Xem mẫu

  1. SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: Giúp học sinh hiểu tính quy luật của hiện tượng di truyền
  2. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong quá trình giảng dạy mong muốn cao nhất của mỗi giáo viên là sau mỗi tiết dạy, mỗi bài học, mỗi chương học sinh có thể vận dụng kiến thức bài học vào thực tế và rõ nhất vào các bài luyện tập để từ đó học sinh đạt được kết quả cao trong học tập. Thực tế trong vài năm học gần đây việc đánh giá học sinh đã được thay đổi theo hướng trắc nghiệm khách quan nên bản thân tôi trong quá trình giảng chương “ Tính quy luật của hiện tượng di truyền” nhận thấy cần phải có sự thay đổi phương pháp trong việc giúp học tìm tỉ lệ kiểu hình, kiểu gen của một phép lai. II.TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.Trong quá trình giảng dạy bộ môn sinh học 12, tôi nhận thấy trong trắc nghiệm khách quan phần bài tập về tính quy luật di truyền không khó nhưng học sinh thường gặp khó khăn trong việc viết sơ đồ lai để phục vụ cho việc xác định các tỉ lệ kiểu gen kiểu hình. Nếu học sinh sử dụng cách viết sơ đồ lai theo phương pháp tạo giao tử trong giảm phân và tổ hợp các giao tử trong thụ tinh rất mất thời gian không phù hợp trong làm bài trắc nghiệm khách quan. Vì thế, để giúp cho học sinh làm bài trắc nghiệm khách quan tốt hơn tôi đã đưa ra phương pháp viết sơ đồ lai trong trắc nghiệm khách quan. 2.Thực tế khi học về di truyền có rất nhiều câu hỏi có thể đặt ra: Xác suất sinh con trai hay con gái là bao nhiêu? Khả năng để sinh được những người con theo mong muốn về giới tính hay không mắc các bệnh, tật di truyền dễ hay khó thực hiện? Mỗi người có thể mang bao nhiêu NST hay tỉ lệ máu của ông (bà) nội hoặc ngoại của mình? ...Vấn đề thật gần gũi mà lại không hề dễ. Bài toán xác suất luôn là những bài toán thú vị, hay nhưng khá trừu tượng nên phần lớn là khó. chính vì thế mà khi gặp phải các em thường tỏ ra lúng túng, không biết cách xác định, làm nhưng thiếu tự tin với kết quả tìm được. Do vậy tôi đưa ra cách vận dụng kiến thức tổ hợp để giải nhanh 1 số dạng bài tập xác suất trong di truyền phân li độc lập. III.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Nhằm nâng cao nghiệp vụ công tác của bản thân và nâng cao chất lượng học sinh giúp học sinh yêu thích môn học hơn.Mặt khác thông qua đề tài có thể giúp các đồng nghiệp thêm vài kinh nghiệm trong giảng dạy. Năm học: 2010 – 2011 1
  3. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai IV.ĐIỂM MỚI TRONG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Trong kết quả nghiên cứu này, điểm nổi bật so với phương pháp cũ học sinh tiết kiệm được khá nhiều thời gian làm bài trắc nghiệm khách quan. Học sinh viết sơ đồ lai có thể bỏ qua bước xác định giao tử, học sinh tự tin hơn trong việc giải các bài toán xác suất trong chương trình cũng đề cập đến mà bấy lâu học sinh thường bỏ qua không làm.Ngoài ra,đề tài có thể giúp học sinh chủ động tích cực hơn trong học tập. Những điểm mới cơ bản trong kết quả nghiên cứu là + Hệ thống kiến thức cho học sinh theo từng bước từ dễ đến khó. +Phân chia các dạng bài tập học sinh. V. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đề tài được thực hiện nội dung kiến thức ở chương II trong chương trình chuẩn và nâng cao của sinh học lớp 12 và được nghiên cứu trên đối tượng học sinh trung bình của khối 12. Thời gian thực hiện đề tài trong học kì I năm học 2010- 2011. Trong quá trình thực hiện nghiên cứu đề tài ngoài kinh nghiệm bản thân, tôi còn học hỏi trao đổi các kinh nghiệm từ các đồng nghiệp từ các trường khác thông qua các đợt tập huấn. Năm học: 2010 – 2011 2
  4. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai *CHI TIẾT NỘI DUNG ĐỀ TÀI: I. PHƯƠNG PHÁP VIẾT SƠ ĐỒ LAI TRONG CÁC PHÁP LAI Trong chương “ Tính quy luật của hiện tượng di truyền” gồm có các bài học mà học sinh có sử dụng viết sơ đồ lai. Đó là: 1.Quy luật phân li và phân li độc lập của MenDen 2.Sự tác động của nhiều gen và tính đa hiệu của gen 3.Di truyền liên kết và liên kết giới tính Toàn bộ chương “ Tính quy luật của hiện tượng di truyền” có thể chia thành các nhóm: Nhóm 1: Một gen nằm trên một nhiễm sắc thể Nhóm 2: Nhiều gen nằm trên cùng một nhiễm sắc thể Nhóm 3: Dạng bài toán tổng hợp. 1. Trường hợp một gen nằm trên một nhiễm sắc thể a.Trong phép lai một tính trạng : Gồm có các sơ đồ lai như sau: Tỉ lệ KG Tỉ lệ KH Số tổ Số tổ hợp hợp KH KG AAx AA 100% AA 100% A- 1 1 ( 100% trội) AA x Aa 1AA: 1Aa 100% A- 1 2 ( 100% trội) AA x aa 100% Aa 100% A- 1 1 ( 100% trội) Aa x Aa 1AA: 2Aa: 1aa 3 A- : 1 aa 4 4 (3 trội : 1 lặn) Aa x aa 1Aa : 1aa 1 A- : 1aa 2 2 (1 trội : 1 lặn) aa x aa 100% aa 100% aaa 1 1 (100% lặn) Trong quá trình giảng dạy, giáo viên yêu cầu học sinh phải thuộc 6 sơ đồ trên b.Trong phép lai hai hay nhiều tính trạng : Giáo viên sử dụng nội dung của qui luật phân li Menden là “Khi lai cặp bố mẹ thuần chủng khác nhau về hai hay nhiều cặp tính trạng tương phản ,di tryền độc lập với nhau, thì xác suất xuất hiện Năm học: 2010 – 2011 3
  5. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai mỗi kiểu hình ở F 2 bằng tích xác xuất của các tính trạng hợp thành nó”( Sách giáo khoa sinh học 12 chương trình chuẩn) *Ví dụ 1: (Dùng cho phép lai hai tính trạng) Khi cho lai hai cây đậu Hà Lan hạt vàng, vỏ trơn dị hợp tử với nhau thu được 1600 hạt ở đời con. Hãy xác định số hạt có kiểu gen dị hợp tử về hai cặp gen. Biết rằng ở đậu Hà Lan hạt vàng (A) là trội so với hạt xanh(a), vỏ trơn(B) là trội so với vỏ nhăn(b). Mỗi gen qui định tính trạng nằm trên mỗi nhiễm sắc thể khác nhau. - Cách giải truyền thống : Học sinh thực hiện các bước như sau: P AaBb x AaBb G P 1/4AB: 1/4 Ab 1/4AB: 1/4 Ab 1/4 aB: 1/4 ab 1/4 aB: 1/4 ab F1 1/4AB 1/4Ab 1/4aB 1/4ab 1/4AB 1/16AABB 1/16AABb 1/16AaBB 1/16AaBb 1/4Ab 1/16AABb 1/16AAbb 1/16AaBb 1/16Aabb 1/4aB 1/16AaBB 1/16AaBb 1/16aaBB 1/16aaBb 1/4ab 1/16AaBb 1/16Aabb 1/16aaBb 1/16aabb Dựa vào bảng tỉ lệ kiểu gen F 1 học sinh thống kê tỉ lệ kiểu gen dị hợp tử hai cặp gen là: 4/16. Kết quả số hạt có kiểu gen dị hợp tử về hai cặp gen là 4x 1600 : 16 = 4000 hạt - Cách giải sử dụng sáng kiến kinh nghiệm: P AaBb x AaBb F 1 (1AA: 2Aa: 1aa)( 1BB: 2Bb: 1bb) Học sinh tìm kiểu gen AaBb= 2x2=4. Số tổ hợp =4x4=16 Kết quả số hạt có kiểu gen dị hợp tử về hai cặp gen là 4x1600 : 16 = 4000 hạt 2. Trường hợp hai hay nhiều gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể thường: a. Các gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể liên kết hoàn toàn Giáo viên sử dụng phương pháp “ngang đi với ngang, chéo đi với chéo ” *Ví dụ: Ở ruồi giấm, gen V qui định cánh dài, gen v qui định cánh cụt: gen B qui định thân xám, gen b qui định thân đen cùng nằm trên nhiễm sắc thể thường. Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen trong phép lai sau: P: ♀ Bv x ♂ bV bv bv Năm học: 2010 – 2011 4
  6. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai - Cách giải truyền thống : Học sinh thực hiện các bước như sau: P: ♀ Bv x ♂ bV bv bv G p Bv: bv bV : bv F 1 : Bv : Bv : bV : bv bV bv bv bv - Cách giải sử dụng sáng kiến kinh nghiệm: Học sinh không thực hiện xác định giao tử vẫn xác định kiểu gen F 1 : Bv : Bv : bV : bv bV bv bv bv b.Các gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể liên kết không hoàn toàn Trong trường hợp này do các giao tử chiếm tỉ lệ không bằng nhau nên bắt buộc học sinh phải xác định giao tử và đánh số các giao tử của mỗi cá thể .Tiến hành tổ hợp các giao tử mỗi cá thể lại.Nếu hai cá thể có giao tử giống nhau thì viết theo tam giác Pascal ngược thì khi hai số khác nhau ngoài việc nhân tỉ lệ thì phải nhân 2. Nếu hai cá thể có giao tử khác nhau thì viết theo hình vuông và nhân tỉ lệ. - Trường hợp hai cá thể có giao tử khác nhau *Ví dụ Ở ruồi giấm, gen V qui định cánh dài, gen v qui định cánh cụt: gen B qui định thân xám, gen b qui định thân đen cùng nằm trên nhiễm sắc thể thường. Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen trong phép lai sau: BV x Bv bv bv Biết rằng tần số hoán vị là 20% + Cách giải truyền thống : Học sinh thực hiện các bước như sau: P: BV x Bv bv bv G p BV = bv = 40% 1/2Bv : 1/2 bv Bv = bV =10% F1 : 40% BV 40% bv 10% Bv 10% bV 1/2Bv 2 0 % BV 20% Bv 5% Bv 5 % Bv Bv bv Bv bV 1/2 bv 2 0 % BV 20% bv 5% Bv 5 % bV bv bv bv bv Năm học: 2010 – 2011 5
  7. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai + Cách giải sử dụng sáng kiến kinh nghiệm: P: ♀ BV x ♂ Bv bv bv Học sinh xác định giao tử của ♀là: 40% BV(1), 40% bv (2) 10% Bv(3) , 10% bV(4) Học sinh xác định giao tử của ♂ là: 1/2Bv (1’), 1/2 bv(2’) Tỉ lệ kiểu gen là: (1)(1)’ (2)(1)’ (3)(1)’ (4)(1)’ (1)(2)’ (2)(2)’ (3)(2)’ (4)(2)’ Học sinh nhân tỉ lệ vào và hoàn thành 20% BV 20% Bv 5% Bv 5 % Bv Bv bv Bv bV 2 0 % BV 20% bv 5% Bv 5 % bV bv bv bv bv - Trường hợp hai cá thể có giao tử khác nhau *Ví dụ Ởcà chua, gen A qui địnhquả đỏ, gen aqui định quả vàng: gen B qui định quả tròn, gen b qui định cùng nằm trên nhiễm sắc thể thường. Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen trong phép lai sau: P: ♀ AB x♂ Ab ab ab Biết rằng tần số hoán vị là 20% và hiện tượng hoán vị gen xảy ra cả hai giới + Cách giải truyền thống : Học sinh thực hiện các bước như sau: P: ♀ AB x♂ Ab ab ab G p AB = ab = 40% AB = ab = 40% Ab = aB =10% Ab = aB =10% F1 : 40% AB 40% ab 10% Ab 10% aB 1 6 % AB 16% AB 4 % AB 4 % AB 40%AB AB ab Ab aB 40%ab 1 6 % AB 16% ab 4% Ab 4 % aB ab ab ab ab 10% Ab 4 % AB 4 % Ab 1 % Ab 1 % Ab Ab ab Ab aB 10% aB 4 % AB 4 % aB 1 % Ab 1 % aB aB ab aB aB Năm học: 2010 – 2011 6
  8. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai Học sinh sử dụng bảng thống kê theo bảng 16% AB 32% AB 16% ab AB ab ab 8% AB 8% AB 8% Ab Ab aB Ab 5% aB 1% Ab 2% Ab 1% aB ab Ab aB aB + Cách giải sử dụng sáng kiến kinh nghiệm: P: ♀ AB x♂ Ab ab ab Học sinh xác định giao tử của ♀ là: 40% AB (1), 40% ab (2), 10% Ab(3), 10% aB(4) Học sinh xác định giao tử của ♂ là: 40%AB (1), 40% ab (2), 10% Ab(3), 10% aB(4) Tỉ lệ kiểu gen là (1)(1) 2(1)(2) 2(1)(3) 2(1)(4) (2)(2) 2(2)(3) 2(2)(4) (3)(3) 2(3)(4) (4)(4) Học sinh nhân tỉ lệ vào và hoàn thành 16% AB 32% AB 8% AB 8% AB AB ab Ab aB 16% ab 8% Ab 8% aB ab ab ab 1% Ab 2% Ab Ab aB 1% aB aB 3. Trường hợp một hay nhiều gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể giới tính : a. Trường hợp một hay nhiều gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể giới tính X: Học sinh thực hiện ở giới XX theo sáu phép lai một tính cơ bản.Ở giới XY thì viết lại kiểu gen XX ở thế hệ P rồi thêm Y vào *Ví dụ:Ở ruồi giấm, gen Aqui định mắt đỏ , gen a qui định mắt trắng nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X.Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen trong phép lai sau: P ♀ XAXa x ♂X a Y Năm học: 2010 – 2011 7
  9. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai - Cách giải truyền thống : P ♀ XAXa x ♂X a Y GP XA : Xa Xa : Y A a a a A a F1 X X : X X : X Y :X Y - Cách giải sử dụng sáng kiến kinh nghiệm: P ♀ XAXa x ♂X a Y Học sinh nhận thấy nếu bỏ nhiễm sắc thể X đi thì đây là phép lai Aa X aa nên kết quả là: 1Aa : 1aa sau đó điền nhiễm sắc thể giới tính X vào và có kết quả là:X A X a : X a X a . Còn giới XY học sinh lần lượt viết lại kiểu gen X A X a sau đó thêm Y vào sau X và dùng dấu”: ” để tách ra .Kết quả F 1 là: XAXa : XaXa : XA Y : Xa Y b.Trường hợp một hay nhiều gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể giới tính Y: Chỉ nhiễm sắc thể Y mang gen nhiễm sắc thể X không mang gen nên học sinh viết theo tỉ lệ giới tính : XX : XY và viết gen vào nhiễm sắc thể Y 4. DẠNG BÀI TOÁN TỔNG HỢP Học sinh khi viết sơ đồ lai sẽ tách ra thành từng nhóm riêng biệt sau đó tổ hợp lại. *Ví dụ: Ở ruồi giấm, gen B qui định mắt đỏ , gen b qui định mắt nâu nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X, gen A qui định cánh dài, gen a qui định cánh cụt nằm trên nhiễm sắc thể thường. Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen trong phép lai sau: P ♀ Aa X B X b x ♂ aa X b Y - Cách giải truyền thống : P ♀ Aa X B X b x ♂ aa X b Y G p A X B : A X b : aX B : aX b a Xb : a Y F1 : A XB A Xb aX B aX b a Xb A aX B X b A a X b X b aaX B X b aaX b X b aY Aa X B Y A a XbY aaX B Y aaX b Y - Cách giải sử dụng sáng kiến kinh nghiệm: P ♀ Aa X B X b x ♂ aa X b Y Học sinh thực hiện phép lai Aa x aa . Kết quả phiếu lai là (1Aa : 1aa) đặt lam cột. Học sinh thực hiện phép lai ♀ X B X b x ♂X b Y Kết quả phiếu lai là (X B X b : X b X b : X B Y : X b Y) đặt làm hàng Đếm cột có hai kiểu gen nên viết hàng hai lần. Lần lượt điền cột vào hàng thu dược kết quả F 1 A aX B X b : A a X b X b : Aa X B Y : A a X b Y aaX B X b b b : aaX X : aaX Y B : aaX b Y Năm học: 2010 – 2011 8
  10. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai II.VẬN DỤNG KIẾN THỨC TỔ HỢP ĐỂ GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP XÁC SUẤT TRONG DI TRUYỀN PHÂN LI ĐỘC LẬP 1. CÁC DẠNG BÀI TẬP a. Tính xác suất đực và cái trong nhiều lần sinh(đẻ) b. Xác định tần số xuất hiện các alen trội hoặc lặn trong trường hợp nhiều cặp gen dị hợp PLĐL, tự thụ. c. Xác định tổng số kiểu gen, số kiểu gen đồng hợp, kiểu gen dị hợp trong trường hợp nhiều cặp gen PLĐL, mỗi gen có 2 hoặc nhiều alen. d. Xác định số trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời 2 hoặc nhiều đột biến lệch bội. g. Xác định tần số xuất hiện các tổ hợp gen khác nhau về nguồn gốc NST. h. Một số bài tập mở rộng 2. BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH, PHƯƠNG PHÁP GIẢI VÀ CÔNG THỨC TỔNG QUÁT Trong thực tế, nhiều lúc chúng ta có thể gặp những tình huống rất khác nhau.Vấn đề quan trọng là tùy từng trường hơp cụ thể mà chúng ta tìm cách giải quyết hiệu quả nhất.Trước một bài toán xác suất cũng vậy, điều cần thiết đầu tiên là chúng ta phải xác định bài toán thuộc loại nào? Đơn giản hay phức tạp? Có liên quan đến tổ hợp hay không? Khi nào ta nên vân dụng kiến thức tổ hợp …? - Kiến thức tổ hợp chỉ áp dụng khi nào các khả năng xảy ra ở mỗi sự kiện có sự tổ hợp ngẫu nhiên, nghĩa là các khả năng đó phải PLĐL. Mặt khác sự phân li và tổ hợp phải được diễn ra một cách bình thường. Mỗi sự kiện có 2 hoặc nhiều khả năng có thể xảy ra, xác suất của mỗi khả năng có thể bằng hoặc không bằng nhau: trường hợp đơn giản là xác suất các khả năng bằng nhau và không đổi nhưng cũng có trường hợp phức tạp là xác suất mỗi khả năng lại khác nhau và có thể thay đổi qua các lần tổ hợp. Trong phần chỉ đề cập đến đến những trường hợp sự kiện có 2 khả năng và xác suất mỗi khả năng không thay đổi qua các lần tổ hợp.Tuy nhiên từ các dạng cơ bản ,chúng ta có thể đặt vấn đề rèn kĩ năng vận dụng để giải các bài tập phức tạp hơn. - Với bài toán xác suất đơn giản, thường không cần vận dụng kiến thức tổ hợp nên giải bằng phương pháp thông thường, dể hiểu và gọn nhất. - Nếu vấn đề khá phức tạp, không thể dùng phương pháp thông thường hoặc nếu dùng phương pháp thông thường để giải sẽ không khả thi vì đòi hỏi phải mất quá nhiều thời gian. Chúng ta phải tìm một hướng khác để giải quyết vấn đề thì kiến thức tổ hợp như là một Năm học: 2010 – 2011 9
  11. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai công cụ không thể thiếu được. Do vậy việc nhận dạng bài toán trước khi tìm ra phương pháp giải quyết là vấn đề hết sức quan trọng và cần thiết nên khi làm phải hết sức lưu ý. Với những bài toán tổ hợp tương đối phức tạp trước khi giải cho học sinh, giáo viên cần phải phân tích từ các trường hợp đơn giản đến phức tạp; chứng minh quy nạp để đi đến công thức tổng quát. - Trị số xác suất qua n lần tổ hợp ngẫu nhiên giữa 2 khả năng a và b ở các sự kiện là kết quả khai triển của: (a+b) n = C n 0 a n b 0 + C n 1 a n - 1 b 1 + C n 2 a n - 2 b 2 + ... + C n a a 1 b n - 1 + Cna a0 bn Nếu các khả năng ở mỗi sự kiện có xác suất bằng nhau và không đổi qua các lần tổ hợp, do b = n – a nên C n a = C n b . Ta dễ thấy rằng trị số xác suất các trường hợp xảy ra luôn đối xứng. a. Tính xác suất đực và cái trong nhiều lần sinh * Tổng quát: - Mỗi lần sinh là một sự kiện hoàn toàn độc lập, và có 2 khả năng có thể xảy ra: hoặc đực hoặc cái với xác suất bằng nhau và = 1/2. - Xác suất xuất hiện đực, cái trong n lần sinh là kết quả của sự tổ hợp ngẫu nhiên: (♂+♀) (♂+♀)…(♂+♀) = (♂+♀) n n lần → Số khả năng xảy ra trong n lần sinh = 2 n - Gọi số ♂ là a, số ♀ là b → b = n – a - Số tổ hợp của a ♂ và b ♀ là kết quả của C n a Lưu ý: vì b = n – a nên ( C n a = C n b ) TỔNG QUÁT: - Xác suất trong n lần sinh có được a ♂ và b ♀ là kết quả của Cn / 2n a Lưu ý: ( C n a / 2 n = C n b / 2 n ) * Bài toán Một cặp vợ chồng dự kiến sinh 3 người con và muốn có được 2 người con trai và 1 người con gái. Khả năng thực hiện mong muốn đó là bao nhiêu? Giải Mỗi lần sinh là một sự kiện hoàn toàn độc lập, và có 2 khả năng có thể xảy ra: hoặc đực hoặc cái với xác suất bằng nhau và = 1/2 do đó: - Số khả năng xảy ra trong 3 lần sinh = 2 3 - Số tổ hợp của 2 ♂ và 1 ♀ = C 3 2 Năm học: 2010 – 2011 10
  12. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai → Khả năng để trong 3 lần sinh họ có được 2 trai và 1 gái = C 3 / 2 3 = 3!/2!1!2 3 = 3/8 2 b. Xác định tần số xuất hiện các alen trội hoặc lặn trong trường hợp nhiều cặp gen dị hợp PLĐL, tự thụ * Tổng quát: Cần lưu ý là chỉ áp dụng đối với trường hợp các cặp gen PLĐL và đều ở trạng thái dị hợp - Gọi n là số cặp gen dị hợp → số alen trong một KG = 2n - Số tổ hợp gen = 2 n x 2 n = 4 n - Gọi số alen trội ( hoặc lặn) là a → Số alen lặn ( hoặc trội) = 2n – a - Vì các cặp gen PLĐL tổ hợp ngẫu nhiên nên ta có: (T + L) (T + L) (T + L) = (T + L) n (Kí hiệu: T: trội, L: lặn) n lần - Số tổ hợp gen có a alen trội ( hoặc lặn ) = C 2 n a TỔNG QUÁT: Nếu có n cặp gen dị hợp,PLĐL, tự thụ thì tần số xuất hiện tổ hợp gen có a alen trội (hoặc lặn ) = C 2 n a / 4 n * Bài toán: Chiều cao cây do 3 cặp gen PLĐL, tác động cộng gộp quy định.Sự có mặt mỗi alen trội trong tổ hợp gen làm tăng chiều cao cây lên 5cm. Cây thấp nhất có chiều cao = 150cm. Cho cây có 3 cặp gen dị hợp tự thụ. Xác định: - Tần số xuất hiện tổ hợp gen có 1 alen trội, 4 alen trội. - Khả năng có được một cây có chiều cao 165cm Giải Tần số xuất hiện : tổ hợp gen có 1 alen trội = C 2 n a / 4 n = C 6 1 / 4 3 = 6/64 tổ hợp gen có 4 alen trội = C 2 n a / 4 n = C 6 4 / 4 3 = 15/64 - Cây có chiều cao 165cm hơn cây thấp nhất = 165cm – 150cm = 15cm → có 3 alen trội ( 3.5cm = 15cm ) Vậy khả năng có được một cây có chiều cao 165cm = C 6 3 / 4 3 = 20/64 c. Xác định tổng số kiểu gen, số kiểu gen đồng hợp, kiểu gen dị hợp trong trường hợp nhiều cặp gen PLĐL, mỗi gen có 2 hoặc nhiều alen * Tổng quát: Để xác định tổng số kiểu gen, số kiểu gen đồng hợp, kiểu gen dị hợp trong trường hợp nhiều cặp gen PLĐL, mỗi gen có 2 hoặc nhiều alen, giáo viên cần phải cho học sinh thấy rõ: Năm học: 2010 – 2011 11
  13. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai + Với mỗi gen: Phân tích và chứng minh số kiểu gen dị hợp, số kiểu gen đồng hợp , số kiểu gen của mỗi gen, chỉ ra mối quan hệ giữa 3 yếu tố đó với nhau và với số alen của mỗi gen: - Số alen của mỗi gen có thể lớn hơn hoặc bằng 2 nhưng trong kiểu gen luôn có mặt chỉ 2 trong số các alen đó. - Nếu gọi số alen của gen là r thì số kiểu gen dị hợp = C r 2 = r( r – 1)/2 - Số kiểu gen đồng hợp luôn bằng số alen = r - Số kiểu gen = số kiểu gen đồng hợp + số số kiểu gen dị hợp = r +r( r – 1)/2 = r( r + 1)/2 + Với nhiều gen: Do các gen PLĐL nên kết quả chung = tích các kết quả riêng. Vì vậy nên lập bảng sau: GEN SỐ SỐ KIỂU SỐ KG ĐỒNG SỐ KG DỊ ALEN/GEN GEN HỢP HỢP I 2 3 2 1 II 3 6 3 3 III 4 10 4 6 . . . . . . . . . . . . . . . n r r( r + 1)/2 r r( r – 1)/2 ( Lưu ý: thay vì tính r( r + 1)/2, có thể tính nhanh 1+ 2+ 3 +..+ r ) * Bài toán: Gen I và II lần lượt có 2,3 alen. Các gen PLĐL. Xác định trong quần thể: - Có bao nhiêu kiểu gen? - Có bao nhiêu kiểu gen đồng hợp về tất cả các gen? - Có bao nhiêu kiểu gen dị hợp về tất cả các gen? - Có bao nhiêu kiểu gen dị hợp về một cặp gen? - Có bao nhiêu kiểu gen ít nhất có một cặp gen dị hợp? Giải Dựa vào công thức tổng quát và do các cặp gen PLĐL nên kết quả chung bằng tích các kết quả riêng, ta có: + Số kiểu gen trong quần thể = r 1 (r 1 +1)/2 . r 2 (r 2 +1)/2 = 2(2+1)/2 . 3(3+1)/2 = 3.6 = 18 + Số kiểu gen đồng hợp về tất cả các gen trong quần thể = r 1 . r 2 = 2.3 = 6 Năm học: 2010 – 2011 12
  14. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai + Số kiểu gen dị hợp về tất cả các gen trong quần thể = r 1 (r 1 -1)/2 . r 2 (r 2 -1)/2 = 1.3 = 3 + Số kiểu gen dị hợp về một cặp gen: Kí hiệu : Đ: đồng hợp ; d: dị hợp Ở gen I có: (2Đ+ 1d) Ở gen II có: (3Đ + 3d) → Đối với cả 2 gen là kết quả khai triển của : (2Đ + 1d)(3Đ + 3d) = 2.3ĐĐ + 1.3dd+ 2.3Đd + 1.3Đd - Vậy số kiểu gen dị hợp về một cặp gen = 2.3 + 1.3 = 9 + Số kiểu gen dị hợp về ít nhất một cặp gen: Số kiểu gen dị hợp về ít nhất một cặp gen đồng nghĩa với việc tính tất cả các trường hợp trong kiểu gen có chứa cặp dị hợp, tức là bằng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp về tất cả các gen ( thay vì phải tính 1.3dd+ 2.3Đd + 1.3Đd ) -Vậy số kiểu gen trong đó ít nhất có một cặp dị hợp = số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp = 18 – 6 = 12 d. Xác định số trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời 2 hoặc nhiều đột biến lệch bội * Tổng quát Nếu bài toán là xác định số các trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời 2 hoặc nhiều đột biến, từ cách phân tích và chứng minh tương tự ở trên; giáo viên nên gợi ý cho học sinh để đi đến tổng quát sau: Gọi n là số cặp NST, ta có: DẠNG ĐỘT BIẾN SỐ TRƯỜNG HỢP TƯƠNG ỨNG VỚI CÁC CẶP NST Lệch bội đơn Cn1 = n Lệch bội kép C n 2 = n(n – 1)/2 Có a thể lệch bội khác nhau A n a = n!/(n –a)! * Bài toán: Bộ NST lưỡng bội của loài = 24. Xác định: - Có bao nhiêu trường hợp thể 3 có thể xảy ra? - Có bao nhiêu trường hợp thể 1 kép có thể xảy ra? - Có bao nhiêu trường hợp đồng thời xảy ra cả 3 đột biến; thể 0, thể 1 và thể 3? Giải + Số trường hợp thể 3 có thể xảy ra: 2n = 24→ n = 12 Năm học: 2010 – 2011 13
  15. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai Trường hợp này đơn giản, lệch bội có thể xảy ra ở mỗi cặp NST nên dễ dàng xác định số trường hợp = n = 12. Tuy nhiên nên lưu ý công thức tổng quát để giải quyết được những bài tập phức tạp hơn . Thực chất: số trường hợp thể 3 = C n 1 = n = 12 + Số trường hợp thể 1 kép có thể xảy ra: Phải hiểu được thể 1 kép tức đồng thời trong tế bào có 2 thể 1. Thực chất: số trường hợp thể 1 kép = C n 2 = n(n – 1)/2 = 12.11/2 = 66 + Số trường hợp đồng thời xảy ra cả 3 đột biến: thể 0, thể 1 và thể 3: Cần phân tích để thấy rằng: - Với thể lệch bội thứ nhất sẽ có n trường hợp tương ứng với n cặp NST. - Với thể lệch bội thứ hai sẽ có n – 1 trường hợp tương ứng với n – 1 cặp NST còn lại. - Với thể lệch bội thứ ba sẽ có n – 2 trường hợp tương ứng với n – 2 cặp NST còn lại. Kết quả = n(n – 1)(n – 2) = 12.11.10 =1320. Tuy nhiên cần lưu ý công thức tổng quát . -Thực chất: số trường hợp đồng thời xảy ra 3 thể lệch bội: A n a = n!/(n–a)! = 12!/(12–3)! = 12!/9! = 12.11.10 = 1320 g. Xác định tần số xuất hiện các tổ hợp gen khác nhau về nguồn gốc NST * Tổng quát: Để giải các bài toán về nguồn gốc NST đối với loài sinh sản hữu tính, cần phải hiểu được bản chất của cặp NST tương đồng: một có nguồn gốc từ bố, một có nguồn gốc từ mẹ. Trong giảm phân tạo giao tử thì: - Mỗi NST trong cặp tương đồng phân li về một giao tử nên tạo 2 loại giao tử có nguồn gốc khác nhau ( bố hoặc mẹ ). - Các cặp NST có sự PLĐL, tổ hợp tự do. Nếu gọi n là số cặp NST của tế bào thì: + Số giao tử khác nhau về nguồn gốc NST được tạo nên = 2 n . → Số tổ hợp các loại giao tử qua thụ tinh = 2 n . 2 n = 4 n Vì mỗi giao tử chỉ mang n NST từ n cặp tương đồng, có thể nhận mỗi bên từ bố hoặc mẹ ít nhất là 0 NST và nhiều nhất là n NST nên: + Số giao tử mang a NST của bố (hoặc mẹ) = C n a → Xác suất để một giao tử mang a NST từ bố (hoặc mẹ) = C n a / 2 n . Năm học: 2010 – 2011 14
  16. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai - Số tổ hợp gen có a NST từ ông (bà) nội (giao tử mang a NST của bố) và b NST từ ông (bà) ngoại (giao tử mang b NST của mẹ) = Cna . Cnb → Xác suất của một tổ hợp gen có mang a NST từ ông (bà) nội và b NST từ ông (bà) ngoại = C n a . C n b / 4 n * Bài toán Bộ NST lưỡng bội của người 2n = 46. - Có bao nhiêu trường hợp giao tử có mang 5 NST từ bố? - Xác suất một giao tử mang 5 NST từ mẹ là bao nhiêu? - Khả năng một người mang 1 NST của ông nội và 21 NST từ bà ngoại là bao nhiêu? Giải + Số trường hợp giao tử có mang 5 NST từ bố: C n a = C 2 3 5 + Xác suất một giao tử mang 5 NST từ mẹ: Cna / 2n = C235 / 223 . + Khả năng một người mang 1 NST của ông nội và 21 NST từ bà ngoại: C n a . C n b / 4 n = C 2 3 1 . C 2 3 2 1 / 4 2 3 = 11.(23) 2 / 4 2 3 h. Một số bài tập mở rộng Từ những kiến thức tổ hợp và xác suất cơ bản đã phân tích ở trên, vận dụng linh hoạt để giải những bài tập có phần phức tạp, trừu tượng hơn. Sau đây là một vài ví dụ: * Bài tập 1 Có 5 quả trứng sắp nở. Những khả năng nào về giới tính có thể xảy ra? Tính xác suất mỗi trường hợp? Giải: - Những khả năng về giới tính có thể xảy ra và xác suất mỗi trường hợp: Gọi a là xác suất nở ra con trống, b là xác suất nở ra con mái : ta có a = b = ½ 5 lần nở là kết quả của (a + b) 5 = C 5 0 a 5 b 0 + C 5 1 a 4 b 1 + C 5 2 a 3 b 2 + C 5 3 a 2 b 3 + C 5 4 a 1 b 4 + C 5 5 a 0 = a 5 + 5a 4 b 1 + 10a 3 b 2 + 10a 2 b 3 + 5a 1 b 4 + b5 Vậy có 6 khả năng xảy ra với xác suất như sau : - 5 trống = a5 = 1/2 5 = 1/32 4 1 5 - 4 trống + 1 mái = 5a b = 5. 1/2 = 5/32 3 2 5 - 3 trống + 2 mái = 10a b = 10.1/2 = 10/32 - 2 trống + 3 mái = 10a 3 b 2 = 10.1/2 5 = 10/32 - 1 trống + 4 mái = 5a 1 b 4 = 5.1/2 5 = 5/32 - 5 mái = b5 = 1/2 5 = 1/32 Năm học: 2010 – 2011 15
  17. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai * Bài tập 2 Bệnh máu khó đông ở người do đột biến gen lặn nằm trên NST giới tính X,alen trội tương ứng quy định người bình thường. Một gia đình có người chồng bình thường còn người vợ mang gen dị hợp về tính trạng trên. Họ có dự định sinh 2 người con. a. Những khả năng nào có thể xảy ra? Tính xác suất mỗi trường hợp? b. Xác suất để có được ít nhất 1 người con không bị bệnh là bao nhiêu? Giải Ta có SĐL P : XAY x XAXa F 1 : 1X A Y , 1X a Y , 1X A X A , 1X A X a Trường hợp này có liên quan đến giới tính, sự kiện có nhiều khả năng và xác suất các khả năng là không như nhau. Nhất thiết phải đặt a, b, c… cho mỗi khả năng. Từ kết quả lai ta có xác suất sinh con như sau: - Gọi a là xác suất sinh con trai bình thường : a = 1/4 - Gọi b là xác suất sinh con trai bị bệnh : b = 1/4 - Gọi c là xác suất sinh con gái bình thường: c = 1/4 + 1/4 = 1/2 a/ Các khả năng có thể xảy ra và xác suất mỗi trường hợp: Hai lần sinh là kết quả của (a + b + c) 2 = a 2 + b 2 + c 2 + 2ab + 2bc + 2ca. Vậy có 6 khả năng xảy ra với xác suất như sau : - 2 trai bình thường = a 2 = (1/4) 2 = 1/16 2 2 - 2 trai bệnh = b = (1/4) = 1/16 2 2 - 2 gái bình thường = c = (1/2) = 1/4 - 1 trai bình thường + 1 trai bệnh = 2ab = 2.1/4.1/4 = 1/8 - 1 trai bệnh + 1 gái bình thường = 2bc = 2.1/4.1/2 = 1/4 - 1 gái bình thường + 1 trai bình thường = 2bc = 2.1/2.1/4 = 1/4 b/ Xác suất để có ít nhất 1 người con không bị bệnh : Trong các trường hợp xét ở câu a, duy nhất có một trường hợp cả 2 người con đều mắc bệnh (2 trai bệnh) với xác suất = 1/16. Khả năng để ít nhất có được 1 người con không mắc bệnh đồng nghĩa với trừ trường hợp cả 2 người đều mắc bệnh. Vậy xác suất để có ít nhất 1 người con không bị bệnh=1/16 = 15/16. * Bài tập 3 Ở đậu Hà lan, tính trạng hạt màu vàng trội hoàn toàn so với tính trạng hạt màu xanh.Tính trạng do một gen quy định nằm trên NST Năm học: 2010 – 2011 16
  18. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai thường. Cho 5 cây tự thụ và sau khi thu hoạch lấy ngẫu nhiên mỗi cây một hạt đem gieo được các cây F 1 . Xác định: a/ Xác suất để ở F 1 cả 5 cây đều cho toàn hạt xanh? b/ Xác suất để ở F 1 có ít nhất 1 cây có thể cho được hạt vàng? Giải a/ Xác suất để ở F 1 cả 5 cây đều cho toàn hạt xanh: Ta có SĐL P: Aa x Aa F1 : 1AA , 2Aa , 1aa KH : 3/4 vàng : 1/4 xanh Nếu lấy ngẫu nhiên mỗi cây 1 hạt thì xác suất mỗi hạt lấy ra: 3/4 là hạt vàng , 1/4 là hạt xanh. Đây là trường hợp các khả năng có xác suất không như nhau. - Gọi a là xác suất hạt được lấy là màu vàng : a = 3/4 - Gọi b là xác suất hạt được lấy là màu xanh : b = 1/4 Xác suất 5 hạt lấy ra là kết quả của (a + b) 5 = a 5 + 5a 4 b 1 + 10a 3 b 2 + 10a 2 b 3 + 5a 1 b 4 + b 5 → Có 6 khả năng xảy ra, trong đó 5 hạt đều xanh = b 5 = (1/4) 5 . Để cả 5 cây F 1 đều cho toàn hạt xanh tức cả 5 hạt lấy ra đều là hạt xanh (aa) Vậy xác suất để ở F 1 cả 5 cây đều cho toàn hạt xanh = (1/4) 5 b/ Xác suất để ở F 1 có ít nhất 1 cây có thể cho được hạt vàng: F1 Ít nhất có 1 cây cho được hạt vàng đồng nghĩa với trừ trường hợp 5 hạt lấy ra đều xanh (aa) .Vậy xác suất để ở F 1 có ít nhất 1 cây có thể cho được hạt vàng = 1 – (1/4) 5 . ................................................................. Năm học: 2010 – 2011 17
  19. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai *KẾT QUẢ ÁP DỤNG SÁNG KIÊN KINH NGHIỆM Sáng kiến kinh nghiệm áp dụng trong học kì I năm học 2010-2011 trên đối tượng học sinh các lớp 12Toán,12 Lý,12 Hóa,12 Sinh,12Văn, 12Anh.Kết quả khảo sát khi cho học sinh thực hiện kiểm tra như sau: Lớp Sĩ số Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém 12T 35 10 15 10 0 0 12L 25 7 13 5 0 0 12H 34 8 17 9 0 0 12Sinh 23 8 10 4 1 0 12Anh 32 6 14 10 2 0 12Văn 32 7 15 8 2 0 Lớp 12Sinh là lớp học học theo chương trình nâng cao và lớp12Toán,12Hóa, 12Lý,12Anh,12 Văn là lớp học theo chương trình chuẩn. Kết quả khảo sát cho thấy đề tài áp dụng được cho cả 2 chương trình chuẩn và chương trình nâng cao. ................................................................ Năm học: 2010 – 2011 18
  20. GV: ĐINH THỊ HẢI HẬU - Trường THPT Chuyên tỉnh Lào Cai I. NHỮNG BÀI HỌC KINH NGHIỆM Sau khi thực hiện xong sáng kiến kinh nghiệm, bản thân cá nhân tôi nhận thấy rằng : 1. Đối với nội dung I: Khi học sinh thực hiện viết sơ đồ lai bằng cách sử dụng sáng kiến kinh nghiệm trên đã rút ngắn được thời gian làm bài ,có tính chính xác cao và học sinh dễ dàng thực hiện các phép lai nhiều tính trạng, các phép lai tổng hợp nhiều qui luật di truyền. Học sinh có thể bỏ qua khâu xác định giao tử.Đây là điểm mạnh của phương pháp này và cũng là nhược điểm vì đối với học sinh yếu kém thì các em không sử dụng thường xuyên cách tạo giao tử nên cách em thường quên cách tạo giao tử. Mặt khác, khi sử dụng phương pháp này thường dựa trên sáu phép lai một tính nên bắt buộc học sinh phải nhớ sáu phép lai này. Đối với đối tượng học sinh từ yếu trở lên các em thực hiện điều này dễ dàng nhưng đối với đối tượng học sinh kém lười thì hầu như các em không thực hiện được ngay ở bước đầu tiên nên khi thực hiện các bước sau gần như các em không theo kịp vì sáng kiến kinh nghiệm các khâu các bước đều có liên hệ mật thiết với nhau. 2. Đối với nội dung II: Khi thực hiện nội dung này Tôi thấy học sinh không còn ngại làm các bài toán tính xác suất nữa vì các công thức toán tổ hợp và cách tính toán học sinh đều đã biết, chỉ không biết trong trường hợp nào thì bài toán sinh học áp dụng công thức của toán tổ hợp. Nên khi được học nội dung này thì bài toán xác suất trong di truyền phân li độc lập lại luôn là các bài toán thú vị, hay vì nó là những vấn đề rất gần gũi trong cuộc sống. II.Ý NGHĨA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Sáng kiến kinh nghiệm có ý nghĩa trong việc giảng dạy bộ môn sinh học trong phần tính quy luật của hiện tượng di truyền. Giúp học sinh không cảm thấy phần bài tập ở chương này quá khó và quá nặng nhất là khi giải các bài toán tổng hợp (ví dụ bài 4 trang 67 SGK 12 chương trình chuẩn) III. KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG, TRIỂN KHAI Sáng kiến kinh nghiệm có khả năng áp dụng trên các bài tập di truyền học và có thể sử dụng trong bài tập di truyền giải theo phương pháp tự luận chỉ cần học sinh bổ sung thêm bước tạo giao tử. Phương hướng triển khai trên các đối tượng học sinh khi học chương "Tính quy luật của hiện tượng di truyền" IV. NHỮNG KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT Sau một thời gian nghiên cứu đề tài, tôi mạnh dạn với tổ chuyên môn có thể áp dụng phương pháp trên đối với mọi đối tượng học sinh khi học chương "Tính qui luật của hiện tượng di truyền" Năm học: 2010 – 2011 19
nguon tai.lieu . vn