Đang tải... (xem toàn văn)
Mặt khác những bài toán về xác suất di truyền học người bao giờ cũng dành được sự quan tâm đặc biệt của các em học sinh vì đây là dạng bài toán có tính ứng dụng, nó thiết thực diễn ra hà[r]
(1)Mục Lục Trang Tài liệu tham khảo Những kí hiệu và viết tắt sáng kiến kinh nghiệm PhầnI:Đặtvấn đề PhầnII:Giảiquyếtvấn đề Cơ sở lý luận Thực trạng vấn đề Giải pháp thực a Sơ lược di truyền học người b Những trường hợp cụ thể * Phương pháp giải * Một vài ví dụ gen qui định tính trạng và gen nằm trên NST thường * Một vài ví dụ gen qui định tính trạng và gen nằm trên NST giới tính X không có vùng tương đồng trên NST giới tính Y Phần III 12 c Dạng tổng quát 14 d Các kết cụ thể 15 Kết luận và kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO 17 (2) Tuyển tập 27 đề thi đại học và cao đẳng môn sinh học Đề thi học sinh giỏi các năm các tỉnh Đề thi đại học, cao đẳng các năm giáo dục và đào tạo Đề thi thử đại học các trường PTTH Phương pháp giải các bài toán qui luật di truyền Một số kí hiệu sử dụng sáng kiến kinh nghiệm NST: Nhiễm sắc thể P: bố mẹ phép lai Pt/c: Bố mẹ chủng G: giao tử phép lai F: Thể hệ phép lai KG: Kiểu gen KH: Kiểu hình PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Trong chương trình học nói chung, môn sinh học nói riêng việc giải các bài toán có vai trò quan trọng, nó có tính chất thực hành, tổng hợp và (3) sáng tạo, là kết nhiều phân môn, nó huy động nhiều vốn kiến thức, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức Khi giải các bài tập thầy và trò vừa phải nhớ kiến thức bản, vừa phải xác định mối quan hệ các kiện từ đó hướng đến điều cần tìm tòi người học phải luôn tư duy, suy luận logic, thúc đẩy người học không ngừng sáng tạo luôn luôn phải cố gắng, tích cực, tự lực Khi giải các bài toán, học sinh vừa tìm lời giải, vừa phải vận dụng kiến thức toán học cách linh hoạt chính xác học sinh vừa kiểm tra kiến thức sinh học, vừa kiển tra kiến thức toán học từ đó các em tự đánh giá kết học tập mình Trong đề thi tuyển sinh đại học năm 2009, 2010, 2011 Bộ giáo dục và đào tạo, đề thi khảo sát kiến thức thi đại học các trường phổ thông và kì thi học sinh giỏi các tỉnh, thành phố có dạng bài tập xác suất di truyền học người Khi gặp dạng bài tập này học sinh lúng túng, các em thường viết liệt kê trường hợp nhiều thời gian không phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm Qua quá trình giảng dạy đại trà, qua dạy bỗi dưỡng học sinh ôn thi đại học, bồi dưỡng học sinh giỏi và việc tham khảo nhiều tài liệu, tôi đã tích luỹ dạng bài tập xác suất di truyền học người và xây dựng các công thức tổng quát Việc nắm các dạng bài tập và các công thức tổng quát thì học sinh có phương pháp giải hợp lí, tiết kiệm nhiều phép toán không cần thiết và nhiều thời gian Mặt khác bài toán xác suất di truyền học người dành quan tâm đặc biệt các em học sinh vì đây là dạng bài toán có tính ứng dụng, nó thiết thực diễn hàng ngày xung quanh các em, dạy tốt phần này các em nắm kiến thức di truyền học người bệnh tật có liên quan, chế biểu và chế di truyền loại bệnh tật này, thì các em trở thành nhà di truyền tư vấn học cho thân mình và cho người thân, từ đó các em có ý thức bảo vệ môi trường sống và thân mình sống lành mạnh để hạn chế xuất bệnh tật di truyền, từ đó góp phần vào công tác tuyên truyền (4) chung tay với xã hội bảo vệ vốn gen loài người Nên tôi đã chọn phương pháp xây dựng công thức tổng quát cho các bài toán xác suất di truyền học người lam sáng kiến kinh nghiệm cho năm học này PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Cơ sở lý luận Dựa trên tình hình thực tế môn học chuyển từ thi tự luận sang thi trắc nghiệm, đòi hỏi học sinh phải có phản ứng và phán đoán nhanh câu hỏi dạng ứng dụng Di truyền học người đồi với học sinh xem là khó, đặc biệt là bài toán xác suất di truyền học người, với kinh nghiệm nhiều năm giảng dạy tôi có số kinh nghiệm phân loại nhận biết và giải (5) nhanh bài toán dạng này nên tôi ghi lại để bạn bè đồng nghiệp và các em học sinh cùng tham khảo Thực trạng vấn đề - Thực trạng chung: Đa phần giáo viên sinh thường ngại chứng minh công thức sinh học liên quan đến toán học, đó toán học xem là khoa học dùng để phản ánh các qui luật sinh học cách khách quan đặc biệt là bài toán xác suất di truyền học người Toán xác suất di truyền học người là phần quan trọng sinh học 12, có mặt tất các đề thi học sinh giỏi, thi vào đại học, cao đẳng Các bài toán phần này các tác giả sáng tạo phong phú và đa dạng, có thể dùng các công thức toán học tổng quát để giải - Thực trạng giáo viên: Môn sinh học nhà trường xem là môn học có nhiều ứng dụng học sinh ít học mà các thầy cô giáo phải có gắng tìm phương pháp vừa đơn giản, vừa dễ nhớ để các em yêu thích môn sinh học - Thực trạng học sinh: Học sinh học số lượng các trường thi tuyển sinh ít, số trường đầu dễ dàng số điểm lấy vào quá cao nên hầu hết các học sinh không hứng thú và say mê nghiên cứu sinh học, nên bài toán sinh học xác suất di truyền các em cho là khó và thường bỏ qua - Thực tiển, tôi đã đề kiểm tra 15 phút lớp 12A5 và 12A6 mà tôi giảng dạy thuộc ban có trình độ nhận thức tương đương Nội dung đề kiểm tra và kết đạt sau ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT Bệnh bạch tạng gen lặn trên NST thường qui định, alen trội qui định da bình thường, cặp vợ chồng da bình thường sinh đầu lòng bị bệnh bạch tạng, cặp vợ chồng này sinh lần là sinh đôi khác trứng thì xác suất để : a) Hai đứa trẻ là gái cùng bị bạch tạng là bao nhiêu? (6) b)Hai đứa trẻ cùng là trai đó đứa trẻ da bình thường, đứa trẻ da bạch tạng bao nhiêu? KẾT QUẢ Điểm 12A5 0HS 0HS 2HS 5HS 10HS 12A6 0HS 0HS 3HS 6HS 11HS Điểm 10 12A5 10HS 18HS 0HS 0HS 0HS 12A6 10HS 15HS 0HS 0HS 0HS Qua thực tế giảng dạy và trao đổi với đồng nghiệp nhiều năm qua tôi đã đưa số dạng bài toán xác suất di truyền học người và xây dựng các công thức tổng quát dựa trên kiến thức toán học cho các dạng đó sau: Giải pháp thực a Sơ lược di truyền học người * Những bệnh tật : + Liên quan đến gen trội trên nhiễm sắc thể thường: lùn + Liên quan đến gen lặn trên nhiễm sắc thể thường : bạch tạng, phênikêtô niệu +Liên quan đến gen đồng trội và trội lặn: Nhóm máu + Liên quan đến gen lặn trên nhiễm sắc thể X: mù màu, teo cơ, máu khó đông * Những bài toán tính xác suất thường là bài toán gen qui định, trội lặn hoàn toàn, nó tuân theo các qui luật di truyền thông thường * Các em nắm vững phân li kiểu gen, kiểu hình hai phép lai sau: (7) + Một gen qui định tính trạng trội lặn hoàn toàn theo qui luật MenĐen: ** P t/c : AA x aa F: 100% kiểu hình trội và kiểu gen Aa ** P t/c : AA x AA ** P t/c : aa x aa F: 100% kiểu hình trội và kiểu gen AA F: 100% kiểu hình lặn và kiểu gen aa F: kiểu hình trội : kiểu hình lặn ** P : Aa x Aa và kiểu gen là ** P t/c : Aa x aa 1 AA : Aa : aa F: 50% kiểu hình trội : 50% kiểu hình lặn và kiểu gen 50%Aa : 50% aa * Gen lặn qui định tính trạng thường nằm trên nhiễm sắc thể X không có vùng tương đồng trên Y ** P : XAXa x XAY F: KH : Trội : Lặn ( Chỉ Nam có) 1 1 A A A a A KG: X X : X X : X Y : XaY ** P : XAXa x XaY F: KH : Trội : Lặn ( Chỉ Nam có) 1 1 A a a a A KG: X X : X X : X Y : XaY Khi làm bài toán xác suất ít các em phải xác định kiểu gen bố mẹ và xem nó thuộc trường hợp nào để xác định kiểu hình đời b Những trường hợp cụ thể *Phương pháp giải Các thầy cô và các em có thể tiến hành theo ba bước sau: Bước 1: Xác định xuất kiểu gen, kiểu hình đời nào Bước 2: Tính xác suất là trai hay gái theo yêu cầu đầu bài Bước 3: Nhân các xác suất thoả mản yêu cầu bài toán để có đáp số * Một vài ví dụ gen qui định tính trạng và gen nằm trên NST thường Ví dụ 1: Ở người, bệnh phênin kêtô niệu đột biến gen gen lặn nằm trên NST thường Bố và mẹ bình thường sinh đứa gái đầu lòng bị bệnh (8) phênin kêtô niệu Xác suất để họ sinh đứa là trai không bị bệnh trên là: Các thầy cô cho các em thảo luận và trình bày theo ba bước trên Bước1: *Bố mẹ bình thường sinh đầu lòng bị bệnh phênin kêtô niệu có nghĩa là bố mẹ mạng gen bệnh trạng thái dị hợp * Qui ước A: bình thường; a: bệnh phênin kêtô niệu Kiểu gen bố mẹ là Ta có: P: Aa x Aa Aa G x Aa A, a A, a 1 F : KG: AA : Aa : aa bình thường : bị bệnh KH: Bước 2: Xác suất sinh trai là : Vì sinh trai hay gái xác suất là :50% trai : 50% gái 3 Bước 3: Để là trai bị bệnh là: = Chọn đáp án Ví dụ : Một cặp vợ chồng có nhóm máu A và có kiểu gen dị hợp nhóm máu Nếu họ sinh hai đứa thì xác suất để đứa có nhóm máu A và đứa có nhóm máu O là: Các thầy cô giáo cho các em thảo luận và tiến hành sau Bước1: Kiểu gen bố mẹ là: IAIo x IAIa *P : G : IAIo IA ; Io x IAIa IA ; Io 1 F : KG IAIA : IAIo : IoIo KH: nhóm máu A : nhóm máu O Bước 2: Vợ chồng này sinh hai người để nhóm máu A nhóm máu O thì: (9) + Con thứ nhóm máu A, Con thứ hai nhóm máu O chiếm: 3 = 16 + Con thứ nhóm máu O, thứ hai nhóm máu A chiếm : = 16 3 Cả hai trường hợp thoả mãn nên kết là 16 + 16 = Hoặc C = Vì chúng ta lấy xác suất hai đứa trẻ để đứa nhóm máu A , đứa nhóm máu O chúng ta lấy tổ hợp chập nhân với xác suất nhóm máu A và nhóm máu O Ví dụ 3: Bệnh bạch tạng người đột biến gen lặn trên NST thường Vợ và chồng bình thường trai đầu lòng họ bị bệnh bạch tạng / Xác suất để họ sinh người con, có trai và gái không bị bệnh: 2/ Xác suất để họ sinh người có trai và gái đó có người bệnh, không bệnh 3/ Sinh người cùng giới tính và bình thường 4/ Sinh người cùng giới tính và người bình thường, người bị bệnh bạch tạng 5/ Xác suất để họ sinh người có trai, gái và ít có người không bệnh Bài giải Dựa vào phương pháp các thầy các cô cho các em học sinh thảo luận theo các bước Bước1: Bố và mẹ bình thường mang gen gây bệnh nên có kiểu gen dị hợp *Qui ước : A: bình thường; a: bạch tạng Ta có: P: G Aa A, a x Aa A, a (10) 1 F : KG: AA : Aa : aa KH: bình thường : bị bệnh Bước 2: Tính xác suất là trai hay gái Hai người có trai và gái là: 1 C = 2 Vì có thể đầu là trai thứ hai là gái và ngược lại , nên chúng ta lấy tổ hợp chập hai Còn là nan hay nữ xác suất Hai người là trai là gái 1 + Đều là trai: = 1 + Đều là gái: = Cả hai là trai là gái 4 + = Có ba người đó có trai và gái C 1 2 + C3 1 = Vì có thể hai người trai, người gái hai người gái người trai đúng Còn C3 là xác suất người là trai là gái Bước 3: 1/ Xác suất để họ sinh hai người đó có trai và gái và không bị bệnh là: Xác suất có trai, gái ( bình thường : bạch tạng)2 lấy tổ hợp có hai bình thường 3 = 32 2/Xác suất để họ sinh hai người đó có trai và gái và không bị bệnh, bị bệnh là: (11) Xác suất có trai, gái ( bình thường : bạch tạng)2 lấy tổ hợp có người bình thường, người bạch tạng 1 3 C = = 16 3/Xác suất để họ sinh hai người cùng giới và bình thường là: Xác suất có trai, gái ( bình thường : bạch tạng)2 lấy tổ hợp có hai bình thường 3 = 32 4/ Xác suất để họ sinh hai người cùng giới và không bị bệnh, bị bệnh là: Xác suất có trai, gái ( bình thường : bạch tạng)2 lấy tổ hợp có người bình thường, người bạch tạng 1 3 C = = 16 5/ Xác suất để họ sinh ba người đó có trai và gái và có ít người không bị bệnh là: Xác suất có trai, gái x ( bình thường : bạch tạng)3 lấy tổ hợp có ít người không bạch tạng 3 3 189 2 [( ) + ( ) + ( ) ] = 256 * Một vài ví dụ gen qui định tính trạng và gen nằm trên NST giới tính X không có vùng tương đồng trên Y Ví dụ 4: Bệnh mù màu người đột biến gen lặn trên NST X không có alen tương ứng trên Y Một người phụ nữ bình thường có bố bị mù màu, lấy người chồng không bị bệnh mù màu: 1/ Xác suất sinh bị mù màu là: 2/ Xác suất sinh trai bình thường là: 3/ Xác suất sinh người bình thường là: (12) 4/ Xác suất sinh người con: bình thường,một bị bệnh là: 5/ Xác suất sinh người có trai và gái bình thường là: 6/ Xác suất sinh người có trai,gái không bị bệnh là: Bài giải Các thầy ,các cô cho các em thảo luận tiến hành theo các bước Bước1: Bố và mẹ bình thường mang gen gây bệnh nên có kiểu gen dị hợp P: XAXa G XA , Xa F: x XAY XA , Y 1 1 KG: XAXA : XAXa : XAY : XaY KH : Trội : Lặn ( Chỉ Nam có) Bước2: Xác suất để là trai hay gái Hai người có trai và gái là: 1 C21 = Vì có thể đầu là trai thứ hai là gái và ngược lại , nên chúng ta lấy tổ hợp chập hai Còn là nan hay nữ xác suất Có ba người đó có trai và gái 1 1 C + C3 1 = Vì có thể hai người trai , người gái hai người gái người trai đúng còn C3 là xác suất người là trai là gái Bước2: 1/Xác suất sinh mù màu: 2/ Xác suất sinh trai bình thường : 3/ Xác suất sinh hai người bình thường (13) ( bình thường : bạch tạng)2 lấy tổ hợp có hai bình thường 3 = 16 4/ Xác suất sinh người con: bình thường, bị bệnh là: ( bình thường : bạch tạng)2 lấy tổ hợp có người bình thường, người bạch tạng 3 C = = 16 5/ Xác suất sinh người có trai và gái bình thường là: Xác suất có trai, gái x gái bình thường x trai binh thường 1 100% = 6/ Xác suất sinh người có trai,gái không bị bệnh là: Xác suất có trai, gái x gái bình thường x trai bình thường 1 27 [( 100% 100% + 100% )] = 64 c Dạng tổng quát Trong bài toán có hai ba cặp tính trạng , cặp tính trạng gen qui định thì chúng ta xét riêng cặp sau đó xét chung đúng với các yêu cầu bài toán Sự phân ly kiểu gen, kiểu hình là giống với các qui luật di truyền đơn khác người lần sinh sinh ( Sinh vật đơn thai), nên các lần sinh khác là độc lập tỉ lệ nên phải tính hết các trường hợp thoả mản và các tỉ lệ phù hợp đảm bảo cho kết bài toán đúng (14) Sinh đôi, sinh ba cùng trứng lần sinh, nên cần tính xác suất cho lần sinh là đủ Sinh đôi, sinh ba khác trứng giống các lần sinh khác nhau, nên phải tính các trường hợp thoả mãn Bài toán các gen trên NST X không có alen trên Y không cần phải tính là xác suất trai hay gái d Các kết cụ thể Để khẳng định xem phương pháp này có mang lại hiệu học sinh hay không, tôi đã tiến hành giảng dạy phương pháp này lớp 12A5 tiết bài tập để các em ôn luyện, lớp 12A6 tôi dạy theo phương pháp thông thường tiết bài tập, sau ôn luyện tôi cho các em làm đề 15 phút lần Đề bài và kết đạt sau : ĐỀ BÀI KIỂM TRA 15 PHÚT LẦN Hệ nhóm máu người qui định ba alen là I A, IB, Io, di truyền theo qui luật đồng trội và trội lặn hoàn toàn, các alen trên nằm trên NST thường Bố có nhóm máu B, mẹ có nhóm máu A, sinh đầu lòng có nhóm máu O, lần sinh thứ hai là sinh đôi khác trứng, tính xác suất để hai đứa trẻ trên : a Đều là trai có nhóm máu A ? b.Một trai, gái, có nhóm máu O, có nhóm máu AB ? Kết đạt 12A5(Thực Điểm 12A6(đối nghiệm) Bài Bài chứng) Bài Bài trước 0HS 0HS 2HS 5HS trước 0HS 0HS 3HS 6HS sau 0HS 0HS 0HS 0HS sau 0HS 0HS 0HS 0HS 12A5(Thực Điểm 12A6(đối nghiệm) Bài Bài chứng) Bài Bài trước 10HS 18HS 0HS 0HS trước 10HS 15HS 0HS 0HS sau 4HS 10HS 20HS 5HS sau 4HS 25HS 10HS 0HS (15) 10HS 5HS 11HS 6HS 10 0HS 1HS 0HS 0HS Sau phân tích kĩ các số liệu, có tính đến các nhân tố chủ quan và khách quan, tôi thấy có khác biệt là phương thức học tập và cách thức làm bài Tôi đã hướng dẫn các em lớp 12A5 phương pháp tính và xây dựng công thức tổng quát cho các dạng bài toán xác suất di truyền học người tiết bài tập theo phương pháp trên, vây các em đã tiến rõ rệt nên kết cao lần thi trước Tôi hướng dẫn các em lớp 12A6 tiêt bài tập xác suất di truyền học người theo phương pháp thông thường, bài kiểm tra lần hai các em ôn luyện nhiều kết thay đổi không đáng kể Trong hai đợt thi thử đại học trường PTTH Triệu sơn I bài toán có liên quan đến xác suất di truyền học người các em lớp 12A5 đưa kết đúng và nhanh Trong kỳ thi học sinh giỏi văn hoá và học sinh giỏi giải toán nhanh casiô học sinh tôi làm xong và đúng bài toán xác suất di truyền học người Phần III - KẾT LUẬN Qua kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm và đặc biệt là năm tôi thấy ban đầu đưa bài toán xác suất di truyền học người các em ngại ngùng và lúng túng, các em không biết phải đâu và làm nào nên hầu hết các bài tập xác suất di truyền người các em giải mơ hồ (16) Tôi tiền hành ôn luyện cho các em buổi, hướng dẫn các em cách xây dựng và cách nhớ các công thức tổng quát và nhìn nhanh các tỉ lệ cho các trường hợp cụ thể, năm các em thấy hứng thú say mê học phần này Các em biết tiết kiệm các phép tính tối đa, làm bài thi áp dụng các công thức tổng quát, nên làm bài gọn, dễ hiểu, đưa đáp án nhanh phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm Trên đây là toàn bài viết và kết thực nghiệm tôi Những gì mà tôi trình bày đề tài này là kinh nghiệm giảng dạy thân tôi nhiều năm Kính mong hội đồng khoa học nhà trường và nghành lưu tâm xem xét kỹ bài viết này, có thể áp dụng rộng dãi các địa phương khác, để xác nhận chính xác hiệu phương pháp này thực tế Triệu sơn , ngày 26 tháng năm 2012 Người viết sáng kiến kinh nghiệm Vũ Thị Lê (17)