********
HỘI THẢO KHOA HỌC 2013
TẠI THÁI BÌNH
CHUYÊN ĐỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN
TỔNG HỢP QUY LUẬT DI TRUYỀN
1
A. PHẦN MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài
Đặc thù của bộ môn Sinh học là phần lớn nội dung và thời lượng dành cho
việc nghiên cứu về cơ sở lý thuyết, khoa học của kiến thức, còn việc vận dụng kiến
thức vào thực tiễn đặc biệt là vận dụng cơ sở lý thuyết để giải quyết những bài tập
trong Sinh học còn hạn chế. Chính vì lẽ đó mà một số bộ phận không ít học sinh đã
bỏ qua kĩ năng này và gần như không biết vận dụng để giải quyết những bài toán
trong Sinh học.
Trong chương trình Sinh học 12, phần bài tập quy luật di truyền là rất khó đối
với học sinh vì trong chương trình chỉ trang bị lí thuyết và rất ít bài tập, bài tập chủ
yếu ở mức độ đơn giản của từng quy luật riêng lẻ, không có các bài tập tổng hợp, ít
có tiết rèn luyện bài tập, ngay cả trong chương trình chuyên các dạng toán quy luật
di truyền tổng hợp cũng rất ít.
Trong những năm gần đây, phần toán tổng hợp quy luật di truyền được Bộ
giáo dục Đào tạo thường hay ra trong các đề thi tốt nghiệp, đại học, thi học sinh
giỏi đặc biệt là các kì thi học sinh giỏi Quốc gia, thi chọn đội tuyển Quốc tế với
nhiều bài tập mở rộng, nâng cao, ngày càng mới lạ và trong các kì thi học sinh giỏi
Sinh học vẫn còn sử dụng hình thức thi tự luận… Do đó học sinh rất dễ gặp khó
khăn, lúng túng khi gặp những bài tập này. Nhiều học sinh vận dụng lý thuyết để
giải bài tập một cách mơ hồ, không cơ sở khoa học.
Để giúp các em giải quyết tốt các dạng bài tập tổng hợp quy luật di truyền,
và tính tần số hoán vị, vận dụng được quy tắc 75, 25.
- Chú ý: Khi hai cặp gen tương tác với nhau cùng quy định một cặp tính
trạng thì hai cặp gen đó phân li độc lập với nhau.
* Phương pháp giải chung:
- Bước 1: Tách riêng từng tính trạng ở đời con để xét, nếu có một tính trạng do
hai hay nhiều cặp gen quy định thì tính trạng đó tuân theo quy luật tương tác gen.
- Bước 2: Tùy theo tỉ lệ phân tính để quy ước cho phù hợp.
- Bước 3: Nhân các tỉ lệ của từng cặp tính trạng lại với nhau.
+ Nếu tích các tỉ lệ của từng cặp tính trạng bằng tỉ lệ kiểu hình ở đời con thì
ta kết luận các cặp gen quy định các cặp tính trạng phân li độc lập.
+ Nếu tích các tỉ lệ của từng cặp tính trạng khác với tỉ lệ kiểu hình ở đời
con thì ta kết luận các cặp gen quy định các cặp tính trạng di truyền liên kết.
- Bước 4: Căn cứ vào các kiểu hình ở đời con để xác định xem các gen di
truyền liên kết hoàn toàn hay hoán vị gen và tìm kiểu gen của bố mẹ.
+ Nếu đầy đủ các kiểu hình thì có hoán vị gen.
4
+ Nếu không đầy đủ các kiểu hình thì các gen di truyền liên kết hoàn toàn.
I.1.1. Trường hợp các gen di truyền liên kết hoàn toàn
Trong trường hợp các gen di truyền liên kết hoàn toàn, ta thực hiện các bước
như phương pháp giải chung đã đưa ra.
Ví dụ: Ở một loài thực vật, cho cây quả dẹt, hoa đỏ (P) tự thụ phấn, thu được
F1 có kiểu hình phân li theo tỉ lệ:
6 cây quả dẹt, hoa đỏ
5 cây quả tròn, hoa đỏ
3 cây quả dẹt, hoa trắng
1 cây quả tròn, hoa trắng
1 cây quả dài, hoa đỏ.
Biết rằng không xảy ra đột biến, kiểu gen nào của (P) phù hợp với kết quả trên?
bD
I.1.2. Trường hợp có hoán vị gen
Trong trường hợp có hoán vị gen, ở bước 4 chúng ta phải tìm được tần số
hoán vị.
Đối với dạng bài tập vừa tương tác vừa hoán vị, ta phân tích kiểu hình trong
đó tính trạng tương tác gen có một tỉ lệ kiểu gen và tính trạng còn lại lấy tính trạng
trội để tìm tỉ lệ giao tử lặn, có thể áp dụng quy tắc 75, 25.
- Nếu tỉ lệ giao tử lặn < 25% thì giao tử đó là do hoán vị gen. Từ đó suy ra
kiểu gen của bố mẹ là
Ab
và tần số hoán vị gen f = tỉ lệ giao tử lặn x 2.
aB
- Nếu tỉ lệ giao tử lặn > 25% thì giao tử đó là do liên kết gen. Từ đó suy ra
kiểu gen của bố mẹ là
AB
và tần số hoán vị gen f = 100% - tỉ lệ giao tử lặn x 2.
ab
- Nếu tỉ lệ giao tử lặn = 25% thì hoán vị gen với tần số 50% và kiểu gen của
bố mẹ là
Ab
AB
hoặc
.
aB
+ Trường hợp 1: Giả sử A và D liên kết với nhau.
49,5% A-B-D- = A-D- x 3 4 B⇒ A-D- = 66%
Vì bài toán cho F1 dị hợp 3 cặp gen tự thụ phấn nên có thể áp dụng quy
tắc 75, 25.
A-D- = 66% ⇒ A-dd = 9%, aaD- = 9%, aadd = 16%
16%aadd = 40%ad x 40% ad
Tỉ lệ giao tử ad > 25% ⇒ kiểu gen của F1 là
AD
Bb và tần số hoán vị
ad
f = 1 – 2 x 40% = 20%.
+ Trường hợp 2: Giả sử B và D liên kết với nhau.
7
Làm tương tự trường hợp 1, ta được kiểu gen của F1 là Aa
BD
và tần số
bd
hoán vị f = 20%.
* Ví dụ 2: Trong một phép lai phân tích thu được kết quả Fa như sau:
42 quả tròn, hoa vàng
108 quả tròn, hoa trắng
258 quả dài, hoa vàng
192 quả dài, hoa trắng
aD
f = 2 x 14% = 28%.
+ Trường hợp 2: Giả sử B và D liên kết với nhau.
Làm tương tự trường hợp 1, ta được kiểu gen của F 1 là Aa
Bd
và tần số
bD
hoán vị f = 28%.
Vậy kiểu gen, kiểu hình của các cá thể cần tìm là
Ad
Bb (tròn, vàng) x
aD
ad
Bd
ad
bb (dài, trắng) hoặc Aa
bb (dài, trắng).
(tròn, vàng) x
ad
bD
ad
I.2. Tương tác gen và di truyền liên kết liên kết giới tính
Bài tập tìm kiểu gen của bố mẹ khi biết tỉ lệ phân tính ở đời con
* Yêu cầu chung:
truyền liên kết hoàn toàn hay hoán vị gen và tìm kiểu gen của bố mẹ.
+ Nếu đầy đủ các kiểu hình thì có hoán vị gen. Trong trường hợp này,
chúng ta áp dụng phương pháp giải giống phần I.1.2 để làm.
+ Nếu không đầy đủ các kiểu hình thì các gen di truyền liên kết hoàn toàn.
* Ví dụ 1: Lai ruồi giấm cái mắt đỏ tươi thuần chủng với ruồi đực có mắt
trắng thuần chủng người ta thu được 100% ruồi cái F 1 có mắt đỏ tía và 100% ruồi
đực F1 có mắt đỏ tươi. Cho ruồi F 1 giao phối ngẫu nhiên với nhau người ta thu
được F2 với tỉ lệ phân li kiểu hình : 3/8 mắt đỏ tía, 3/8 mắt đỏ tươi và 2/8 mắt trắng.
Xác đinh kiểu gen của P.
Bài giải:
- 100% ruồi cái F1 có mắt đỏ tía và 100% ruồi đực F1 có mắt đỏ tươi ⇒ di
truyền liên kết giới tính.
- Ở P, cái đỏ tươi. Ở F1, đực đỏ tươi ⇒ di truyền chéo ⇒ gen nằm trên X.
10
- F2 phân li kiểu hình : 3/8 mắt đỏ tía, 3/8 mắt đỏ tươi và 2/8 mắt trắng (1 tính
trạng lai tạo 8 tổ hợp) ⇒ tương tác bổ sung
⇒ Màu mắt của ruồi giấm do 1gen nằm trên NST giới tính X và một gen nằm
trên NST thường tương tác với nhau theo kiểu tương tác bổ sung.
- Lai ruồi giấm cái mắt đỏ tươi thuần chủng với ruồi đực có mắt trắng thuần
chủng người ta thu được mắt đỏ tía ⇒ khi có đồng thời A và B quy định mắt đỏ tía.
- Do P thuần chủng nên có 2 trường hợp của P:
+ Trường hợp 1: Cái đỏ tươi có kiểu gen XAXAbb x đực trắng XaYBB
⇒ F1: 100% đỏ tía (loại)
+ Trường hợp 2: Cái đỏ tươi có kiểu gen XaXaBB x đực trắng XAYbb
⇒ F1: XAXaBb (cái đỏ tía)
- (3 vàng : 1 xám) x (1 có sọc : 1 trơn) ra kết quả khác với tỉ lệ kiểu hình ở F a
⇒ di truyền liên kết.
- Vì lai phân tích là lai với cá thể đồng hợp lặn, cá thể này luôn cho giao tử
adb với tỉ lệ là 100% nên:
Gà trống xám, sọc (A-B-D-) = 0,2 ⇒ ADB = 0,2 ⇒ 1 2 x AD = 0,2
⇒ AD = 0,4 > 0,25.
⇒ Kiểu gen của F1 và tần số hoán vị là XBXb
XAXa
AD
AD
, X BY
và f = 20% hoặc
ad
ad
BD
BD
, XAY
và f = 20% .
bd
bd
II. Bài tập vận dụng
Câu 1: Ở một loài thực vật, nếu trong kiểu gen có mặt cả hai alen trội A và B
thì cho kiểu hình thân cao, nếu thiếu một hoặc cả hai alen trội nói trên thì cho kiểu
hình thân thấp. Alen D quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen d quy định hoa
bD
D.
ABD AbD
×
abd aBd
Câu 2: Ở 1 loài thực vật, cho lai 2 giống thuần chủng có các cặp gen tương ứng
khác nhau: Cây cao, quả dài x cây thấp, quả dẹt. F 1 thu được: 100% cây cao, quả
dẹt. Lấy F1 lai phân tích với cây thấp, quả dài; F A thu được: 1 thân thấp, quả dẹt : 1
cao, tròn : 1 thấp, tròn : 1 cao, dài. Kiểu gen của cây F1 là:
A.
AD
Bb với f = 50%
ad
B.
Ad
Bb
aD
C.
Ad
Bb với f = 50%
aD
× aa .
bD
bd
D. Aa
BD
bd
× aa .
bd
bd
Câu 4: Cho cây F1 tự thụ phấn thu được F 2 có kiểu hình phân li: 9/16 cây cao,
màu hoa vàng: 4/16 cây thấp, hoa màu trắng : 3/16 cây thấp, hoa vàng. Biết rằng
màu hoa do một cặp gen alen điều khiển , cấu trúc nhiễm sắc thể không thay đổi
trong giảm phân. Xác định phương án đúng:
A. Chiều cao cây do 2 cặp gen qui định di truyền theo qui luật tương tác át chế tỉ
lệ 13:3 , một trong hai cặp gen này liên kết hoàn toàn với cặp gen qui định màu hoa
B. Chiều cao cây do 2 cặp gen qui định di truyền theo qui luật tương tác bổ sung
tỉ lệ 9:7, một trong hai cặp gen này liên kết hoàn toàn với cặp gen qui định màu hoa
C. Chiều cao cây do 2 cặp gen qui định di truyền theo qui luật tương tác bổ sung
tỉ lệ 9:7, hai cặp gen này phân li độc lập với cặp gen qui định màu hoa
D. Chiều cao cây do 2 cặp gen qui định di truyền theo qui luật tương tác bổ sung
tỉ lệ 9:7, hai cặp gen này liên kết không hoàn toàn với cặp gen qui định màu hoa
13
Câu 5: Ở một loài thực vật, cho cây F 1 hoa đỏ quả tròn lai phân tích thu được
con lai: 0,20 cây hoa đỏ quả tròn : 0,45 cây hoa vàng quả bầu dục : 0,30 cây hoa
vàng quả tròn : 0,05 cây hoa đỏ quả bầu dục. Biết rằng dạng quả do một cặp gen
aD
D. Có sự liên kết không hoàn toàn 2 cặp gen, khoảng cách 2 gen là 20 cM, kiểu
gen F1:
AB
Dd
ab
Câu 6: Ở 1 loài thực vật, nếu trong kiểu gen có mặt cả 2 alen trội A và B thì cho
kiểu hình hoa đỏ, nếu thiếu một hoặc cả 2 alen trội nói trên thì cho kiểu hình hoa
trắng. Alen D qui định hạt tròn, alen d qui định hạt dài. Cho bố mẹ thuần chủng khác
nhau về các cặp tính trạng tương phản thu được F1 100% hoa đỏ, hạt tròn. Cho F1
giao phấn với cơ thể mang toàn gen lặn thu được đời con phân li theo tỉ lệ 10% hoa
đỏ, hạt tròn : 15% hoa đỏ, hạt dài : 40% hoa trắng, hạt tròn : 35% hoa trắng, hạt dài.
Qui luật di truyền chi phối cả 2 cặp tính trạng và kiểu gen của F1 lần lượt là
A. liên kết gen hoàn toàn,
AD
Bb
ad
B. liên kết gen hoàn toàn,
Ad
Bb
aD
C. liên kết gen không hoàn toàn,
Bb
bD
aD
D. Aa
BD
AD
Bb
hoặc
bd
ad
Câu 8: Ở một loài thực vật, cho P thuần chủng khác nhau về 3 cặp gen tương
phản F1 thu được đồng loạt cây cao, chín sớm . Cho F 1 tự thụ F2 xuất hiện 4 kiểu
hình gồm 396 cây cao, chín sớm ; 54 cây cao, chín muộn ; 204 cây thấp, chín sớm ;
146 cây thấp, chín muộn. Tần số hoán vị gen của F1 là:
A.10%
B.20%
C.30%
D.40%
Câu 9: Ở một loài côn trùng có cặp NST giới tính ở ♂: XY, ♀: XX. Cho cá thể
mắt đỏ thuần chủng giao phối với cá thể mắt trắng được F1 đồng loạt mắt đỏ. Cho
lai phân tích con đực F1 thu được ở FB gồm: 100 con cái mắt đỏ: 100 con cái mắt
trắng: 200 con đực mắt trắng. Khi cho F1 giao phối với nhau thì tỉ lệ phân li kiểu
hình ở F2 là:
kết giới tính. Với phương pháp chung này, học sinh có thể giải quyết nhiều bài toán
với lập luận chặt chẽ, logic, đầy đủ ý.
Đề tài cũng lưu ý một số điểm lý thuyết học sinh cần nắm vững trước khi làm
bài tập dạng tổng hợp như: học sinh phải nắm vững các dạng tương tác gen, cách
tính tần số hoán vị, quy tắc 75, 25, dấu hiệu nhận biết di truyền liên kết với giới
tính và đặc biệt là chú ý đến quy tắc khi các gen tương tác với nhau cùng quy định
một tính trạng thì sẽ phân li độc lập với nhau.
Ngoài ra, đề tài còn đưa ra một số bài tập để học sinh vận dụng nhằm rèn
luyện kỹ năng giải các bài toán tổng hợp quy luật di truyền.
Trong việc hướng dẫn học sinh rèn luyện kĩ năng giải các bài tập tổng
hợp quy luật di truyền, nếu giáo viên đã phân dạng và xây dựng phương pháp
giải chung cho từng dạng thì sẽ thuận lợi cho giáo viên khi dạy tiết giải bài
tập, cũng như bồi dưỡng học sinh giỏi, nhờ đó tiết dạy có tính chủ động và tạo
hứng thú cho học sinh hơn.
II. Đề nghị
Đề tài chỉ mới đề cập đến một phần nhỏ trong các dạng bài tập tổng hợp quy
luật di truyền. Vì vậy, có thể mở rộng đề tài, nghiên cứu sự phối hợp nhiều quy luật
hơn, nhiều tỉ lệ hơn và có thể áp dụng phương pháp này đối với dạng câu hỏi tính
xác suất.
16