Rèn luyện kỹ năng giải nhanh một số dạng bài tập di truyền học sinh học 12

RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 I - MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Trong chương trình sinh học phổ thông, kiến thức phần Di truyền học chiếm một vị trí khá quan trọng Tỷ lệ số câu hỏi kiến thức phần này các đề thi tuyển sinh năm trước là 30/50 câu Để giảng dạy tốt kiến thức phần này ngoài việc lên lớp lí thuyết, giáo viên còn sử dụng một công cụ quan trọng đó là thông qua rèn luyện kỹ giải một số dạng bài tập cho học sinh Hiện nay, việc đánh giá kết quả học tập của học sinh qua kiểm tra và thi được tiến hành theo hình thức trắc nghiệm khách quan là chủ yếu Đề thi tốt nghiệp phổ thông Quốc Gia là 40 câu, học sinh làm bài 50 phút Như vậy, thời gian để học sinh hoàn thành một câu trắc nghiệm trung bình từ 1,25 phút Điều này đã đặt yêu cầu cao về kĩ giải bài tập của học sinh Trước thực tế đó, qua việc tìm hiểu đề thi tốt nghiệp, đề thi tuyển sinh vào Đại học - Cao đẳng các năm trước cũng qua thực tế giảng dạy, bản thân nhận thấy việc trang bị cho học sinh kĩ giải các dạng bài tập sinh học, đặc biệt là bài tập phần Di truyền học thuộc các nhóm sau: - Xác định số loại và tỉ lệ từng loại giao tử - Xác định số loại thể lệch bội và số nhiễm sắc thể của thể lệch bội nguyên phân - Tính tỉ lệ một loại kiểu hình bất kì phép lai nhiều cặp tính trạng - Giải bài tập di truyền quần thể Xuất phát từ lí trên, mạnh dạn đề xuất đề tài: “Rèn luyện ki giải nhanh một số dạng bài tập Di truyền học - Sinh học 12” chương trình sinh học lớp 12 THPT để tìm các biện pháp nâng cao chất lượng dạy bộ môn sinh học nói chung và bài tập di truyền nói riêng Với ý tưởng này hi vọng là một công cụ giúp các em học sinh có một phương pháp giải các bài tập dạng này một cách tối ưu nhất Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Đề tài nhằm mục giúp các em học sinh hình thành kĩ giải đúng, giải nhanh một số dạng bài tập di truyền - Sinh học 12 Từ đó khơi gợi niềm hứng thú, say mê bộ môn sinh học góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy và kết quả học tập của học sinh, đặc biệt kỳ thi tốt nghiệp THPT Quốc Gia ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: - Đối tượng nghiên cứu là xây dựng phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập di truyền các lớp 12 được phân công giảng dạy - Phạm vi nghiên cứu: Áp dụng phương pháp giải giải nhanh một số dạng bài tập di truyền dạy chính khóa, dạy bồi dưỡng học sinh giỏi, ôn luyện thi tốt nghiệp THPT Quốc gia học kì năm học 2016 - 2017 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Nghiên cứu kĩ nội dung 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 dạng bài tập di truyền - Từ kết quả đạt được và vấn đề còn thiếu sót dựa sản phẩm là các dạng bài tập di truyền cụ thể để tổ chức rút kinh nghiệm, đánh giá mức độ nhận thức của các em học sinh, cứ vào đó để điều chỉnh mức độ bài tập, cũng phát huy thế mạnh, khắc phục tồn tại và bổ sung phương pháp cho học sinh tiếp cận kiến thức một cách phù hợp NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: Hình thành cho học sinh kỹ giải nhanh một số dạng bài tập thuộc lĩnh vực Di truyền học, đáp ứng được mục đích, yêu cầu thực tiễn việc đổi kiểm tra đánh giá Giúp cho học sinh giải quyết nhanh các bài tập Di truyền học khoảng thời gian ngắn nhất, góp phần nâng cao hiệu quả kỳ thi tốt nghiệp THPT Quốc Gia tới Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 II - NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM CƠ SỞ LÝ LUẬN: Để giải nhanh được các dạng bài tập Di truyền bản các đề thi cần phải nắm các vấn đề lý thuyết sau: 1.1 XÁC ĐỊNH NHANH SỐ LOẠI VÀ TỈ LỆ TỪNG LOẠI GIAO TỬ a Số loại giao tử của thể lưỡng bội ( 2n ) b Số loại giao tử của thể lệch bội c Tỉ lệ giao tử chứa NST bị đột biến cấu trúc và chỉ chứa NST bình thường của thể lưỡng bội 1.2 XÁC ĐỊNH NHANH SỐ LOẠI THỂ LỆCH BỘI VÀ SỐ NST CỦA THỂ LỆCH BỘI TRONG NGUYÊN PHÂN a Số loại thể lệch bội b Số NST của thể lệch bội các kì nguyên phân 1.3 TÍNH NHANH TỈ LỆ MỘT LOẠI KIỂU HÌNH BẤT KÌ TRONG PHÉP LAI NHIỀU CẶP TÍNH TRẠNG 1.4 GIẢI NHANH BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ a Xác định tần số các alen, tần số các kiểu gen gen qui định tính trạng nằm NST thường b Xác định tần số alen, tần số kiểu gen gen qui định tính trạng nằm NST giới tính X CƠ SỞ THỰC TIỄN: - Bài tập di truyền chiếm một tỉ lệ khá lớn các dạng bài tập của sách giáo khoa sinh học 12 Số tiết để học sinh rèn luyện kĩ giải các dạng bài tập di truyền phân phối chương trình ( PPCT ) chính khoá là rất ít: Sách giáo Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 khoa sinh học 12 - ban bản chỉ có tiết/học kì nên cũng khó khăn về thời gian dành cho việc rèn luyện phương pháp giải bài tập di truyền - Giải được bài tập di truyền giúp học sinh tăng niềm say mê, hứng thú đối với môn sinh học Bài tập di truyền rất phổ biến các đề thi học sinh giỏi sinh học 12, các đề thi trắc nghiệm khách quan các kì thi Quốc gia - Thực tiễn giảng dạy sinh học lớp 12, bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học 12 năm gần đây, thấy phần đa các em học sinh chưa có phương pháp giải nhanh các dạng bài tập di truyền một cách bản CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN: 3.1 XÁC ĐỊNH NHANH SỐ LOẠI VÀ TỈ LỆ TỪNG LOẠI GIAO TỬ: 3.1.1 Số loại giao tử của thể lưỡng bội (2n): Với a tế bào của thể ( đực hoặc cái ) có kiểu gen gồm n cặp gen dị hợp ( các cặp gen di truyền độc lập ) giảm phân bình thường hình thành giao tử Xác định số loại giao tử tối đa và số loại giao tử tối thiểu được hình thành từ a tế bào nói * Phương pháp chung: - Cơ thể có kiểu gen gồm n cặp gen dị hợp ( cặp gen nằm cặp NST ), giảm phân bình thường hình thành 2n loại giao tử - tế bào sinh tinh của thể giảm phân, thực tê cho tinh trùng thuộc ( tối đa ) tổng số 2n loại giao tử của cả thể - tế bào sinh trứng của thể giảm phân, thực tê cho trứng thuộc tổng số 2n loại giao tử của cả thể Số loại giao tử tối đa và tối thiểu của a tế bào ( sinh tinh hoặc sinh trứng ) được tóm tắt bảng sau: a tế bào sinh tinh Nguyễn Bá Hoàng Số loại giao tử tối đa Số loại giao tử tối thiểu - 2a nếu 2a ≤ 2n ( các tế bào đều tạo loại - 2n nếu 2a > 2n giao tử giống ) THPT Tinh Gia Trang RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 a tế bào sinh trứng - a nếu a ≤ 2n ( các tế bào tạo loại - 2n nếu a > 2n giao tử ) * Bài tập áp dụng: Ví dụ 1: Một cá thể có kiểu gen AaBbddEe Số loại giao tử có thể có của thể là A 16 B C D Ba tế bào sinh tinh của thể tiến hành giảm phân bình thường hình thành tinh trùng Số loại tinh trùng tối đa có thể tạo là A B C D.2 Sáu tế bào sinh tinh của thể tiến hành giảm phân bình thường hình thành tinh trùng Số loại tinh trùng tối đa có thể tạo là A 12 B C D.2 1000 tế bào sinh tinh của thể tiến hành giảm phân bình thường hình thành tinh trùng Số loại tinh trùng ít nhất có thể tạo là A 12 B C D.2 Bài giải Cơ thể có cặp gen dị hợp -> số loại giao tử có thể có của thể là 23 =  Đáp án đúng là đáp án B Một tế bào sinh tinh hình thành tối đa loại tinh trùng Vậy, tế bào hình thành số loại tinh trùng tối đa là : × = (vì < 23)  Đáp án đúng là đáp án B Với tế bào sinh tinh có thể tạo tối đa × = 12 loại tinh trùng Vì 12 > 23 nên tế bào sinh tinh thực tế chỉ tạo tối đa 23 = loại tính trùng  Đáp án đúng là đáp án B Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Có thể xẩy khả các tế bào sinh tinh đều tạo loại tinh trùng giống nhau, đó số loại tinh trùng ít nhất có thể tạo từ 1000 tế bào sinh tinh là  Đáp án đúng là đáp án D Ví dụ 2: Một cá thể có kiểu gen AaBbddEe Ba tế bào sinh trứng của thể tiến hành giảm phân bình thường hình thành trứng Số loại trứng tối đa có thể tạo là A B C D.1 Chín tế bào sinh trứng của thể tiến hành giảm phân bình thường hình thành trứng Số loại trứng tối đa có thể tạo là A B C D.1 1001 tế bào sinh trứng của thể tiến hành giảm phân bình thường hình thành trứng Số loại trứng ít nhất có thể tạo là A B C D.1 Bài giải Số loại giao tử của thể có thể có là 23 = Một tế bào sinh trứng hình thành tối đa loại trứng Vậy, tế bào hình thành tối đa loại trứng (vì < 23)  Đáp án đúng là đáp án C Với tế bào sinh trứng có thể tạo tối đa × = loại trứng Vì > 23 nên tế bào sinh trứng thực tế chỉ tạo tối đa 23 = loại trứng  Đáp án đúng là đáp án B Có thể xẩy khả các tế bào sinh trứng đều tạo loại trứng giống nhau, đó số loại trứng ít nhất có thể tạo là  Đáp án đúng là đáp án D Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 3.1.2 Số loại giao tử của thể lệch bội: Mỗi loại thể lệch bội : thể không ( 2n – ), thể một ( 2n - ), thể ba ( 2n + ) giảm phân có thể tạo loại giao tử bình thường và không bình thường về số lượng NST? * Phương pháp chung: - Thể không ( 2n - 2): Mất chiếc một n cặp NST tương đồng -> tạo n loại giao tử thiếu NST ( n - 1), không có giao tử bình thường về số lượng NST - Thể một ( 2n - 1): Mất chiếc một n cặp NST tương đồng -> tạo n loại giao tử thiếu NST (n - 1) và n loại giao tử bình thường NST (n) - Thể ba ( 2n + 1): Thêm chiếc một n cặp NST tương đồng -> tạo n loại giao tử thừa NST ( n + 1) và n loại giao tử bình thường NST (n) * Bài tập áp dụng: Ví dụ 1: Một loài có bộ NST 2n = 14 Khi thể không của loài này giảm phân bình thường, số loại giao tử không bình thường về số lượng NST có thể tạo là A B C 13 D 14 Khi thể một của loài này giảm phân bình thường, số loại giao tử không bình thường về số lượng NST có thể tạo là A B C 13 D 14 Khi thể ba của loài này giảm phân bình thường, số loại giao tử không bình thường về số lượng NST có thể tạo là A B C 13 D 14 Bài giải Bộ NST của loài 2n = 14 => có n = cặp Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Thể không của loài có số NST tế bào là (2n - 2) Nghĩa là có cặp cặp mất cả NST nên giảm phân tạo giao tử có thể tạo loại loại giao tử thiếu NST (giao tử có – = NST)  Đáp án đúng là đáp án B Thể một của loài có số NST tế bào là (2n - 1) Nghĩa là có cặp cặp thiếu NST nên giảm phân tạo giao tử có thể tạo loại loại giao tử thiếu NST  Đáp án đúng là đáp án B Lập luận tương tự đối với thể không và thể một, thể ba giảm phân tạo giao tử có thể tạo loại loại giao tử thừa NST (giao tử có + = NST)  Đáp án đúng là đáp án B Ví dụ 2: Thể đột biến của một loài thực vật có số NST tế bào là 25 Số loại giao tử không bình thường về số lượng NST mà thể đột biến này có thể tạo là A 12 B 13 C 24 D 12 hoặc 13 Bài giải Số NST tế bào của thể đột biến là 25 Vì số NST là số lẻ nên : Đây có thể là thể ba: 2n + = 25 Khi đó bộ NST của loài 2n = 24 Trong trường hợp này thể đột biến có thể tạo n = 12 loại giao tử thừa NST ( giao tử n + 1) Đây cũng có thể là thể một: 2n - = 25 Khi đó bộ NST của loài 2n = 26 Trong trường hợp này thể đột biến có thể tạo n = 13 loại giao tử thiếu NST ( giao tử n - 1)  Đáp án đúng là đáp án D 3.1.3 Tỉ lệ giao tử chứa NST bị đột biến cấu trúc và chỉ chứa NST bình thường của thể lưỡng bội: - Bộ NST lưỡng bội của loài là 2n ( gồm n cặp) Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 - Xét m (m ≤ n) cặp NST (mỗi cặp có NST bị đột biến cấu trúc) giảm phân bình thường và không có trao đổi chéo (TĐC) thì tỉ lệ loại giao tử không mang đột biến là ? Tỉ lệ loại giao tử mang đột biến là ? * Phương pháp chung: Nhận thấy, trường hợp giảm phân xẩy bình thường, giao tử chỉ chứa NST cặp tương đồng (mỗi NST với tỉ lệ 1/2), vì vậy: - Tỉ lệ giao tử chứa NST không mang đột biến là: 1/2 × 1/2 × 1/2 × × 1/2 = (1/2)m - Tỉ lệ giao tử chứa NST mang đột biến là: - (1/2)m * Bài tập áp dụng: Ví dụ: Một nhóm tế bào sinh tinh chỉ mang đột biến cấu trúc NST thuộc cặp tương đồng số và số Biết quá trình giảm phân xẩy bình thường và không có TĐC Tính theo lí thuyết, tỉ lệ loại giao tử không mang NST đột biến tổng số giao tử là A 1/2 B 1/4 C 1/8 D 1/16 Tính theo lí thuyết, tỉ lệ loại giao tử mang NST đột biến tổng số giao tử là A 3/4 B 1/2 C 1/4 D 1/16 Bài giải Tỉ lệ giao tử không mang NST đột biến là : 1/2 × 1/2 = 1/4  Đáp án đúng là đáp án B Tỉ lệ giao tử mang NST đột biến là : – 1/4 = 3/4  Đáp án đúng là đáp án A 3.2 XÁC ĐỊNH NHANH SỐ LOẠI THỂ LỆCH BỘI VÀ SỐ NST CỦA THỂ LỆCH BỘI TRONG NGUYÊN PHÂN: Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 3.2.1 Số loại thể lệch bội: Bộ NST lưỡng bội của loài là 2n Xác định loài: - Số loại thể không (2n - 2), thể không kép (2n - - 2) - Số loại thể một (2n - 1), thể một kép (2n - - 1) - Số loại thể ba (2n + 1), thể ba kép (2n + + 1) - Số loại thể bốn (2n + 2), thể bốn kép (2n + + 2) * Phương pháp chung: Nhận thấy bộ 2n NST gồm có n cặp - Với các dạng lệch bội đơn : Đột biến thể không, thể một, thể ba hay thể bốn đều có thể xẩy n cặp NST Vậy, có thể có n loại thể không, thể một, thể ba hay thể bốn khác - Với các dạng lệch bội kép : Đột biến thể không kép, thể một kép, thể ba kép hay thể bốn kép đều xẩy n cặp NST Vậy, có thể có C 2n loại thể không kép, thể một kép, thể ba kép hay thể bốn kép khác * Bài tập áp dụng: Ví dụ: Một loài thực vật có bộ NST 2n = 14 Số loại thể ba có thể có loài này là A B C 42 D 21 Số loại thể một kép (2n – – 1) có thể có loài này là A 21 B 42 C D 14 Bài giải Bộ NST 2n = 14 gồm cặp NST Thể ba (2n + 1), nghĩa là có cặp n cặp NST mất NST nên số loại thể có thể có của loài là n = loại  Đáp án đúng là đáp án B Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 10 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Có thể dự đoán số lượng NST một tế bào của thể một kép kì sau của quá trình nguyên phân là A 36 NST đơn B 18 NST đơn C 44 NST đơn D 40 NST kép Có thể dự đoán số lượng NST một tế bào của thể ba kép kì của quá trình nguyên phân là A 12 NST kép B 18 NST đơn C 20 NST kép D 22 NST kép Có thể dự đoán số lượng NST một tế bào của thể bôn kì đầu của quá trình nguyên phân là A 40 NST đơn B 20 NST kép C 22 NST kép D 18 NST kép Bài giải Ở kì sau, crômatit NST kép đã tách thành NST đơn => số NST tế bào của thể một kép kì này là 2(2n - - 1) = 2(20 - 2) = 36 NST đơn  Đáp án đúng là đáp án A Ở kì giữa, các NST đã nhân đôi và trạng thái kép => số NST tế bào của thể ba kép kì này là 2n + + = 20 + = 22 NST kép  Đáp án đúng là đáp án D Ở kì đầu, các NST đã nhân đôi và trạng thái kép => số NST của tế bào của thể bốn kì này là 2n + = 20 + = 22 NST kép  Đáp án đúng là đáp án C 3.3 TÍNH NHANH TỈ LỆ MỘT LOẠI KIỂU HÌNH BẤT KÌ TRONG PHÉP LAI NHIỀU CẶP TÍNH TRẠNG (Mỗi tính trạng cặp gen quy định, các cặp gen quy định tính trạng nằm các cặp NST tương đồng khác nhau) Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 12 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Cho lai cặp bố mẹ đều có n cặp gen dị hợp tử khác Xác định đời lai tỉ lệ loại kiểu hình có k ( k ≤ n ) tính trạng trội và ( n - k ) tính trạng lặn 3.3.1 Phương pháp thông thường: Để đơn giản, ta giả sử cặp bố mẹ đem lai đều dị hợp cặp gen giống P: AaBbDdEe × AaBbDdEe F1: có kiểu gen tương ứng với kiểu hình và tỉ lệ kiểu hình được tính sau: Tỉ lệ KH Tổng tỉ tương ứng với KG lệ KH aabbddee 1/4 × 1/4 × 1/4 × 1/4 = 1/256 1/256 A-bbddee 3/4 × 1/4 × 1/4 × 1/4 = 3/256 Có tính trạng trội và aaB-ddee 1/4 × 3/4 × 1/4 × 1/4 = 3/256 tính trạng lặn aabbD-ee 1/4 × 1/4 × 3/4 × 1/4 = 3/256 aabbddE- 1/4 × 1/4 × 1/4 × 3/4 = 3/256 A-B-ddee 3/4 × 3/4 × 1/4 × 1/4 = 9/256 A-bbD-ee 3/4 × 1/4 × 3/4 × 1/4 = 9/256 A-bbddE- 3/4 × 1/4 × 1/4 × 3/4 = 9/256 AaB-D-ee 1/4 × 3/4 × 3/4 × 1/4 = 9/256 AaB-ddE- 1/4 × 3/4 × 1/4 × 3/4 = 9/256 AabbD-E- 1/4 × 1/4 × 3/4 × 3/4 = 9/256 A-B-D-ee 3/4 × 3/4 × 3/4 × 1/4 = 27/256 Có tính trạng trội và A-B-ddE- 3/4 × 3/4 × 1/4 × 3/4 = 27/256 tính trạng lặn A-bbD-E- 3/4 × 1/4 × 3/4 × 3/4 = 27/256 AaB-D-E- 1/4 × 3/4 × 3/4 × 3/4 = 27/256 A-B-D-E- 3/4 × 3/4 × 3/4 × 3/4 = 71/256 Kiểu hình KG Có tính trạng lặn (không có tính trạng trội) Có tính trạng trội và tính trạng lặn Có tính trạng trội (không Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia 12/256 (= 6/128) 54/256 (= 27/128) 108/256 (= 27/64) 81/256 Trang 13 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 có tính trạng lặn) Nhận xét: Phương pháp này dài dòng, mất nhiều thời gian, dễ sai sót 3.3.2 Phương pháp giải nhanh: Xét phép lai: P: AaBbDd Ee × AaBbDd Ee Vì các cặp gen phân li độc lập nên ta có thể tách phép lai thành n phép lai một cặp gen: P: Aa × Aa -> Tỉ lệ kiểu hình F1 : 3/4 A- : 1/4 aa P: Bb × Bb -> Tỉ lệ kiểu hình F1 : 3/4 B- : 1/4 bb P: Ee × Ee -> Tỉ lệ kiểu hình F1 : 3/4 E- : 1/4 ee Ở đời lai, tỉ lệ loại kiểu hình có k (k ≤ n) trội và (n - k) tính trạng lặn được xác định sau: - Mỗi tính trạng trội kiểu hình chiếm tỉ lệ 3/4 -> k tính trạng trội chiếm tỉ lệ ( 3/4 )k - Còn lại ( n - k) tính trạng lặn, tính trạng lặn kiểu hình chiếm tỉ lệ 1/4 -> ( n - k) tính trạng lặn chiếm tỉ lệ ( 1/4 )n-k - Số cách chọn loại kiểu hình có k tính trạng trội là C kn Vậy, đời lai tỉ lệ loại kiểu hình có k tính trạng trội và ( n - k) tính k n −k trạng lặn là:   ×   × Ck n 4     * Bài tập áp dụng: Ví dụ 1: Trong trường hợp giảm phân và thụ tinh bình thường, một gen quy định một tính trạng và gen trội là trội hoàn toàn Tính theo lí thuyết, phép lai AaBbDdEe × AaBbDdEe cho: Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 14 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Kiểu hình mang tính trạng lặn đời chiếm tỉ lệ A 6/128 B 27/128 C 27/64 D 1/256 Kiểu hình mang tính trạng trội và tính trạng lặn đời chiếm tỉ lệ A 6/128 B 27/128 C 27/64 D 81/256 Kiểu hình mang tính trạng trội và tính trạng lặn đời chiếm tỉ lệ A 12/256 B 27/128 C 27/64 D 27/256 Kiểu hình mang tính trạng trội và tính trạng lặn đời chiếm tỉ lệ A 81/128 B 27/128 C 27/64 D 27/256 Kiểu hình mang tính trạng trội đời chiếm tỉ lệ A 81/128 B 9/64 C 27/64 D 81/256 Bài giải Kiểu hình Phương pháp giải nhanh Đáp án Có tính trạng lặn (không     4−0 × C0 =   ×  256 có tính trạng trội) 4  4 D Có tính trạng trội và  1   4−1 12 (= 6/128) × C1 =   ×  256 tính trạng lặn  4  4 A Có tính trạng trội và     4−2 54 (= 27/128) × C2 =   ×  256 tính trạng lặn 4  4 B Có tính trạng trội và  3   4−3 108 (= 27/64) × C3 =   ×  256 tính trạng lặn 4 4 C Có tính trạng trội     4−4 81 × C4 =   ×  256 (không có tính trạng lặn) 4  4 D Nhận xét: Phương pháp này khái quát ngắn gọn, mất ít thời gian, dễ hiểu, chính xác, đặc biệt đôi với thể đem lai có nhiều cặp gen Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 15 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Ví dụ 2: Trong trường hợp giảm phân và thụ tinh bình thường, một gen quy định một tính trạng và gen trội là trội hoàn toàn Tính theo lí thuyết, phép lai AaBbDdEe × AabbDdee cho: Kiểu hình mang tính trạng trội và tính trạng lặn đời chiếm tỉ lệ A 8/64 B 27/128 C 27/64 D 27/256 Kiểu hình mang tính trạng trội và tính trạng lặn đời chiếm tỉ lệ A 64/128 B 22/64 C 27/64 D 27/128 Kiểu hình mang tính trạng trội và tính trạng lặn đời chiếm tỉ lệ A 64/128 B 22/128 C 27/64 D 24/64 Bài giải Với bài tập này, chúng ta không thể áp dụng trực tiếp công thức để tính kết quả vì kiểu gen của bố mẹ khác Tuy nhiên, chúng ta cần phân tích để áp dụng công thức trên, từ đó nhanh chóng tìm ra kết quả Phép lai AaBbDdEe × AabbDdee cho kết quả phân li đời đối với tính trạng lần lượt là: 3/4 A- : 1/4 aa 1/2 B- : 1/2 bb 3/4 D- : 1/4 dd 1/2 E- : 1/2 ee Tỉ lệ kiểu hình (TLKH) mang tính trạng trội và tính trạng lặn đời Có C14 = cách chọn, đó: - Có cách chọn KH có tính trạng trội mà KH có tính trạng trội với tỉ lệ 3/4 và tính trạng lặn, đó tính trạng lặn với tỉ lệ là 1/4 và tính trạng lặn đều với tỉ lệ 1/2 - Có cách chọn KH có tính trạng trội mà KH có tính trạng trội với tỉ lệ 1/2 và tính trạng lặn, đó tính trạng lặn với tỉ lệ là 1/2 và tính trạng lặn đều với tỉ lệ 1/4 Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 16 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Vậy, TLKH có tính trạng trội và tính trạng lặn đời là: 2 × × ×   + × × ×   = => Đáp án đúng là đáp án A 64 4 2 2 4 Tỷ lệ KH mang tính trạng trội và tính trạng lặn đời Có C 24 = cách chọn, đó: - Có cách chọn KH có tính trạng trội mà tính trạng trội KH đều với tỉ lệ 3/4, tính trạng lặn còn lại đều với tỉ lệ 1/2 - Có cách chọn KH có tính trạng trội mà tính trạng trội KH đều với tỉ lệ 1/2, tính trạng lặn còn lại đều với tỉ lệ 1/4 - Có cách chọn KH có tính trạng trội, đó một tính trạng trội có tỉ lệ 3/4, tính trạng trội còn lại có tỉ lệ 1/2; tính trạng lặn, đó tính trạng lặn có tỉ lệ 1/2, tính trạng lặn còn lại có tỉ lệ 1/4 Vậy, TLKH có tính trạng trội và tính trạng lặn đời là : 2 2 1 22  3 1 1 1   ×   +   ×   + × × × × = 2 64  2 4  4  2 => Đáp án đúng là đáp án B TLKH mang tính trạng trội và tính trạng lặn đời (= tính trạng lặn và tính trạng trội) Có C14 = cách chọn, đó: - Có cách chọn KH có tính trạng lặn có tỉ lệ 1/4 và tính trạng trội, đó trạng trội có tỉ lệ 3/4, tính trạng trội còn lại đều có tỉ lệ 1/2 - Có cách chọn KH có tính trạng lặn có tỉ lệ 1/2 và tính trạng trội, đó trạng trội có tỉ lệ 1/2, tính trạng trội còn lại đều có tỉ lệ 3/4 Vậy, TLKH có tính trạng lặn và tính trạng trội đời là : Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 17 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 2 24 1 × × ×   + × × ×   = => Đáp án đúng là đáp án D 64 4 2 2 4 Nhận xét: Với sự phân tích và cách tính trên, gặp bài tập tương tự, học sinh có thể phân tích và áp dụng công thức nêu để nhanh chóng tìm kết quả 3.4 GIẢI NHANH BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ: Thông thường, bài tập di truyền quần thể thường chỉ đề cập đến tính trạng một cặp gen NST thường qui định Dạng bài tập này đã có nhiều tài liệu trình bày phương pháp giải Đối với dạng bài tập đề cập đến tính trạng gen NST giới tính qui định hay trường hợp bài tập liên quan đến hai hay nhiều cặp tính trạng hai hay hiều cặp gen qui định (các cặp gen phân li độc lập) chưa được đề cập đến một cách có hệ thống, khái quát Dưới đây, khái quát phương pháp giải hai dạng bài tập 3.4.1 Xác định tần số các alen, tần số các kiểu gen gen qui định tính trạng nằm NST thường: * Phương pháp chung: Vì các cặp gen qui định các tính trạng phân li độc lập nên chúng ta có thể giải dạng bài tập này qua hai bước sau : Bước 1: Xét từng tính trạng quần thể để: - Xác định tần số các alen của từng tính trạng - Từ đó xác định cấu trúc di truyền qui định tính trạng đó Bước 2: Tổ hợp cấu trúc di truyền của các tính trạng theo qui luật tích xác suất để được cấu trúc di truyền chung của nhiều tính trạng * Bài tập áp dụng: Ví dụ: Một loài thực vật thụ phấn phấn tự có gen D quy định hạt tròn là trội hoàn toàn so với gen d quy định hạt dài; gen R quy định hạt đỏ là trội hoàn toàn so với gen r quy định hạt trắng Hai cặp gen D, d và R , r phân li độc lập Khi Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 18 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 thu hoạch một quần thể cân di truyền, người ta thu được 14,25% hạt tròn đỏ; 4,75% hạt tròn trắng; 60,75% hạt dài đỏ; 20,25% hạt dài trắng Hãy xác định tần số các alen (D, d, R , r) và tần số các kiểu gen của quần thể nêu Nếu vụ sau mang tất cả các hạt có kiểu hình dài đỏ trồng thì tỉ lệ kiểu hình hạt mong đợi thu hoạch thế nào ? Giải thích Bài giải Xác định tần số các alen (D, d, R , r) và tần số các kiểu gen của quần thể Gọi p, q, p’, q’ lần lượt là tần số của các alen D, d, R , r a) Tần sô của các alen D, d, R , r: Xét từng tính trạng quần thể: - Dạng hạt: Tỉ lệ tròn : dài = (14,25% + 4,75%) : (60,75% + 20,25%) = 19% : 81% Vì quần thể trạng thái cân di truyền nên: + Tần số của alen d : q = 81 = 0,9 100 + Tần số của alen D : p = 1- 0,9 = 0,1 + Tần số kiểu gen qui định hình dạng hạt là : (0,1)2 DD : (2 × 0,1 × 0,9) Dd : (0,9)2 dd hay 0,01 DD : 0,18 Dd : 0,81 dd - Màu hạt: Tỉ lệ đỏ : trắng = (14,25% + 60,75%) : (4,75% + 20,25%) = 75% : 25% Vì quần thể trạng thái cân di truyền nên: + Tần số của alen r: q’ = 25 = 0,5 100 + Tần số của alen R: p’ = 1- 0,5 = 0,5 + Tần số kiểu gen qui định hình dạng hạt là: (0,5)2 RR : (2 × 0,5 × 0,5) Rr : (0,5)2 rr hay 0,25 RR : 0,50 Rr : 0,25 rr Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 19 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 b) Tần sô các kiểu gen của quần thể: Chính là tổ hợp tần số các kiểu gen của cả hai tính trạng : (0,01 DD : 0,18 Dd : 0,81 dd) × (0,25 RR : 0,50 Rr : 0,25 rr) = 0,0025 DDRR : 0,0005 DDRr : 0,045 DdRR : 0,09 DdRr : 0,0025 DDrr : 0,045 Ddrr : 0,2025 ddRR : 0,405 ddRr : 0,2025 ddrr Tỉ lệ kiểu hình hạt mong đợi thu hoạch nếu vụ sau mang tất cả các hạt có kiểu hình dài đỏ trồng Các hạt dài, đỏ quần thể có tần số kiểu gen là: 0,2025 ddRR : 0,405 ddRr hay ddRR : ddRr - Xét từng tính trạng: + Dạng hạt: dd × dd -> Đời có 100% hạt dài (dd) + Màu hạt: 1RR : Rr p’ = 1/3 + 2/3.1/2 = 2/3; q’ = 2/3.1/2 = 1/3 Đời con: (2/3 R : 1/3 r) × (2/3 R : 1/3 r) = 4/9 RR : 4/9 Rr : 1/9 rr => TLKH đỏ (R-) : trắng (rr) - Vậy tỉ lệ kiểu hình chung của cả hai tính trạng là: dài (8 đỏ : trắng) = dài, đỏ : dài, trắng 3.4 Xác định tần số alen, tần số kiểu gen gen qui định tính trạng nằm NST giới tính X: Khi gen qui định tính trạng nằm NST giới tính X (không có alen Y) thì sự biểu của tính trạng hai giới tính không đồng đều a) Khi quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền, tính trạng trội lặn hoàn toàn: Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 20 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Xét một gen có alen (kí hiệu là A và a) Quần thể chứa gen này trạng thái cân di truyền thì tần số tương đối của loại alen trội (hoặc lặn) giới đực và giới cái Gọi p là tần số tương đối của alen trội (A), q là tần số tương đối của alen lặn (a), ta có: p(A) giới đực = p(A) giới cái q(a) giới đực = q(a) giới cái Sự ngẫu phối quần thể cân diễn sau: ♂ XA : p Xa : q Y XA : p p2 : XAXA pq : XAXa p : XAY Xa : q pq : XAXa q2 : XaXa q : XaY ♀ Cấu trúc di truyền của quần thể có dạng: p2 XAXA : 2pq XAXa : q2 XaXa : p XAY : q XaY Nhận xét: Khi quần thể trạng thái cân di truyền thì chỉ cần cứ số cá thể đực quần thể để tính tần số của các alen : - p(A) = tỉ lệ XAY - q(a) = tỉ lệ XaY Ví dụ: Ở người bệnh mù màu gen đột biến lặn nằm NST X gây ra, gen này không có alen tương ứng Y Alen trội tương ứng (M) không gây mù màu Trong một quần thể trạng thái cân Hacđi – Vanbec về bệnh mù màu có tần số nam giới bị bệnh mù màu là 5% Hãy xác định tần số tương đối của các alen và các kiểu gen quần thể? Bài giải Tần số tương đối của các alen: Gọi p là tần số tương đối của alen M, q là tần số tương đối của alen m Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 21 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Tần số tương đối của alen m đúng tần số nam giới có kiểu hình lặn (mù màu) = 5% hay q = 0,05 Tần số tương đối của alen M : p = – q = – 0,05 = 0,95 Tần số tương đối của các kiểu gen: Quần thể trạng thái cân di truyền nên có câu trúc dạng: p2 XMXM : 2pq XMXm : q2 XmXm : p XMY : q XmY Vậy tần số các kiểu gen quần thể là: XMXM = p2 = 0,952 = 0,9025 XMXm = 2pq = × 0,95 × 0,05 = 0,095 XmXm = q2 = 0,052 = 0,0025 XMY = p = 0,95 XmY = 0,05 => b) Khi quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền, tính trạng trội không hoàn toàn * Phương pháp chung: Ví du: Ở loài mèo nhà, màu lông chi phối cặp gen đồng trội liên kết NST giới tính X Đực XDY : lông đen XdY : lông vàng XDXD : lông đen Cái XDXd : lông vàng XdXd : tam thể Gọi p là tần số của alen D, q là tần số của alen d Khi đó: 2số mèo cái đen + số mèo cái tam thể + số mèo đực đen p= 2số mèo cái + số mèo đực q= 2số mèo cái vàng + số mèo cái tam thể + số mèo đực vàng 2số mèo cái + số mèo đực * Bài tập áp dụng: Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 22 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Ví dụ: Ở loài mèo nhà, cặp alen D, d qui định màu lông nằm NST giới tính X (DD : lông đen; dd : lông vàng, Dd : tam thể) Trong một quần thể mèo thành phố Luân Đôn người ta ghi được số liệu về các kiểu hình sau : Đen Vàng Tam thể Tổng số Mèo đực 311 42 353 Mèo cái 277 54 338 Tính tần số các alen quần thể điều kiện cân Bài giải Gọi p là tần số của alen D, q là tần số của alen d Tổng số alen D kiểu gen của mèo cái đen và mèo đực đen : 311 + 2(277) + 54 = 919 Tổng số alen quần thể: 353 + 2(338) = 1029 Do đó: Tần số của alen D là: 919 : 1029 = 0,893 Tần số của alen d là: – 0,893 = 0,107 III - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Việc trang bị kĩ giải bài tập Sinh học cho học sinh là hết sức cần thiết Để làm được điều này, học sinh cần được rèn luyện kĩ phân tích, áp dụng toán học vào việc giải bài tập Sinh học một cách phù hợp Nhờ đó, nhiều bài tập sinh học được giải quyết một cách logic, chính xác, chặt chẽ và ngắn gọn Với kiến thức thuộc các chủ đề nêu trên, đã tiến hành khảo sát lớp học sinh khối 12 đều học theo chương trình bản, số học sinh được khảo sát Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 23 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 lớp là 42 Một lớp là lớp thực nghiệm (được rèn luyện kĩ giải bài tập), lớp còn lại là lớp đối chứng Việc khảo sát được tiến hành theo hình thức kiểm tra trắc nghiệm (20 câu, làm bài 40 phút) và đã thu được kết quả sau: Lớp Lớp thực nghiệm Lớp đối chứng Điểm < 0% 13% Điểm từ đến < 29% 56% Điểm từ - 10 71% 31% Tiêu chí Thời gian làm bài 85 % học sinh làm bài xong trước thời gian quy định Không có Kết quả cho thấy được rèn luyện các kĩ giải bài tập, kết quả làm bài của học sinh được nâng cao rõ rệt, thời gian làm bài được rút ngắn, tính chính xác của bài làm cao hẳn Thấy được ưu điểm vậy, đã tiến hành giảng dạy ôn tập phần này cho các em học sinh ôn thi TN THPT Quốc Gia và cả ôn thi học sinh giỏi được các em đón nhận và đã thu được kết quả khả quan KIẾN NGHỊ: Bằng kinh nghiệm đã thu được kết quả trên, mong các đồng nghiệp có thể áp dụng phương pháp này nhằm giúp các em học sinh học tập tốt hơn, thu được kết quả cao kiểm tra, thi cử Tuy nhiên, chỉ là kinh nghiệm của bản thân tôi, có thể còn nhiều thiếu sót Đồng thời có thể các đồng nghiệp còn có nhiều phương pháp, kinh nghiệm hữu hiệu Do kính mong các đồng nghiệp trao đổi, góp ý để phương pháp này được hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 24 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Tĩnh Gia, ngày 20 tháng 05 năm 2017 Giáo viên viết đề tài Nguyễn Bá Hoàng TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Hải Châu - Ngô Văn Hưng: Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục THPT môn Sinh học, NXB Giáo dục, 2007 Nguyễn Thành Đạt - Vũ Văn Vụ, Nguyễn Hải Châu - Nguyễn Như Hiền - Ngô Văn Hưng - Nguyễn Như Khanh - Trần Văn Kiên - Vũ Đức Lưu - Nguyễn Duy Minh - Lê Đình Tuấn - Nguyễn Quang Vinh: Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương trình, sách giáo khoa lớp 12 môn Sinh học, NXB Giáo dục, 2007 Vũ Văn Vụ - Vũ Đức Lưu - Nguyễn Như Hiển: Sinh học 12, NXB Giáo dục, 2008 Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 25 RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 Nguyễn Thành Đạt - Phạm Văn Lập - Đặng Hữu Lanh - Mai sỹ Tuấn: Sinh học 12, Sách giáo viên, NXB Giáo dục, 2007 Nguyễn Thành Đạt - Nguyễn Đức Thành - Nguyễn Xuân Viết: Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên giáo viên THPT ( Chu kì III - 2004 - 2007 ) - NXB Hà Nội 2005 Nguyễn Đức Thành - Nguyễn Văn Duệ: Dạy học sinh học ( Tập hai ) - NXB Giáo dục 2004 Ngô Văn Hưng - Nguyễn Hải Châu - Trịnh Đình Đạt - Đặng Hữu Lanh - Phạm Thành Lập - Vũ Đức Lưu - Chu Văn Mẫn - Vũ Trung Tạng - Mai Sĩ Tuấn: Hướng dẫn thực hiện chương trình, sách giáo khoa 12 môn Sinh học, NXB Giáo dục, 2008 Ngô Văn Hưng - Hoàng Thanh Hồng - Phan Thị Bích Ngân - Kiều Cẩm Nhung - Nguyễn Thị Thu Trang: Giới thiệu giáo án sinh học 12 - NXB Hà Nội 2008 Vũ Dức Lưu - Vũ Trung Tạng: Hướng dẫn học và ôn tập sinh học 12 nâng cao NXB Giáo dục 2008 10 Nguyễn Minh công - Vũ Đức Lưu - Lê Đình Trung: Bài tập di truyền - NXB Giáo dục 1997 11 Lê Đình Trung - Trịnh Nguyên Giao: Ôn luyện và bồi dưỡng học sinh giỏi môn sinh học - NXB Giáo dục 20 Nguyễn Bá Hoàng THPT Tinh Gia Trang 26 ... THỰC TIỄN: - Bài tập di truyền chiếm một tỉ lệ khá lớn các dạng bài tập của sách giáo khoa sinh học 12 Số tiết để học sinh rèn luyện kĩ giải các dạng bài tập di truyền phân... bài tập di truyền - Giải được bài tập di truyền giúp học sinh tăng niềm say mê, hứng thú đối với môn sinh học Bài tập di truyền rất phổ biến các đề thi học sinh giỏi sinh. .. LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC SINH HỌC 12 khoa sinh học 12 - ban bản chỉ có tiết/học kì nên cũng khó khăn về thời gian dành cho việc rèn luyện phương