chuyên đề các dạng bài tập cơ bản về các quy luật di truyền của menđen trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn sinh học lớp 9

CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN: SINH HỌC Người thực hiện: Đỗ Hoa Huệ Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Lập Thạch – huyện Lập Thạch- Vĩnh Phúc Tên chuyên đề: Các dạ

CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

MÔN: SINH HỌC Người thực hiện: Đỗ Hoa Huệ

Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị công tác: Trường THCS Lập Thạch

– huyện Lập Thạch- Vĩnh Phúc

Tên chuyên đề: Các dạng bài tập cơ bản về các quy luật di truyền của

MenĐen trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học lớp 9.

Dự kiến số tiết bồi dưỡng: 12 tiết

Đối tượng bồi dưỡng: Học sinh giỏi lớp 9

PHẦN I:MỞ ĐẦU

I.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

I.1.Cơ sở lí luận:

Sinh học là bộ môn khoa học thực nghiệm có vị trí hết sức trong hệ thống tri thức khoa

học của nhân loại,có ý nghĩa thiết thực với đời sống,kinh tế và xã hội loài người.Trong hệ thống chương trình Sinh học cấp THCS nói chung và Sinh học lớp 9 nói riêng,bên cạnh những kiến thức thuộc về lí thuyết được mô tả còn có mảng kiến thức không kém phần quan trọng là bài tập Sinh học

Ngày nay khối lượng tri thức khoa học trên thế giới phát triển ngày càng mạnh mẽ,chúng

ta không thẻ hi vọng rằng trong thời gian nhất định ở trường phổ thông mà có thể cung cấp cho học sinh một kho tàng tri thức khổng lồ mà loài người đã tích lũy được.Vì vậy nhiệm vụ của người giáo viên ngày nay không những phải cung cấp cho học sinh một vốn tri thức

cơ bản mà quan trọng là còn phải trang bị cho học sinh khả năng tự làm việc,tự nghiên cứu để tìm hiểu và tự chiếm lĩnh tri thức.Trong những năm qua sự phát triển trí tuệ học sinh ngày càng tăng nhanh chóng,nhu cầu học tập các môn học ngày càng nhiều Bộ môn Sinh học trong nhà trường cũng không ngừng bổ sung,đi sâu và mở rộng.Nhiều nội dung trước đây(từ năm 2005 trở về trước) thuộc chương trình lớp 11 và 12 thì hiện nay(theo chương trình thay sách giáo khoa từ 2002-2003) lại được đưa vào chương trình lớp 9.Chính vì vậy bộ môn Sinh học lớp 9 không những được mở rộng về lí thuyết mà còn có nhiều dạng bài tập nhằm kiểm tra khả năng vận dụng các kiến thức lí thuyết của học sinh

I.2.Cơ sở thực tiễn:

Qua thực tiễn giảng dạy bộ môn Sinh học ở trường trung học cơ sở từ 10 năm nay,tôi

nhận thấy học sinh có nhiều vướng mắc,lúng túng trong việc học tập bộ môn.Phần lớn các

em lại coi đây như một môn học phụ nên không dành nhiều công sức học tập một cách nhiệt tình.Nhất là đối với lớp 9 lại là lớp cuối cấp trung học cơ sở,các em phải chuẩn bị chokì thi vào lớp 10 trung học phổ thông với ba môn công cụ là Ngữ văn,Toán và Tiếng

Anh.Chính vì áp lực như vậy nên dường như cả phụ huynh và học sinh đều không mấy chúý đến bộ môn Sinh học nói chung và chương trình bồi dưỡng học sinh giỏi nói riêng.Bên cạnh đó thì yêu cầu giải bài tập trong đề thi học sinh giỏi các cấp lại rất cao,đặc biệt là bài tập về các quy luật di truyền của MenĐen.Có thể nói không có đề thi học sinh giỏi nào lại thiếu đi phần kiến thức này

Xuất phát từ thực trạng đó tôi muốn tìm một giải pháp giúp các em học sinh giải bài tập Sinh học,trong đó quan tâm đến việc giúp học sinh nắm vững các kiến thức về các quy luật

di truyền của MenĐen và cách giải các bài tập về phần này.Chính vì vậy tôi mạnh dạn

được trình bày chuyên đề :”Các dạng bài tập cơ bản về các quy luật di truyền của

MenĐen trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học lớp 9”

II.MỤC ĐÍCH CHỌN ĐỀ TÀI:

-Thông qua bài giảng kiến thức cơ bản giúp học sinh hiểu và nắm vững,khắc sâu kiến thức,hiểu được cách giải các dạng bài tập về các quy luật di truyền của MenĐen.Đồng thời qua đó học sinh cũng khắc sâu kiến thức lí thuyết về các quy luật di truyền của

MenĐen.Cách giảng này khác với giảng dạy đại trà trên lớp

-Coi đề tài là một tài liệu để nghiên cứu và tham khảo cho đồng nghiệp và

học sinh.

III.ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU:

III.1.Đối tượng nghiên cứu:

-Xây dựng phương pháp giải bài tập về các quy luật di truyền của MenĐen dựa trên cơ sở lí thuyết của chương I:Các thí nghiệm của MenĐen

-Hướng dẫn học sinh giải được bài tập về các quy luật di truyền của MenĐen,từ đó nângcao khả năng tư duy trừu tượng và phân tích của học sinh

III.2.Khách thể nghiên cứu:

-Học sinh giỏi lớp 9 trường THCS Lập Thạch và học sinh giỏi của các trường THCS trong huyện Lập Thạch về ôn luyện để thi Tỉnh tại trường THCS Lập Thạch

-Giáo viên trực tiếp giảng dạy bộ môn Sinh học lớp 9

IV.NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU:

-Tìm hiểu thực trạng khi giảng dạy học sinh giỏi môn Sinh lớp 9 ở nội dung các quy luật di truyền của MenĐen hiện nay

-Phân tích kiến thức cơ bản là cơ sở cho việc xây dựng các phương pháp giải bài tập vềcác quy luật di truyền của MenĐen

-Xây dựng các dạng bài tập và cách giải bài tập các quy luật di truyền của MenĐen -Kiểm chứng các giải pháp đã đưa ra trong chuyên đề vào thực tiễn giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi

V.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

V.1.Nghiên cứu lí thuyết:

Nghiên cứu những tài liệu liên quan đến đề tài: SGK-SGV Sinh học 9,Cẩm nang ôn

luyện Sinh học,Phương pháp giải bài tập Sinh học

V.2.Điều tra cơ bản:

-Điều tra chất lượng học tập của học sinh:

+Đối tượng điều tra:học sinh lớp 9

+Hình thức kiểm tra:kiểm tra viết:ra bài tập về các quy luật di truyền của MenĐenthông qua bài học,bài kiểm tra 15 phút,lồng vào kiểm tra 1 tiết

-Điều tra tình hình giảng dạy của giáo viên:

+Trao đổi trực tiếp với giáo viên dạy môn Sinh học trong trường và một số đồngnghiệp trường bạn

+Dự một số giờ thao giảng

V.3.Phương pháp thực nghiệm:

-Dạy trong thời gian bồi dưỡng học sinh giỏi

-Lồng ghép dạy trong các tiết học về các thí nghiệm của MenĐen và bài ôn tập

PHẦN II:NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ

I.CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI:

I.1.Cơ sở khoa học:

Cách giải các bài tập về các quy luật di truyền của MenĐencó thể khác nhau về nhiều chi tiết,tùy theo từng bài toán cụ thể nhưng nhìn chung vẫn có những phép giải cơ

bản.Những phép giải này có liên quan đến các phương pháp phân tích di truyền mà

MenĐen đã thực hiện.Phương pháp đó là nguồn gốc cho ông và những người tiếp theo pháthiện ra các quy luật di truyền.Vì vậy bài toán nhận thức về quy luật di truyền khi giải về cơbản là thực hiện phương pháp phân tích di truyền

Các phương pháp phân tích di truyền được đề cập đến bao gồm phương pháp phân tích thế hệ lai và lai phân tích.Về thực chất các bài toán nhận thức và quy luật di truyền được thiết kế dựa vào các phương pháp phân tích di truyền nói trên.Do đó nếu học sinh nắm vững các phương pháp phân tích di truyền thì các em sẽ vận dụng để giải các bài toán nhậnthức một cách thuận lợi.Tuy nhiên việc nhận thức được thực chất và các mối quan hệ giữa các phương pháp không đơn giản với học sinh,do đó người dạy cần chú trọng tới điều này.Phương pháp phân tích các thế hệ lai nhằm xác định các quy luật di truyền chi phối cáctính trạng,vì vậy khi trình bày các quy luật di truyền về một hoặc nhiều tính trạng dứt khoátphải thể hiện phương pháp này,nghĩa là sơ đồ lai được thể hiện từ PF1.Tính chất di truyền của tính trạng do gen trong nhân chi phối hay sự phát hiện ra quy luật di truyền chi phối nó chỉ xác định được khi biết tỉ lệ phân li của nó ở F2

I.2 Cơ sở thực tiễn :

Di truyền học của Menđen là môn khoa học rất quan trọng trong sinh học,cơ sở khoahọc của nó đã làm sáng tỏ nhiều vấn đề cơ bản của các phần sinh học khác Kiến thức ditruyền học của Menđen có phần trừu tượng, khó hiểu cần phải có sự yêu thích, hứng thú,tập trung tư duy cao mới có thể nhận thức và khắc sâu kiến thức

Lượng kiến thức bài tập của phần này tương đối nhiều với các dạng cơ bản chi phối vàlàm nền tảng cho các quy luật di truyền khác,thế nhưng thời lượng tiết luyện tập trong phânphối chương trình lại quá ít,chỉ có 1 tiết (Luyện tập chương I).Thời gian giảng dạy chính khóa trên lớp là 2 tiết/tuần,thời gian bồi dưỡng đội tuyển ít vì các em còn phải học thêm nhiều môn khác nữa.Chính vì thế lượng thời gian để học sinh dành cho học đội tuyển không nhiều.Bên cạnh đó khả năng nhận thức của học sinh đội tuyển với chương Các thí nghiệm của MenĐen chưa thực sự đầy đủ và đồng đều,các em thường gặp phải những sai sót rất đáng tiếc khi giải bài tập phần này.Từ thực trạng trên,tôi thấy nguyên nhân chủ yếu

là do học sinh nắm chưa vững nội dung kiến thức đồng thời trong quá trình dạy học do yêucầu của bài học nên giáo viên cũng không có đủ thời gian để hướng dẫn học sinh cách giải

bài tập được thành thạo.Vì vậy muốn làm tốt các bài tập về các quy luật di truyền của MenĐen thì học sinh cần phải được trang bị đầy đủ kiến thức cơ bản và nâng cao về phần này.

II NỘI DUNG ĐỀ TÀI:

1 LÝ THUYẾT

Trước hết HS cần phải hiểu được một số khái niệm cơ bản:

-Tính trạng: là những đặc điểm về hình thái màu sắc sinh lý của sinh vật( ví dụ tóc

xoăn, da đen, mắt nâu…)

-Cặp tính trạng tương phản: là hai trạng thái đối lập nhau của cùng một loại tính

trạng( tóc xoăn và tóc thẳng; cao và thấp…)

-Nhân tố di truyền (gen): là nhân tố qui định tính trạng của sinh vật( ví dụ gen A qui

định thân cao; gen a qui định thân thấp)

-Tính trạng trội: là tính trạng được biểu hiện ngay ở đời F1 (P thuần chủng tương

phản) Tính trạng lặn là tính trạng đến F2 mới được biểu hiện(ví dụ: P hoa đỏ x Hoa trắng,được F1 toàn hoa đỏ  Hoa đỏ là tính trạng trội Cho F1 tự thụ phấn ở F2 có cả hoa đỏ

và hoa trắng  Hoa trắng là tính trạng lặn)

-Thể đồng hợp(hay thuần chủng): là cơ thể chứa KG mà mỗi cặp gen gồm hai gen

tương ứng giống nhau(ví dụ AA, aa, BB, bb,AabbDD )

Thể dị hợp là cơ thể chứa KG mà ít nhất có 1 cặp gen gồm hai gen tương ứng khác

nhau(ví dụ Aa, Bb,aaBBDd )

-Giống thuần chủng:là giống có đặc tính di truyền đồng nhất ổn định qua các thế hệ -Trội hoàn toàn với trội không hoàn toàn: Cách nhận biết.

+Trội hoàn toàn là hiện tượng gen trội át hoàn toàn gen lặn cùng cặp gen với nó dẫn đến thể dị hợp biểu hiện kiểu hình trội(VD:A-hoa đỏ.a-hoa trắng.KG Aa:hoa đỏ)

+ Trường hợp trội không hoàn toàn là hiện tượng gen trội át không hoàn toàn gen lặn cùng cặp gen với nó dẫn đến thể dị hợp biểu hiện kiểu hình trung gian giữa tính trội và tínhlặn(VD như trên nhưng KG Aa cho kiểu hình hoa hồng)

*Trong trường hợp trội hoàn toàn kiểu hình của cơ thể mang tính trạng trội sẽ có thể có

2 KG khác nhau là AA(đồng hợp) hoặc Aa(dị hợp) Như vậy nếu gặp bài toán dạng cho một cơ thể mang tính trạng trội đem lai với cơ thể mang tính trạng lặn mà không nói gì về tính thuần chủng thì ta phải xét cả 2 trường hợp nêu trên

*Trong trường hợp trội hoàn toàn, nếu kết quả của một phép lai nào đó cho là đồng

nhất về kiểu hình thì sẽ có thể xảy ra các trường hợp sau đây:

+Đồng nhất về KH trội:(AA x AA; AA x Aa; AA xaa)

+Đồng nhất về KH lặn:(aa x aa)

- Cách xác định một tính trạng nào đó là trội hay lặn:

+Đối với Thực vật thì có 2 cách là: Cho cá thể đó tự thụ phấn hoặc cho 2 cá thể có cùng 1 kiểu hình đem giao phấn với nhau Nếu thấy ở đời con ngoài kiểu hình giống bố mẹban đầu còn xuất hiện thêm kiểu hình mới khác bố mẹ, thì kiểu hình mới xuất hiện phải là tính trạng lặn(ví dụ P: Cao x Cao, mà ở F1 thu được có cả cao và thấp thì thấp là tính trạng lặn) hoặc dùng dấu hiệu F1 tự thụ phấn ở F2 tỉ lệ KH chiếm 3/4 là tính trạng trội; chiếm 1/4

là tính trạng lặn

+Đối với Động vật cho 2 cá thể có cùng KH giao phối với nhau và cũng tương tự như trên

-Lai phân tích:Là phép lai giữa 1 cơ thể mang tính trạng trội cần xác định kiểu gen với

cơ thể mang tính trạng lặn

Nếu kết quả phép lai đồng tính thì cơ thể trội đem lai có KG đồng hợp

Nếu kết quả phép lai phân tính thì cơ thể trội đem lai có KG dị hợp

VD:A-hoa đỏ

a-hoa trắng

.P1:AA(Hoa đỏ) x aa(hoa trắng) P2:Aa(Hoa đỏ) x aa(Hoa trắng)

G: A a G: 1/2A,1/2a a

FB: Aa(10%hoa đỏ) FB: 1/2Aa:1/2aa(1Hoa đỏ:1 Hoa trắng)

-Các quy luật di truyền của MenĐen:

+Quy luật đồng tính:P thuần chủng tương phản về 1 cặp tính trạng thì F1 đồng tính +Quy luật phân li:trong quá trình phát sinh G mỗi NTDT trong cặp NTDT phân li về 1

G và giữ nguyên bản chất như ở cơ thể P thuần chủng

+Quy luật phân li độc lập:các NTDT phân li độc lập trong quá trình phát sinh G

+Nếu ngay ở F1 đã có sự phân tính về KH thì P không thuần chủng (dị hợp )

+Qui luật phân li của cặp nhân tố di truyền trong quá trình hình thành giao tử và sự tổ hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong thụ tinh để hình thành KG ở đời con

+Phân biệt được tự thụ phấn, giao phấn, tạp giao ở Thực vật

*Cách giải bài tập:

2.1.1.1- Dạng bài toán thuận:

Là bài toán đã cho biết tính trội, tính lặn, kiểu hình của P Từ đó xác định KG và

KH của đời con và lập sơ đồ lai

Có 3 bước giải:

+ Bước 1: Dựa vào đề bài, qui ước gen trội, gen lặn(có thể không có bước này nếu đề bài đã qui ước sẵn)

+Bước 2: Từ KH của P, biện luận xác định KG của P

+Bước 3: Lập sơ đồ lai xác định KG, KH ở đời con

VD1: (Đề thi HSG Tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2008-2009)

Ở đậu Hà Lan,gọi gen A quy định hạt màu vàng trội hoàn toàn so với gen a

quy định hạt xanh.Cho cây đậu Hà lan dị hợp(Aa)tự thụ phấn để được F1.Dùng các cây hạt xanh F1làm bố lai với các cây hạt vàng F1 làm mẹ để được F2.Hãy lập sơ đồ lai và xác định kết quả chung(theo lí thuyết) thu được ở F1 và ở F2 qua các phép lai.Phép lai giữa các cây F1 nói trên có thể gọi là phép lai gì?

Giải:

- Qui ước: (đề bài cho sẵn) A-hạt vàng

a-hạt xanh

- Sơ đồ lai và kết quả ở F1:

P (dị hợp): Aa(hạt vàng) x Aa(hạt vàng)

G : 1A:1a 1A:1a

F1: KG: 1/4AA:2/4Aa:1/4aa

KH: 3/4 hạt vàng:1/4 hạt xanh

-Sơ đồ lai và kết quả ở F2: Cây hạt vàng F1 có 2 KG là AA và Aa

Cây hạt xanh F1 có KG là aa

Cho cây hạt vàng F1 lai với cây hạt xanh F1 sẽ có 2 sơ đồ lai sau:

+SĐL 1: F1 : 1/4 AA(hạt vàng) x 1/4 aa(hạt xanh)

G : 1/4A 1/4a

F2 : 1/16Aa(hạt vàng)

+SĐL 2: F1 :2/4Aa(hạt vàng) x 1/4aa(hạt xanh)

G :1/4A:1/4a 1/4a

F2 :1/16Aa(hạt vàng):1/16aa(hạt xanh)

*Kết quả chung F2: KG:2/16Aa:11/16aa

KH:2 hạt vàng:1 hạt xanh

-Phép lai giữa các cây F1 nói trên có thể gọi là phép lai phân tích

VD 2: Ở một loài đậu có hai kiểu hình là hoa đỏ và hoa trắng Tính trạng này được qui định bởi 1 cặp gen alen trên NST thường Khi lai hai cây đậu hoa đỏ với

nhau, F 1 toàn hoa đỏ Cho F 1 tạp giao thì F 2 như thế nào về KG và KH ? ( Biết hoa đỏ trội so với hoa trắng )

+ Kiểu gen tương ứng của KH hoa đỏ là AA hoặc Aa

+ KG tương ứng của P, F1 , F 2 có thể có hai khả năng

1 2

1 2

AA : 162 Aa : 161 aa

Tổng cộng : - Tỉ lệ KG: AA Aa aa

16

1 : 16

6 : 16

9

- Tỉ lệ KH: 15 đỏ : 1 trắng

Hoặc hướng dẫn HS giải bằng cách ngắn gọn sau:

- Tỷ lệ mỗi loại giao tử ở F1 là: A = 12 A + 41 A = 43 A; a = 14 a

6 : 16

9

- Tỉ lệ KH: 15 đỏ : 1 trắng

VD3: (Đề thi HSG Tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2010-2011)

Ở đậu Hà Lan, alen A quy định hạt vàng ,alen a quy định hạt xanh Cho cây mọc từ hạt vàng thuần chủng thụ phấn với cây mọc từ hạt xanh.Xác định tỉ lệ hạt trên các cây F1 và F2?Biết ở đậu Hà Lan tự thụ phấn nghiêm ngặt.

-Cho cây F2 tự thụ phấn:

F2 : 1 1/4AA(Hạt vàng) x 1/4AA(Hạt vàng)1/4AA

2 2/4Aa(Hạt vàng) x 2/4Aa(Hạt vàng)1/8AA:2/8Aa:1/8Aa

3 1/4aa(Hạt xanh) x 1/4aa(Hạt xanh) 1/4aa

Hạt F3: 3/8AA:2/8Aa:3/8aa(5/8 Hạt vàng:3/8Hạt xanh)

2.1.1.2 - Dạng bài toán nghịch:

Là dạng bài toán dựa vào kết quả ở đời con để xác định KG và KH của bố mẹ và lập sơ đồ lai.

a.Trường hợp 1: Đề bài cho biết đầy đủ kết quả về tỉ lệ phân li KH ở đời con lai.

*Phương pháp giải:

+Bước 1:Rút gọn tỉ lệ KH ở con lai.Dựa trên tỉ lệ đó để suy ra KG của P

+Bước 2: Quy ước gen.Lập sơ đồ lai

Lưu ý: Nêu đề bài chưa cho biết tính trội,tính lặn thì có thể dựa vào tỉ lệ rút gọn ở con lai

trong bước 1 để xác định và quy ước gen

VD1 P: Cho ngô hạt đỏ x với đậu hạt đỏ ở F 1 thu được 706 hạt đỏ:225 hạt trắng.Hãy biện luận và lập sơ đồ lai cho phép lai trên?

VD2:(Đề thi HSG Tỉnh Vĩnh Phúc năm học 2005-2006)

Ở đậu Hà Lan,tính trạng hạt vàng là trội hoàn toàn so với tính trạng hạt

xanh.Khi cho cây hạt vàng lai với cây hạt xanh được F1 phân li theo tỉ lệ 1 cây hạt vàng:1 cây hạt xanh.Sau đó cho các cây F1 tạp giao với nhau thì kết quả về kiểu gen,kiểu hình ở F2 sẽ như thế nào?Biết rằng gen quy định tính trạng nằm trên NST thường.

Giải:

-Quy ước gen: A-Hạt vàng

a-Hạt xanh

-F1 phân li theo tỉ lệ 1 cây hạt vàng:1 cây hạt xanh là kết quả của phép lai phân tích.Suy

ra cây hạt vàng đem lai có kiểu gen dị hợp Aa