GIẢI PHÁP LUYỆN THI học SINH GIỎI với một số DẠNG bài TOÁN LAI điển HÌNH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc SÁNG KIẾN Tên sáng kiến: Giải pháp luyện thi học sinh giỏi với số dạng tốn lai điển hình GIẢI PHÁP LUYỆN THI HỌC SINH GIỎI VỚI MỘT SỐ DẠNG BÀI TỐN LAI ĐIỂN HÌNH - Lĩnh vực áp dụng: Cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học - Mô tả sáng kiến: + Về nội dung sáng kiến: Nhằm giúp học sinh vận dụng kiến thức lí thuyết cách linh hoạt để giải toán lai với nhiều dạng khác nhau, thực đề tài tiến hành theo bước sau: Bước 1: Cung cấp kiến thức, hướng dẫn tự nghiên cứu * Cung cấp kiến thức: Kiến thức xem chìa khóa cho việc giải tốn lai quy luật phân li phân li độc lập Menđen Một là, tìm hiểu thí nghiệm hiểu rõ cách giải thích thí nghiệm lai cặp tính trạng lai hai cặp tính trạng Menđen (Dù hai thí nghiệm đơn giản lại bản, xem chìa khóa để từ giải tốn lai khác) Hai là, lí thuyết cách xác định tương quan tính trội – lặn tính trạng Ba là, hướng dẫn học sinh viết thành thạo sơ đồ lai (cho phép lai cặp tính trạng) sơ đồ lai cho phép lai cặp tính trạng… sơ sở lí thuyết để biện luận giải tập Cuối cùng, đưa phương pháp giải toán lai gồm bước như: Thứ nhất, xác định tính trội – lặn: Sử dụng phương pháp phân tích hệ lai Men đen: Nếu cặp tính trạng chủng tương phản P có tỉ lệ phân li kiểu hình F2 3:1 kiểu hình chiếm tỉ lệ 3/4 tính trạng trội, tỉ lệ kiều hình có tỉ lệ 1/4 tính trạng lặn Thứ hai, quy ước gen: việc sử dụng chữ để quy ước gen: chữ in hoa – quy định tính trạng trội, chữ thường – quy định tính trạng lặn Ba là, tìm quy luật di truyền tính trạng Đầu tiên, xét riêng cặp tính trạng →tìm tỉ lệ phân li cặp tính trạng Sau xét chung tính trạng→Tìm tỉ lệ phân li kiểu hình đời theo lí thuyết Nếu kết tỉ lệ kiểu hình đời = tỉlệ kiểu hình đề bài→các cặp gen quy định cặp tính trạng phân li độc lập, di truyền theo quy luật phân li độc lập Menđen Nếu kết tỉ lệ kiểu hình đời khác tỉ lệ kiểu hình đề bài→các gen quy định tính trạng nằm nhiễm sắc thể di truyền theo quy luật liên kết gen Bốn viết kiểu gen P dựa biện luận tính trội, lặn quy luật di truyền Cuối viết sơ đồ lai, kết luận Sau phần kiến thức bổ sung cho nội dung chính: Lai cặp tính trạng: Nội dung quy luật nhắc tới phân li cặp nhân tố di truyền không liên quan đến phân li tính trạng nên quy luật phân li cho trường hợp trội hoàn tồn tính trạng trội khơng hồn tồn Khi tách riêng cặp tính trạng, tính tỉ lệ kiểu hình riêng rẽ, tỉ lệ kiểu hình có: Trường hợp 1: tính trạng trội trội hồn tồn Nếu tỉ lệ kiểu hình đời 100% →P có phép lai: P: AA x AA; P: AA x Aa; P: aa x aa; P: AA x aa Nếu tỉ lệ kiểu hình đời 1: → P: Aa x aa (1 phép lai) Nếu tỉ lệ kiểu hình đời : → P: Aa x Aa (1 phép lai) Trường hợp 2: tính trạng trội trội khơng hồn tồn: Nếu tỉ lệ kiểu hình đời 100% →P: AA x AA; P: aa x aa; P: AA x aa (3 phép lai) Nếu tỉ lệ kiểu hình đời 1: → P: Aa x aa; P: AA x Aa (2 phép lai) Nếu tỉ lệ kiểu hình đời 1: : → P: Aa x Aa (1 phép lai) Trường hợp 3: tính trạng trội trội hoàn toàn, kiểu gen AA gây chết Nếu tỉ lệ kiểu hình đời 100% → P: aa x aa (1 phép lai) Nếu tỉ lệ kiểu hình đời 1: → P: Aa x aa (1 phép lai) Nếu tỉ lệ kiểu hình đời : → P: Aa x Aa (1 phép lai) Nếu P chủng, tương phản→ F1 đồng tính, biểu tính trạng trội dị hợp cặp gen Ngược lại, F1 đồng tính, P tương phản →P chủng có KG đồng hợp Lai cặp tính trạng, gen quy định tính trạng: Nếu P chủng, tương phản cặp tính trạng đem lai →F1 đồng tính, dị hợp cặp gen ngược lại Một số lưu ý: Hiện tượng trội khơng hồn tồn: Xảy gen trội át khơng hồn tồn gen lặn Các thể mang kiểu gen đồng hợp tử trội biểu kiểu hình trội, thể mang kiểu gen đồng hợp tử lặn biểu kiểu hình lặn, thể mang kiểu gen dị hợp tử biểu kiểu hình trung gian trội lặn Hiện tượng đồng trội gen đa alen: Xảy gen trội biểu kiểu hình tổ hợp kiểu gen gen có nhiều alen tham gia quy định loại tính trạng (trường hợp gen quy định nhóm máu người) Ví dụ : Ở người, tính trạng nhóm máu A, B, O gen có alen I A, IB, IO Sự tổ hợp nhóm alen với tạo nên quần thể người kiểu hình tương ứng với kiểu gen sau: Nhóm máu A có kiểu gen: IAIA, IAIO Nhóm máu B có kiểu gen: IBIB, IBIO Nhóm máu AB có kiểu gen: IAIB Nhóm máu O có kiểu gen: IOIO Như IA, IB đồng trội so với IO Hiện tượng gen gây chết: Xảy tổ hợp gen có tác dụng gây chết từ giai đoạn phôi Tổ hợp gen gây chết đồng hợp tử trội, đồng hợp tử lặn hay dị hợp tử tùy loại tính trạng Kết phân li tỉ lệ kiểu hình đời 2:1 Bài toán di truyền liên kết với giới tính: Tách riêng cặp tính trạng xét tỉ lệ phân li tính trạng giới: Nếu tính trạng phân li giống giới gen quy định tính trạng nằm NST thường Nếu tính trạng phân li khác giới, tính trạng lặn xuất giới dị giao gen quy định tính trạng nằm NST giới tính X, khơng có vùng tương ứng Y Trên lí thuyết vận dụng giải toán lai Tuy nhiên, gặp dạng khác nhau, giáo viên học sinh cần vận dụng kiến thức cách linh hoạt sáng tạo, khơng có mẫu cụ thể cho tất tốn lai qua phân tích đề thi năm, nhận thấy điểm thú vị đề thi cấp tỉnh ln đòi hỏi thông minh lực vận dụng sáng tạo học sinh Vì vậy, việc tự học tự nghiên cứu điều định, chí toán lai đề thi trung học phổ thông quốc gia môn Sinh học * Hướng dẫn tự nghiên cứu: giới thiệu cho học sinh số tài liệu giúp học sinh tự học tự luyện giải tập nhà: Sách giáo khoa Sinh học lớp 9, Phương pháp hướng dẫn giải tập Sinh học 9, Sinh học nâng cao 9, Bài tập di truyền tư liệu đề thi khác… Bước 2: Thực hành vận dụng giải tập có gợi mở giáo viên Ví dụ 1: F1 tự thụ phấn thu kiểu hình F2 Do sơ xuất việc thống kê, người ta ghi số liệu loại kiểu hình cao, hạt dài thấp, hạt tròn chiếm tỉ lệ 18,75% Biết gen nhiễm sắc thể, quy định tính trạng Biện luận viết sơ đồ lai từ F1 →F2 Hướng phân tích đề (Giáo viên gợi mở hướng dẫn học sinh cách phân tích đề) Bài tốn cho biết: số loại kiểu hình tỉ lệ % vài kiểu hình đời con, biết đặc điểm di truyền tính trạng, chưa biết tính trội, lặn → Cách giải quyết: Từ tỉ lệ % kiểu hình đời biết cần quy tỉ lệ kiểu hình → số kiểu tổ hợp →số giao tử P →kiểu gen P Biện luận thực bước giải bình thường * Cần nhớ: 1/16 = 6,25% 3/16 = 18,75% 9/16 = 56,25% 1/8 = 12,5% 3/8 = 37,5% 1/4= 25% …… Bài giải: F2 gồm loại kiểu hình, đó: Cao, dài = 18,75% = 3/16; Thấp , tròn = 18,75% = 3/16 →F2 có 16 kiểu tổ hợp = giao tử F1 x giao tử F1 Mỗi F1 phát sinh loại giao tử→ F1 dị hợp cặp gen, giả sử kiểu gen F1 AaBb Quy ước: A – cao, a – thấp B – Tròn, b – dài Sơ đồ lai: F1 → F2: AaBb (Cao, tròn) x AaBb (Cao, tròn) Ví dụ 2: Bài tốn nhiều phép lai Khi làm thí nghiệm ruồi giấm, người ta thu kết theo bảng đây: Thế hệ bố mẹ Thế hệ F1 Nâu, dài Nâu, ngắn Đỏ, dài Đỏ, ngắn P1: Mắt nâu, cánh dài x Mắt nâu, cánh dài 78 24 0 P2: Mắt đỏ, cánh dài x Mắt đỏ, cánh ngắn 30 27 98 95 P3: Mắt đỏ, cánh ngắn x Mắt đỏ, cánh dài 0 80 87 P4: Mắt đỏ, cánh dài x Mắt đỏ, cánh dài 45 14 136 47 P5: Mắt đỏ, cánh ngắn x Mắt nâu, cánh dài 48 42 46 45 Nếu dựa vào phép lai để biện luận tính trội – lặn cho tính trạng lựa chọn phép lai phù hợp nhất? Giải thích Lập luận tìm kiểu gen bố, mẹ phép lai Hướng phân tích đề (Giáo viên gợi mở hướng dẫn học sinh cách phân tích đề) Bài tốn có nhiều phép lai Cần tìm đặc điểm di truyền tính trạng Chưa biết tính trội, lặn Biết KH đời → Cách giải quyết: Lựa chọn phép lai điển hình mà qua phân tích kết đời xác định tính trội, lặn tính trạng tính trạng Biện luận thực bước giải bình thường Ví dụ 3: Bài tốn tạp giao Ở đậu Hà Lan., hạt vàng trội hoàn toàn so với hạt xanh Khi cho hạt vàng lai với hạt xanh F1 phân li theo tỉ lệ hạt vàng: hạt xanh Sau cho F1 tạp giao với kết kiểu gen kiểu hình F2 nào? Biết gen quy định tính trạng nằm NST thường (Trích đề thi chọn học sinh giỏi cấp tỉnh môn Sinh học tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2005- 2006) Hướng phân tích đề (Giáo viên gợi mở hướng dẫn học sinh cách phân tích đề) Dạng toán tạp giao → Cách giải quyết: Chỉ thực phép lai, xác định tổng tỉ lệ loại giao tử P, lấy tích chúng Khơng thực nhiều phép lai →cách thời gian, dễ nhầm tổng hợp kết học sinh dễ bỏ qua bước tổng hợp→bài làm khơng hồn chỉnh Bài giải: Ở đậu Hà Lan., biết hạt vàng trội hoàn toàn so với hạt xanh Quy ước gen: A – hạt vàng ; a – hạt xanh Cho P: hạt vàng x hạt xanh → F1 : hạt vàng: hạt xanh →Kiểu gen P: Aa x aa Sơ đồ lai: P : Aa (hạt vàng) x aa (hạt xanh) F1: Tỉ lệ kiểu gen: 1/2 Aa : 1/2 aa Tỉ lệ kiểu hình: 1/2 hạt vàng : 1/2 hạt xanh Cho F1 tạp giao: Cách 1: (Nên thực hiện) sơ đồ lai F1 : (1/2 Aa : 1/2 aa) x (1/2 Aa : 1/2 aa) GF1: 1/4A; 3/4a 1/4A; 3/4a F2: Tỉ lệ kiểu gen: 1/16 AA : 6/16 Aa : 9/16 aa Tỉ lệ kiểu hình: 7/16 hạt vàng : 9/16 hạt xanh Cách 2: Thực sơ đồ lai sau: (1) Aa x Aa (2) ♀Aa x ♂ aa (3) ♂Aa x ♀aa (4) aa x aa Nhận định: Khi thực có nhiều hạn chế: thời gian, phải viết nhiều sơ đồ lai tồng hợp kết chung phép lai →dễ thiếu xót (→Khơng khuyến khích theo cách này) Ví dụ 4: Bài tốn lai di truyền liên kết với giới tính Biết A quy định cánh dài, a quy định cánh ngắn; D quy định mắt đỏ, d quy định mắt trắng Giao phối ruồi giấm cánh dài, mắt đỏ với nhau, F1 thu được: ♀ cánh dài, mắt đỏ: cánh ngắn, mắt đỏ ♂ Cánh dài, mắt đỏ: cánh dài, mắt trắng: cánh ngắn, mắt đỏ: cánh ngắn, mắt trắng Xác định kiểu gen P thỏa mãn kết trên? Hướng dẫn phân tích đề (Giáo viên gợi mở hướng dẫn học sinh cách phân tích đề) Biết: tính trội, lặn; kiểu hình P, tỉ lệ kiểu hình F1 theo giới tính →Cách thực hiện: Tách riêng cặp tính trạng xét tỉ lệ phân li tính trạng giới Nếu tính trạng phân li giống giới gen quy định tính trạng nằm nhiễm sắc thể thường Nếu tính trạng phân li khác giới, tính trạng lặn xuất giới dị giao gen quy định tính trạng nằm nhiễm sắc thể giới tính X Bài giải: Xét tính trạng chiều dài cánh ♀ cánh dài : cánh ngắn = 3:1 ♂ Cánh dài : cánh ngắn = 3:1 →Tính trạng phân li giống giới → gen quy định tính trạng nằm nhiễm sắc thể thường→ P: Aa x Aa (1) Xét tính trạng màu mắt: ♀ 100% mắt đỏ ♂ Mắt đỏ : Mắt trắng = 1:1 Tính trạng phân li khác giới, tính trạng lặn xuất giới dị giao (giới đực) →gen quy định tính trạng nằm nhiễm sắc thể giới tính X, khơng có vùng tương đồng Y → P: XDXd x XDY (2) Từ (1) (2), kiểu gen P là: Aa XDXd x Aa XDY Vận dụng: Ở lồi động vật, cho cá thể ♂ lơng ngắn, màu trắng giao phối với cá thể ♀ lông ngắn, màu đen thu F1 gồm: 60 cá thể ♂ lông ngắn, màu đen; 30 cá thể ♂ lông dài, màu đen; 60 cá thể ♀ lông ngắn, màu trắng ; 30 cá thể ♀ lông ngắn, màu trắng Biết gen quy định tính trạng, trội, lặn hồn tồn loài trên, giới ♂ giới đồng giao, giới ♀ giới dị giao Biện luận viết sơ đồ lai thỏa mãn kết Những cá thể lồi có tối đa loại kiểu gen hai tính trạng xét? (Trích câu 10- Đề thi HSG lớp 9, môn Sinh học, cấp Tỉnh năm học 2018- 2019) Bài giải: Xét tính trạng kích thước lơng ♀ Lơng ngắn: Lơng dài = 60: 30= 2:1 ♂ Lông ngắn: Lông dài = 60: 30= 2:1 →Tính trạng phân li giống giới → gen quy định tính trạng nằm nhiễm sắc thể thường Tỉ lệ kiểu hình đời 2:1→ Tính trạng kích thước lơng có gen gây chết trạng thái đồng hợp trội, P: Aa x Aa (1) Xét tính trạng màu mắt: ♀ 100% mắt đỏ ♂ Mắt đỏ : Mắt trắng = 1:1 Tính trạng phân li khác giới, tính trạng lặn xuất giới dị giao (giới đực) →gen quy định tính trạng nằm nhiễm sắc thể giới tính X, khơng có vùng tương đồng Y → P: XDXd x XDY (2) Từ (1) (2), kiểu gen P là: Aa XDXd x Aa XDY Bước Tiến hành luyện tập, sáng tạo Tiến hành dạy thực nghiệm lớp thời gian 15 tiết Sau có kiểm tra đánh giá mức độ nắm bắt kiến thức vận dụng vào toán cụ thể Học sinh vận dụng luyện tập, luyện giải tập theo chuyên đề luyện giải qua đề thi, nộp làm Giáo viên chấm, chữa đưa tới học sinh phản hồi điểm mạnh điểm yếu em vận dụng làm tập Bước Đánh giá kết Trước chưa áp dụng giải pháp: Điểm ≤3,5