Một số phương pháp giải các dạng bài tập giảm phân và thụ tinh không có đột biến

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài: Qua số năm dạy học môn Sinh học trường THPT, luyện thi cho học sinh kì thi tuyển sinh đại học khối B thi học sinh giỏi cấp, nhận thấy năm gần tập liên quan đến giảm phân thụ tinh bắt đầu quan tâm khai thác sử dụng nhiều thầy cô, học sinh ý Đặc biệt kì thi học sinh giỏi (HSG) cấp tỉnh số tỉnh có Thanh Hóa, nội dung thi chuyển sang chương trình lớp 10 11 thay cho chương trình lớp 12 trước Kì thi THPT Quốc gia năm năm tới bắt đầu tiếp cận chương trình lớp 10 11 Tuy nhiên, thực tế chương trình Sinh học phổ thơng, học sinh có thời gian lớp dành cho tập mà đề thi học sinh giỏi, đề thi THPT Quốc gia phần tập chiếm tỉ lệ cao, có tập liên quan đến giảm phân thụ tinh Đây dạng tập tương đối hay có vai trò quan trọng phát triển tư sâu, suy luận khoa học cho học sinh Thực tế, giảng dạy dạng tập giảm phân thụ tinh đa số học sinh làm cách máy móc theo cơng thức, số em hiểu sâu sắc chế để vận dụng giải tập cách xác, linh hoạt Vì vậy, dạy đội tuyển học sinh giỏi ôn thi đại học mong muốn có tài liệu nói đầy đủ, cách có hệ thống dạng tập Tơi mạnh dạn sưu tầm, tham khảo tài liệu từ đồng nghiệp tự rút kinh nghiệm giảng dạy để phân dạng đưa phương pháp giải số dạng tập giảm phân thụ tinh để làm tài liệu phục vụ thân, đồng thời góp phần nhỏ cho đồng nghiệp việc tìm tòi, tham khảo tài liệu giảng dạy Vì lí trên, chọn đề tài “Một số phương pháp giải dạng tập giảm phân thụ tinh khơng có đột biến” 1.2 Mục đích nghiên cứu: - Từ nội dung đề tài đề xuất áp dụng phương pháp giải số dạng tập giảm phân thụ tinh khơng có đột biến, giúp học sinh có kĩ giải đúng, giải nhanh dạng tập bậc THPT - Giúp đồng nghiệp tham khảo để vận dụng tốt cơng tác giảng dạy tập giảm phân thụ tinh khơng có đột biến 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Xây dựng phương pháp giải dạng tập giảm phân thụ tinh khơng có đột biến đội tuyển HSG máy tính cầm tay qua năm (2010 – 2011); (2013 – 2014); (2016 – 2017); đội tuyển HSG văn hóa năm (2017 – 2018); ơn thi đại học lớp 12 phân công giảng dạy Các dạng tập gồm: - Dạng 1: Xác định số nhiễm sắc thể (NST) đơn, số NST kép, số sợi cromatit, số tâm động qua kì giảm phân - Dạng 2: Xác định số giao tử sinh giảm phân - Dạng 3: Tính hiệu suất thụ tinh số hợp tử tạo thành - Dạng 4: Xác định số NST đơn môi trường cần cung cấp cho trình giảm phân tạo giao tử - Dạng 5: Xác định số thoi phân bào hình thành bị phá hủy trình giảm phân - Dạng Xác định số loại giao tử tỉ lệ loại giao tử tạo thành Số tổ hợp giao tử số kiểu tổ hợp giao tử khác nhau: + Khi khơng có trao đổi chéo + Khi có trao đổi chéo: Tại điểm, hai điểm không đồng thời, trao đổi chéo kép - Dạng 7: Xác định nguồn gốc NST trình giảm phân hình thành giao tử 1.4 Phương pháp nghiên cứu: - Kết hợp sở lí luận phương pháp phân tích, tổng hợp lí thuyết, phương pháp thống kê thực nghiệm - Nhận dạng dạng tập nêu trên, vận dụng linh hoạt bước giải tốn, đưa phương pháp tính tốn tối ưu, xác - Vận dụng phương pháp dạy học phù hợp dạng tập giảm phân thụ tinh đối tượng học sinh - Sử dụng dạng tập cụ thể để kiểm tra, đánh giá mức độ nhận thức, mức độ hình thành kĩ đối tượng học sinh - Rút kinh nghiệm, khắc phục tồn bổ sung phương pháp cho học sinh tiếp cận kiến thức cách phù hợp 2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận: 2.1.1 Q trình giảm phân: - Xảy tế bào sinh dục chín - Gồm lần phân bào có lần ADN, NST nhân đơi Tại kì trung gian trước lần phân bào I, NST nhân đôi thành NST kép Mỗi NST kép gồm nhiễm sắc tử (cromatit) đính với tâm động - Qua giảm phân: tế bào mẹ ban đầu bị phân chia thành tế bào con, tế bào có NST giảm nửa so với tế bào mẹ a Giảm phân I: Các kì Đặc điểm Kì đầu I NST kép bắt cặp với thành cặp NST kép tương đồng, xảy trao đổi chéo đoạn NST tương đồng sợi cromatit không chị em với (Sự trao đổi chéo dẫn tới hoán vị gen) Sau tiếp hợp, NST kép dần co xoắn, thoi phân bào hình thành, NST đính với sợi tơ vô sắc thoi phân bào tâm động Cuối kì đầu, màng nhân nhân dần tiêu biến Kì I NST kép co xoắn cực đại tập trung thành hai hàng mặt phẳng xích đạo thoi phân bào Dây tơ phân bào từ cực tế bào đính vào phía NST kép cặp tương đồng Kì sau I Các NST kép cặp NST kép tương đồng tách di chuyển hai cực tế bào theo co rút sợi tơ vơ sắc Kì cuối I NST kép dần dãn xoắn Màng nhân nhân dần xuất hiện, thoi phân bào tiêu biến, sau q trình phân chia tế bào chất tạo nên tế bào có số lượng NST kép giảm nửa Sau kết thúc giảm phân I, tế bào bước vào giảm phân II mà không nhân đôi b Giảm phân II: (giống chế nguyên phân) Các kì Đặc điểm Kì đầu II Màng nhân nhân tiêu biến, thoi phân bào hình thành NST kép dần co xoắn Kì II NST kép co xoắn cực đại tập trung thành hàng mặt phẳng xích đạo thoi phân bào Kì sau II Các sợi cromatit NST kép tách trở thành NST đơn di chuyển hai cực tế bào theo co rút sợi tơ vơ sắc Kì cuối II NST đơn dần dãn xoắn Màng nhân nhân xuất hiện, thoi phân bào tiêu biến Tế bào mẹ GP  I → tế bào GP  I → tế bào (2n đơn) (n kép) (n đơn) c Sự hình thành giao tử sau giảm phân: - Ở thể đa bào nhân thực, sau giảm phân hình thành giao tử: + Ở động vật: * Đối với giới đực: tế bào sinh tinh sau giảm phân tạo tinh trùng * Đối với giới cái: tế bào sinh trứng sau giảm phân tạo trứng tế bào nhỏ khác (gọi tế bào thể cực) không làm nhiệm vụ sinh sản Sau tinh trùng (n) kết hợp với trứng (n) trình thụ tinh để hợp tử (2n) Hình 1: Sơ đồ phát sinh giao tử động vật + Ở thực vật: Sau giảm phân tế bào phải trải qua số lần phân bào để hình thành hạt phấn túi phôi d Ý nghĩa giảm phân: - Sự phân li độc lập tổ hợp tự NST trình giảm phân thụ tinh tạo nguồn biến dị tổ hợp cung cấp nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên, giúp lồi có khả thích nghi với điều kiện sống - Giảm phân kết hợp với thụ tinh nguyên phân chế đảm bảo việc trì NST đặc trưng ổn định cho loài e Hiện tượng tiếp hợp trao đổi chéo cặp NST kép tương đồng Hình 2: Sơ đồ mơ tả diễn biến tượng trao đổi chéo điểm cặp NST Hình 3: Sơ đồ mơ tả diễn biến tượng trao đổi chéo hai điểm không lúc Hình 4: Sơ đồ mơ tả diễn biến tượng trao đổi chéo hai điểm đồng thời cặp NST 2.1.2 Ứng dụng toán xác suất: a Công thức nhị thức Niu-tơn: (a + b)n = C0nan + C1nan-1b + Cknan-kbk + Cn-1nabn-1 + Cnnbn b Công thức tổ hợp: Giả sử tập A có n phân tử (n ≥ 1) Mỗi tập gồm k phần tử A gọi tổ hợp chập k n phân tử cho Ckn = n!/ k!(n - k)!, với (0 ≤ k ≤ n) [3] 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: Khi dạy giải toán giảm phân thụ tinh, học sinh hầu hết áp dụng cơng thức để tính tốn em hiểu sâu sắc vấn đề, chưa nắm rõ diễn biến NST qua kì giảm phân bình thường khơng bình thường, chưa hiểu hết dạng trao đổi chéo đơn, kép dẫn đến tính sai tỉ lệ giao tử tạo 2.3 Phương pháp giải tập liên quan đến giảm phân thụ tinh khơng có đột biến: 2.3.1 Phương pháp chung: * Dạng 1: Xác định số NST đơn, số NST kép, số sợi cromatit, số tâm động qua kì giảm phân - Bước 1: Nhận dạng tế bào sinh dục kì trình giảm phân: Dựa vào biến đổi hình thái đề mơ tả hình vẽ cho sẵn để nhận định NST tồn kì giảm phân - Bước 2: Xác định có cặp NST hoạt động trình giảm phân (n = ?) Áp dụng kiến thức từ tế bào sinh dục chín (2n) tiến hành giảm phân, dựa vào biến đổi hình thái: nhân đơi, phân li NST qua kì ta lập bảng sau: Số NST Số NST Số sợi Số tâm Kì đơn kép cromatit động Kì trung gian (sau 2n 4n 2n NST nhân đôi) Đầu I 2n 4n 2n Giữa I 2n 4n 2n Sau I 2n 4n 2n Cuối I n 2n n Kì trung gian n 2n n Đầu II n 2n n Giữa II n 2n n Sau II 2n 0 2n Cuối II n 0 n - Bước 3: Dựa vào bảng xác định số NST đơn, số NST kép, số sợi cromatit, số tâm động cụ thể tế bào qua kì giảm phân theo yêu cầu đề * Dạng 2: Xác định số giao tử sinh giảm phân - Bước 1: Xác định số tế bào sinh dục tế bào sinh tinh hay tế bào sinh trứng - Bước 2: Tính số giao tử tạo q trình giảm phân + Nếu a tế bào sinh dục tạo a tế bào trứng 3a thể định hướng + Nếu a tế bào sinh tinh qua giảm phân tạo 4a tinh trùng Chú ý: Nếu tế bào sinh dục sơ khai nguyên phân k lần tế bào mẹ ban đầu tạo 2k số tế bào sinh tinh/sinh trứng sinh ra, sau áp dụng cơng thức * Dạng Hiệu suất thụ tinh số hợp tử tạo thành: - Bước 1: Xác định tổng số tê bào tham gia vào trình thụ tinh - Bước 2: Tính tổng số giao tử sinh giảm phân - Bước 3: Tính số giao tử thụ tinh, hiệu suất thụ tinh hợp tử tạo thành: + Nếu toán cho trước số hợp tử tạo thành ta tính số giao tử thụ tinh Trong trình thụ tinh, trứng (n) kết hợp với tinh trùng (n) tạo hợp tử (2n) * Số hợp tử = số tinh trùng thụ tinh = số trứng thụ tinh * Hiệu suất thụ tinh: tỉ số phần trăm giao tử thụ tinh tổng số giao tử tạo * Hiệu suất thụ tinh tinh trùng = tỉ số phần trăm số tinh trùng thụ tinh/tổng số tinh trùng hình thành * Hiệu suất thụ tinh trứng = tỉ số phần trăm số trứng thụ tinh/tổng số trứng hình thành + Nếu toán cho trước hiệu suất thụ tinh: Ta tính ngược lại thu số giao tử thụ tinh từ tính số hợp tử tạo thành * Dạng 4: Xác định số NST đơn mơi trường cần cung cấp cho q trình giảm phân tạo giao tử: Số NST môi trường cung cấp cho tế bào sinh giao tử giảm phân tạo giao tử: - Bước 1: Xác định NST lưỡng bội loài - Bước 2: Xác định số lượng tế bào sinh dục chín tham gia vào q trình giảm phân - Bước 3: Áp dụng cơng thức tính số lượng NST đơn môi trường cung cấp cho giảm phân + Nếu tế bào tế bào sinh dục chín: Gọi số tế bào sinh dục chín a → số NST tế bào ban đầu a.2n; Số giao tử tạo 4a → Số NST giao tử 4.a.n → Số NST môi trường cung cấp cho tế bào sinh giao tử giảm phân tạo giao tử: 4.a.n – a.2n = a.2n + Nếu tế bào tế bào sinh dục sơ khai: Gọi a tế bào sinh dục sơ khai nguyên phân x lần liên tiếp vùng sinh sản tạo a.2x tế bào con, sau lớn lên vùng sinh trưởng chuyển sang vùng chín giảm phân tạo giao tử Ta có tổng số NST chứa a tế bào sinh dục sơ khai lúc đầu a.2n Tổng số NST chứa toàn giao tử (kể thể định hướng có) 4.a 2x n Vậy số NST môi trường cung cấp cho tế bào sinh dục sơ khai lớn lên thành tế bào sinh dục chín giảm phân tạo giao tử: 4.a 2x n - a.2n = a.2n.(2x+1 – 1) + Ta tính số NST mơi trường cung cấp cho tế bào sinh dục sơ khai lớn lên thành tế bào sinh dục chín giảm phân tạo giao tử: Số NST môi trường cung cấp cho vùng sinh trưởng + Số NST mơi trường cung cấp cho vùng chín = a.2n.(2x – 1) + a 2x.2n = a.2n.(2x+1 - 1) * Dạng 5: Xác định số thoi phân bào xuất bị phá hủy trình giảm phân: - Bước 1: Xác định số tế bào sinh tinh, số tế bào sinh trứng - Bước 2: Áp dụng cơng thức tính: Mỗi tế bào sinh tinh sinh trứng qua lần giảm phân I II xuất (phá hủy) thoi vô sắc (1 thoi vô sắc lần giảm phân I thoi vô sắc lần giảm phân II) + Nếu a tế bào giảm phân tạo giao tử số thoi phân bào hình thành là: 3a + Nếu có a.2k tế bào tham gia giảm phân tạo giao tử số thoi phân bào hình thành 3.a.2k + Tổng số thoi phân bào hình thành (trong trình tạo giao tử từ tế bào sinh dục sơ khai) là: a (2x -1) + 3.a.2x * Dạng 6: Xác định số loại giao tử tỉ lệ loại giao tử tạo thành Số tổ hợp giao tử số kiểu tổ hợp giao tử khác - Khi trao đổi chéo: Bước 1: Xác định số cặp NST tế bào Bước 2: Xác định số cặp NST có cấu trúc đồng dạng Bước 3: Áp dụng cơng thức: + Bộ NST 2n → có n cặp NST NST cặp khác nhau, cặp tạo loại giao tử có n cặp tạo 2n loại giao tử, tỉ lệ loại giao tử 10 tạo thành 1/2n, số tổ hợp giao tử n 2n = 4n, số kiểu tổ hợp NST khác nhau: 3n + Nếu cặp mà NST cặp có cấu trúc giống hệt tạo loại giao tử + Do khơng có trao đổi chéo, có y cặp NST đồng dạng tổng số n cặp NST số loại giao tử là: 2n – y 1y (n : số cặp NST; y: số cặp NST đồng dạng; n-y: số cặp NST có cấu trúc khác nhau) + Riêng Ong, giới đực có NST n nên tạo loại giao tử nhất, Châu chấu giới đực XO có giao tử O (khơng chứa NST giới tính loại giao tử bình thường) - Khi có trao đổi chéo điểm: Bước 1: Xác định số cặp NST giảm phân khơng có trao đổi chéo, có trao đổi chéo Bước 2: Áp dụng cơng thức: + Xét cặp NST gồm NST có cấu trúc khác giảm phân trao đổi chéo điểm tạo ra: loại giao tử (2 giao tử bình thường, giao tử trao đổi chéo) + Xét k cặp NST gồm NST có cấu trúc khác giảm phân trao đổi chéo điểm tạo ra: 4k loại giao tử n-k • n – k cặp lại khơng trao đổi chéo tạo n-k • Tổng số loại giao tử tối đa tạo : ì4k = 2n+k n+k T l mi loi giao tử tạo thành là: 1/ - Khi có trao đổi chéo hai điểm khơng đồng thời: Bước 1: Xác định số cặp NST giảm phân trao đổi chéo có trao đổi chéo Bước 2: Áp dụng công thức: + Xét cặp NST gồm NST có cấu trúc khác giảm phân trao đổi chéo điểm không lúc tạo ra: loại giao tử + Xét NST gồm n cặp tương đồng, có k cặp NST gồm NST có cấu trúc khác giảm phân trao đổi chéo điểm tạo 6k loại giao tử n-k • n- k cặp lại khơng trao đổi chéo tạo n-k • Tổng số giao tử tối đa tạo : ×6k loại giao tử - Khi có trao đổi chéo hai điểm lúc (trao đổi chéo kép): Bước 1: Xác định số cặp NST giảm phân khơng có trao đổi chéo, có trao đổi chéo Bước 2: Áp dụng cơng thức: + Xét cặp NST gồm NST có cấu trúc khác giảm phân trao đổi chéo điểm không lúc tạo loại giao tử: giao tử không trao đổi 11 chéo, giao tử trao đổi vị trí số 1, giao tử trao đổi vị trí số 2, giao tử trao đổi chéo điểm + Xét NST gồm n cặp tương đồng, với k cặp NST gồm NST có cấu trúc khác giảm phân trao đổi chéo kép tạo 8k loại giao tử n-k • n- k cặp lại khơng trao đổi chéo tạo n-k • Tổng số giao tử tối đa tạo : ×8k Chú ý: + Khơng có trao đổi chéo: Thực tế tế bào sinh tinh tạo hai loại tinh trùng tổng số tinh trùng + Có trao đổi chéo: tế bào tạo giao tử: giao tử liên kết giao tử hoán vị + Từ tế bào sinh trứng thực tế dù có xảy trao đổi chéo hay không tạo loại trứng tổng số loại trứng hình thành trường hợp + Số loại tổ hợp giao tử = số loại giao tử × số loại giao tử đực * Dạng 7: Xác định nguồn gốc NST trình giảm phân hình thành giao tử: Bước 1: Xác định NST 2n Bước 2: Áp dụng cơng thức tính: - Số loại giao tử tạo tối đa khác nguồn gốc NST là: 2n - Số tổ hợp loại giao tử qua thụ tinh 4n - Vì loại giao tử mang n NST từ n cặp NST tương đồng, thể bên nhận từ bố mẹ NST nhiều n NST → Số loại giao tử mang a NST bố mẹ là: Can → Xác suất để loại giao tử mang a NST từ bố mẹ Can / 2n → Số tổ hợp có a NST từ ông (bà) nội (giao tử mang a NST bố) b NST từ ông (bà) ngoại (giao tử mang b NST mẹ) là: Can× Cbn → Xác suất tổ hợp có a NST ơng (bà) nội b NST từ ơng (bà) ngoại là: Can× Cbn / 4n 2.3.2 Ứng dụng giải tập: Dạng 1: Xác định số NST đơn, số NST kép, số sợi cromatit, số tâm động qua kì giảm phân: Ví dụ: Một tế bào ngơ có 2n = 20 trải qua trình giảm phân hình thành giao tử Hãy xác định: + Số nhiễm sắc thể số cromatit kì I + Số NST số tâm động tế bào kì sau I + Số nhiễm sắc thể số tâm động, số cromatit tế bào kì cuối II Phương pháp giải: 12 - Do 2n = 20 Số cặp NST hoạt động giảm phân n = 10 Dựa vào biến đổi hình thái: nhân đơi, phân li NST qua kì ta xác định - Ở kì I, NST kép tập trung thành hàng mặt phẳng xích đạo, số nhiễm sắc thể kép 20 số cromatit 40 - Kì sau I giảm phân NST kép cặp tương đồng kép phân li cực tế bào chưa tách thành tế bào con, số NST 20, số tâm động 20 - Kì cuối II, NST kép phân li tế bào con, tế bào mang n NST đơn, số NST 10, số tâm động 10, số cromatit * Dạng 2: Xác định số giao tử sinh giảm phân: Ví dụ: Ở ruồi giấm có NST lưỡng bội 2n = Xét ba tế bào sinh dục sơ khai vùng sinh sản nguyên phân liên tiếp đợt, có 1,5625% tế bào trải qua giảm phân Tính số giao tử sinh Phương pháp giải: tế bào sinh dục sơ khai nguyên phân đợt tạo 3x 29 = 1536 tế bào Số tế bào tham gia giảm phân 1536 x 0,015625 = 24 tế bào Trường hợp 1: Tế bào tế bào sinh tinh Số giao tử tạo 24 x 4= 96 tinh trùng Trường hợp 2: Tế bào tế bào sinh trứng Số giao tử tạo 24 trứng * Dạng 3: Tính hiệu suất thụ tinh số hợp tử tạo thành: Ví dụ: Một tế bào sinh khai thỏ (2n = 44) Sau số đợt nguyên phân liên tiếp tạo 256 tế bào Các tế bào tạo trở thành tế bào sinh trứng, giảm phân cho trứng, hiệu suất thụ tinh trứng 50%, tinh trùng 6,25% Mỗi trứng thụ tinh với tinh trùng tạo hợp tử a Tìm số hợp tử hình thành b Số lượng tế bào sinh trứng sinh tinh trùng cần thiết để hồn tất q trình thụ tinh Phương pháp giải: a Số trứng tạo sau giảm phân = số tế bào sinh trứng = 256 trứng Mỗi trứng thụ tinh → hợp tử Số hợp tử tạo từ 256 trứng với hiệu suất thụ tinh = 50% 256.50% = 128 hợp tử b Theo câu a, số tinh trùng thụ tinh số hợp tử tạo thành = 128 tinh trùng Tổng số tinh trùng tạo là: 128 (100/6,25) = 2048 Số tế bào sinh tinh là: 2048 : = 512 (tế bào) * Dạng 4: Xác định số NST đơn mơi trường cần cung cấp cho q trình giảm phân tạo giao tử: Ví dụ: Ở lồi động vật, quan sát tế bào sinh dục thấy 2n = 38, tế bào sinh dục đực sơ khai tế bào sinh dục sơ khai loài nguyên 13 phân số đợt, 192 tế bào sinh trở thành tế bào sinh giao tử Sau giảm phân số NST đơn giao tử đực nhiều giao tử 2432 NST Để hồn tất q trình sinh giao tử tế bào sinh dục sơ khai đực thì: a Mỗi tế bào sinh dục sơ khai nguyên phân lần? b Tổng số NST đơn môi trường cung cấp cho tế bào sinh dục sơ khai bao nhiêu? Phương pháp giải: a Gọi x, y số lần nguyên phân tế bào sinh dục sơ khai đực tế bào sinh dục sơ khai (x,y nguyên dương) 2x + 2y = 192 (4 2x - 2y) 19 = 2432 → x = y = b Số NST môi trường cung cấp cho tế bào sinh dục sơ khai đực là: (26 – 1) 38 + 26 38 = 4826 NST Số NST môi trường cung cấp cho tế bào sinh dục sơ khai là: (27 – 1).38+ 27.38 = 9690 NST * Dạng 5: Xác định số thoi phân bào xuất bị phá hủy q trình giảm phân: Ví dụ: Một lồi có NST lưỡng bội 2n = Xét tế bào sinh dục sơ khai vùng sinh sản nguyên phân liên tiếp đợt Tất tế bào tham gia giảm phân tạo giao tử Số thoi vơ sắc hình thành q trình giảm phân tế bào nói bao nhiêu? Phương pháp giải: Số tế bào sinh tinh sinh trứng tạo : x 24 = 80 tế bào Số thoi vô sắc hình thành phá hủy : x 80 = 2400 thoi * Dạng Xác định số loại giao tử tỉ lệ loại giao tử tạo thành Số tổ hợp giao tử số kiểu tổ hợp giao tử khác nhau: - Khi khơng có trao đổi chéo: Ví dụ: Ở đậu Ruồi giấm (2n = 8) Mỗi cặp NST tương đồng gồm NST có cấu trúc khác nhau, q trình giảm phân không xảy trao đổi đoạn không đột biến Tính số loại giao tử tối đa lồi Phương pháp giải: Ta có 2n = hay n = Mỗi cặp NST tương đồng có cấu trúc khác giảm phân cho hai loại giao tử Số giao tử tối đa có là: 24 = 16 - Khi có trao đổi chéo điểm: Ví dụ : Bộ NST đậu Hà Lan 2n = 14; Mỗi cặp NST tương đồng gồm NST có cấu trúc khác nhau, q trình giảm phân có cặp NST xảy trao đổi đoạn điểm Xác định số kiểu giao tử tạo thành Phương pháp giải: 14 Ta có 2n = 14 → n = 7→ có cặp NST tương đồng khác Có cặp NST xảy trao đổi chéo điểm: Số kiểu giao tử là: 4.4 Có cặp NST khơng xảy trao đổi chéo : Số kiểu giao tử là: 25 Tổng số kiểu giao tử là: 4.4 25 = 29 - Khi có trao đổi chéo hai điểm khơng đồng thời: Ví dụ : Ruồi nhà có NST 2n = 12 Một ruồi tế bào có hai cặp NST tương đồng mà cặp gồm NST có cấu trúc giống nhau, cặp NST lại có NST có cấu trúc khác Khi phát sinh giao tử có cặp NST có cấu trúc khác xảy trao đổi đoạn hai điểm khơng đồng thời, cặp lại khơng trao đổi đoạn số loại trứng sinh từ ruồi bao nhiêu? Phương pháp giải: Bộ NST 2n = 12 → n = Có cặp NST tương đồng có cấu trúc giống nên lại - = cặp NST có cấu trúc khác Hai cặp NST có cấu trúc giống giảm phân cặp cho loại giao tử cặp NST có cấu trúc khác có trao đổi chéo điểm khơng đồng thời cặp cho loại giao tử cặp có NST có cấu trúc khác khơng trao đổi chéo cặp tạo giao tử Tổng số loại trứng là: 1.1.62.22 = 144 (loại trứng) - Khi có trao đổi chéo hai điểm đồng thời (trao đổi chéo kép): Ví dụ : Một tế bào sinh dục sơ khai loài nguyên phân liên tiếp số đợt môi trường nội bào cung cấp nguyên liệu để hình thành nên 9690 NST đơn Các tế bào sinh từ lần nguyên phân cuối giảm phân bình thường cho tinh trùng, có 512 tinh trùng mang NST giới tính Y Nếu tế bào sinh tinh loài phát sinh giao tử khơng có đột biến xảy ra, cặp NST tương đồng có cấu trúc khác nhau, có trao đổi chéo hai điểm không đồng thời cặp NST trao đổi chéo kép cặp NST tối đa xuất loại giao tử? Phương pháp giải: - Xác định NST lưỡng bội lồi: + Q trình giảm phân từ tế bào sinh tinh giảm phân cho hai loại tinh trùng (tinh trùng mang NST giới tính X tinh trùng mang NST giới tính Y) với số lượng Theo có 512 tinh trùng mang NST giới tính Y nên có 512 tinh trùng mang NST giới tính X + Tổng số tinh trùng hình thành là: 512 + 512 = 1024 + Tổng số tế bào sinh tinh là: 1024 : = 256 15 + Vì tổng số NST mơi trường cung cấp cho trình nguyên phân 9690 nên ta có: (256 – 1) 2n = 9690 nên 2n = 38 - Số loại tinh trùng tối đa tạo ra: 2n = 38 → n = 19 Tế bào có 19 cặp NST tương đồng có cấu trúc khác + Trao đổi chéo xảy điểm cặp NST tạo 4.4 = 16 loại giao tử + Trao đổi chéo hai điểm không đồng thời cặp NST tạo 6.6.6 = 216 loại giao tử + Trao đổi chéo kép cặp NST tạo loại giao tử + Còn lại 19 – ( 2+3+1) = 13 cặp giảm phân bình thường tạo 13 loại giao tử + Tổng số loại giao tử hình thành 16.216.8.213= 223.33 * Dạng 7: Xác định nguồn gốc NST trình giảm phân hình thành giao tử: Ví dụ: Khi theo dõi hình thành giao tử cá thể loài sinh vật người ta nhận thấy loại giao tử đực chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ bố cặp tương đồng 45 a Xác định nhiễm sắc thể 2n lồi b Tính tỉ lệ giao tử chứa nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ mẹ cặp tương đồng c Tính tỉ lệ hợp tử sinh di truyền nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ đời ơng nội nhiễm sắc thể có nguồn gốc từ đời bà ngoại Phương pháp giải: a Xác định nhiễm sắc thể 2n loài: - Gọi 2n NST lưỡng bội lồi, số NST đơn có giao tử n - Số giao tử đực chứa NST có nguồn gốc từ bố Ta có: Cn2 = n! 1.2.3 ( n − 2)( n − 1)n n ( n − 1) = = = 45 2!( n − 2)! 1.2 ( n − 2) ↔ n2 – n – 90 = → n = 10 → 2n = 20 b Số giao tử chứa NST có nguồn gốc từ mẹ: Cn3 = C 103 = 10! = 120 → Tỉ lệ = 3!(10 − 3)! 120 210 c Tính tỉ lệ hợp tử: - Số hợp tử sinh di truyền NST từ đời ông nội NST từ đời bà ngoại: C210 x C210 = 45x45 = 2025 - Tỉ lệ hợp tử trên: 2025/210.210 16 2.3.3 Một số tập tham khảo phục vụ cho ôn thi học sinh giỏi ôn thi đại học: Bài 1: Một loài động vật, cá thể đực thuộc giới dị giao tử XY, cá thể thuộc giới đồng giao tử XX Một số trứng thụ tinh chứa tất 5600 NST, số NST giới tính chiếm 25% a Tìm NST lưỡng bội lồi b Nếu số hợp tử nói trên, số NST giới tính Y 2/5 số NST giới tính X có hợp tử thuộc giới dị giao tử? Bao nhiêu hợp tử thuộc giới đồng giao tử? Bài 2: Một tế bào sinh dục sơ khai qua giai đoạn phát triển từ vùng sinh sản - vùng sinh trưởng - vùng chín đòi hỏi môi trường cung cấp 240 NST đơn Số NST đơn có giao tử tạo vùng chín gấp lần số tế bào tham gia vào lần phân bào cuối vùng sinh sản Tổng số giao tử tạo 1/2048 tổng số kiểu tổ hợp giao tử hình thành lồi Biết q trình giảm phân khơng xảy trao đổi chéo đột biến a Xác định NST loài b Xác định giới tính cá thể c Cá thể tạo tối đa loại giao tử khác trình giảm phân trường hợp sau: - Trường hợp 1: Có cặp NST xảy trao đổi chéo điểm - Trường hợp 2: Có cặp NST xảy trao đổi chéo điểm không lúc (Biết trình phân bào xảy bình thường NST có cấu trúc hồn tồn khác nhau) Bài 3: Một nhóm tế bào sinh dục sơ khai đực có tổng số 300 NST đơn phân bào vùng sinh sản Mỗi tế bào nguyên phân số lần số NST giao tử loài Có 60% số tế bào sinh bước vào giảm phân Hiệu suất thụ tinh tinh trùng 1,25% tạo hợp tử có tổng số 576 NST đơn Hãy tính: a Bộ NST 2n lồi b Số cromatit số tâm động có tế bào kì sau I c Số NST mơi trường cung cấp cho q trình tạo tinh trùng tế bào sinh dục sơ khai Bài 4: Ở loài ong mật, 2n = 32 Trứng thụ tinh nở thành ong chúa ong thợ tuỳ điều kiện dinh dưỡng, trứng khơng thụ tinh nở thành ong đực Một ong chúa đẻ số trứng gồm trứng thụ tinh trứng không thụ tinh, có 80% số trứng thụ tinh nở thành ong thợ, 60% số trứng không thụ tinh nở thành ong đực, trường hợp lại không nở bị tiêu biến Các trứng nở thành ong thợ ong đực nói chứa tổng số 155136 NST, biết số ong đực 2% số ong thợ a Tìm số ong thợ số ong đực 17 b Tổng số trứng ong thợ đẻ lần nói bao nhiêu? c Nếu số tinh trùng trực tiếp thụ tinh với trứng chiếm 1% so với tổng số tinh trùng hình thành tổng số NST tinh trùng tế bào trứng bị tiêu biến bao nhiêu? Bài Trong tinh hoàn gà trống có 6250 tế bào sinh tinh qua giảm phân hình thành tinh trựng Nhưng trình giao phối với gà mái cú 1/1000 số tinh trùng trực tiếp thụ tinh với trứng Các trứng hình thành buồng trứng gà mái đẻ thu 32 trứng Nhưng sau ấp, nở 23 gà a Tính số lượng tinh trùng hình thành, số lượng tinh trùng trực tiếp thụ tinh với trứng b Cho biết số lượng tế bào sinh trứng gà mái số NST bị tiêu biến thể định hướng tế bào sinh trứng qua giảm phân c Số trứng khơng nở có NST nào? Được biết gà 2n = 78 Bài 6: Ba tế bào sinh tinh qua vùng sinh sản qua vùng chín hình thành tất 253 thoi phân bào Trong q trình giảm phân, mơi trường cung cấp nguyên liệu tương đương 2432 NST đơn Xác định NST 2n loài: A 2n = 24 B 2n = 38 C 2n = 40 D 2n = 76 Bài 7: Quan sát nội nhũ loài thực vật ta thấy có 36 NST đơn Trong q trình tạo giao tử thấy có cặp NST tương đồng có cấu trúc giống Trong cặp lại thấy cặp xảy trao đổi chéo điểm Các cặp khác giảm phân bình thường Số loại giao tử tối đa là: A 1024 B 16 C 4096 D 16384 Bài 8: Ở ruồi giấm 2n = tìm số loại hợp tử hình thành từ giấm chứa NST từ ruồi giấm ông, NST từ ruồi giấm bà là? A B C 12 D 24 Bài 9: Một tế bào lợn có 2n = 38 trải qua q trình giảm phân hình thành giao tử Số nhiễm sắc thể số cromatit kì I : A 38 76 B 38 C.38 38 D.76 76 Bài 10: Ở vùng sinh trưởng buồng trứng có số tế bào sinh dục sơ khai chứa 3680 NST; 1/40 số tế bào chuyển qua vùng chín, giảm phân tạo trứng, trứng thụ tinh Bộ NST lưỡng bội loài bao nhiêu? A 2n = 24 B 2n = 38 C 2n = 40 D 2n = 46 18 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm: - Đối với chất lượng giảng dạy học sinh nhà trường: + Qua 10 năm liên tục giảng dạy chương trình sinh học (2008-2018) trường THPT Hàm Rồng, khả tiếp thu vận dụng học sinh để giải tập giảm phân thụ tinh khơng có đột biến mang lại kết khả quan + Số học sinh hiểu vận dụng giải tập có hiệu cao dần thể số lượng chất lượng học sinh giỏi cấp tỉnh tăng theo hàng năm, số lượng điểm thi học sinh khối B vào trường đại học, cao đẳng tăng + Trong năm học, luyện thi đại học (ĐH) năm 2012-2015 với tập trắc nghiệm luyện thi học sinh giỏi (HSG) năm 2010-2011; 20132014; 2016-2017; 2017-2018 với tập tự luận chuyên đề tập giảm phân thụ tinh, chia đội tuyển lớp ôn thi đại học thành nhóm, nhóm thực nghiệm dạy theo hình thức phân dạng tập giảm phân thụ tinh, nhóm đối chứng khơng phân dạng tập giảm phân thụ tinh cho đề tài Tơi thu kết sau: Bài tập tự luận ôn thi HSG Bài tập trắc nghiệm ôn thi ĐH Kết G K Tb Y G K Tb Y Lớp đối 20% 17% 53% 10% 12% 20% 40% 28% chứng Lớp thực 35% 30% 30% 5% 28% 32% 27% 13% nghiệm - Đối với thân: Rút nhiều kinh nghiệm vận dụng kiến thức tổng hợp để giải nhanh, xác tốn giảm phân thụ tinh khó, việc hướng dẫn giải tập cho loại đối tượng học sinh SKKN tài liệu phục vụ thân công tác bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi luyện thi THPT quốc gia - Đối với đồng nghiệp: SKKN góp phần nhỏ bé cho đồng nghiệp việc tìm tòi, tham khảo tài liệu giảng dạy - Đối với phong trào giáo dục nhà trường địa phương: Giúp đối tượng học sinh (đặc biệt học sinh ôn thi HSG thi ĐH) tự tin, bớt lúng túng, say mê giải tốn sinh học hay khó Việc trình bày rõ ràng dạng tập phương pháp giải cho dạng giúp học sinh có khả tự học, tự giải tập tài liệu tham khảo 19 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau phân dạng xây dựng phương pháp giảng dạy cho dạng phù hợp với đối tượng học sinh thấy tự tin giúp em giải tập giảm phân thụ tinh khơng có đột biến, phía học sinh em tỏ tự tin, bớt lúng túng giải tập sau tiếp cận với hệ thống nội dung phương pháp giải nêu sáng kiến kinh nghiệm Bài tập giảm phân thụ tinh cần tiếp tục nghiên cứu sâu (đặc biệt tập giảm phân có tiếp hợp trao đổi chéo NST cặp NST kép tương đồng) Đề tài tơi mang màu sắc chủ quan, chưa hoàn thiện, nhiều hạn chế Vì vậy, tơi mong đóng góp ý kiến q báu thầy cơ, bạn đồng nghiệp để ngày hoàn thiện XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG Thanh Hóa, ngày tháng năm 2018 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người viết SKKN Nguyễn Thị Hường 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Quang Báo, Nguyễn Đức Thành (2001), Lý luận dạy học sinh học phần đại cương, NXB Giáo dục Trần Bá Hoành (1996), Phát triển phương pháp dạy học tích cực mơn sinh học, NXB Giáo dục Trần Văn Hạo (Tổng Chủ biên): Đại số giải tích 11 Nhà xuất giáo dục- H2012 Lê Hồng Điệp – Lê Đình Trung (2011), Nâng cao phát triển sinh học, NXB Giáo dục Ngô Văn Hưng, Lê Hồng Điệp, Nguyễn Thị Linh (2008), Bài tập chọn lọc Sinh học 12, NXB Hà Nội Nguyễn Thành Đạt, Phạm Văn Lập, Trần Dụ Chi, Trịnh Nguyên Giao, Phạm Văn Ty (2007), Sách giáo khoa Sinh học 10 (chương trình chuẩn), NXB Giáo dục Nguyễn Thành Đạt, Lê Đình Tuấn, Nguyễn Như Khanh (2008), Sách giáo khoa Sinh học 11 (chương trình chuẩn), NXB Giáo dục Vũ Văn Vụ, Vũ Đức Lưu, Nguyễn Như Hiền, Ngơ Văn Hưng, Nguyễn Đình Quyến, Trần Quý Thắng (2007), Sách giáo khoa Sinh học 10 nâng cao, NXB Giáo dục Vũ Văn Vụ, Vũ Đức Lưu, Nguyễn Như Hiền, Trần Văn Kiên, Nguyễn Duy Minh, Nguyễn Quang Vinh (2008), Sách giáo khoa Sinh học 11 nâng cao, NXB Giáo dục 10 Nguồn thông tin mạng (violet.vn; doc.com.vn; hocmai.vn) 21 ... 2.3 Phương pháp giải tập liên quan đến giảm phân thụ tinh khơng có đột biến: 2.3.1 Phương pháp chung: * Dạng 1: Xác định số NST đơn, số NST kép, số sợi cromatit, số tâm động qua kì giảm phân. .. đề tập giảm phân thụ tinh, chia đội tuyển lớp ơn thi đại học thành nhóm, nhóm thực nghiệm dạy theo hình thức phân dạng tập giảm phân thụ tinh, nhóm đối chứng không phân dạng tập giảm phân thụ tinh. .. tổng số giao tử tạo * Hiệu suất thụ tinh tinh trùng = tỉ số phần trăm số tinh trùng thụ tinh/ tổng số tinh trùng hình thành * Hiệu suất thụ tinh trứng = tỉ số phần trăm số trứng thụ tinh/ tổng số