Đề tài Phương pháp giải bài tập qui luật di truyền hoán vị gen

I/ĐẶT VẤN ĐỀ
-Trong các bài tập về qui luật di truyền thì qui luật di truyền hoán vị gen là một trong những dạng bài tập vừa đa dạng, vừa phức tạp,và thường ra trong các đề thi tuyển sinh vào các trường Đại học-Cao đẳng- THCN.
Mặc khác theo phân phối chương trình sinh học số tiết giải bài tập không nhiều và thường ra bài tập cụ thể, rời rạc, chưa có tính hệ thống, do đó phần lớn HS tại trường THPT còn lúng túng trong phương pháp giải bài tập.
Vì vậy để tạo điều kiện cho HS vận dụng được những kiến thức lý thuyết vào giải quyết các dạng bài tập liên quan đến Hoán vị gen,là rất cần thiết.
II/ PHẦN NỘI DUNG
A:Cơ sở khoa học:
-Vì số lượng gen trong tế bào bao giờ củng nhiều hơn số cặp NST tương đồng, nên trên cặp NST tương đồng bao giờ củng có nhiều cặp gen alen phân bố, mỗi cặp gen phân bố trên NST tại một vị trí nhất định gọi là lôcút
-Trong quá trình giảm phân tạo giao tử tại kỳ trước của giảm phân lần thứ nhất có hiện tượng tiếp hợp hai NST kép của cặp tương đồng, nên có thể xảy ra hiện tượng trao đổi đoạn tương ứng giữa hai crômatit không cùng nguồn, gây nên hiện tượng hoán vị gen
-Tần số hoán vị gen (p) thể hiện lực liên kết giữa các gen trên NST, nói chung , các gen trên NST có xu hướng liên kết chặt chẽ nên tần số hoán vị gen không vượt quá 50% ( p£ 50% ) 
-Tần số hoán vị gen thể hiện khoảng cách tương đối giữa các gen trên NST: các gen nằm càng xa nhau thì tần số hoán vị gen càng lớn và ngược lại các gen nằm gần nhau thì tần số hoán vị gen càng nhỏ.
-Công thức tính tần số HVG (p)
	(p) = (số giao tử HV / tổng số giao tử tạo thành) x 100%
	(p) = (số cá thể có kiểu hình do HV/ tổng số cá thể thu được) x 100%
	(p) = 2 x % giao tử HV
B.Các dạng bài tập và phương pháp giải các dạng bài tập
Dạng I:
 Dự kiện bài cho: 
-Cặp tính trạng trội, lặn hoàn toàn
-Số tế bào trải qua giảm phân tạo giao tử ,và số tế bào xảy ra hoán vị gen
 -Các giao tử đều tham gia vào quá trình thụ tinh
Yêu cầu:	 
-Xác định tỉ lệ kiểu hình ở thế hệ lai
Cách giải chung:
Bước1:Xác định tần số hoán vị gen
*Cơ sở lý thuyết:
-1 tế bào sinh giao tử đực qua giảm phân tạo 4 giao tử đực đều tham gia thụ tinh
-Nếu 1 tế bào sinh giao tử xảy ra HVG ở một cặp alen sẽ cho hai loại giao tử :
giao tử liên kết = giao tử HVG=1/2
-Tần số HVG(p) = (số giao tử HV/ tổng số giao tử tạo thành) x 100%
Bước2:Xác định tỉ lệ KH ở thế hệ lai:
-Dựa vào dự kiện bài biện luận xác định KG của P
-Lập sơ đồ laiÞ tỉ lệ phân tính KH ở thế hệ lai
Bài tập vận dụng:
Ví dụ:
Cây đậu lai F1 mang kiểu hình hoa tím- hạt phấn dài tương ứng với sự có mặt của hai cặp gen dị hợp trên NST tương đồng. Giả sử có 1000 tế bào sinh giao tử trải qua giảm phân để phát sinh hạt phấn, trong đó có 100 tế bào xảy ra hoán vị gen. Cây F1 được dùng làm trong phép lai phân tích để cho thế hệ lai.Tính tỉ lệ % các loại kiểu hình ở thế hệ lai.Biết rằng tất cả hạt phấn sinh ra đều tham gia thụ tinh và hoa tím trội hoàn toàn so với hoa đỏ, hạt phấn dài trội hoàn toàn so với hạt phấn tròn
Bài giải:
1.Xác định tần số Hoán vị gen:
- Số hạt phấn được hình thành từ 1000 tế bào sinh hạt phấn là: 4.1000 = 4000
- Nếu 1 tế bào sinh hạt phấn xảy ra hoán vị gen sẽ cho hai loại giao tử với tỉ lệ mỗi loại giao tử là:
+giao tử liên kết = giao tử hoán vị gen = 
Vì vậy từ 100 tế bào sinh hạt phấn xảy ra hoán vị gen thì số hạt phấn xảy ra hoán vị gen là:= 200
Vậy tần số hoán vị gen là: p = x 100% = 5%
2.Xác định tỉ lệ phân tính KH ở thế hệ lai(F2) :
-Biện luận xác định KG của F1
+Qui ước A: hoa tím a: hoa đỏ
	 B: hạt phấn dài b: hạt phấn tròn
+F1 mang cặp gen dị hợp trên cùng cặp NST tương đồng Þ KG F1 có thể là hoặc
.
+ Nếu F1 có KG 
Lai phân tích F1: x 
Giao tử F1 AB= ab = 47,5% 100% ab
	 Ab = aB =2,5%
 Tỉ lệ KG ở F2® 47,5%: 47,5%: 2,5%: 2,5%
Tỉ lệ KH F2 
47,5% hoa tím,hạt phấn dài: 47,5% hoa đỏ,hạt phấn tròn : 2,5% hoa tím, hạt phấn tròn: 2,5% hoa đỏ, hạt phấn tròn:
+Nếu F1 có KG .
Lai phân tích F1: x 
Giao tử F1 Ab = aB= 47,5% 100% ab
 AB = ab= 2,5%
Tỉ lệ KG ở F2® 2,5% : 2,5% : 47,5% : 47,5%
Tỉ lệ KH F2 
2,5% hoa tím,hạt phấn dài : 2,5% hoa đỏ,hạt phấn tròn : 47,5% hoa tím, hạt phấn tròn: 47,5% hoa đỏ, hạt phấn tròn:
Dạng II:
Dự kiện bài cho:
-Cho KH của P.
-Tỉ lệ phân tính kiểu hình ở thế hệ lai.
Yêu cầu:
-Biện luận và viết sơ đồ lai
Cách giải chung:
Bước 1.
-Biện luận xác định tính trạng trội lặn, và qui luật di truyền chi phối sự di truyền của hai cặp tính trạng
*Cơ sở lý thuyết:
-Dựa vào định luật đồng tính, phân tính của G. Mendel để xác định tính trạng trội lặn
-Nếu ở thế hệ lai xuất hiện 4 loại KH phân tính ¹ 9:3:3:1 (hay¹ 1:1:1:1 trong lai phân tích) thì sự di truyền chi phối tuân theo qui luật di truyền hoán vị gen
Bước 2.
Xác định tần số hoán vị gen từ đó suy ra KG của P và tần số hoán vị gen
*Cơ sở lý thuyết:Dùng phương pháp phân tích giao tử để xác định tần số HVG(p)
Từ tỉ lệ phân tính ở thế hệ lai( thường căn cứ vào tỉ lệ % KH mang hai tính trạng lặn) Þ tỉ lệ giao tử liên kết( hoặc tỉ lệ giao tử hoán vị) Þ KG của cá thể đem lai
Bước 3:
 Lập sơ đồ lai kiểm chứng
Bài tập vận dụng:
1.Trường hợp HVG xảy ra một bên bố hoặc mẹ 
Ví dụ 1:
Khi cho giao phấn giữa hai cây cùng loài, người ta thu được F1 có tỉ lệ phân ly sau:
70% cây cao, quả tròn;
20% cây thấp, quả bầu dục;
5% cây cao, quả bầu dục;
5% cây thấp, quả tròn;
1.Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F1
Bài giải:
Bước1.
-Biện luận:
+Phân tích tỉ lệ phân tính KH của từng cặp tính trạng riêng rẽ
+Tính trạng chiều cao: cây cao : cây thấp = 3 cao : 1 thấp ( phù hợp với ĐL phân tính Mendel) Þ cây cao(A) trội hoàn toàn so với cây thấp (a) và P Aa x Aa(1)
+Tính trạng dạng quả: quả tròn : quả bầu dục = 3 quả tròn : 1 quả bầu dục ( phù hợp ĐL phân tính Mendel) Þ quả tròn (B) trội hoàn toàn so với quả bầu dục(b) và 
P Bb x Bb(2) từ (1) và (2) Þ P (Aa,Bb) x (A a,Bb)
*Phân tích tỉ lệ phân tính KH của đồng thời hai cặp tính trạng: 
cao, tròn : cao, bầu dục : thấp, tròn : thấp, bầu dục = 70%: 5%: 5%: 20% ¹ 9:3:3:1 Þ hai cặp tính trạng di truyền tuân theo qui luật hoán vị gen
Bước2:
F1 câythấp, bầu dục()= 20% = 40% ab x 50% ab
Þ +1 cây P cho giao tử AB = ab = 40% Þ Ab = aB = 10%< 25% là giao tử HVGÞ KG của P xảy ra hoán vị gen với tần số p = 20%
+1 cây P AB = ab =50% Þ KG P (liên kết gen)
Bước3: Viết sơ đồ lai( HS tự lập)
2.Trường hợp HVG xảy ra hai bên bố và mẹ
Ví dụ 2:
Cho những cây cà chua F1 có cùng KG với KH cây cao, quả đỏ tự thụ phấn. F2 thu được tỉ lệ phân tính kiểu hình:
50,16% cao, đỏ : 24,84% cao, vàng : 24,84% thấp, đỏ : 0,16% thấp, vàng
1Biện luận và viết sơ đồ lai từ F1 đến F2
Bài giải:
Bước1:
-Biện luận:
+F2 xuất hiện tính trạng cây thấp, quả vàng Þ F1 không thuần chủng có kiểu gen dị hợp hai cặp gen.Vậy cây cao, quả đỏ biểu hiện trong kiểu gen dị hợp là tính trạng trội
Qui ước:	A qui định cây cao ; a qui định cây thấp
	B qui định quả đỏ ; b qui định quả vàng
Þ F1 ( Aa,Bb) x F1 (Aa,Bb)
+Tỉ lệ phân tính kiểu hình ở F2: 50,16% : 28,84% : 28,84% : 0,16% ¹ 9 : 3: 3:1 ¹ 1: 2: 1 nên sự di truyền của hai cặp tính trạng tuân theo qui luật di truyền hoán vị gen
Bước 2:
-F2 cây thấp, vàng() = 0,16% = 4% ab x 4% ab Þ Hoán vị gen xảy ra cả hai bên bố mẹ F1 đem lai
-AB = ab = 4% < 25% là giao tử HVG
-Ab = aB = 46%> 25% là giao tử bình thườngÞ KG của F1 là và
 tần số HVG( p) = 2 x 4% = 8%
Bước3:
 Lập sơ đồ lai(HS tự lập)
DạngIII:
Dự kiện bài cho:
- KH của P và cho biết trước KG của F1 hoặc không cho biết trước KH của P và kiểu gen cuả F1
-Tỉ lệ % 1 loại KH ở thế hệ con lai F2 nhưng không phải là mang cả hai tính trạng lặn (aa,bb), mà thường mang một tính trạng trội và một tính trạng lặn(A-,bb hoặc aa,B-)
Yêu cầu:
-Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2
Cách giải chung:
Bước 1.
-Biện luận xác định tính trạng trội, lặn và xác định qui luật di truyền chi phối hai cặp tính trạng
(thực hiện tương tự như bước 1 của dạng II)
Bước 2.
-Xác định tần số HVGÞ KG của F1Þ KG củaP
*Cơ sở lý thuyết:Dùng phương pháp lập phương trình để xác định tần số HVG (p)
Gọi tỉ lệ giao tử của F1
AB = ab = x
Ab = aB = y
x + y = 0,5(1)
+Dựa vào tỉ lệ KH mang 1 tính trạng trội, 1 tính trạng lặn (A-bb; aaB-) = a% để lập phương trình y2 + 2xy = a% (2) rồi giải hệ phương trình(1) & (2) chọn ẩn phù hợp từ đó suy ra tần số HVG và kiểu gen của P và F1
Bước3.
-Lập sơ đồ lai kiểm chứng:
1.Trường hợp 1: Đề cho biết KH của P và đã biết trước KG của F1
Ví dụ1
Khi lai thứ lúa thân cao, hạt gạo trong với thứ lúa thân thấp, hạt đục. F1 thu được toàn cây thân cao, hạt gạo đục. Cho các cây F1 tự thụ với nhau ở F2 thu được 15600 cây bao gồm 4 kiểu hình, trong đó có 3744 cây thân cao, hạt trong.( Biết rằng mỗi tính trạng do một gen tác động riêng rẽ qui định) 
Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2
Bài giải:
Bước1.
-P thuần chủng hai cặp tính trạng đem lai F1 đồng tính trạng thân cao, hạt gạo đục ( phù hợp ĐL đồng tính Men del ) Þ tính trạng thân cao(A ) là trội hoàn toàn so với thân thấp(a); hạt gạo đục (B ) là trội hoàn toàn so với hạt gạo trong(b) và kiểu gen F1(Aa, Bb)
-Tỉ lệ cây cao, hạt trong(A-bb) ở F2 = x 100% = 24%(0,24) ¹ 18,75%() ¹ 25%() Þ qui luật di truyền chi phối hai cặp tính trạng là qui luật di truyền hoán vị gen Þ KG(p)x Þ KG(F1)
Bước 2
Gọi tỉ lệ giao tử của F1
	AB = ab = x
	Ab = aB = y
 Ta có y2 + 2xy = 0,24 (1)
	x + y = (2)
Giải hệ phương trình (1) & (2) ta có x= 0,1 ; y = 0,4Þ tần số HVG (p) = 0,2
Bước3.
Lập sơ đồ lai từ p đến F2( HS tự lập)
2.Trường hợp2:Đề chưa cho biết KH của P và chưa biết được KG của F1
Ví dụ2:
Đem giao phối giữa bố mẹ đều thuần chủng khác nhau về hai cặp gen tương phản thu được F1 đồng loạt cây cao, chín sớm. F2 có 4 kiểu hình trong đó kiểu hình cây cao, chín muộn chiếm 12,75%
Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2
Bài giải:
Bước1:
-P thuần chủng hai cặp tính trạng tương phản đem lai F1 đồng tính trạng cây cao, chín sớm( phù hợp định luật đồng tính Melđen ) Þ cao, sớm trội so với thấp muộn
+qui ước 	 A: cao a: thấp
	 B: chín sớm b: chín muộn 
+F1 có kiểu gen dị hợp hai cặp gen (Aa,Bb)
-Tỉ lệ phân tính kiểu hình ở F2
cây cao, chín muộn ( A-;bb) = 12,75% ¹ ¹ ® qui luật di truyền chi phối sự di truyền hai cặp tính trạng là qui luật di truyền hoán vị gen
Bước2:
-Gọi tỉ lệ giao tử của F1 
	AB = ab = x
	Ab = aB = y
 Ta có
y2 + 2xy = 0,1275(1)
x + y = (2)
 giải hệ phương trình (1) & (2) ta có 
+x = 0,35 > 0,25 ( giao tử liên kết) ; 
+y = 0,15 < 0,25 (giao tử hoán vị gen)
+Suy ra kiểu gen F1 là và tần số HVG (p) = 0,15 x 2 = 0,3
+Kiểu gen của P x 
-Bước 3:
Lập sơ đồ lai từ P đến F2 (HS tự lập)
*Bài tập tự giải:
Bài 1:Cho lai giữa hai nòi thỏ thuần chủng khác nhau về hai cặp tính trạng tương phản lông dài, đen và lông ngắn, trắng. F1 thu được toàn thỏ lông ngắn, và trắng.Cho F1 tạp giao F2 thu được 502 thỏ lông ngắn, trắng : 166 thỏ lông dài, đen : 16 thỏ lông dài, trắng :18 thỏ lông ngắn, đen. 
-Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2
Bài 2:
Khi lai hai thứ cà chua thuần chủng cây cao, hạt tròn với cây thấp, hạt dài, thu được đồng loạt cây cao, hạt dài. Cho các cây F1 tự thụ phấn, F2 thu được 4000 cây trong đó có160 cây thấp, hạt tròn. 
Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2
 Bài3: 
Cho giao phối giữa hai giống ruồi giấm thuần chủng khác nhau về hai cặp tính trạng tương phản. F1 đồng loạt thu được ruồi thân xám, cánh dài.Cho lai F1 với nhau F2 thu được 70,5% ruồi thân xám, cánh dài : 20,5% ruồi mình đen, cánh ngắn : 4,5% ruồi thân xám, cánh ngắn : 4,5% ruồi thân đen, cánh dài.
-Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2
Bài4:
Cho lai 2 thứ cây thuần chủng khác nhau bởi hai cặp tính trạng tương phản F1thu được đồng loạt cây cao, hoa có màu. Cho F1 giao phấn với cây cao, hoa trắng (px) F2 thu được 1600 cây thuộc 8 kiểu tổ hợp giao tử, trong đó có 480 cây cao, hoa trắng. 
-Biện luận và viết sơ đồ lai từ P đến F2 
III/ PHẦN KẾT LUẬN:
1.Kết quả thực tiển:
-Qua nhiều năm thực hiện giảng dạy và hướng dẫn học sinh ôn thi đại học, cũng như tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi, khả năng tiếp thu và vận dụng vào giải các bài tập liên quan đến qui luật di truyền hoán vị gen đạt những kết quả đáng mừng :
+Số học sinh hiểu bài và vận dụng giải bài tập có hiệu quả cao (khoảng 90% học sinh xử lý được bài tập có liên quan)
+Đa số HS tỏ ra rất tự tin khi giải quyết các bài tập về qui luật di truyền hoán vị gen sau khi đã được tiếp cận với nội dung phương pháp giải các dạng bài tập nêu trong sáng kiến kinh nghiệm này
2.Bài học kinh nghiệm:
-Trong việc hướng dẫn học sinh giải các bài tập phần qui 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.
-Học sinh sau khi đã tiếp cận với dạng bài tập và phương pháp giải mỗi dạng bài tập thì sẽ tự tin và lập luận chặt chẽ không bỏ bước giải, nhờ đó hiệu quả bài giải cao hơn
Bài tập hoán vị gen là khó nhưng không phải là không thể vượt qua,
Chào các em!Chúc các em thành công!