Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen
MỤC LỤC
TT Mục Trang
1 Mở đầu 2
2 Nội dung 3
3 Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn
toàn trong đó có một tính trạng di truyền kiểu tương
tác gen
3
4 Một số ví dụ 7
5 Một số kết quả thu được 12
6 Những kinh nghiệm được rút ra 12
7 Thay cho lời kết 13
8 Danh mục tài liệu tham khảo 14
1
Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen
MỞ ĐẦU
Một trong những nhiệm vụ trọng tâm của dạy học sinh học là phát triển tư
duy sáng tạo và khả năng phân tích của học sinh, và vì thế việc dạy các bài tập có
một vai trò rất lớn trong quá trình hình thành cho học sinh những phẩm chất đó.
Để giải quyết tốt các bài tập sinh học ngoài kiến thức về các quy luật di truyền đã
được học trong chương trình giáo khoa, học sinh cần phải có khả năng phân tích,
nhận dạng từ đó xác định các bước giải đúng đắn đối với mỗi dạng bài tập. Đã có
nhiều tài liệu giáo khoa và sách tham khảo đề ra một số phương pháp và quy trình
giải toán phần quy luật di truyền. Nhóm tác giả đầu tiên cần phải kể tới là Đặng
Hữu Lanh (chủ biên), Lê Đình Trung, Bùi Văn Sâm với cuốn Bài tập Sinh học 11,
trong tài liệu này các tác giả có phân chia các bài tập lai thành hai dạng cơ bản là
dạng bài toán thuận và dạng nghịch, trong mỗi dạng các tác giả đã đề ra quy trình
2 bước giải tổng quát đối với mỗi dạng. Ngoài ra tác giả Lê Đình Trung (Đại học
sinh môn Sinh học do Bộ Giáo dục và Đào tạo xuất bản năm 1994 số lượng bài
liên quan tới dạng này cũng đã chiếm tới 18 trên tổng số 90 bài tập lai (20%).
Trong cuốn Bài tập Sinh học 11, ở phần bài tập tổng hợp, số bài dạng này có 5
trong tổng số 15 bài (1/3). Trong các đề thi đại học hàng năm kể từ năm 1994 tới
năm 2002 lượng các bài tập thuộc dạng trên cũng chiếm một tỉ lệ khá lớn. Chính
vì lý do trên, trong quá trình dạy học tôi đã tìm cách nêu ra phác đồ các bước giải
chi tiết cho phần bài tập di truyền nâng cao dạng lai hai tính có liên kết gen và có
1 tính trạng di truyền theo kiểu tương tác gen, trong đó chủ yếu là việc hướng dẫn
cho học sinh phương pháp xác định kiểu gen chung và cách xác định nhanh tỉ lệ
phân li kiểu gen ở đời con F
2
thuộc mẫu:
+ Bài toán nghịch.
3
Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen
+ F
1
dị hợp 3 cặp gen, tự thụ phấn hoặc giao phấn.
+ Xác định sơ đồ lai từ P F
2
(hoặc từ F
1
F
2
).
Đây là mẫu cơ bản trong dạng này và từ mẫu này với phương pháp tương tự
học sinh có thể tự giải quyết được các biến dạng khác của mẫu.
NỘI DUNG
1. Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có
tuân theo quy luật liên kết gen. Tới bước này nhìn chung các tài liệu tham khảo
hiện có đã thiết kế khá tốt vì vậy học sinh dễ dàng nhận dạng được quy luật di
truyền chung chi phối cả 2 tính trạng. Để xác định có hiện tượng liên kết gen, học
sinh có thể dựa vào số tổ hợp kiểu hình ở đời con, số loại giao tử của bố mẹ thông
qua so sánh với số cặp gen dị hợp và khả năng hình thành giao tử và hợp tử của
các cặp gen đó trong trường hợp phân li độc lập (bé hơn).
Bước tiếp theo là xác định kiểu gen chung:
Đây là bước giải tương đối khó và cũng là bước dễ mắc sai lầm, lúng túng,
mất thời gian. Một số tác giả đã có những cố gắng giúp học sinh giải quyết khó
khăn kể trên như tác giả Nguyễn Văn Thanh đã đưa ra 1 bảng tổng hợp liệt kê 5
kiểu tương tác có 33 phép lai ứng vơí 16 tỉ lệ khác nhau, theo bảng tổng kết này
học sinh cần phải nhớ 2640 trường hợp khác nhau. Đây quả là một việc hết sức
khó đối với học sinh.
Tác giả Lê Đình Trung (Ôn tập Sinh học, trang 278) cũng đã đưa ra những
gợi ý về cách xác định kiểu gen nhưng chưa đề ra các bước cụ thể để xác định
kiểu gen. Ngoài 2 tác giả kể trên thì không có tác giả nào hiện biết đề cập tới cách
5
Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen
xác định kiểu gen. Vì vậy để xác định kiểu gen chung, tôi đề xuất các bước như
sau:
+ Dạng có một kiểu hình chỉ tương ứng với một nhóm gen duy nhất như các
dạng tương tác 9:6:1, 9:3:3:1; 12:3:1 có một kiểu hình duy nhất tương ứng với một
nhóm gen duy nhất (aabb).
Đối với dạng này kiểu gen chung được xác định như sau:
- Xác định xem trong các kiểu hình đã cho (F
2
) có xuất hiện kiểu hình tương
ứng với tổ hợp gen aabb, dd hay không. Nếu xuất hiện thì thế hệ bố mẹ (F
1
Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen
** Nếu B nằm trên cùng một nhiễm sắc thể với D thì kiểu hình
do gen át quy định + kiểu hình trội sẽ là 9/16 vì lúc này số tổ hợp có mặt cả
gen A và D chỉ chiếm tỉ lệ 9/16.
** Nếu gen B liên kết với gen d thì kiểu hình do gen át quy
định + kiểu hình trội sẽ là 9/16 vì lúc này số tổ hợp có mặt cả gen A và D
chỉ chiếm tỉ lệ 9/16.
+ Dạng tất cả các kiểu hình đều tương ứng với nhiều nhóm gen như dạng
tương tác 9:7; 13:3. sử dụng phương pháp nhân xác suất để đối chiếu các kiểu liên
kết và nhóm liên kết để ước lượng kiểu hình có tỉ lệ cao nhất tương ứng với kiểu
liên kết và nhóm liên kết đó, so sánh với tỉ lệ bài ra chúng ta dễ dàng xác định
được kiểu liên kết và nhóm liên kết phù hợp.
Đối với dạng tương tác với tỉ lệ 9:7 trong trường hợp F
1
dị hợp cả 3
cặp gen tự thụ phấn hoặc giao phấn ta có:
+ Nếu A liên kết với D (hoặc B liên kết với D) thì ta dễ nhận
thấy số tổ hợp có mặt cả 3 gen A – B – D- là 9/16 nên kiểu hình A-B- + kiểu hình
trội sẽ là 9/16.
+ Nếu A liên kết với d ( hoặc B liên kết với d) thì số tổ hợp có
mặt cả 3 gen A-B-D là 6/16.
Đối với tương tác át chế tỉ lệ 13 : 3 trong trường hợp F
1
dị hợp cả 3
cặp gen tự thụ phấn hoặc giao phấn (quy định A át B) ta có:
+ Nếu A nằm trên cùng một nhiễm sắc thể với D thì số tổ hợp
có mặt AD chiếm tỉ lệ 12/16 nên tỉ lệ kiểu hình át + trội ở F
2
sẽ là 12/16.
2
.
Thông thường học sinh xác định tỉ lệ phân li kiểu ken qua khung Pennet,
sau khi xác định được tỉ lệ phân li kiểu gen xong dựa vào mối quan hệ giữa kiểu
gen và kiểu hình các em sẽ xác định được tỉ lệ phân li kiểu hình. Ưu điểm của
cách làm này là rõ ràng, đúng quy cách nhưng cũng rất mất thời gian và dễ nhầm
lẫn vì vậy đối với bước này để tránh mất thời gian tôi đã cho học sinh làm theo
cách sau đây:
+ Viết tỉ lệ phân li kiểu gen đối với trường hợp tương tác gen (đối với gen
liên kết với gen quy định một tính trạng viết theo kiểu
−
−
B
A
trong đó −
A
là
nhóm gen liên kết ), nhóm gen −
A
có chừa khoảng trống để điền thêm gen mới.
Các nhóm gen được viết theo quy tắc (được hình thành trong bài ”Lai 2 cặp
tính trạng”):
- Đồng hợp tử 2 có tỉ lệ 1.
8
với tính trạng tương
tác
Điền kiểu gen đơn gen
vào nhóm liên kết
Tỉ lệ các kiểu gen
chung ở F
2
Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen2. Một số ví dụ.
Sau đây là một số ví dụ cho việc áp dụng các bước giải kể trên, bước xét
riêng từng tính trạng trình bày sơ lược:
Ví dụ 1: Khi tiến hành lai dạng bí quả tròn, màu xanh với dạng bí quả tròn,
màu vàng thì được F
1
đồng loạt quả dẹt, màu vàng. Cho các cây F
1
tự thụ phấn
được F
2
phân li theo tỉ lệ:
56,25% cây cho quả dẹt, màu vàng.
10
Dựa vào
kiểu hình
có tỉ lệ cao
nhất xác
định nhóm
1
Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen
18,75% cây cho quả tròn, màu vàng.
18,75% cây cho quả tròn, màu xanh.
6,25% cây cho quả dài, màu xanh.
Cho biết màu sắc quả do một cặp gen chi phối.
Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F
2
cho phép lai trên.
Cách làm:
Bước 1: Xét riêng từng tính trạng.
Ở bước này ta dễ dàng xác định tính trạng hình dạng quả di truyền theo quy
luật tương tác gen dạng bổ trợ 9:6:1, ta quy ước:
A-B- quy định quả dẹt.
A-b-
aaB- quy định quả tròn
aabb quy định quả dài.
Kiểu gen F
1
có dạng AaBb.
Màu sắc quả: Vàng trội hoàn toàn so với xanh.
Quy ước gen D quy định màu vàng, alen tương ứng d quy định màu xanh.
F
1
có kiểu gen Dd.
Bước 2: Nhận định quy luật di truyền chung.
Vì F
1
dị hợp 3 cặp gen nhưng ở F
trạng di truyền kiểu tương tác gen
Bước 3. Viết sơ đồ lai.
Chỉ trình bày cách xác định tỉ lệ phân li kiểu gen ở F
2
.
Trước khi điền Sau khi điền
1
BB
A
A
2
BB
a
A
2
Bb
A
A
4
Bb
a
A
2
bb
a
A
2
Bb
a
a
ad
ad
Sau khi điền chúng ta sẽ có ngay tỉ lệ phân li kiểu gen và từ tỉ lệ phân li kiểu
gen ta dễ dàng xác định tỉ lệ phân li kiểu hình
Ví dụ 2: P thuần chủng lai với nhau được F
1
. Cho F
1
giao phấn với hai cây
có kiểu gen khác nhau được thế hệ lai phân li theo tỉ lệ:
50% cây cho quả xanh, hạt dài.
25% cây cho quả xanh, hạt ngắn.
18.75% cây cho quả vàng, hạt dài.
6,25% cây cho quả trắng, hạt dài.
Cho biết kích thước hạt do một cặp gen quy định.
Hãy biện luận và viết sơ đồ lai từ P F
2
.
Cách làm:
12
Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen
Bước 1: Xét riêng từng tính trạng.
Ở bước này ta dễ dàng xác định tính trạng màu sắc quả di truyền theo quy
luật tương tác gen dạng át chế 12:3:1, ta quy ước:
A-B- quy định quả xanh.
A-b-
aaB- quy định quả vàng
aabb quy định quả trắng.
Kiểu gen F
có kiểu liên kết đối. Nếu Dd liên kết với Bb thì kiểu gen F
1
sẽ là
bD
Bd
Aa
số tổ hợp có mặt A –D- ở F
2
chiếm tỉ lệ 12/16 suy ra Dd phải liên kết với
Aa, vậy kiểu gen F
1
phải là
Bb
aD
Ad
Bước 3. Viết sơ đồ lai.
13
Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen
Chỉ trình bày cách xác định tỉ lệ phân li kiểu gen ở F
2
.
Trước khi điền Sau khi điền
1
BB
A
A
2
BB
a
Bb
Ad
Ad
4
Bb
aD
Ad
2
bb
aD
Ad
2
Bb
aD
aD
1
bb
aD
aD
Sau khi điền chúng ta sẽ có ngay tỉ lệ phân li kiểu gen và từ tỉ lệ phân li kiểu
gen ta dễ dàng xác định tỉ lệ phân li kiểu hình
Trường hợp F
1
và cơ thể khác có kiểu gen khác nhau ta dễ dàng xác định
được:
- Kiểu gen F
1
:
Bb
aD
có dạng AaBb.
Kích thước lông: Dài trội hoàn toàn so với ngắn.
Quy ước gen D quy định dài, alen tương ứng d quy định ngắn. F
1
có kiểu
gen Dd.
Bước 2: Nhận định quy luật di truyền chung.
Vì F
1
và cả hai cơ thể khác đều dị hợp 3 cặp gen nhưng ở F
2
xuất hiện 16 tổ
hợp chứng tỏ có hiện tượng liên kết hoàn toàn giữa cặp gen Dd với 1 trong 2 cặp
gen Aa hoặc Bb .
Kiểu gen của 2 cơ thể khác nhau đều dị hợp về 3 cặp gen chỉ có thể là một
cơ thể có kiểu liên kết thường và một cơ thể có kiểu liên kết đối vì vậy sẽ có một
trong hai cơ thể có kiểu gen giống F
1
và một cơ thể có kiểu gen khác F
1
.
15
Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen
Xét trường hợp F
1
và cơ thể khác có kiểu gen giống nhau ta có:
Giả sử F
1
có kiểu liên kết thường, nếu A liên kết với D thì số tổ hợp có mặt
Aa
2
b
B
AA
4
b
B
Aa
2
b
b
Aa
1
Bd
Bd
AA
2
Bd
Bd
Aa
2
bD
Bd
AA
4
bD
Bd
Aa
2
:
bD
Bd
Aa
- Kiểu gen của cơ thể khác:
bd
BD
Aa
Bằng phương pháp tương tự chúng ta có thể dễ dàng giải quyết ba bài tập
sau:
Bài tập 1:
Cho cây ngô F
1
tự thụ phấn được F
2
có kiểu hình phân li theo tỉ lệ sau:
56,25% cây cho hạt phấn dài, màu vàng.
25% cây cho hạt phấn ngắn, màu trắng.
18,75% cây cho hạt phấn ngắn, màu vàng.
Cho biết màu sắc hạt phấn được điều khiển bởi một cặp gen.
Hãy biện luận và viết sơ đồ lai từ F
1
đến F
2
.
Bài tập 2:
Khi cho lai cây có hoa đỏ, thân cao thuần chủng với cây có hoa vàng, thân
thấp được F
1
toàn cây hoa tím, thân cao. Cho các cây F
1 chuột lông đen, ngắn.
Cho biết độ dài lông được điều khiển bởi một cặp gen.
Hãy biện luận và viết sơ đồ lai từ F
1
đến F
2
.
MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐÃ THU ĐƯỢC
Trong quá trình dạy học sử dụng sơ đồ về các bước trong quá trình dạy bài
tập phần quy luật di truyền tôi đã thu được một số kết quả đáng khích lệ. Trong 4
năm liên tục khi tiến hành dạy học sinh theo phương pháp trên các em đã giải
18
Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen
quyết khá tốt các bài tập thuộc dạng này trong các đề thi đại học. Mặt khác những
phương pháp được sử dụng trong các bài tập đó đã được một số em sử dụng một
cách khá thành thạo trong các bài toán lai khác. Trong 4 năm đó, đã có nhiều học
sinh đậu vào các trường đại học trong đó có một số em đậu vào các trường đại học
hàng đầu của khối B như trường Đại học Y Hà Nội, Đại học quốc Gia Hà Nội, Đại
học Sư Phạm Vinh . Đặc biệt như các em Đàm Thị Mỹ (Đại học Y Hà Nội), Trần
Đình Thuyết (Học viện Quân y), Trần Thị Hải Yến (Đại học Y Hà Nội), Nguyễn
Thị Phương Lâm (Đại học Y Hà Nội), Trần Thị Thu Hồng (Đại học Quốc gia Hà
Nội), Nguyễn Thị Thanh Hương( Đại học Huế), Trần Mạnh Hùng (Đại học Vinh),
Nguyễn Đắc Quân (Đại học Y Thái Bình), Lê Mậu Thành (Đại học Y Thái Bình)
… có điểm thi vào Đại học môn Sinh trên 8 điểm và các em đã giải quyết rất tốt
phần bài tập lai thuộc dạng trên.
Khi tiến hành thử nghiệm (2003) phương pháp giải bài tập trên ở lớp thực
nghiệm 12C và sử dụng phương pháp hiện có được giơí thiệu trong các tài liệu
tham khảo ở lớp đối chứng (12A) (có trình độ tương đương nhau). Sử dụng bài
kiểm tra tương đương về dạng toán trên ở 2 lớp trong cùng thời gian, chúng tôi đã
3. Đối với dạng bài tập lai hai tính trạng, liên kết gen trong đó có 1 tính
trạng di truyền kiểu tương tác, cho học sinh nhận dạng dạng tương tác đối với mỗi
dạng tương tác dựa vào kiểu hình và tỉ lệ của một dạng kiểu hình để xác định
nhóm gen liên kết và kiểu liên kết.
4. Sơ đồ lai xác định nhanh thông qua việc xác định tỉ lệ phân li kiểu gen
của 2 cặp gen phân li độc lập từ đó suy ra tỉ lệ phân li kiểu gen của cả 2 tính trạng.
THAY CHO LỜI KẾT
20
Phương pháp giải bài tập lai hai tính, liên kết hoàn toàn trong đó có một tính
trạng di truyền kiểu tương tác gen
Trong tác phẩm “ Biện chứng của tự nhiên” Ph. Angghen đã cho rằng tất cả
mọi môn khoa học thực nghiệm muốn đạt đến trình độ lý thuyết và chính xác cần
phải có sự thâm nhập sâu, rộng của Toán học. Sự phát triển của Hoá học và Vật lý
học trong các thế kỷ trước đã xác nhận điều đó. Sinh học đã có những bước tiến
dài trong thế kỷ 20, tạo nên nhiều thành tựu quan trọng trong cuộc “Cách mạng
Sinh học” và đang chuyển dần từ trình độ thực nghiệm sang trình độ lý thuyết.
Chính vì vậy, dạy học sinh học cần khuyến khích học sinh năng động sử dụng tư
duy Toán học trong việc giải quyết các vấn đề Sinh học, cụ thể là trong việc giải
quyết các bài tập Sinh học. Tôi nghĩ rằng với phương pháp được nêu ở trên một
phần nào cũng đã thể hiện tinh thần đó.
Mặt khác, hoàn thiện các phương pháp giải bài tập có một ý nghĩa rất lớn
trong việc nâng cao chất lượng daỵ và học Sinh học, phương pháp giải quyết mẫu
bài tập đã nêu có thể giúp tôi tiếp tục hoàn thiện hệ thống các phương pháp giải
bài tập di truyền phần quy luật di truyền trong chương trình trung học phổ thông.
21