Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng cơ chế giảm phân để giải nhanh và chính xác bài tập đột biến nhiễm sắc thể

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

39
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sáng kiến kinh nghiệm THPT "Vận dụng cơ chế giảm phân để giải nhanh và chính xác bài tập đột biến nhiễm sắc thể" được thực hiện với mục đích giúp học sinh làm được các bài tập trắc nghiệm nhanh hơn, chính xác hơn từ đó tạo được hứng thú cho học sinh với môn học. Góp phần cùng với đồng nghiệp tìm ra phương pháp giảng dạy mới, sáng tạo. Nhằm trau dồi và nâng cao chuyên môn, nghiệp vụ của bản thân. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Vận dụng cơ chế giảm phân để giải nhanh và chính xác bài tập đột biến nhiễm sắc thể

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 3 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM VẬN DỤNG CƠ CHẾ GIẢM PHÂN ĐỂ GIẢI NHANH VÀ CHÍNH XÁC BÀI TẬP ĐỘT BIẾN VẬN DỤNG CƠ CH Ế GI NHI ẢM PHÂN Đ ỄM S ẮC THỂ Ể GIẢI NHANH VÀ CHÍNH XÁC BÀI TẬP ĐỘT BIẾN NHIỄM SẮC THỂ Người thực hiện: Thiều Thị Tâm Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc môn: Sinh học
2
MỤC LỤC 1. MỞ ĐẦU ..................................................................................................... 4 3
1. MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài. Ngày nay việc đánh giá học sinh được thay đổi theo hướng trắc nghiệm khách quan, trong đó thời lượng phân bố cho việc hoàn thành một câu trắc ngiệm rất ngắn (khoảng 1,25 phút/ 1 câu). Vì vậy việc giúp học sinh linh hoạt hơn khi giải bài tập ngắn là rất cần thiết và quan trọng. Trong thực tế giảng dạy ôn thi THPT Quốc Gia tôi nhận thấy có rất nhiều câu trắc nghiệm dưới dạng bài tập ngắn về quá trình nguyên phân, giảm phân nhất là những câu hỏi liên quan tới sự phân li của các cặp nhiễm sắc thể (NST) trong quá trình giảm phân không bình thường làm học sinh rất lúng túng và tỏ ra không mấy hào hứng với dạng bài tập này nhất là đối với học sinh có lực học trung bình và ngay cả một số học sinh có lực học khá. Khi gặp những bài tập này đa số học sinh chọn đáp án theo cảm tính, không có cơ sở khoa học dẫn tới chọn sai đáp án. Xuất phát từ thực tế này trong quá trình giảng dạy ôn thi THPT Quốc Gia tôi đã thiết kế chi tiết hơn về sự phân li của các cặp NST trong quá trình giảm phân không bình thường (có đột biến) để các em hiểu được bản chất của vấn đề từ đó vận dụng linh hoạt và chính xác hơn khi làm bài tập. Đó chủ yếu là những bài tập liên quan tới đột biến nhiễm sắc thể. Vì vậy tôi chọn đề tài là" Vận dụng cơ chế giảm phân để giải nhanh và chính xác bài tập đột biến nhiễm sắc thể ". 1.2.Mục đích nghiên cứu. Giúp học sinh làm được các bài tập trắc nghiệm nhanh hơn, chính xác hơn từ đó tạo được hứng thú cho học sinh với môn học . Góp phần cùng với đồng nghiệp tìm ra phương pháp giảng dạy mới, sáng tạo. Nhằm trau dồi và nâng cao chuyên môn, nghiệp vụ của bản thân. 1.3. Đối tượng nghiên cứu. Đề tài được thực hiện với nội dung chủ yếu là những bài tập về đột biến NST(chủ yếu là đột biến lệch bội) trong kỳ thi THPT Quốc Gia Đối tượng: Học sinh chuẩn bị bước vào lớp 12 Trường THPT Yên Định 3. Nhóm thực nghiệm: sử dụng cách lấy giao tử trong di truyền – lớp 12 A4 Nhóm đối chứng: áp dụng cơ chế giảm phân bình thường và không bình thường – Lớp 12A7 Thời gian nghiên cứu: cuối hè năm học 20162017. 1.4. Phương pháp nghiên cứu. Đê cho hoc sinh hoc tôt ph ̉ ̣ ̣ ́ ần này, tôi đã lam ro cac vân đê: ̀ ̃ ́ ́ ̀ + Nghiên cứu sự phân li của các cặp NST trong quá trình nguyên phân, giảm phân bình thường từ đó giúp học sinh tự suy luận về sự phân li của các 4
cặp NST trong quá trình nguyên phân và giảm phân không bình thường (có đột biến). + Nhận biết được bài toán thuộc dạng nào? Kĩ năng giải nhanh, chính xác bài toán đó như thế nào? Đê đat đ ̉ ̣ ược muc đich đa đê ra trong qua trinh nghiên c ̣ ́ ̃ ̀ ́ ̀ ứu tôi đa s ̃ ử dung cac ̣ ́ phương phap nghiên c ́ ứu sau: + Nghiên cưu tai liêu: sach giao khoa, sach giao viên, tai liêu va sach tham ́ ̀ ̣ ́ ́ ́ ́ ̀ ̣ ̀ ́ ̉ khao,…… + Nghiên cưu va tông kêt kinh nghiêm giang day. ́ ̀ ̉ ́ ̣ ̉ ̣ ̉ + Phân tich, tông h ́ ợp va hê thông li thuyêt. ̀ ̣ ́ ́ ́ ̉ + Tông h ợp cac dang bai toan co liên quan đên nôi dung nghiên c ́ ̣ ̀ ́ ́ ́ ̣ ứu . 1.5. Điểm mới trong nghiên cứu. Khai thác kiến thức chủ yếu thông qua hình vẽ, bảng biểu, sơ đồ từ đó học sinh nắm được bản chất của sự phân li nhiễm sắc thể trong quá trình nguyên phân, giảm phân bình thường và không bình thường nên khi vận dụng vào bài tập linh hoạt hơn, nhanh chóng, chính xác và đạt hiệu quả cao trong làm bài. 5
2. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 2.1.1. Giảm phân Giảm phân là hình thức phân bào diễn ra ở tế bào sinh dục chín, gồm 2 lần phân bào liên tiếp nhưng nhiễm sắc thể chỉ nhân đôi một lần ở kì trung gian trước lần phân bào I (giảm phân I). Lần phân bào II (giảm phân II) diễn ra sau một kì trung gian rất ngắn a. Lần phân bào I Các giai Diễn biến cơ bản đoạn Kì đầu I Các nhiễm sắc thể kép bắt đầu co xoắn Tiếp hợp và trao đổi chéo (trao đổi các đoạn ADN tương ứng bởi các nhiễm sắc tử không chị em) Thoi phân bào hình thành (hình thành protein vi ống) Màng nhân và nhân con tiêu biến Kì giữa I NST kép co ngắn cực đại, NST kép xếp thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào Cả hai cromatit của một NST tương đồng gắn với vi ống thể động từ một cực (thoi phân bào), còn các cromatit của NST tương đồng kia gắn với vi ống ở cực đối lập Kì sau I Thoi phân bào gắn các cromatit bị phân hủy làm các nhiễm sắc thể kép tương đồng tách nhau ra và di chuyển về hai phía của tế bào Tại mỗi cực tế bào, các NST kép tháo xoắn. Kì cuối I Thoi phân bào tiêu biến. Màng nhân và nhân con hình thành. Tế bào chất phân đôi tạo thành 2 tế bào con có bộ NST kép bằng 1/2 bộ NST của TB mẹ Quá trình giảm phân I của cơ thể có bộ nhiễm sắc thể 2n = 6(Nguồn Cambpell)6
b. Lần phân bào II Các giai Diễn biến cơ bản đoạn Kì đầu II NST kép co ngắn Thoi vô săc hình thành Màng nhân và nhân con tiêu biến Kì giữa II NST co ngắn cực đại, NST đính vào sơi thoi vô sắc và tập trung thành 1 hàng ở mặt phẳg xích đạo của thoi phân bào Kì sau II Các NST kép tách nhau ra ở tâm động taọ thành 2 NST đơn, hình thành 2 nhóm NST tiến về 2 cực TB theo do sự phân hủy của thoi vô sắc Kì cuối II Tại mỗi cực tế bào, các NST tháo xoắn. Màng nhân và nhân con hình thành. Tế bào chất phân đôi tạo thành 2 tế bào con (giao tử) có bộ NST đơn bằng 1/2 bộ NST của TB mẹ Quá trình giảm phân II của cơ thể có bộ nhiễm sắc thể 2n = 6( nguồn Cambpell) 2.1.2 Đột biến nhiễm sắc thể a. Đột biến cấu trúc * Khái niệm 7
Đột biến nhiễm sắc thể là những biến đổi xảy ra trong cấu trúc của nhiễm sắc thể. Có 4 dạng đột biến nhiễm sắc thể: Mất đoạn, lặp đoạn, đảo đoạn, chuyển đoạn * Cơ chế Các tác nhân gây đột biến ảnh hưởng đến quá trình tiếp hợp, trao đổi chéo...hoặc trực tiếp gây đứt gãy nhiễm sắc thể làm phá vỡ cấu trúc nhiễm sắc thể. Sự trao đổi chéo không cân giữa 2 cromatit khác nguồn gốc trong một cặp nhiễm sắc thể tương đồng có thể làm xuất hiện dạng đột biến lặp đoạn và mất đoạn. Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể thực chất là sự sắp xếp lại cả nhóm gen (đảo đoạn) hoặc làm giảm (mất đoạn) hay tăng số lượng gen (lặp đoạn) trên nhiễm sắc thể. Loại đột biến này có thể quan sát trực tiếp trên nhiễm sắc thể của tiêu bản đã nhuộm màu. * Các dạng đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể Mất đoạn: Một đoạn nhiễm sắc thể bị đứt, làm giảm số lượng gen trên nhiễm sắc thể. Đoạn bị đứt có thể ở đầu tận cùng của cánh hoặc là mất đoạn giữa nhiễm sắc thể. Đột biến mất đoạn thường làm giảm sức sống hoặc gây chết. Ở người mất đoạn ở nhiễm sắc thể 21 gây bệnh ung thư máu. Lặp đoạn: Một đoạn nhiễm sắc thể nào đó được lặp đi lặp lại một lần hay nhiều lần, làm tăng số lượng gen trên nhiễm sắc thể. Đột biến lặp đoạn có thể do đoạn nhiễm sắc thể bị đứt được nối xen vào nhiễm sắc thể tương đồng hoặc do nhiễm sắc thể tiếp hợp không bình thường, do sự trao đổi chéo không đều giữa các crômatit. Dạng đột biến này gây nên những hậu quả khác nhau có thể làm tăng cường hay giảm bớt mức độ biểu hiện của tính trạng. Ở ruồi giấm, lặp đoạn 16A hai lần trên nhiễm sắc thể X làm cho mắt hình cầu trở thành mắt dẹt. Ở đại mạch, lặp đoạn làm tăng hoạt tính enzim amilaza rất có ý nghĩa trong công nghiệp sản xuất bia. Đảo đoạn: Một đoạn nhiễm sắc thể bị đứt ra rồi quay ngược lại 180 0 và gắn vào nhiễm sắc thể, làm thay đổi trật tự phân bố gen. Đoạn bị đảo ngược có thể mang tâm động hoặc không. Đột biến này thường ít ảnh hưởng tới sức sống của cơ thể. Vì vật chất di truyền không bị mất mát. Sự sắp xếp lại gen trên nhiễm sắc thể do đảo đoạn góp phần tạo ra sự đa dạng giữa các nòi trong cùng một loài. Ở một loài ruồi giấm (Drosophila Obscura) người ta đã phát hiện được 12 đoạn đảo trên nhiễm sắc thể số 3, liên quan đến khả năng thích nghi với những điều kiện nhiệt độ khác nhau trong môi trường. Chuyển đoạn: Một đoạn nhiễm sắc thể này bị đứt ra và gắn vào một nhiễm sắc thể 8
khác, hoặc hai nhiễm sắc thể khác cặp cùng đứt một đoạn nào đó rồi trao đổi đoạn bị đứt với nhau, các đoạn trao đổi có thể là tương đồng hoặc không. Đột biến chuyển đoạn tạo nên sự phân bố lại gen giữa các nhiễm sắc thể, một số gen trong nhóm gen liên kết này chuyển sang nhóm gen liên kết khác. Sự chuyển đoạn lớn thường gây chết hay mất khả năng sinh sản. Trong thiên nhiên đã phát hiện được nhiều chuyển đoạn nhỏ ở lúa, chuối, đậu Trong thực tế vận dụng cơ chế chuyển đoạn đã chuyển được gen cố định nitơ của vi khuẩn vào hệ gen của hướng dương, tạo ra giống hướng dương có hàm lượng nitơ cao trong dầu. b. Đột biến số lượng (đột biến lệch bội) * khái niệm Đột biến lệch bội là đột biến làm thay đổi nhiễm sắc thể ở một hay một số cặp nhiễm sắc thể tương đồng * Cơ chế phát sinh Rối loạn phân li trong giảm phân của một hoặc một số cặp nhiễm sắc thể (ở cặp NST thường hoặc cặp NST giới tính) tạo ra các giao tử thừa hoặc thiếu một vài nhiễm sắc thể, các giao tử này kết hợp với giao tử bình thường tạo nên các hợp tử lệch bội Lệch bội cũng có thể diễn ra trong nguyên phân (trong phạm vi nguyên cứu của sáng kiến này tôi không đề cập – vấn đề này cũng rất đơn giản trong đề thi cũng như trong lý thuyết) 2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Trong các đề thi THPT Quốc Gia hiện nay bài tập về đột biến NST chiếm số lượng ít câu hỏi trong bài thi, xong nó thường phức tạp đòi hỏi học sinh phải nhanh nhẹn và vận dụng thật tốt, nếu không nhạy bén trong giải quyết bằng phương pháp giải nhanh thì gần như bài tập dạng này vô cùng khó khăn cho học sinh. Trong thực tế chương trình sinh học 12, số tiết bài tập không nhiều. Vì vậy các em học sinh thường có tâm lí là bỏ qua phần kiến thức rất quan trọng này. Với hình thức thi trắc nghiệm, trong một khoảng thời gian ngắn học sinh phải giải quyết được một lượng khá lớn các câu hỏi, bài tập. Điều này không những yêu cầu học sinh phải nắm vững, hiểu rõ kiến thức mà còn phải thành thạo trong kĩ năng giải bài tập và đặc biệt phải có phương pháp giải bài tập trắc nghiệm hợp lí. Thực tế cho thấy có nhiều học sinh có kiến thức vững vàng nhưng trong các kì thi vẫn còn tình trạng làm chưa chính xác. Lí do chủ yếu là các em chưa nắm rõ cơ chế , việc này làm mất rất nhiều thời gian nên từ đấy không tạo được hiệu quả cao trong việc làm bài thi trắc nghiệm. Vì vậy việc xây dựng và tìm ra các phương pháp giải nhanh bài tập sinh học là một việc rất cần thiết để giúp các em học sinh đạt hiệu quả cao trong các kì thi. Trong quá trình giảng dạy của mình, đặc biệt là dạy ôn thi THPT Quốc Gia, tôi nhận thấy khi sử dụng một số kĩ năng toán học để giải quyết các bài 9
tập đã tiết kiệm được rất nhiều thời gian. Học sinh đã giải bài tập nhanh chóng và chính xác hơn trong việc lựa chọn đáp án đúng 2.2.1. Đột biên cấu trúc nhiễm sắc thể Tiếp hợp và trao đổi chéo không cân đối giữa 2 cromatit khác nguồn gốc trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng dẫn đến đột biến chuyển đoạn (hình bên) Kết quả tạo ra 4 loại giao tử trong đó 2 loại giao tử bình thường và 2 loại giao tử đột biến Tỉ lệ giao tử tạo thành sau khi giảm phân, xuất hiện đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể 1 + Giao tử bình thường: 2 1 + Giao tử đột biến: 2 Công thức tổng quát khi cơ thể giảm phân tạo giao tử có đột biến cấu trúc NST Trường hợp 1: Cơ thể, tế bào mang đột biến trước khi giảm phân hoặc trao đổi chéo không cân giữa 2 cromatit trong cặp NST tương đồng Cặp NST Cặp NST giảm phân Cặp NST giảm phân bình thường có đột biến Tỉ lệ giao tử Giao tử bình thường 100% 1 2 Giao tử đột biến 0 1 2 Ví dụ 1: Ở cà độc dược bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội 2n = 24. Có một thể đột biến, trong đó ở một chiếc của cặp số 1 bị mất một đoạn, một chiếc của cặp số 5 bị đảo một đoạn các cặp còn lại bình thường. Khi giảm phân nếu các cặp phân li bình thường. a. Giao tử bình thường chiếm tỉ lệ: A. 12,5% B. 87,5% C. 75% D. 25% b. Giao tử đột biến chiếm tỉ lệ A. 12,5% B. 87,5% C. 75% D. 25% Hướng dẫn giải Tỉ lệ giao tử sinh ra từ các cặp nhiễm sắc thể 10
Cặp NST Cặp số 1 Cặp số 5 Các cặp còn lại Tỉ lệ giao tử Giao tử bình thường 1 1 100% 2 2 Giao tử đột biến 1 1 0 2 2 a. Giao tử bình thường sinh ra từ cơ thể trên chiếm tỉ lệ: 1 1 1 . . 100% = = 25% 2 2 4  đáp án D b. Giao tử đột biến chiếm tỉ lệ: 1 1 + Tỉ lệ giao tử đột biến cả 2 NST số 1 và số 5: . .100% = 25% (1) 2 2 + Tỉ lệ giao tử đột biến 1 NST (NST số 1 bình thường, NST số 5 đột biến và 1 1 ngược lại): 2. . .100% = 50% (2) 2 2 Từ (1) và (2)  tỉ lệ giao tử đột biến: 25% + 50% = 75%  đáp án C Tuy nhiên với câu này ta có thể tính đơn giản như sau: Tỉ lệ giao tử đột biến = 1 – tỉ lệ giao tử bình thường = 1 – 25% = 75% Nhận xét: khi tính toán ra ta thấy bài toán cực kì đơn giản, nhưng mấu chốt vấn đề ở đây học sinh không hiểu được bản chất tại sao trong 1 cặp NST đột biến trước hoặc sau khi giảm phân tạo giao tử 50% bình thường: 50% đột biến Ví dụ 2: Ở ruồi giấm bộ NST 2n = 8, một cá thể bị đột biến mất một đoạn ở NST số 1, đảo một đoạn ở NST số 2, lặp một đoạn ở NST số 3. Giả sử quá trình giảm phân diễn ra bình thường thì trong các giao tử được sinh ra, lấy ngẫu nhiên 2 loại giao tử. a. Xác suất thu được cả hai loại giao tử mang đột biến 49 7 14 1 A. B. C. D. 64 8 16 64 b. Xác suất thu được một giao tử bình thường và một giao tử mang đột biến 2 NST 3 3 3 3 A. B. C. D. 64 8 32 16 c. Xác suất thu được một giao tử bình thường và một giao tử mang đột biến cả 3 NST 3 1 3 3 A. B. C. D. 8 32 32 16 Hướng dẫn giải Ở ruồi giấm 2n = 8  n = 4 (có 4 cặp NST) Theo đề ta có: 11
Cặp NST Cặp số 1 Cặp số 2 Cặp số 3 Cặp số 4 Tỉ lệ giao tử Giao tử bình 1 1 1 100% thường 2 2 2 Giao tử đột biến 1 1 1 0 2 2 2 a. Xác suất thu được 2 giao tử mang đột biến 1 1 1 1 Giao tử bình thường chiếm tỉ lệ: . . = 2 2 2 8 1 7 Giao tử đột biến chiếm tỉ lệ: 1 = 8 8 7 49 Xác suất thu được 2 giao tử đột biến là: ( )2 =  đáp án A 8 64 b. Xác suất thu được 1 giao tử bình thường và một giao tử mang đột biến 2 NST 1 Giao tử bình thường chiếm tỉ lệ: (1) 8 1 1 1 1 3 Giao tử mang 2 NST đột biến: C 3 . . . = (2) 2 2 2 8 1 1 3 3 Từ (1) và (2)  xác suất theo yêu cầu bài toán: C 2 . . = 8 8 32  đáp án C c. Xác suất thu được một giao tử bình thường và một giao tử mang đột biến cả 3 NST 1 1 1 1 Giao tử bình thường: . . = (1) 2 2 2 8 1 1 1 1 Giao tử đột biến cả 3 NST: . . = (2) 2 2 2 8 1 1 1 1 Từ (1) và (2) ta có: C 2 . . =  đáp án B 8 8 32 Nhận xét: Ở bài toán này đòi hỏi học sinh phải nắm vững kiến thức Trường hợp 2: Tiếp hợp và trao đổi chéo giữa 2 cromotit của các cặp NST khác nhau Cặp NST Cặp NST giảm phân Cặp NST giảm bình thường phân có đột biến Tỉ lệ giao tử Giao tử bình thường 100% 3 4 Giao tử đột biến 0 1 4 12
Ví dụ 1: Ở một loài có bộ NST 2n = 40. Vào kì đầu của giảm phân I có 1% số tế bào xảy ra sự trao đổi đoạn giữa một crômatit của NST số 1 với một crômatit của NST số 3, các cặp còn lại giảm phân bình thường. Giả sử sự sắp xếp của các NST tại kì giữa và sự phân li của các NST tại kì sau của giảm phân là hoàn toàn ngẫu nhiên. Theo lí thuyết, trong số các giao tử được tạo ra thì tỷ lệ giao tử bị đột biến là A. 0,375%. B. 0,25%. C. 0,75%. D. 0,4375%. Hướng dẫn giải Mỗi cặp NST có 2 chiếc. Do xảy ra tiếp hợp và trao đổi chéo giữa một crromatit của NST số 1 với cromatit của NST số 3 => Mỗi cặp NST có 1 chiếc NST đột biến, 1 chiếc bình thường 1 1 1 => Tỷ lệ giao tử bình thường là: . = 2 2 4 1 3 => Tỷ lệ giao tử bị đột biến: 1 = 4 4 3 Tỷ lệ giao tử bị đột biến của 1% số tế bào là : . 1% = 0,75% 4  đáp án C 13
2.2.2. Đột biến số lượng nhiễm sắc thể (đột biến lệch bội) Trong quá trình giảm phân tạo giao tử để đi vào quá trình thụ tinh tạo hợp tử có hiện tượng đột biến. Giả sử bộ nhiễm sắc thể 2n = 4 được kí hiệu bằng các chữ cái như sau: AaBb đi vào giảm phân bị đột biến (một hoặc một số cặp không phân li) Nhân đôi ở Giảm phân I Giảm phân II Bộ pha S của Kì sau Kì cuối NST kì trung Kì đầu I Kì giữa I Kì sau I Kì cuối I Kì đầu II Kì giữa II II II gian Giảm 4 giao phân AB tử với tỉ bình 2n = 4 (1)AABB (1)AABB (1)AABB (1)AABB (1)AABB AB lệ AAaaBBbb AaaaBBbb ab thường (AaBb) (2) aabb (2) aabb (2)aabb (2)aabb (2)aabb AB = ab 1 ab = 2 cặp Aa 4 giao không AaB tử với tỉ (1)AAaaBB (1)AAaaBB (1)AAaaBB (1)AAaaBB AaB phân li ở 2n = 4 (1)AAaaBB lệ AAaaBBbb AaaaBBbb (2)bb (2)bb (2)bb (2)bb lần phân (AaBb) (2)bb b AaB = bào I b 1 b = 2 cặp Aa 4 giao không tử với tỉ phân li ở AAB lệ lần phân 2n = 4 B AABB AABB AABB AABB AABB AAaaBBbb AaaaBBbb bào II (AaBb aabb Aabb Aabb aabb aabb aab AAB = b B = aab 1 = b = 4 14
Chú ý: Một cặp NST nào đó khi giảm phân tạo giao tử (Aa) không phân li trong giảm phân I, giảm phân II bình thường ta chỉ việc để nguyên cặp đó (Aa) và thêm giao tử 0 (giao tử không chứa NST của cặp đó) với tỉ lệ giao tử: Aa = 0 1 = 2 Một cặp NST nào đó khi giảm phân tạo giao tử (Aa) không phân li trong giảm phân II, giảm phân I bình thường ta sẽ tách riêng từng chiếc và nhân đôi lên (AA, aa) và giao tử 0 (giao tử không chứa NST của cặp đó) với tỉ lệ giao 1 1 tử: AA = aa = , 0 = 4 2 Ví dụ 1: Xét cặp NST giới tính XY của một cá thể đực. Trong quá trình giảm phân một số tế bào xảy ra sự phân li bất thường ở kì sau. Cá thể trên có thể tạo ra những loại giao tử nào? A. XY và O. B. X, Y, XY và O. C. XY, XX, YY và O. D. X, Y, XX, YY, XY và O. Hướng dẫn giải Cặp nhiễm sắc thể XY Phân li bình thường tạo ra 2 loại giao tử: X và Y (1) Phân li không bình thường ở kì sau của giảm phân I cho 2 loại giao tử: XY và 0 (2) Phân li không bình thường ở kì sau của giảm phân II cho ra 3 loại giao tử: XX, YY và 0 (3) Từ (1), (2) và (3)  đáp án D Nhận xét: Bài này tuy rất đơn giản nhưng rất nhiều học sinh không hiểu rõ bản chất của vấn đề đột biến trong giảm phân tạo giao tử nên học sinh thường chọn theo cảm tính hoặc chọn đáp án B Ví dụ 2 (ĐH 2007.) Một cơ thể có tế bào chứa cặp NST X AXa. Trong quá trình giảm phân tạo giao tử, ở một số tế bào cặp NST này không phân li trong lần phân bào II. Các loại giao tử có thể được tạo ra từ cơ thể trên là: A. XAXa, XaXa ,XA, Xa, 0 B. XAXA, XAXa ,XA, Xa, 0 C. XAXA, XaXa ,XA, Xa, 0 D. XAXa , 0, XA, XAXA Hướng dẫn giải Tế bào chứa cặp NST XAXa đi vào giảm phân Một số tế bào không phân li trong giảm phân II tạo ra giao tử: XAXA, XaXa và 0 (1) Một số tế bào giảm phân bình thường tạo ra giao tử: XA, Xa (2) Từ (1) và (2)  đáp án A Ví dụ 4: Một cơ thể có kiểu gen AaBbDd. Nếu trong quá trình giảm phân, có 12% số tế bào bị rối loạn phân li của cặp NST mang cặp NST gen Bb ở giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường, các cặp NST khác. Trong các giao tử 15
được sinh ra, lấy ngẫu nhiên một giao tử thì xác suất để thu được giao tử mang ABbD là bao nhiêu? A. 3% B. 1,5% C. 6% D. 12% 16
Hướng dẫn giải Cách thông thường Sử dụng phương pháp trong sáng kiến Kiểu gen AaBbDd giảm Cặp Aa phân li bình thường cho 2 loại giao phân tạo giao tử, cặp Bb 1 tử với A = a = (1) không phân li trong giảm phân 2 I cho 8 loại giao tử với tỉ lệ: Cặp 12% cặp Bb không phân li trong giảm ABbD = aBbD = ABbd = phân I cho ra 2 loại giao tử với tỉ lệ: Bb = 0 aBbd = AD = Ad = aD = ad 1 = (2) ( trường hợp tất cả cặp Bb 2 không phân li) Cặp Dd phân li bình thường cho 2 loại giao 1 Với tỉ lệ 12% cặp Bb không tử với D = d = (3) 2 phân li 1 1 12% Từ (1), (2) và (3) giao tử ABbD = . ABbD = = 1,5%  đáp 2 2 8 1 án B .12%x = 1,5%  đáp án B 2 Nhận xét: khi so sánh 2 phương pháp ta thấy phương pháp sử dụng trong sáng kiến này dễ dàng, nhanh chóng và độ chính xác cao hơn phương pháp thông thường. Ngoài ra sử phương pháp thông thường học sinh thường mắc những sai lầm sau: Dễ nhầm lẫn trong lấy giao tử từ kiểu gen Tâm lí trong thi cử nên khi lấy giao tử độ chính xác không cao Mất nhiều thời gian trong việc viết các loại giao tử 2.3. giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 2.3.1. Đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể a. Trao đổi chéo không cân đối giữa 2 cromatit trong cặp nhiễm sắc thể tương đồng Trao đổi chéo không cân đối giữa 2 cromatit trong cặp NST tương đồng dẫn đến đột biến mất đoạn hoặc lặp đoạn  Kết quả sẽ tạo ra 50% số NST mang giao tử bị đột biến và 50% số NST mang giao tử bình thường b. Trao đổi chéo giữa 2 cromatit của các cặp nhiễm sắc thể không tương đồng Trao đổi chéo giữa 2 cromatit trong cặp NST không tương đồng dẫn đến đột biến chuyển đoạn hoặc đảo đoạn NST  Kết quả sẽ tạo ra 25% số NST mang giao tử bị đột biến và 75% số NST mang giao tử bình thường 2.3.2. Đột biến số lượng nhiễm sắc thể trong giảm phân tạo giao tử Ví dụ: cặp nhiễm sắc thể không phân li trong quá trình giảm phân tạo giao tử Nếu không phân li trong giảm phân I và giảm phân II bình phân li bình thường thì 2 loại giao tử: Aa và 0 Cặp Aa giảm phân Nếu không phân li trong giảm phân II và giảm 17 phân I bình thường thì cho 3 loại giao tử: AA, aa và 0
2.3.3 Bài tập về giao tử và hợp tử đột biến * Bài tập về giao tử đột biến Bước 1: Dựa vào cơ chế giảm phân tạo giao tử để xác định tỉ lệ từng loại giao tử sinh ra trong từng cặp nhiễm sắc thể Bước 2. Tích hợp tỉ lệ giao tử của từng cặp để xác định kết quả theo yêu cầu bài toán * Bài tập về hợp tử đột biến Bước 1: Dựa vào cơ chế giảm phân tạo giao tử để xác định tỉ lệ giao tử sinh ra trong từng cặp nhiễm sắc thể Bước 2: Kết hợp giao tử của cơ thể đực và cơ thể cái của từng cặp nhiễm sắc riêng lẽ Bước 3: Tích hợp kiểu gen theo yêu cầu bài toán dựa vào tỉ lệ của các cặp NST mang gen riêng lẻ BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. Ở một loài thực vật có bộ NST 2n = 18. Một thể đột biến bị mất đoạn NST số 2, đảo đoạn NST số 3, lặp đoạn NST số 5. Giả sử quá trình giảm phân diễn ra bình thường. Xác suất để tạo ra giao tử đột biến 2 NST là bao nhiêu 1 9 3 3 A. B. C. D. 8 16 4 8 Hướng dẫn giải 1 1 Cặp số 2: có giao tử bình thường, giao tử đột biến 2 2 1 1 tương tự cặp số 3 và cặp số 5: giao tử bình thường, giao tử đột biến 2 2 Các cặp NST còn lại cho ra 100% giao tử bình thường 2 1 1 3 Xác suất tạo ra giao tử đột biến 2 NST là: C 3 *( ) 2 * =  đáp án D 2 2 8  đáp án A Bài 2. Mẹ có kiểu gen XAXa, bố có kiểu gen XAY, con gái có kiểu gen XAXaXa. Cho biết quá trình giảm phân ở bố và mẹ không xảy ra đột biến gen và đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể. Kết luận nào sau đây về quá trình giảm phân ở bố và mẹ là đúng? A. Trong giảm phân II ở bố, nhiễm sắc thể giới tính không phân li. Ở mẹ giảm phân bình thường. B. Trong giảm phân I ở bố, nhiễm sắc thể giới tính không phân li. Ở mẹ giảm phân bình thường. 18
C. Trong giảm phân II ở mẹ, nhiễm sắc thể giới tính không phân li. Ở bố giảm phân bình thường. D. Trong giảm phân I ở mẹ, nhiễm sắc thể giới tính không phân li. Ở bố giảm phân bình thường. Hướng dẫn giải Phép lai: P: XAXa x XAY  F1: XAXaXa Do bố không có Xa nên XaXa chắc chắn một điều phải sinh ra từ giảm phân của mẹ, nhưng nếu giảm phân I thì không thể sinh ra giao tử X aXa  mẹ rối loạn phân li ở giảm phân II (1) Bố cho ra XA từ kiểu gen XAY  bố giảm phân bình thường (2) Từ (1) và (2)  đáp án C Nhận xét: Bài này nếu học sinh không hiểu rõ đột biến số lượng NST xảy ra trong giảm phân I hoặc trong giảm phân II thì sẽ rất khó khăn trong chọn đáp án đúng, nhanh và hiệu quả Bài 3 ( ĐH 2013). Ở một loài động vật giao phối, xét phép lai ♂ AaBb x ♀ AaBb. Giả sử trong quá trình giảm phân của cơ thể đực, ở một số tế bào cặp NST mang cặp gen Aa không phân li trong giảm phân I, các sự kiện khác diễn ra bình thường; cơ thể cái giảm phân bình thường. Theo lí thuyết, sự kết hợp ngẫu nhiên giữa các loại giao tử đực và giao tử cái trong thụ tinh có thể tạo ra tối đa bao nhiêu loại hợp tử lưỡng bội và bao nhiêu loại hợp tử lệch bội? A. 12 và 4. B. 9 và 12. C. 4 và 12. D. 9 và 6. Hướng dẫn giải Phép lai: AaBb x AaBb Tế bào bình thường: Aa x Aa →3 kiểu hợp tử lưỡng bội (AA, Aa, aa) Bb x Bb→3 kiểu hợp tử lưỡng bội (BB, Bb, bb) →Số loại hợp tử lưỡng bội : 3 . 3 = 9 (1) Cơ thể đực cặp Aa không phân li trong giảm phân I tạo ra 2 loại giao tử Aa, 0. Cơ thể cái giảm phân bình thường tạo 2 loại giao tử A, a Số loại hợp tử lệch bội về cặp Aa : 2 . 2 = 4. → Số loại hợp tử lệch bội: 4 . 3 = 12  Đáp án B. Bài 4. (ĐH 2014). Phép lai P: ♀ AaBbDd x ♂ AaBbdd. Trong quá trình giảm phân hình thành giao tử đực, ở một số tế bào, cặp nhiễm sắc thể mang cặp gen Aa không phân li trong giảm phân I; giảm phân II diễn ra bình thường. Quá trình giảm phân hình thành giao tử cái diễn ra bình thường. Theo lý thuyết, phép lai trên tạo ra F1 có đối đa bao nhiêu kiểu gen? A. 42 B. 24 C. 18 D. 56 Hướng dẫn giải Phép lai: ♀ AaBbDd x ♂ AaBbdd 19
Cặp ♀ Aa x ♂ Aa  ♀ (A, a) x ♂ (Aa, 0, A, a một số cặp không phân li trong giảm phân I)  7 kiểu gen (3 kiểu gen bình thường và 4 kiểu gen đột biến (một số cặp không phân li trong giảm phân I)  (1) Cặp Bb x Bb  3 kiểu gen (2) Cặp Dd x dd  2 kiểu gen (3) Từ (1), (2) và (3)  số kiểu gen tối đa sinh ra từ phép lai: 7.3.2 = 42  đáp án A Nhận xét: với bài này học sinh sẽ rất khó khăn nếu không nắm vững cơ chế đột biến trong giảm phân và dùng phương pháp phân li độc lập kiêu gen để tích hợp Bài 5. Ở một loài thực vật, cặp NST số 1 chứa cặp gen Aa; cặp NST số 3 chứa cặp gen Bb. Nếu ở tất cả các tế bào, cặp NST số 1 không phân li trong giảm phân II, cặp NST số 3 phân li bình thường thì cơ thể có kiểu gen AaBb giảm phân sẽ tạo ra các loại giao tử có kiểu gen. A. AaB, Aab, B, b B. AAb, AAB, aaB, aab, B, b C. AAB, Aab, aaB, aab D. AABB, Aabb, aaBB, aabb Hướng dẫn giải Cơ thể có kiểu gen: AaBb Tất cả các cặp nhiễm sắc thể số 1 (Aa) không phân li trong giảm phân II tạo ra: AA, aa, 0 (1) Cặp nhiễm sắc thể số 3 (Bb) phân li bình thường tạo ra các giao tử: B, b (2) Từ (1) và (2)  (AA, aa, 0) * (B, b)  đáp án B Bài 6. Ở phép lai ♂AaBBDd x ♀ AaBbDd. Trong quá trình giảm phân của cơ thể đực, cặp gen Aa có 12% tế bào không phân li trong giảm phân I, giảm phân II phân li bình thường, các cặp NST khác phân li bình thường. Trong quá trình giảm phân của cơ thể cái, cặp NST Dd có 18% tế bào không phân li trong giảm phân II, giảm phân I phân li bình thường, các cặp NST khác phân li bình thường. Loại kiểu gen AaaBbdd ở đời con chiếm tỉ lệ? A. 0,25625% B. 0,375% C. 0,615% D. 0,495% Hướng dẫn giải Phép lai ♂AaBBDd x ♀ AaBbDd Xét riêng từng cặp: Cặp Aa ở giới đực không phân li trong giảm phân I. 1 1 1 1 1 1 ♂Aa x ♀ Aa 12%. ( Aa, 0). ( A, a)  Aaa = Aa . a . 12% 2 2 2 2 2 2  Aaa = 3% (1) 1 1 Cặp BB x Bb  BB; Bb (2) 2 2 Cặp Dd ở giới cái 18% tế bào không phân li trong giảm phân II: ♂ Dd x ♀ Dd  20