Sáng kiến kinh nghiệm Một số kinh nghiệm trong việc hệ thống hoá các bài toán hoán vị gen

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Một số kinh nghiệm trong việc hệ thống hoá các bài toán hoán vị gen

1. Së Gd-§t Thanh Ho¸ Tr­êng THPT Th¹ch Thµnh 3 Hä vµ tªn: NguyÔn Gia Th¹ch Tæ chuyªn m«n : Ho¸ -Sinh Chøc vô: Gi¸o viªn-NTCM §¬n vÞ c«ng t¸c: Tr­êng THPT Th¹ch Thµnh 3 ®Ò tµi : Mét sè kinh nghiÖm trong viÖc hÖ thèng ho¸ c¸c bµi to¸n ho¸n vÞ gen PhÇn I §Æt vÊn ®Ò I. LÍ DO CHỌN §Ò tµi Thùc tÕ gi¶ng d¹y m«n sinh häc ë tr­êng THPT b¶n th©n t«i nhËn thÊy phÇn kiÕn thøc vÒ ho¸n vÞ gen lµ mét trong c¸c néi dung hay nh­ng khã, häc sinh thËm chÝ lµ mét sè ®ång nghiÖp vÉn cßn lóng tóng trong viÖc tiÕp cËn nhËn d¹ng, ph©n lo¹i vµ gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n ho¸n vÞ gen, h¬n n÷a d¹ng bµi tËp ho¸n vÞ gen th­êng xuyªn cã trong c¸c ®Ò thi ®¹i häc, ®Ò thi häc sinh giái . ViÖc ph©n lo¹i , gi¶i nhanh c¸c bµi to¸n ho¸n vÞ gen cã ý nghÜa trong viÖc n©ng cao thµnh tÝch häc tËp vµ ph¸t triÓn t­ duy cho häc sinh. Thêi gian gÇn ®©y mét sè ®ång nghiÖp, ®· nghiªn cøu vÒ vÊn ®Ò nµy, vµ chia sÎ kinh nghiÖm trong c¸c diÔn ®µn chuyªn m«n nh­ c¸c ®ång chÝ Nhung ( THPT Nh­ Thanh), ®/c H¶i( THPT Hµm Rång) C¸c SKKN cña c¸c ®ång chÝ nµy ®Òu cã nh÷ng nÐt ®éc ®¸o trong c¸ch tiÕp cËn c¸c bµi to¸n vÒ ho¸n vÞ gen, b¶n th©n t«i khi ®äc c¸c ®Ò tµi ®ã ®· häc hái ®­îc nhiÒu ®iÒu. Tuy nhiªn theo t«i c¸c SKKN ®ã chØ ®Ò xuÊt c¸ch tiÕp cËn ë mét sè khÝa c¹nh, ch­a cã tÝnh tæng qu¸t. §Ò tµi vÒ ho¸n vÞ gen tuy lµ mét vÊn ®Ò khã tuy nhiªn trong ph¹m vi ch­¬ng tr×nh THPT ®©y kh«ng ph¶i lµ vÊn ®Ò qu¸ réng. Theo t«i cÇn x©y dùng vµ cã thÓ x©y dùng c¸ch tiÕp cËn, gi¶i quyÕt c¸c bµi to¸n vÒ ho¸n vÞ gen mét c¸c cã hÖ thèng h¬n ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc «n luyÖn cho häc sinh vµ chia sÎ víi ®ång nghiÖp V× vậy t«i m¹nh d¹n giíi thiªu ®Ò tµi “ Mét sè kinh nghiÖm trong viÖc hÖ thèng ho¸ c¸c bµi to¸n ho¸n vÞ gen” II C¥ Së KHOA HäC -Trong qu¸ tr×nh gi¶m ph©n tạo giao tử tại kỳ trước của giảm ph©n I cã hiện tượng tiếp hợp hai NST kÐp của cặp tương đồng, cã thể xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn tương ứng giữa hai cr«matÝt kh¸c nguồn g©y nªn hiện tượng ho¸n vị gen -Tần sè ho¸n vị gen (f) thể hiện lực liªn kết giữa c¸c gen trªn NST - C¸c gen trªn NST cã xu h­íng kết với nhau là chủ yÕu. Nªn tÇn sè ho¸n vÞ kh«ng v­ît qu¸ 50% ( f 50% ) -Tần số ho¸n vị gen thể hiện khoảng c¸ch tương đối giữa c¸c gen trªn NST: c¸c gen nằm càng xa nhau th× tần số ho¸n vị gen càng lớn và ngược lại c¸c gen nằm gần nhau th× tần số ho¸n vị gen càng nhỏ. GV: NguyÔn Gia Th¹ch 1
2. Së Gd-§t Thanh Ho¸ Tr­êng THPT Th¹ch Thµnh 3 PhÇn II Gi¶I quyÕt vÊn ®Ò A.Tæng qu¸t vÒ c¸c d¹ng ho¸n vÞ gen trong ch­¬ng tr×nh sinh häc phæ th«ng * D¹ngI: Hai cÆp gen trªn mét cÆp NST + Bµi to¸n liªn quan ®Õn phÐp lai ph©n tÝch(Fa) + Bµi to¸n liªn quan ®Õn phÐp t¹p giao (F2) - Ho¸n vÞ hai bªn, kiÓu gen gièng nhau( Cïng dÞ hîp ®Òu, hoÆc cïng dÞ hîp chÐo. - Ho¸n vÞ mét bªn( Bªn liªn kÕt hoµn toµn ph¶i dÞ hîp ®Òu) - Ho¸n vÞ hai bªn kiÓu gen kh¸c nhau( Mét bªn dÞ hîp ®Òu mét bªn dÞ hîp chÐo). - Ho¸n vÞ gen ®ång thêi tréi kh«ng hoµn toµn. - Ho¸n vÞ gen trªn NST giíi tÝnh ( gen lÆn trªn NST X) - Tr­êng hîp ®Æc biÖt: ho¸n vÞ mét bªn, c¶ hai bªn cïng dÞ hîp chÐo f=40% cho tØ lÖ kiÓu h×nh 1:2:1 t­¬ng tù liªn kÕt gen hoµn toµn. - Tr­êng hîp bµi ra cho tØ lÖ c¬ thÓ mang 1 tÝnh tréi, mét tÝnh lÆn. *D¹ng II: Ba cÆp gen trªn hai cÆp NST quy ®Þnh 3 cÆp tÝnh tr¹ng. + Bµi to¸n liªn quan ®Õn phÐp lai ph©n tÝch(Fa) + Bµi to¸n liªn quan ®Õn phÐp t¹p giao (F2) *D¹ng III: Ba cÆp gen trªn hai cÆp NST quy ®Þnh 2 tÝnh tr¹ng ( tÝnh tr¹ng thø nhÊt di truyÒn theo quy luËt t­¬ng t¸c gen, tÝnh tr¹ng cßn l¹i lµ tÝnh tr¹ng ®¬n gen , cÆp NST quy ®Þnh tÝnh tr¹ng nµy liªn kÕt víi mét trong hai cÆp cña kiÓu t­¬ng t¸c ë tÝnh tr¹ng thø nhÊt. *D¹ng IV. Tr­êng hîp cã nhiÒu h¬n ba cÆp gen trong ®ã cã hai cÆp gen cïng n»m trªn mét cÆp nhiÔm s¾c thÓ liªn kÕt kh«ng hoµn toµn. * D¹ng V : Ba cÆp gen trªn mét cÆp NST + Trao ®æi chÐo ®¬n (T¹i hai chç kh«ng cïng lóc) + Trao ®æi chÐo kÐp (T¹i hai chç cïng lóc vµ kh«ng cïng lóc) GV: NguyÔn Gia Th¹ch 2
3. Së Gd-§t Thanh Ho¸ Tr­êng THPT Th¹ch Thµnh 3 B. c¸ch nhËn d¹ng, tÝnh tÇn sè ho¸n vÞ gen, tØ lÖ kiÓu h×nh I. D¹ngI:Hai cÆp gen trªn mét cÆp NST 1. TÝnh tÇn sè ho¸n vÞ gen th«ng qua lai ph©n tÝch * NhËn d¹ng: §êi con xuÊt hiÖn 4 lo¹i kiÓu h×nh chia thµnh 2 nhãm: 2 lo¹i kiÓu h×nh cã tØ lÖ lín vµ b»ng nhau, hai lo¹i kiÓu h×nh cã tØ lÖ nhá vµ b»ng nhau. +TÇn sè ho¸n vÞ= tæng sè( tæng tØ lÖ ) c¸c kiÓu h×nh cã tØ lÖ nhá Tæng sè ®êi lai ph©n tÝch +kiÓu h×nh bè mÑ (P): AB - NÕu nhãm cã tØ lÖ kiÓu h×nh nhá kh¸c P th× c¬ thÓ dÞ hîp ë P lµ dÞ hîp ®Òu( ) ab Ad - NÕu nhãm cã tØ lÖ kiÓu h×nh nhá gièng P th× c¬ thÓ dÞ hîp ë P lµ dÞ hîp chÐo ( ) aD 2. TÝnh tÇn sè ho¸n vÞ qua phÐp t¹p giao (F2) a. Ho¸n vÞ hai bªn, kiÓu gen gièng nhau( Cïng dÞ hîp ®Òu, hoÆc cïng dÞ hîp chÐo) * NhËn d¹ng: NÕu bµi to¸n cho tõ P-> F1 -> F2 th× kiÓu gen c¬ thÓ dÞ hîp chän lµm bè mÑ ph¶i gièng nhau, hoÆc bµi to¸n cho lai c¸c c©y cã kiÓu h×nh tréi víi nhau ®êi con thu ®­îc 4 lo¹i kiÓu h×nh víi tØ lÖ kh¸c 9:3:3:1( NÕu t¸ch xÐt riªng tõng tÝnh tr¹ng th× tØ lÖ ph©n li ®Òu lµ 3:1). Ngoµi ra ®Ò bµi cßn cho thªm c¸c d÷ kiÖn: - Mäi diÔn biÕn NST cña tÕ bµo sinh tinh vµ tÕ bµo trøng lµ nh­ nhau trong gi¶m ph©n. -Mäi diÔn biÕn NST cña tÕ bµo sinh no·n vµ tÕ bµo sinh h¹t phÊn lµ nh­ nhau trong gi¶m ph©n. -Mäi diÔn biÕn NST cña tÕ bµo sinh giao tö ®ùc vµ tÕ bµo sinhgiao tö c¸i lµ nh­ nhau trong gi¶m ph©n. - Ho¸n vÞ gen ( trao ®æi chÐo) x¶y ra ë c¶ hai bªn bè vµ mÑ. * C¸ch tÝnh tÇn sè ho¸n vÞ gen: - C¶ bè vµ mÑ ®Òu sinh ra giao tö ab víi tØ lÖ b»ng nhau (m%) ab -Dùa vµo tØ lÖ c¬ thÓ mang hai tÝnh tr¹ng lÆn (k%) cã kiÕu gen cã tØ lÖ b»ng m ab x m ab ab. - Ta cã m= c¨n bËc hai cña k. * NÕu m>25% th× kiÓu gen bè mÑ lµ dÞ hîp ®Òu vµ tÇn sè ho¸n vÞ gen f = 100%- 2m * NÕu m<25% th× kiÓu gen bè mÑ lµ dÞ hîp chÐo vµ tÇn sè ho¸n vÞ gen f = 2m * TØ lÖ c¸c lo¹i kiÓu h×nh ë ®êi con.( T«i thèng nhÊt víi c¸ch tiÕp cËn, khai th¸c cña c¸c ®Ò tµi tr­íc ®ã ®Æc biÖt lµ ®Ò tµi cña ®/c Nhung (thpt Nh­ Thanh) - TØ lÖ c¬ thÓ mang 2 tÝnh tr¹ng tréi: 50% + k - TØ lÖ c¬ thÓ mang 1 tÝnh tr¹ng tréi: 25% - k - TØ lÖ c¬ thÓ mang 2 tÝnh tr¹ng lÆn : k * Bµi tËp ¸p dông. GV: NguyÔn Gia Th¹ch 3
4. Së Gd-§t Thanh Ho¸ Tr­êng THPT Th¹ch Thµnh 3 - Cho hai gi«ng lóa thuÇn chñng th©n cao h¹t dµi vµ th©n thÊp h¹t trßn lai víi nhau F1 thu ®­îc ®ång lo¹t c©y th©n cao h¹t trßn. TiÕp tôc cho F1 lai víi nhau thu ®­îc F2 ph©n li theo tØ lÖ: 54% c©y cao h¹t trßn 21% c©y cao h¹t dµi 21% c©y thÊp h¹t trßn 4% c©y thÊp h¹t dµi BiÕt r»ng mçi gen quy ®inh mét tÝnh tr¹ng vµ mäi diÔn biÕn NST ë tÕ bµo sinh no·n vµ sinh h¹t phÊn lµ nh­ nhau trong gi¶m ph©n. a.biÖn luËn vµ viÕt s¬ ®å lai tõ P->F2 b.NÕu tØ lÖ c©y thÊp h¹t dµi thu ®­îc lµ 1% . X¸c ®Þnh tÇn sè ho¸n vÞ gen vµ tØ lÖ c¸c kiÓu h×nh cßn l¹i. Tãm t¾t c¸ch gi¶i. a. - §©y lµ d¹ng ho¸n vÞ gen 2 bªn, kiÓu gen gièng nhau. - m = 20% F1 dÞ hîp chÐo. - F= 40% - S¬ ®å lai viÕt dùa vµo kiÓu gen cña F1, P vµ tÇn sè ho¸n vÞ f. b. th©n thÊp h¹t dµi lµ c¸c tÝnh tr¹ng lÆn tØ lÖ 1% - k= 1% = m ab x m ab - m= 10% F1 dÞ hîp chÐo - f= 20% - Th©n cao h¹t trßn = 50% +1% =51% Th©n cao h¹t dµi = 25%-1%= 24% Th©n thÊp h¹t trßn = 25%-1%= 24% Bµi to¸n 2 Cho những cây đậu F1 có cùng kiểu gen với kiểu hình hoa tím, hạt phấn dài tự thụ phấn. F2 thu được tỉ lệ phân tính kiểu hình: 50,16% hoa tím, hạt phấn dài : 24,84% hoa tím, hạt phấn tròn : 24,84% hoa đỏ, hạt phấn dài : 0,16% hoa đỏ, hạt phấn tròn Biện luận và viết sơ đồ lai từ F1 đến F2 ( cho biết mỗi gen quy định một tính trạng ) Tãm t¾t c¸ch gi¶i. * NhËn d¹ng: Tỉ lệ phân tính kiểu hình ở F 2: 50,16% : 28,84% : 28,84% : 0,16% 9 : 3: 3:1 Đây là kết quả của hiện tượng di truyền hoán vị gen. ab * C¸ch tÝnh tÇn sè ho¸n vi gen : F2 hoa đỏ, hạt phấn tròn ( ) = 0,16% = 4% ab x 4% ab - ab > Hoán vị gen xảy ra cả hai bên bố mẹ F1 đem lai Ab AB = ab = 4% 25% -> F1 dÞ hîp chÐo và aB tần số HVG( f) = 2 x 4% = 8% * Lập sơ đồ lai : dùa vµo kiÓu gen cña P, F1, tÇn sè ho¸n vÞ gen thu ®­îc kÕt qu¶ phï hîp víi tØ lÖ ®Ò bµi. F2 50,16% hoa tím, hạt phấn dài ; 24,84% hoa tím, hạt phấn tròn 24,84% hoa đỏ, hạt phấn dài ; 0,16% hoa đỏ, hạt phấn tròn GV: NguyÔn Gia Th¹ch 4
5. Së Gd-§t Thanh Ho¸ Tr­êng THPT Th¹ch Thµnh 3 bHo¸n vÞ mét bªn( bªn liªn kÕt hoµn toµn ph¶i dÞ hîp ®Òu) * NhËn d¹ng: Bµi to¸n cho lai c¸c c©y cã kiÓu h×nh tréi víi nhau ®êi con thu ®­îc 4 lo¹i kiÓu h×nh víi tØ lÖ kh¸c 9:3:3:1( NÕu t¸ch xÐt riªng tõng tÝnh tr¹ng th× tØ lÖ ph©n li ®Òu lµ 3:1). Ngoµi ra ®Ò bµi cßn cho thªm c¸c d÷ kiÖn: - CÊu tróc NST cña tÕ bµo sinh tinh hoÆc tÕ bµo trøng kh«ng thay ®æi trong gi¶m ph©n - CÊu tróc NST cña tÕ bµo sinh no·n hoÆc tÕ bµo sinh h¹t phÊn kh«ng thay ®æi trong gi¶m ph©n. - CÊu tróc NST cña tÕ bµo sinh giao tö ®ùc hoÆc tÕ bµo sinhgiao tö c¸i kh«ng thay ®æi trong gi¶m ph©n. - Ho¸n vÞ gen ( trao ®æi chÐo) chØ x¶y ra ë mét bªn bè hoÆc mÑ. - Tr­êng hîp ®Ò bµi kh«ng cho c¸c d÷ kiÖn trªn nh­ng ë mét sè loµi qua nghiªn cøu x¸c ®Þnh ®­îc ho¸n vÞ gen chØ x¶y ra ë mét giíi, vÝ dô ruåi giÊm chØ x¶y ra ho¸n vÞ ë giíi c¸I, t»m d©u chØ x¶y ra ho¸n vÞ ë giíi ®ùc v× vËy khi ®Ò bµi cho ë c¸c loµi nµy ph¶I khai th¸c theo h­íng ho¸n vÞ gen mét bªn míi cho kÕt qu¶ ®óng. * C¸ch tÝnh tÇn sè ho¸n vÞ gen: - C¶ hai bªn ®Òu sinh ra giao tö ab, bªn liªn kÕt hoµn toµn cho giao tö ab víi tØ lÖ 50%, bªn ho¸n vÞ cho giao tö ab víi tØ lÖ m% ab -Dùa vµo tØ lÖ c¬ thÓ mang hai tÝnh tr¹ng lÆn (k%) cã kiÕu gen cã tØ lÖ b»ng m ab x ab 50%. - Ta cã m= 2k. * NÕu m>25% th× kiÓu gen c¬ thÓ cã ho¸n vÞ lµ dÞ hîp ®Òu vµ tÇn sè ho¸n vÞ gen f = 100%- 2m * NÕu m<25% th× kiÓu gen c¬ thÓ cã ho¸n vÞ lµ dÞ hîp chÐo vµ tÇn sè ho¸n vÞ gen f = 2m * TØ lÖ c¸c lo¹i kiÓu h×nh ë ®êi con - TØ lÖ c¬ thÓ mang 2 tÝnh tr¹ng tréi: 50% + k - TØ lÖ c¬ thÓ mang 1 tÝnh tr¹ng tréi: 25% - k - TØ lÖ c¬ thÓ mang 2 tÝnh tr¹ng lÆn : k * Bµi tËp ¸p dông Khi cho giao phối giữa hai nòi ruồi giấm thuần chủng : Thân xám cánh dài với thân đen cánh ngắn, F1 thu được toàn thân xám cánh dài , cho F1 tạp giao thu được F2 có tỉ lệ phân li như sau: 70% Xám, dài 20% Đen, ngắn 5% Xám, ngắn 5% Đen, dài Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 ( sự hoán vị chỉ xảy ra ở ruồi cái ) Tãm t¾t c¸ch gi¶i *NhËn d¹ng: §©y lµ d¹ng ho¸n vÞ gen x¶y ra ë mét bªn( ruåi c¸i) * C¸ch tÝnh tÇn sè ho¸n vÞ gen ab F1 Đen, Ngắn ( ) = 20% = 40% ab x 50% ab ab GV: NguyÔn Gia Th¹ch 5