Giáo án Bài 4. Gene trội trong các thế hệ lai

HS nhớ lại việc mỗi bố mẹ truyền một alen cho con và xác định được nhiệm vụ học tập của tiết học.

GV nêu tình huống: một cây đậu có hai alen $A$ và $a$, trong đó $A$ trội hoàn toàn so với $a$. HS trả lời các câu hỏi: (1) Con nhận những alen nào từ bố mẹ? (2) Nếu bố mẹ đều có kiểu gene $Aa$ thì con có thể có những kiểu gene nào? (3) Có cần mô hình để dự đoán tỉ lệ các kiểu gene và kiểu hình trong số nhiều con không?

HS nêu được: mỗi con nhận một alen từ bố và một alen từ mẹ; với bố mẹ $Aa$, con có thể là $AA$, $Aa$ hoặc $aa$; cần lập mô hình và xác suất để dự đoán tỉ lệ trong nhiều con. Từ đó HS xác định được nhiệm vụ: lập bảng $2 \times 2$, mô phỏng và kiểm tra lí thuyết.

HS lập được bảng $2 \times 2$ cho phép lai $Aa \times Aa$, xác định không gian mẫu gồm 4 kết quả đồng khả năng, phân biệt kiểu gene với kiểu hình và giải thích được $Aa$ và $aA$ cùng là dị hợp.

HS làm việc theo cặp: (1) Mỗi bố mẹ có kiểu gene $Aa$ và truyền $A$ hoặc $a$ với xác suất $\dfrac{1}{2}$, độc lập. Hãy lập bảng $2 \times 2$ với hàng là alen của bố, cột là alen của mẹ. (2) Liệt kê không gian mẫu và cho biết vì sao có 4 kết quả đồng khả năng. (3) Tính xác suất các kiểu gene $AA$, $Aa$, $aa$ và xác suất kiểu hình trội. (4) Giải thích vì sao $Aa$ và $aA$ cùng là kiểu gene dị hợp nhưng cùng chỉ một kiểu hình trội. HS làm Phiếu học tập số 1, phần A.

Bảng $2 \times 2$: hàng $A$, $a$ (bố); cột $A$, $a$ (mẹ); ô kết quả là $AA$, $Aa$, $aA$, $aa$. Không gian mẫu $\{AA, Aa, aA, aa\}$ gồm 4 kết quả đồng khả năng vì mỗi bên truyền alen với xác suất $\dfrac{1}{2}$ độc lập, nên mỗi tổ hợp có xác suất $\dfrac{1}{2} \cdot \dfrac{1}{2} = \dfrac{1}{4}$. Kiểu gene: $P(AA) = \dfrac{1}{4}$, $P(Aa \text{ hoặc } aA) = \dfrac{1}{2}$, $P(aa) = \dfrac{1}{4}$. Kiểu hình trội (có ít nhất một $A$) có xác suất $\dfrac{3}{4}$, kiểu hình lặn $\dfrac{1}{4}$. $Aa$ và $aA$ cùng gồm hai alen khác nhau nên cùng là dị hợp; A trội nên cả hai đều có kiểu hình trội. Kiến thức HS rút ra: phân biệt kiểu gene (cặp alen) và kiểu hình (biểu hiện bên ngoài).

HS mô phỏng được quá trình lai bằng đồng xu cân đối, đếm kiểu gene và kiểu hình, so sánh với $\dfrac{1}{4}$, $\dfrac{1}{2}$, $\dfrac{1}{4}$ và $\dfrac{3}{4}$, $\dfrac{1}{4}$, đồng thời nhận biết tính ngẫu nhiên của kết quả.

Mỗi nhóm 4 HS thực hiện mô phỏng 20 con: mỗi con, một đồng xu đại diện bố và một đồng xu đại diện mẹ, tung hai xu độc lập; ngửa là $A$, sấp là $a$; ghi cặp alen theo thứ tự bố–mẹ. Nhóm đếm số con $AA$, số con $Aa$ hoặc $aA$, số con $aa$, rồi tính tỉ lệ trội. Sau đó nhóm đưa số liệu lên bảng tổng hợp của lớp, GV tính tỉ lệ chung và HS so sánh với lí thuyết. Dùng Phiếu học tập số 1, phần B. Trả lời câu hỏi: 'Kết quả nhóm mình có đúng $\dfrac{1}{4}$, $\dfrac{1}{2}$, $\dfrac{1}{4}$ không? Vì sao?'.

Bảng tổng hợp mẫu: số con $AA$, $Aa$ + $aA$, $aa$ và tỉ lệ trội của từng nhóm và của cả lớp. Kết quả mong đợi: tỉ lệ thực nghiệm dao động quanh $\dfrac{1}{4}$, $\dfrac{1}{2}$, $\dfrac{1}{4}$ và $\dfrac{3}{4}$; với 20 con, một nhóm có thể lệch khỏi lí thuyết, còn số liệu cả lớp gần lí thuyết hơn. Kết luận HS rút ra: mô hình chỉ cho tỉ lệ kì vọng; một mẫu nhỏ không bảo đảm đúng ba con trội và một con lặn; mô hình chỉ xét một gene trội hoàn toàn, không xét đột biến hay khác biệt sức sống.

HS vận dụng mô hình và xác suất để giải các bài tập về kiểu gene, kiểu hình và phân biệt đúng sai trong phép lai một gene trội hoàn toàn.

HS làm Phiếu học tập số 2 gồm các bài sau (làm cá nhân 10 phút, đổi chéo kiểm tra 5 phút, GV chốt 5 phút): (1) Lai $Aa \times Aa$, xác suất con có kiểu gene $aa$? (2) Lai $Aa \times Aa$, xác suất con có kiểu hình trội? (3) Lai $Aa \times aa$, xác suất con có kiểu gene $aa$? (4) Kiểu gene dị hợp là: A. $AA$; B. $aa$; C. $Aa$; D. $A$. (5) Lai $Aa \times Aa$, bốn con chắc chắn có đúng một con $aa$ hay không? (6) Lai $AA \times aa$, xác suất con có kiểu gene $Aa$? GV yêu cầu HS ghi rõ lập luận, không chỉ ghi đáp số.

Đáp án: (1) $\dfrac{1}{4}$ (0,25), vì trong 4 kết quả có 1 kết quả $aa$. (2) $\dfrac{3}{4}$ (0,75), vì $AA$, $Aa$, $aA$ đều trội. (3) $\dfrac{1}{2}$ (0,5), vì con là $Aa$ hoặc $aa$, mỗi loại $\dfrac{1}{2}$. (4) C. $Aa$, vì hai alen khác nhau. (5) Sai, vì xác suất không quyết định chính xác số lần trong một mẫu nhỏ; bốn con có thể có 0, 1, 2, 3 hoặc 4 con $aa$. (6) 1, vì bên $AA$ chỉ truyền $A$, bên $aa$ chỉ truyền $a$, nên con chắc chắn là $Aa$.

HS vận dụng xác suất và mô hình để dự kiến số cây biểu hiện tính trạng lặn trong thực tế và giải thích vì sao kết quả chỉ là kì vọng.

Tình huống: Một vườn ươm lai hai cây có kiểu gene $Aa$, A trội hoàn toàn so với a, không đột biến và không khác biệt sức sống. Có 80 cây con được gieo từ phép lai này. (1) Dự kiến bao nhiêu cây có tính trạng lặn? (2) Có chắc chắn đúng số đó không? (3) Nếu chỉ trồng 4 cây, có thể có bao nhiêu cây lặn? Lập luận. Các cặp thảo luận và viết kết quả vào Phiếu học tập số 2, phần vận dụng. Gợi ý bài toán tương tự của bài tập 7: lập bảng kết quả và ghi tỉ lệ các kiểu gene khi gộp $Aa$ và $aA$ thành $2Aa$.

Kì vọng số cây lặn: $80 \cdot \dfrac{1}{4} = 20$ cây. Không chắc đúng 20 cây vì mỗi cây là một phép thử ngẫu nhiên, số cây lặn thực tế có thể lệch khỏi 20. Với 4 cây, số cây lặn có thể là 0, 1, 2, 3 hoặc 4, không bảo đảm đúng một cây lặn. Kết quả bảng gộp: $1AA : 2Aa : 1aa$, với kiểu hình trội $\dfrac{3}{4}$. Kiến thức HS rút ra: xác suất cho biết kì vọng và tỉ lệ dài hạn; số liệu thực tế cần kiểm chứng; mô hình chỉ là đơn giản hoá.