm:…………… Xếp loại:……………………… TM HỘI ĐỒNG KHOA HỌC CHỦ TỊCH - HIỆU TRƯỞNG (Ký, ghi rõ họ tên, đóng dấu) Lưu Trí Thiêm 33 [...]... sinh chuyên a Các bài tập liên quan đến hoán vị gen ở một điểm Bài 1: Một cơ thể có kiểu gen Ab/aB khi sinh giao tử đã xảy ra hoán vị gen với tần số 25% Giả sử đây là cơ thể đực, số tế bào sinh tinh là 500 thì số tế bào sinh tinh có xảy ra hoán vị gen là bao nhiêu? Lời giải: - Nếu cả 500 tế bào sinh tinh đều xảy ra hoán vị gen thì tần số hoán vị gen là 50% - Trường hợp tần số hoán vị gen là 25% thì số. .. các gen là BAC -Tần số trao đổi chéo giữa gen B và gen A là: 0,088 + 0,002 = 0,09 -Tần số trao đổi chéo giữa gen C và gen A là: 0,078 + 0,002 = 0,08 -Tần số trao đổi chéo kép giữa gen C và gen B là: 0,078 + 0,088 + (2 x 0,002) = 0,017 Vậy khoảng cách giữa các gen là: -Khoảng cách giữa gen B và gen A là: 9 cM -Khoảng cách giữa gen giữa gen C và gen A là:8 cM -Khoảng cách giữa gen giữa gen C và gen B... các bài tập dễ dàng và hiệu quả hơn Học sinh được dẫn dắt theo logic từ đơn giản đến phức tạp, từ dạng bài tập về một qui luật đến các bài tập tổng hợp Đặc biệt, trong các đề thi đại học hiện nay các em có thể áp dụng các phương pháp giải nhanh các bài tập tổng hợp khó Do thời gian có hạn, phân phối chương trình chưa đáp ứng yêu cầu dạy các chuyên đề qui luật di truyền nên việc giảng dạy và học tập. .. tương đối kĩ các dạng bài tập và thu được kết quả cao hơn Nói chung việc áp dụng các bài tập này phù hợp với đối tượng học sinh lớp chuyên và học sinh giỏi môn Sinh học, góp phần nâng cao chất lượng dạy học và sự say mê môn học trong học sinh Khi học sinh biết cách làm các bài tập hoán vị gen và các bài tập di truyền tổng hợp sẽ giúp các em có tâm lí tốt hơn trong học tập và thi cử Đề tài đã giúp các... 1 Xác định tần số hoán vị gen: - Số hạt phấn được hình thành từ 1000 tế bào sinh hạt phấn là: 4.1000 = 4000 - Nếu 1 tế bào sinh hạt phấn xảy ra hoán vị gen sẽ cho hai loại giao tử với tỉ lệ mỗi loại giao tử là: giao tử liên kết = giao tử hoán vị gen = 1 2 14 Vì vậy từ 100 tế bào sinh hạt phấn xảy ra hoán vị gen thì số hạt phấn xảy ra hoán vị gen là: 4.100 = 200 2 Vậy tần số hoán vị gen là: f = 200... = 0,4 ab x 0,1 ab → 1 cá thể đem lai có kiểu gen AB/ab, cá thể kia có kiểu gen Ab/aB, cả 2 cá thể đều có hoán vị gen với tần số 20% -TH3: : ab/ab = 0,04 = 0,5 ab x 0,08 ab → 1 cá thể đem lai có kiểu gen AB/ab, các gen liên kết hoàn toàn; cá thể kia có kiểu gen Ab/aB, có hoán vị gen với tần số 16% b Bài tập liên quan đến hoán vị gen ở hai điểm Bài 1: Trong một phép lai phân tích, thu được 6 lớp kiểu... 6 Hệ thống bài tập vận dụng: Trong khuôn khổ bài viết này, tôi không đưa ra toàn bộ các bài tập đã sử dụng mà chỉ giới thiệu các dạng bài tập khác nhau, mỗi dạng có một số bài tập minh hoạ và có lời giải đi kèm Các bài tập được giới thiệu theo mức độ từ đơn giản đến phức tạp, trong đó các bài tập đơn giản có thể áp dụng cả với học sinh lớp thường và học sinh lớp chuyên, còn các bài tập phức tạp chỉ... sinh) và lớp ôn thi đại học đã thu được kết quả cao: + Hầu hết các học sinh hiểu và vận dụng tốt kiến thức về qui luật ngay sau khi học chuyên đề (trên 90% với học sinh lớp chuyên sinh, trên 75% với các lớp đại trà) + Học sinh có thể vận dụng tốt các dạng bài tập liên quan đến hoán vị gen và các bài tập tổng hợp + Đối với học sinh giỏi quốc gia có thể vận dụng để giải các bài tập khó trong các đề thi... phân nói riêng và kiến thức về giảm phân phát sinh giao tử nói chung Ngoài ra có thể còn do thời gian dành cho việc dạy và học qui luật này còn hạn hẹp, chỉ có1 tiết cho cả 2 qui luật (liên kết gen hoàn toàn và hoán vị gen) , không có giờ bài tập, ngoài 1 tiết bài tập cho cả chương II Vì vậy việc cho học sinh ôn luyện về những kiến thức này khi học qui luật hoán vị gen và việc có các bài tập cho học sinh... có hoán vị gen là: 500 x 25% / 50% = 250 (tế bào) Bài 2:Có 1000 tế bào sinh tinh chứa 2 cặp gen dị hợp AB/ab giảm phân phát sinh giao tử, trong đó có 200 tế bào có xảy ra hoán vị gen 13 a.Xác định số lượng và tỉ lệ các loại giao tử được sinh ra b.Xác định khoảng cách tương đối giữa 2 gen trên NST? Lời giải: a.- Tổng số giao tử tạo ra là: 1000 x 4 = 4000 - 200 tế bào có xảy ra hoán vị gen cho ra tổng