Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập di truyền về hoán vị gen và tương tác gen

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập di truyền về hoán vị gen và tương tác gen

1. Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Nho Quan B 1 phần I. đặt vấn đề I. lí do chọn đề tài Một trong những nhiệm vụ trọng tâm của dạy học nói chung và dạy môn sinh học nói riêng là phát triển tư duy sáng tạo và khả năng phân tích của học sinh, vì vậy việc dạy học sinh giải quyết được các bài tập có vai trò rất lớn trong quá trình hình thành cho học sinh những phẩm chất đó. Xong việc giải được bài tập sinh học cũng rất khó khăn cho học sinh vì lượng kiến thức trong một tiết nhiều, số tiết ôn tập ít (một học kì tối đa có 2 tiết). Mặt khác từ năm học 2006 - 2007 đến nay Bộ Giáo Dục và Đào Tạo đã có chủ chương thi tốt nghiệp và thi đại học môn sinh học theo hình thức thi trắc nghiệm vì vậy yêu cầu học sinh phải trả lời đựơc câu hỏi bài tập một cách nhanh, chính xác. Từ động cơ đúng đắn đó đã thôi thúc tôi chọn một đề tài nghiên cứu là "Phương pháp giải bài tập di truyền về hoán vị gen và tương tác gen" Trong đề tài này tôi đã hệ thống được phương pháp giải bài tập về hoán vị gen, đưa ra được những nội dung chủ yếu để học sinh dễ hiểu và làm bài nhanh chóng. Đặc biệt tôi đã tìm ra được phương pháp giải bài tập về tương tác gen một cách khoa học, dễ hiểu, tìm kết quả nhanh mà trong các sách tham khảo chưa đưa ra phương pháp này. Trong thực tiễn giảng dạy bản thân tôi đã áp dụng và nhận thấy học sinh dễ hiểu, đạt hiệu quả cao. II. Mục đích nghiên cứu Qua nghiên cứu và thực hiện đề tài này bản thân tôi mong muốn cung cấp những kiến thức cơ bản, khoa học từ đó giúp cho học sinh giải quyết được nhiều vấn đề. Học sinh giải được các bài toán về hoán vị gen và tương tác gen một cách chính xác, khoa học và nhanh đặc biệt là học sinh có kĩ năng trả lời câu hỏi trắc nghiệm về bài toán hoán vị gen và tương tác gen. III. Nhiệm vụ nghiên cứu Để giúp học sinh trả lời nhanh những câu hỏi trắc nghiệm về bài toán hoán vị gen và tương tác gen đề tài này có nhiệm vụ nghiên cứu về: - Phương pháp giải bài tập về hoán vị gen: + Phương pháp nhận dạng bài tập thuộc qui luật hoán vị gen. + Phương pháp tính tần số hoán vị gen. - Phương pháp giải bài tập về tương tác gen + Những kiến thức cơ bản về tương tác gen + Phương pháp nhận dạng bài tập thuộc qui luật tương tác gen. IV. đối tương nghiên cứu Đề tài này tập trung nghiên cứu về phương pháp giải bài tập về hoán vị gen và tương tác gen trong chương trình sinh học 12. V. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu: tập trung trong chương trình sinh học 12. GV: Đinh thị Hoa Tổ Hoá - Sinh - Kỹ
2. Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Nho Quan B 2 - Thời gian tiến hành: đã nghiên cứu và vận dụng dạy học sinh trong nhiều năm, tiến hành báo cáo kinh nghiệm năm 2009. VI. Phương pháp nghiên cứu Trong quá trình nghiên cứu bản thân đã áp dụng nhiều phương pháp rồi tổng hợp lại để tìm ra những phương pháp khoa học nhất nhằm đặt hiệu quả cao. phần II. giải quyết vấn đề chương I. NHững cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn của đề tài I. Cở sở lí luận Trong chương trình sinh học lớp 12, chương II - Tính qui luật của hiện tượng sdi truyền đã đề cập đến các qui luật di truyền phân li, phân li độc lập của Men Đen; các qui luật liên kết gen, hoán vị gen của Mooc Gan; tương tác gen và tác động đa hiệu của gen .Việc giải quyết bài tập về các qui luật di truyền học sinh thường gặp phải một số khó khăn sau: - Nhận dạng bài toán thuộc qui luật di truyền nào? - Từ kết quả của phép lai suy ra kiểu gen của bố mẹ bằng cách nào? Vì vậy khi dạy bài tập về qui luật di truyền giáo viên cần phải hệ thống phương pháp chung để giải bài tập và đưa ra được những đặc trưng riêng của mỗi qui luật. II. Cơ sở thực tiễn Xuất phát từ thực tế bài “Tương tác gen và tác động đa hiệu của gen” và “Liên kết gen và hoán vị gen” chỉ được dạy trên lớp 1tiết/1 bài. Kiến thức trừu tượng, thời gian ít. Nên để học sinh hiểu lí thuyết và giải quyết được bài tập về hoán vị gen và tương tác gen là rất khó khăn. Mặt khác giúp học sinh tìm nhanh kết quả của bài tập để trả lời trắc nghiệm càng khó hơn. Để giải quyết vấn đề này bản thân tôi qua nghiên cứu và giảng dạy đã hệ thống được các phương pháp giải bài tập về hoán vị gen và tương tác gen đặc biệt còn tìm ra phương pháp gải bài tập về tương tác gen một cách khoa học, nhanh chóng .Xin được trình bày để quý đồng nghiệp cùng học sinh tham khảo, vận dụng vào thực tiễn giảng dạy và học tập. chương II. Nội dung của đề tài Phần I. Phương pháp giải bài tập về hoán vị gen A. Phương pháp giải bài tập I. Phương pháp nhận dạng bài tập thuộc quy luật hoán vị ge n. GV: Đinh thị Hoa Tổ Hoá - Sinh - Kỹ
3. Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Nho Quan B 3 Khi mỗi gen qui định một tính trạng trội, lặn hoàn toàn. Khi xét sự di truyền về 2 cặp tính trạng, nếu xảy ra một trong các biểu hiện sau, ta kết luận sự di truyền 2 cặp tính trạng đó, tuân theo qui luật di truyền hoán vị gen. 1. Phương pháp 1 *) Khi tự thụ phấn hoặc giao phối giữa 2 cặp gen, nếu kết quả thế hệ lai xuất hiện 4 kiểu hình, tỉ lệ khác 9:3:3:1, ta kết luận 2 cặp tính trạng đó được di truyền theo qui luật hoán vị gen. P:(Aa,Bb) x (Aa,Bb) -> F1 có 4 kiểu hình tỉ lệ khác 9:3:3:1 => qui luật hoán vị gen. *) Khi lai phân tích cá thể dị hợp về 2 cặp gen, nếu FA xuất hiện 4 kiểu hình tỉ lệ khác 1:1:1:1, ta kết luận 2 cặp tính trạng đó được di truyền theo qui luật hoán vị gen. P:(Aa,Bb) x (aa,bb) -> F1 có 4 kiểu hình tỉ lệ khác 1:1:1:1 => qui luật hoán vị gen. *) Tổng quát: nếu tỉ lệ chung của cả 2 tính trạng không bằng tích các nhóm tỉ lệ khi xét riêng, ta kết luận 2 cặp tính trạng đó được di truyền theo qui luật hoán vị gen. II. phương pháp tính tần số hoán vị gen II1. Tính tần số hoán vị gen dựa vào tỉ lệ loại giao tử liên kết hay loại giao tử hoán vị TSHVG (f) = % 1 loại giao tử hoán vị x số loại giao tử hoán vị. TSHVG (f) = 100% - (% 1 loại giao tử liên kết x số loại giao tử liên kết) *) Chú ý: + Trường hợp một kiểu gen tạo ra 4 loại giao tử: - Các loại giao tử liên kết luôn chiếm tỉ lệ bằng nhau và lớn hơn 25%. - Các loại giao tử hoán vị luôn chiếm tỉ lệ bằng nhau và nhỏ hơn 25%. - Tổng % 1 loại giao tử liên kết với 1 loại giao tử hoán vị là 50%. + Trường hợp một kiểu gen tạo ra 8 loại giao tử: - Các loại giao tử liên kết luôn chiếm tỉ lệ bằng nhau và lớn hơn 12,5%. - Các loại giao tử hoán vị luôn chiếm tỉ lệ bằng nhau và nhỏ hơn 12,5%. - Tổng % 1 loại giao tử liên kết với 1 loại giao tử hoán vị là 25%. II2. Tính tần số hoán vị gen trong phép lai II2-1: Tính TSHVG trong phép lai phân tích 1. Khi kiểu gen cuả bố (mẹ) có 2 gen trội cùng nằm trên 1 NST (dị hợp cân). TSHVG = Tổng % 2 loại kiểu hình khác bố, mẹ. Tổng số cá thể có kiểu hình khác bố, mẹ x 100% TSHVGTSHVG = Tổng số cá thể có thu được qua nghiên cứu 2. Khi kiểu gen cuả bố (mẹ) có mỗi gen trội nằm trên một NST của cặp NST tương đồng (dị hợp lệch). TSHVG = Tổng % 2 loại kiểu hình giống bố, mẹ. Tổng số cá thể có kiểu hình giống bố, mẹ x 100% TSHVG = GV: Đinh thị HoaTổng số cá thể có thu được qua nghiên Tổ Hoá cứu - Sinh - Kỹ
4. Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Nho Quan B 4 3. Khi chưa xác định được kiểu gen của bố (mẹ) là dị hợp cân hay dị hợp lệch. TSHVG = Tổng % 2 loại kiểu hình chiếm tỉ lệ ít. Tổng số cá thể có kiểu hình ít x 100% TSHVG = Tổng số cá thể có thu được qua nghiên cứu Tổng số cá thể mang gen hoán vị x 100% TSHVG = Tổng số cá thể có thu được qua nghiên cứu Sau đó tìm kiểu gen của bố (mẹ) bằng cách: *) Dựa vào tỉ lệ kiểu hình của đời con: - Nếu kiểu hình khác bố, mẹ chiếm tỉ lệ ít -> bố (mẹ) có kiểu gen dị hợp cân. - Nếu kiểu hình giống bố, mẹ chiếm tỉ lệ ít -> bố (mẹ) có kiểu gen dị hợp lệch. *) Dựa vào tỉ lệ % của các loại giao tử: VD: Nếu bố (mẹ) khi giảm phân tạo ra giao tử: AB = ab có tỉ lệ lớn hơn 25% -> giao tử liên kết aB = Ab có tỉ lệ nhỏ hơn 25% -> giao tử hoán vị AB => KG của bố (mẹ): ab 4. Từ kết quả của phép lai ta phân tích tỉ lệ % của kiểu hình mang cả 2 tính trạng lặn để xác định TSHVG và kiểu gen của bố (mẹ). VD: Thí nghiệm của Moocgan: Ruồi cái thân xám, cánh dài dị hợp 2 cặp gen lai phân tích với đực thân đen, cánh cụt thu được FA: 41,5% thân xám, cánh dài: 41,5% thân đen, cánh cụt 8,5% thân xám, cánh dài: 8,5% thân đen, cánh dài. Hãy xác định TSHVG và kiểu gen của ruồi bố, mẹ đem lai. Bài làm - Thân xám, cánh dài là tính trạng trội so với thân đen, cánh cụt Qui ước: A:Thân xám a: Thân đen B: Cánh dài b: cánh cụt ab - Ta có: 41,5% thân đen, cánh cụt 41,5% = 41,5% ab x 100% ab ab + 100% ab là giao tử được tạo ra từ ruồi đực thân đen, cánh cụt + 41,5% ab là giao tử liên kết (vì lớn hơn 25%) được tạo ra từ ruồi cái thân xám, cánh dài. -> TSHVG = 100% -( 41,5 % .2) = 17% AB ab Kiểu gen của ruồi bố, mẹ đem lai là: x ab ab GV: Đinh thị Hoa Tổ Hoá - Sinh - Kỹ
5. Sáng kiến kinh nghiệm Trường THPT Nho Quan B 5 II2-2.Tính TSHVG trong phép lai (F1xF1 hoặc F1 với cơ thể khác) Từ kết quả dựa vào tỉ lệ % của cơ thể mang cả 2 tính trạng lặn hoặc tỉ lệ % của cơ thể mang tính trạng lặn, trội(trội, lặn). 1. Nếu biết tỉ lệ % kiểu hình của cơ thể mang cả 2 tính trạng lặn (giả sử là y%) *) Nếu y% không phải là số chính phương -> HVG chỉ xảy ra ở một giới đực hoặc cái. ab Ta có: cơ thể mang cả 2 tính trạng lặn có kiểu gen ab ab y% = x% ab x 50% ab ab + Giao tử 50% ab là giao tử được tạo ra từ cơ thể không có hoán vị gen. + Giao tử x% ab là giao tử được tạo ra từ cơ thể có hoán vị gen. -> y% = x% x 50% -> %x = 2 %y Dựa vào x để xác định kiểu gen của bố, mẹ và TSHVG. *) Nếu y% là số chính phương -> HVG có thể xảy ra ở 1 giới hoặc cả 2 giới (tuỳ từng loài). Trường hợp 1:HVG xảy ra ở 1 giới: cách làm tương tự trên. Trường hợp 2: HVG xảy ra ở cả 2 giới với tần số ngang nhau. ab Ta có: cơ thể mang cả 2 tính trạng lặn có kiểu gen ab ab y% = x% ab x x% ab ab x% ab là những giao tử được tạo ra từ 2 cơ thể bố, mẹ có HVG -> y% = x%.x% -> x Dựa vào x để xác định kiểu gen của bố, mẹ và TSHVG. 2. Nếu biết tỉ lệ % kiểu hình của cơ thể mangs tính trạng trội, lặn hoặc lặn, trội (giả sử là a%). Ab 2.1: Cách 1: Cơ thể mang tính trạng trội, lặn có kiểu gen . b Ab Ab Ab Ta có: 3 = 1 + 2 (Khi hoán vị gen xảy ra ở cả 2 giới)s b Ab ab 1 Cách 1: Đặt: %Ab = x -> %ab = - x 2 Ab 1 a% = 1(x Ab . x Ab) +{2 ( x Ab . ( - x) ab} b 2 1 -> a% = x . x + 2{x. ( -x)} - x2 + x - a% = 0 2 Tìm x, biện luận theo x để xác định TSHVG và kiểu gen của bố, mẹ. Cách 2: Đặt: %AB = x % ab = y Ab a% = 1(x Ab . x Ab) +2 (x Ab . y ab) b 1 -> a% = x2 + 2xy mặt khác: x+y = 2 GV: Đinh thị Hoa Tổ Hoá - Sinh - Kỹ