-Học sinh sau khi đã tiếp cận với dạng bài tập và phương pháp giải mỗi dạng bài tập thì sẽ tự tin và lập luận chặt chẽ , nhờ đó hiệu quả bài giải cao hơn.[r]
(1)Họ tên: Nguyễn Gia Thạch Tổ chuyên môn : Hoá -Sinh Chức vụ: Giáo viên-NTCM
Đơn vị công tác: Trờng THPT Thạch Thành 3
đề tài : Một số kinh nghiệm việc hệ thống hoá toán hoán vị gen
Phần I Đặt vấn đề I LÍ DO CHỌN Đề tài
Thực tế giảng dạy môn sinh học trờng THPT thân nhận thấy phần kiến thức hoán vị gen nội dung hay nhng khó, học sinh chí số đồng nghiệp lúng túng việc tiếp cận nhận dạng, phân loại giải toán hoán vị gen, dạng tập hoán vị gen thờng xuyên có đề thi đại học, đề thi học sinh giỏi Việc phân loại , giải nhanh tốn hốn vị gen có ý nghĩa việc nâng cao thành tích học tập phát triển t cho học sinh
Thời gian gần số đồng nghiệp, nghiên cứu vấn đề này, chia sẻ kinh nghiệm diễn đàn chun mơn nh đồng chí Nhung ( THPT Nh Thanh), đ/c Hải( THPT Hàm Rồng) …Các SKKN đồng chí có nét độc đáo cách tiếp cận toán hốn vị gen, thân tơi đọc đề tài học hỏi đợc nhiều điều Tuy nhiên theo tơi SKKN đề xuất cách tiếp cận số khía cạnh, cha có tính tổng quát Đề tài hoán vị gen vấn đề khó nhiên phạm vi chơng trình THPT khơng phải vấn đề q rộng Theo tơi cần xây dựng xây dựng cách tiếp cận, giải toán hoán vị gen có hệ thống để thuận tiện cho việc ôn luyện cho học sinh chia sẻ với đồng nghiệp Vì tơi mạnh dạn giới thiêu đề tài “ Một số kinh nghiệm việc hệ thống hoá toán hoán vị gen”
II CƠ Sở KHOA HọC
-Trong trình giảm ph©n tạo giao tử kỳ trước giảm ph©n I cã tượng tiếp hợp hai NST kÐp cặp tương đồng, cã thể xảy tượng trao i on tng ng gia hai crômatít khác ngun gây nên hin tng hoán v gen
-Tn số hoán v gen (f) th hin lc liên kt gia gen NST
- Các gen NST có xu hớng kt vi la chu yếu Nên tần số hoán vị không vợt 50% ( f 50% )
-Tần số ho¸n vị gen thể khong cách tng i gia gen NST: gen nằm c ng xa th× tà ần số ho¸n vị gen c ng ớn v ngà ược li gen nm gn tn s hoán vị gen c ng nhà ỏ
Phần II GiảI quyt
A.Tổng quát dạng hoán vị gen chơng trình sinh học phổ thông
* DạngI:
Hai cặp gen cặp NST
(2)+ Bài toán liên quan đến phép tạp giao (F2)
- Hoán vị hai bên, kiểu gen giống nhau( Cùng dị hợp đều, dị hợp chéo
- Hoán vị bên( Bên liên kết hoàn toàn phải dị hợp đều)
- Hoán vị hai bên kiểu gen khác nhau( Một bên dị hợp bên dị hợp chéo)
- Hốn vị gen đồng thời trội khơng hon ton
- Hoán vị gen NST giới tính ( gen lặn NST X)
- Trng hợp đặc biệt: hoán vị bên, hai bên dị hợp chéo f=40% cho tỉ lệ kiểu hình 1:2:1 tơng tự liên kết gen hoàn toàn
- Trờng hợp cho tỉ lệ thể mang tính trội, tính lặn *Dạng II:
Ba cặp gen hai cặp NSTquy định cặp tính trạng + Bài tốn liên quan đến phép lai phân tích(Fa) + Bài tốn liên quan đến phép tạp giao (F2)
*D¹ng III:
Ba cặp gen hai cặp NST quy định tính trạng ( tính trạng thứ di truyền theo quy luật tơng tác gen, tính trạng cịn lại tính trạng đơn gen , cặp NST quy định tính trạng liên kết với hai cặp kiểu tơng tác tính trạng thứ nhất.
*D¹ng IV.
Trờng hợp có nhiều ba cặp gen có hai cặp gen nằm cặp nhiễm sắc thể liên kết khơng hồn ton.
* Dạng V : Ba cặp gen mét cỈp NST
+ Trao đổi chéo đơn (Tại hai chỗ không lúc)
+ Trao đổi chéo kép (Tại hai chỗ lúc v khụng cựng lỳc)
B cách nhận dạng, tính tần số hoán vị gen, tỉ lệ kiểu hình
I DạngI:Hai cặp gen cặp NST
1 Tính tần số hoán vị gen thông qua lai phân tích
* Nhận dạng: Đời xuất loại kiểu hình chia thành nhóm: loại kiểu hình có tỉ lệ lớn nhau, hai loại kiểu hình có tỉ lệ nhỏ
+Tần số hoán vị= tổng số( tổng tỉ lệ ) kiểu hình có tỉ lệ nhá
Tổng số đời lai phân tích +kiểu hình bố mẹ (P):
- Nếu nhóm có tỉ lệ kiểu hình nhỏ khác P thể dị hợp P dị hợp đều( ABab )
- NÕu nhãm cã tØ lÖ kiểu hình nhỏ giống P thể dị hợp P dị hợp chéo ( AdaD ) Tính tần số hoán vị qua phép tạp giao (F2)
(3)loại kiểu hình với tỉ lệ khác 9:3:3:1( Nếu tách xét riêng tính trạng tỉ lệ phân li 3:1) Ngoài đề cho thêm kiện:
- Mäi diƠn biÕn NST cđa tÕ bµo sinh tinh vµ tÕ bào trứng nh giảm phân -Mọi diễn biÕn NST cđa tÕ bµo sinh no·n vµ tÕ bµo sinh hạt phấn nh giảm phân
-Mọi diễn biến NST tế bào sinh giao tử đực tế bào sinhgiao tử nh giảm phân
- Hoán vị gen ( trao đổi chéo) xảy hai bên bố mẹ * Cách tính tần số hốn vị gen:
- Cả bố mẹ sinh giao tử ab với tỉ lệ (m%) -Dựa vào tỉ lệ thể mang hai tính trạng lặn (k%) có kiếu gen ab
ab cã tØ lÖ b»ng m ab x
m ab
- Ta cã m= bậc hai k
* Nu m>25% kiểu gen bố mẹ dị hợp tần số hoán vị gen f = 100%- 2m
* Nếu m<25% kiểu gen bố mẹ dị hợp chéo tần số hoán vị gen f = 2m * Tỉ lệ loại kiểu hình đời con.( Tơi thống với cách tiếp cận, khai thác đề tài trớc đặc biệt đề tài đ/c Nhung (thpt Nh Thanh)
- Tỉ lệ thể mang tính trạng tréi: 50% + k - TØ lƯ c¬ thĨ mang tÝnh tr¹ng tréi: 25% - k - Tỉ lệ thể mang tính trạng lặn : k * Bài tập áp dụng
- Cho hai giông lúa chủng thân cao hạt dài thân thấp hạt tròn lai với F1 thu đợc đồng loạt thân cao hạt tròn Tiếp tục cho F1 lai với thu đợc F2 phân li theo t l:
54% cao hạt tròn 21% cao hạt dài 21% thấp hạt tròn 4% thấp hạt dài
Biết gen quy đinh tính trạng diƠn biÕn NST ë tÕ bµo sinh no·n vµ sinh hạt phấn nh giảm phân
a.bin luận viết sơ đồ lai từ P->F2
b.Nếu tỉ lệ thấp hạt dài thu đợc 1% Xác định tần số hoán vị gen tỉ l cỏc kiu hỡnh cũn li
Tóm tắt cách giải
a - Đây dạng hoán vị gen bªn, kiĨu gen gièng - m = 20% < 25% ->F1 dị hợp chéo
- F= 40%
- Sơ đồ lai viết dựa vào kiểu gen F1, P tần số hoán vị f b thân thấp hạt dài tính trạng lặn tỉ lệ 1%
- k= 1% = m ab x m ab
- m= 10% < 25% -> F1 dị hợp chéo - f= 20%
- Thân cao hạt tròn = 50% +1% =51% Thân cao hạt dài = 25%-1%= 24% Thân thấp hạt tròn = 25%-1%= 24%
Bài toán 2 Cho nhng cõy đậu F1 có kiểu gen với kiểu hình hoa tím, hạt phấn dài tự
thụ phấn F2 thu tỉ lệ phân tính kiểu hình:
(4)Biện luận và viết sơ đồ lai từ F1 đến F2 ( cho biết mỗi gen quy định một tinh trng ) Tóm tắt cách giải
* Nhận d¹ng: Tỉ lệ phân tính kiểu hình F2: 50,16% : 28,84% : 28,84% : 0,16% : 3:
3:1 Đây là kết tượng di truyn hoỏn v gen
* Cách tính tần số ho¸n vi gen : F2 hoa đỏ, hạt phấn tròn ( abab ) = 0,16% = 4% ab x 4%
ab -> Hoán vị gen xảy hai bên bố mẹ F1 đem lai
AB = ab = 4% 25% -> F1 dị hợp chéo AbaB và tần số HVG( f) = x 4% = 8%
* Lập sơ đồ lai : dựa vào kiểu gen P, F1, tần số hoán vị gen thu đợc kết phù hợp với tỉ lệ đề
F2 50,16% hoa tím, hạt phṍn dài ; 24,84% hoa tím, hạt phṍn tròn 24,84% hoa đỏ, hạt phṍn dài ; 0,16% hoa đỏ, hạt phṍn tròn bHốn vị bên( bên liên kết hồn toàn phải dị hợp đều)
* Nhận dạng: Bài tốn cho lai có kiểu hình trội với đời thu đợc loại kiểu hình với tỉ lệ khác 9:3:3:1( Nếu tách xét riêng tính trạng tỉ lệ phân li 3:1) Ngồi đề cho thêm kiện:
- Cấu trúc NST tế bào sinh tinh tế bào trứng không thay đổi giảm phân - Cấu trúc NST tế bào sinh noãn tế bào sinh hạt phấn không thay đổi giảm phân
- Cấu trúc NST tế bào sinh giao tử đực tế bào sinhgiao tử không thay đổi giảm phân
- Hoán vị gen ( trao đổi chéo) xảy bên bố mẹ
- Trờng hợp đề không cho kiện nhng số loài qua nghiên cứu xác định đợc hoán vị gen xảy giới, ví dụ ruồi giấm xảy hoán vị giới cáI, tằm dâu xảy hốn vị giới đực… đề cho loài phảI khai thác theo hớng hoán vị gen bên cho kết ỳng
* Cách tính tần số hoán vị gen:
- Cả hai bên sinh giao tử ab, bên liên kết hoàn toàn cho giao tử ab với tỉ lệ 50%, bên hoán vị cho giao tử ab với tỉ lệ m%
-Dùa vµo tØ lƯ thể mang hai tính trạng lặn (k%) có kiếu gen ab
ab cã tØ lÖ b»ng m ab x
50%
- Ta cã m= 2k
* Nếu m>25% kiểu gen thể có hốn vị dị hợp tần số hoán vị gen f = 100%- 2m
* Nếu m<25% kiểu gen thể có hoán vị dị hợp chéo tần số hoán vị gen f = 2m
* Tỉ lệ loại kiểu hình đời
- TØ lƯ thể mang tính trạng trội: 50% + k - Tỉ lệ thể mang tính trạng tréi: 25% - k - TØ lƯ c¬ thĨ mang tính trạng lặn : k * Bài tËp ¸p dơng
Khi cho giao phối hai nòi ruồi giấm chủng : Thân xám cánh dài với thân đen cánh ngắn, F1 thu toàn thân xám cánh dài , cho F1 tạp giao thu F2 có tỉ lệ phân
li sau:
(5)20% Đen, ngắn 5% Xám, ngắn 5% Đen, dài
Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 ( hoán vị xảy rui cỏi ) Tóm tắt cách giải
*Nhận dạng: Đây dạng hoán vị gen xảy bên( ruồi cái) * Cách tính tần số hoán vị gen
F1 en, Ngn ( abab ) = 20% = 40% ab x 50% ab
Giao tử AB = ab = 40% >25% -> ruồi F1 dị hợp ( ABab ) xảy hoỏn vị gen với tần số f = 20%
* Sơ đồ lai tơng ứng với dạng hoán vị bên với tần số 20% cho kết phù hợp với tỉ lệ đề bài:
F2 70% Xám, dài = 50% +20% =50% +k
20% Đen, ngắn = 20% = k 5% Xám, ngắn = 25% -20% = 25% -k 5% Đen, dài = 25% -20% = 25% -k
c.Hoán vị hai bên kiểu gen khác nhau( Một bên dị hợp bên dị hợp chéo).
Nhận dạng: Nếu lai kiểu hình trội với đời thu đợc loại kiểu hình với tỉ lệ khác 9:3:3:1( Nếu tách xét riêng tính trạng tỉ lệ phân li 3:1) Ngoài đề cũn cho thờm cỏc d kin:
- Các thể đem lai có kiểu hình trội hai cặp tính trạng đem lai nhng có kiểu gen khác
- Mäi diƠn biÕn NST cđa tÕ bµo sinh tinh tế bào trứng nh giảm phân -Mọi diễn biến NST tế bào sinh noÃn tế bào sinh hạt phấn nh giảm phân
-Mi din bin NST ca t bo sinh giao tử đực tế bào sinhgiao tử nh giảm phân
- Hoán vị gen ( trao đổi chéo) xảy hai bên bố mẹ * Cách tính tần số hốn vị gen:
- Cả bố mẹ sinh giao tử ab với tỉ lệ khác (m%) - Một bên cho tỉ lệ giao tử ab m%
- Bên lại cho tỉ lệ giao tư ab lµ n% (n% = 50%-m%)
-Dùa vµo tỉ lệ thể mang hai tính trạng lặn (k%) cã kiÕu gen ab
ab cã tØ lÖ b»ng m ab x n
ab
- Ta cã m x n =k m + n =50%
- Vai trò m, n nh nhau, dựa vào phơng trình xác định đợc f=2n (hoặc f=2m) - Tỉ lệ thể mang tính trạng trội: 50% + k
- TØ lƯ c¬ thĨ mang tÝnh tr¹ng tréi: 25% - k - Tỉ lệ thể mang tính trạng lặn : k
Bài tập áp dụng
- Cho lúa thân cao hạt trịn có kiểu gen khác lai với thu đợc đời gồm 1500 có 60 thân thp ht di
Biết gen quy đinh tính trạng diễn biến NST tế bào sinh noÃn sinh hạt phấn nh giảm phân
(6)* Nhận dạng Đây dạng hoán vị gen bên, kiểu gen kh¸c - m +n =50%
- m xn =4%
- Giải hệ phơng trình đợc nghiệm m=40%, n=10%( m= 10%, n =40%)
- f= 20%
- Thân cao hạt tròn = 50% + 4% =54% Thân cao hạt dài = 25%- 4%= 21% Thân thấp hạt trịn = 25%-4%= 21% d Hốn vị gen đồng thời trội khơng hồn tồn
* NhËn dạng: Tách xét cặp tính trạng rút quy luật di truyền * Cách tính tần số hoán vị tơng tự với trờng hợp trội hoàn toàn * Bài tËp ¸p dơng
Khi lai hai thứ chủng hạt trơn, hoa trắng hạt nhăn hoa đỏ thu đợc F1 toàn hạt trơn hoa màu hồng ( Tính trạng hoa đỏ trội so với tính trạng hoa trắng) Cho F1 giao phấn với thu đợc F2 có kiểu hình phân li nh sau:
- 840 Cây hạt trơn, hoa màu hồng - 480 Cây hạt trơn, hoa màu trắng - 320 Cây hạt nhăn, hoa màu đỏ - 180 Cây hạt trơn, hoa màu đỏ - 160 Cây hạt nhăn, hoa màu hồng - 20 Cây hạt nhăn, hoa màu trắng
a Biện luận viết sơ đồ lai từ P-> F2
b Cho F1 lai phân tích, kết thu đợc phép lai nh Biết khơng có đột biến xảy
Tóm tắt cách giải
- Xột tỉ lệ : hạt trơn : hạt nhăn =1500 : 500 =3:1 Đây tỉ lệ quy luật phân li Quy ớc A quy định hạt trơn, a quy định hạt nhăn
- Xét tỉ lệ :Hoa đỏ: hoa hồng :hoa trắng= 1:2:1 Đây quy luật trội khơng hồn tồn Quy ớc: BB hoa đỏ, Bb hoa hồng, bb hoa trắng
- TØ lệ chung cho hai tình trạng 42%:24% : 16% : 9% : 8% : 1%
tØ lÖ khác tỉ lệ là: (1:2:1)(3:1)= 3:6:3:1:2:1
Kết luận: có hoán vị gen trình hình thành giao tử - Cây hạt nhăn hoa tr¾ng cã kiĨu gen: ab
ab chiÕm tØ lƯ1%= 10%ab x 10% ab
- ab = 10% <25% -> dị hợp chéo tần số hoán vị gen f = 20% - Sơ đồ lai
P: Hạt trơn, hoa trắng x Hạt nhăn hoa đỏ Ab
Ab aB aB
F1 : Ab
aB (100% hạt trơn màu hồng)
F1x F1:
Ab
aB X Ab aB
F2 : - 42% C©y hạt trơn, hoa màu hồng
(7)-Tỉ lệ phù hợp với tỉ lệ đề b Phép lai phân tích có kết quả: - 40% hạt trơn hoa trắng - 40% hạt trơn hoa hồng - 10% hạt trơn hoa hồng - 40% hạt nhăn hoa trắng
e.Hoán vị gen NST giới tính ( gen lặn NST X)
*Nhn dng: tỏch xột tng tính trạng, tính trạng phân bố khơng hai giới, lai thuận nghịch cho kết khác
* Cách tính tần số hốn vị gen vào tốn cụ thể, ngun tắc tơng tự NST thờng nhng thờng dựa vào tỉ lệ thể đực mang hai tính trạng lặn
* Bài tập áp dụng
Bi toỏn1. ruồi giấm alen lặn a quy định mắt có màu hạt lựu, liên kết với gen b quy định cánh xẻ Các tính trạng tơng phản mắt đỏ cánh bình thờng Kết phép lai P cho số liệu nh sau:
* Ruồi đực F1
- 7,5% mắt đỏ cánh bình thờng - 7,5% mắt hạt lựu cánh xẻ
- 42,5% mắt đỏ cánh xẻ - 42,5% mắt hạt lựu cánh bình thờng * Ruồi F1
- 50%mắt đỏ cánh bình thờng - 50% mắt đỏ cánh xẻ Biện luận lập sơ đồ lai nói
Tóm tắt cách giải
-Mt lu ch có ruồi đực chứng tỏ gen a nằm NST giới tính X Gen a liên kết với gen b chứng tỏ hai gen liên kết với NST X
+ Ruồi đực F1 có tỉ lệ
- 7,5% mắt đỏ cánh bình thờng - 7,5% mắt hạt lựu cánh xẻ
- 42,5% mắt đỏ cánh xẻ - 42,5% mắt hạt lựu cánh bình thờng Đây tỉ lệ quy luật hoán vị gen f= 7,5% +7,5% = 15%
- Ruồi đực F1 có 7,5% mắt đỏ cánh bình thờng kiểu gen phải XAB Y, nhận XAB từ ruồi
cái P, nhận Y từ ruồi đực P
- Ruồi đực F1 có 7,5% mắt hạt lựu cánh xẻ kiểu gen phải Xab Y, nhận Xab từ ruồi P,
nhận Y từ ruồi đực P
- Hai giao tử XAB Xab có tỉ lệ nhỏ chứng tỏ đợc tạo từ hoán vị gen Nên ruồi P
ph¶i cã kiĨu gen XAbXaB .
- Ruồi F1 có kiểu hình mắt đỏ cánh bình thờng phải có kiểu gen: Xab XaB, Ruồi F1
cịn có kiểu hình mắt đỏ cánh xẻ phải có kiểu gen XAb X-b -> XAb Xab
- Đực P phải có kiểu gen XabY.
Sơ đồ lai
XAbXaB x XabY ( TÇn sè hoán vị f= 15%).
( Kt qu thu đợc phù hợp với tỉ lệ đề bài)
Bài toán 2: ruồi giấm gen A quy định cánh bình thờng, gen a quy định cánh xẻ Gen B quy định mắt, đỏ gen b quy định mắt trắng liên kết với NST giới tính X
Lai ruồi giấm dị hợp gen với ruồi giấm đực có kiểu hình cánh xẻ mắt trắng Trình bày phơng pháp xác định tần số hoán vị gen
Lai ruồi dị hợp cặp gen với ruồi đực có kiểu hình cánh bình thờng mắt đỏ Trình bày phơng pháp xác định tần số hốn vị gen So với trờng hợp phơng pháp khác điểm nào? có sai khác đó?
Tóm tắt cách giải:
Phộp lai ruồi giấm dị hợp gen với ruồi giấm đực có kiểu hình cánh xẻ mắt trắng
(8)Đực
Cái Xab Y
XAB XABXab
Mắt đỏ, cánh bình thờng X
ABY
Mắt đỏ, cánh bình thờng Xab XabXab
Mắt trắng, cánh xẻ X
abY
Mắt trắng, cánh xẻ XAb XAbXab
Mắt trắng, cánh bình thờng X
AbY
Mắt trắng, cánh bình thêng XaB XaBXab
Mắt đỏ, cánh xẻ X
aBY
Mắt đỏ, cánh xẻ * Phơng pháp xác định tần số hoán vị gen:
-Tần số hoán vị gen tổng tỉ lệ phần trăm ruồi đực có kiểu hình khác P + Cách 1: Dựa vào ruồi F1
f = % Mắt trắng, cánh bình thờng + % Mắt đỏ cánh xẻ.( So với tất cái)
+ Cách 2: Dựa vào ruồi đực F1
f = % Mắt trắng, cánh bình thờng + % Mắt đỏ cánh xẻ.( So với tất đực)
1.Phép lai ruồi giấm dị hợp gen với ruồi giấm đực có kiểu hình cánh bình th -ờng mắt đỏ
P : XAB Xab x XAB Y
§ùc
C¸i XAB Y
XAB XABXAB
Mắt đỏ, cánh bình thờng X
ABY
Mắt đỏ, cánh bình thờng Xab XABXab
Mắt đỏ, cánh bình thờng X
abY
Mắt trắng, cánh xẻ XAb XABXAb
Mắt đỏ, cánh bình thờng X
AbY
Mắt trắng, cánh bình thờng XaB XABXaB
Mt , cánh bình thờng X
aBY
Mắt đỏ, cánh xẻ
* Phơng pháp xác định tần số hốn vị gen: Tất ruồi có cánh bình thờng mắt đỏ khơng thể vào kiểu hình để tính tần số hoán vị
+Dựa vào ruồi đực F1:- f = % đực cánh bình thờng mắt trắng+ % cánh xẻ, mắt đỏ ( Nếu tính riêng ruồi đực)
f = 2(% đực cánh bình thờng mắt trắng+ % cánh xẻ, mắt đỏ) ( Nếu tính chung ruồi đực cái)
Sù kh¸c nhau:
Phép lai đực có kiểu hình giốmg bố mẹ khác bố mẹ vào đực để tính tần số hoán vị gen
- Phép lai có ruồi đực có kiểu hình giốmg bố mẹ khác bố mẹ vào ruồi đực để tính tần số hốn v gen
f.Trờng hợp cho tỉ lệ thể mang tính trội, tính lặn.(A-,bb hoc aa,B-)
Cách1 từ tỉ lệ thể mang tính trạng trội, tính trạng lặn xác định tỉ lệ thể mang tính trạng lặn( k= 25%- tỉ lệ 1tính trội, tính lặn)
C¸ch
(9)AB = ab = x Ab = aB = y
Ta có y2 + 2xy = tØ lƯ Tréi-LỈn
x + y = 12 (2) Giải tìm đợc x,y -f = 2x( x<25%)
thường mang một tính trạng trội và một tính trạng lặn -Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2
Gọi tỉ lệ giao tử F1
AB = ab = x Ab = aB = y x + y = 0,5(1)
+ Dựa vào tỉ lệ KH mang tính trạng trội, tính trạng lặn (A-bb; aaB-) = m % để lập phương trình y2 + 2xy = m % (2) giải hệ phương trình(1) & (2) chọn ẩn phù hợp từ
đó suy tần số HVG và kiểu gen P và F1 Bài tập áp dụng
Bài tập 1 Khi lai thứ ngô chủng thân cao, hạt trắng với thứ ngô thân thấp, hạt vàng F1 thu toàn thân cao, hạt vàng Cho F1 tự thụ phấn với F2
thu 18400 bao gồm kiểu hình, có 4416 thân cao, hạt trắng ( Biết mỗi tính trạng một gen qui định)
Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 Tãm t¾t cách giải
* Nhận dạng P thun chng hai cặp tính trạng đem lai F1 đồng tính trạng thân cao, hạt
vàng ( phù hợp ĐL đồng tính Men del ) tính trạng thân cao(A ) là trội hoàn toàn so với thân thấp(a); hạt vàng (B ) là trội hoàn toàn so với hạt trắng (b) và kiểu gen F1(Aa, Bb)
-Tỉ lệ cao, hạt trong(A-bb) F2 = 4416
18600x 100% = 24%(0,24) 18,75%(
3
16 )
25%( 14 ) qui luật di truyền chi phối hai cặp tính trạng là qui luật di truyền hoán vị gen KG(p) AbAb x aBaB KG(F1) AbaB
* Cách giải Gi t l giao tử F1
AB = ab = x Ab = aB = y
Ta có y2 + 2xy = 0,24 (1)
x + y = 12 (2)
Giải hệ phương trình (1) & (2) ta có x= 0,1 ; y = 0,4 tần số HVG ( f ) = 0,2 => Giao tử liên kết = 80%
(10)F2 51% cao, vàng; 24% cao, trắng;
24% thấp, vàng; 1% thấp, trắng Bµi tËp 2:
Đem giao phấn bố mẹ chủng khác hai cặp gen tương phản thu F1 đồng loạt cao, chín sớm F2 có kiểu hình kiểu hình cao, chín
muộn chiếm 12,75%
Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2
( cho biết mỗi gen quy định một tính trạng )
Bài giải:
*NhËn d¹ng : P chủng hai cặp tính trạng tương phản đem lai F1 đồng tính trạng
cao, chín sớm( phù hợp định luật đồng tính Melđen ) cao, chín sớm trội so với thấp, chín muộn
+qui ước A: cao a: thấp
B: chín sớm b: chín ṃn +F1 có kiểu gen dị hợp hai cặp gen (Aa,Bb)
-Tỉ lệ phân tính kiểu hình F2
cây cao, chín muộn ( A-;bb) = 12,75% 163 14 qui luật di truyền chi phối di truyền hai cặp tính trạng là qui luật di truyền hoán vị gen
* cách tính tần số hoán vị -Gi t l giao tử F1
AB = ab = x Ab = aB = y Ta có
y2 + 2xy = 0,1275(1)
x + y = 12 (2)
giải hệ phương trình (1) & (2) ta có +x = 0,35 0,25 ( giao tử liên kết) ; +y = 0,15 0,25 (giao tử hoán vị gen)
+Suy kiểu gen F1 là ABab và tần số HVG (f) = 0,15 x = 0,3 => Giao tử liên kết =
70%
+Kiểu gen P ABAB x abab
*Viết sơ đồ lai theo dựa vào kiểu gen P, F1 tần số hốn vị thu đợc tỉ lệ kiểu hình F2 phù hợp với số liệu đề
F2 62.25% cao, chín sớm; 12.75% cao, chín muộn; 12.75% thấp, chín sớm; 12.25% thấp, chín muộn
II Dạng : Ba cặp gen hai cặp nhiễm sắc thể quy định cặp tính trạng 1 Bài tốn với phép lai phân tích
(11)thành nhóm, nhóm gồm loại kiểu hình có tỉ lệ lớn nhau, nhóm khác gồm loại kiểu hình có tỉ lệ nhỏ hơn, F1(P) chứa cặp gen dị hợp giảm phân cho loại giao tử chia thành nhóm , nhóm gồm loại có tỉ lệ (số lợng) lín , nhãm gåm lo¹i cã tØ lƯ (sè lợng ) nhỏ Đây trờng hợp Ba cặp gen hai cặp nhiễm sắc thể * cách tính tần số hoán vị gen:
+Tần số hoán vị= tổng số( tổng tỉ lệ ) kiểu hình cã tØ lÖ nhá
Tổng số đời lai phõn tớch
Bài tập áp dụng
F1 chứa cặp gen dị hợp, giảm phân thấy xt hiƯn lo¹i giao tư víi sè liƯu sau ®©y
ABD = 10 ABd = 10 AbD = 190 Abd = 190 aBD = 190 aBd = 190 abD = 10 abd = 10 Xác định tần số hoán vị gen ca F1?
Tóm tắt cách giải.
* Nhận dạng: F1(P) chứa cặp gen dị hợp giảm phân cho loại giao tử chia thành nhãm , mét nhãm gåm lo¹i cã tØ lƯ (số lợng) lớn , nhóm gồm loại có tỉ lệ (số lợng ) nhỏ Đây trờng hợp Ba cặp gen hai cặp nhiễm sắc thể
* tần số hoán vị gen= 10 x
4(10+190) 2 Bài toán với phép tạp giao.
* Nhận dạng: Mỗi cặp tính trạng tách xét phân li với tỉ lệ định, xét chung tỉ lệ khác với tỉ lệ nhóm nhóm hai tính trạng nhận thấy hai cặp gen liên kết khơng hồn tồn với nhau, đồng thời phân li độc lập với cặp lại
* Cách giải : Đối với hai cặp gen liên kết khơng hồn tồn cách làm giới thiệu mục I, tiến hành xét chung với cặp tính trạng cịn lai theo quy tắc nhân
VÝ dơ F1 cã kiĨu genAa Bd
bD Ta có tỉ lệ kiểu hình:
(50%+k: 25%- k: 25%-k: k)x( 3A- :1aa)
Tính tần số hoán vị gen thông qua tỉ lệ thể mang tính trạng lặn
III Dng III: Ba cp gen hai cặp NST quy định tính trạng ( tính trạng thứ nhất di truyền theo quy luật tơng tác gen, tính trạng cịn lại tính trạng đơn gen , cặp NST quy định tính trạng liên kết với hai cặp kiểu tơng tác ở tính trạng thứ nhất.
* NhËn d¹ng: t¸ch xÐt rót quy lt di trun chi phèi tính trạng, tỉ lệ chung khác tỉ lệ bản(tích tỉ lệ thành phần)
* Cỏch tớnh tần số hoán vị: tuỳ trờng hợp nhng nguyên tắc chung dựa vào số kiểu hình thu đợc để biện luận xác định nhóm liên kết( cặp gen quy định tính trạng đơn gen liên kết với cặp kiểu tơng tác), xác định kiểu liên kết ( thể dị hợp dị hợp hay dị hợp chéo) cuối xác đinh tần số hốn vị gen
* Bµi tËp ¸p dơng
Bài tốn1: Cho F1 lai phân tích đợc hệ lai gồm
- 21 trịn hoa tím 129 dài hoa tím - 54 trịn hoa trắng 96 dài hoa trắng Cho biết hoa tím trội so với hoa trắng Biện luận v vit s lai
Tóm tắt cách giải.
-Xét tỉ lệ hinh dạng : tròn : dài= 1:3 Fa cho tổ hợp gen F1 phải dị hợp cặp gen( Tơng tác bổ sung át chế) quy ớc AaBb
- Xét tính trạng màu hoa : Tím : trắng= 1:1-> F1 dị hợp cạp gen quy ớc Dd
F1 dị hợp cặp gen chi phèi tÝnh tr¹ng TØ lƯ phÐp lai khác tỉ lệ -> cặp gen Dd phảI liên kết với cặp gen kiểu tơng tác AaBb
(12)*Tng tác bổ sung : kiểu tơng tác vai trị gen nh cặp Dd liên kết với cặp kiểu tơng tác cho kết Tần số hoán vị gen f=28%
Trờng hợp : Dd liên kết với Aa( F1 dị hợp chéo AB D sinh hoán vị) ( Sơ đồ lai cho kết đúng)
Trờng hợp : Dd liên kết với Bb( F1 dị hợp chéo ABD sinh hoán vị) ( Sơ đồ lai cho kết đúng)
*Tơng tác át chế : Vai trị gen khơng giống nên thờng trờng hợp cho kết
Bài toán 2: Cho chuột chủng lông trắng ngắn với chuột chủng lông trắng dài Thu đợc F1 đồng loạt chuột lông trắng dài Cho chuột F1 giao phối với chuột có kiểu gen cha biết đợc F2 nh sau:
- 62,5% chuột lông trắng dài - 18,75% chuột lông trắng ngắn - 12,5% chuột lông nâu dài - 2,5% chuột lông nâu ngắn Giải thích kết lập sơ đồ lai từ P->F2
Nếu F1 lai phân tích thu đợc tỉ lệ kiểu hình là: - 47,5% chuột lông trắng dài
- 27,5% chuột lông trắng ngắn - 2,5% chuột lông nâu dài - 22,5% chuột lơng nâu ngắn Giải thích kết lập sơ đồ lai phân tích
Biết gen quy định tính trạng nằm tren NST thờng kích thớc lơng cặp gen quy nh
Tóm tắt cách giải
- Xét tính trạng màu sắc lông: trắng : nâu = 13 : Đây tỉ lệ phù hợp với quy luật tơng tác gen, kiểu át chế, bên dị hợp cặp gen AaBb
Sơ đồ lai:
AaBb x AaBb -> F2 thu đợc A-B- Lông trắng A-bb Lông trắng aaB- Lông nâu aabb Lông trắng Quy ớc A át chế,quy định màu lông trắng
a không át chế, không quy định màu B quy định màu nâu
b quy định màu trắng
- Xét tính trạng kích thớc lơng dài : ngắn = 3:1 Vì cặp gen quy định nên tỉ lệ phù hợp với quy luật phân li
Quy ớc: D quy định lông dài d quy định lông ngắn Sơ đồ lai : Dd x Dd
F2 3D- : 1dd ( dài : 1ngắn)
-Xét tính trạng F1 dị hợp cặp gen, F2 cho tỉ lệ 10:3:2: 1=16 tổ hợp gen(Nh có tợng cặp gen quy định chiều dài lơng liên kết hồn tồn với cặp gen kiểu t-ơng tác AaBb – xét tt-ơng tự mục 8)
F1 dị hợp cặp gen Aa Bd
bD Lai ph©n tÝch cho tØ lƯ: 47,5%: 27,5%: 22,5%: 2,5%
đây tỉ lệ tợng hoán vị gen
-Xột kiu hỡnh lông nâu ngắn F2 đợc tổ hợp từ (aaB-dd) nên có kiểu gen aa Bd
bd
(13)Nªn kiĨu gen aa Bd
bd đợc tổ hợp từ 100% a bd 22,5% a Bd
Tần số hoán vị f=10%( Sơ đồ lai phù hợp với đề bài)
IV Dạng IV Trờng hợp có nhiều ba cặp gen có hai cặp gen nằm trên cặp nhiễm sắc thể liên kết khơng hồn tồn.
* Nhận dạng: Bài tốn cho kiểu gen P, kiểu hình P, Từ số liệu kiểu hình, phân tích cho thấy có nhiều ba cặp gen có hai cặp gen nằm cặp nhiễm sắc thể liên kết khơng hồn tồn
* Cách giải : Xác địnhkiểu gen P Xác định số loại giao tử cặp NST
VÝ dơ: CỈp NST thø nhÊt chứa cặp gen Bb cho loại giao tử CỈp NST thø hai chøa cỈp gen Aa Dd
-Liên kết không hoàn toàn( hoán vị gen) cho loại giao tử
- Số loại giao tử xét hai cặp NST tích số loại giao tử cặp, cụ thể trờng hợp xét cặp NST
CỈp NST thø ba chøa cỈp gen Mm
+ Sè giao tư 2x4x2 = 16 ( viết tơng tự nhân đa thøc)
( B , b)( AD, Ad, aD, ad) ( M, m) = B ADM, B Ad m… *Tần số hoán vị sơ đồ lai viết tơng tự cách làm mục III
* Bài tập áp dụng: ( Trích dẫn từ đề thi học sinh giỏi lớp 12 năm 2011)
Ở tằm dâu, tính trạng kén trắng là trội lặn so với tính trạng kén vàng và chịu kiểm soát ba cặp gen Aa, Ii và Cc nhiễm sắc thể số 2, và 12 tương ứng Mỗi gen trội A C quy định kén trắng, tổ hợp AC cho kén vàng Gen trội I ức chế hoàn toàn biểu màu vàng kén Gen trội B quy định tằm da khoang, alen b cho tằm da trơn Khoảng cách hai lôcut A và B nhiễm sắc thể là 20cM Hãy tính tỉ lệ kiểu gen và kiểu hình đời (F1) hai phép lai sau:
a) P: ♀ AB
ab iiCc × ♂ Ab Abiicc b) P: ♀
Ab
Abiicc × ♂ AB
ab iiCc
* Tãm t¾t cách giải
a) P:
AB
ab iiCc x ♂ Ab Abiicc
G:
1
4 ABiC :
4ABic :
4abiC :
4abic Abic
F1:
AB
Ab iiCc :
AB
Ab iicc :
Ab
ab iiCc :
Ab ab iicc
(vàng, khoang) (trắng, trơn) (vàng, trơn) (trắng, trơn)
25% vàng, khoang : 50% trắng, trơn : 25% vàng, trơn b) P: ♀
Ab
Abiicc x ♂ AB
ab iiCc
(14)0,2
AB
AbiiCc (kén vàng, da khoang)
0,2
AB
Ab iicc (kén trắng, da khoang)
0,2
Ab
ab iiCc (kén vàng, da trơn)
0,2
Ab
ab iicc (kén trắng, da trơn)
0,05
Ab
AbiiCc (kén vàng, da trơn)
0,05
Ab
Abiicc (kén trắng, da trơn)
0,05
Ab
aBiiCc (kén trắng, da khoang)
0,05
Ab
aBiicc (kén trắng, da khoang)
20%vàng, khoang: 25%vàng, trơn : 30%trắng, khoang : 25%trắng, trn
Dạng V : Ba cặp gen mét cỈp NST
1.Trao đổi chéo đơn (Tại hai chỗ không lúc)
* Nhận dạng: Kết lai phân tích cho loại kiểu hình chia thành nhóm * Cách giải quyết: Nhóm loại kiểu hình chiếm tỉ lệ lớn đợc sinh giao tử liên kết hoàn toàn, nhóm cịn lại sinh hốn vị gen, giá trị phụ thuộc mức độ liên kết chủ yếu khoảng cách chúng quy định( tần số hoán vị đợc tính khoảng cách- Đơn vị Mooc gan)
*Bi tập áp dụng:
Bài tập1:Khi lai cõy ngô di hợp tử cặp gen với đồng hợp tử lặn cặp gen F1
thu được:
A-B-D - = 113 aabbD- = 64 aabbdd = 105 A-B-dd = 70 A-bbD- = 17 aaB-dd = 21
Hãy xác định trật tự sắp xếp gen NST và khoảng cách chúng đơn vị trao i chộo
*Tóm tắt cách giải:
- KiĨu h×nh: A-B-D-, aabbdd chiÕm tØ lƯ lín nhÊt sinh kiªn kÕt -fAD = (70+64)/390
- fBD= (17+21/390
- TrËt tù c¸c gen: A D B
Bµi tËp2 Mợt cá thể F1 dị hợp cặp gen, kiểu hình thân cao, tròn, hoa đỏ; lai phân
tích với cá thể tương ứng là thân thấp, dài, hoa vàng thu FB sau:
Thân cao, tròn, hoa đỏ: 278 Thân thấp, dài, hoa vàng: 282 Thân cao, dài, hoa đỏ: 165 Thân thấp, tròn, hoa vàng: 155 Thân cao, dài, hoa vàng: 62 Thân thấp, tròn, hoa đỏ: 58
Xỏc định nhúm gen liờn kết và trình tự phõn bố gen liờn kết trờn NST 2 Trao đổi chéo kép (Tại hai chỗ lúc khơng lúc)
* NhËn d¹ng: KÕt lai phân tích cho loại kiểu hình chia thành nhóm, nhóm gồm loại kiểu hình
* Cách giải quyết:
- Xỏc nh loi giao tử liên kết hồn tồn: tạo nhóm kiểu hình có tỉ lệ lớn - Tính tần số trao đổi chéo đơn
(15)- Tính hệ số trùng hợp : fkép thực tế/ fkép lí thuyết ( f kép lí thuyết = tích f n)
Bài tập áp dụng
Khi cho lai thể thực vật chủng: hoa đỏ, dẹt với hoa vàng, tròn chua thu đợc F1 dị hợp cặp gen có kiểu hình hoa đỏ, tròn
ngọt Đem F1 lai phân tích, đời thu đợc kết sau:
222 hoa đỏ, dẹt, 26 hoa đỏ, dẹt, chua 212 hoa vàng, tròn, chua 20 hoa vàng, tròn, 52 hoa vàng, dẹt, hoa đỏ, tròn, 54 hoa đỏ, tròn, chua hoa vàng, dẹt, chua - Xác định khoảng cách gen nhiễm sắc thể
- Xác định hệ số trựng hp
*Tóm tắt cách giải:
- Quy ớc gen: A : hoa đỏ a: hoa vàng B : Quả tròn b: Quả dẹt D : Quả d : Quả chua
Kiểu hình:Hoa đỏ, dẹt, hoa vàng, tròn, chua chiếm tỉ lệ lớn sinh kiên kết
AbD, aBd
- Kiểu hình hoa đỏ trịn, hoa vàng dẹt, chua có tỉ lệ nhỏ gen B phảI nằm A D
-fAB = (54+ 52+ +6)/600 - fBD= (26 + 20 + +6)/600
- TrËt tù c¸c gen: A b D a B d -fkÐp thùc tÕ =(8+6)/600
- fkÐp lÝ thut=fAB xfBD
-HƯ sè trïng hỵp =fkÐp thùc tÕ / fkÐp lÝ thuyÕt
C KẾT LUẬN
1 Mét sè kÕt qu¶ thĨ:
- Thực tế giảng dạy trờng THPT, đặc biệt nội dung ôn thi học sinh giỏi ôn thi đại học, thân nhận thấy việc phân loại để tiếp cận giải cách có hệ thống toán hoán vị gen tỏ hiệu quả, vừa phát triển đợc kĩ t duy, trình bày vấn đề khoa học, đồng thời giải nhanh tốn trắc nghiệm Với cách làm trên, định hớng cho học sinh giải triệt để toán cụ thể nh :
-Đề thi học sinh giỏi môn sinh 12 Tỉnh Thanh Hoá năm học 2005-2006, câu:7 -Đề thi häc sinh giái m«n sinh 12 cđa TØnh Thanh Hoá năm học 2006-2007, câu: -Đề thi học sinh giỏi khối môn sinh 12 Tỉnh Thanh Hoá năm học 209-2010, câu: 10
-Đề thi học sinh giỏi khối môn sinh 12 Tỉnh Thanh Hoá năm học 2010-2011, c©u: 10
-Đề thi chọn đội tuyển lớp 12 dự thi quốc gia giải tốn máy tính cầm tay Tỉnh Thanh Hoá năm học 2008-2009, cõu:7, 10
-Đề thi học sinh giỏi máy tính cầm tay khối môn sinh 12 Tỉnh Thanh Hoá năm học 2009-2010, câu:5
-Đề thi học sinh giỏi máy tính cầm tay khối môn sinh 12 Tỉnh Thanh Hoá năm học 2010-2011, câu:
-Đề thi học tuyển sinh đại học cao đẳng năm học 2007, câu44
(16)-Đề thi học tuyển sinh đại học cao đẳng năm 2010, câu: 7, 22, 33
2.Bài học kinh nghiệm:
-Trong việc hướng dẫn học sinh giải bài tập phần qui luật di truyền
giáo viên phân dạng và xây dựng phương pháp giải chung cho dạng thì sẽ thuận lợi cho giáo viên dạy tiết giải bài tập, bồi dưỡng học sinh giỏi, nhờ tiết dạy có tính chủ động và tạo hứng thú cho học sinh hơn. -Học sinh sau tiếp cận với dạng bài tập và phương pháp giải mỗi dạng bài tập thì tự tin và lập luận chặt chẽ , nhờ hiệu bài giải cao
Trên vài kinh nghiệm thân việc hệ thống hoá toán hoán vị gen, mong nhận đợc ý kiến đóng góp đồng nghiệp bạn đọc.
T«i xin chân thành cảm ơn!
Ngời viết
Ngun Gia Th¹ch
Danh mục tài liệu tham khảo
1 Bộ Giáo dục & Đào tạo Sinh học 12 Nhà xuất Giáo dục, 2008
2 Bộ Giáo dục & Đào tạo Sách giáo viên Sinh học 12 Nhà xuất bản Giáo dục, 2008.
3 thi thức tuyển sinh đại học cao đẳng Bộ Giáo dục-Đào tạo qua năm.