Xác định nhanh số loại kiểu gen trong các bài tập đột biến đa bội

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓATRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 3 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÁC ĐỊNH NHANH SỐ LOẠI KIỂU GEN TRONG CÁC BÀI TẬP ĐỘT BIẾN ĐA BỘI Họ và tên tác giả : Lê Thị Giang Chứ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 3

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

XÁC ĐỊNH NHANH SỐ LOẠI KIỂU GEN

TRONG CÁC BÀI TẬP ĐỘT BIẾN ĐA BỘI

Họ và tên tác giả : Lê Thị Giang

Chức vụ : Giáo

viên

SKKN thuộc môn : Sinh học

THANH HOÁ NĂM 2020

MỤC LỤC

Trang

1 Mở đầu………

1.1 Lí do chọn đề tài 2

1.2 Mục đích nghiên cứu 2

1.3 Đối tượng nghiên cứu……… 3

1.4 Phương pháp nghiên cứu……… 3

2 Nội dung……… 4

2.1 Cơ sở lý luận……… ……… 4

2.2 Thực trạng của vấn đề……… 4

2.3 Giải quyết vấn đề……… 4

2.4 Phương pháp áp dụng……….…… 7

2.5 Bài tập vận dụng 8

2.5 Kết quả……… ……… 15

2.5.1 Những kết quả đã đạt được 15

2.5.2 Kết quả cụ thể 15

2.5.3 Những thiếu sót hạn chế 15

2.5.4 Bài học kinh nghiệm……….…… 16

3 Kết luận, kiến nghị……… 17

Tài liệu tham khảo……… 18

Danh mục đề tại sáng kiến kinh nghiệm được xếp loại……… 19

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lí do chọn đề tài:

- Từ vị trí của bộ môn sinh học trong cấp học THPT hiện nay:

Môn sinh học cũng như nhiều môn học khác được xem là môn khoa học

cơ bản, học sinh học càng cần phát triển năng lực tư duy, tính chủ động, độc lập,

sáng tạo của học sinh để tìm hiểu và lĩnh hội các tri thức khoa học Trong khuôn

khổ nhà trường phổ thông, các bài tập sinh học thường là những vấn đề không quá

phức tạp, có thể giải được bằng những suy luận lôgic, bằng tính toán hoặc thực

nghiệm dựa trên cơ sở những quy luật sinh học, phương pháp nghiên cứu sinh học

đã quy định trong chương trình học; bài tập sinh học là một khâu quan trọng trong

quá trình dạy và học sinh học

Việc giải bài tập sinh học giúp củng cố, đào sâu, mở rộng những kiến thức

cơ bản của bài giảng, xây dựng, củng cố kỹ năng, kỹ xảo vận dụng lí thuyết vào

thực tiễn, là biện pháp quý báu để phát triển năng lực tư duy của học sinh, có tác

dụng sâu sắc về mặt giáo dục tư tưởng Vì thế trong giải bài tập sinh học việc tìm ra

phương án tối ưu nhất để giải nhanh, chính xác, đúng bản chất sinh học là điều vô

cùng quan trọng

- Đặc trưng của môn sinh học lớp 12 THPT:

Phần di truyền học nói chung, phần cơ chế di truyền và biến dị nói riêng có

rất nhiều bài tập vận dụng, nhưng phần lớn thời gian dành cho việc nghiên cứu lí

thuyết, còn thời gian để hướng dẫn và chữa bài tập rất hạn chế “1 tiết bài tập/học

kì” [1] Đa số học sinh thường chỉ biết làm những bài tập đơn giản thay vào công

thức có sẵn, viết sơ đồ lai và xác định kết quả phép lai Nhưng để tính nhanh thì

học sinh chưa có phương pháp giải

Từ đó đòi hỏi người giáo viên dạy bộ môn phải không ngừng nâng cao kiến

thức, chuyên môn nghiệp vụ, phải có phương pháp tốt trong ôn tập và kiểm tra

- Từ thực tế của việc học tập bộ môn:

Nhiều học sinh có ý thức học môn sinh học để thi khối B, nhưng phương

pháp còn bị động, đối phó, trông chờ, ỷ lại vào giáo viên

Để giúp học sinh có kỹ năng cơ bản giải các bài tập trong phần đột biến tôi

chọn đề tài: “Xác định nhanh số loại kiểu gen trong các bài tập đột biến đa

bội”

1.2 Mục đích nghiên cứu

+ Giúp học sinh lớp 12 ban cơ bản học tự chọn môn sinh học có thêm được

các kiến thức và kỹ năng cơ bản trong ôn tập phần “biến dị”, giúp các em ôn luyện

lí thuyết, có các phương pháp tối ưu để giải các bài tập phần này

+ Tìm cho mình 1 phương pháp để tạo ra các phương pháp giảng dạy phù

hợp với đối tượng học sinh nơi mình công tác, tạo ra không khí hứng thú và lôi

cuốn nhiều học sinh tham gia giải các bài tập, giúp các em đạt kết quả cao trong các

kỳ thi

+ Được nghe lời nhận xét góp ý từ đồng nghiệp, đồng môn

+ Nâng cao chất lượng học tập bộ môn, góp phần nhỏ bé vào công cuộc

CNH – HĐH đất nước

+ Mong muốn được HĐKH các cấp nhận xét, đánh giá, ghi nhận kết quả nỗ

lực của bản thân giúp cho tôi có nhiều động lực mới hoàn thành tốt nhiệm vụ được

giao

1.3 Đối tượng nghiên cứu.

- Nghiên cứu phương pháp giải bài tập phần đột biến số lượng NST, trong đó một

gen gồm có 2 alen

- Áp dụng cho học sinh lớp cơ bản tự chọn khối Toán – Hóa- Sinh: 12C4, 12C6,

trường THPT Yên Định 3

Tham khảo cho học sinh lớp 12 Ban KHTN

- Đề tài được sử dụng vào việc:

+ Ôn tập chính khóa và ôn thi tốt nghiệp (chỉ là phụ)

+ Ôn thi HSG và CĐ – ĐH (là chính )

2.4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tài liệu về phương pháp giải bài tập đột biến số lượng NST

- Khảo sát thực tế học sinh 12 Trường THPT Yên Định 3

- Thực nghiệm đề tài thông qua hình thức kiểm tra nhanh

2 NỘI DUNG

2.1 Cơ sở lí luận:

2.1.1 Cơ sở của việc dạy - học bộ môn: Theo quan điểm dạy học là học phải

đi đôi với hành, lý thuyết phải gắn liền với thực tiễn, đó là phương châm giảng dạy

ở mọi cấp học nói chung và ở bậc THPT nói riêng Do đó mục đích của quá trình

dạy học không chỉ đơn thuần cung cấp cho học sinh lý thuyết, mà còn phải hướng

dẫn học sinh vận dụng kiến thức vào vấn đề giải bài tập và giải quyết một số vấn đề

thực tế có liên quan, đồng thời phát huy tính chủ động sáng tạo của học sinh

2.1.2 Cơ sở của việc nắm kiến thức - kỹ năng:

+ Về mặt kiến thức: Sau khi học xong, học sinh phải nhớ được, hiểu được các

kiến thức cơ bản trong chương trình sách giáo khoa Đó là nền tảng vững chắc để

phát triển năng lực cho học sinh ở cấp cao hơn

+ Về kỹ năng: Học sinh biết vận dụng kiến thức đã học để trả lời được các câu

hỏi lí thuyết, vận dụng lí thuyết giải được các bài tập Việc bồi dưỡng các kiến thức

kỹ năng phải dựa trên cơ sở năng lực, trí tuệ của học sinh ở các mức độ từ đơn giản

đến phức tạp Như vậy, việc dạy bài mới trên lớp mới chỉ cung cấp kiến thức cho

học sinh Học sinh muốn có kiến thức, kỹ năng phải được thông qua một quá trình

khác: Đó là quá trình ôn tập Trong 6 mức độ của nhận thức, tôi chú ý đến 2 mức

độ là: Mức độ vận dụng và mức độ sáng tạo Mức độ vận dụng là mức độ học sinh

có thể vận dụng các kiến thức cơ bản đã học để giải được các dạng bài tập áp dụng

công thức thay số và tính toán Còn mức độ sáng tạo yêu cầu học sinh phải biết

tổng hợp lại, sắp xếp lại, thiết kế lại những thông tin đã có để đưa về các dạng bài

tập cơ bản hoặc bổ sung thông tin từ các nguồn tài liệu khác để phân thành các

dạng bài tập và nêu các phương pháp giải sao cho phù hợp với các kiến thức đã

học.

2.2 Thực trạng của vấn đề:

Qua thực tế giảng dạy tôi nhận thấy học sinh gặp phải những khó khăn khi

giải bài tập như sau:

Thứ nhất: Chưa có tài liệu đề cập đến dạng bài tập xác định nhanh số kiểu

gen trong các bài tập đột biến đa bội

Thứ hai: Học sinh còn lúng túng chưa biết cách xác định các loại giao tử của

các thể đa bội

Thứ ba: Học sinh mới chỉ dừng lại ở việc lập sơ đồ lai để xác định số kiểu

gen nên mất khá nhiều thời gian, không phù hợp với các bài trắc nghiệm

2.3 Giải quyết vấn đề

Trước hết, tôi hướng dẫn học sinh cách xác định các loại giao tử của các thể

đa bội

Thứ hai, tôi xây dựng công thức tính nhanh số kiểu gen, từ đó có thể tìm sơ

đồ lai phù hợp khi biết số kiểu gen hoặc tìm số kiểu gen ở đời con

Thứ ba, tôi đưa ra các dạng bài tập cụ thể để học sinh vận dụng

Với thời lượng có hạn tôi chỉ nghiên cứu thể tam bội 3n và thể tứ bội 4n

2.3.1 Cách xác định giao tử của các thể đa bội

* Cơ thể tam bội 3n giảm phân bình thường tạo giao tử n và 2n có khả năng thụ

tinh

Phương pháp xác định giao tử:

- Sử dụng sơ đồ hình tam giác

- Cạnh của hình tam giác là giao tử lưỡng bội, đỉnh của tam giác là giao tử

đơn bội cần tìm

Ví dụ: Xác định giao tử của cơ thể tam bội có kiểu gen Aaa, ta sử dụng sơ đồ hình

tam giác như sau:

- Giao tử đơn bội n với tỉ lệ là: 1A, 2a

- Giao tử lưỡng bội 2n với tỉ lệ là: 2Aa, 1aa

* Cơ thể tứ bội 4n giảm phân bình thường tạo giao tử 2n có khả năng thụ tinh

Phương pháp xác định giao tử:

- Sử dụng sơ đồ hình chữ nhật (hoặc hình vuông), các cạnh và 2 đường chéo là giao

tử lưỡng bội cần tìm

Ví dụ: Xác định giao tử của cơ thể có kiểu gen AAaa, ta sử dụng hình chữ nhật sau:

Các loại giao tử với tỉ lệ: 1AA, 4Aa, 1aa

2.3.2 Xây dựng công thức tính nhanh số kiểu gen trong các bài toán đa bội

Bước 1: Lập sơ đồ lai với các kiểu gen tương ứng có thể có

Bước 2: Thống kê các phép lai có cùng số kiểu gen thành 1 nhóm

Bước 3: Tìm điểm giống nhau của các phép lai trong nhóm dựa vào tổng số

alen trội của bố mẹ, tổng số loại giao tử của bố và mẹ, tương quan giữa số kiểu gen

với tổng số loại giao tử trong mỗi phép lai

Bước 4: Lập công thức tổng quát cho mỗi nhóm

Với các thể tam bội 3n xét 1 gen có 2 alen A và a gồm 10 phép lai được

thống kê theo bảng sau:

Bảng 1: Thống kê phép lai giữa các thể tam bội

Kiểu

gen P Sơ đồ lai

Tổng

số

alen

trội

của

P

Số loại giao

tử của ♂ Số loại giaotử của ♀ Tổngsố

loại

giao

tử

của P

Tổng

số

kiểu

gen ở

F1

P đồng

hợp 1.♂AAA× ♀AAA 6A2 ♂aaa × ♀aaa 0 AA, Aaa, a AA, Aaa, a 44 33

a

A

a

A A

a a

3 ♂AAA × ♀aaa 3A AA, A aa, a 4 4

P dị

hợp (1

bên

hoặc

2 bên )

4.♂AAA × ♀AAa 5A AA, A A, AA, Aa, a 6 6

5 ♂Aaa × ♀aaa 1A A, a, Aa, aa aa, a 6 6

6 ♂AAa × ♀aaa 2A A, a, AA, Aa a, aa 6 7

7 ♂AAA × ♀Aaa 4A AA, A A, a, Aa, aa 6 7

8 ♂Aaa × ♀Aaa 2A A, a, Aa, aa A, a, Aa, aa 8 9

9 ♂AAa × ♀AAa 4A A, a, AA, Aa A, a, AA, Aa 8 9

10 ♂AAa × ♀Aaa 3A A, a, AA, Aa A, a, Aa, aa 8 10

Tổng quát:

Bảng 2: Công thức tính số kiểu gen của phép lai các thể tam bội

Công thức Kiểu gen P Tổng số alen trội ở P Số kiểu gen

1 Đồng hợp 6 hoặc 0 (Số loại gt ♂ + số loại gt ♀) - 1

2 Đồng hợp 3 Số loại gt ♂ + số loại gt ♀

3 Dị hợp 1 hoặc 5 Số loại gt ♂ + số loại gt ♀

4 Dị hợp 2 hoặc 4 (Số loại gt ♂ + số loại gt ♀) + 1

5 Dị hợp 3 (Số loại gt ♂ + số loại gt ♀) + 2

* Đối với các thể tứ bội 4n, xét 1 gen có 2 alen gồm 15 phép lai thống kê

theo bảng sau:

Bảng 3: Thống kê phép lai giữa các thể tứ bội

Kiểu gen của P Sối loại giao

tử ♂ Số loại giao tử♀ Tổng sốloại giao

tử của P

Số loại

kiểu gen

ở F1

1.♂AAAA × ♀AAAA AA AA 2 1

2 ♂AAAA × ♀aaaa AA aa 2 1

3 ♂aaaa × ♀aaaa aa aa 2 1

4 ♂AAAA × ♀AAAa AA AA, Aa 3 2

5 ♂AAAa × ♀aaaa AA, Aa aa 3 2

6 ♂AAAA × ♀Aaaa AA Aa, aa 3 2

7 ♂Aaaa × ♀aaaa AA, Aa, aa 3 2

8 ♂AAAA × ♀AAaa AA AA, Aa, aa 4 3

9 ♂AAAa × ♀AAAa AA, Aa AA, Aa 4 3

10 ♂Aaaa × ♀Aaaa Aa, aa Aa, aa 4 3

11 ♂AAaa × ♀aaaa AA, Aa, aa aa 4 3

12 ♂AAAa × ♀Aaaa AA, Aa Aa, aa 4 3

13 ♂AAAa × ♀AAaa AA, Aa AA, Aa, aa 5 4

14 ♂AAaa × ♀Aaaa AA, Aa, aa Aa, aa 5 4

15 ♂AAaa × ♀AAaa AA, Aa, aa AA, Aa, aa 6 5

Tổng quát: Số kiểu gen = (Số loại gt ♂ + số loại gt ♀) – 1

Lưu y: Vì vai trò của đực và cái là ngang nhau nên khi hoán đổi kiểu gen của bố

mẹ kết quả giống nhau

2.4 Phương pháp áp dụng

* Đối với thể tam bội 3n:

Bước 1: Dựa vào kiểu gen và tổng số alen trội của P để xác định công thức

tính số kiểu gen theo bảng 2

Bước 2: Xác định giao tử của P (chỉ xác định các loại giao tử có thể có mà

không cần tính tỉ lệ các loại giao tử)

Bước 3: Tính số kiểu gen tạo ra ở đời con

Ví dụ:

Thực hiện phép lai: P: ♂AAA × ♀Aaa Biết không xảy ra đột biến và thể

tam bội chỉ tạo giao tử n và 2n có khả năng thụ tinh Tìm số loại kiểu gen được tạo

ra ở đời con

Hướng dẫn

Thay vì lập bảng có thể tính nhanh số kiểu gen như sau:

P dị hợp có tổng số 4 alen A

Số kiểu gen được tính theo công thức (4) bảng 2

Sử dụng sơ đồ hình tam giác để xác định giao tử của P:

P: ♂AAA × ♀Aaa

G: A, AA A, a, Aa, aa

F1:

Số kiểu gen = (2 + 4) + 1 = 7 (kiểu gen)

* Đối với thể tứ bội 4n

Bước 1: Xác định giao tử của P

Bước 2: Tính số kiểu gen theo công thức tổng quát ở bảng 3

Số kiểu gen = (Số loại gt ♂ + số loại gt ♀) – 1

Ví dụ:

Thực hiện phép lai các thể tứ bội: ♂AAaa × ♀Aaaa thu được F1 Biết không

xay ra đột biến, các thể tứ bội chỉ tạo giao tử lưỡng bội có khả năng thụ tinh Tìm

số kiểu gen có thể có ở F1

Hướng dẫn

Thay vì lập bảng có thể tính nhanh số kiểu gen như sau:

Sử dụng sơ đồ hình chữ nhật để xác định giao tử của P

P: ♂AAaa × ♀Aaaa

G: AA, Aa, aa Aa, aa

F1:

Số kiểu gen = (Số loại gt ♂ + số loại gt ♀) – 1

= (3 +2) – 1 = 4 (kiểu gen)

2.5 Bài tâp vận dụng

Dạng 1: Tìm kiểu gen tạo ra trong các phép lai

Bài tập 1: Cho biết mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng, gen trội là trội hoàn

toàn; cơ thể tam bội giảm phân sinh ra giao tử lưỡng bội và giao tử đơn bội có khả

năng thụ tinh Tìm số kiểu gen tạo ra trong các phép lai sau:

a P: ♂Aaa × ♀AAa

b P: ♂AAA × ♀AAA

c P: ♂AAA × ♀AAa

Hướng dẫn

Áp dụng cách tính nhanh số kiểu gen như sau:

a Nhận thấy P dị hợp, tổng số alen trội là 3 nên số loại kiểu gen được tính

theo công thức 5 bảng 2

Xác định giao tử của P (sử dụng sơ đồ hình tam giác)

P: ♂Aaa × ♀AAa

G: A, a, Aa, aa A, a, AA, Aa

F1:

Số kiểu gen là: (4 + 4) + 2 = 10 kiểu gen

b P đồng hợp có tổng số 6 alen trội nên số kiểu gen được tính theo công thức 1

bảng 2

P: ♂AAA × ♀AAA

G: A, AA A, AA

F1:

Số kiểu gen ở F1 là: (2 + 2) – 1 = 3 (kiểu gen)

c P dị hợp có tổng số 5 alen trội, suy ra số kiểu gen được tính theo công thức 3

bảng 2

P: ♂AAA × ♀AAa

G: A, AA A, AA, Aa, a

F1:

Số kiểu gen = Số loại gt ♂ + số loại gt ♀ = 2 + 4 = 6 (kiểu gen)

Bài tập 2:

Thực hiện phép lai giữa các thể tam bội sau:

P: ♂Aaabbb x ♀AAABBb

Biết cơ thể tam bội giảm phân sinh ra giao tử lưỡng bội và giao tử đơn bội có

khả năng thụ tinh Theo lí thuyết đời con có bao nhiêu loại kiểu gen, kiểu hình?

Hướng dẫn:

P gồm 2 phép lai: ♂Aaa x ♀ AAA (1) và ♂bbb x ♀BBb (2)

- Xét phép lai (1):

P dị hợp có tổng số 4 alen trội nên số kiểu gen được tính theo công thức 4

bảng 2

P: ♂Aaa x ♀AAA

G: A, a, Aa, aa A, AA

F1:

Số kiểu gen: (4 + 2) + 1 = 7

Số loại kiểu hình là: 1

Xét phép lai (2): ♂ bbb x ♀BBb

P dị hợp, tổng số alen trội là 2 nên số kiểu gen được tính theo công thức 4

bảng 2

P: ♂ bbb x ♀BBb

G: b, bb B, b, BB, Bb

F1:

Số kiểu gen: (2 + 4) + 1 = 7 kiểu gen

Số kiểu hình: 2

- Xét đồng thời phép lai (1) và (2) ta có:

Tổng số kiểu gen là: 7 x 7 = 49

Số kiểu hình: 1 x 2 = 2

Bài tập 3: Cho biết mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng và gen trội là trội hoàn

toàn; cơ thể tứ bội giảm phân chỉ sinh ra giao tử lưỡng bội có khả năng thụ tinh

Tìm số kiểu gen tạo ra trong các phép lai sau:

a P1: ♂Aaaa × ♀AAaa

b P2: ♂AAAa × ♀AAAa

Hướng dẫn

Áp dụng công thức:

Số loại kiểu gen = (Số loại gt ♂ + số loại gt ♀) – 1

a Thể tứ bội giảm phân chỉ tạo giao tử lưỡng bội có khả năng thụ tinh nên:

P1: ♂Aaaa × ♀AAaa

G: Aa, aa AA, Aa, aa

Suy ra số loại kiểu gen ở F1 là:

(2 + 3) – 1 = 4 (kiểu gen)

b P2: ♂AAAa × ♀AAAa

Các loại gt ♂ : có 2 loại AA, Aa

Các loại gt ♀: có 2 loại AA, Aa

Vậy số kiểu gen ở F1 là:

(2 + 2) – 1 = 3 (kiểu gen)

Bài tập 4: Cho biết mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng và gen trội là trội hoàn

toàn; cơ thể tứ bội giảm phân chỉ sinh ra giao tử lưỡng bội có khả năng thụ tinh

Tìm số kiểu gen tạo ra trong phép lai sau:

P: ♂AAaaBbbb × ♀AaaaBbbb

Hướng dẫn:

Tách riêng từng phép lai độc lập tương ứng với từng cặp gen:

P: ♂Aaaa × ♀AAaa (1)

G: Aa, aa AA, Aa, aa

F1:

Số kiểu gen = (Số loại gt ♂ + số loại gt ♀) – 1

= (2 + 3) – 1 = 4 (kiểu gen)

P: ♂Bbbb × ♀Bbbb (2)

G: Bb, bb Bb, bb

F1:

Số kiểu gen = (Số loại gt ♂ + số loại gt ♀) – 1

= (2 + 2) – 1 = 3 (kiểu gen)

Từ (1) và (2) ta có:

Số kiểu gen ở F1 là: 4 × 3 = 12 (kiểu gen)

Dạng 2 : Xác định sơ đồ lai phù hợp

Bài tập 5: Cho biết mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng và gen trội là trội hoàn

toàn; cơ thể tam bội giảm phân sinh ra giao tử lưỡng bội và giao tử đơn bội có khả

năng thụ tinh Xét các phép lai sau:

(1) AAa × aaa (2) AAa × Aaa

(3) Aaa × Aaa (4) AAA × Aaa

Theo lí thuyết, trong 4 phép lai nói trên có bao nhiêu phép lai nào mà đời con có

7 kiểu gen?

A (1), (2) B (2), (3)

C (1), (4) D (1), (3)

Hướng dẫn

Xác định nhanh sơ đồ lai phù hợp như sau

Phép lai (1): P: AAa × aaa

P dị hợp, số alen trội là 2 nên số kiểu gen tính theo công thức 4 bảng 2

Các loại giao tử của P

P: AAa × aaa

G: A, a, AA, Aa a, aa

F1:

Số kiểu gen là: (4 + 2) + 1 = 7 kiểu gen

Phép lai (2): AAa × Aaa

P dị hợp, có tổng số 3 alen trội A nên số kiểu gen được tính theo công thức 5

bảng 2

P: AAa × Aaa