Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
1
PHẦN A. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.
Năm học 2005 – 2006 là năm đầu tiên BGD chính thức đưa vào áp dụng
đại trà sách giáo khoa sinh học 9 nói riêng và bộ SGK lớp 9 nói chung theo
chương trình đổi mới. Trong chương trình SGK sinh học 9 có đưa vào các kiến
thức về Di truyền và Biến dị. Do đó đòi hỏi học sinh phải nắm được các kiến thức
cơ bản về lai một cặp và hai cặp tính trạng của Menđen; nhiễm sắc thể; ADN và
gen; ARN…, đồng thời biết vận dụng lý thuyết vào giải các dạng bài tập này. Tuy
nhiên do phân phối chương trình quy định thời gian dành cho việc vận dụng vào
giải bài tập rất ít hoặc thậm chí không có nên giáo viên và học sinh không có đủ
thời gian để thực hành giải các dạng bài tập này trên lớp cũng như trong việc dạy
bồi dưỡng học sinh giỏi. Trong khi đó đề thi học sinh giỏi Sinh lớp 9, thi tuyển
sinh vào lớp 10… luôn đòi hỏi học sinh phải biết giải các dạng toán này. Mặt khác
đây cũng chính là các dạng toán cơ bản để giúp học sinh có đủ cơ sở khi lên học
cấp THPT. Chính vì thế, tôi làm đề tài này nhằm giúp giáo viên có thêm thông tin
về các dạng toán cơ bản trong chương trình Sinh học ở bậc THCS để vận dụng vào
việc dạy trên lớp, dạy học tự chọn cũng như dạy bồi dưỡng học sinh giỏi trong các
nhà trường.
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
2
PHẦN B. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
PHẦN 1. DI TRUYỀN PHÂN TỬ.
A. CẤU TẠO ADN:
I. TÓM TÁT KIẾN THỨC CƠ BẢN:
- Phân tử ADN (axit đêôxiribônuclêic) có kích thước và khối lượng lớn; có cấu tạo
đa phân, tức do nhiều dơn phân hợp lại.
- Mỗi đơn phân là một nuclêôtit có chiều dài 3,4A
0
và có khối lượng trung bình là
300đvC. Có 4 loại nuclêôtit là A (ađênin), T (timin), G (guanin) và X ( xitôzin).
M= N . 300đvC
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
3
2. Bài tập và hướng dẫn giải:
Bài 1. Có hai đoạn ADN:
- Đoạn thứ nhất có khối lượng là 900.000đvC.
- Đoạn thứ hai có 2400 nuclêôtit.
Cho biết đọan ADN nào dài hơn và dài hơn bao nhiêu?
GIẢI
- Xét đoạn ADN thứ nhất:
Số lượng nuclêôtit của đoạn:
N =
300
M
=
900.000
300
= 3000(nu).
Chiều dài của đoạn ADN:
L =
2
N
. 3,4A
0
=
3000
2
. 3,4A
0
= 5100A
0
2
3,4A
L
=
2.3060
3,4
= 1800( nu).
Khối lượng của gen thứ nhất:
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
4
M= N . 300đvC = 1800 . 300đvC = 540000đvC.
Khối lượng của gen thứ hai:
540000đvC + 36000đvC = 576000đvC.
Số lượng nuclêôtit của gen thứ hai:
N =
300
M
=
576000
300
= 1920 ( nu).
DẠNG 2. Tính số lượng và tỉ lệ từng loại nuclêôtit của phân tử ADN.
1. Hướng dẫn và công thức:
Theo nguyên tắc bổ sung, trong phân tử ADN, số nuclêôtit loại A luôn bằng T và
G luôn bằng X: A=T G=X
- Số lượng nuclêôtit của phân tử ADN:
A + T + G + X = N
Hay 2A + 2G =N. A + G =
2
Số lượng nuclêôtit của gen thứ nhất:
N = 900 x
100
30
= 3000 ( nu).
Chiều dài của gen thứ nhất:
L =
2
N
. 3,4A
0
=
3000
2
. 3,4A
0
= 5100A
0
- Xét gen thứ hai:
Số lượng nuclêôtit của gen thứ hai:
N =
300
M
=
900000
300
= 3000 ( nu).
Chiều dài của gen thứ hai:
L =
2
2
,
G
2
, X
2
lần lượt là số nuclêôtit mỗi loại trên mạch thứ hai.
Dựa vào NTBS, ta có:
A
1
= T
2
T
1
= A
2
G
1
= X
2
X
1
= G
2
A = T = A
1
+ A
2
G = X = G
1
= 4 ( nu).
Số lượng từng loại nuclêôtit của đọan ADN:
A = T = A
1
+ A
2
= 8+2 = 10 (nu)
G = X = G
1
+ G
2
= 4+4 = 8 ( nu).
Bài 2. Một gen có chiều dài 5100A
0
và có 25%A. Trên mạch thứ nhất có 300T và
trên mạch thứ hai có 250X. Xác định:
a. Số lượng từng loại nuclêôtit của cả gen.
b. Số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch gen.
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
7
GIẢI
a. Số lượng từng loại nuclêôtit của cả gen:
Tổng số nuclêôtit của gen:
N =
0
2
3,4A
L
=
2 5100
= G – G
1
= 750 – 250 = 500 (nu).
DẠNG 4. Tính số liên kết hyđrô của phân tử ADN.
1. Hướng dẫn và công thức:
Trong phân tử ADN:
- A trên mạch này liên kết với T trên mạch kia bằng 2 liên kết hyđrô.
- G trên mạch này liên kết với X trên mạch kia bằng 3 liên kết hyđrô.
Gọi H là số liên kết hyđrô của phân tử ADN
H = ( 2 x số cặp A-T) + ( 3 x số cặp G-X)
Hay: H = 2A + 3G
2. Bài tập và hướng dẫn giải:
Bài 1. Một gen có 2700 nuclêôtit và có hiệu số giữa A với G bằng 10% số
nuclêôtit của gen.
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
8
a. Tính số lượng từng loại nuclêôtit của gen.
b. Tính số liên kết hyđrô của gen.
GIẢI
a. Số lượng từng loại nuclêôtit của gen:
Theo đề: A – G = 10%
Theo NTBS A + G = 50%
Suy ra: 2A = 60%
Vậy A = T = 30%
Suy ra: G = X = 50% - 30% = 20%.
Số lượng từng loại nuclêôtit của gen:
A = T = 30% x 2700 = 810 ( nu)
G = X = 20% x 2700 = 540 ( nu).
b. Số liên kết hyđrô của gen:
H = 2A + 3G = ( 2 x 810) + ( 3 x 540) = 3240 Lkết.
0
= 3808A
0
B. CƠ CHẾ NHÂN ĐÔI ADN.
I. TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN:
Dưới tác dụng của men, hai mạch đơn của phân tử ADN lần lượt tách các
liên kết hyđrô từ đầu này đến đầu kia. Khi ấy, các nuclêôtit tự do của môi trường
nội bào lần lượt di chuyển vào và liên kết với các nuclêôtit của hai mạch đơn theo
NTBS:
- A của mạch liên kết với T của môi trường
- T của mạch liên kết với A của môi trường
- G của mạch liên kết với X của môi trường
- X của mạch liên kết với G của môi trường
Kết quả từ một phân tử ADN mẹ hình thành 2 phân tử ADN con giống hệt
nhau và giống với ADN mẹ. Trong mỗi phân tử ADN con có một mạch đơn nhận
từ ADN mẹ và một mạch đơn còn lại được liên kết từ các nuclêôti của môi trường.
Quá trình nhân đôi của ADN còn gọi là quá trình tự sao.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI.
DẠNG 1. Tính số lần nhân đôi của ADN và số phân tử ADN được tạo ra qua
quá trình nhân đôi.
1. Hướng dẫn và công thức:
Phân tử ADN thực hiện nhân đôi:
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
10
Số lần nhân đôi Số ADN con
1 2 = 2
1
2 4 = 2
2
3 8 = 2
Hai đoạn ADN mới giống hệt đoạn ADN đã cho:
-A-T-X-A-G-X-G-T-A-
-T-A-G-T-X-G-X-A-T-
DẠNG 2. Tính số lượng nuclêôtit môi trường cung cấp cho ADN nhân đôi.
1. Hướng dẫn và công thức:
Nếu x là số lần nhân đôi của ADN thì:
- Tổng số nuclêôtit môi trường cung cấp:
.nu mt
= ( 2
x
– 1) . N
ADN
- Số lượng nuclêôtit từng loại môi trường cung cấp:
A
mt
= T
mt
= ( 2
x
– 1) . N
ADN
G
mt
= X
mt
= ( 2
x
– 1) . N
ADN
= X
mt
= ( 2
3
– 1) . G
gen
= ( 2
3
-1) . 250 = 1750 (nu).
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
12
Bài 2. Gen có 600A và có G =
3
2
A. Gen đó nhân đôi một số đợt, môi trường cung
cấp 6300G.
a. Xác định số gen con được tạo ra.
b. Xác định số liên kết hyđrô của gen.
GIẢI
a. Số gen con được tạo ra:
Gen có: A =T = 600 (nu)
G = X =
3
2
A =
3
2
x 600 = 900 (nu).
Gọi x là số lần nhân đôi của gen, ta có số G môi trường cung cấp cho gen
nhân đôi là:
Bài 1. Một gen nhân đôi 3 lần phá vỡ tất cả 22680 liên kết hyđrô, gen đó có 360A.
a. Tính số lượng từng loại nuclêôtit của gen.
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
13
b. Tính số liên kết hyđrô có trong các gen con tạo ra.
GIẢI
a. Số lượng từng loại nuclêôtit của gen:
Gọi H là số liên kết hyđrô của gen, áp dụng công thức tính số liên kết hyđrô
bị phá trong nhân đôi của gen:
( 2
x
– 1) . H = ( 2
3
– 1) . H = 22680
Suy ra: H =
3
22680
2 1
= 3240 liên kết.
H = 2A + 3G hay ( 2 x 360) + 3G = 3240
Suy ra: G =
3240 (2 360)
3
x
= 840 (nu).
Vậy số lượng từng loại nuclêôtit của gen là:
A = T = 360 (nu)
G = X = 840 ( nu).
b. Số liên kết hyđrô có trong các gen con tạo ra:
Số gen con tạo ra:
Trạng thái NST
2n
kép
2n
kép
2n
kép
4n
đơn
4n
đơn
2n
đơn
Số crômatit 4n 4n 4n 0 0 0
Số tâm động 2n 2n 2n 4n 4n 2n
2. Tính số lần nguyên phân, số TB con được tạo ra, số NST môi trường cung
cấp cho các TB nguyên phân và số NST có trong các TB con được tạo ra sau
nguyên phân.
a. Nếu có 1 tế bào mẹ (2n) tiến hành nguyên phân x lần, thì:
- Số TB con được tạo ra sau nguyên phân = 2
x
- Số NST có trong các TB con = 2
x
. 2n
- Số NST môi trường cung cấp cho TB nguyên phân = ( 2
x
-1).2n
b. Nếu có a tế bào mẹ (2n) tiến hành nguyên phân x lần bằng nhau, thì:
- Số TB con được tạo ra sau nguyên phân = a.2
x
15
- Số NST môi trường cung cấp cho TB nguyên phân = ( 2
X1
-1).2n +
( 2
X2
-1).2n +…+ ( 2
Xa
-1).2n
II. BÀI TẬP ÁP DỤNG.
Bài 1. Ruồi gấm có 2n = 8. Có 4 hợp tử của ruồi giấm đều nguyên phân 5 lần bằng
nhau. Xác định:
a. Số TB con đã được tạo ra.
b. Số NST có trong các TB con.
c. Số NST môi trường đã cung cấp cho quá trình nguyên phân.
GIẢI
a. Số TB con đã được tạo ra = a.2
x
= 4. 2
5
= 128 (TB)
b. Số NST có trong các TB con = a .2
x
. 2n = 128 x 8 = 1024(NST)
c. Số NST môi trường đã cung cấp cho quá trình nguyên phân là
( 2
x
-1).a.2n = ( 2
5
– 1) . 4. 8 = 992(NST).
- Hợp tử B: 2
4
. 2n
B
256
2n
B
= 256 : 16 = 16(NST).
- Hợp tử C: Số crômatit có trong hợp tử ở kì giữa là:
4n
C
= 2.2n
C
= 40 2n
C
= 40 : 2 = 20(NST).
Ta có số lượng NST trong 3 hợp tử khác nhau nên 3 hợp tử A, B, C thuộc 3 loài
khác nhau.
b. Tổng số TB con do 3 hợp tử tạo ra:
Áp dụng 2
Xa
+ 2
Xb
+ 2
Xc
= 2
3
+ 2
4
Nên:
- Số tinh trùng được tạo ra = 4 lần số tinh bào bậc 1
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
17
- Số trứng được tạo ra = số noãn bào bậc 1
- Số thể định hướng = 3 lần số noãn bào bậc I
- Số NST trong mỗi loại giao tử ( hoặc trong các thể định hướng) được tạo
ra = số lượng mỗi loại TB trên nhân với n NST.
2. Tính số hợp tử được tạo thành và hiệu suất thụ tinh của giao tử:
- Trong thụ tinh, mỗi tinh trùng kết hợp với 1 trứng tạo ra một hợp tử.
Nên:
Số hợp tử = Số trứng thụ tinh = Số tinh trùng thụ tinh.
- Hiệu suất thụ tinh( HSTT) của giao tử một giới nào đó là tỉ lệ giữa số giao
tử giới đó được thụ tinh so với tổng số giao tử của giới đó tham gia vào quá trình
thụ tinh.
HSTT của trứng = (Số trứng được thụ tinh : tổng số trứng tham gia
thụ tinh) x 100%.
HSTT của tinh trùng = (Số tinh trùng được thụ tinh : tổng số tinh
trùng tham gia thụ tinh) x 100%.
II. BÀI TẬP ÁP DỤNG.
Bài 1. Có 10 TB mầm của một chuột cái ( 2n =40) đều nguyên phân 2 lần. Các TB
con đều trở thành noãn bào bậc 1 và qua giảm phân tạo trứng.
a. Tính số lượng trứng đã được tạo ra trong quá trình trên và số NST trong
các trứng đó.
b. Tính số thể định hướng tạo ra và số NST có trong các thể định hướng.
GIẢI
a. Số trứng và số NST trong các trứng:
Số noãn bào bậc 1 = Số TB con sau nguyên phân:
a.2
x
Gọi a là số noãn bào bậc 1 = số trứng được tạo ra
Số NST có trong các trứng được tạo ra là :
a .n = 375 a = 375 : n = 375 :
50
2
= 15.
Vậy số noãn bào bậc 1 = 15
b. Số hợp tử:
Số hợp tử = Số trứng thụ tinh = Số tinh trùng thụ tinh:
15 x 40% = 6(hợp tử).
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
19
c. Hiệu suất thụ tinh của tinh trùng:
Số tinh trùng tham gia thụ tinh = 4 lần số tinh bào bậc 1:
4 x 16 = 64
Hiệu suất thụ tinh của tinh trùng là:
6
64
x 100% = 9,375%.
PHẦN 3. CÁC QUY LUẬT DI TRUYỀN
A. LAI MỘT CẶP TÍNH TRẠNG THEO ĐỊNH LUẬT ĐỒNG TÍNH VÀ
PHÂN TÍNH CỦA MEN.
I. TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN:
1.Nội dung định luật đồng tính và định luật phân tính của Menđen:
a. Định luật đồng tính:
Khi lai hai cơ thể bố mẹ thuần chủng khác nhau về một cặp tính trạng
tương phản thì các cơ thể lai ở thế hệ thứ nhất (F
1
) đều đồng tính, nghĩa là mang
tính trạng đồng loạt giống bố hay giống mẹ.
G
P
A a
F
B
Aa ( đồng tính).
*P. Aa ( không thuần chủng) x aa
G
P
A,a a
F
B
1Aa : 1aa ( phân tính).
4. Hiện tượng di truyền trung gian (Tính trội không hoàn toàn):
Là hiện tượng di truyền mà gen trội lấn át không hoàn toàn gen lặn, dẫn đến
thế hệ dị hợp bộc lộ kiểu hình trung gian giữa bố và mẹ.
Thí dụ: Cho cây hoa dạ lan thuần chủng có hoa đỏ với cây hoa thuần chủng
có hoa trắng thu được F
1
đồng loạt có màu hoa hồng.
Nếu tiếp tục cho F
1
lai với nhau, F
2
có tỉ lệ kiểu hình xấp xỉ 1 hoa đỏ : 2 hoa
hồng : 1 hoa trắng.
5. Các sơ đồ lai có thể gặp khi lai một cặp tính trạng:
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
21
P. AA x AA
1
1AA : 2Aa : 1aa
3 trội : 1 Lặn
(1trội : 2 trung gian ; 1lặn).
P. Aa x aa
G
P
A,a a
F
1
1Aa : 1aa
1trội : 1lặn
(1 trung gian : 1lặn).
P. aa x aa
G
P
a a
F
1
aa
Đồng tính lặn.
Ghi chú: Các tỉ lệ kiểu hình trong dấu ngoặc dùng trong bảng nêu trên
nghiệm đúng khi tính trội không hoàn toàn.
6. Các kí hiệu thường dùng:
P: thế hệ bố mẹ.
F: thế hệ con lai ( F
1
thế hệ con thứ nhất, F
2
thế hệ con thứ hai ).
Bước 1: Qui ước gen:
Gọi A là gen qui định tính trạng lông đen
Gọi a là gen qui định tính trạng lông trắng.
Bước 2:
- Chuột đực lông đen có kiểu gen AA hay Aa
- Chuột cái lông trắng có kiểu gen aa
Bước 3:
Ở P có hai sơ đồ lai: P. AA x aa và P. Aa x aa.
- Trường hợp 1: P. AA (đen) x aa (trắng)
G
P
A a
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
23
F
1
Aa
Kiểu hình: 100% lông đen.
- Trường hợp 2: P. Aa (đen) x aa (trắng)
G
P
A,a a
F
1
1Aa : 1aa
Kiểu hình: 50% lông đen : 50% lông trắng.
2. Dạng 2: Bài toán nghịch.
Là dạng bài toán dựa vào kết quả lai để xác định kiểu gen, kiểu hình của bố,
mẹ và lập sơ đồ lai.
Thường gặp hai trường hợp sau:
1
1AA : 2Aa : 1aa
Kiểu hình F
1
: 3 thân cao : 1 thân thấp.
b. Trường hợp 2: Nếu đề bài không nêu tỉ lệ kiểu hình của con lai.
Để giải dạng bài toán này, dựa vào cơ chế phân li và tổ hợp NST trong quá
trình giảm phân và thụ tinh. Cụ thể là căn cứ vào kiểu gen của con để suy ra loại
giao tử mà con có thể nhận từ bố, mẹ.
Nếu có yêu cầu thì lập sơ đồ lai kiểm nghiệm.
Thí dụ:
Ở người, màu mắt nâu là tính trạng trội so với màu mắt xanh.
Trong một gia đình, bố và mẹ đều có mắt nâu. Trong số các con sinh ra thấy có
đứa con gái mắt xanh .
Hãy xác định kiểu gen của bố mẹ và lập sơ đồ lai minh hoạ.
GIẢI
Qui ước gen: A mắt nâu ; a: mắt xanh.
Sáng kiến kinh nghiệm - Người thực hiện : Mai Xuân Dung - Trường THCS TT Ba Tơ
25
Người con gái mắt xanh mang kiểu hình lặn, tức có kiểu gen aa. Kiểu gen này
được tổ hợp từ 1 giao tử a của bố và một giao tử a của mẹ. Tức bố và mẹ đều tạo
được giao tử a.
Theo đề bài, bố mẹ đều có mắt nâu lại tạo được giao tử a. Suy ra bố và mẹ
đều có kiểu gen dị hợp tử Aa.
Sơ đồ lai minh hoạ:
P. Aa (mắt nâu) x Aa (mắt nâu)
G
P
A,a A,a
F