SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT HOÀNG LỆ KHA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI THIẾT LẬP VÀ SỬ DỤNG CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH TỈ LỆ CÁC KIỂU HÌNH ĐỂ GIẢI QUYẾT NHANH BÀI TOÁN QUI LU
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT HOÀNG LỆ KHA
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TÊN ĐỀ TÀI
THIẾT LẬP VÀ SỬ DỤNG CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH TỈ LỆ CÁC KIỂU HÌNH ĐỂ GIẢI QUYẾT NHANH
BÀI TOÁN QUI LUẬT DI TRUYỀN
Người thực hiện: Nguyễn Bá Nam Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Sinh học
THANH HOÁ NĂM 2019
Trang 2MỤC LỤC
Trang
1 Mở đầu
1.1 Lý do chọn đề tài ……… 2
1.2 Mục đích nghiên cứu ……… 2
1.3 Đối tượng nghiên cứu ………2
1.4 Phương pháp nghiên cứu ……… 3
1.5 Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm……….3
2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm……… 4
2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm……… 4
2.2 Thực trạng ……….4
2.3 Các giải pháp để giải quyết vấn đề……….4
2.3.1 Một số khái niệm, kí hiệu cơ bản trong bài toán quy luật di truyền …… 4
2.3.2 Xác định qui luật xuất hiện của tỉ lệ kiểu hình trong các phép lai ……….5
2.3.3 Thiết lập công thức ……….8
2.3.3.1 Các bước cơ bản trong giải một bài toán quy luật di truyền ………….8
2.3.3.2 Thiết lập công thức cụ thể………8
2.3.4 Áp dụng……….……… 8
2.3.4.1 Dạng 1: Đề bài cho biết kiểu hình thuộc 2 tính trạng lặn .8
2.3.4.2 Dạng 2: Đề bài cho biết kiểu hình thuộc 1 tính trạng trội, 1 tính trạng lặn 10
2.3.4.3 Dạng 3: Đề bài cho biết kiểu hình thuộc 2 tính trạng trội 12
2.3.4.4 Dạng 4: Dạng tổng hợp 13
2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường…… 15
3 Kết luận, kiến nghị ……… 18
3.1 Kết luận 18
3.2 Kiến nghị 18
Tài liệu tham khảo……… 19
Danh mục sáng kiến 20
Trang 31 MỞ ĐẦU:
1.1 Lí do chọn đề tài:
Theo quan điểm dạy học: học phải đi đôi với hành, lý thuyết phải gắn liền vớithực tiễn Đó là phương châm giảng dạy ở mọi cấp học nói chung và ở bậcTHPT nói riêng Do đó, mục đích của quá trình dạy học không chỉ đơn thuầncung cấp cho học sinh kiến thức lý thuyết, mà còn phải hướng dẫn học sinh vậndụng kiến thức vào việc giải bài tập và giải quyết một số vấn đề thực tế có liênquan, đồng thời phát huy tính chủ động, sáng tạo của học sinh
Ngày nay khoa học và công nghệ đang phát triển mạnh đặc biệt là công nghệthông tin và công nghệ sinh học Để theo kịp sự phát triển của khoa học để hoànhập vào nền kinh tế thế giới, nền kinh tế về tri thức ngành giáo dục của nước taphải đào tạo ra những con người có trình độ văn hoá cao, năng động và đầy sángtạo Sự gia tăng về khối lượng tri thức, sự đổi mới về khoa học tất yếu đòi hỏiphải đổi mới phương pháp dạy học Để đạt được kết quả cao trong các kỳ thi vớihình thức trắc nghiệm như hiện nay học sinh cần đổi mới phương pháp học tập.Nếu trước đây việc học và thi môn Sinh học, học sinh cần học thuộc và nhớ từngcâu, từng chữ hoặc đối với bài toán học sinh phải giải trọn vẹn các bài toán quanhiều khâu, nhiều bước Thì nay học sinh phải nắm được các kiến thức cơ bảntrọng tâm đã học, vận dụng những hiểu biết đó vào việc phân tích, xác định,nhận biết các đáp án đúng, sai trong các câu trắc nghiệm Đặc biệt đối với cáccâu bài tập vận dụng cao làm thế nào để có thể giải được kết quả nhanh nhất màkhông mất nhiều thời gian? Đó là câu hỏi lớn đối với tất cả các giáo viên dạybậc Trung học Trước thực tế đó, đòi hỏi mỗi giáo viên cần xây dựng cách dạyriêng của mình Thực tế hiện nay, chương trình sách giáo khoa Sinh học 12 thờigian dành cho phần bài tập nói chung và phần quy luật di truyền nói riêng rất ítnhưng ngược lại trong các đề thi tỉ lệ điểm của phần này không nhỏ; khối lượngkiến thức nhiều, nhiều bài tập áp dụng ở mức vận dụng cao Tôi thấy khoảngthời lượng trong phân phối chương trình thì giáo viên khó có thể truyền đạt hếtcho học sinh lĩnh hội tốt về phương pháp vận dụng Do đó, mỗi giáo viên cócách dạy riêng cho mình hướng dẫn các em vận dụng lí thuyết tìm ra công thức
và cách giải nhanh để đạt hiệu quả cao trong học tập
Trong quá trình dạy học tại trường THPT Hoàng Lệ Kha ở các lớp nâng caokiến thức tôi đã tìm tòi, phát hiện ra quy luật và đã thiết lập, sử dụng công thức
xác định tỉ lệ các kiểu hình để giải quyết nhanh bài toán quy luật di truyền.
1.2 Mục đích nghiên cứu:
Phát hiện ra quy luật về kết quả các kiểu hình tạo ra ở đời con qua các phéplai của bài toán quy luật di truyền Từ đó, xây dựng công thức chung để vậndụng giải quyết nhanh các bài toán mà không cần trình tự các bước của một bàitoán tự luận Từ đó, tạo hứng thú, niềm tin trong việc học môn Sinh học, thúcđẩy ý thức tự học, tự nghiên cứu, sáng tạo của học sinh trong học tập
1.3 Đối tượng nghiên cứu:
Học sinh khối 12 tại trường THPT Hoàng Lệ Kha trong các giờ luyện tập, ôntập chương, ôn luyện thi THPT Quốc gia và bồi dưỡng học sinh giỏi qua cácnăm học
Trang 41.4 Phương pháp nghiên cứu:
1.4.1 Nghiên cứu tài liệu:
- Nghiên cứu kết quả của các phép lai bằng phương pháp “thủ công” (viết sơ đồlai) để rút ra quy luật xuất hiện của các kiểu hình ở đời con lai
- Hệ thống các công thức và vận dụng vào các bài tập nâng cao trong các tài liệutham khảo và các đề thi Đại học
1.4.2 Thực nghiệm thực tế giảng dạy:
- Kinh nghiệm dạy học của cá nhân
- Tham khảo về chuyên môn của đồng nghiệp
- Thực hiện và đối chiếu kết quả vận dụng kiểm tra và thi THPT của học sinh
1.5 Những điểm mới của SKKN:
Xây dựng được các công thức xác định tỉ lệ các kiểu hình để giải nhanh cácbài toán trắc nghiệm trong phần qui luật di truyền, đặc biệt là những bài vậndụng cao để phục vụ kỳ thi THPT Quốc gia
Trang 52 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM:
2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm:
Nội dung Quy luật di truyền là kiến thức trọng tâm của chương trình sinh học
12, mỗi quy luật di truyền là một dạng bài tập, một bài tập vận dụng cao có thểtổng hợp nhiều quy luật di truyền Do đó, để giải quyết một bài tập, học sinh cầnnắm vững kiến thức của tất cả các quy luật để xác định quy luật di truyền trongbài toán mới giải quyết được các vấn đề tiếp theo Trong thực tế, đối với họcsinh, việc lĩnh hội kiến thức của chương này rất khó nên việc vận dụng càng khókhăn hơn, đến nỗi có nhiều học sinh dạng bài tập này coi như là “nỗi ám ảnh”
2.2 Thực trạng:
Trong quá trình trực tiếp tham gia giảng dạy bộ môn Sinh học THPT, đặc biệttham gia dạy các lớp nâng cao để thi THPT quốc gia, bồi dưỡng các lớp họcsinh giỏi tại trường THPT Hoàng Lệ Kha nhiều năm, tôi nhận thấy việc giải cácbài toán quy luật di truyền của đa số học sinh rất hạn chế, đa số các em rất máymóc, không hiểu các bước trong giải một bài toán nên hầu như khi làm bài tậptrắc nghiệm các em chọn theo hướng “hên xui” Hầu hết học sinh chỉ dừng lại ởmức độ cơ bản ghi các sơ đồ lai cho sẵn còn các dạng vận dụng thì chưa vậndụng nhanh được
Xuất phát từ những lí do nêu trên, qua quá trình trực tiếp giảng dạy, nghiêncứu, tích lũy cũng như tham khảo, trao đổi với đồng nghiệp, bản thân tôi nhậnthấy cần có một giải pháp thiết thực và xin đề xuất một số ý kiến, quan điểm của
bản thân về “Thiết lập và sử dụng công thức xác định tỉ lệ các kiểu hình để
giải quyết nhanh bài toán quy luật di truyền”
2.3 Các giải pháp để giải quyết vấn đề:
2.3.1 Một số khái niệm, kí hiệu cơ bản trong bài toán quy luật di truyền:
Để lĩnh hội và vận dụng kiến thức phần Quy luật di truyền học sinh cần nắmvững:
* Tính trạng: là các đặc điểm cụ thể về cấu trúc, hình thái, chức năng của cơ
thể sinh vật Có 2 loại: tính trạng thường và tính trạng giới tính (đực và cái)
* Kiểu hình: là các trạng thái khác nhau của cùng một tính trạng một tính
trạng gồm 2 hay nhiều kiểu hình
* Alen:
- Nguồn gốc của alen là do đột biến gen vào các vị trí khác nhau của gen mộtgen có 2 hay nhiều alen (các alen của 1 gen thường khác nhau ở một hoặc vàicặp Nucleotit)
- Alen là trạng thái khác nhau của cùng 1 gen quy định các kiểu hình khác nhaucủa cùng 1 loại tính trạng
+ alen trội quy định kiểu hình trội, alen lặn quy định kiểu hình lặn
+ alen trội có thể hoàn toàn át alen lặn (trội hoàn toàn) hoặc có thể không hoàntoàn át alen lặn (trội không hoàn toàn) hoặc 2 alen trội có thể trội ngang nhau(đồng trội)
- 1 gen có nhiều alen, cơ thể lưỡng bội (trừ giao tử) chỉ chứa 2 trong các alencủa gen
Trang 6- Gen alen (các alen nằm cùng vị trí trên 1 cặp NST tương đồng) và gen khôngalen (các alen nằm ở vị trí khác nhau trên 1 cặp NST tương đồng hoặc trên cáccặp NST tương đồng khác nhau)
* Kiểu gen: là tập hợp các gen trên NST có trong mỗi tế bào, khi nói đến kiểu
gen của 1 cơ thể thì chỉ nói đến 1 số gen đang xét
- Kiểu gen đồng hợp tử: chứa 2 alen giống nhau của cùng 1 gen
- Kiểu gen dị hợp tử: chứa 2 alen khác nhau của cùng 1 gen
* Thể đồng hợp và thể dị hợp:
- Thể đồng hợp là cơ thể mang KG đồng hợp tử (thuần chủng)
- Thể dị hợp là cơ thể mang KG dị hợp tử (không thuần chủng)
* Dòng thuần: gồm các cá thể cùng loài có KG giống nhau và đồng hợp về tất
cả các cặp gen đang xét
* Một số kí hiệu: P: Bố mẹ, F1, F2, x (phép lai), Pa (Lai phân tích), Fa,…
2.3.2 Xác định quy luật xuất hiện của tỉ lệ kiểu hình trong các phép lai:
Giả sử, gen trội (A, B) quy định kiểu hình trội và trội hoàn toàn so với alen lặntương ứng (a, b) quy định kiểu hình lặn Cho các phép lai sau, xác định tỉ lệ kiểuhình xuất hiện ở đời con
Trang 7F1: 50% A-B- : 25% A-bb: 25%
F1: 50% A-B- : 25% A-bb : 25% aaB-
Quy luật: tương tự trường hợp 3
* Trường hợp 5:
P: AB ab x AB ab (có hoán vị cả bố và mẹ với tần số f bất kì.
Trang 8- Tỉ lệ kiểu hình 1 trội, 1 lặn bb hoặc aaB-) = 75% - Tỉ lệ kiểu hình 2 trội B-)
F1: 50% A-B-: 25% A-bb: 25%
aaB- Quy luật: tương tự trường hợp 3
Trang 9F1: 50% A-B-: 25% A-bb: 25%
aaB- Quy luật: tương tự trường hợp 3
2.3.3 Thiết lập công thức:
2.3.3.1 Các bước cơ bản trong giải một bài toán quy luật di truyền:
Để vận dụng công thức trên học sinh phải nắm vững các bước cơ bản trong
giải một bài tập quy luật di truyền theo dạng tự luận:
- Bước 1: xác định tính trạng trội và lặn (nếu đề bài chưa cho) và quy ước gen
- Bước 2: xác định quy luật di truyền của tính trạng
- Bước 3: viết sơ đồ lai, trả lời các thông tin từ đề bài
+ Tỉ lệ kiểu hình trội, trội = Tỉ lệ kiểu hình lặn, lặn + 50%
Tỉ lệ kiểu hình lặn, lặn = Tỉ lệ kiểu hình trội, trội – 50%
+ Tỉ lệ mỗi kiểu hình trội, lặn (hoặc lặn, trội) = 25% - tỉ lệ kiểu hình lặn, lặn
Tỉ lệ kiểu hình lặn, lặn + tỉ lệ mỗi kiểu hình trội, lặn (hoặc lặn, trội) = 25%+ Tỉ lệ mỗi kiểu hình trội, lặn (hoặc lặn, trội) = 75% - tỉ lệ kiểu hình trội, trội
Tỉ lệ mỗi kiểu hình trội, lặn (hoặc lặn, trội) + tỉ lệ kiểu hình trội, trội = 75%
- Điều kiện sử dụng công thức:
+ Bố mẹ dị hợp 2 cặp gen về các gen đang xét
+ Mỗi gen quy định một tính trạng và tính trạng trội là trội hoàn toàn
+ Gen quy định tính trạng nằm trên NST thường
2.3.4 Áp dụng:
2.3.4.1 Dạng 1: Đề bài cho biết kiểu hình thuộc 2 tính trạng lặn.
Bài toán 1: Ở một loài thực vật, gen quy định hạt dài trội hoàn toàn so với alen
quy định hạt tròn; gen quy định hạt chín sớm trội hoàn toàn so với alen quy địnhhạt chín muộn Cho cây có kiểu gen dị hợp tử về 2 cặp gen tự thụ phấn đời conthu được 3600 cây, trong đó có 144 cây có kiểu hình hạt tròn, chín muộn Biếtrằng không có đột biến, hoán vị gen xảy ra ở cả 2 giới với tần số bằng nhau.Theo lí thuyết, số cây ở đời con có kiểu hình hạt dài, chín muộn là bao nhiêu?
A 756 cây B 826 cây C 576 cây D 628 cây
Bài giải:
* Cách 1: Theo cách giải “thủ công” thông thường:
- Theo đề, mỗi gen quy định một tính trạng, các tính trạng di truyền theo quyluật hoán vị gen
- Qui ước gen: gen A: hạt dài, gen a: hạt tròn
Gen B: hạt chín sớm, gen b: hạt chín muộn
- F1 dị hợp tử 2 cặp gen ( AB ab hoặc aB Ab ) tự thụ phấn, F2 thu được cây có kiểuhình hạt tròn, chín muộn (ab ab ) chiếm tỉ lệ: 3600144 = 4%
Trang 10- Vì hoán vị gen xảy ra ở 2 giới với tần số như nhau, nên giao tử ab của mỗi bên
F1 tạo ra với tỉ lệ bằng nhau giao tử ab = 4 %= 20% (là giao tử hoán vị vì <25%)
kiểu gen của F1: aB Ab (f = 40%)
- Sơ đồ lai: F1 x F1: aB Ab (f = 40%) x aB Ab (f = 40%)
GF1: AB = ab = 20% AB = ab = 20%
Ab = aB = 30% Ab = aB = 30%
F2: cây có kiểu hình dài, chín muộn: 9% Ab Ab + 12% Ab ab = 21%
- Vậy, số lượng cây hạt dài, chín muộn = 21% x 3600 = 756 cây Chọn đápán: A
* Cách 2: Theo phương pháp giải của đề tài.
+ Bước 1: nhận xét đề bài.
- Theo đề, F1 dị hợp 2 cặp gen
+ Bước 2: tìm tỉ lệ kiểu hình lặn, lặn (hạt tròn, chín muộn).
- Ở F2, tỉ lệ cây hạt tròn, chín muộn (kiểu hình lặn, lặn): 3600144 = 4%
+ Bước 3: Áp dụng công thức để xác định tỉ lệ kiểu hình trội, lặn: tỉ lệ kiểu hình
trội, lặn = 25% - tỉ lệ kiểu hình lặn, lặn
- Hạt dài, chín muộn = 25% - 4% = 21%
Vậy số lượng cây hạt dài, chín muộn = 21% x 3600 = 756 cây Chọn đápán: A
Bài toán 2: Ở một loài thực vật, xét sự di truyền của một số locus, A - thân cao
trội hoàn toàn so với a thân thấp: B - hoa đỏ trội hoàn toàn so với b - hoa vàng;
D - quả tròn trội hoàn toàn so với d- quả dài Locus chi phối tính trạng chiều cao
và màu hoa liên kết, còn locus chi phối hình dạng quả nằm trên 1 nhóm gen liênkết khác Cho giao phấn giữa 2 cây P đều thuần chủng được F1 dị hợp về 3locus F1 giao phấn với nhau được F2 Trong đó cây có kiểu hình thân thấp, hoavàng, quả tròn chiếm tỷ lệ 3% Biết rằng diễn biến giảm phân ở 2 bên bố và mẹnhư nhau Theo lý thuyết, cây có kiểu hình thân cao hoa đỏ, quả dài ở F2 chiếm
+ Bước 2: tìm tỉ lệ kiểu hình lặn, lặn (thân thấp, hoa vàng).
- Theo đề, F1 dị hợp 3 cặp gen giao phấn F2 thu được kiểu hình thấp, vàng, tròn
(aa, bb, D-) = 0,03 thấp, vàng (ab ab) = 00,,7503 = 0,04 = 4%
+ Bước 3: Áp dụng công thức để xác định tỉ lệ kiểu hình trội, trội: Tỉ lệ kiểu
hình trội, trội = Tỉ lệ kiểu hình lặn, lặn + 50%
Kiểu hình thân cao, hoa đỏ = 4% + 50% = 54%
Vậy kiểu hình cây thân cao, hoa đỏ, quả dài chiếm tỉ lệ: 54% x 25% = 13,5%
Trang 11 Chọn đáp án: C
Bài toán 3: Ở một loài động vật, alen A quy định lông xám trội hoàn toàn so
với alen a quy định lông hung; alen B quy định chân cao trội hoàn toàn so vớialen b quy định chân thấp; alen D quy định mắt nâu trội hoàn toàn so với alen dquy định mắt đen Phép lai P: ♀ AB
ab XDXd x ♂ Ab
aBXdY thu được F1 Trong tổng
số cá thể F1, số cá thể cái có lông hung, chân thấp, mắt đen chiểm tỉ lệ 1% Biếtquá trình giảm phân không xảy ra đột biến nhưng xảy ra hoán vị gen ở cả haigiới với tần số như nhau Theo lí thuyết, số cá thể lông xám dị hợp, chân thấp,mắt nâu ở F1 chiếm tỉ lệ
F1: ♀ có lông hung, chân thấp, mắt đen (ab ab XdXd ) chiếm tỉ lệ 1%
+ Bước 2: tìm tỉ lệ kiểu hình lặn, lặn (lông hung, chân thấp).
- Lông hung, chân thấp (
ab ab
) =
% 25
% 1
= 0,04 (Vì phép lai ♀ XDXd x ♂ XdY tạo
F1 có KG XdXd chiếm 25%)
+ Bước 3: Áp dụng công thức để xác định tỉ lệ kiểu hình trội lặn: tỉ lệ kiểu hình
trội, lặn (lông xám, chân thấp ) = 25% - tỉ lệ kiểu hình lặn, lặn (lông hung, chânthấp) = 25% - 4% = 21%
+ Bước 4: Xác định tỉ lệ số cá thể lông xám dị hợp, chân thấp, mắt nâu ở F1
Vậy kiểu hình A-bb = 0,21%
Ab Ab
+ ab Ab= 21%
- Ta lại có tỉ lệ kiểu gen Ab Ab = ab ab = 4%
ab Ab
Bài toán 1: Khi lai thứ lúa thân cao, hạt gạo trong với thứ lúa thân thấp, hạt gạo
đục thu được F1 toàn thân cao, hạt đục Cho F1 tự thụ phấn F2 gồm 15600 câyvới 4 kiểu hình, trong đó 3744 cây thân cao, hạt trong Biết rằng mỗi cặp tínhtrạng chỉ do một cặp gen qui định và mọi diễn biến của nhiễm sắc thể tronggiảm phân ở tế bào noãn và tế bào sinh hạt phấn là giống nhau Tần số hoán vịgen là