Vận dụng cơ chế giảm phân để giải nhanh và chính xác bài tập đột biến nhiễm sắc thể

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM VẬN DỤNG CƠ CHẾ GIẢM PHÂN ĐỂ GIẢI NHANH VÀ CHÍNH XÁC BÀI TẬP ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂĐỂ GIẢI NHANH VẬN DỤNG CƠ CHẾ GIẢM PHÂN VÀ CHÍNH XÁC BÀI TẬP ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ Người thực hiện: Thiều Thị Tâm Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc mơn: Sinh học THANH HĨA NĂM 2018 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài 1.2.Mục đích nghiên cứu .2 1.3 Đối tượng nghiên cứu .2 1.4 Phương pháp nghiên cứu .2 1.5 Điểm nghiên cứu NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sang kiến kinh nghiệm .4 2.1.1 Giảm phân .4 2.1.2 Đột biến nhiễm sắc thể 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Đột biên cấu trúc nhiễm sắc thể 2.2.2 Đột biến số lượng nhiễm sắc thể (đột biến lệch bội) 11 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề 13 2.3.1 Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể 13 2.3.2 Đột biến số lượng nhiễm sắc thể giảm phân tạo giao tử 13 2.3.3 Bài tập giao tử đột biến 14 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 17 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 20 3.1 Kết luận 20 3.2 Kiến nghị .20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 21 1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Ngày việc đánh giá học sinh thay đổi theo hướng trắc nghiệm khách quan, thời lượng phân bố cho việc hoàn thành câu trắc ngiệm ngắn (khoảng 1,25 phút/ câu) Vì việc giúp học sinh linh hoạt giải tập ngắn cần thiết quan trọng Trong thực tế giảng dạy ôn thi THPT Quốc Gia tơi nhận thấy có nhiều câu trắc nghiệm dạng tập ngắn trình nguyên phân, giảm phân câu hỏi liên quan tới phân li cặp nhiễm sắc thể (NST) q trình giảm phân khơng bình thường làm học sinh lúng túng tỏ không hào hứng với dạng tập học sinh có lực học trung bình số học sinh có lực học Khi gặp tập đa số học sinh chọn đáp án theo cảm tính, khơng có sở khoa học dẫn tới chọn sai đáp án Xuất phát từ thực tế q trình giảng dạy ơn thi THPT Quốc Gia thiết kế chi tiết phân li cặp NST trình giảm phân khơng bình thường (có đột biến) để em hiểu chất vấn đề từ vận dụng linh hoạt xác làm tập Đó chủ yếu tập liên quan tới đột biến nhiễm sắc thể Vì tơi chọn đề tài là" Vận dụng chế giảm phân để giải nhanh xác tập đột biến nhiễm sắc thể " 1.2.Mục đích nghiên cứu - Giúp học sinh làm tập trắc nghiệm nhanh hơn, xác từ tạo hứng thú cho học sinh với mơn học - Góp phần với đồng nghiệp tìm phương pháp giảng dạy mới, sáng tạo - Nhằm trau dồi nâng cao chuyên môn, nghiệp vụ thân 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài thực với nội dung chủ yếu tập đột biến NST(chủ yếu đột biến lệch bội) kỳ thi THPT Quốc Gia Đối tượng: Học sinh chuẩn bị bước vào lớp 12 - Trường THPT Yên Định - Nhóm thực nghiệm: sử dụng cách lấy giao tử di truyền – lớp 12 A4 - Nhóm đối chứng: áp dụng chế giảm phân bình thường khơng bình thường – Lớp 12A7 Thời gian nghiên cứu: cuối hè năm học 2016-2017 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Để cho học sinh học tốt phần này, làm rõ vấn đề: + Nghiên cứu phân li cặp NST trình nguyên phân, giảm phân bình thường từ giúp học sinh tự suy luận phân li cặp NST trình ngun phân giảm phân khơng bình thường (có đột biến) + Nhận biết toán thuộc dạng nào? Kĩ giải nhanh, xác tốn nào? - Để đạt mục đích đề q trình nghiên cứu tơi sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: + Nghiên cứu tài liệu: sách giáo khoa, sách giáo viên, tài liệu sách tham khảo,…… + Nghiên cứu tổng kết kinh nghiệm giảng dạy + Phân tích, tổng hợp hệ thống lí thuyết + Tổng hợp dạng tốn có liên quan đến nội dung nghiên cứu 1.5 Điểm nghiên cứu Khai thác kiến thức chủ yếu thơng qua hình vẽ, bảng biểu, sơ đồ từ học sinh nắm chất phân li nhiễm sắc thể trình nguyên phân, giảm phân bình thường khơng bình thường nên vận dụng vào tập linh hoạt hơn, nhanh chóng, xác đạt hiệu cao làm NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1 Giảm phân Giảm phân hình thức phân bào diễn tế bào sinh dục chín, gồm lần phân bào liên tiếp nhiễm sắc thể nhân đơi lần kì trung gian trước lần phân bào I (giảm phân I) Lần phân bào II (giảm phân II) diễn sau kì trung gian ngắn a Lần phân bào I Các giai đoạn Kì đầu I Kì I Kì sau I Kì cuối I Diễn biến - Các nhiễm sắc thể kép bắt đầu co xoắn - Tiếp hợp trao đổi chéo (trao đổi đoạn ADN tương ứng nhiễm sắc tử không chị em) - Thoi phân bào hình thành (hình thành protein vi ống) - Màng nhân nhân tiêu biến - NST kép co ngắn cực đại, - NST kép xếp thành hàng mặt phẳng xích đạo thoi phân bào - Cả hai cromatit NST tương đồng gắn với vi ống thể động từ cực (thoi phân bào), cromatit NST tương đồng gắn với vi ống cực đối lập - Thoi phân bào gắn cromatit bị phân hủy làm nhiễm sắc thể kép tương đồng tách di chuyển hai phía tế bào - Tại cực tế bào, NST kép tháo xoắn - Thoi phân bào tiêu biến Màng nhân nhân hình thành - Tế bào chất phân đôi tạo thành tế bào có NST kép 1/2 NST TB mẹ Quá trình giảm phân I thể có nhiễm sắc thể 2n = 6(Nguồn Cambpell) b Lần phân bào II Các giai Diễn biến đoạn Kì đầu II - NST kép co ngắn - Thoi vơ săc hình thành - Màng nhân nhân tiêu biến Kì II - NST co ngắn cực đại, - NST đính vào sơi thoi vô sắc tập trung thành hàng mặt phẳg xích đạo thoi phân bào Kì sau II - Các NST kép tách tâm động taọ thành NST đơn, hình thành nhóm NST tiến cực TB theo phân hủy thoi vơ sắc Kì cuối II - Tại cực tế bào, NST tháo xoắn - Màng nhân nhân hình thành Tế bào chất phân đơi tạo thành tế bào (giao tử) có NST đơn 1/2 NST TB mẹ Q trình giảm phân II thể có nhiễm sắc thể 2n = 6( nguồn Cambpell) 2.1.2 Đột biến nhiễm sắc thể a Đột biến cấu trúc * Khái niệm - Đột biến nhiễm sắc thể biến đổi xảy cấu trúc nhiễm sắc thể Có dạng đột biến nhiễm sắc thể: Mất đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn, chuyển đoạn * Cơ chế - Các tác nhân gây đột biến ảnh hưởng đến trình tiếp hợp, trao đổi chéo trực tiếp gây đứt gãy nhiễm sắc thể làm phá vỡ cấu trúc nhiễm sắc thể - Sự trao đổi chéo không cân cromatit khác nguồn gốc cặp nhiễm sắc thể tương đồng làm xuất dạng đột biến lặp đoạn đoạn - Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể thực chất xếp lại nhóm gen (đảo đoạn) làm giảm (mất đoạn) hay tăng số lượng gen (lặp đoạn) nhiễm sắc thể Loại đột biến quan sát trực tiếp nhiễm sắc thể tiêu nhuộm màu * Các dạng đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể - Mất đoạn: Một đoạn nhiễm sắc thể bị đứt, làm giảm số lượng gen nhiễm sắc thể Đoạn bị đứt đầu tận cánh đoạn nhiễm sắc thể Đột biến đoạn thường làm giảm sức sống gây chết Ở người đoạn nhiễm sắc thể 21 gây bệnh ung thư máu - Lặp đoạn: Một đoạn nhiễm sắc thể lặp lặp lại lần hay nhiều lần, làm tăng số lượng gen nhiễm sắc thể Đột biến lặp đoạn đoạn nhiễm sắc thể bị đứt nối xen vào nhiễm sắc thể tương đồng nhiễm sắc thể tiếp hợp khơng bình thường, trao đổi chéo không crômatit Dạng đột biến gây nên hậu khác làm tăng cường hay giảm bớt mức độ biểu tính trạng Ở ruồi giấm, lặp đoạn 16A hai lần nhiễm sắc thể X làm cho mắt hình cầu trở thành mắt dẹt Ở đại mạch, lặp đoạn làm tăng hoạt tính enzim amilaza có ý nghĩa cơng nghiệp sản xuất bia - Đảo đoạn: Một đoạn nhiễm sắc thể bị đứt quay ngược lại 180 gắn vào nhiễm sắc thể, làm thay đổi trật tự phân bố gen Đoạn bị đảo ngược mang tâm động khơng Đột biến thường ảnh hưởng tới sức sống thể Vì vật chất di truyền khơng bị mát Sự xếp lại gen nhiễm sắc thể đảo đoạn góp phần tạo đa dạng nòi lồi Ở loài ruồi giấm (Drosophila Obscura) người ta phát 12 đoạn đảo nhiễm sắc thể số 3, liên quan đến khả thích nghi với điều kiện nhiệt độ khác môi trường - Chuyển đoạn: Một đoạn nhiễm sắc thể bị đứt gắn vào nhiễm sắc thể khác, hai nhiễm sắc thể khác cặp đứt đoạn trao đổi đoạn bị đứt với nhau, đoạn trao đổi tương đồng không Đột biến chuyển đoạn tạo nên phân bố lại gen nhiễm sắc thể, số gen nhóm gen liên kết chuyển sang nhóm gen liên kết khác Sự chuyển đoạn lớn thường gây chết hay khả sinh sản Trong thiên nhiên phát nhiều chuyển đoạn nhỏ lúa, chuối, đậu Trong thực tế vận dụng chế chuyển đoạn chuyển gen cố định nitơ vi khuẩn vào hệ gen hướng dương, tạo giống hướng dương có hàm lượng nitơ cao dầu b Đột biến số lượng (đột biến lệch bội) * khái niệm Đột biến lệch bội đột biến làm thay đổi nhiễm sắc thể hay số cặp nhiễm sắc thể tương đồng * Cơ chế phát sinh - Rối loạn phân li giảm phân cặp nhiễm sắc thể (ở cặp NST thường cặp NST giới tính) tạo giao tử thừa thiếu vài nhiễm sắc thể, giao tử kết hợp với giao tử bình thường tạo nên hợp tử lệch bội - Lệch bội diễn nguyên phân (trong phạm vi nguyên cứu sáng kiến không đề cập – vấn đề đơn giản đề thi lý thuyết) 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Trong đề thi THPT Quốc Gia tập đột biến NST chiếm số lượng câu hỏi thi, xong thường phức tạp đòi hỏi học sinh phải nhanh nhẹn vận dụng thật tốt, không nhạy bén giải phương pháp giải nhanh gần tập dạng vơ khó khăn cho học sinh Trong thực tế chương trình sinh học 12, số tiết tập khơng nhiều Vì em học sinh thường có tâm lí bỏ qua phần kiến thức quan trọng Với hình thức thi trắc nghiệm, khoảng thời gian ngắn học sinh phải giải lượng lớn câu hỏi, tập Điều yêu cầu học sinh phải nắm vững, hiểu rõ kiến thức mà phải thành thạo kĩ giải tập đặc biệt phải có phương pháp giải tập trắc nghiệm hợp lí Thực tế cho thấy có nhiều học sinh có kiến thức vững vàng kì thi tình trạng làm chưa xác Lí chủ yếu em chưa nắm rõ chế , việc làm nhiều thời gian nên từ không tạo hiệu cao việc làm thi trắc nghiệm Vì việc xây dựng tìm phương pháp giải nhanh tập sinh học việc cần thiết để giúp em học sinh đạt hiệu cao kì thi Trong trình giảng dạy mình, đặc biệt dạy ơn thi THPT Quốc Gia, nhận thấy sử dụng số kĩ toán học để giải tập tiết kiệm nhiều thời gian Học sinh giải tập nhanh chóng xác việc lựa chọn đáp án 2.2.1 Đột biên cấu trúc nhiễm sắc thể - Tiếp hợp trao đổi chéo không cân đối cromatit khác nguồn gốc cặp nhiễm sắc thể tương đồng dẫn đến đột biến chuyển đoạn (hình bên) - Kết tạo loại giao tử loại giao tử bình thường loại giao tử đột biến - Tỉ lệ giao tử tạo thành sau giảm phân, xuất đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể + Giao tử bình thường: + Giao tử đột biến: 2 Công thức tổng quát thể giảm phân tạo giao tử có đột biến cấu trúc NST Trường hợp 1: Cơ thể, tế bào mang đột biến trước giảm phân trao đổi chéo không cân cromatit cặp NST tương đồng Cặp NST Cặp NST giảm phân Cặp NST giảm phân bình thường có đột biến Tỉ lệ giao tử Giao tử bình thường 100% Giao tử đột biến 2 Ví dụ 1: Ở cà độc dược nhiễm sắc thể lưỡng bội 2n = 24 Có thể đột biến, cặp số bị đoạn, cặp số bị đảo đoạn cặp lại bình thường Khi giảm phân cặp phân li bình thường a Giao tử bình thường chiếm tỉ lệ: A 12,5% B 87,5% C 75% D 25% b Giao tử đột biến chiếm tỉ lệ A 12,5% B 87,5% C 75% D 25% Hướng dẫn giải Tỉ lệ giao tử sinh từ cặp nhiễm sắc thể Cặp NST Tỉ lệ giao tử Giao tử bình thường Giao tử đột biến Cặp số Cặp số Các cặp lại 2 2 100% a Giao tử bình thường sinh từ thể chiếm tỉ lệ: 1 100% = = 25% 2  đáp án D b Giao tử đột biến chiếm tỉ lệ: + Tỉ lệ giao tử đột biến NST số số 5: 1 100% = 25% (1) 2 + Tỉ lệ giao tử đột biến NST (NST số bình thường, NST số đột biến 1 2 ngược lại): .100% = 50% (2) Từ (1) (2)  tỉ lệ giao tử đột biến: 25% + 50% = 75%  đáp án C Tuy nhiên với câu ta tính đơn giản sau: Tỉ lệ giao tử đột biến = – tỉ lệ giao tử bình thường = – 25% = 75% Nhận xét: tính tốn ta thấy tốn đơn giản, mấu chốt vấn đề học sinh không hiểu chất cặp NST đột biến trước sau giảm phân tạo giao tử 50% bình thường: 50% đột biến Ví dụ 2: Ở ruồi giấm NST 2n = 8, cá thể bị đột biến đoạn NST số 1, đảo đoạn NST số 2, lặp đoạn NST số Giả sử trình giảm phân diễn bình thường giao tử sinh ra, lấy ngẫu nhiên loại giao tử a Xác suất thu hai loại giao tử mang đột biến A 49 64 B C 14 16 D 64 b Xác suất thu giao tử bình thường giao tử mang đột biến NST A 64 B C 32 D 16 c Xác suất thu giao tử bình thường giao tử mang đột biến NST A B 32 C 32 D 16 Hướng dẫn giải Ở ruồi giấm 2n =  n = (có cặp NST) Theo đề ta có: Cặp NST Cặp số Cặp số Cặp số Cặp số 100% 2 2 Tỉ lệ giao tử Giao tử thường bình Giao tử đột biến a Xác suất thu giao tử mang đột biến - Giao tử đột biến chiếm tỉ lệ: - = 1 = 2 8 49 Xác suất thu giao tử đột biến là: ( )2 =  đáp án A 64 - Giao tử bình thường chiếm tỉ lệ: b Xác suất thu giao tử bình thường giao tử mang đột biến NST (1) 1 - Giao tử mang NST đột biến: C = (2) 2 - Giao tử bình thường chiếm tỉ lệ: - Từ (1) (2)  xác suất theo yêu cầu toán: C 3 = 8 32  đáp án C c Xác suất thu giao tử bình thường giao tử mang đột biến NST 1 1 = (1) 2 1 1 - Giao tử đột biến NST: = (2) 2 1 1 Từ (1) (2) ta có: C =  đáp án B 8 32 - Giao tử bình thường: Nhận xét: Ở tốn đòi hỏi học sinh phải nắm vững kiến thức Trường hợp 2: Tiếp hợp trao đổi chéo cromotit cặp NST khác Cặp NST Cặp NST giảm phân bình Cặp NST giảm phân thường có đột biến Tỉ lệ giao tử Giao tử bình thường 100% Giao tử đột biến 4 Ví dụ 1: Ở lồi có NST 2n = 40 Vào kì đầu giảm phân I có 1% số tế bào xảy trao đổi đoạn crômatit NST số với crômatit NST số 3, cặp lại giảm phân bình thường Giả sử xếp NST kì phân li NST kì sau giảm phân hồn tồn ngẫu nhiên Theo lí thuyết, số giao tử tạo tỷ lệ giao tử bị đột biến A 0,375% B 0,25% C 0,75% D 0,4375% Hướng dẫn giải Mỗi cặp NST có Do xảy tiếp hợp trao đổi chéo crromatit NST số với cromatit NST số => Mỗi cặp NST có NST đột biến, bình thường 1 = 2 => Tỷ lệ giao tử bị đột biến: - = 4 => Tỷ lệ giao tử bình thường là: Tỷ lệ giao tử bị đột biến 1% số tế bào : 1% = 0,75%  đáp án C 10 2.2.2 Đột biến số lượng nhiễm sắc thể (đột biến lệch bội) Trong trình giảm phân tạo giao tử để vào trình thụ tinh tạo hợp tử có tượng đột biến Giả sử nhiễm sắc thể 2n = kí hiệu chữ sau: AaBb vào giảm phân bị đột biến (một số cặp khơng phân li) Bộ NST Giảm phân bình thường 2n = (AaBb) cặp Aa không phân li 2n = lần phân (AaBb) bào I cặp Aa không phân li lần phân bào II Nhân đôi pha S kì trung gian AAaaBBbb AAaaBBbb Giảm phân I Kì đầu I AaaaBBbb AaaaBBbb Kì I (1)AABB (2) aabb (1)AAaaBB (2)bb Kì sau I (1)AABB (2) aabb (1)AAaaBB (2)bb Giảm phân II Kì cuối I (1)AABB (2)aabb (1)AAaaBB (2)bb Kì đầu II (1)AABB (2)aabb (1)AAaaBB (2)bb Kì II (1)AABB (2)aabb (1)AAaaBB (2)bb Kì sau II AB AB ab ab AaB AaB b b Kì cuối II giao tử với tỉ lệ AB = ab = giao tử với tỉ lệ AaB = b= giao tử với tỉ AAB lệ 2n = (AaBb AAaaBBbb AaaaBBbb AABB aabb AABB Aabb AABB Aabb AABB aabb AABB aabb B aab b AAB = B = aab =b= 11 Chú ý: - Một cặp NST giảm phân tạo giao tử (Aa) không phân li giảm phân I, giảm phân II bình thường ta việc để nguyên cặp (Aa) thêm giao tử (giao tử khơng chứa NST cặp đó) với tỉ lệ giao tử: Aa = = - Một cặp NST giảm phân tạo giao tử (Aa) không phân li giảm phân II, giảm phân I bình thường ta tách riêng nhân đôi lên (AA, aa) giao tử (giao tử khơng chứa NST cặp đó) với tỉ lệ giao tử: AA = aa = 1 ,0= Ví dụ 1: Xét cặp NST giới tính XY cá thể đực Trong trình giảm phân số tế bào xảy phân li bất thường kì sau Cá thể tạo loại giao tử nào? A XY O B X, Y, XY O C XY, XX, YY O D X, Y, XX, YY, XY O Hướng dẫn giải Cặp nhiễm sắc thể XY - Phân li bình thường tạo loại giao tử: X Y (1) - Phân li khơng bình thường kì sau giảm phân I cho loại giao tử: XY (2) - Phân li khơng bình thường kì sau giảm phân II cho loại giao tử: XX, YY (3) Từ (1), (2) (3)  đáp án D Nhận xét: Bài đơn giản nhiều học sinh không hiểu rõ chất vấn đề đột biến giảm phân tạo giao tử nên học sinh thường chọn theo cảm tính chọn đáp án B Ví dụ (ĐH- 2007.) Một thể có tế bào chứa cặp NST X AXa Trong trình giảm phân tạo giao tử, số tế bào cặp NST không phân li lần phân bào II Các loại giao tử tạo từ thể là: A XAXa, XaXa ,XA, Xa, B XAXA, XAXa ,XA, Xa, C XAXA, XaXa ,XA, Xa, D XAXa , 0, XA, XAXA Hướng dẫn giải Tế bào chứa cặp NST XAXa vào giảm phân - Một số tế bào không phân li giảm phân II tạo giao tử: XAXA, XaXa (1) - Một số tế bào giảm phân bình thường tạo giao tử: XA, Xa (2) Từ (1) (2)  đáp án A Ví dụ 4: Một thể có kiểu gen AaBbDd Nếu q trình giảm phân, có 12% số tế bào bị rối loạn phân li cặp NST mang cặp NST gen Bb giảm phân I, giảm phân II diễn bình thường, cặp NST khác Trong giao tử sinh ra, lấy ngẫu nhiên giao tử xác suất để thu giao tử mang ABbD bao nhiêu? A 3% B 1,5% C 6% D 12% 12 Hướng dẫn giải Cách thông thường Sử dụng phương pháp sáng kiến - Kiểu gen AaBbDd giảm phân tạo giao tử, cặp Bb không phân li giảm phân I cho loại giao tử với tỉ lệ: ABbD = aBbD = ABbd = aBbd = AD = Ad = aD = ad ( trường hợp tất cặp Bb không phân li) - Với tỉ lệ 12% cặp Bb khơng phân li - Cặp Aa phân li bình thường cho loại giao ABbD = án B tử với A = a = (1) - Cặp 12% cặp Bb không phân li giảm phân I cho loại giao tử với tỉ lệ: Bb = = (2) - Cặp Dd phân li bình thường cho loại giao tử với D = d = (3) 12% = 1,5%  đáp 1 Từ (1), (2) (3) giao tử ABbD = 2 12%x = 1,5%  đáp án B Nhận xét: so sánh phương pháp ta thấy phương pháp sử dụng sáng kiến dễ dàng, nhanh chóng độ xác cao phương pháp thơng thường Ngồi sử phương pháp thông thường học sinh thường mắc sai lầm sau: - Dễ nhầm lẫn lấy giao tử từ kiểu gen - Tâm lí thi cử nên lấy giao tử độ xác khơng cao - Mất nhiều thời gian việc viết loại giao tử 2.3 giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể a Trao đổi chéo không cân đối cromatit cặp nhiễm sắc thể tương đồng Trao đổi chéo không cân đối cromatit cặp NST tương đồng dẫn đến đột biến đoạn lặp đoạn  Kết tạo 50% số NST mang giao tử bị đột biến 50% số NST mang giao tử bình thường b Trao đổi chéo cromatit cặp nhiễm sắc thể không tương đồng Trao đổi chéo cromatit cặp NST không tương đồng dẫn đến đột biến chuyển đoạn đảo đoạn NST  Kết tạo 25% số NST mang giao tử bị đột biến 75% số NST mang giao tử bình thường 2.3.2 Đột biến số lượng nhiễm sắc thể giảm phân tạo giao tử Ví dụ: cặp nhiễm sắc thể không phân li trình giảm phân tạo giao tử Nếu khơng phân li giảm phân I giảm phân II bình phân li bình thường loại giao tử: Aa Cặp Aa giảm phân Nếu không phân li giảm phân II giảm phân I bình thường cho loại giao tử: AA, aa 13 2.3.3 Bài tập giao tử hợp tử đột biến * Bài tập giao tử đột biến Bước 1: Dựa vào chế giảm phân tạo giao tử để xác định tỉ lệ loại giao tử sinh cặp nhiễm sắc thể Bước Tích hợp tỉ lệ giao tử cặp để xác định kết theo yêu cầu toán * Bài tập hợp tử đột biến Bước 1: Dựa vào chế giảm phân tạo giao tử để xác định tỉ lệ giao tử sinh cặp nhiễm sắc thể Bước 2: Kết hợp giao tử thể đực thể cặp nhiễm sắc riêng lẽ Bước 3: Tích hợp kiểu gen theo yêu cầu toán dựa vào tỉ lệ cặp NST mang gen riêng lẻ BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài Ở lồi thực vật có NST 2n = 18 Một thể đột biến bị đoạn NST số 2, đảo đoạn NST số 3, lặp đoạn NST số Giả sử trình giảm phân diễn bình thường Xác suất để tạo giao tử đột biến NST A B 16 C D Hướng dẫn giải 1 giao tử bình thường, giao tử đột biến 2 1 - tương tự cặp số cặp số 5: giao tử bình thường, giao tử đột biến 2 - Cặp số 2: có - Các cặp NST lại cho 100% giao tử bình thường Xác suất tạo giao tử đột biến NST là: C 1 *( ) * =  đáp án D 2  đáp án A Bài Mẹ có kiểu gen XAXa, bố có kiểu gen XAY, gái có kiểu gen XAXaXa Cho biết q trình giảm phân bố mẹ không xảy đột biến gen đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể Kết luận sau trình giảm phân bố mẹ đúng? A Trong giảm phân II bố, nhiễm sắc thể giới tính khơng phân li Ở mẹ giảm phân bình thường B Trong giảm phân I bố, nhiễm sắc thể giới tính khơng phân li Ở mẹ giảm phân bình thường C Trong giảm phân II mẹ, nhiễm sắc thể giới tính khơng phân li Ở bố giảm phân bình thường D Trong giảm phân I mẹ, nhiễm sắc thể giới tính khơng phân li Ở bố giảm phân bình thường Hướng dẫn giải Phép lai: P: XAXa x XAY  F1: XAXaXa 14 - Do bố khơng có Xa nên XaXa chắn điều phải sinh từ giảm phân mẹ, giảm phân I khơng thể sinh giao tử X aXa  mẹ rối loạn phân li giảm phân II (1) - Bố cho XA từ kiểu gen XAY  bố giảm phân bình thường (2) Từ (1) (2)  đáp án C Nhận xét: Bài học sinh không hiểu rõ đột biến số lượng NST xảy giảm phân I giảm phân II khó khăn chọn đáp án đúng, nhanh hiệu Bài ( ĐH 2013) Ở loài động vật giao phối, xét phép lai ♂ AaBb x ♀ AaBb Giả sử trình giảm phân thể đực, số tế bào cặp NST mang cặp gen Aa không phân li giảm phân I, kiện khác diễn bình thường; thể giảm phân bình thường Theo lí thuyết, kết hợp ngẫu nhiên loại giao tử đực giao tử thụ tinh tạo tối đa loại hợp tử lưỡng bội loại hợp tử lệch bội? A 12 B 12 C 12 D Hướng dẫn giải Phép lai: AaBb x AaBb - Tế bào bình thường: Aa x Aa →3 kiểu hợp tử lưỡng bội (AA, Aa, aa) Bb x Bb→3 kiểu hợp tử lưỡng bội (BB, Bb, bb) →Số loại hợp tử lưỡng bội : = (1) - Cơ thể đực cặp Aa không phân li giảm phân I tạo loại giao tử Aa, - Cơ thể giảm phân bình thường tạo loại giao tử A, a - Số loại hợp tử lệch bội cặp Aa : = → Số loại hợp tử lệch bội: = 12  Đáp án B Bài (ĐH 2014) Phép lai P: ♀ AaBbDd x ♂ AaBbdd Trong trình giảm phân hình thành giao tử đực, số tế bào, cặp nhiễm sắc thể mang cặp gen Aa không phân li giảm phân I; giảm phân II diễn bình thường Quá trình giảm phân hình thành giao tử diễn bình thường Theo lý thuyết, phép lai tạo F1 có đối đa kiểu gen? A 42 B 24 C 18 D 56 Hướng dẫn giải Phép lai: ♀ AaBbDd x ♂ AaBbdd - Cặp ♀ Aa x ♂ Aa  ♀ (A, a) x ♂ (Aa, 0, A, a - số cặp không phân li giảm phân I)  kiểu gen (3 kiểu gen bình thường kiểu gen đột biến (một số cặp không phân li giảm phân I)  (1) - Cặp Bb x Bb  kiểu gen (2) - Cặp Dd x dd  kiểu gen (3) Từ (1), (2) (3)  số kiểu gen tối đa sinh từ phép lai: 7.3.2 = 42  đáp án A Nhận xét: với học sinh khó khăn khơng nắm vững chế đột biến giảm phân dùng phương pháp phân li độc lập kiêu gen để tích hợp Bài Ở loài thực vật, cặp NST số chứa cặp gen Aa; cặp NST số chứa cặp gen Bb Nếu tất tế bào, cặp NST số không phân li giảm 15 phân II, cặp NST số phân li bình thường thể có kiểu gen AaBb giảm phân tạo loại giao tử có kiểu gen A AaB, Aab, B, b B AAb, AAB, aaB, aab, B, b C AAB, Aab, aaB, aab D AABB, Aabb, aaBB, aabb Hướng dẫn giải Cơ thể có kiểu gen: AaBb - Tất cặp nhiễm sắc thể số (Aa) không phân li giảm phân II tạo ra: AA, aa, (1) - Cặp nhiễm sắc thể số (Bb) phân li bình thường tạo giao tử: B, b (2) Từ (1) (2)  (AA, aa, 0) * (B, b)  đáp án B Bài Ở phép lai ♂AaBBDd x ♀ AaBbDd Trong trình giảm phân thể đực, cặp gen Aa có 12% tế bào không phân li giảm phân I, giảm phân II phân li bình thường, cặp NST khác phân li bình thường Trong trình giảm phân thể cái, cặp NST Dd có 18% tế bào không phân li giảm phân II, giảm phân I phân li bình thường, cặp NST khác phân li bình thường Loại kiểu gen AaaBbdd đời chiếm tỉ lệ? A 0,25625% B 0,375% C 0,615% D 0,495% Hướng dẫn giải Phép lai ♂AaBBDd x ♀ AaBbDd Xét riêng cặp: - Cặp Aa giới đực không phân li giảm phân I ♂Aa x ♀ Aa 12% ( Aa, 1 1 0) ( A, a)  Aaa = Aa a 12% 2 2  Aaa = 3% (1) - Cặp BB x Bb  1 BB; Bb (2) 2 - Cặp Dd giới 18% tế bào không phân li giảm phân II: ♂ Dd x ♀ Dd  1 dd (100% - 18%)  dd = 82% = 20,5% (3) 4 Từ (1), (2) (3) kiểu gen AaaBbdd = 3% 20,5% = 0,375%  đáp án B  Nhận xét: Với cách giải này, toán trở nên đơn giản, học sinh tự tin làm đạt kết cao Bài Cho biết trình giảm phân thể có 12% số tế bào có cặp NST mang cặp gen Bb khơng phân li giảm phân I, giảm phân II diễn bình thường, thể đực giảm phân bình thường Ở phép lai ♂AaBb x ♀ AaBb tạo F1 Lấy ngẫu nhiên cá thể F1, xác suất để thu cá thể có kiểu gen AaBBb ? A 0,06 B 0,03 C 0,985 D 0,015 Hướng dẫn giải Phép lai: ♂AaBb x ♀ AaBb - Cặp Aa x Aa  1 AA: Aa: aa (1) 4 16 - Cặp Bb x Bb  12% ( Bb, Từ (1) (2)  AaBBb = 1 1 0) ( B, b)  BBb = 12% = 3% (2) 2 2 3% = 1,5% = 0,015  kiểu gen khác là: – 0,015 = 0,985 Xác suất theo yêu cầu toán là: C * 0, 015 * 0,985 = 0,02955 = 0,03  đáp án B Bài Cho biết trình giảm phân thể đực có 16% tế bào có cặp NST mang cặp gen Aa không phân li giảm phân I, giảm phân II diễn bình thường, tế bào khác giảm phân bình thường Ở phép lai ♂ Aabb x ♀ AaBB (giảm phân bình thường) Lấy ngẫu nhiên cá thể F1, xác suất để cá thể đột biến dạng thể ba : A 16% B 8% C 32% D 4% Hướng dẫn giải Phép lai: ♂ Aabb x ♀ AaBB - Aa x Aa  16% ( Aa, 1 1 1 0) ( A, a)  16% Aa ( A + a) = 8% 2 2 2 (thể ba AAa Aaa)  đáp án B Vì cặp: Bb x Bb khơng có đột biến  100% thể lưỡng bội ( BB + Bb + bb = 100%) Bài 9: (Đề 14- Câu - Luyện thi THPT QG năm 2018 Bộ GD) : Ở lồi động vật có vú, cho phép lai (P): ♂ XbY x ♀ XBXb Trong trình giảm phân cái, số tế bào, cặp NST phân li bình thường giảm phân I khơng phân li giảm phân II Q trình giảm phân đực xảy bình thường Các giao tử đực kết hợp với tạo thành hợp tử Những hợp tử có kiểu gen sau hình thành từ q trình trên? A XBXBXb; XbXb; XBXbY; XbY A XBXBXB; XBXbXb; XBY; XbY C XBXBXb; XbXb; XBXBY; XbY D XBXb; XbXb; XBYY; XbYY Hướng dẫn giải: - Ở giới có kiểu gen XBXb: + số tế bào, cặp NST phân li bình thường giảm phân I khơng phân li giảm phân II tạo giao tử: XBXB, XbXb, + số tế bào, cặp NST phân li bình thường tạo giao tử: XB, Xb Vậy giới tạo giao tử: XBXB, XbXb, 0, XB, Xb (1) - Ở giới đực có kiểu gen XbY: giảm phân bình thường tạo giao tử: Xb , Y (2)  Từ (1) (2) ta có: Giao tử (X BXB, XbXb, 0, XB, Xb ) x Giao tử đực (Xb , Y)  tạo hợp tử có kiểu gen KG sau: XBXBXb, XbXbXb, Xb, XBXb, XbXb, XBXBY, XbXbY, Y, XBY, XbY Như với hợp tử có kiểu gen có đáp án C thỏa mãn  đáp án C 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 17 Năm 2013-2014 dạy luyện thi đại học dạy học sinh làm tập với cách tính thơng thường sử dụng cách xác định giao tử phép lai để xác định tỉ lệ giao tử hợp tử Năm học 2014 – 2015 dạy luyện thi đại học thân tiến hành thử nghiệm sử dụng phương pháp vận dụng chế giảm phân tạo giao tử để giải nhanh toán đột biến nhiễm sắc thể Năm học 2016 -2017 tiếp tục hướng dẫn học sinh phương pháp cho luyện thi THPT Quốc Gia thân thấy hiệu Cụ thể tỉ lệ học sinh thi đạt điểm từ trung bình trở lên số học sinh đạt điểm 9,10 dược nâng lên Tôi tiến hành áp dụng cho hai nhóm học sinh : nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng làm kiểm tra (Đề đáp án kiểm tra 15 phút phần phụ lục) Bài kiểm tra sau tác động gồm câu hỏi trắc nghiệm dạng nhiều lựa chọn Sau chúng tơi tiến hành chấm theo đáp án xây dựng (Đề đáp án kiểm tra 15 phút với tập phần phụ lục) Khi đưa tập năm lực 30 học sinh thu kết cụ thể sau : Nội dung Nhóm đối chứng: sử dụng Nhóm thực nghiệm: Sử dụng cách lấy giao tử di phương pháp truyền Năm 2014 - 2015, Năm 2013 -2014 Năm 2015 – 2016 Thời gian 15 phút/5 câu phút/5 câu hoàn thành Kết Tỉ lệ điểm là: Tỉ lệ điểm là: 36/38 = 68,41% 41/42 = 97,62% - Kết sau tiến hành đề tài kiểm tra 15 phút sau: Lớp Sĩ Kết số Giỏi Khá TB Yếu Kém SL % SL % SL % SL % SL % 12 A7 42 21,43 24 57,1 19,0 2,38 0 12 A4 38 13,1 18 47,37 13 34,21 5,27 0 - Biểu đồ so sánh tỉ lệ học lực lớp 12 A4 (trước triển khai) 12A7 (sau triển khai) đề tài: Tỉ lệ % 18 Học lực * Những thiếu sót hạn chế: - Trong việc ơn tập triển khai đề tài: Bên cạnh em có khả thực sự, số em chưa đáp ứng kỳ vọng thân thầy Trong q trình học tập em chưa chịu khó, chưa chăm học, ý thức nên kết chưa cao - Việc giải tập dột biến NST đòi hỏi em phải nắm vững kiến thức phần chế giảm phân bình thường khơng bình thường NST( đột biến cấu trúc đột biến số lượng NST), lượng kiến thức tương đối lớn nên em nhầm lẫn lúng túng 19 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Qua nhiều năm giảng dạy theo phương pháp thấy học sinh hứng thú áp dụng chế giảm phân việc giải nhanh toán liên quan đến đột biến nhiễm sắc thể phương pháp rút ngắn nhiều thời gian làm thu hiệu cao học sinh Trong thời gian giảng dạy trước sử phương pháp lấy giao tử từ kiểu gen cách tổng qt, tơi thấy phương pháp nhiều thời gian đặc biệt dễ bị nhẫm lẫn độ xác khơng Trong thi cử gần tốn đòi hỏi mức độ vận dụng cao nên học sinh dễ bị tâm lí kết khơng cao em không trang bị phương pháp sáng kiến Khi sử dụng phương pháp tơi hồn tồn tin tưởng tốn đột biến cấu trúc số lượng nhiễm sắc thể dù có phức tạp đến đâu học sinh giải cách nhẹ nhàng với độ xác cao Hiện nay, chương trình mơn chuyển qua hình thức kiểm tra, thi trắc nghiệm khách quan việc tìm phương pháp giảng dạy cho em học sinh phương pháp giải toán đơn giản, nhanh gọn cần thiết Do vậy, kinh nghiệm thu kết mong đồng nghiệp áp dụng phương pháp giúp học sinh học tập tốt hơn, thu kết cao học tập kiểm tra, thi cử 3.2 Kiến nghị Tuy nhiên, kinh nghiệm thân vận dụng chế giảm phân vào giải nhanh toán đột biến nhiễm sắc thể, mong học tập trao đổi kinh nghiệm với đồng nghiệp để có cách giải hay với thời gian ngắn độ xác cao nhằm giúp cho học sinh đạt kết cao kì thi THPT Quốc Gia XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 15 tháng năm 2018 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người viết Thiều Thị Tâm 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa, sách tập, sách giáo viên sinh học 12, nâng cao, – NXB Giáo dục Di truyền học tập I, II Phan Cự Nhân, Nguyễn Minh Công, Đặng Hữu Lanh – NXB Giáo dục Phương pháp giải tập trắc nghiệm sinh học 12 Trần Tất Thắng – NXB Hà Nội Các dạng toán phương pháp giải tập trắc nghiệm Huỳnh Quốc Thành – NXB Giáo dục Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi sinh học tập Huỳnh Quốc Thành – NXB Đại Học Sư Phạm Chuyên đề ôn tập luyện thi đại học sinh học 12 Đinh Đoàn Long – NXB Hà Nội Phương pháp giải toán xác suất sinh học Phan Khắc Nghệ - NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội Phương pháp giải nhanh tập sinh học – Phan khắc Nghệ - NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội Nguồn CAMPELL-REECE; Tác giả: URRY-CAIN-WASSERMANMINORSKY-JACKSON 21 PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA Bài 1: (Trích Đề 6- Câu - Luyện thi THPT QG năm 2018 Bộ GD) : Trong tế bào sinh tinh trùng, xét cặp NST kí hiệu Aa Bb Khi tế bào giảm phân, cặp Aa phân li bình thường, cặp Bb không phân li giảm phân I, giảm phân II diễn bình thường Các loại giao tử tạo từ trình giảm phân tế bào A Abb B ABB b B ABb a aBb A C ABB abb AAB aab D ABb A aBb a Bài : Ở lồi sinh vật có NST 2n = 24 Trong q trình giảm phân tạo giao tử có tượng tiếp hợp trao đổi chéo không cân cromatit khác nguồn gốc cặp NST tương đồng tạo đột biến đoạn NST số 3, cặp NST số trao đổi chéo không cân dẫn đến lặp đoạn, cặp NST khác bình thường, trình giảm phân tạo giao tử Lấy ngẫu nhiên giao tử Xác suất thu giao tử bình thường giao tử đột biến A B 16 C D Bài : Cho biết trình giảm phân thể đực có 36% số tế bào mang cặp gen Bb không phân li giảm phân I, giảm phân II diễn bình thường, tế bào khác giảm phân bình thường, cá thể giảm phân bình thường Ở phép lai ♂AaBb x ♀ AaBb thu F1 lấy ngẫu nhiên cá thể F1, xác suất để thu cá thể có kiểu gen aaBB : A 8% B 2% C 4% D 6% Bài 4: Phép lai P: ♀ AaBbDd × ♂ AaBbdd Trong trình giảm phân hình thành giao tử đực, số tế bào, cặp nhiễm sắc thể mang cặp gen Aa không phân li giảm phân I; giảm phân II diễn bình thường Quá trình giảm phân hình thành giao tử diễn bình thường Theo lí thuyết, phép lai tạo F1 có tối đa loại kiểu gen? A 24 B 42 C 18 D 56 Bài : Ở phép lai thể ♂ AaBbDdEe x ♀ AaBbddEe Trong trình giảm phân thể đực, cặp NST mang cặp gen Aa 25% số cá thể không phân li giảm phân I, giảm phân II xảy bình thường, cặp NST khác phân li bình thường cá thể cặp Ee có 8% sơ tế bào không phân li giảm phân I, giảm phân II diễn bình thường, lấy ngẫu nhiên cá thể đời con, xác suất để thu cá thể đột biến ? A 2% B 31% C 69% D 62% ĐÁP ÁN CỦA ĐỀ KIỂM TRA 22 Bài 1: Một tế bào, xét cặp NST kí hiệu: AaBb - Cặp Aa phân li bình thường cho loại giao tử: A, a (1) - Cặp Bb không phân li giảm phân I, giảm phân II bình thường tạo loại giao tử: Bb (2) Từ (1) (2)  tế bào nên có cách xếp trình giảm phân I  (A, a).(Bb, 0) = ABb a aBb A  đáp án D Bài : - Cặp số bị đột biến đoạn trình tiếp hợp trao đổi chéo không cân đối dẫn đến đoạn NST tạo loại giao tử: 1 BT; ĐB 2 - Cặp số bị đột biến đoạn trình tiếp hợp trao đổi chéo không cân đối dẫn đến lặp đoạn NST tạo loại giao tử : Giao tử đột biến: - = Giao tử bình thường: 1 BT; ĐB 2 1 = (1) (2) Xác suất thu giao tử, giao tử bình thường giao tử đột biến là: C 3 * =  đáp án A 4 Bài : Phép lai: ♂ AaBb x ♀ AaBb 1 AA: Aa: aa (1) 4 1 - Cặp Bb x Bb  64% ( BB: Bb: bb) (2) 4 1 Từ (1) (2)  kiểu gen aaBB = aa BB 64% = 4%  đáp án C 4 - Cặp Aa x Aa  Bài 4: Ở số tế bào cặp Aa không phân li giảm phân I, giảm phân II bình thường tạo lại giao tử sau: Aa, 0, A, a ♀ Aa x ♂ Aa → (A, a) x (Aa, 0, A, a) = AAa, A, AA, Aa, Aaa, a, Aa, aa = KG ♀ Bb x ♂ Bb → BB: Bb: bb = KG ♀ Dd x ♂ dd → Dd: dd = 2KG F1: ♀ AaBbDd × ♂ AaBbdd → có tối đa số kiểu gen là: x x = 42 KG  đáp án B Bài 5: Ta có: hợp tử bình thường = 75% 92% = 69% Hợp tử đột biến = 100% - 69% = 31%  đáp án B 23 ... trúc nhiễm sắc thể 2.2.2 Đột biến số lượng nhiễm sắc thể (đột biến lệch bội) 11 2.3 Giải pháp sử dụng để giải vấn đề 13 2.3.1 Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể 13 2.3.2 Đột biến. .. trình giảm phân khơng bình thường (có đột biến) để em hiểu chất vấn đề từ vận dụng linh hoạt xác làm tập Đó chủ yếu tập liên quan tới đột biến nhiễm sắc thể Vì chọn đề tài là" Vận dụng chế giảm phân. .. Bài tập giao tử hợp tử đột biến * Bài tập giao tử đột biến Bước 1: Dựa vào chế giảm phân tạo giao tử để xác định tỉ lệ loại giao tử sinh cặp nhiễm sắc thể Bước Tích hợp tỉ lệ giao tử cặp để xác