SỞ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO THANH HÓATRƯỜNG THPT LƯƠNG ĐẮC BẰNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIẢI NHANH BÀI TẬP 3 CẶP GEN QUY ĐỊNH 2 TÍNH TRẠNG LIÊN KẾT HOÀN TOÀN TRÊN 2 CẶP NHIỄM SẮC THỂ TƯƠNG ĐỒNG N
Trang 1SỞ GIÁO DỤC& ĐÀO TẠO THANH HÓA
TRƯỜNG THPT LƯƠNG ĐẮC BẰNG
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
GIẢI NHANH BÀI TẬP 3 CẶP GEN QUY ĐỊNH 2 TÍNH TRẠNG LIÊN KẾT HOÀN TOÀN TRÊN 2 CẶP NHIỄM SẮC THỂ TƯƠNG
ĐỒNG NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG
KÌ THI THPT QUỐC GIA
Người thực hiện: Nguyễn Thị Mai Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn SKKN thuộc môn: Sinh học
Trang 2THANH HÓA, NĂM 2017
MỤC LỤC
Trang
1 Mở đầu
1.1 Lý do chọn đề tài ……….1
1.2 Mục đích nghiên cứu ……… 2
1.3 Đối tượng nghiên cứu ……… 2
1.4 Phương pháp nghiên cứu ……… 2
2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Cơ sở lí thuyết sinh học……… 3
2.1.2 Cơ sở toán học………3
2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm……… 3
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề…… 4
2.3.1 Phương pháp nhận dạng……….4
2.3.2 Phương pháp giải……….4
2.3.3 Ví dụ minh họa ……… 7
2.3.4 Bài tập tự luyện……….….15
2.3.5 Ứng dụng để giải nhanh đề luyện thi THPT Quốc gia… 15
2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường…… 18
3 Kết luận……….19
Tài liệu tham khảo……….20
Trang 31 MỞ ĐẦU
1.1 Lý do chọn đề tài
Qua nhiều năm giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi cấp tỉnh, học sinhthi vào các trường đại học, cao đẳng, tôi nhận thấy sau khi học sinh đã có vốnkiến thức cơ bản về lí thuyết các em rất hăng hái khi được tiếp cận hệ thốngkiến thức bài tập Bài tập vừa là phương tiện dùng để củng cố kiến thức, kĩnăng vừa là phương tiện để rèn luyện phát triển tư duy sáng tạo và khả năngphân tích của học sinh Hiện nay bài tập quy luật di truyền chiếm tỉ lệ khôngnhỏ trong các đề thi HSG cấp tỉnh, và chiếm khoảng 9/40 câu trong đề thiTHPT Quốc Gia
Trong các quy luật di truyền được giới thiệu ở chương trình sinh họcbậc THPT, tương tác gen và liên kết gen là hai quy luật di truyền tuy khôngkhó hiểu nhưng phức tạp hơn so với các quy luật di truyền khác Để giảinhanh và chính xác dạng bài tập ở mỗi quy luật di truyền vốn đã khó, thì việcgiải nhanh và chính xác dạng bài tập phối hợp cả 2 quy luật di truyền càng làvấn đề khó khăn cho học sinh THPT Hiện nay đa số các em làm dạng bài tậpphối hợp này theo hình thức tự luận mất nhiều thời gian và lại đễ nhầm lẫn
Cùng với việc đổi mới dạy học theo chủ đề, đổi mới kiểm tra, đánh giá,các trường tự chủ trong việc xây dựng chương trình dạy học nhà trường, thìgiáo viên ngoài việc giúp học sinh chủ động, tích cực tiếp nhận kiến thức mớicòn phải tìm ra những phương pháp, kinh nghiệm giúp học sinh ôn tập tốt hơn.Đặc biệt với hình thức thi THPT hiện nay, môn sinh học nằm trong tổ hợpmôn thi Khoa học tự nhiên, thời gian cho mỗi bài thi chỉ 50 phút với 40 câutrắc nghiệm thì việc giáo viên hướng dẫn để học sinh có phương pháp giảinhanh và chính xác các bài tập khó để lấy điểm cao là hết sức cần thiết
Hiện nay đã có nhiều tài liệu viết về các phương pháp giải nhanh bài tậpquy luật di truyền: Tác giả Lê Đình Trung viết cuốn “Các dạng bài tập về ditruyền – Biến dị”, nhà xuất bản Giáo dục, năm 1999; tác giả Phan Kỳ Namviết cuốn “Phương pháp giải bài tập sinh học”, Nhà xuất bản Đồng Nai, năm1999; tác giả Đỗ Mạnh Hùng viết cuốn “Lí thuyết & bài tập sinh học” Nhàxuất bản Trẻ, năm 2000 đã tóm tắt về lí thuyết và thiết lập một số công thức
Trang 4giải bài tập phần “Các quy luật di truyền” Năm 2010, cuốn “Phương phápgiải nhanh bài tập di truyền” của tác giả Phan Khắc Nghệ đã thiết lập côngthức và có nhiều dạng bài tập mới về quy luật di truyền Tuy nhiên, phươngpháp giải nhanh dạng bài tập phối hợp giữa quy luật tương tác gen và quy luậthoán vị gen thì chưa được các tác giả viết cụ thể.
Chính vì những lý do trên, trong quá trình dạy học tôi đã dựa vào lýthuyết phần quy luật tương tác gen và hoán vị gen, hướng dẫn học sinh ứngdụng giải nhanh bài tập phần này, nhờ đó học sinh không còn lúng túng khigặp các dạng bài tập khó và đây cũng là một cơ sở để củng cố thêm về lýthuyết cho học sinh Do đó, tôi có ý tưởng viết đề tài với nội dung: “GIẢINHANH BÀI TẬP 3 CẶP GEN QUY ĐỊNH 2 TÍNH TRẠNG LIÊN KẾTHOÀN TOÀN TRÊN 2 CẶP NHIỄM SẮC THỂ TƯƠNG ĐỒNG NHẰMNÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KÌ THI THPT QUỐC GIA” với mong muốnchia sẻ cùng đồng nghiệp nhằm giúp học sinh có được những kĩ năng cầnthiết để giải nhanh dạng bài tập này
1.2 Mục đích nghiên cứu:
Đề xuất phương pháp suy luận để có cách giải nhanh và chính xác dạngbài tập 3 cặp gen quy định 2 tính trạng liên kết hoàn toàn trên 3 cặp nhiễm sắcthể tương đồng, từ đó ứng dụng giải bài tập cụ thể nhằm nâng cao chất lượngdạy học ở trường THPT
1.3 Đối tượng nghiên cứu:
Đề tài áp dụng với học sinh khối 12 trong các giờ luyện tập, ôn tậpchương, ôn luyện thi THPT Quốc gia và bồi dưỡng học sinh giỏi
1.4 Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu tài liệu:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết
- Nghiên cứu cơ sở toán học
- Nghiên cứu một số bài tập 3 cặp gen quy định 2 tính trạng liên kết hoàntoàn trên 3 cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong đề thi đại học, đề thi học sinhgiỏi, giải toán bằng máy tính môn sinh học
Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Trang 52 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm:
2.1.1 Cơ sở lý thuyết sinh học:
a) Quy luật tương tác gen: [1], [3], [10]
Tương tác gen gồm 3 dạng:
- Tương tác bổ sung có các tỉ lệ ở F2 là: 9: 3: 3: 1; 9: 6: 1; 9: 7; 9: 4: 3
- Tương tác cộng gộp có các tỉ lệ ở F2 là: 15: 1; 1: 4: 6: 1;
- Tương tác át chế có các tỉ lệ ở F2 là: 12: 3: 1; 13: 3; 9: 4: 3
b) Quy luật liên kết hoàn toàn:
- Liên kết hoàn toàn là hiện tượng các gen không alen nằm trên cùngmột nhiễm sắc thể phân li và tổ hợp cùng nhau trong giảm phân và thụ tinh
- Cơ thể dị hợp về 2 cặp gen có thể có kiểu gen dị hợp chéo hoặc dị hợpđều
Dị hợp chéo hay liên kết đối: Gen trội liên kết với gen lặn và ngược lại
2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm:
Trước đây, khi học sinh gặp phải dạng bài tập này trong các đề thi họcsinh giỏi hay thi đại học, học sinh còn rất lúng túng Trước hết, học sinh cócảm giác như “ngợp” trước đề, vì đề thường tương đối dài Một số học sinhkhá giỏi có thể vẫn biện luận và lập sơ đồ lai để giải nhưng mất rất nhiều thờigian vì phải vừa mò thử kiểu gen vừa viết sơ đồ với mỗi trường hợp Như vậykhông thể đáp ứng việc giải nhanh dạng bài tập này trong thời gian ngắn
Trang 6Nhiều tài liệu có viết về loại bài tập 3 cặp gen quy định 2 tính trạng liênkết hoàn toàn trên 2 cặp nhiễm sắc thể tương đồng nhưng lời giải dài dòng,chưa đưa ra cách giải nhanh và cụ thể.
Điều quan trọng hiện nay là để học sinh khá giỏi lấy được điểm caotrong kì thi THPT phải giúp các em định hướng được dạng bài tập và giảinhanh bài tập đó
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề:
Bản thân tôi trong quá trình dạy học đã hướng dẫn học sinh nhận dạng
và hiểu cơ sở để giải nhanh dạng bài tập 3 cặp gen quy định 2 tính trạng liênkết hoàn toàn trên 3 cặp nhiễm sắc thể tương đồng:
2.3.1 Phương pháp nhận dạng:
- Bài toán là phép lai 2 tính trạng (thường cho cây P hoặc F1 tự thụ phấn)
- Có thể giả thuyết đã cho 1 trong số 2 tính trạng do 1 cặp gen quy định
- Con lai có 16 kiểu tổ hợp giao tử
- Nếu nhẩm nhanh tỉ lệ kiểu hình của mỗi tính trạng trong thế hệ con lai thì có 1tính trạng di truyền theo quy luật tương tác gen, một tính trạng di truyền theoquy luật phân li
2.3.2 Phương pháp giải:
Bước 1: Xét riêng từng tính trạng ở con lai:
* Ở một tính trạng con lai có tỉ lệ của tương tác gen:
Nếu con lai có tỉ lệ: 9: 3: 3: 1, 9: 6: 1, 9: 7 Tính trạng di truyền theo quyluật tương tác bổ sung
Nếu con lai có tỉ lệ 12: 3: 1, 13: 3 Tính trạng di truyền theo quy luậttương tác át chế do gen trội
Nếu con lai có tỉ lệ 9: 3: 4 Tính trạng di truyền theo quy luật tương tác
át chế do gen lặn hoặc giải thích bằng tương tác bổ sung
Nếu con lai có tỉ lệ: 15: 1, 1: 4: 6: 4: 1 Tính trạng di truyền theo quy luậttương tác cộng gộp
1 Quy ước gen theo kiểu tương tác
2 Bố mẹ đều có kiểu gen AaBb
*Ở một tính trạng con lai có tỉ lệ 3: 1 tính trạng trội lặn, quy ước gen
- Bố mẹ đều có kiểu gen Dd
Trang 7 bố mẹ dị hợp 3 cặp gen AaBbDd
Bước 2: Xét chung sự di truyền của 2 tính trạng ở con lai:
* Con lai có 16 kiểu tổ hợp giao tử = 4 x 4 bố mẹ dị hợp 3 cặpgen cho 4 loại giao tử với tỉ lệ bằng nhau 3 cặp gen AaBbDd liênkết hoàn toàn trên 2 cặp NST tương đồng
*Hoặc xét tích tỉ lệ xét riêng thấy khác tỉ lệ giả thuyết, số kiểu hìnhgiả thuyết nhỏ hơn so với số kiểu hình có thể có khi 2 tính trạng ditruyền độc lập 2 tính trạng di truyền liên kết hoàn toàn 3 cặpgen AaBbDd liên kết hoàn toàn trên 2 cặp NST tương đồng
Bước 3: Xác định kiểu gen của P:
* Xác định kiểu liên kết là liên kết đồng hay liên kết đối:
P:
)
F1: 9A-B-D-: 3A-bbdd: 3aaB-D-: 1 aabbdd
Con lai có tỉ lệ là 9: 3: 3:1 hoặc các tỉ lệ: 9: 6: 1, 9: 7; 9: 4:3; 12: 3:1;13: 3; 15: 1 (tỉ lệ nguyên chuẩn)
P:
F1: 3A-BBdd: 6A-Bbdd: 3A-bbDD: 1aaBBdd: 2 aaBbdd: 1 aabbDD
Nếu một bên liên kết đồng, một bên liên kết đối:
P:
F1: 6A-B-D-: 3A-BbDD: 3 A-Bbdd: 2 aaB-D-: 1 aaBbDD: 1aaBbdd
Con lai có tỉ lệ 3: 6: 3: 1: 2: 1, hoặc các biến dạng của tỉ lệ này (tỉ
lệ khác nguyên chuẩn)
Trang 8Vậy: Nếu con lai có tỉ lệ nguyên chuẩn thì bố mẹ liên kết đồng:
Gen trội liên kết với gen trội không alen, gen lặn liên kết với gen lặn không alen.
Nếu con lai có tỉ lệ khác nguyên chuẩn thì bố mẹ liên kết đối: Gen trội liên kết với gen lặn không alen, gen lặn liên kết với gen trôị không alen.
* Xác định cặp gen Aa liên kết với Dd hay cặp gen Bb liên kết
với Dd
- Nếu A-bb và aaB- cùng quy định một kiểu hình (Tính trạng tươngtác có tỉ lệ 9: 6: 1, 9: 7; 15: 1) thì cặp gen Aa liên kết với Dd hoặc cặp gen Bbliên kết với Dd cũng đều thoả mãn
- Nếu A-bb và aaB- quy định hai kiểu hình khác nhau thì phải xétkiểu hình aaB-dd (nếu có 1 tính trạng chỉ được quy định bởi KG này) Hoặckiểu gen A-bbdd ((nếu có 1 tính trạng chỉ được quy định bởi KG này)
Nếu liên kết đối:
TH1: con lai có kiểu hình aaB-dd → cặp gen Bb liên kết với cặp
gen Dd →KG của P:
Trang 9Con lai không có kiểu hình aaB-dd → cặp gen Aa liên kết với cặp
Chú ý: Bước 3 cũng có thể chọn các kiểu hình dễ xác định kiểu gen
nhất có hoặc không có ở con lai để biện luận
2.3.3 Ví dụ minh họa:
Bài 1: F1 tự thụ phấn được F2 có kiểu hình phân li theo tỉ lệ: 9/16 cây có hạtphấn dài, màu vàng; 4/16 cây có hạt phấn ngắn, màu trắng; 3/16 cây có hạtphấn ngắn, màu vàng Cho biết màu sắc hạt phấn do 1 cặp gen quy định Cấutrúc của NST thay đổi trong giảm phân
a Hãy biện luận và tìm quy luật di truyền để chi phối các tính trạng
b Cho F1 lai phân tích, kết quả thu được sẽ như thế nào? [2]
Giải:
Bước 1: Xét riêng từng tính trạng ở F2:
Tính trạng kích thước hạt phấn: →Tính trạng kích thước hạt phấn di truyền theo quy luật tương tác bổ sung
Quy ước: A-B-: Hạt phấn dài; A-bb, aaB-, aabb: Hạt phấn ngắn F1
có kiểu gen AaBb
Tính trạng màu hạt phấn: →Tính trạng màu sắc hạt phấn di truyền theo quy luật phân li
Quy ước: D: Hạt phấn vàng; d: Hạt phấn trắng F1 có kiểu gen Dd.Như vậy F1 dị hợp 3 cặp gen
Bước 2: Xét chung sự di truyền của 2 tính trạng ở con lai:
Trang 10Con lai có 16 kiểu tổ hợp giao tử = 4 x 4 → cây F1 cho 4 loại giao tử
→ cây F1 dị hợp 3 cặp gen cho 4 loại giao tử thì 3 cặp gen liên kết hoàn toàntrên 2 cặp NST tương đồng
Hoặc: (hạt phấn dài: hạt phấn ngắn)(hạt phấn vàng: hạt phấn trắng)
= (9: 7)(3: 1) ≠ tỉ lệ giả thuyết (9: 4: 3), số kiểu hình của F2 ở giả thuyết ít hơn
số kiểu hình nếu 2 tính trạng phân li độc lập → Sự di truyền của 2 tính trạngtuân theo quy luật liên kết hoàn toàn
Cặp gen Aa liên kết với Dd hoặc cặp gen Bb liên kết với Dd trêncùng một cặp NST tương đồng
Bước 3: Xác định kiểu gen của P:
* Xác định kiểu liên kết là liên kết đồng hay liên kết đối:
Vì con lai có tỉ lệ nguyên chuẩn nên các gen liên kết đồng: Gen trộiliên kết với gen trội không alen, gen lặn liên kết với gen lặn không alen
* Xác định cặp gen Aa liên kết với Dd hay cặp gen Bb liên kết
với Dd
A-bb và aaB- cùng quy định một kiểu hình hạt phấn ngắn nên cặpgen Aa liên kết với Dd hoặc cặp gen Bb liên kết với Dd cũng đều thoả mãn
(Hoặc: Thế hệ F2 không có kiểu hình: cây hạt phấn dài, trắng:
A-B-dd do đó gen trội liên kết với gen trội)
Giả sử cặp gen Bb liên kết với cặp gen Dd → Kiểu gen của F1: (Hoặc nếu Aa liên kết với Dd)
Trang 11và kiểu hình của (P) phù hợp với kết quả trên?
Biết rằng không xảy ra đột biến, tính trạng màu sắc hoa do 1 gen có 2 alen quyđịnh, alen D quy định tính trạng trội so với alen d quy định tính trạng lặn.[4]
Giải:
Trang 12Quy ước: D: Hoa đỏ; d: Hoa trắng P có kiểu gen Dd.
Như vậy P dị hợp 3 cặp gen
Bước 2: Xét chung sự di truyền của 2 tính trạng ở con lai:
Con lai có 16 kiểu tổ hợp giao tử = 4 x 4 → cây P cho 4 loại giao tử → cây
P dị hợp 3 cặp gen cho 4 loại giao tử thì 3 cặp gen liên kết hoàn toàn trên 2cặp NST tương đồng
Hoặc: (Quả dẹt: Quả tròn: Quả dài)(hoa đỏ: hoa trắng) = (9: 6: 1)(3: 1) ≠
tỉ lệ giả thuyết (6: 5: 3: 1: 1), số kiểu hình của F1 ở giả thuyết ít hơn số kiểuhình nếu 2 tính trạng phân li độc lập → Sự di truyền của 2 tính trạng tuântheo quy luật liên kết hoàn toàn
Cặp gen Aa liên kết với Dd hoặc cặp gen Bb liên kết với Dd trên cùng mộtcặp NST tương đồng
Bước 3: Xác định kiểu gen của P:
* Xác định kiểu liên kết là liên kết đồng hay liên kết đối:
Vì con lai có tỉ lệ khác nguyên chuẩn nên các gen liên kết đối: Gentrội liên kết với gen lặn không alen, gen lặn liên kết với gen trộikhông alen
* Xác định cặp gen Aa liên kết với Dd hay cặp gen Bb liên kết
với Dd
A-bb và aaB- cùng quy định một kiểu hình quả tròn nên cặp gen Aa liên kết với Dd hoặc cặp gen Bb liên kết với Dd cũng đều thoả mãn
(Hoặc: Thế hệ F1 không có kiểu hình: Quả dài, hoa trắng: aabb,dd
do đó gen trội liên kết với gen lặn)
Trang 13Giả sử cặp gen Bb liên kết với cặp gen Dd → Kiểu gen của F1:
(Hoặc nếu Aa liên kết với Dd)
Bài 3: Khi lai 2 cặp thỏ, tất cả đều có lông trắng và dài, người ta thu được kết
quả như sau:
Trang 14Giải: Phép lai 1:
Bước 1: Xét riêng từng tính trạng ở F1:
Tính trạng màu lông: cá thể lông trắng: cá thể lông đen: cá thể lông xám
= 12: 3: 1→ Tính trạng màu lông di truyền theo quy luật tương tác átchế do gen lặn
Quy ước: A-B-, A-bb: Lông trắng; A-bb, aaB-: Lông đen; aabb:Lông xám F1 có kiểu gen AaBb
Tính trạng kích thước lông: → Tính trạng kíchthước lông di truyền theo quy luật phân li
Quy ước: D: Lông dài; d: Lông ngắn F1 có kiểu gen Dd
Như vậy F1 dị hợp 3 cặp gen
Bước 2: Xét chung sự di truyền của 2 tính trạng ở con lai:
Con lai có 16 kiểu tổ hợp giao tử = 4 x 4 → cá thể P cho 4 loại giao tử →
cá thể P dị hợp 3 cặp gen cho 4 loại giao tử thì 3 cặp gen liên kết hoàn toàntrên 2 cặp NST tương đồng
Hoặc: (cá thể lông trắng: cá thể lông đen: cá thể lông xám)(lông dài: lông
ngắn) = (12: 3: 1)(3: 1) ≠ tỉ lệ giả thuyết (9: 3: 3: 1), số kiểu hình của F1 ởgiả thuyết ít hơn số kiểu hình nếu 2 tính trạng phân li độc lập → Sự ditruyền của 2 tính trạng tuân theo quy luật liên kết hoàn toàn
Cặp gen Aa liên kết với Dd hoặc cặp gen Bb liên kết với Dd trên cùng mộtcặp NST tương đồng
Bước 3: Xác định kiểu gen của P:
* Xác định kiểu liên kết là liên kết đồng hay liên kết đối:
Vì con lai có tỉ lệ nguyên chuẩn nên các gen liên kết đồng: Gen trộiliên kết với gen trội không alen, gen lặn liên kết với gen lặn khôngalen
* Xác định cặp gen Aa liên kết với Dd hay cặp gen Bb liên kết với Dd
F1 không có kiểu hình đen ngắn: aaB-dd → a không liên kết với d;
do đó B liên kết với D, b liên kết với d