PHẦN MỘT:
ĐẶT VẤN ĐỀ
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Với việc đổi mới trong cách thi đại học, thi theo hình thức trắc nghiệm thì
việc dạy và học môn sinh học cũng cần có nhiều thay đổi. Mà một trong những
thay đổi đó là về nội dung thi. Nội dung kiến thức tập trung trong chương trình
lớp 12 với 3 phần gồm: di truyền học, tiến hóa và sinh thái học.
Theo cấu trúc đề thi đại học năm 2009, phần tính quy luật của hiện tượng
di truyền chiếm 10 câu tương ứng với 2 điểm và phần này cũng chiếm 8 câu
trong đề thi tốt nghiệp, tuy nhiên thời lượng học lại rất ngắn. Cụ thể học theo
chương trình chuẩn chỉ có 8 tiết (trong đó có 1 tiết bài tập và một tiết thực
hành), còn học theo chương trình nâng cao cũng chỉ được nghiên cứu 9 tiết
(trong đó có 1 tiết bài tập và một tiết thực hành).
Trong phần quy luật di truyền thì hoán vị gen được xem là phần khó và
trừu tượng nhất, bởi không chỉ học sinh chỉ được học rất ít trên lớp (1/2 tiết) do
đó các em không thể nắm vững và áp dụng trong việc làm bài tập được. Trong
hai ba năm lại đây các đề thi đại học phần lớn các câu hỏi khó để phân loại học
sinh đều nằm trong phần này, đặc biệt là trong trường hợp xuất hiện 3 cặp tính
trạng.
Thực tế qua nhiều năm giảng dạy tại trường THPT Lê Hoàn và ôn thi đại
học, học sinh giỏi, tôi nhận thấy các em còn nhiều lúng túng khi gặp các bài toán
về Hoán vị gen nói chung và trong trường hợp xuất hiện 3 cặp tính trạng.
Mặt khác với hình thức thi trắc nghiệm với nhiều ưu điểm như nội dung
kiến thức rộng, tránh việc học tủ, học lệch nên học sinh cần phải nắm kiến thức
một cách chắc chắn không bỏ sót một bài nào. Với mỗi câu các em chỉ co trung
bình là 1,8 phút/1câu, nếu gặp các bài toán lai có phần tính toán, các em phải lập
sơ đồ lai do đó phải cẩn thận mới đảm bảo thời gian và kết quả đúng. Nhưng với
thời gian cho mỗi câu các em phải có cách giải nhanh, chính xác. Để giúp học
sinh có thao tác nhanh tôi mạnh dạn đề xuất sáng kiến "kinh nghiệm giải bài
tập Hoán vị gen, trong trường hợp 3 cặp tính trạng".
1
tiến hành làm các bước tiếp theo.
II THỰC TRẠNG
1. Đối với học sinh khi gặp bài toán hoán vị gen xuất hiện 3 cặp tính trạng
thì đa phần đều thấy lúng túng, khi đó các em sẽ tìm cách xác định tần số hoán vị
gen, sau đó viết sơ đồ lai. Tuy nhiên nếu bố mẹ đều dị hợp về 3 cặp gen và đều
xảy ra hoán vị thì đều cho 8 loại giao tử, 64 tổ hợp giao tử, nên xác định kết quả
sẽ rất khó khăn.
2. Đối với giáo viên: Nếu không xác định cách tính nhanh và bản chất của
nó thì một buổi dạy số lượng bài tập và kiến thức truyên đạt cho học sinh là rất
ít.
Ví dụ 1 (Đại học 2010): Ở một loài thực vật, alen A quy định thân cao
trội hoàn toàn so với alen a quy định thân thấp; alen B quy định hoa đỏ trội hoàn
toàn so với alen b quy định hoa vàng. Hai cặp gen này nằm trên cặp nhiễm sắc
thể tương đồng số 1. Alen D quy định quả tròn trội hoàn toàn so với alen d quy
định quả dài, cặp gen Dd nằm trên cặp nhiễm sắc thể tương đồng số 2. Cho giao
phấn giữa hai cây (P) đều thuần chủng được F
1
dị hợp về 3 cặp gen trên. Cho F
1
giao phấn với nhau thu được F
2
, trong đó cây có kiểu hình thân thấp, hoa vàng,
quả dài chiếm tỉ lệ 4%. Biết rằng hoán vị gen xảy ra cả trong quá trình phát sinh
giao tử đực và giao tử cái với tần số bằng nhau. Tính theo lí thuyết, cây có kiểu
hình thân cao, hoa đỏ, quả tròn ở F
2
chiếm tỉ lệ.
A. 54,0%. B. 66,0%. C. 16,5%. D. 49,5%.
Lời giải
* Giải bài toán theo cách giải thông thường
abD = abd = 20% abD = abd = 20%
AbD = Abd = 5% AbD = Abd = 5%
aBD = aBd = 5% aBD = aBd = 5%
F2: Để đời con mang ba tính trạng trội (T,T,T) thì hợp tử phải có kiểu
gen:
−
−−
D
AB
Nếu làm theo cách thông thường ta lấy tất cả các giao tử của bố kết hợp
với các giao tử của mẹ để xuất hiện đời con mang 3 tính trạng trội.
Giao tử của
bố
số giao tử của mẹ có thể
kết hợp để xuất hiện cỏ
thể mang 3 tính trạng
trội
tỉ lệ giao tử Cơ thể mang
3 tính trạng
trội
ABD = 20% kết hợp được với tất cả ABD = ABd = 20%
abD = abd = 20%
AbD = Abd = 5%
aBD = aBd = 5%
(T,T,T) =20%
ABd = 20% 4 giao tử ABD = abD = 20%
AbD = aBD = 5%
(T,T,T) =10%
⇒
Dd x Dd (1)
⇒
dd = 1/4
D- = 3/4
ab
AB
x
ab
AB
(2)
- Theo bài ra kiểu hình (lặn, lặn, lặn) = 4%
dd
ab
ab
= 16%
ab
ab
x 1/4dd
- Đối với phép lai (2) ta có thể áp dụng: (trội, trội) = 0,5+(lặn, lặn).
⇒
(trội, trội) = 0,5 + 0,16= 0,66
Vì 3 cặp tính trạng nằm trên 2 cặp NST nên các tính trạng trên 2 cặp này độc lập
với nhau. Vậy kiểu hình thân cao, hoa đỏ, quả tròn ở F
2
bằng: 0,66 x 3/4 = 0,495
(49,5%), đúng với kết quả bài toán.
Phương pháp mà tôi đề xuất là dạng bài toán hoán vị gen trong trường
trắng
⇒
bố mẹ có kiểu gen: X
D
X
d
x X
D
Y
- Nên ruồi mắt trắng (X
d
Y) có tỉ lệ là 1/4
- ruồi mắt đỏ (X
D
X ; X
D
X
D
;X
D
Y) có tỉ lệ là 3/4.
- Theo bài ra F
1
thu được 2,5% ruồi thân đen, cánh cụt, mắt trắng
⇒
ruồi thân
đen, cánh cụt chiếm tỉ lệ là: a khi đó ta có a.1/4 = 2,5%
⇒
a=10%
* Xét hai cặp tính trạng hình dạng cánh và màu sắc thân.
D
X
d
x X
D
Y
⇒
F
1
: X
D
X
d
;
X
D
X
D
; X
D
Y; X
d
Y
3/4 mắt đỏ:1/4 mắt trắng
* Trong trường hợp 3 cặp tính trạng.
F
1
thu được kiểu hình thân đen, cánh cụt, mắt đỏ là 15%
⇒
có kiểu gen và tần số hoán vị.
A. Aa
bd
BD
x Aa
bd
bd
; f =25%.
B. Aa
bd
BD
x aa
bd
bd
; f =25%.
C.
abd
ABD
x
abd
Abd
; f =25%.
D. Bb
ad
AD
x Bb
ad
ad
; f =25%.
Lời giải
F
1
có kiểu gen
bd
BD
.
tần số hoán vị: f =
%25%100.
1133
11
=
+++
+
.
- Xét tính trạng kích thước và hình dạng hạt ở F
2
phù hợp với kết quả nhân
xác suất (3:1)(1:1) = 3:3:1:1
cao, tròn: = 9+3 = 12
cao, dài: = 9+3 = 12
thấp, sớm: = 3+1 = 3
thấp, muộn = 3+1 = 3
nên gen chi phối tính trạng kích thước cây và cặp gen qui định tính trạng hình
dạng hạt phân li độc lập.
vậy kiểu gen của bố mẹ F
1
: Aa
bd
BD
x Aa
AB
ab
DE
de
x
AB
ab
DE
de
là tổ của hai phép lai
de
DE
x
de
DE
ab
AB
x
de
DE
x
de
DE
hoán vị gen giữa các a len E và e với tần số 40%.
giao tử của bố và mẹ là:
DE = de = 30%
De = dE = 20%
cơ thể có kiểu hình (lặn, lặn) = 30%.30% = 0,09.
⇒
trội, trội = 0,5+009= 0,59
Vậy F
1
có kiểu hình thân cao, hoa tím, quả đỏ, tròn chiếm tỉ lệ là:
(T,T,T,T) = 0,66x0,59=0,3894 = 38,98% (ĐA: A).
Kết luận: với bài này ta tách ra để chúng trở về bài toán hai cặp tính trạng
sau đó giải theo phương pháp ở trên thì kết quả sẽ nhanh chóng chính xác.
Ví dụ 6: Người ta lai nòi thỏ lông đen, dài và mỡ trắng với loài thỏ lông
nâu, ngắn và mỡ vàng thu được F
1
đồng loạt có kiểu hình lông đen, dài và mỡ
trắng. Cho cá thể F
1
dị hợp về 3 cặp gen lai phân tích người ta thu được kết
quả phân ly theo tỉ lệ:
17,5% lông đen, dài, mỡ trắng.
17,5% lông đen, ngắn, mỡ trắng.
17,5% lông nâu, dài, mỡ vàng.
17,5% lông nâu, ngắn, mỡ vàng.
:
đen/nâu = 1/1.
dài/ngắn =1/1.
mỡ trắng/mỡ vàng = 1/1.
- Xét chung tính trạng màu lông và chiều dài lông.
lông đen, dài = 7 + 3 = 10. rút gọn = 1
lông đen, ngắn = 7 + 3 = 10. rút gọn = 1
lông nâu, dài = 7 + 3 = 10. rút gọn = 1
11
lông nâu, ngắn = 7 + 3 = 10. rút gọn = 1
(1:1)(1:1) = 1:1:1:1
Tỉ lệ chung bằng tích các tỉ lệ riêng nên tính trạng màu lông và chiều dài
lông phân ly độc lập.
- Xét chung tính trạng màu lông và màu mỡ.
lông đen, mỡ trắng: = 7 + 7 = 14.
lông nâu, mỡ vàng: = 7 + 7 = 14.
lông đen, mỡ vàng: = 3 + 3 = 6.
lông nâu, mỡ trắng: = 3 + 3 = 6.
(1:1)(1:1)
≠
14:14:6:6. Nên các gen chi phối tính trạng màu lông và màu mỡ
di truyên liên kết không hoàn toàn (hoán vị gen).
Tần số hoán vị gen: f =
%30
661414
66
=
+++
+
.
d
×
ab
ab
X
D
Y; khoảng cách giữa các gen là 40cM.
B.
ab
AB
X
D
X
d
×
ab
ab
X
D
Y; khoảng cách giữa các gen là 20cM.
C.
ab
AB
X
D
X
d
×
ab
AB
%5,2%5,7%10%30
%5,2%5,7%10%30
=
+++
+++
.
Tỷ lệ phân tính chung của hai tính trạng ở F
1
không phù hợp với kết quả của
phép nhân xác suất. (1:1)(1:1) = 1:1:1:1
Mà xuất hiện 4 loại kiểu hình với tỉ lệ khác nhau:
thân xám, cánh dài: 30% + 10% = 40%.
thân đen, cánh cụt: 30% + 10% = 40%.
thân xám, cánh cụt: 7,5% + 2,5% = 10%.
thân đen, cánh dài: 7,5% + 2,5% = 10%.
Do đó các gen chi phối tính trạng màu thân và chiều dài cánh di truyền liên
kết không toàn.
tính trạng thân xám, cánh dài và thân đen, cánh cụt chiếm tỉ lệ lớn nên được
hình thành từ giao tử liên kết, do đó tần số hoán vị gen: f = 10%+10% = 20%.
bố mẹ có kiểu gen
ab
AB
×
ab
ab
* Xét tính trạng màu mắt:
mắt đỏ/mắt trắng =
1
3
%5,2%5,2%10%10
phải biện luận để xét sự di truyền của các tính trạng nữa mà ta tính khoảng
cách giữa các gen và kiểu gen của bố mẹ luôn.
Cách làm:
ruồi thân đen, cánh dài, mắt trắng chiếm tỉ lệ 2,5%, mặt khác ruồi mắt trắng
chiếm 1/4 do đó ruồi thân đen, cánh dài = 2,5%.4 = 10% (0,1)
gọi x là kiểu hình (lặn, lăn)
⇒
x = 0,25 - 0,1 = 0,15.
0,15
ab
ab
= 0,3ab. 0,5ab ( ruồi giấm hoán vị xáy ra ở 1 bên).
Do đó ab là giao tử liên kết, kiểu gen ẹ là:
ab
AB
.
tần số hoán vị: f = 0,5 - 0,3 = 0,2.
Kết luận: kiểu gen của bố mẹ đem lai và khoảng cách giữa các gen:
ab
AB
X
D
X
d
×
ab
ab
X
D
Y; khoảng cách giữa các gen là 20cM. (đáp án B)
giáo viên có cơ hội tham khảo nhiều hơn.
Mỗi năm hội đồng khoa học ngành đều xếp loại các sáng kiến kinh
nghiệm, cần cung cấp cho các nhà trường để các giáo viên có cơ hội học hỏi.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
Thọ Xuân, ngày 20 tháng 5 năm 2012
Tác giả:
Lê Hữu Khương
15