Lời giới thiệu
Trong chương trình sinh học lớp 12, phần quy luật di truyền, đặc biệt là di truyền liên kết, hoán vị gen và di truyền liên kết với giới tính, thường là thách thức lớn đối với học sinh Các bài tập trong phần này yêu cầu tư duy sâu sắc, khả năng tính toán nhanh và kết nối nhiều kỹ năng khác nhau, dẫn đến nhiều khó khăn khi giải quyết Thống kê từ các đề thi tuyển sinh Đại học và Trung học phổ thông quốc gia trong những năm gần đây cho thấy có nhiều câu hỏi liên quan đến quy luật di truyền, đặc biệt là những câu hỏi tích hợp nhiều quy luật, càng làm tăng độ khó cho học sinh.
Sau nhiều năm giảng dạy môn Sinh học, tôi nhận thấy học sinh trường THPT Ngô Gia Tự thường gặp khó khăn trong việc giải các câu hỏi tích hợp quy luật di truyền, dẫn đến kết quả thi không cao Để khắc phục tình trạng này, tôi đã quyết định chọn chuyên đề “Phân loại và phương pháp giải bài tập tích hợp quy luật di truyền” nhằm hỗ trợ việc dạy và học kiến thức này tại trường, đồng thời hy vọng tài liệu này sẽ hữu ích cho các đồng nghiệp trong ngành giáo dục.
Tên sáng kiến
Phân loại và phương pháp giải bài tập tích hợp quy luật di truyền.
Lĩnh vực áp dụng sáng kiến
Sáng kiến trong lĩnh vực giáo dục nhằm nâng cao chất lượng học tập môn Sinh học thông qua việc phân loại và áp dụng phương pháp giải bài tập tích hợp quy luật di truyền, giúp học sinh hiểu sâu hơn về kiến thức và cải thiện kết quả học tập.
Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử
Mô tả bản chất của sáng kiến
Nội dung sáng kiến…
7.1.1 Giới thiệu chung về bài toán tích hợp các quy luật di truyền
Toán tích hợp các quy luật di truyền là dạng bài toán sinh học đặc biệt, trong đó có sự kết hợp của hai hoặc nhiều quy luật di truyền khác nhau.
Có rất nhiều dạng toán tích hợp quy luật di truyền Tuy nhiên, trong phạm vi chuyên đề này tôi chỉ mới đưa vào được 6 dạng bài như sau:
- Tích hợp giữa quy luật của Medel với quy luật liên kết và hoán vị gen.
- Tích hợp giữa liên kết và tác động qua lại các gen gen.
- Tích hợp giữa hoán vị gen và tác động qua lại các gen gen.
- Tích hợp giữa di truyền liên kết giới tính với phân li độc lập.
- Tích hợp giữa di truyền liên kết giới tính với hoán vị gen.
- Tích hợp giữa di truyền liên kết giới tính với tương tác gen.
7.1.1.3 Phân biệt các quy luật di truyền riêng rẽ.
Để hoàn thành bài tập tích hợp các quy luật di truyền, học sinh cần nắm vững từng quy luật riêng lẻ, bao gồm nội dung, cơ sở tế bào, điều kiện áp dụng, ý nghĩa và tỷ lệ nhận biết đặc trưng của từng quy luật.
- Do vậy tôi làm bảng thống kê các quy luật về các nội dung đó.
Nội dung Cơ sở tế bào Điều kiện nghiệm đúng Ý nghĩa
- Mỗi tính trạng do một cặp alen quy định, một có nguồn gốc từ bố, một có nguồn gốc từ mẹ
- Khi Gp các alen phân li đồng đều về các giao tử
- Trong tế bào sinh dưỡng, các NST tồn tại thành cặp nên gen tồn tại thành cặp
- Phân li tổ hợp NST dẫn đến phân li và tổ hợp các gen.
- Các NST phân li bình thường trong giảm phân.
- Mỗi gen nằm trên 1NST
- Phân li và tổ hợp các NST
- Giải thích tương quan trội lặn, không dùng F1 làm giống.
- Các cặp nhân tố di truyền quy định các tính trạng khác nhau phân li độc lập nhau trong quá trình hình thành
- Các cặp alen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau.
- Sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên
Nguồn biến dị tổ hợp đóng vai trò quan trọng trong tiến hóa và chọn giống, được hình thành từ quá trình giảm phân của các cặp nhiễm sắc thể tương đồng Quá trình này dẫn đến sự phân li độc lập và sự tổ hợp ngẫu nhiên của các alen tương ứng, tạo ra sự đa dạng di truyền cần thiết cho sự phát triển của các loài.
- Sức sống các giao tử là
- Giải thích được sự đa dạng, phong phú của sinh giới.
- Dự đoán được kết quả phân li kiểu hình ở đời sau
- Tương tác bổ sung là trường hợp hai hoặc nhiều gen không alen cùng tác động qua lại với nhau làm xuất hiện một kiểu hình mới.
- Các gen không tác động riêng rẽ.
Các cặp gen không alen nằm trên các cặp nhiễm sắc thể tương đồng khác nhau, chúng phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên trong quá trình giảm phân để tạo ra giao tử.
- Mỗi gen nằm trên 1NST
- Phân li và tổ hợp các NST là ngẫu nhiên.
- Sức sống các giao tử là ngang nhau
- 2 hay nhiều gen cùng tác động qui định một tính trạng.
- Giải thích, mở rộng cho
QL mendel về cách tác động giữa các gen không alen.
- Giải thích sự đa dạng trong sinh giới.
Tương tác át chế là một hình thức tương tác gen, trong đó sự hiện diện của một gen sẽ làm giảm hoặc kìm hãm sự biểu hiện của một gen khác khi chúng cùng tồn tại trong cùng một kiểu gen.
- Là kiểu tác động của nhiều gen không alen trong đó mỗi gen có vai trò như nhau trong sự hình thành tính trạng.
Năng suất của nhiều vật nuôi và cây trồng thường bị ảnh hưởng bởi các tính trạng số lượng, mà sự tác động của chúng chủ yếu là do sự kết hợp cộng gộp của nhiều gen không alen.
Bảng 1: Phân biệt các quy luật di truyền Menden và tác động qua lại. Quy luật Nội dung Cơ sở tế bào Điều kiện đúng Ý nghĩa
Các gen nằm trên một
NST cùng phân li và tổ hợp trong phát sinh giao tử và thụ tinh.
Sự phân li và tổ hợp của cặp NST tương đồng.
Các gen liên kết hoàn toàn.
Chọn lọc được cả nhóm gen quí.
Các gen trên cùng cặp
NST đổi chỗ cho nhau do sự trao đổi chéo giữa các crômatic.
Trao đổi những đoạn tương ứng của cặp NST tương đồng.
Các gen liên kết không hoàn toàn.
Tăng nguồn biến dị tổ hợp.
Tính trạng do gen trên
X qui định di truyền chéo, còn do gen trên
Nhân đôi, phân li, tổ hợp của cặp NST giới tính.
Gen nằm trên đoạn không tương đồng. Điều khiển tỉ lệ đực, cái.
Bảng 2: Phân biệt các quy luật di truyền liên kết.
Qui luật Tỷ lệ lai dị hợp
Tỷ lệ lai phân tích
Phân li 3:1 hoặc 1:2:1 1:1 Trội hoàn toàn hoặc không hoàn toàn ( mỗi gen qui định một tính trạng)
Phân li độc lập 9:3:3:1 hoặc
1:1:1:1 Trội hoàn toàn hoặc không hoàn toàn ( mỗi gen qui định
Hai hay nhiều gen cùng quy định một tính trạng.
Liên kết gen 3:1 hoặc 1:2:1 1:1 Liên kết hoàn toàn (mỗi gen qui định một tính trạng).
Hoán vị gen 4 nhóm khác phân li độc lập.
4 lớp kiểu hình, chia 2 nhóm nhau
Liên kết không hoàn toàn (mỗi gen qui định một tính trạng).
Di truyền liên kết giới tính.
Tỷ lệ kiểu hình phân bố không đều ở 2 giới.
Tỷ lệ kiểu hình phân bố không đều ở 2 giới.
Gen nằm trên X ( mỗi gen qui định một tính trạng).
Bảng 3: Tỷ lệ đặc trưng của các quy luật di truyền.
7.1.2 Các dạng toán tích hợp quy luật di truyền.
7.1.2.1 Quy luật liên kết với giới tính với quy luật phân li độc lập a Phương pháp giải.
Bước 1 : Tìm trội lặn và quy ước gen (nên xét từng tính trạng, xem nằm trên
NST thường chứa các tính trạng có mặt ở cả đực và cái, trong khi tính trạng nằm trên NST giới tính lại mang đặc điểm riêng của gen trên các NST này.
Bước 2: Nhận diện quy luật di truyền chi phối bằng cách nhân 2 tỷ lệ riêng Nếu kết quả trùng với tỷ lệ phân li kiểu hình F2 theo đề bài, điều này cho thấy tuân theo quy luật phân ly độc lập, với một cặp gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính.
Bước 3 : Viết SĐL và trả lời các yêu cầu của đề bài b Ví dụ
Bài 1: Trong 1 thí nghiệm lai ruồi giấm con cái cánh dài, mắt đỏ x đực cánh ngắn, mắt trắng → F1: 100% cánh dài, mắt đỏ.
F1 x ngẫu nhiên → F2 ♀: 306 cánh dài, mắt đỏ : 101 cánh ngắn, mắt đỏ và ♂:
Kết quả phân tích cho thấy có bốn kiểu hình: 147 cánh dài, mắt đỏ; 152 cánh dài, mắt trắng; 50 cánh ngắn, mắt đỏ; và 51 cánh ngắn, mắt trắng Mỗi gen quy định một tính trạng cụ thể Dựa vào tỷ lệ các kiểu hình này, chúng ta có thể giải thích kết quả thu được và xác định kiểu gen của thế hệ P.
- Ruồi giấm: ♂ XY, ♀XX; F1 100% Cánh dài, mắt đỏ → tính trạng Cánh dài trội hoàn toàn với Cánh ngắn;
Mắt đỏ trội hoàn toàn với Mắt trắng
- Xét riêng tính trạng hình dạng cánh
F2: Cánh dài : Cánh ngắn= (306+147+152) : (101+50+51)=3:1 Ở ♂: Cánh dài : Cánh ngắn = (147+152):(50+51)=3:1
Con ♀; Cánh dài : Cánh ngắn =(306):(101)=3:1
=> Gen quy định tính trạng hình dạng cánh nằm trên NST thường và tuân theo Dịnh luật phân ly
Quy ước: A – Cánh dài, a – Cánh ngắn
- Xét riêng tính trạng màu mắt
Tính trạng màu mắt ở F2 cho thấy tỷ lệ mắt đỏ so với mắt trắng là 3:1, với sự phân bố khác nhau giữa hai giới Đặc biệt, tính trạng mắt trắng chỉ xuất hiện ở con đực (♂), điều này cho thấy gen quy định màu mắt nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X, trong khi nhiễm sắc thể Y không có alen tương ứng.
Quy ước: B – Mắt Đỏ, b – Mắt Trắng
- F1 Đồng tính=> P t/c và từ lập luận trên → Kiểu gen P ♀ Cánh dài, mắt đỏ: AAX B X B
♂ Cánh ngắn, mắt trắng: aaX b Y
Bài 2: Một thí nghiệm lai giữa ruồi giấm cái thân xám, mắt đỏ với ruồi giấm đực thân đen, mắt trắng thu được toàn bộ ruồi F1 thân xám, mắt đỏ Cho F1 giao phối ngẫu nhiên thu được F2 phân li theo tỉ lệ:
Ruồi cái: 75% thân xám, mắt đỏ : 25% thân đen,mắt đỏ
Ruồi đực: 37,5% thân xám, mắt đỏ : 37,5% thân xám, mắt trắng:
12,5% thân đen, mắt đỏ : 12,5% thân đen, mắt trắng.
Biện luận để xác định quy luật di truyền chi phối các tính trạng trên Viết kiểu gen của F1 Biết rằng mỗi gen quy định một tính trạng.
+ Xét tính trạng màu sắc thân: Biểu hiện ở đực và cái như nhau gen quy định tính trạng nằm trên NST thường.
Mặt khác ở F2: thân xám: thân đen = 3/4: 1/4 tuân theo quy luật phân li, thân xám trội hoàn toàn so với thân đen
Quy ước alen A: thân xám; alen a: thân đen
Trong thế hệ F2, tỉ lệ màu mắt được quan sát là mắt đỏ so với mắt trắng là 3:1, với tính trạng mắt trắng chỉ xuất hiện ở giới đực Điều này cho thấy rằng tính trạng màu mắt được quy định bởi gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính.
X tuân theo quy luật di truyền liên kết với giới tính.(trội hoàn toàn) tỉ lệ phân li ở F 2 : 1/2 ♀mắt đỏ: 1/4 ♂ mắt đỏ :1/4 ♂ mắt trắng.
Quy ước alen B: mắt đỏ; alen b: mắt trắng
- Kiểu gen của F1 là: AaX B X b ; AaX B Y
Khi xét tỉ lệ phân li của màu sắc thân và màu mắt ở thế hệ F2, chúng ta thấy tỉ lệ là 3/4 thân xám và 1/4 thân đen, cùng với 1/2 con cái có mắt đỏ, 1/4 con đực có mắt đỏ và 1/4 con đực có mắt trắng Kết quả này phù hợp với thí nghiệm, cho thấy hai tính trạng này di truyền theo quy luật phân li độc lập.
Bài 3: Ở 1 loài chim, 2 tính trạng chiều cao chân và độ dài lông được chi phối bởi hiện tượng 1 gen quy định 1 tính trạng Cho chim thuần chủng chân cao, lông đuôi dài lai với chim thuần chủng chân thấp lông đuôi ngắn F1 thu đc đồng loạt chân cao, lông đuôi dài. a Cho chim mái F1 lai với chim trống chân thấp, lông đuôi ngắn thu được tỷ lệ:
Trong quá trình lai tạo chim, có bốn kiểu hình chính được xác định: 25% trống chân cao với đuôi dài, 25% trống chân thấp với đuôi dài, 25% mái chân cao với đuôi ngắn, và 25% mái chân thấp với đuôi ngắn Khi lai chim trống F1 với mái có kiểu gen chưa xác định, tỷ lệ kiểu hình sẽ được phân bố theo các tỷ lệ trên.
37,5% chân cao, đuôi dài 37,5% chân cao, đuôi ngắn
12,5% chân thấp, đuôi dài 12,5% chân thấp, đuôi ngắn
Biện luận và viết Sơ đồ lai
Hướng dẫn a Ta có tính trạng chiều cao chân ở 2 giới: Chân cao : chân thấp = 1 : 1 → gen quy định tính trạng nằm trên NST thường quy định
Tổ chức thực hiện và kết quả
7.2.1 Thực trạng và tính cấp thiết
Trong kỳ thi THPT Quốc Gia và các kỳ thi học sinh giỏi môn Sinh học, số lượng câu hỏi liên quan đến quy luật di truyền và bài toán tích hợp các quy luật di truyền ngày càng tăng lên và có sự đổi mới rõ rệt.
Học sinh thường gặp khó khăn trong việc giải quyết các câu hỏi tích hợp liên quan đến quy luật di truyền Dù có thể đưa ra đáp án chính xác, nhưng nhiều em vẫn thiếu tự tin vào kết quả của mình.
Tại các trường THPT trong tỉnh, nội dung giảng dạy về các quy luật di truyền còn hạn chế Tuy nhiên, trường THPT Ngô Gia Tự đã tiên phong tích hợp nội dung này vào chương trình học chuyên đề, đánh dấu những bước tiến mới trong giáo dục.
Tôi đã tổ chức thực hiện đề tài của mình tại trường THPT Ngô Gia Tự như sau:
- Xây dựng kế hoạch chuyên đề, kế hoạch bồi dưỡng học sinh giỏi, kế hoạch ôn thi THPT Quốc Gia có dành thời gian cho nội dung này
- Thực hiện giảng dạy cho đội tuyển học sinh giỏi lớp 12, chuyên đề phục vụ thi THPT Quốc Gia.
Sau khi hoàn thành chuyên đề, tôi tiến hành thí điểm ở 2 lớp 12A1 và 12A2 và thu được kết quả như sau:
Qua các bảng số liệu, tôi nhận thấy rằng kết quả thi của học sinh sau khi được dạy chuyên đề này cao hơn rõ rệt Hơn nữa, học sinh không chỉ xử lý số liệu trong các bài toán sinh học nhanh hơn mà còn phát triển tư duy logic và tự tin hơn khi giải quyết các bài toán liên quan đến quy luật di truyền cũng như tích hợp các quy luật này.
Lớp Trước khi dạy Sau khi dạy
Yếu TB Khá Giỏi Yếu TB Khá Giỏ i 12A1 (40 hs) 5% 60% 30% 5% 0% 50% 35% 15
Bảng 4 So sánh kết quả trước và sau khi dạy chuyên đề
8 NHỮNG THÔNG TIN CẦN BẢO MẬT (Không).
9 NHỮNG ĐIỀU KIỆN CẦN THIẾT KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN.
- Cần tổ chức các buổi hội thảo chuyên đề để trao đổi phương pháp giảng dạy và học hỏi kinh nghiệm.
Cần thiết lập một tủ sách để lưu trữ các tài liệu chuyên đề bồi dưỡng và ôn tập của giáo viên hàng năm, nhằm tạo nguồn tư liệu tham khảo phong phú và làm cơ sở cho việc phát triển các chuyên đề trong tương lai.
- Cần tích cực trau dồi kiến thức, thường xuyên tự bồi dưỡng chuyên môn.
- Không ngừng học hỏi đồng nghiệp.
- Tìm hiểu kĩ các dạng bài tập và phương pháp giải từng dạng bài tập để thông qua đó học sinh nắm chắc kiến thức của từng dạng.
Để nâng cao hiệu quả học tập Sinh học, cần thiết kế các hoạt động học tập với những câu hỏi và bài tập chi tiết cho từng nội dung bài học Việc này không chỉ giúp học sinh rèn luyện kỹ năng mà còn phát triển phương pháp tự học hiệu quả.
- Nắm vững kiến thức của từng dạng bài tập để vận dụng giải các bài tập có liên quan.
- Thường xuyên tham khảo tài liệu.
10 ĐÁNH GIÁ LỢI ÍCH THU ĐƯỢC SAU KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN.
Sau khi triển khai sáng kiến trong giảng dạy môn Sinh học lớp 12, tôi nhận thấy học sinh thể hiện sự hứng thú rõ rệt khi giải bài tập Kỹ năng giải bài tập của các em ngày càng được cải thiện, giúp các em tự tin hơn và lập luận chặt chẽ, không bỏ sót bước giải Nhờ đó, kết quả học tập của học sinh cũng được nâng cao.
10.1 Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiến theo ý kiến của tác giả
Với kết quả như vậy, tôi sẽ tiếp tục áp dụng sáng kiến của mình trong quá trình giảng dạy.
10.2 Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiến theo ý kiến của tổ chức, cá nhân
Sáng kiến này đã giúp học sinh trở nên tích cực và chủ động hơn trong việc học, dẫn đến sự cải thiện rõ rệt trong kết quả học tập, từ đó chứng minh mức độ thành công của sáng kiến.
11 DANH SÁCH NHỮNG TỔ CHỨC/CÁ NHÂN ĐÃ THAM GIA ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM HOẶC ÁP DỤNG SÁNG KIẾN LẦN ĐẦU.
Tên tổ chức/cá nhân Địa chỉ Phạm vi/Lĩnh vực áp dụng sáng kiến
Trường THPT Ngô Gia Tự Áp dụng đối với trường học giáo dục
Lập Thạch, ngày tháng… năm 2020
Lập Thạch, ngày 26 tháng 01 năm 2020
