ĐỀ TÀI
MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
- Bài tập di truyền là một trong những dạng bài tập khó đối với học sinh vì nó đòi
hỏi người giải phải biết phán đoán, suy luận thật logic thì mới đi đến kết quả chính
xác. Mặc khác, đây là dạng bài tập mới mẽ nên đa số học sinh không nắm được
phương pháp giải nếu không được hướng dẫn chi tiết từng bước để giải quyết bài tập.
- Trong sách giáo khoa cũ trước đây thì có đề cập đến phương pháp giải và cũng
có đưa ra nhiều dạng bài tập dưới dạng tự luận, thời gian dành cho việc giải bài tập
tương đối nhiều nên học sinh và giáo viên dễ dàng trong việc lý luận và tìm ra đáp án,
còn trong chương trình sách giáo khoa sinh học hiện nay thì không đề cập đến phương
pháp giải bài tập. Thời lượng dành cho việc giải bài tập cũng rất ít. Các dạng bài tập
đưa ra đều là dạng trắc nghiệm, giáo viên không đủ thời gian để đưa ra phương pháp
giải cụ thể cho học sinh.
Ví dụ 1. Trong các phép lai sau đây, phép lai nào cho tỉ lệ phân tính là 1: 1?
a. Aa x aa
b. AA x Aa
c. Aa x Aa
d. AA x AA
Ví dụ 2: Bố và mẹ có kiểu gen là AaBb và aabb khi lai với nhau thì tỉ lệ phân li ở
đời con sẽ như thế nào?
a. Tỉ lệ 1:1
b. Tỉ lệ 1:2:1
c. Tỉ lệ 3:1
II. NỘI DUNG
1. Thực trạng
- Hiện nay, theo những thông tin từ nhiều người thì môn sinh học là một môn học
phụ không có tầm quan trọng đối với học sinh, nhiều người quan niệm rằng học môn
sinh học là chẳng qua để tìm hiểu qua loa về cây, con rồi sau đó lấy điểm là xong
chuyện. Chính vì thế, đại đa số học sinh thường không chú ý nhiều đến việc học môn
sinh học, điều đó ảnh hưởng nhiều đến việc học tập của các em nhất là môn sinh học
lớp 9 với nhiều dạng bài tập đầy khó khăn.
- Với khoảng thời gian ngắn chỉ có 45 phút một tiết rất khó cho giáo viên lồng
ghép được những thông tin khác liên quan đến bài học nhất là những bài học có bài
tập cần suy luận và có công thức tính toán, vì thế nên phần lớn các giáo viên đứng lớp
đều bỏ qua các thông tin này, do đó khi học sinh gặp đến bài tập sinh học lớp 9 là đều
vấp phải những sai xót.
- Theo phân phối chương trình hiện nay, môn sinh học 9 chỉ có 2 tiết một tuần
và chỉ có 1 tiết làm bài tập chương I. Tiết bài tập trong chương trình sinh học 9 quá ít
trong khi đó lượng kiến thức lí thuyết ở mỗi tiết học lại quá nặng, dẫn đến hầu hết
giáo viên dạy môn sinh học lớp 9 không có thời gian để hướng dẫn học sinh giải bài
tập ở cuối bài. Học sinh không có khả năng phân tích và tổng hợp kiến thức, đây là trở
ngại lớn trong công tác dạy và học ở trên lớp cũng như quá trình bồi dưỡng học sinh
-2-
giỏi phần bài tập di truyền. Vì vậy tôi nhận thấy đề tài “Một số dạng bài tập di truyền
và phương pháp giải” mà tôi đưa ra trong dạy học và bồi dưỡng học sinh giỏi môn
sinh học lớp 9 là rất cần thiết để giúp cho các em học sinh có được khả năng suy luận
và tìm ra các kỹ năng, phương pháp giải các dạng bài tập di truyền trong chương trình
sinh học 9, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy cũng như nâng cao tỉ lệ học sinh
giỏi cấp huyện, cấp tỉnh.
2. Biện pháp thực hiện
A. Bài tập lai các cặp tính trạng của Menden
Sau khi đã xác định được kiểu gen của con cái và của bố mẹ ta bắt đầu tiến hành
viết sơ đồ lai và xác định tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình của thế hệ sau.
b. Các ví dụ cụ thể
Ta thường gặp hai dạng bài tập, tạm gọi là bài toán thuận và bài toán nghịch.
Dạng 1: Bài toán thuận.
Là dạng bài toán cho biết tính trội, tính lặn, kiểu hình của P. Từ đó xác định kiểu
gen, kiểu hình của F và lập sơ đồ lai.
Ví dụ 1. Ở chuột, tính trạng lông đen trội hoàn toàn so với lông trắng. Khi cho
chuột đực lông đen giao phối với chuột cái lông trắng thì kết quả giao phối sẽ như thế
nào?
Bài giải
Bước 1: Xác định gen trội, gen lặn
Theo đề ra, lông đen là tính trạng trội, lông ngắn là tính trạng lặn
Bước 2: Gọi tên gen:
Gọi A là gen qui định tính trạng lông đen
Gọi a là gen qui định tính trạng lông trắng.
Bước 3: Xác định kiểu gen của P
- Chuột đực lông đen có kiểu gen AA hay Aa
- Chuột cái lông trắng có kiểu gen aa
Bước 4: Viết sơ đồ lai
Ở P có hai sơ đồ lai ( P : AA x aa và P : Aa x aa)
-4-
- Trường hợp 1:
P:
AA (đen)
1Aa : 1aa
Kiểu hình: 50% lông đen : 50% lông trắng.
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.
Ta thường gặp hai trường hợp sau:
Trường hợp 1: Nếu đề bài đó nêu tỉ lệ phân li kiểu hình của con lai.
Ta có cách giải như sau:
- Căn cứ vào tỉ lệ kiểu hình của con lai ( có thể rút gọn tỉ lệ ở con lai thành tỉ lệ
quen thuộc để dễ nhận xét ), từ đó suy ra kiểu gen của bố mẹ.
- Lập sơ đồ lai và nhận xét kết quả.
Lưu ý: Nếu đề bài chưa xác định tính trội, tính lặn thì có thể căn cứ vào tỉ lệ ở
con lai để qui ước gen.
Ví dụ:
Trong phép lai giữa hai cây lúa thân cao, người ta thu được kết quả ở con lai như
sau: 3018 hạt cho cây thân cao, 1004 hạt cho cây thân thấp.
Biện luận và lập sơ đồ lai cho phép lai trên.
Bài giải
- Xét tỉ lệ kiểu hình : (3018 cây thân cao: 1004 cây thân thấp)
Tỉ lệ trên xấp xỉ 3 cao : 1 thấp.
-5-
Tỉ lệ 3:1 tuân theo định luật phân li của Menđen, suy ra: Tính trạng thân cao trội
hoàn toàn so với tính trạng thân thấp.
Qui ước gen: A: thân cao ; a: thân thấp.
Tỉ lệ con lai 3:1 chứng tỏ bố mẹ có kiểu gen dị hợp: Aa.
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)
GP
A,a
x
Aa (mắt nâu)
A,a
-6-
F1
1AA : 2Aa : 1aa
Kiểu hình F1 là 3 mắt nâu : 1 mắt xanh.
c. Bài tập vận dụng
Bài tập 1
Cho hai thứ cà chua quả đỏ lai với cà chua quả vàng thì F 1 được toàn bộ cà chua
F1
Aa (quả đỏ) x
Aa ( quả đỏ)
GF1
A, a
A, a
F2
AA, Aa, Aa, aa
Tỉ lệ kiểu gen : 1AA: 2Aa: 1aa (25%AA: 50%Aa: 25%aa)
Tỉ lệ kiểu hình: 3 quả đỏ: 1 quả vàng ( 75% quả đỏ: 25% quả vàng)
Lưu ý: Với những bài tập mà đề bài đã gọi tên gen sẳn thì ta không cần sử dụng
bước gọi tên gen.
-7-
Bài tập 2
Ở lợn, tính trạng thân dài do gen B quy định là trội hoàn toàn so với tính trạng
thân ngắn do gen b quy định.
a. Khi đem lai hai con lợn thân dài có kiểu gen dị hợp thì đời con sẽ có kiểu hình
như thế nào?
Tỉ lệ kiểu gen: 1BB: 2Bb: 1bb (25%BB: 50%Bb: 25%bb)
Tỉ lệ kiểu hình: 3 thân dài: 1 thân ngắn.(75% thân dài: 25% thân ngắn)
b. Hai con lợn thân dài đồng hợp có kiểu gen thuần chủng là BB, ta có sơ đồ lai
như sau:
P:
BB
GP
B
F1
x
BB
B
BB
Tỉ lệ kiểu gen: 1BB (100% BB)
Tỉ lệ kiểu hình: 100% thân dài.
-8-
c. Để biết được lợn thân dài có thuần chủng hay không thì ta cho chúng giao phối
với lợn thân ngắn, nếu đời con chỉ có một kiểu hình duy nhất thì ta kết luận lợn thân
- Ở phép lai thứ nhất F1 thu được toàn bộ quả bầu dục có kiểu gen bb chứng tỏ
hai cây cà chua ban đầu củng có kiểu gen bb quy định quả bầu dục,tổng hợp tinh
trạng màu sắc và hình dạng quả thì kiểu gen chung của hai cây cà chua ban đầu trong
phép lai thứ nhất là Aabb (quả đỏ, dạng bầu dục)
- Ở phép lai thứ hai F1 thu được toàn bộ quả vàng có kiểu gen aa chứng tỏ hai cây
cà chua ban đầu củng có kiểu gen aa quy định quả màu vàng, tổng hợp tinh trạng màu
sắc và hình dạng quả thì kiểu gen của hai cây cà chua ban đầu trong phép lai thứ hai là
aaBb (quả vàng, dạng tròn). Ta có sơ đồ lai như sau:
Sơ đồ 1:
P:
Quả đỏ, dạng bầu dục
GP:
F1:
x quả đỏ, dạng bầu dục
Aabb
Aabb
Ab, ab
Ab, ab
AAbb, Aabb, Aabb, aabb
Tỉ lệ kiểu gen: 1Aabb: 2Aabb: 1aabb
Tỉ lệ kiểu hình: 3 đỏ, bầu dục: 1 vàng, bầu dục (75% đỏ, bầu dục: 25% vàng, bầu
của phân tử ADN ( hay của gen )
- 10 -
Để giải được dạng này, ta cần nắm các công thức sau đây:
Biết trong gen hay trong phân tử ADN luôn có:
Tổng số nuclêôtít = A + T +G +X trong đó A = T ; G = X
Mỗi vòng xoắn chứa 20 nuclêôtít với chiều dài 34 A 0, mỗi nuclêôtít dài 3,4
A0( 1A0 =10-4 µm =10-7 mm).
Khối lượng trung bình một nuclêôtít là 300 đvc.
N: Số nuclêôtít của AND.
L: Chiều dài của ADN.
M: Khối lượng của ADN.
C: Số vòng xoắn của ADN.
- Chiều dài của ADN = (số vòng xoắn ) x 34 A0 hay L = C. 34 A0
Ta cũng có thể tính chiều dài của ADN theo công thức L =
N
. 3,4 A0
2
- Tổng số nuclêôtít của ADN = số vòng xoắn x 20 hay N = C x 20. Hoặc:
2 L(A 0 )
N=
3,4
N = 2A + 2X = 2T + 2G
N
L(A 0 )
L = C . 34 A0 = 150000. 34 A0 = 5100000 (A0)
- Số lượng nuclêôtít của ADN :
N = C . 20 = 150000 . 20 = 3000000 (nuclêôtít)
b. Số lượng từng loại nuclêôtít của phân tử ADN
Theo bài ra A = T = 15% .N
Suy ra A = T = 15% . 3000000 = 450000 (nuclêôtít)
G=X=
N
3000000
- 450000 =
- 450000 = 1050000 (nuclêôtít)
2
2
Ví dụ2. Gen thứ nhất có chiều dài 3060A0. Gen thứ hai nặng hơn gen thứ nhất
36000đvc. Xác định số lượng nuclêôtít của mỗi gen.
Giải.
Số lượng nuclêôtit của gen thứ nhất:
2L
N = 3,4 =
2.3060
= 1800( nu )
3,4
Khối lượng của gen thứ nhất.
M = N.300 đvc = 1800 × 300 đvc = 540000 đvc
Khối lượng của gen thứ hai:
= . Mà theo NTBS thì A = T ; G = X
= hay A = G (1)
Ta có A + G = = = 1200 (2)
Thay (1) vào (2 ) ta có G +G = 1200. Hay G = 1200
Vậy G = 1200 .
= 720
Số lượng từng loại nucleôtit của gen bằng :
G = X = 720 (nucleôtit)
A = T = G = =480 (nucleôtit)
Dạng 2. Tính số lượng và tỉ lệ từng loại nuclêôtit của phân tử ADN
Để giải được dạng này, ta cần nắm các công thức sau đây:
Theo nguyên tắc bổ sung, trong phân tử ADN, số nuclêôtit loại A luôn bằng T và
G luôn bằng X
- Số lượng nuclêôtit của phân tử ADN:
A+T+G+X=N
Hay 2A + 2G =N hay A + G =
N
2
- Suy ra tương quan tỉ lệ các loại nuclêôtit trong phân tử ADN:
A + G = 50% N
T + X = 50% N.
Một số ví dụ minh họa
N = 900 x
100
= 3000 ( nu).
30
Chiều dài của gen thứ nhất:
L=
N
3000
. 3,4A0 =
. 3,4A0 = 5100A0
2
2
- Xét gen thứ hai:
Số lượng nuclêôtit của gen thứ hai:
N=
M
900000
=
= 3000 ( nu).
300
300
Chiều dài của gen thứ hai:
L=
G = X = G 1 + G2
Một số ví dụ minh họa
Bài 1. Một đoạn của phân tử ADN có trật tự các nuclêôtit trên mạch đơn thứ
nhất như sau:
-AAT-AXA-GGX-GXA-AAX-TAGa. Viết trật tự các nuclêôtit trên mạch đơn thứ hai của đọan ADN .
b. Xác định số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch và của đọan ADN đó.
Giải
a. Trật tự các nuclêôtit trên mạch đơn thứ hai của đọan ADN :
-TTA-TGT-XXG-XGT-TTG-ATXb. Số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch và của đọan ADN.
Theo đề bài và theo NTBS, ta có số nuclêôtit trên mỗi mạch:
A1 = T2 = 8 ( nu)
T1 = A2 = 2 (nu)
G1 = X2 = 4( nu)
X1 = G2 = 4 ( nu).
Số lượng từng loại nuclêôtit của đọan ADN:
A = T = A1 + A2 = 8+2 = 10 (nu)
G = X = G1 + G2 = 4+4 = 8 ( nu).
Bài 2. Một gen có chiều dài 5100A0 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.
- 15 -
b. Số lượng từng loại nuclêôtit của mỗi mạch gen.
X1 = G2 = G – G1 = 750 – 250 = 500 (nu).
Dạng 4. Tính số lượng nuclêôtit môi trường cung cấp cho ADN nhân đôi.
Để giải được dạng này ta cần nắm vững các công thức sau:
Nếu x là số lần nhân đôi của ADN thì:
- Tổng số nuclêôtit môi trường cung cấp:
∑Nu= ( 2x – 1) . NADN
- Số lượng nuclêôtit từng loại môi trường cung cấp:
Amt = Tmt = ( 2x – 1) . NADN
Gmt = Xmt = ( 2x – 1) . NADN
Một số ví dụ minh họa
Bài 1. Mạch 1 của gen có 200A và 120G; mạch 2 của gen có 150A và 130G.
Gen đó nhân đôi 3 lần liên tiếp.
Xác định từng lọai nuclêôtit môi trường cung cấp cho gen nhân đôi.
- 16 -
Giải
Số lượng từng loại nu gen:
A = T = A1 + A2 = 200 + 150 = 250 (nu)
G = X = G1 + G2 = 120 + 130 = 250 (nu).
Số lượng nuclêôtit từng loại môi trường cung cấp cho gen nhân đôi:
Amt = Tmt = ( 23 – 1) . Agen = ( 23 -1) . 350 = 2450 (nu).
Gmt = Xmt = ( 23 – 1) . Ggen = ( 23 -1) . 250 = 1750 (nu).
Bài 2. Gen có 600A và có G =
3
A. Gen đó nhân đôi một số đợt, môi trường
2
Số gen con được tạo ra là: 2x = 7 + 1 = 8 gen.
b. Số liên kết hyđrô của gen:
H = 2A + 3G = ( 2 x 600) + ( 3 x 900) = 3900 liên kết.
3. Kết quả
- 17 -
- Sau khi áp dụng các nội dung nêu trên vào việc giảng dạy sinh học lớp 9 thì
đa số các em giải được các dạng bài tập cơ bản mà tôi đưa ra cũng như những đề kiểm
tra học kì do Sở Giáo dục ra và qua đó chất lượng học tập của các em được nâng lên
rõ rệt.
- Các dạng bài tập và phương pháp giải nêu trên cũng được tôi áp dụng vào việc
ôn luyện học sinh giỏi vòng huyện, vòng tỉnh. Kết quả trong nhiều năm qua trường
THCS Tân Thạnh luôn có học sinh trong đội tuyển học sinh giỏi vòng tỉnh môn sinh,
đặc biệt năm học 2011-2012 có 01 giải ba và 01 giải khuyến khích môn sinh 9 vòng
tỉnh. Ngược lại khi chưa có sáng kiến “Một số dạng bài tập di truyền và phương pháp
giải” thì học sinh không làm được bài tập, học sinh giỏi các cấp cũng không có.
III. KẾT LUẬN
1. Kết luận
- Việc đưa ra phương pháp giải bài tập cũng như đưa ra một số dạng bài tập di
truyền dưới dạng tự luận có ý nghĩa rất quan trọng trong việc giảng dạy bộ môn sinh
học lớp 9, bởi không những nó rèn luyện cho học sinh có được kỹ năng giải bài tập di
truyền mà còn rèn luyện cho học sinh kỹ năng phân tích và suy luận về một hiện
tượng di truyền để từ đó các em có thể ứng dụng vào trong cuộc sống, đồng thời nếu
các em nắm được phương pháp giải bài tập di truyền thì các em sẽ gặp nhiều thuận lợi
khi học môn sinh học ở lớp 11 và 12 vì khi đó các em sẽ gặp lại nội dung kiến thức
của chương trình sinh học lớp 9.
2. Kiến nghị