Lời giới thiệu
Trong chương trình sinh học 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 cho học sinh Các bài tập trong phần này yêu cầu tư duy sâu sắc và khả năng tính toán nhanh, kết hợp nhiều kỹ năng khác nhau Theo thống kê từ các đề thi tuyển sinh Đại học và Trung học phổ thông quốc gia trong những năm gần đây, có nhiều câu hỏi liên quan đến quy luật di truyền, đặc biệt là những câu hỏi tích hợp nhiều quy luật, làm tăng độ khó cho học sinh.
Sau nhiều năm giảng dạy môn Sinh học, tôi nhận thấy rằng học sinh trường THPT Ngô Gia Tự thường gặp khó khăn trong việc đạt điểm cao trong kỳ thi Sinh học, đặc biệt là ở các câu hỏi tích hợp quy luật di truyền Để khắc phục tình trạng này, tôi đã quyết định thực hiện 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 Hy vọng tài liệu này sẽ là nguồn tham khảo hữu ích cho các đồng nghiệp trong quá trình giảng dạy.
Tên sáng kiến
Phân loại và phương pháp giải bài tập tích hợp quy luật di truyền.
Tác giả sáng kiến
Họ và tên: Nguyễn Bá Hùng. Địa chỉ tác giả sáng kiến: Giáo viên trường THPT Ngô Gia Tự, huyện Lập Thạch, tỉnh Vĩnh Phúc.
Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến
Tác giả sáng kiến: Nguyễn Bá Hùng
Lĩnh vực áp dụng sáng kiến
Sáng kiến giáo dục này nhằm nâng cao chất lượng kết quả học tập môn Sinh học bằng cách áp dụng phương pháp phân loại và giải bài tập tích hợp quy luật di truyền.
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 quy luật di truyền là một lĩnh vực trong sinh học, trong đó mỗi bài toán thường bao gồm 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 biệt, bao gồm nội dung, cơ sở tế bào, điều kiện áp dụng, ý nghĩa và tỷ lệ nhận biết đặc trưng của chúng.
- 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.
- Giải thích tương quan trội lặn, không dùng F1 làm giống.
- Phân li và tổ hợp các NST là ngẫu nhiên.
- Sức sống các giao tử là ngang nhau.
- Các cặp nhân tố di truyền quy định các tính trạng khác nhau phân li độc lập nhau trong quá trình hình thành giao tử.
- Các cặp alen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau.
Sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp nhiễm sắc thể tương đồng trong quá trình giảm phân tạo ra giao tử, từ đó dẫn đến sự phân li độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các cặp alen tương ứng.
- Tạo nguồn biến dị tổ hợp là nguồn nguyên liệu cho tiến hóa và chọn giống;
- 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 hình thành 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
- 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 có khả năng kìm hãm sự biểu hiện của gen khác khi cả hai cùng tồn tại trong một kiểu gen.
Tác - Là kiểu tác động động cộng gộp 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 những tính trạng này thường chịu sự tác động cộng gộp từ 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 một tính trạng).
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 chung cho 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 đôi tỷ lệ riêng Nếu kết quả trùng với tỷ lệ phân li kiểu hình F2 theo yêu cầu, 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 loại 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 tỉ lệ các kiểu hình, 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
Tỉ lệ mắt đỏ so với mắt trắng ở F2 là 3:1, với sự phân bố khác nhau giữa hai giới Tính trạng mắt trắng chỉ xuất hiện ở con đực, cho thấy gen quy định màu mắt nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X, trong khi không có alen tương ứng trên Y.
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 nghiên cứu về tính trạng màu mắt ở thế hệ F2, tỷ lệ 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
Trong nghiên cứu về tỉ lệ phân li của tính trạng màu sắc thân và màu mắt ở thế hệ F2, kết quả cho thấy tỉ lệ 3/4 thân xám và 1/4 thân đen, cùng với tỉ lệ 1/2 mắt đỏ ở con cái, 1/4 mắt đỏ và 1/4 mắt trắng ở con đực Những tỉ lệ này phù hợp với kết quả thí nghiệm, chứng minh rằng 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:
Khi lai chim trống F1 với mái có kiểu gen chưa xác định, tỷ lệ di truyền sẽ được phân chia như sau: 25% chim trống chân cao và đuôi dài, 25% chim trống chân thấp và đuôi dài, 25% chim mái chân cao và đuôi ngắn, và 25% chim mái chân thấp và đuôi ngắn.
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 các kỳ thi THPT Quốc Gia và các cuộc 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 gia tăng, thể hiện tính đổi mới và yêu cầu cao hơn đối với thí sinh.
Học sinh thường gặp khó khăn trong việc giải quyết các câu hỏi tích hợp liên quan đến quy luật di truyền Đôi khi, dù đã làm đúng nhưng các em vẫn thiếu tự tin vào kết quả của mình.
Trong các trường THPT tỉnh, việc giảng dạy nội dung tích hợp quy luật di truyền còn hạn chế Tuy nhiên, tại trường THPT Ngô Gia Tự, đây là lần đầu tiên chương trình học chuyên đề được triển khai với nội dung này.
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:
Kết quả từ các bảng số liệu cho thấy, sau khi học chuyên đề này, học sinh đạt kết quả cao hơn trong các lần thi Hơn nữa, việc học chuyên đề giúp học sinh nâng cao khả năng xử lý số liệu, tư duy logic và tự tin hơn khi giải quyết các bài toán liên quan đến quy luật di truyền.
Lớp Trước khi dạy Sau khi dạy
Yếu TB Khá Giỏi Yếu TB Khá Giỏi
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 chứa đựng các tài liệu chuyên đề bồi dưỡng và ôn tập cho giáo viên hàng năm, nhằm cung cấp tư liệu tham khảo và làm nền tảng 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 môn Sinh học, cần thiết kế các hoạt động học tập với những yêu cầu và hướng dẫn cụ thể, bao gồm các câu hỏi và bài tập chi tiết cho từng nội dung bài học Điều này không chỉ giúp học sinh rèn luyện kỹ năng Sinh học mà còn phát triển phương pháp tự học, từ đó nâng cao khả năng tiếp thu kiến thức.
- 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 áp dụng sáng kiến trong giảng dạy môn Sinh học lớp 12, học sinh thể hiện sự hứng thú khi giải bài tập, đồng thời kỹ năng giải bài tập của các em ngày càng được nâng cao Các em trở nên tự tin hơn và có khả năng lập luận chặt chẽ, không bỏ sót bước giải, từ đó dẫn đến kết quả học tập tốt hơn.
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 thúc đẩy học sinh tham gia học tập một cách tích cực và chủ động hơn, dẫn đến sự cải thiện rõ rệt trong kết quả học tập, từ đó cho thấy mức độ thành công đáng kể 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
1 Nguyễn Thành Đạt - " Sinh học 12 Cơ bản'' - NXB Giáo dục, 2010.
2 Nguyễn Thành Đạt, Phạm Văn Lập - ''Sinh học 10 cơ bản''- NXB Giáo dục, 2010.
3 Bùi Văn Sâm, Trần Khánh Ngọc - ''Bộ đề luyện thi trắc nghiệm sinh học''- NXB Đại học Sư Phạm, 2008.
4.Vũ Văn Vụ, Nguyễn Như Hiền - ''Sinh học 12 nâng cao'' - NXB Giáo dục, 2009.
5 Đề thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng và THPT Quốc Gia từ năm 2009 →
