Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập phần các quy luật di truyền sinh học 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT HOÀNG LỆ KHA – HÀ TRUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP PHẦN CÁC QUY LUẬT DI TRUYỀN SINH HỌC 12 Người thực hiện: Lương Thị Vân Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Sinh học THANH HỐ NĂM 2021 MỤC LỤC Mục 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4 3.1 3.2 Nội dung Mở đầu Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm Cơ sở lí luận đề tài Thực trạng vấn dề nghiên cứu Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Phương pháp xây dựng công thức giải nhanh số dạng tập quy luật di truyền Bài tập minh họa Kết việc ứng dụng đề tài Kết luận, kiến nghị Kết luận Kiến nghị Tài liệu tham khảo Danh mục sáng kiến kinh nghiệm xếp loại Trang 1 1 2 2 2 11 20 21 21 21 Phương pháp giải nhanh số dạng tập phần quy luật di truyền sinh học 12 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài: Nâng cao kết dạy học không mục tiêu, mong muốn giáo viên, học sinh mà yêu cầu toàn xã hội đặt cho ngành giáo dục Hằng năm, sau kì thi trung học phổ thơng quốc gia, thi học sinh giỏi nhà giáo, đơn vị giáo dục lại rút cho mình, đơn vị học để kết năm sau cao năm trước Là thành viên hội đồng giáo dục trường trung học phổ thơng Hồng Lệ Kha tơi có băn khoăn, trăn trở nhà trường tin tưởng giao nhiệm vụ giảng dạy lớp ban khoa học tự nhiên chịu trách nhiệm đội tuyển học sinh giỏi khối 12 nhà trường Làm để em đạt kết cao kì thi trung học phổ thơng quốc gia thi học sinh giỏi tỉnh, năm tới đề thi học sinh giỏi tỉnh theo hình thức trắc nghiệm đồng tâm với thi trung học phổ thơng quốc gia Để em chinh phục điểm – 10 kiến thức phải nắm vấn đề tất yếu, em cần phải có kĩ tư duy, phương pháp giải nhanh dạng tập dạng tập phần quy luật di truyền, phần có số lượng câu hỏi nhiều đề thi trung học phổ thông quốc gia câu hỏi mức độ vận dụng cao chủ yếu phần Từ băn khoăn trên, q trình giảng dạy tơi tìm tịi tài liệu, tham khảo đề thi, xây dựng số phương pháp giải nhanh tập phần quy luật di truyền nên mạnh dạn chia sẻ với thầy cô đồng nghiệp đề tài: “Phương pháp giải nhanh số dạng tập phần quy luật di truyền sinh học 12” 1.2 Mục đích nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu nhằm: - Giúp em học sinh giải nhanh tập phần quy luật di truyền mức vận dụng cao, để em chinh phục điểm – 10 kì thi trung học phổ thông quốc gia đạt kết cao kì thi học sinh giỏi - Chia sẻ để bạn đồng nghiệp tham khảo làm tài liệu trình giảng dạy 1.3 Đối tượng nghiên cứu: - Đề tài tập trung nghiên cứu số vấn đề sau: + Xác định tỉ lệ kiểu gen có k alen trội đời sau trường hợp gen phân li độc lập + Xác định số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp k cặp gen phép lai thể dị hợp n cặp gen nằm nhóm liên kết, hốn vị gen xảy tất điểm NST + Xác định tỉ lệ kiểu hình có k tính trạng trội đời sau trường hợp gen phân li độc lập + Xác định nhanh kiểu gen bố mẹ trường hợp có hốn vị gen + Xác định nhanh tần số hoán vị gen - Thực đối tượng học sinh lớp 12A1 1.4 Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu qua tài liệu - Nghiên cứu qua tiết thực nghiệm lớp - Nghiên cứu qua việc chia nhóm so sánh - Nghiên cứu hiệu phương pháp thông qua kiểm tra đánh giá NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận đề tài: Để xây dụng đề tài tơi dựa sở lí thuyết là: - Nội dung quy luật phân li độc lập: Các cặp nhân tố di truyền quy định tính trạng khác phân li độc lập trình hình thành giao tử (SGK Sinh học 12) - Quy luật liên kết gen: Mỗi NST gồm phân tử ADN, gen chiếm vị trí xác định phân tử ADN (locut) Do vậy, gen NST thường di truyền Các gen thường xuyên di truyền gọi liên kết với Nhóm gen NST di truyền gọi nhóm gen liên kết Số lượng nhóm gen liên kết lồi thường số lượng NST NST đơn bội (SGK sinh học 12) - Quy luật hoán vị gen: Trong q trình giảm phân có tiếp hợp trao đổi chéo cromatit khác nguồn cặp NST tương đồng vào kì đầu giảm phân I, dẫn đến hoán vị gen làm xuất tổ hợp gen Tần số hốn vị gen tính tỉ lệ phần trăm số cá thể có tái tổ hợp gen Tần số hoán vị gen dao động từ - 50% 2.2 Thực trạng vấn đề nghiên cứu: Trước tiếp cận phương pháp giải nhanh, cho em làm khảo sát với cấu trúc đề thi trung học phổ thông quốc gia bộ, kết thu sau Điểm – 3,5 3,75 - 5,25 – 7,75 - 10 Số lượng 18 19 Tỉ lệ 15,9% 40,9% 43,2% 0% Đa số em làm câu hỏi tập mức độ nhận biết số câu mức độ thông hiểu, câu hỏi vận dụng vận dụng cao em không làm được, số em có định hướng giải phương pháp tính chậm, chưa kết hết làm Trước thực trạng em cần có phương pháp giải nhanh tập mức độ vận dụng vận dụng cao 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề: 2.3.1: Phương pháp xây dựng công thức giải nhanh số dạng tập quy luật di truyền Dạng 1: Xác định tỉ lệ kiểu gen có k alen trội đời sau trường hợp gen phân li độc lập: Đối với em có định hướng giải viết tồn kiểu gen mang k alen trội, xác định tỉ lệ loại cộng tỉ lệ lại với em dễ viết thiếu trường hợp, việc viết tính tỉ lệ tất trường hợp nhiều thời gian, cần thiếu kiểu gen sai kết Để tìm tỉ lệ kiểu gen đời nhanh chóng xác ta làm sau: * Trường hợp 1: Nếu bên bố, mẹ dị hợp tất cặp gen Ví dụ 1: Tiến hành phép lai sau P: AaBbDd x AaBbDd Tỉ lệ kiểu gen có alen trội đời A 1/12 B 1/32 C 5/16 D 10/64 Hướng dẫn: + Số cách chọn alen trội alen kiểu gen là: C6 = 20 + Số tổ hợp gen đời là: 23x23 = 43 =64 + Tỉ lệ kiểu gen có alen trội đời là: 20/64 = 5/16 → Đáp án C Ví dụ 2: Tiến hành phép lai sau: P: AaBbDdEe x AaBbDdEe Tỉ lệ kiểu gen có alen lặn đời A 1/64 B/ 5/128 C 5/16 D 7/32 Hướng dẫn: + Số cách chọn alen lặn tổng số alen kiểu gen là: C8 = 56 + Số tổ hợp gen đời là: 24x24 = 44 = 256 + Tỉ lệ kiểu gen có alen lặn đời là: 56/256 = 7/32 → Đáp án D Như bố mẹ có kiểu gen giống dị hợp n cặp gen, k phân li độc lập tỉ lệ kiểu gen có k alen trội (lặn) đời là: C2 n / 4n * Trường hợp 2: Nếu bên bố, mẹ có kiểu gen khác Nếu phép lai mà tổng số cặp gen dị hợp bố mẹ n, đời k −m loại cá thể có k alen trội chiếm tỉ lệ Cn /2n (Trong m số cặp gen đồng hợp trội bố mẹ) Ví dụ 1: Tiến hành phép lai sau P: AaBbdd x AabbDd Tỉ lệ kiểu gen có alen trội đời A 1/4 B 1/16 C 5/16 D 10/32 Hướng dẫn: + Áp dụng công thức với k = 3, m = 0, n = + Tỉ lệ kiểu gen có alen trội đời là: C3-04/24 = 4/16 = 1/4 → Đáp án A Ví dụ 2: Tiến hành phép lai sau P: AaBbDD x AabbDD Tỉ lệ kiểu gen mang alen trội đời A ¼ B 1/8 C 3/16 D 3/8 Hướng dẫn: + Áp dụng công thức với k = 5, m = 2, n = 5−2 + Tỉ lệ kiểu gen có alen trội đời là: C3 /23 = 1/8 → Đáp án B Dạng 2: Xác định số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp k cặp gen phép lai thể dị hợp n cặp gen nằm nhóm liên kết, hốn vị gen xảy tất điểm NST ABDefg ABDefg x Giả sử kiểu gen P abdEFG abdEFG - Số kiểu gen đồng hợp: + Vì có hốn vị gen tất điểm NST nên với n cặp gen dị hợp tạo 2n loại giao tử + P có 2n loại giao tử nên đời có 2n kiểu gen đồng hợp - Số loại kiểu gen dị hợp k cặp gen + Số cách chọn k cặp gen dị hợp số n cặp là: Ckn + Trong số k cặp gen dị hợp, có số loại kiểu gen là: k-1 (Do gen nằm NST nên cặp gen dị hợp có hốn đổi vị trí, ta giữ nguyên vị trí cặp đầu tiên) + Trong số (n-k) cặp gen đồng hợp có số kiểu gen là: n-k (Do cặp gen đồng hợp có kiểu gen, đồng hợp trội đồng hợp lặn) k k → Số loại kiểu gen dị hợp k cặp gen Cn x 2k-1 x 2n-k = Cn x 2n-1 Ví dụ 1: Tiến hành phép lai P: ABDEF ABDEF x , thu F1 Biết khơng xảy abdef abdef đột biến, hốn vị gen xảy tất điểm NST Số kiểu gen đồng hợp F1 A B 10 C 32 D 16 Hướng dẫn: Số cặp gen dị hợp P là: Áp dụng công thức ta có số kiểu gen đồng hợp F1 25=32 → Đáp án C Ví dụ 2: Tiến hành phép lai P: ABDEF ABDEF x , thu F1 Biết không xảy abdef abdef đột biến, hoán vị gen xảy tất điểm NST Số kiểu gen dị hợp cặp gen F1 A B 160 C 16 D Hướng dẫn: Số cặp gen dị hợp P là: Áp dụng công thức Ckn x 2n-1 với k = ta có số kiểu gen dị hợp cặp gen là: C53 x 25-1 = 160 → Đáp án B Dạng 3: Xác định tỉ lệ kiểu hình có k tính trạng trội đời sau trường hợp gen phân li độc lập * Trường hợp 1: Bố mẹ dị hợp tất cặp gen Ví dụ 1: Cho biết gen quy định tính trạng trội hồn tồn Tiến hành phép lai P: AaBbDdEe x AaBbDdEe Tỉ lệ cá thể mang tính trạng trội đời A 27/128 B 9/27 C 27/32 D 9/256 Hướng dẫn: - Ta xét trường hợp đời mang tính trạng trội A-B-ddee: Tỉ lệ kiểu hình A-B-ddee đời là: ¾ x 3/4 x 1/4 x 1/4 = (3/4)2x(1/4)2 = 9/256 - Số cách chọn tính trạng trội tính trạng là: C24= - Tỉ lệ kiểu hình mang tính trạng trội là: 9/256 x = 27/128 → Đáp án A Ví dụ 2: Cho biết gen quy định tính trạng trội hồn tồn Tiến hành phép lai P: AaBbDdEe x AaBbDdEe Tỉ lệ cá thể mang tính trạng trội đời A 27/128 B 3/64 C 27/64 D 15/128 Hướng dẫn: - Ta xét trường hợp đời mang tính trạng trội A-B-D-ee: Tỉ lệ kiểu hình A-B-D-ee đời là: ¾ x 3/4 x 3/4 x 1/4 = (3/4)3 x(1/4)1 = 27/256 - Số cách chọn tính trạng trội tính trạng là: C34= - Tỉ lệ kiểu hình mang tính trạng trội là: 27/256 x = 27/64 → Đáp án C Như bố mẹ có kiểu gen giống dị hợp n cặp gen, phân li độc lập tỉ lệ kiểu hình có k tính trạng trội đời là: Cnk x (3/4)kx (1/4)n-k/ 4n * Trường hợp 2: Nếu bên bố, mẹ có kiểu gen khác Ví dụ 1: Cho biết gen quy định tính trạng trội hồn tồn Xét phép lai P: AaBBDd x AaBbdd Ở đời con, loại kiểu hình có tính trạng trội chiếm tỉ lệ A 1/16 B ¼ C 3/8 D 15/64 Hướng dẫn: - Kiểu hình mang tính trạng trội kí hiệu A-B-D- = (A-)(B-)(D-) - Xét riêng phân li kiểu hình cặp tính trạng: + Aa x Aa tạo đời có tỉ lệ kiểu hình 3A- : 1aa → A- = ¾ + BB x Bb tạo đời có tỉ lệ kiểu hình 100% B- → B- = + Dd x dd tạo đời có tỉ lệ kiểu hình 1D- : 1dd → D- = ½ → Tỉ lệ kiểu hình có tớnh trng tri (A-B-D-) = ắ x x ẵ = 3/8 → Đáp án C Ví dụ 2: Cho biết gen quy định tính trạng trội hoàn toàn Xét phép lai P: AaBbddEe x AabbDdEE Ở đời loại kiểu hình có tính trạng trội tính trạng lặn chiếm tỉ lệ A 3/4 B 3/16 C 7/64 D 7/16 Hướng dẫn: - Xét riêng phân li kiểu hình cặp tính trạng: + Aa x Aa tạo đời có tỉ lệ kiểu hình 3/4A-:1/4aa + Bb x bb tạo đời có tỉ lệ kiểu hình 1/2 B- : 1/2bb + dd x Dd tạo đời có tỉ lệ kiểu hình 1/2D- : 1/2dd + Ee x EE tạo đời có tỉ lệ kiểu hình 100% E- Loại kiểu hình có tính trạng trội tính trạng lặn gồm: A-B-D-ee + A-BddE- + A-bbD-E- + aaB-D-E- Tỉ lệ kiểu hình có tính trạng tri v tớnh trng ln l: ắ x ẵ x ẵ x + ắ x ẵ x ẵ x + ắ x ẵ x ẵ x + ẳ x ẵ x ẵ x = + 3/16 + 3/16 + 1/16 = 7/16 → Đáp án D Như gen phân li độc lập đời tỉ lệ loại kiểu hình tích tỉ lệ tính trạng có kiểu hình Dạng 4: Xác định nhanh kiểu gen bố mẹ trường hợp có hốn vị gen Để xác định nhanh kiểu gen P trường hợp có hốn vị gen ta dựa vào dấu hiệu sau: - Khi lai thể dị hợp cặp gen, gen quy định tính trạng, F1 thu kiểu hình, phân li theo tỉ lệ khác : : : chứng tỏ cặp gen quy định cặp tính trạng liên kết khơng hồn tồn + Nếu tỉ lệ nhóm kiểu hình lặn lớn 6,25% ( >1/16 ) kiểu gen thể dị hợp tử đem lai dị hợp tử (Do giao tử liên kết → Kiểu gen P ab >1/16 → ab > 1/4 = 0,25 → ab ab AB ) ab + Nếu tỉ lệ nhóm kiểu hình lặn nhỏ 6,25% ( 50% → Kiểu gen thân cao, hoa đỏ đem lai dị hợp tử đồng AB → Đáp án D ab Ví dụ 4: Ở lồi thực vật, gen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với gen a quy định thân thấp, gen B quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với gen b quy định hoa trắng Lai thân cao, hoa đỏ với thân thấp, hoa trắng thu F1 phân li theo tỉ lệ: 37,5% thân cao, hoa trắng : 37,5% thân thấp, hoa đỏ : 12,5% thân cao, hoa đỏ : 12,5% thân thấp, hoa trắng Cho biết khơng có đột biến xảy Kiểu gen thân cao, hoa đỏ đem lai A AaBb B AaBB C Ab aB D AB ab Hướng dẫn: + Đây phép lai phân tích, Fa thu kiểu hình phân li theo tỉ lệ 37,5 : 37,5 : 12,5 : 12,5 ≠ : : : → cặp tính trạng di truyền theo quy luật liên kết khơng hồn tồn + Tần số nhóm kiểu hình giống bố, mẹ 12,5% + 12,5% = 25% < 50% → Kiểu gen thân cao, hoa đỏ đem lai dị hợp tử đối Ab → Đáp án C aB Dạng 5: Xác định nhanh tần số hoán vị gen * Trường hợp 1: Xác định nhanh tần số hoán vị gen biết số lượng tế bào tham gia giảm phân Khi đề cho biết có nhóm gồm a tế bào tham gia giảm phân tạo giao tử, có b (b