Phương pháp giải một số dạng bài tập di truyền học quần thể trong bồi dưỡng học sinh khá giỏi môn sinh học 9

MỤC LỤC Nội dung Phần I: MỞ ĐẦU STT 1 Đặc điểm nhận dạng 2 2 4 5 10 Phương pháp giải 11 2.1 Quần thể tự phối 12 2.2 Quần thể ngẫu phối 13 Bài tập mẫu 14 Bài tập tự làm 10 15 IV Hiệu sáng kiến Phần III : KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Kết luận Kiến nghi TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC XẾP LOẠI 12 16 17 18 19 20 I Lí chọn đề tài II Mục đích nghiên cứu III Đối tượng nghiên cứu IV Phương pháp nghiên cứu Phần II: NỘI DUNG I Cơ sở lí luận II Thực trạng vấn đề III Các giải pháp Trang 13 13 13 14 15 Phần I: MỞ ĐẦU I Lí chọn đề tài: Trong chương trình sinh học THCS đặc biệt chương trình sinh học kĩ giải mợt số dạng tập di truyền học quần thể đề tài hay, khó học sinh lại thiết thực, gần gũi với đời sống Các kiến thức, dạng tập có nhiều đề thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh tồn quốc Đặc biệt có nhiều dạng tập mà học sinh gặp phải giải quyết, lên học bậc phổ thông trung học, trung cấp chuyên nghiệp, cao đẳng, đại học sau Là một giáo viên thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi sinh học 9, nhận thấy dạng tập nhiều năm có đề thi học sinh giỏi cấp, nhiên dạng tập khó học sinh dễ bi nhầm lẫn Hơn cấp THCS, học sinh nghiên cứu di truyền học quần thể đa số mơ hồ, lúng túng, mang tính mò mẫm nên ảnh hưởng nhiều đến chất lượng giáo dục mũi nhọn Hiện có nhiều chuyên đề, sáng kiến kinh nghiệm internet đề cập đến nội dung chưa có phân dạng cụ thể, chủ yếu tài liệu dành cho học sinh THPT nên không phù hợp với đối tượng học sinh THCS Vì tơi viết đề tài để tổng hợp lại nội dung cụ thể nhất, thiết thực, gần với khả tiếp thu học sinh lớp nhất, từ hướng dẫn học sinh phương pháp làm hiệu Nên chọn đề tài “Phương pháp giải số dạng tập di truyền học quần thể bồi dưỡng học sinh giỏi môn sinh học 9” II Mục đích nghiên cứu: Giúp học sinh có kĩ giải đúng, giải nhanh tập di truyền học quần thể Từ em giải thích mợt số tượng tự nhiên, khơi gợi niềm hứng thú, say mê môn sinh học Giúp đồng nghiệp tham khảo để vận dụng tốt công tác giảng dạy tập di truyền học quần thể III Đối tượng nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu di truyền học quần thể dạy học môn sinh học 9, tổng hợp phân loại dạng tập khác nhau, từ đưa phương pháp giải cho dạng IV Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lí thuyết: Tơi nghiên cứu tài liệu lí luận dạy học mơn Sinh học, tài liệu tâm lí học, sách giáo khoa - sách giáo viên sinh học 9, sách Bồi dưỡng HSG Sinh học - NXB Đại học quốc gia Hà Nội Phạm Khắc Nghệ, Phương pháp giải tập di truyền sinh thái lớp - NXB giáo dục Lê Ngọc Lập, một số đề thi học sinh giỏi tỉnh đề thi vào lớp 10 chuyên sinh, để làm sở đinh hướng cho trình nghiên cứu Phương pháp điều tra khảo sát thực tế thu thập thông tin: Thu thập thông tin từ đồng nghiệp huyện, từ học sinh đội tuyển học sinh giỏi thân trực tiếp phụ trách Phương pháp thống kê sử lí số liệu: Từ kết nghiên cứu, thu thập tơi thống kê, xử lí thơng tin từ rút phương pháp giải mợt số dạng tập di truyền học quần thể bồi dưỡng học sinh giỏi môn sinh học Phần II: NỘI DUNG I Cơ sở lí luận: Chương trình Sinh học hành tổng hợp chương trình sinh học 10, 11, 12 cũ có bỏ bớt phần tiến hố mợt số có đơn giản hoá Tuy nhiên, kiến thức để em thi học sinh giỏi không đơn kiến thức sách giáo khoa nên với mức độ tư học sinh lớp chương trình nặng, lượng kiến thức học sinh giỏi rộng Trong sách giáo khoa Sinh học phần di truyền học quần thể không xếp thành một chương riêng mà kiến thức nằm rải rác một số chương, nhiên đề thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh dạng tập thường xun có Vì học sinh gặp nhiều khó khăn giải dạng tập Để giải tập phần yêu cầu học sinh phải nắm vững kiến thức di truyền học sau: Một số khái niệm: - Thụ phấn tượng hạt phấn tiếp xúc với đầu nhụy - Tự thụ phấn tượng hạt phấn rơi vào đầu nhuỵ hoa - Giao phấn tượng hạt phấn hoa rơi đầu nhụy hoa khác Quy luật phân li của Menđen: a Nội dung quy luật phân li: Trong trình phát sinh giao tử, nhân tố di truyền cặp nhân tố di truyền phân li một giao tử giữ nguyên chất thể P chủng [1] b Phương pháp giải một số dạng tập tuân theo quy luật phân li: - Bài toán thuận: [2] + Bước 1: Biện luân, quy ước gen: - Xác đinh tính trợi - lặn, tính chủng P - Xác đinh quy luận chi phối phép lai - Quy ước gen + Bước 2: Xác đinh kiểu gen P + Bước 3: Viết sơ đồ lai, xác đinh tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình F - Bài tốn nghịch: + Bước 1: Biện luận, quy ước gen: Phân tích tỉ lệ kiểu hình đời thành tỉ lệ quen thuộc Dựa vào tỉ lệ quen thuộc suy tính trợi tính lặn, quy luật chi phối phép lai, tính chủng P Nếu đời có tỉ lệ kiểu hình: - F (3 : 1) tuân theo đinh luật phân li Menđen > Tính trạng chiếm tỉ lệ chiếm tỉ lệ tính trạng trợi hồn tồn so với tính trạng Vậy hệ trước di hợp cặp gen (P: Aa x Aa) - F (1 : 1) kết phép lai phân tích Vậy P: Aa x aa [1] Tham khảo từ tài liệu tham khảo thứ 1: Sách giáo khoa sinh học [2] Tham khảo từ tài liệu tham khảo thứ 2: Sách phương phám giải tập di truyền + Bước 2: Xác đinh kiểu gen, kiểu hình bố mẹ + Bước 3: Lập sơ đồ lai xác đinh kết II Thực trạng vấn đề: Thực trạng: Từ số liệu thu trình điều tra, tơi có nhận xét sau: Nguồn tài liệu viết tập di truyền học quần thể nhiều, đa dạng chưa phân loại rõ ràng, lợn xợn gây khó hiểu cho học sinh cấp THCS Mợt số giáo viên lúng túng hướng dẫn học sinh làm dạng tập Học sinh gặp khó khăn tiếp cận dạng đề khác liên quan đến di truyền học quần thể, thường hay nhầm lẫn Trước tiến hành áp dụng đề tài này, tiến hành khảo sát đội tuyển học sinh giỏi mơn sinh học mợt số dạng tốn liên quan đến di truyền học quần thể Kết sau: Kết thực trạng: Năm học Tổng Điểm F1 : Vậy x x x AA + Aa + aa 4 x = 0,01 → x = 0,04 → Tỉ lệ kiểu gen AA = 0,96; tỉ lệ kiểu gen Aa = 0,04 Câu (Đề thi HSG tỉnh Thanh Hóa năm học 2006 - 2007) Ở lồi thực vật, cho hoa đỏ tự giao phấn với F1, thống kê kết quần thể có tỉ lệ 15 hoa đỏ : hoa trắng Biết hoa đỏ trội hoàn toàn so với hoa trắng Hãy xác định kiểu gen hoa đỏ hệ P viết sơ đồ lai Giải: - Quy ước: A hoa đỏ, a hoa trắng - Vì cho hoa đỏ tự giao phấn với F có hoa trắng -> Hoa đỏ P có AA Aa - Gọi tỉ lệ có kiểu gen Aa n Theo ta có: n2 n2 n2 P: n Aa x n Aa -> F1 : AA + 2Aa + aa 4 1 n2 → n= Vậy = 16 - Vậy kiểu gen hoa đỏ hệ P là: ½ AA : ½ Aa -Sơ đồ lai Các phép lai xảy (P x P) TL kiểu gen F1 1/2 AA x 1/2AA 1/4 AA 2.(1/2AA x 1/2Aa) 1/4 AA + 1/4 Aa 1/2 Aa x 1/2 Aa 1/16 AA + 2/16 Aa + 1/16 aa = 9/16AA + 6/16Aa + 1/16aa -> Thống kê tỉ lệ chung F1 phép lai ta tỉ lệ 15 hoa đỏ : hoa trắng Câu (Đề thi HSG tỉnh Thanh Hóa năm học 2013 – 2014): Ở ruồi giấm, alen A quy định tính trạng thân xám trội hồn tồn so với alen a quy định tính trạng thân đen Cặp alen nằm cặp nhiễm sắc thể số II Cho ruồi giấm thân xám giao phối ngẫu nhiên với ruồi giấm đực thân đen, đời F có 75% ruồi thân xám : 25% ruồi thân đen Tiếp tục cho F1 giao phối ngẫu nhiên với với thu F2 a Giải thích kết viết sơ đồ lai từ P đến F1 b Số ruồi giấm thân đen mong đợi F2 chiếm tỉ lệ ? Giải: a Giải thích kết viết sơ đồ lai từ P đến F1 - F1 75% ruồi thân xám : 25% thân đen = : 1, chứng tỏ hệ P, ruồi có kiểu gen AA Aa; ruồi đực có kiểu gen aa Suy F kết phép lai sau: (1) ♀ AA x ♂ aa; (2) ♀ Aa x ♂ aa * Sơ đồ lai: P F1 Tỉ lệ kiểu gen Tỉ lệ kiểu hình - ♀AA x ♂ aa 100% Aa 100% A- ♀Aa x ♂aa 50% Aa : 50%aa 50%A- : 50%aa 3Aa : 1aa 3xám : 1đen b Tỉ lệ ruồi thân đen F2: * Tỉ lệ loại kiểu gen F 3/4 Aa : 1/4aa Vì F1 ngẫu phối nên có phép lai theo thỉ lệ sau: Số phép lai F1 Tỉ lệ kiểu gen F2 Tỉ lệ ruồi thân đen F2 - 3/4 Aa x 3/4 Aa 9/64 AA : 18/64 Aa : 9/64 aa - 2(3/4 Aa x 1/4 aa) 6/32 Aa : 6/32 aa 25/64 - 1/4 aa x 1/4 aa 1/16 aa 9/64 AA : 30/64 Aa : 25/64 aa Bài tập tự làm: [4], [5], [6] Câu 6: Ở ruồi giấm, alen V quy đinh tính trạng cánh dài, alen v quy đinh tính trạng cánh cụt Cho ruồi cánh dài cánh cụt giao phối với F1 có tỉ lệ: 50% ruồi cánh dài: 50% ruồi cánh cụt Tiếp tục cho ruồi F giao phối với F 2, thống kê kết quần thể có tỉ lệ ruồi cánh dài : ruồi cánh cụt a Biện luận viết sơ đồ lai từ P đến F2 b Muốn xác đinh kiểu gen cá thể ruồi cánh dài F phải thực phép lai gì? Câu 7: Ở đậu Hà Lan gen A quy đinh đỏ trợi hồn tồn so với gen a quy đinh vàng [4] Tham khảo từ tài liệu tham khảo thứ 3: Tuyển chọn đề thi HSG tuyển sinh vào lớp 10 [5] Tham khảo từ tài liệu tham khảo thứ 6: Ôn tập luyện thi vào lớp 10 chuyên môn Sinh học [6] Tham khảo từ tài liệu tham khảo thứ 9: Đề thi HSG tỉnh Thanh Hóa 10 a Xác đinh kiểu gen P để F1 đồng tính b Cho đỏ lai với F toàn đỏ, cho F1 tự thụ phấn Không lập sơ đồ lai xác đinh tỉ lệ kiểu gen kiểu hình F2? Câu 8: (Đề thi HSG tỉnh Thanh Hóa năm học 2014 - 2015) Ở Đậu Hà lan, cho lai hai hoa đỏ lưỡng bội lai với nhau, người ta thấy F1 xuất hoa trắng Biết gen quy đinh mợt tính trạng, gen nằm nhiễm sắc thể thường không xảy tượng đột biến a Hãy biện luận viết sơ đồ lai b Nếu hoa đỏ F1 tiếp tục tự thụ phấn tỉ lệ phân li kiểu hình nào? c Nếu cho hoa đỏ F1 giao phối ngẫu nhiên với Xác đinh kết F2? Câu 9: Ở thực vật, gen A quy đinh hoa đỏ trội so với gen a quy đinh hoa trắng Người ta lai hai thứ hoa đỏ hoa trắng với F có 1001 hoa đỏ 1000 hoa trắng Cho thể F1 giao phấn với F2 thống kê kết quần thể có tỉ lệ hoa đỏ : hoa trắng a Hãy biện luận viết sơ đồ lai từ P đến F2 ? b Nếu cho F2 tự thụ phấn bắt ḅc kết F3 nào? Câu 10: Một quần thể thực vât, hệ ban đầu có thành phần kiểu gen 0,25AA : 0,5Aa : 0,25aa Hãy tính tỉ lệ kiểu gen quần thể sau hệ tự thụ phấn Câu 11: Một quần thể ăn hệ xuất phát (P) có 2/3 số có kiểu gen AA, 1/3 số có kiểu gen Aa Hãy xác đinh tỷ lệ kiểu gen hệ (F 1) hai trường hợp sau: a) Tự thụ phấn bắt buộc b) Giao phấn ngẫu nhiên c) Nếu cho F1 tự thụ phấn bắt ḅc kết F2 nào? Câu 12: Ở đậu Hà Lan, A gen quy đinh tính trạng hạt vàng trợi hồn tồn so với alen a quy đinh tính trạng hạt xanh Thế hệ xuất phát (P) có 3/4 số có kiểu gen AA, 1/4 số có kiểu gen Aa Hãy xác đinh tỷ lệ kiểu hình màu sắc hạt F hai trường hợp sau: a) Tự thụ phấn bắt buộc b) Giao phấn ngẫu nhiên Câu 13: (Đề thi HSG tỉnh Thanh Hóa năm học 2015 - 2016) Ở đậu Hà lan, gen A quy đinh hạt vàng trợi hồn tồn so với alen a quy đinh hạt xanh, gen B quy đinh hạt trơn trợi hồn tồn so với alen b quy đinh hạt nhăn Các cặp gen nằm cặp NST khác Cho hai chủng hạt vàng, nhăn hạt xanh, trơn giao phấn với thu F Tiếp tục cho F1 tự thụ phấn thu F2 a Theo quy luật phân li độc lập Menđen xác đinh tỉ lệ kiểu gen tỉ lệ kiểu hình đời F1 F2 11 b Chọn ngẫu nhiên có kiểu hình hạt vàng, nhăn F2 cho giao phấn với Số hạt xanh nhăn mong đợi F3 chiếm tỉ lệ bao nhiêu? Câu 14: (Đề dự bi thi HSG tỉnh Thanh Hóa (năm học 2014 - 2015) Ở đậu Hà lan, gen A quy đinh hạt vàng trợi hồn tồn so với alen a quy đinh hạt xanh, gen B quy đinh hạt trơn trợi hồn tồn so với alen b quy đinh hạt nhăn Các cặp gen nằm cặp NST khác Cho P có kiểu gen AaBb tự thụ phấn thu F1 Chọn ngẫu nhiên có kiểu hình hạt vàng, trơn mợt có kiểu hình vàng, nhăn F1 cho giao phấn với Số hạt xanh nhăn mong đợi F chiếm tỉ lệ bao nhiêu? IV Hiệu sáng kiến Tôi soạn kiểm tra kiến thức phần di truyền học quần thể để đánh giá chất lượng kỹ giải tập phần di truyền học quần thể Sinh học học sinh sau học chương trình này, bao hàm kiến thức mà học sinh cần nắm vững phải vận dụng để giải tập Nội dung kiểm tra có tác dụng giúp tơi kiểm tra tính đắn, tính khả thi đề tài nêu kết luận hiệu đề tài Tơi xây dựng tiêu chí đánh giá chất lượng kiểm tra quy thang điểm 10 kết thu đội tuyển học sinh giỏi huyện qua hai năm học sau: Năm học Tổng Điểm