Giáo án Bài 9. Mở rộng học thuyết Mendel

HS nhớ lại tỉ lệ kiểu hình của định luật Mendel và nhận ra có những trường hợp kết quả lai khác tỉ lệ 3:1, từ đó xác định nhiệm vụ học tập của bài.

GV chiếu thí nghiệm giả định: cho hai cây hoa Rr lai với nhau. HS nhắc lại tỉ lệ kiểu hình của Mendel khi trội hoàn toàn (3 trội : 1 lặn) và thử dự đoán kết quả khi quan sát thực tế thấy hoa đỏ, hoa hồng, hoa trắng.
Câu hỏi GV đặt ra:

• Khi trội hoàn toàn, Rr × Rr cho tỉ lệ kiểu hình như thế nào?
• Nếu thực tế thu được hoa đỏ : hồng : trắng gần 1 : 2 : 1, theo em kiểu hình của cây dị hợp Rr có đặc điểm gì khác với trội hoàn toàn?
• Có thể có những cơ chế nào khác để tạo ra kiểu hình trung gian hoặc kiểu hình kết hợp hai allele?

HS nêu được: khi trội hoàn toàn, Rr × Rr cho tỉ lệ kiểu hình 3 trội : 1 lặn; dự đoán ban đầu là dị hợp Rr có thể biểu hiện kiểu hình trung gian (hoa hồng). GV ghi nhận và nêu nhiệm vụ: tìm hiểu trội không hoàn toàn, đồng trội, tương tác gene và điều kiện áp dụng mô hình.

HS nêu được khái niệm trội không hoàn toàn và đồng trội; giải thích được tỉ lệ kiểu hình khác 3:1 qua ví dụ hoa Rr và nhóm máu ABO.

HS làm việc theo nhóm 4 người với Phiếu học tập số 1.
Nhiệm vụ: đọc phần bài giảng về trội không hoàn toàn và đồng trội, xem ví dụ hoa Rr × Rr, lập sơ đồ lai và điền bảng.
Câu hỏi:

• Dị hợp Rr có kiểu hình như thế nào trong mô hình hoa? Tỉ lệ kiểu gene và kiểu hình là bao nhiêu?
• Trong nhóm máu ABO, $I^{A}$ và $I^{B}$ có quan hệ với nhau như thế nào khi cùng có mặt? Allele $i$ là lặn so với những allele nào?
• Vì sao không gộp RR và Rr thành một kiểu hình khi tính xác suất?

Phiếu học tập số 1 hoàn thành có:

• Sơ đồ lai Rr × Rr: giao tử 1/2 R : 1/2 r; kiểu gene 1 RR : 2 Rr : 1 rr.
• Kiểu hình: RR đỏ, Rr hồng, rr trắng; tỉ lệ đỏ 1/4, hồng 1/2, trắng 1/4.
• Khái niệm HS rút ra: trội không hoàn toàn là dị hợp có kiểu hình trung gian trong mô hình; đồng trội là hai allele cùng biểu hiện ở dị hợp.
• Nhóm máu ABO: $I^{A}$ và $I^{B}$ đồng trội, $i$ lặn; kiểu gene $I^{A}I^{B}$ cho nhóm AB, $I^{A}I^{A}$ hoặc $I^{A}i$ cho nhóm A, $I^{B}I^{B}$ hoặc $I^{B}i$ cho nhóm B, $ii$ cho nhóm O.
• Ghi chú: mô hình ABO chỉ dùng để minh họa cách tính tỉ lệ, không dùng để kết luận về truyền máu hay quan hệ huyết thống.

HS nêu được khái niệm tương tác gene; giải thích được tỉ lệ 9:7 hoặc đỏ : trắng khi hai gene cùng tác động; nêu được đặc điểm của tính trạng đa gene và gene đa hiệu.

HS làm việc theo nhóm 4 người với Phiếu học tập số 2 theo kỹ thuật khăn trải bàn (mỗi HS ghi ý kiến của mình vào một ô quanh khăn, sau đó nhóm thống nhất ý chính vào ô giữa).
Nhiệm vụ: đọc bài giảng về tương tác gene, phân tích mô hình hai gene A và B cùng tác động, và thảo luận đặc điểm tính trạng đa gene, gene đa hiệu.
Câu hỏi:

• Mô hình A_B_ cho đỏ, còn lại cho trắng: kiểu gene nào cho hoa đỏ?
• Khi AaBb × AaBb, tỉ lệ đỏ bằng bao nhiêu? Vì sao có thể tính P(A_) và P(B_) riêng rồi nhân lại?
• Tính trạng do nhiều gene chi phối có đặc điểm gì về biến dị và mối quan hệ với môi trường?
• Gene đa hiệu là gì, cho ví dụ về việc một gene tác động nhiều tính trạng.

Phiếu học tập số 2 hoàn thành có:

• Khái niệm: tương tác gene là sản phẩm của nhiều gene cùng tác động một tính trạng.
• Mô hình A_B_ đỏ, còn lại trắng: kiểu gene có ít nhất một allele trội A và ít nhất một allele trội B cho đỏ.
• AaBb × AaBb: P(A_) = $\dfrac{3}{4}$, P(B_) = $\dfrac{3}{4}$; tỉ lệ hoa đỏ = $\dfrac{3}{4} \times \dfrac{3}{4} = \dfrac{9}{16}$ = 56,25%.
• Tính trạng đa gene: có thể biến thiên liên tục và chịu ảnh hưởng của môi trường.
• Gene đa hiệu: một gene tác động đến nhiều tính trạng khác nhau.
• Lưu ý rút ra: tỉ lệ kiểu hình phụ thuộc vào cơ chế cụ thể, không áp dụng máy móc các tỉ lệ mở rộng.

HS kiểm tra kết luận về số allele trong cá thể, nêu được giới hạn của mô hình và tránh quan niệm sai về số allele của một gene.

Trò chơi “Đúng hay Sai” với thẻ Đúng và Sai. GV đọc từng phát biểu, HS giơ thẻ, sau đó giải thích lý do.
Các phát biểu:

• Một gene có ba allele trong quần thể nên một cá thể lưỡng bội có đủ ba allele ở locus đó.
• Một gene có nhiều allele trong quần thể, nhưng cá thể lưỡng bội thường mang tối đa hai allele ở một locus.
• Mô hình ABO đủ để quyết định truyền máu thực tế.
• Tỉ lệ kiểu hình mở rộng luôn cố định cho mọi tính trạng.

HS nêu được: phát biểu 1 Sai, vì quần thể có thể có nhiều allele nhưng mỗi cá thể lưỡng bội chỉ mang tối đa hai allele ở một locus; phát biểu 2 Đúng; phát biểu 3 Sai, vì đây chỉ là mô hình một hệ gene, không đủ để quyết định truyền máu; phát biểu 4 Sai, vì tỉ lệ kiểu hình phụ thuộc cơ chế cụ thể của từng trường hợp.

HS vận dụng khái niệm trội không hoàn toàn, đồng trội và sơ đồ lai để trả lời bài tập trắc nghiệm và ghép khái niệm.

HS luyện tập theo 4 trạm (mỗi nhóm đi qua 2 trạm, luân phiên trong 6 phút mỗi trạm). Các câu hỏi:
Trạm 1 (Bài 1): Trội không hoàn toàn được hiểu đúng như thế nào? A. dị hợp biểu hiện cả hai tính trạng riêng biệt như đồng trội; B. dị hợp có kiểu hình trung gian trong mô hình; C. dị hợp có kiểu hình giống đồng hợp trội.
Trạm 2 (Bài 2): Đồng trội được hiểu đúng như thế nào? A. dị hợp có kiểu hình trung gian bắt buộc; B. chỉ một allele biểu hiện ở dị hợp; C. hai allele cùng biểu hiện ở dị hợp.
Trạm 3 (Bài 3): Ghép thuật ngữ với nội dung: trội không hoàn toàn, đồng trội, tương tác gene với các nội dung tương ứng.
Trạm 4 (Bài 4): Một gene có ba allele trong quần thể nên một cá thể lưỡng bội thường có đủ ba allele ở locus đó. Đúng hay sai?
Sau khi hoàn thành, HS đối chiếu đáp án với GV.

Đáp án:

• Bài 1: B (dị hợp có kiểu hình trung gian trong mô hình).
• Bài 2: C (hai allele cùng biểu hiện ở dị hợp).
• Bài 3: Trội không hoàn toàn – dị hợp có kiểu hình trung gian trong mô hình; Đồng trội – hai allele cùng biểu hiện ở dị hợp; Tương tác gene – sản phẩm nhiều gene cùng tác động một tính trạng.
• Bài 4: Sai, vì quần thể có thể có nhiều allele nhưng cá thể lưỡng bội chỉ mang tối đa hai allele ở một locus.

HS vận dụng sơ đồ lai và quy tắc nhân xác suất để tính tỉ lệ kiểu gene, kiểu hình trong mô hình trội không hoàn toàn, đồng trội và tương tác hai gene.

HS làm bài tập 5 đến 8 theo cặp đôi, sau đó tự kiểm tra bằng bài tập tương tác trên trang NeoEdu.
Bài 5: IᴬIᴮ × ii trong mô hình ABO cho nhóm máu nào? A. A và B, mỗi nhóm 1/2; B. Chỉ AB; C. A, B, AB, O mỗi 1/4.
Bài 6: Hoa Rr × Rr, Rr hồng. Tính xác suất hoa hồng và hoa trắng.
Bài 7: Mô hình $I^{A}i \times I^{B}i$ cho các kiểu nhóm ABO nào? (Không suy ra truyền máu.)
Bài 8: Mô hình tương tác hai gene độc lập, A_B_ cho hoa đỏ, còn lại trắng. AaBb × AaBb cho hoa đỏ bao nhiêu phần trăm?

Đáp án:

• Bài 5: A (bố hoặc mẹ AB cho $I^{A}$ hoặc $I^{B}$, cá thể ii cho i, con là $I^{A}i$ và $I^{B}i$, mỗi nhóm 1/2).
• Bài 6: Rr × Rr cho 1 RR : 2 Rr : 1 rr; hoa hồng 1/2; hoa trắng 1/4.
• Bài 7: Giao tử $I^{A}$, i và $I^{B}$, i cho $I^{A}I^{B}$, $I^{A}i$, $I^{B}i$, $ii$, mỗi kiểu 1/4, tương ứng nhóm AB, A, B, O.
• Bài 8: P(A_) = 3/4, P(B_) = 3/4, tỉ lệ đỏ = 9/16 = 56,25%.

HS vận dụng mô hình trội không hoàn toàn để dự đoán tỉ lệ kiểu hình trong thực tế và nhận ra giới hạn của dự đoán.

Tình huống: một nhà vườn lai hai cây hoa Rr với nhau và gieo 100 hạt. HS tính số cây kỳ vọng cho mỗi màu và nêu lý do vì sao số thực tế có thể lệch so với dự đoán.
Câu hỏi:

• Dự đoán số cây hoa đỏ, hồng, trắng khi gieo 100 hạt.
• Vì sao kết quả thực tế có thể không đúng hoàn toàn với con số tính toán?
• Nêu một lý do vì sao dự đoán này chỉ là giả định đơn giản.

HS nêu được: kỳ vọng khoảng 25 cây hoa đỏ, 50 cây hoa hồng, 25 cây hoa trắng (tỉ lệ 1/4 : 1/2 : 1/4). Kết quả thực tế có thể lệch do ngẫu nhiên và điều kiện môi trường. Dự đoán chỉ là mô hình đơn giản, không phản ánh mọi yếu tố ảnh hưởng.