I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong chương trình sinh học phổ thông, phần kiến thức Di truyền chiếm một
vị trí khá quan trọng. Nắm được một cách chắc chắn kiến thức ở phần này, học
sinh đã có những kiến thức cơ bản về cơ sở Di truyền học, đây cũng chính là
những cơ sở khoa học quan trọng để Học sinh có thể vận dụng để giải quyết các
vấn đề thực tiễn cuộc sống đặt ra. Để giảng dạy tốt phần kiến thức này ngoài
việc lên lớp lí thuyết, người giáo viên còn phải sủ dụng một công cụ quan trọng
đó là thông qua giải các bài toán.
Ở các trường phổ thông nói chung, đa số Học sinh còn gặp nhiều khó khăn
khi tìm hiểu kiến thức và vận dụng toán học để làm bài tập về các quy luật Di
truyền. Theo qui định hiện nay, đề thi tốt nghiệp THPT gồm 40 câu, mỗi câu
phải hoàn thành trong khoảng 1,5 phút; đề thi tuyển sinh đại học gồm 50 câu,
mỗi câu phải hoàn thành trong khoảng 1,8 phút. Điều đó đã đặt ra yêu cầu cao về
kỹ năng giải bài tập.
Với những lí do trên, qua thực tế giảng dạy tôi thấy việc tìm tòi phương pháp
giải nhanh các bài tập sinh học để đưa vào giảng dạy phần các quy luật di truyền
là hết sức cần thiết. Vì vậy, tôi chọn đề tài “ phương pháp giải nhanh các bài
tập di truyền” để làm sáng kiến kinh nghiệm cho bản thân.
1
II. NỘI DUNG
1. Giải nhanh dạng bài tập tương tác gen cộng gộp
Ví dụ 1: Màu sắc của hạt lúa mì là kết quả tương tác giữa 3 gen phân li độc
lập ( từ màu trắng đến các dạng hồng, đỏ và đỏ thẫm). Mỗi gen có 2 alen
trong đó 1 alen trội có khả năng điều khiển tổng hợp sắc tố màu đỏ và 1 alen
lặn cho màu trắng. Hạt đỏ thẫm là đồng hợp trội của cả 3 gen, trong khi hạt
trắng là đồng hợp về các alen lặn của cả 3 gen. Tất cả các kiểu hình ở giữa là
kết quả của những tổ hợp khác nhau của các alen. Hãy xác định tỉ lệ kiểu hình
ở F2 từ các cây bố mẹ sau đây:
P aabbcc x AABBCC
Trắng Đỏ thẫm
AAbbCc 1/4.2/4.1/4=2/64 aaBBCc 1/2.1/4.1/4=2/64
aaBbCC 1/4.2/4.1/4=2/64
Tổng=20/64
Tương tự ta có:
+ Kiểu gen gồm 2 alen trội chiếm tỉ lệ=15/64
+ Kiểu gen gồm 1 alen trội chiếm tỉ lệ=6/64
+ Kiểu gen không có alen trội nào chiếm tỉ lệ=1/64
Theo giả thuyết thì đây là trường hợp tương tác cộng gộp của các alen trội cho
nên tỉ lệ KH trong trường hợp này=tỉ lệ các KG: 1/64 trắng : 6/64 hồng nhạt :
15/64: hồng : 20/64 đỏ nhạt : 15/64 đỏ : 6/64 đỏ đậm : 1/64 đỏ thẫm.
Nhận xét: Phương pháp này dài dòng, mất nhiều thời gian, khó hiểu.
* Phương pháp giải nhanh
Theo bài ra màu sắc của hạt lúa mì có độ đậm tăng dần theo số gen trội cùng
cặp hay khác cặp trong KG.
Như vậy, tỉ lệ của mỗi KH đúng bằng số các tổ hợp chứa số gen trội bằng
nhau. Ta dễ dàng tính được tỉ lệ KH ở F2 theo bảng sau:
KG
0 gen
trội
1 gen
trội
2 gen
trội
3 gen
trội
4 gen
trội
5 gen
trội
6 gen
Hồng
15/64
Hồng
20/64
Đỏ nhạt
15/64
Đỏ
6/64
Đỏ đậm
1/64
Đỏ
3
nhạt thẫm
Nhận xét : Phương pháp này ngắn gọn, dễ hiểu, chính xác
2. Tính nhanh các tỉ lệ phân li trong phép lai hai hay nhiều tính trạng di
truyền độc lập
2.1. Qui tắc
- Sự có mặt của 4 KH ở đời con cho thấy có ít nhất là 2 gen
- KG của bố mẹ có thể được xác định dựa vào các tỉ số đơn gen ở đời con
- Cho biết có 2 gen không liên kết và với tính trội lặn hoàn toàn, tỉ số phân
li 9:3:3:1 ở đời con, thì đó là phép lai giữa 2 thể di hợp kép ( AaBb x
AaBb).
- Tỉ số phân li 3:3:1:1 ở đời con cho biết có 2 gen, một gen dị hợp tử ở cả 2
bố mẹ, gen kia dị hợp ở một bên bố (hoặc mẹ) và đồng hợp tử lặn ở bên
kia.
- Sự có mặt của 4 nhóm KH ở đời con với tỉ lệ tương đương (1:1:1:1) cho
biết có 2 gen và đó là phép lai giữa thể dị hợp tử kép với thể đồng hợp tử
lặn, hoặc mỗi bên bố, mẹ có 1 cặp gen đồng hợp lặn
- Xác suất để nhận được một KG hoặc KH cụ thể bằng tích của các xác suất
riêng.
100 giao tử đực được tạo ra thì có 10 giao tử có hoán vị gen.
- xét 100 tế bào sinh tinh, ta thấy:
+ qua giảm phân sẽ cho 400 tinh trùng, tương ứng với số đó sẽ có 40 giao
tử hoán vị gen( giao tử tái tổ hợp).
5
+ để có 40 giao tử hoán vị gen thì phải có 20 tế bào sinh tinh có xảy ra trao
đổi đoạn trong giảm phân. Vậy. tỉ lệ của các tế bào sinh tinh đã xảy ra trao
đổi chéo NST trong giảm phân là 20/100=20%.
• Phương pháp giải nhanh
Để có tần số trao đổi chéo là 50%, thì 100% số tế bào sinh tinh đều xảy ra
trao đổi chéo. Vậy, tần số trao đổi chéo 10% sẽ tương ứng với tỷ lệ các tế
bào sinh tinh có xảy ra trao đổi chéo là 20%
Nhận xét: Cách giải này nhanh, ngắn gọn áp dụng rất tốt khi làm bài
trắc nghiệm.
3.2. Một số qui tắc về di truyền liên kết
* Các tính trạng được xác định bởi các gen liên kết hoàn toàn luôn được
di truyền cùng nhau.
* Liên kết gen hoàn toàn làm giảm số KG và KH ở đời con lai. Ngược
lại, trao đổi chéo giữa các gen làm tăng số KG và KH ở thế hệ sau .
* Tỉ lệ của các loại giao tử mang gen liên kết luôn bằng nhau, tỉ lệ của
các giao tử mang gen hoán vị luôn bằng nhau và nhỏ hơn tỉ lệ của các giao tử
mang gen liên kết.
* Nếu trong phép lai phân tích, xuất hiện hai lớp KH có tần số lớn bằng
nhau và hai lớp KH có tần số bé bằng nhau, thì trong đó có gen liên kết không
hoàn toàn.
* Phép lai hai tính cho tỉ lệ phân li KH 3:1 chứng tỏ 2 gen liên kết hoàn
toàn và bố mẹ là dị hợp tử đều.
* Phép lai hai tính cho tỉ lệ phân li KH 1:2:1 chứng tỏ hai gen liên kết
hoàn toàn và bố mẹ là dị hợp tử đối.
* Phép lai phân tích 2 tính cho tỉ lệ phân li KH khác 1:1:1:1, trong đó tần
7
- P thuần chủng, ở F2 có 16 kiểu tổ hợp vậy F1 dị hợp tử 2 cặp gen phân li
độc lập, qui ước là AaBb và tương ứng với KH lông tím.
- F2-1 có tỉ lệ rút gọn là 9:3:3:1 tương ứng với 9 A-B- (tím): 3 A-bb (đỏ
hoặc nâu) : 3 aaB-(nâu hoặc đỏ): 1aabb (vàng).
- Ta qui ước: 3 A-bb (lông đỏ), 3 aaB-(lông nâu), như vậy 2 cặp gen đó
phân li độc lập và tương tác bổ trợ với nhau, trong đó gen A và B bổ trợ
cho lông tím; 2 cặp gen lặn aa và bb bổ trợ với nhau cho lông vàng, gen
trội A qui định lông đỏ, gen trội B qui định lông nâu.
- P
1
thuần chủng lông đỏ và lông nâu, nên KG của P
1
là Aabb x aaBB
2/ Giải thích phép lai 2 và 3
a- Xét tính trạng màu sắc lông:
+ ở F
1-2
có tỉ lệ 3:3:1:1 vậy F
1-2
có 8 kiểu tổ hợp giao tử ( bằng 4 x2), chim
mái P
2
lông nâu (aaB-) chỉ có thể cho tối đa 2 loại giao tử, KG của nó là
aaBb
Chim trống P
2
lông tím cho 4 loại giao tử, phù hợp với KG AaBb
+ ở F
1-3
Y .
8
KG của P
3
phải là : ♂ không đốm X
d
X
d
; ♀ có đốm X
D
Y .
c- Xét sự di truyền đồng thời của 2 cặp tính trạng
+ Tỉ lệ KH của F
1-2
và F
1-3
đều bằng tích của tỉ lệ phân li từng tính trạng:
-F
1-2
: 3: 3: 1: 1= (3: 3: 1: 1) x 1
- F
1-3
: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1: 1 = ( 1: 1: 1: 1) x (1: 1).
Qua đó ta thấy 2 cặp tính trạng trên di truyền độc lập, các cặp gen qui định
màu lông nằm trên NST thường, các cặp gen qui định tính trạng đốm trên lông
nằm trên NST giới tính X.
Ta xác định được KG:
Của P
2
là: ♂ lông tím –có đốm AaBb X
9
5.1. Phương pháp giải:
Với cơ sở lý thuyết như trên các bài tập di truyền liên kết với giới tính có
phương pháp giải chung là:
Bước 1:
Xác định quy luật chi phối sự di truyền các tính trạng :
* Dựa vào kết quả của 2 phép lai thuận nghịch:
+ Nếu kết quả lai thuận nghịch khác nhau thì gen quy định tính trạng được
xét nằm trên nhiễm sắc thể giới tính.
+ Nếu tính trạng đã cho thấy xuất hiện chỉ ở giới đực qua các thể hệ (di
truyền thẳng) gen nằm trên nhiễm sắc thể Y. Ngược lại thì gen nằm trên
nhiễm sắc thể X.
+ ví dụ: xét màu thân, màu mắt ở ruồi giấm qua 2 phép lai sau:
- phép lai 1: P :cái xám, đỏ x đực đen, trắng
F1: toàn xám đỏ
- phép lai 2: P :đực xám, đỏ x cái đen, trắng
F1: ½ cái xám đỏ : ½ đực
đen trắng
ta thấy:
- màu thân: F1 đều như nhau gen nằm trên nhiễm sắc thể thường.
- màu mắt: kết quả F1 ở phép lai 2 là chỉ cái đỏ, còn đực trắng gen nằm
trên nhiễm sắc thể giới tính. Đồng thời có sự di truyền chéo gen nằm trên
nhiễm sắc thể giới tính X.
10
•
Dựa vào sự di truyền chéo hoặc tính trạng biểu hiện không đồng đều trên
2 giới:
+ Di truyền chéo:
A
X
A
x ♀ X
a
Y
lông vằn lông đen.
GP: X
A
X
a
, Y
F1: ♀X
A
X
a
:
♂ X
A
Y
100% lông vằn
Tạp giao F1:
♂ X
A
X
a
x ♀ X
A
Y
toàn cánh đen. Cho F
1
giao phối tự
do với nhau, F
2
thu được 1598 con cánh đen và 533 con cánh đốm. Biết rằng tất
cả con cánh đốm ở F
2
đều là cái và mỗi tính trạng do một gen quy định. Hãy giải
thích kết quả phép lai trên và viết sơ đồ lai?
giải
12
Vì 1 gen qui định 1 tính trạng, nên kết quả kiểu hình ở F1 cho thấy tính
trạng cánh đen là trội, kí hiệu A là cánh đen và a là cánh đốm.
Vì tính trạng không phân bố đều ở 2 giới → gen này nằm trên nst giới tính.
Do con đực P cánh đen, F1 xuất hiện con cái cánh đen → gen quy định màu
lông nằm trên NST giới tính X.
Ptc: con đực cánh đen X
A
Y , con cái cánh đốm X
a
X
a
Sơ đồ lai:
Ptc: ♂ X
A
Y x ♀ X
a
tính trạng ở đời con cháu).
• quy ước gen.
Bước 2:
• Xác định kiểu di truyền của gen quy định tính trạng nằm trên phần
tương đồng của NST X và Y.
HS dựa vào dấu hiệu sau:
Các gen nằm trên đoạn tương đồng sẽ có sự di truyền liên kết với cả X
lẫn Y. Sự di truyền của các gen này ở F1 giống sự di truyền của gen trên NST
thường. Nhưng sự liên kết với giới tính (cả X và Y ) được phát hiện ở F2 tính
trạng phân bố không đều ở 2 giới
Bước 3:
• Xác định KG,KH của P
• viết sơ đồ lai.
Lưu ý: Khi gen nằm trên phần tương đồng của X và Y thì KG được viết
như sau:Ví dụ gen có 2 alen A và a nằm trên phần tương đồng của X và Y, các
kiểu gen có thể có là: X
A
Y
A
, X
A
Y
a
, X
a
Y
A
, X
a
Y
GP: X
A
, Y
A
X
a
F1: ♀ X
A
X
a
: ♂ X
a
Y
A
KH: 100 % cánh đen
F1 giao phối tự do với nhau:
F1: ♂ X
a
Y
A
x ♀ X
A
X
a
cánh đen cánh đen
GF1: X
a
, Y
A
x X
50% con cái có kiểu hình dại.
Biện luận, viết sơ đồ lai từ P → F2.
Bài giải
Theo bài ra, bố mẹ thuần chủng, F1 100% có kiểu hình dại→ kiểu hình
dại trội so với kiểu hính bình thường
Quy ước: B: kiểu hình dại
b: kiểu hình bình thường.
F2 tính trạng kiểu hình phân bố không đều ở 2 giới → gen quy định tính trạng
nằm trên NST giới tính. Ở F1 tính trạng kiểu hình di truyền như gen nằm trên
NST thường do đógen quy định tính trạng nằm trên phần tương đồng của
NST X và Y.
16
P thuần chủng: con đực kiểu hình dại: X
B
Y
B
, con cái kiểu hình bình thường:
X
b
X
b
Sơ đồ lai:
Ptc: ♂ X
B
Y
B
x ♀ X
b
X
b
, Y
B
X
B
, X
b
F2: ♀ X
B
X
b
:
♀ X
b
X
b
: ♂ X
B
Y
B
:
♂ X
b
Y
B
KH: 100% đực có kiểu hình dại
50% con cái kiểu hình bình thường
50% con cái có kiểu hình dại.
Bài 2: Ở người, hội chứng Oguti( một bệnh hay gặp ở Nhật, biểu hiện
, người con dâu X
A
X
a
, cháu trai X
a
Y
A
,
cháu gái X
a
X
a
.
Sơ đồ lai:
P: bố X
A
Y
A
x
mẹ
X
a
X
a
bình thường bị bệnh
GP: X
18
bình thường bình thường
G: X
a
, Y
A
X
A
, X
a
1 X
a
Y
A
: 1 X
a
X
a
.
cháu trai bình thường cháu gái bị bệnh
III. KẾT LUẬN
-Dạy học sinh học ở trường phổ thông ngoài việc trang bị những tri thức
lí thuyết, người giáo viên còn có nhiệm vụ rèn luyện cho người học các kỷ
năng: kỷ năng quan sát, kỷ năng làm thí nghiệm và các thao tác tư duy ( so
sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát…). Việc rèn các kỷ năng này có thể
thông qua giải các bài tập sinh học. Vì vậy việc tìm ra phương pháp để giải
nhanh các bài tập sinh học nói chung và bài tập di truyền nói riêng là một
việc làm có ý nghĩa trong quá trình dạy học sinh học ở trường phổ thông.
- Thực tiễn quá trình dạy học thời gian qua đã cho phép tôi khảng định
tính ưu việt của việc sử dụng phương pháp giải nhanh bài tập di truyền (môn