SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI:
"PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN SINH
HỌC 12"
PHẦN I: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
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 vận dụng để giải các bài toán trong
sinh học có vai trò rất lớn trong quá trình hình thành cho học sinh những phẩm chất đó.
Hơn nữa với đặc thù của bộ môn Sinh học thì phần lớn nội dung và thời lượng giành cho
việc nghiên cứu về lí thuyết còn việc vận dụng kiến thức đã được học để giải quyết
những bài toán trong sinh học còn rất nhiều hạn chế. Chính vĩ lẽ đó mà một bộ phận
không ít học sinh đã bỏ qua kĩ năng này và gần như không biết vận dụng để giải quyết
các bài toán trong sinh học. Trong khi đó thì trong các đề thi môn Sinh học của các kì thi
như tốt nghiệp, Đại hoc – Cao đẳng, Học sinh giỏi thì phần bài tập chiếm tỷ lệ khoảng 10
– 20% theo cấu trúc đề thi của bộ giáo dục.
Bên cạnh đó học sinh không có hứng thú học môn sinh như các môn học tự nhiên khác
bởi nội dung trong sách giáo khoa toàn lý thuyết, ít đề cập đến bài tập cũng như các công
thức vận dụng để giải các bài tập đó và như vậy khó lôi cuốn các em học môn này.
Trong chương trình sinh học THPT phần cơ chế di truyền và biến dị ở cấp độ tế bào
chiếm một dung lượng kiến thức lớn, nội dung về lý thuyết đã khó, và việc vận dụng lý
thuyết để xây dựng những công thức tính toán cũng như sử dụng các công thức tính toán
vào để giải những bài tập liên quan đến nội dung này là điều không dễ. Mặt khác trong
sách giáo khoa toàn giới thiệu về lý thuyết không đề cập nhiều đến bài tập, nên học sinh
không có hứng thú nhiều đối với môn sinh học, trong khi đó các dạng bài tập về phần cơ
chế di truyền và biến dị ở cấp độ tế bào rất đa dạng và rất khó. Vì vậy để giúp các em
hứng thú cũng như yêu thích khi học môn sinh, vận dụng linh hoạt để giải được các bài
tập sinh học nói chung và phần bài tập về cơ chế di truyền – biến dị ở cấp độ tế bào tôi
mạnh dạn chọn đề tài:
“Phương pháp giải một số dạng bài tập phần cơ chế di truyền và biến dị ở cấp độ tế
bào phục vụ cho ôn thi đại học và ôn thi HSG môn sinh học lớp 12”
PHẦN II: NỘI DUNG
* Đột biến đa bội là dạng đột biến làm tăng 1 số nguyên lần bộ NST đơn bội của loài và
lớn hơn 2n (3n, 4n, 5n, 6n ) gồm :
- Tự đa bội: - Là dạng đột biến làm tăng 1 số nguyên lần bộ NST đơn bội của loài và lớn
hơn 2n gồm đa bội chẵn và đa bội lẽ
- Dị đa bội: Là dạng đột biến làm tăng số bộ NST đơn bội của hai loài trong một tế bào
I. 3. NGUYÊN PHÂN (phân bào nguyên nhiễm)
- Xảy ra tại cơ quan sinh dưỡng và vùng sinh sản của cơ quan sinh dục. Gồm 4 kỳ( Kỳ
đầu, kỳ giữa, kỳ sau và kỳ cuối).
- Nhiễm sắc thể nhân đôi ở pha S kỳ trung gian do đó NST tồn tại ở trạng thái kép từ kỳ
trung gian cho đến kỳ giữa, tồn tại ở trạng thái đơn ở kỳ sau, kỳ cuối và đầu kỳ trung
gian.
- Nhiễm sắc thể co xoắn cực đại ở kỳ giữa và vào kỳ sau mỗi nhiễm sắc thể kép bị tách
thành hai nhiễm sắc thể đơn phân ly về hai cực tế bào
- Mỗi tế bào mẹ qua NP một lần tạo thành hai tế bào con có nhân 2n giống hệt mẹ
I.4. GIẢM PHÂN (Phân bào giảm nhiễm)
- Xảy ra ở vùng chín cơ quan sinh dục, là quá trình tạo giao tử mang bộ NST đơn bội (n)
- Gồm hai lần phân bào liên tiếp, mỗi lần phân bào gồm 4 kỳ (Kỳ đầu, kỳ giữa, kỳ sau và
kỳ cuối). Lần phân bào I theo hình thức giảm nhiễm từ 2n nhiễm sắc thể đơn tạo hai tế
bào con có n NST kép. Lần phân bào II theo hình thức nguyên nhiễm từ n kép tế bào con
có n NST đơn
- NST ở trạng thái kép từ kỳ trung gian đến kỳ giữa II, sau đó ở trạng thái đơn và tháo
xoắn. Sự phân ly NST luôn xảy ra ở kỳ sau.
- Mỗi tế bào sinh tinh(tế bào sinh hạt phấn) tạo 4 tinh trùng (4 hạt phấn) đều mang bộ
NST đơn bội (n)
- Mỗi tế bào sinh trứng(tế bào sinh noãn) tạo 1 trứng (1 noãn) và 3 thể định hướng đều
mang bộ NST đơn bội (n)
I.5. THỤ TINH
- Là quá trình kết hợp các yếu tố di truyền của bố và mẹ cho con.
- Là sự kết hợp từng đôi NST trong bộ NST đơn bội của giao tử đực với giao tử cái tạo ra
hợp tử mang bộ NST 2n
Tổng số tâm động trong các tế bào con được tạo thêm: 2n. (2
x
-1)
I.1.3. TÍNH SỐ TẾ BÀO CON TẠO THÀNH
Tế bào sinh sản bằng cách phân đôi trở thành 2 tế bào con → số tế bào ở thế hệ sau gấp
đôi số tế bào ở thế hệ trước
* Từ 1 tế bào ban đầu : + Qua 1 đợt phân bào tạo 2
1
tế bào con
+ Qua 2 đợt phân bào tạo 2
2
tế bào con
=> Số tế bào con tạo thành từ 1 tế bào ban đầu qua x đợt phân bào A= 2
x
* Từ a tế bào ban đầu : Tổng số tế bào con sinh ra A = a. 2
x
Mặt khác: Nếu có nhiều tế bào ban đầu nguyên phân và số lần nguyên phân không
như nhau
+ a
1
tế bào qua x
1
đợt phân bào → tế bào con a
1
.2
x
1
+ a
2
tế bào qua x
đợt phân bào → tế bào con a
1
.2
x
1
+ a
2
tế bào qua x
2
đợt phân bào → tế bào con a
2
.2
x
2
Tổng số tế bào con hiện diện qua các đợt phân bào là A = a
1
(
.
2
x
1
+1
- 1) + a
2
. (2
x
2
+1
NGUYÊN PHÂN
* Số thoi vô sắc xuất hiện và số thoi vô sắc bị phá hủy
Thoi vô sắc xuất hiện ở kỳ đầu và bị phá hủy ở kỳ cuối. Vậy có bao nhiêu thoi vô sắc
hình thành sẽ có bấy nhiêu thoi vô sắc bị phá hủy
Một tế bào nguyên phân x lần, số thoi vô sắc (TVS) xuất hiện hay phá hủy là : (2
x
– 1)
a tế bào nguyên phân x lần, số thoi vô sắc (TVS) xuất hiện hay phá hủy là : (2
x
– 1 ). a
* Thời gian của nguyên phân
- Thời gian của 1 chu kì nguyên phân : Là thời gian của 5 giai đọan , có thể được tính
từ đầu kì trước đến hết kì trung gian hoặc từ đầu kì trung gian đến hết kì cuối
Trong cùng một đơn vị thời gian chu kỳ nguyên phân tỉ lệ nghịch với số đợt nguyên
phân, số đợt nguyên phân tỉ lệ thuận với tốc độ nguyên phân
- Thời gian qua các đợt nguyên phân : Là tổng thời gian của các đợt nguyên phân liên
tiếp và phụ thuộc vào tốc độ nguyên phân
+ Nếu tốc độ nguyên phân không thay đổi : Khi thời gian của đợt nguyên phân
sau luôn luôn bằng thời gian của đợt nguyên phân trước .
TG = thời gian mỗi đợt x số đợt nguyên phân
+Nếu tốc độ nguyên phân thay đổi
Nhanh dần đều : khi thời gian của đợt phân bào sau ít hơn thời gian của đợt phân bào
trước là 1 hằng số
Giảm dần đều : khi thời gian của đợt phân bào sau nhiều hơn thời gian của đợt phân bào
trước là 1 hằng số. Vậy : Thời gian qua các đợt phân bào liên tiếp là tổng của dãy cấp số
cộng mà mỗi số hạng là thời gian của 1 đợt nguyên phân.
TG = ( a
1
+ a
x
CUNG CẤP VÀ SỐ THOI VÔ SẮC XUẤT HIỆN (PHÁ HỦY)
* XÁC ĐỊNH SỐ TẾ BÀO SINH RA QUA GIẢM PHÂN
- Ở vùng sinh sản của ống sinh dục một tế bào sinh dục sơ khai (2n) nguyên phân k lần
2
k
Tế bào sinh dục sơ khai (2n)
- Ở vùng sinh trưởng của ống sinh dục tế bào sinh dục sơ khai tích lũy chất dinh dưỡng
để lớn lên nên 2
k
tế bào sinh dục sơ khai (2n) 2
k
Tế bào sinh dục chín (2n)
- Ở vùng chin của ống sinh dục tế bào sinh dục chín giảm phân từ 2
k
tế bào sinh dục
chín (2n) 4 . 2
k
Giao tử đực (n) hoặc 2
k
giao tử cái (1n) + 3. 2
k
thể định hướng (1n)
- Ơ vùng chín
+ Mỗi tế bào sinh dục sơ khai ( tế bào sinh tinh ) qua giảm phân cho 4 tinh trùng và gồm
2 loại X và Y có tỉ lệ bằng nhau . Số tinh trùng( số hạt phấn) hình thành = 4 tinh trùng
(hạt phấn)
+ Ở động vật số tế bào X hình thành = Số tế bào Y hình thành
+ Mỗi tế bào sinh dục sơ khai ( tế bào sinh trứng ) qua giảm phân chỉ cho 1 tế bào trứng
gồm 1 loại X , 3 tế bào kia là thể định hướng ( về sau bị tiêu biến )
Số trứng(noãn) hình thành = 1 tế bào trứng (noãn) và Số thể định hướng = 3 thể định
Một tế bào sinh tinh (tế bào sinh hạt phấn) hoặc một tế bào sinh trứng (tế bào sinh noãn)
qua hai lần giảm phân xuất hiện cũng như bị phá hủy 3 thoi vô sắc ( 1 thoi ở lần phân bào
thứ nhất + 2 thoi ở lần phân bào thứ 2)
Với a tế bào sinh tinh (tế bào sinh hạt phấn) hoặc a tế bào sinh trứng (tế bào sinh noãn)
qua hai lần giảm phân xuất hiện cũng như bị phá hủy 3.a thoi vô sắc
I.2.3. HIỆU SUẤT THỤ TINH: Hiệu suất thụ tinh là tỷ lệ phần trăm giao tử được thụ
tinh hình thành nên hợp tử tính trên tổng số giao tử được sinh ra
- Hiệu suất thụ tinh của tinh trùng = Số tinh trùng thụ tinh /Tổng số tinh trùng hình thành
- Hiệu suất thụ tinh của trứng = Số trứng thụ tinh / Tổng số trứng hình thành
-Mỗi tế bào trứng chỉ kết hợp với một tinh trùng để tạo thành 1 hợp tử .
Số hợp tử tạo thành = Số tinh trùng thụ tinh = Số trứng thụ tinh
Ở động vật sinh sản hữu tính một tinh trùng loại X kết hợp với trứng tạo thành 1 hợp tử
XX, còn tinh trùng loại Y kết hợp với trứng tạo thành 1 hợp tử XY
I. 2. 4. TỔ HỢP NST TRONG GIẢM PHÂN, THỤ TINH
Xét bộ lưỡng bội 2n của bố ( hoặc mẹ) có nguồn gốc của ông nội( ông ngoại), n NST
nguồn gốc của bà nội (bà ngoại) ta có:
Số kiểu giao tử khác nhau của bố (hoặc mẹ) mang k trong số n NST của ông nội hoặc bà
nội (ông ngoại hoặc bà ngoại) là tổ hợp n chập k không lặp: C
n
k
= n!/ k!(n –k)!
Số kiểu giao tử của bố (hoặc mẹ) là: 2
n
kiểu
Tỷ lệ giao tử của bố (hoặc mẹ) mang k trong số n NST của ông nội hoặc bà nội (ông
ngoại hoặc bà ngoại) là: C
n
k
/ 2
n
II. CƠ CHẾ BIẾN DỊ Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO
Gọi 2n là bộ NST lưỡng bội của loài m là hàm lượng ADN trong một tế bào 2n, Cấu trúc
NST khác nhau, quá trình giảm phân có xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn và đột biến.
II.1. XÁC ĐỊNH SỐ NST TRONG TẾ BÀO THỂ LỆCH BỘI, THỂ ĐA BỘI
Thể ba nhiễm của một cặp NST có số NST trong tế bào là: 2n + 1
Thể một nhiễm của một cặp NST có số NST trong tế bào là: 2n – 1
Thể bốn nhiễm của một cặp NST có số NST trong tế bào là: 2n + 2
Thể không nhiễm của một cặp NST(thể khuyết nhiễm) có số NST trong tế bào là: 2n + 1
Thể một nhiễm kép của một cặp NST có số NST trong tế bào là: 2n - 1- 1
Thể đa bội chẵn có số NST trong tế bào là : 4n, 6n, 8n
Thể đa bội lẽ có số NST trong tế bào là: 3n, 5n, 7n
II.2. XÁC ĐỊNH GIAO TỬ CỦA THỂ BA NHIỄM, THỂ TỰ ĐA BỘI
* Thể ba nhiễm: của một cặp NST (2n – 1) tạo các loại giao tử gồm loại mang 2 NST
và loại mang 1 NST của cặp. Do vậy khi xác định tỷ lệ giao tử của các thể ba nhiễm
người ta dùng sơ đồ hình tam giác. Các loại kiểu gen thường gặp của cơ thể 2n +1 là :
Từ hình tam giác ta có giao tử lưỡng bội là một cạnh giác
tam và giao tử đơn bội là đỉnh còn lại của tam giác. Lần
lượt thay đổi vị trí cạnh cũng như đỉnh của tam giác ta
có : giao tử lưỡng bội là 3/6AA hay ½ AA và giao tử đơn
bội là 2/6A, 1/6a
Từ hình tam giác ta có giao tử lưỡng bội là một cạnh giác
tam và giao tử đơn bội là đỉnh còn lại của tam giác. Lần
lượt thay đổi vị trí cạnh cũng như đỉnh của tam giác ta
có : giao tử lưỡng bội là 3/6AA hay ½ AA và giao tử đơn
bội là 2/6A, 1/6a
Từ hình tam giác ta có giao tử lưỡng bội là một cạnh giác
tam và giao tử đơn bội là đỉnh còn lại của tam giác. Lần
lượt thay đổi vị trí cạnh cũng như đỉnh của tam giác ta
có : giao tử lưỡng bội là 3/6AA hay ½ AA và giao tử đơn
bội là 2/6A, 1/6a
4
2
.a
2
.b
2
+ C
4
3
.a
1
.b
3
+ C
4
4
.b
4
Vậy Loại giao tử không mang NST nào chiếm : C
4
0
.a
4
/(a +b)
4
= 1/ 16
Loại giao tử mang 1n NST chiếm : C
4
1
.a
.a
1
.b
3
/(a +b)
4
= 1/ 16
Trong các loại giao tử trên loại có khả năng thụ tinh mang 2n chiếm tủ lệ 6/16. Trong 6
kiểu tổ hợp giao tử mang 2n, tỉ lệ của mỗi kiểu được xác định qua sơ đồ hình tứ giác
Thể tứ bội tạo giao tử có khả năng thụ tinh mang giao tử lưỡng bội. Do vậy khi xác định
tỷ lệ giao tử của các cơ thể này ta dùng sơ đồ hình chữ nhật để tổ hợp. Các kiểu gen của
cơ thể 4n thường gặp : AAAA, AAAa, AAaa, Aaaa, aaaa Ví dụ: Xác định giao tử của
cơ thể có kiểu gen: AAaa
Tương tự với cách xác định như vậy ta có bảng tóm tắt sau :
Kiểu gen Tỷ lệ các loại giao tử 2n
AAAA AA
AAAa 3/6AA, 3/6Aa hay 1/2AA,
1/2Aa
AAaa 1/6AA, 4/6Aa, 1/6aa
Aaaa 3/6Aa, 36/ aa hay ½ Aa, ½ aa
A
A
a
a
Từ hình chữ nhật ta có các giao tử lưỡng bội là một
cạnh giác hình chữ nhật ( nếu giao tử lưỡng bội là
cạnh này thì giao tử lưỡng bội khác sẽ là cạnh đối
diện) và đường chéo( nếu giao tử lưỡng bội là đường
chéo này thì giao tử lưỡng bội khác sẽ là đường chéo
3
+ C
6
4
. a
2
.b
4
+ C
6
5
. a.b
5
+ C
6
6
.b
6
Vậy Loại giao tử không mang NST nào chiếm : C
6
0
.a
6
/(a +b)
6
= 1/ 64
Loại giao tử mang 1n NST chiếm : C
6
1
.a
4
/(a +b)
6
= 15/ 64
Loại giao tử mang 5n NST chiếm: C
6
5
.a.b
5
/(a +b)
6
= 6/ 64
Loại giao tử mang 6n NST chiếm: C
6
6
.
b
6
/(a +b)
6
= 1/ 64
Kết luận: Khi cơ thể đa bội chẵn giảm phân , các NST trong bộ đa bội phân ly ngẫu
nhiên và không đồng đều. Do vậy nếu xét ở mức độ cơ thể các loại giao tử không và có
khả năng thụ tinh xuất hiện theo biểu thức Newtơn sau:
(a +b)
n
= C
n
0
n/2
.a
n/2
.b
n/2
II.3. Xác định số trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời 2 hoặc nhiều đột biến
lệch bội
Nếu bài toán là số các trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời 2 hoặc nhiều đột
biến . Gọi n là số cặp NST, ta có:
- Thể lệch bội đơn: C
n
1
= n
- Thể lệch bội kép:số trường hợp thể 1 kép = C
n
2
= n(n – 1)/2
- Đồng thời nhiều (a) thể lệch bội khác nhau:
Với lệch bội thứ 1 có (n) cách chọn
Với lệch bội thứ 2 có (n-1) cách chọn
Với lệch bội thứ 3 có (n-3) cách chọn
….
Với lệch bội thứ k có (n-k+1) cách chọn
Do đó số trường hợp xảy ra = (n)(n-1)(n-2)…(n-k+1) = n!/(n –k)!= A
n
k
TỔNG QUÁT :Số trường hợp thể lệch bội khi xảy ra đồng thời k đột biến lệch bội
khác nhau là : A
n
k
tương hỗ).
* Dựa vào trình tự gen
- Trình tự gen lặp lại là đột biến lặp đoạn.
- Trình tự gen đảo ngược là đột biến đảo đoạn.
- Trình tự gen thay đổi không theo quy luật và không thay đổi số lượng gen là đột biến
chuyển đoạn trong một NST.
- Chỉ thiếu một số gen là đột biến mất đoạn hay đột biến chuyển đoạn không tương hỗ
(chỉ cho đi mà không nhận lại).
- Thêm một số gen là chuyển đoạn không tương hỗ (nhận mà không cho đi).
- Vừa mất vừa thêm một số gen là chuyển đoạn tương hỗ.
II.6. XÁC ĐỊNH SỐ KIỂU GIAO TỬ TRƯỜNG HỢP XẢY RA TRAO ĐỔI ĐOẠN
Xét bộ NST lưỡng bội của loài là 2n trong quá trình giảm phân hình thành giao tử xảy ra
hiện tượng trao đổi đoạn thì số kiểu giao tử là:
* Trường hợp xảy ra trao đổi đoạn một điểm ở k trong số n cặp NST tương đồng
cấu trúc khác nhau (n>k)
Xét một cặp gồm 2 NST cấu trúc khác nhau, quá trình giảm phân xảy ra trao đổi đoạn 1
điểm sẽ tạo ra 4 kiểu giao tử.
Với k cặp gồm 2 NST cấu trúc khác nhau, quá trình giảm phân xảy ra trao đổi đoạn 1
điểm sẽ tạo ra 4
k
kiểu giao tử.
Vậy còn (n-k) cặp còn lại không xảy ra trao đổi đoạn sẽ tạo ra 2
n-k
kiểu giao tử
Như vậy xét cả n cặp tương đồng trong đó có k cặp NST trao đổi đoạn một điểm,
số kiểu giao tử của loài là: 4
k
. 2
n-k
= 2
kiểu giao tử
Như vậy xét cả n cặp tương đồng trong đó có k cặp NST trao đổi đoạn hai điểm
không cùng lúc, số kiểu giao tử của loài là:: 6
k
. 2
n-k
= 3
k
. 2
k
. 2
n-k
= 2
n
.3
k
kiểu giao tử
Lưu ý: Số loại giao tử thực tế được tạo ra từ một tế bào sinh tinh hoặc một tế bào sinh
trứng:
- Từ một tế bào sinh tinh trùng có trao đổi đoạn 2 chỗ không cùng lúc trên k cặp NST
của loài sẽ có 4 loại tinh trùng trong tổng số 2
n
.3
k
loại
- Từ một tế bào sinh trứng có trao đổi đoạn 2 chỗ không cùng lúc trên k cặp NST chỉ tạo
ra một loại trứng trong tổng số 2
n
.3
k
trứng:
- Từ một tế bào sinh tinh trùng có trao đổi đoạn 2 chỗ cùng lúc trên k cặp NST của loài sẽ
có 4 loại tinh trùng trong tổng số 2
2n+k
loại
- Từ một tế bào sinh trứng có trao đổi đoạn 2 chỗ cùng lúc trên k cặp NST chỉ tạo ra một
loại trứng trong tổng số: 2
2n+k
loại
C. VẬN DỤNG GIẢI CÁC BÀI TOÁN VỀ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ Ở CẤP ĐỘ
TẾ BÀO
I. CƠ CHẾ DI TRUYỀN Ở CẤP ĐỘ TẾ BÀO
I.1. BÀI TẬP TỰ LUẬN
Bài 1: Có một số tế bào sinh dưỡng của cùng một loài thực hiện quá trình nguyên phân
trong 2 giờ. 1/4 số tế bào trãi qua 3 lần nguyên phân, 1/3 số tế bào trãi qua 4 lần nguyên
phân, số còn lại trải qua 5 lần nguyên phân. Tổng số tế bào con thu được ở các
quá trình trên là 2480 tế bào.
a. Tìm số tế bào sinh dưỡng ban đầu tham gia nguyên phân?
b. Trong quá trình nguyên phân, quan sát 1 tế bào ở giai đoạn trung gian người ta
thấy có 28 NST kép. Tính số NST đơn môi trường cung cấp cho cả quá trình trên?
c. Tính thời gian mỗi chu kì tế bào của từng nhóm tế bào trên?
Bài giải
a, Gọi a là số tb ban đầu a/4 . 2
3
+ a/3 . 2
4
+ 5a/12 . 2
5
= 2480 a = 120.
b. ta có 2n = 28 Số NST môi trường cần cung cấp là
5 5
x
x x− =
Số tinh trùng thụ tinh là :
4
5
x
Số tinh trùng không thụ tinh là :
4 16
4
5 5
x x x− =
.
Theo giả thiết : bộ NST lưỡng bội bằng số hợp tử, ta có:
4 2
2
5 5
n x n x= → =
Vậy ta có phương trình:
2
4 2 2 16
288 . .
5 5 5 5 5
x
x x x x
+ = +
÷ ÷ ÷
2
- Tổng số nhiễm sắc thể bị tiêu biến: (32 x 1200) + 16(64 + 594000) = 9543424 NST
Copyright: Tài liệu đại học ©