(SKKN CHẤT 2020) hệ thống kiến thức phần di truyền quần thể

- Cấu trúc di truyền thành phần kiểu gen của quần thể tự thụ phấn biến đổi theo hướng: + Tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp.. - Cấu trúc di truyền của quần thể biến đổi theo hướng: + Tăng

MỤC LỤC Nội dung

CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

4 Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến

6 Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu

7 Mô tả bản chất của sáng kiến

7 2.2 Phần II: Các dạng bài tập cơ bản về di truyền quần thể

I CTTQ tính số KG khác nhau trong quần thể và số kiểu giao phối ở đời sau

II Tính tần số alen

III Quần thể tự phối (tự thụ phấn hoặc giao phối gần)

IV Quần thể ngẫu phối

7 2.3 Phần III: Câu hỏi và bài tập vận dụng

I Câu hỏi tự luận

II Câu hỏi trắc nghiệm trong đề thi đại học

7.3 Điểm khác biệt, tính mới của giải pháp

7.4 Khả năng áp dụng của giải pháp

8 Những thông tin cần được bảo mật (nếu có)

9 Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến

10 Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sáng kiếntheo ý kiến của tác giả và theo ý kiến của tổ chức, cá nhân đã tham gia áp dụngsáng kiến lần đầu

10.1 Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sángkiến theo ý kiến của tác giả

10.2 Đánh giá lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng sángkiến theo ý kiến của tổ chức, cá nhân

11 Danh sách những tổ chức/cá nhân đã tham gia áp dụng thử hoặc áp dụng sángkiến lần đầu

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC MỘT SỐ SẢN PHẨM CỦA HỌC SINH

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

1 Lời giới thiệu

Trong những năm gần đây, ở các đề thi THPT Quốc gia, đề thi chọn học sinh giỏithường xuyên có các dạng bài tập về di truyền quần thể, đây là một phần không thể thiếutrong mỗi đề thi

Hiện nay trong sách giáo khoa phổ thông, sách giáo khoa chuyên viết về phần này mớichỉ đề cập đến phần kiến thức lí thuyết, chưa chia thành các dạng bài tập Trong một số tàiliệu tham khảo như: Bài tập di truyền hay và khó - Vũ Đức Lưu; Phương pháp giải bài tậpsinh học - Nguyễn Văn Sang, Nguyễn Thảo Nguyên, Nguyễn Thị Vân; Di truyền học –Hoàng Trọng Phán; Di truyền quần thể - Đỗ Lê Thăng… cũng đã đưa ra các công thức đểgiải các thể loại này Tuy nhiên, trong quá trình giảng dạy ôn thi THPT Quốc gia, ôn thihọc sinh giỏi, học sinh vẫn gặp nhiều khó khăn khi tiếp cận nội dung này Chính vì vậy đểthuận lợi cho các em học sinh trong việc ứng dụng kiến thức được học vào giải quyết cáccâu hỏi và bài tập trắc nghiệm liên quan đến di truyền quần thể, tôi sưu tầm và biên soạn

chuyên đề “Hệ thống kiến thức phần di truyền quần thể” làm tài liệu dạy cho học sinh

ôn thi THPT Quốc gia và ôn thi học sinh giỏi

Với mong muốn tổng hợp lại kiến thức phần di truyền quần thể để phù hợp với đốitượng học sinh thi THPT Quốc Gia, ôn thi học sinh giỏi, tôi xây dựng chuyên đề gồm 3phần:

Phần 1 – Hệ thống kiến thức lý thuyết

Phần 2 – Các dạng bài tập cơ bản về di truyền quần thể

Phần 3 – Câu hỏi và bài tập vận dụng

Tuy nhiên, do thời gian soạn thảo ngắn, trình độ còn hạn chế, cho nên chuyên đềkhông tránh khỏi sai sót Tôi rất mong nhận được sự góp ý tận tình của các thầy cô giáo

và các bạn đồng nghiệp để chuyên đề này hoàn thiện hơn

2 Tên sáng kiến

“Hệ thống kiến thức phần di truyền quần thể”

3.Tác giả sáng kiến

- Họ và tên: Nguyễn Thị Thu Hương

- Địa chỉ tác giả sáng kiến: Giáo viên trường THPT Yên Lạc 2

- Số điện thoại: 0970375027 E_mail: binhhuong7682@gmail.com

4.Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến

- Tác giả sáng kiến: Nguyễn Thị Thu Hương

- Địa chỉ tác giả sáng kiến: Giáo viên trường THPT Yên Lạc 2

- Số điện thoại: 0970375027 E_mail: binhhuong7682@gmail.com

Sáng kiến được áp dụng lần đầu vào tháng 10/2017 tại trường THPT Yên Lạc 2.

7.Mô tả bản chất của sáng kiến

7 1 Tình trạng giải pháp đã biết

7 1.1 Cơ sở lí luận:

Quá trình dạy học bao gồm hai mặt liên quan chặt chẽ: hoạt động dạy của thầy vàhoạt động học của trò Để học sinh có thể hiểu rõ bản chất, nội dung vấn đề thì việc hệthống hóa các kiến thức là một công việc rất quan trọng

- Nội dung kiến thức nằm rải rác trong các tài liệu tham khảo

7.2 Nội dung của giải pháp

2 Các đặc trưng di truyền của quần thể:

a Vốn gen của quần thể:

- KN: Là tập hợp tất cả các alen của tất cả các gen có trong quần thể tại 1 thời điểm xác định

-Mỗi quần thể có 1 vốn gen đặc trưng biểu hiện ở tần số alen và tần số KG của quần

thể b Tần số alen và tần số kiểu gen của quần thể:

- VD: Trong quần thể đậu Hà Lan, gen quy định màu hoa chỉ có 2 alen: A quy định hoa

đỏ, a quy định hoa trắng

Giả sử quần thể đậu có 1000 cây với 500 cây có KG AA, 200 cây có KG Aa, 300 cây có

KG aa

+ Tần số alen của gen này trong quần thể:

Số alen A trong quần thể: 500x2+200 = 1200

Tổng số alen trong quần thể: 1000x2 = 2000

Tần số alen A = 1200:2000 = 0,6

Tần số alen a = 1-0,6 = 0,4

 Công thức tính tần số alen của 1 gen nào đó được tính bằng tỉ lệ giữa số lượng alen đótrên tổng số alen của các loại alen khác nhau của gen đó trong quần thể tại một thời điểmxác định

+ Tần số KG trong quần thể:

Tần số KG AA trong quần thể: 500:1000 = 0,5

4

download by : skknchat@gmail.com

-KN: Tự thụ phấn là quá trình thụ phấn xảy ra trên cùng một cây nên tế bào sinh dục đực

và tế bào sinh dục cái có cùng kiểu gen

- Cấu trúc di truyền (thành phần kiểu gen) của quần thể tự thụ phấn biến đổi theo hướng:

+ Tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp

+ Giảm dần tần số kiểu gen dị hợp

+ Tần số alen không thay đổi

- Kết quả: quần thể phân hóa thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau

2 Giao phối cận huyết (giao phối gần):

- KN: là hiện tượng các cá thể có cùng quan hệ huyết thống giao phối với nhau

- Cấu trúc di truyền của quần thể biến đổi theo hướng:

+ Tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp

+ Giảm dần tần số kiểu gen dị hợp

+ Tần số alen không thay đổi

3 Hậu quả của tự thụ phấn và giao phối gần:

Gây hiện tượng thoái hóa giống vì tăng tỷ lệ các kiểu gen đồng hợp lặn → tính trạng xấu biểu hiện

III Quần thể ngẫu phối:

+ Duy trì tần số alen và thành phần KG ở trạng thái cân bằng

2 Định luật Hacđi – Vanbec:

-Nội dung: Trong 1 quần thể lớn, ngẫu phối, nếu không có các yếu tố làm thay đổi tần sốalen thì thành phần KG của quần thể sẽ duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác

download by : skknchat@gmail.com

p2(AA) : 2pq (Aa) : q2(aa) =1

- Điều kiện nghiệm đúng:

+ Giải thích tại sao có những quần thể tồn tại ổn định trong thời gian dài, vì chúng

đã đạt trạng thái cân bằng để tồn tại

+ Khi quần thể đã ở trạng thái cân bằng, nếu biết tần số cá thể có KH lặn sẽ tínhđược tần số alen lặn, alen trội, thành phần KG của quần thể; ngược lại, nếu biết tần sốalen có thể tính được tần số KG và KH của quần thể

- Chú ý: Trường hợp một gen gồm 3 alen : a1, a2, a3 với các tần số tương ứng p, q, r Cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng là : (p+q+r)2=1

7 2.2 PHẦN II: CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN VỀ DI TRUYỀN QUẦN THỂ I CTTQ tính số KG khác nhau trong quần thể và số kiểu giao phối ở đời sau:

1 Gen trên NST thường:

- Một gen có n alen  Số KG tối đa trong quần thể:

+ Số KG đồng hợp: n

+ Số KG dị hợp:

+ Số kiểu giao phối bằng x + Cx2 (x là số kiểu gen)

- Gen 1 có n alen, gen 2 có m alen

+ Các gen phân li độc lập  Số KG tối đa trong quần thể: x

+ Các gen cùng nằm trên 1 NST  Số KG tối đa trong quần thể:

2 Gen trên đoạn không tương đồng của NST

X: - Một gen có n alen:

+ Giới XX:

+ Giới XY: n

 Số KG tối đa trong quần thể: + n

+ Số kiểu giao phối = số kiểu gen XX x số kiểu gen XY = n x

- Gen 1 có n alen, gen 2 có m alen Các gen cùng nằm trên X

+ Giới XX:

+ Giới XY: nm

 Số KG tối đa trong quần thể: + nm

c Gen trên đoạn tương đồng của NST giới tính X và Y:

- Một gen có n alen:

+ Giới XX:

+ Giới XY: n x n= n2

 Số KG tối đa trong quần thể: +n2

+ Số kiểu giao phối n2 x

-Gen 1 có n alen, gen 2 có m alen Các gen cùng nằm trên đoạn tương đồng của NST giớitính X và Y:

+ Giới XX:

+ Giới XY: (nxm)(nxm)= n2m2

 Số KG tối đa trong quần thể: n2m2 +

- Chú ý: Xét 2 gen: Gen 1 có n1 alen, gen 2 có n 2 alen.

Giải thích : Coi mỗi tổ hợp của 2 gen là 1 alen của gen M (giả định)  Số tổ hợp của gen

1 và gen 2 là số alen của gen M, lúc này n = n1xn2, ta tính số kiểu gen, số kiểu giao phốigiống như với 1 gen gồm nhiều alen

Ví dụ : Xét 2 gen, gen 1 gồm 2 alen A, a; gen 2 có 3 alen B1, B2, B3 Ta có:

* Nếu cả 2 gen đều nằm trên 2 NST thường khác

nhau: Số kiểu gen = n1(n1 +1):2 x n2(n2 +1):2 = 2x6=12

* Nếu cả 2 gen đều nằm trên cùng 1 NST thường:

Số kiểu gen = n1.n2 (n1.n2 + 1):2= 6.7:2 = 21

* Nếu cả 2 gen nằm trên NST giới tính X không có alen trên

Y: - Số kiểu gen giới XX: n1.n2 (n1.n2 + 1):2 = 6.7:2 = 21

- Số kiểu gen của giới XY: n1 n2 = 6

Tổng số kiểu gen trong quần thể = 21+6 = 27

- Số kiểu giao phối = số kiểu gen XX x số kiểu gen XY = 21x6 =126

* Nếu gen nằm trên Y không có trên X

- Số kiểu gen giới XX: 1

-Số kiểu gen giới XY: n1 n2 = 6

+ tổng số kiểu gen : n1 n2 + 1 =

7 + Số kiểu giao phối: n1 n2 = 6

* Nếu gen nằm trên vùng tương đồng giữa X và Y

- Số kiểu gen giới XX: 6x7:2 = 21

7

download by : skknchat@gmail.com

-Số kiểu gen giới XY: 6x6 = 36 +

* Ví dụ: Quần thể có cấu trúc di truyền: 0,5 AA + 0,2 Aa + 0,3 aa = 1 Xác định tần số

alen của quần thể?

Hướng dẫn:

Tần số alen A = p =

Tần số alen a = q = 1 – 0,6 = 0,4

III Quần thể tự phối (tự thụ phấn hoặc giao phối gần):

Dạng 1: Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P (thế hệ xuất phát) 100% dị hợp Aa, qua n thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ F n

*Cách giải:

Quần thể P sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau:

Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là

Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là

Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là

* Ví dụ: Quần thể ban đầu 100% cá thể có kiểu gen dị hợp Aa Sau 3 thế hệ tự thụ phấn

thành phần kiểu gen của quần thể như thế nào?

Hướng dẫn:

Dạng 2: Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P: x AA + y Aa + z aa = 1, qua n thế hệ

tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ F n

*Cách giải:

- Quần thể tự phối có thành phần kiểu gen của thế hệ P ban

đầu như sau: x AA + y Aa + z aa = 1

-Quần thể P sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau:

+ Tần số kiểu gen đồng hợp AA trong quần thể Fn là

+ Tần số kiểu gen dị hợp Aa trong quần thể Fn là

+ Tần số kiểu gen đồng hợp aa trong quần thể Fn là

* Ví dụ: Một quần thể có tỉ lệ kiểu gen ở thế hệ xuất phát (P) là 0,5 AA + 0,4 Aa + 0,1 aa

= 1 Nếu tự thụ phấn qua 3 thế hệ thì cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ F3 là baonhiêu?

Hướng dẫn:

- Cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ F3 là:

Dạng 3: Xác định cấu trúc di truyền của quần thể tự phối khi chịu tác động của CLTN.

Cách giải: Nếu có tác động của CLTN làm một kiểu gen nào đó bị chết hoặc không tham gia sinh sản thì phải viết lại cấu trúc di truyền trước khi xác định thế hệ tiếp theo

* Ví dụ: Một quần thể có tỉ lệ các kiểu gen ở thế hệ xuất phát (P) là: 0,5 AA + 0,4 Aa +

0,1 aa = 1 Kiểu gen AA không có khả năng sinh sản Nếu bắt buộc tự thụ phấn thì ở thế

hệ sau tỉ lệ kiểu gen cảu quần thể sẽ như thế nào?

9

download by : skknchat@gmail.com

Hướng dẫn:

-Kiểu gen AA không có khả năng sinh sản (P) tham gia sinh sản là: 0,4 Aa + 0,1 aa = 0,5

Hay: 0,8 Aa + 0,2 aa = 1

- Kiểu gen của F1 sẽ là:

*Chú ý: Khi làm bài tập cần kiểm tra xem đề đã cho cấu trúc di truyền đó bằng 1 chưa,

nếu chưa sẽ phải chuyển về tổng bằng 1 rồi mới áp dụng công thức đã học.

IV Quần thể ngẫu phối

Dạng 1: Từ cấu trúc di truyền quần thể xác định quần thể đã đạt trạng thái cân bằng hay chưa, qua bao nhiêu thế hệ quần thể đạt trạng thái cân bằng.

* Cách giải 1:

- Gọi p là tần số tương đối của alen

- Gọi q là tần số tương đối

Thế vào  quần thể cân bằng

Thế vào  quần thể không cân bằng

* Ví dụ: Các quần thể sau, quần thể nào đã đạt trạng thái cân bằng?

Quần thể 1: 0,36AA + 0,48Aa + 0,16aa = 1

Quần thể 2: 0,7AA + 0,2Aa + 0,1aa = 1

Hướng dẫn:

Cách giải 1:

QT1: 0.36AA; 0.48Aa; 0.16aa

- Gọi p là tần số tương đối của alen A

- Gọi q là tần số tương đối của alen a

Quần thể đạt trạng thái cân bằng khi thoả mãn: p2AA + 2pqAa + q2 aa = 1

và khi đó có được:

Ở quần thể 1 có p2 = 0,36 ; q2 = 0,16; 2pq = 0,48

Ta có: Quần thể ban đầu đã cho là cân bằng

Cách giải 2:

QT2: 0,7AA; 0,2Aa; 0,1aa

- Gọi p là tần số tương đối của alen A

- Gọi q là tần số tương đối của alen a

Ta có : p = 0,7 + 0,1 = 0,8 ; q = 0,1 + 0,1 = 0,2

Quần thể đạt trạng thái cân bằng khi thoả mãn : p2AA + 2pqAa + q2 aa = 1

Tức là 0,82 AA + 2.0,8.0,2Aa + 0,22 aa ≠ 0,7AA + 0,2Aa + 0,1aa quần thể không cân bằng

Dạng 2: Từ số lượng kiểu hình đã cho xác định cấu trúc di truyền của quần thể (cho

số lượng tất cả kiểu hình có trong quần thể).

Cách giải: Xác định cấu trúc di truyền của quần thể như sau

-Tỷ lệ kiểu gen đồng hợp trội = số lượng cá thể do kiểu gen đồng hợp trội quy định/Tổng

* Ví dụ: Ở gà, cho biết các kiểu gen: AA quy định lông đen, Aa quy định lông đốm, aa

quy định lông trắng Một quần thể gà có 410 con lông đen, 580 con lông đốm, 10 conlông trắng

a Cấu trúc di truyền của quần thể nói trên có ở trạng thái cân bằng không?

b Quần thể đạt trạng thái cân bằng với điều kiện nào?

c Xác định cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng?

Tỉ lệ thể dị hợp Aa là:

Tỉ lệ thể đồng hợp lặn aa là:

Cấu trúc di truyền của quần thể như sau: 0,41 AA + 0,58 aa + 0,01 aa = 1

Cấu trúc này cho thấy quần thể không ở trạng thái cân bằng vì:

b Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền khi quá trình ngẫu phối diễn rathì ngay ở thế hệ tiếp theo quần thể đã đat sự cân bằng di truyền

Cách giải:

- Nếu biết tỷ lệ kiểu hình trội  kiểu hình lặn = 100% - tỷ lệ kiểu hình trội

- Tỷ lệ kiểu gen đồng lặn = Số cá thể do kiểu gen lặn quy định/ Tổng số cá thể của quần thể

+Từ tỷ lệ kiểu gen đồng lặn (q2aa)  Tần số tương đối của alen lặn (qa)  Tần số tương đối của alen trội (pA)

+ Áp dụng công thức định luật p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1  cấu trúc di truyền quần thể

* Ví dụ: Quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân bằng với 2 loại

kiểu hình là hoa đỏ (do alen B trội hoàn toàn quy định) và hoa trắng (do alen b quy định)

Tỷ lệ hoa đỏ 84% Xác định cấu trúc di truyền của quần thể?

Hướng dẫn:

- Gọi p là tần số tương đối của alen B; q là tần số tương đối alen b

- Tỷ lệ % hoa trắng bb = 100% - 84% = 16% = q2 q = 0,4 p = 0,6

- Áp dụng công thức định luật: p2 BB + 2pq Bb + q2 bb = 1

cấu trúc di truyền quần thể : 0,36BB + 0,48Bb + 0,16bb = 1

Dạng 4: Bài tập đa alen

Quần thể cân bằng là triển khai của biểu thức (p + q + r + ) 2 =

1 - Ví dụ: 4 nhóm máu: A, B, AB, O

Gọi: p (IA); q (IB), r (IO) lần lượt là tần số tương đối các alen IA, IB, IO

Ta có: p + q + r = 1 Quần thể cân bằng khi: p2 + 2pq + 2pr+ 2qr + q2 + r2 = 1

* Ví dụ: Giả thiết trong một quần thể người, tần số của các nhóm máu là:

- Gọi p, q, r lần lượt là tần số alen IA, IB, IO

- Quần thể đang đạt trạng thái cân bằng Hacđi –

Vanbec có: Nhóm máu O = r2 = 0,004

Nhóm máu B = q2 + 2qr = 0,21

Nhóm máu AB = 2pq = 0,3

Tần số: p, q, r

- Xác định cấu trúc di truyền theo công thức: p2 + 2pq + 2pr+ 2qr + q2 + r2 = 1

Dạng 5: Tính tần số alen và tần số kiểu gen của gen nằm trên NST X.

- Ở giới XY: Tần số kiểu gen: XAY = pA

Tần số kiểu gen : XaY = qa

- Ở giới XX: pA = Tần số kiểu gen XAXA + Tần số kiểu gen XAXa

qa = 1- pA (= Tần số kiểu gen XaXa + Tần số kiểu gen XAXa)

- Tỷ lệ kiểu gen ở giới XX: p2 XAXA + 2pq XAXa + q2 XaXa = 1

- Tỷ lệ kiểu gen ở giới XY: pXAY + q XaY = 1

- Chú ý:

+Nếu quần thể có tần số các alen ở phần ♂ và ♀ bằng nhau thì: Trong cả quần thể do tỉ lệđực : cái = 1: 1  Ở trạng thái cân bằng ta có:

0,5p2 XAXA + pq XAXa + 0,5q2 XaXa + 0,5p XAY + 0,5qXaY=1

+Nếu quần thể có tần số các alen ở phần ♂ và ♀ không bằng nhau Không cân bằng

Cách tính tần số alen chung của quần thể (điều kiện ban đầu để quần thể cân bằng)

A = p = (A♂ + 2A♀): 3

A = q = (a♂ + 2a♀): 3

*Ví dụ: Một quần thể người trên một hòn đảo có 50 phụ nữ và 50 đàn ông, hai người đàn

ông bị bệnh mù màu Hãy ước tính tần số alen bệnh mù màu và tần số phụ nữ mang gengây bệnh ở trạng thái dị hợp? Biết rằng quần thể ở trạng thái cân bằng

Hướng dẫn:

- Bệnh mù màu do gen đột biến lặn nằm trên phần không tương đồng của NST X quy định, dạng bài này có đặc điểm:

- Ở ♂: Tần số kiểu gen XAY = tần số của alen A =

Tần số kiểu gen XaY = tần số của alen a = 1- 0,96 = 0,04

13

download by : skknchat@gmail.com

- Ở ♀: Khi biết tần số các alen, tỉ lệ các kiểu gen ở ♀ tính theo công thức cơ bản: p2

XAXA + 2pq XAXa + q2 XaXa = 0,9216 XAXA + 0,0768 XAXa + 0,0016 XaXa

+ Tần số phụ nữ mang gen gây bệnh ở trạng thái dị hợp: 0,0768

Dạng 6: Sự cân bằng của quần thể khi có sự khác nhau về tần số alen ở giới đực và giới cái (Xét gen trên NST thường)

Giả thiết:

Tần số alen A ở phần đực trong quần thể là p1

Tần số alen a ở phần đực trong quần thể là q1

Tần số alen A ở phần cái trong quần thể là p2

Tần số alen a ở phần cái trong quần thể là q2

- Cấu trúc di truyền ở thế hệ sau (F1): (p1A + q1a) (p2A + q2a) =

 Tần số alen chung:

p = (p1 + p2)

q = (q1 + q2)

-Sự cân bằng sẽ đạt được ngay thế hệ F2 (Nếu là quần thể ngẫu phối)

Cấu trúc di truyền của quần thể cân bằng là p2AA + 2pqAa + q2aa = 1

* Ví dụ: Tần số tương đối của A ở phần đực trong quần thể là 0,8 Tần số tương đối của a

ở phần đực trong quần thể là 0,2 Tần số tương đối của A ở phần cái trong quần thể là 0,4.Tần số tương đối của a ở phần cái trong quần thể là 0,6

a Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ thứ nhất

b Khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền thì có cấu trúc như thế nào?

Hướng dẫn:

a Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ thứ nhất: bằng sự tổ hợp lại các loại giao tử ♂ và ♀

- Tần số alen của phần đực: A = 0,8; a = 0,2

Tần số alen của phần cái: A = 0,4; a = 0,6

- Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu là:

(0,8 A : 0,2 a) ♂ x (0,4 A : 0,6 a) ♀ = 0,32 AA + 0,56 Aa + 0,12aa = 1

b Tần số các alen chung của quần thể: (điều kiện ban đầu để quần thể cân bằng)

A = p = ( A♂ + A ♀) : 2 = 0,6

a = q = ( a♂ + a ♀) : 2 = 0,4

- Cấu trúc di truyền của quần thể khi cân bằng là: 0,36AA+ 0,48Aa+ 0,16 aa = 1

Dạng 7: Xác định cấu trúc di truyền của quần thể trong trường hợp nhiều cặp gen phân li độc lập.

* Ví dụ: Một quần thể giao phối có tần số tương đối của các alen như sau: A = 0,8; a =

0,2; B = 0,6; b = 0,4 các cặp gen phân li độc lập Hãy xác định cấu trúc di truyền của quần

Hướng dẫn:

Để xác định cấu trúc di truyền của quần thể giao phối liên quan tới 2 cặp alen có 2 cách:

- Cách 1 : Xác định tỉ lệ các loại giao tử trong quần thể bằng cách tổ hợp

các alen lại: giao tử AB = 0,8A 0,6B = 0,48

Dạng 8: Quần thể chịu tác động của chọn lọc tự nhiên.

Dưới tác động của chọn lọc tự nhiên, sự khác biệt về khả năng sống sót và khả năng sinhsản của các cá thể có kiểu gen khác nhau cũng như sự khác biệt về khả năng sống sót vàkhả năng thụ tinh của các loại giao tử có thể làm thay đổi tần số alen, tần số kiểu gentrong quần thể

* Ví dụ: Một quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen ở thế hệ xuất phát ( P) là: 0,64

AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = 1 Những cá thể mang kiểu gen aa không có khả năng sinh sản.Hãy xác định tần số tương đối của các alen và thành phần kiểu gen ở F1, F2

Tần số tương đối của A là p = 0,835; tần số tương đối của a là q = 0,165

Thành phần kiểu gen và tần số các alen ở F1 là:

(0,835)2 AA + 2 0,835.0,165 Aa + (0,165)2 aa = 1

↔ 0,697 AA + 0,276 Aa + 0,027 aa = 1 p(A) = 0,835; q(a) = 0,165

Tiếp tục tính tương tự, ở F1, tỉ lệ cá thể có khả năng sinh sản là:

0,697 AA + 0,276 Aa = 0,973 ↔ 0,716 AA + 0,284 Aa = 1

Tần số tương đối của các alen là: p(A) = 0,858; q(a) = 0,142

Thành phần kiểu gen và tần số các alen ở F2 là:

(0,858)2 AA + 2 0,858.0,142 Aa + (0,142)2 aa = 1

↔ 0,736 AA + 0,244 Aa + 0,02 aa = 1 p(A) = 0,858; q(a) = 0,142

*Chú ý: Khi làm bài tập cần kiểm tra xem đề đã cho cấu trúc di truyền đó bằng 1 chưa,

nếu chưa sẽ phải chuyển về tổng bằng 1 rồi mới áp dụng công thức đã học.

Dạng 9: Quần thể chịu tác động của đột biến.

15

download by : skknchat@gmail.com

Áp lực của đột biến phụ thuộc vào tần số đột biến và tính chất đột biến.

- Nếu đột biến xảy ra một chiều: (A  a hoặc a  A) thì dẫn đến sự tăng tần số của một alen tương ứng với mức giảm tần số của alen còn lại

Chẳng hạn như: Quần thể ban đầu (P) có tần số tương đối của A là po , tần số alen a là qo Đột biến alen A thành alen a với tần số đột biến = u

 tần số tương đối của các alen ở F1 là:

p(A) = po - po u = po (1-u); q(a) = 1 - p(A) = qo + po u

 tần số tương đối của các alen ở Fn là:

p(A) = po (1-u)n = po e-un ; q(a) = 1 - p(A) ( e ~ 2,71)

Trường hợp đột biến nghịch, alen a thành alen A, ta cũng có công thức tính tương tự

- Nếu đột biến xảy ra theo cả hai chiều( thuận và nghịch)

A  a với tần số u, a  với tần số v Ta có tần số tương đối của alen A là:

p(A) = po + ∆p ; q(a) = 1 - p(A) Trong đó : ∆p = qo v - po u

* Ví dụ: Xét gen có 2; alen A với tần số p0 ; alen a với tần số q0 ở thế hệ ban đầu Biếtrằng sau mỗi thế hệ tần số đột biến thuận A a là u = 10-5 Xác định xem sau bao nhiêuthế hệ thì tần số alen A giảm đi một nửa so với ban đầu

Hướng dẫn:

- Áp dụng công thức: pn = po (1- u)n = po e-u.n ; ta có pn = p0

p0 = po e-u.n n = 69 000 (thế hệ)

Dạng 10 : Xảy ra hiện tượng dòng gen (di – nhập gen ).

Dòng gen là sự di chuyển các alen ra hoặc vào quần thể do sự di chuyển của các cá thểhữu thụ hoặc các giao tử của chúng làm thay đổi cấu trúc di truyền của các quần thể

*Ví dụ: Quần thể 1 có cấu trúc di truyền ban đầu là 0,81 AA + 0,18 Aa + 0,01aa = 1; quần

thể 2 có 0,2 AA + 0,3 Aa + 0,5aa = 1 Ngẫu nhiên, một số cá thể có kiểu hình trội củaquần thể 2 di chuyển sang nhập vào quần thể 1 Sau làn sóng di nhập đó, người ta thấy số

cá thể có nguồn gốc từ quần thể 1 chiếm 20% tổng số cá thể của quần thể 2 Xác định cấutrúc di truyền của quần thể 2 sau khi di nhập

Hướng dẫn:

Ngẫu nhiên, một số cá thể có kiểu hình trội của quần thể 2 di chuyển sang nhập vào quầnthể 1 tỉ lệ kiểu gen trong các cá thể di nhập là: 0,2 AA : 0,3 Aa = 0,4 AA : 0,6 Aa cấu trúc di truyền của quần thể 2 sau khi di nhập là:

(0,81 AA + 0,18 Aa + 0,01aa ) 80% + (0,4 AA + 0,6 Aa) 20% = 1

↔ 0,728 AA + 0,264 Aa + 0,008 aa = 1

7 2.3 PHẦN III: CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP VẬN

DỤNG I Câu hỏi tự luận:

Bài 1 (Vận dụng): Ở 1 quần thể ngẫu phối, xét 2 gen, gen thứ nhất có 3 alen, nằm trên

đoạn không tương đồng của NST giới tính X, gen thứ 2 có 5 alen, nằm trên NST thường.Trong trường hợp không xảy ra đột biến số loại kiểu gen tối đa về cả 2 gen trên được tạo

ra trong quần thể này là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

- Số kiểu gen của gen thứ nhất là:

- Số kiểu gen của gen thứ 2 là:

- Vậy số kiểu gen tối đa về cả 2 gen này là: 9 x 15 = 135

Bài 2 (Vận dụng): (Trích: Câu 4 đề thi GVG THPT năm học 2012- 2013 tỉnh Vĩnh Phúc)

Ởmột loài động vật xét locut 1 gồm 2 alen, locut 2 gồm 3 alen, locut 3 gồm 2 alen, locut

4 gồm 3 alen Hãy xác định số kiểu giao phối khác nhau có thể có ở loài trong các trường hợp sau:

a Trường hợp 1: Các locut nằm trên các cặp nhiễm sắc thể thường khác nhau

b Trường hợp 2: Locut 1 và locut 2 cùng nằm trên một cặp nhiễm sắc thể thường, locut 3

và locut 4 cùng nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X không có alen tương ứng trên Y

Hướng dẫn:

a Trường hợp 1:

- Số loại kiểu gen khác nhau trong quần thể

-Số kiểu giao phối có thể có: 324 +

b Trường hợp 2:

- Số loại kiểu gen của hai giới trong quần thể

Số loại kiểu gen của hai giới trong quần thể: 441+126=567

- Số kiểu giao phối: 441 x 126 = 55.566

Bài 3 (Vận dụng): Trong quần thể của 1 loài thú, xét 2 locut, locut 1 có 3 alen là A 1, A2,

A3; locut 2 có 2 alen là B và b Cả 2 locut đều nằm trên đoạn không tương đồng của NSTgiới tính X và các alen của 2 locut này liên kết không hoàn toàn Biết rằng không xảy rađột biến, tính theo lí thuyết, số kiểu gen tối đa về 2 locut trên trong quần thể là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Số kiểu gen tối đa về 2 locut này là:

Bài 4 (Vận dụng): Trong quần thể của một loài động vật lưỡng bội, xét một locut có 3

alen nằm trên vùng tương đồng của NST giới tính X và Y Biết rằng không xảy ra độtbiến, theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa về locut trên trong quần thể là bao nhiêu?

17

download by : skknchat@gmail.com

Hướng dẫn:

Số loại kiểu gen tối đa về locut trên là:

Bài 5 (Vận dụng): (Trích: Câu 11 đề thi HSG quốc gia năm 2007)

Ở 1 quần thể sinh vật ngẫu phối, xét 3 locut trên NST thường, mỗi locut đều có 2 alen khác nhau Hãy xác định số kiểu gen khác nhau có thể có trong quần thể ở 2 trường hợp:

a Tất cả các locut đều phân li độc lập

b Tất cả các locut đều liên kết với

nhau Hướng dẫn:

Số kiểu gen tối đa là:

Số kiểu gen tối đa là:

Bài 6 (Hiểu): Quần thể có cấu trúc di truyền: 0,6 AA + 0,2 Aa + 0,2 aa = 1 Xác định tần

số alen của quần thể?

Hướng dẫn:

Tần số alen A = p =

Tần số alen a = q = 1 – 0,7 = 0,3

Bài 7 (Hiểu): Xét một quần thể có 2 alen (A, a) Quần thể khởi đầu có số lượng cá thể

tương ứng với từng loại kiểu gen là: 65AA: 26Aa: 169aa Tần số tương đối của mỗi alen trong quần thể này?

Bài 8 (Hiểu): Khi thống kê số lượng cá thể của một quần thể sóc, người ta thu được số

liệu: 105AA: 15Aa: 30aa Xác định tần số tương đối của mỗi alen trong quần thể?

Hướng dẫn:

- Tương tự bài 7, ta có tần số tương đối của mỗi alen trong quần thể: A = 0,75; a = 0,25

18

download by : skknchat@gmail.com

Bài 9 (Vận dụng): Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu : 0,2 AA + 0,6 Aa + 0,2 aa =

1.Sau 2 thế hệ tự phối thì cấu trúc di truyền của quần thể sẽ là bao

nhiêu? Hướng dẫn:

- Ta có:

Cấu trúc di truyền của quần thể là: 0,425 AA + 0,15 Aa + 0,425 aa = 1

Bài 10 (Vận dụng): (Trích: Câu 9 đề HSG sinh 12 năm 2009 tỉnh Vĩnh Phúc)

Một quần thể thực vật tự thụ phấn có tỉ lệ kiểu gen ở thế hệ P: 0,45AA : 0,30Aa : 0,25aa.Biết rằng cây có kiểu gen aa không có khả năng kết hạt Theo lí thuyết, tỉ lệ cây không kếthạt ở thế hệ F1 là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

- Vì cây có kiểu gen aa không có khả năng kết hạt nên cấu trúc của quần thể P tham gia sinh sản là: 0,45 AA + 0,3 Aa + 0 aa = 0,45 + 0,30 = 0,75

↔0,6 AA + 0, 4 Aa = 1

- Tỉ lệ cây không có khả năng kết hạt ở thế hệ F1: 0,4 x 1/4 = 0,1

Câu 11 (Vận dụng): Một quần thể thực vật tự thụ phấn có tỉ lệ kiểu gen ở thế hệ P là:

0,45AA: 0,30Aa: 0,25aa Cho biết trong quá trình chọn lọc người ta đã đào thải các cá thể

có kiểu hình lặn Tính theo lí thuyết, tỉ lệ các loại kiểu gen thu được ở F1 là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

- Tương tự bài 10, ta có tỉ lệ các loại kiểu gen thu được ở F1 là: 0,7AA: 0,2Aa: 0,1aa

Bài 12 (Vận dụng): Cho P: 0,4 AABb : 0,4 AaBb : 0,2 aabb Hãy tính tỉ lệ kiểu gen đồng

hợp trội qua 3 thế hệ tự thụ phấn?

Hướng dẫn:

- Kiểu gen đồng hợp trội là kết quả của tự thụ phấn với 2 kiểu

gen ở thế P: 0,4 (AABb x AABb) và 0,4 (AaBb x AaBb)

= 0,4 [ (AA x AA) x (Bb x Bb) ] + 0,4 [ (Aa x Aa) x (Bb x Bb) ]

-Áp dụng công thức tính kiểu gen của quần thể tự thụ, với n = 3 thế hệ, ta

có: + Aa x Aa, tự thụ qua 3 thế hệ thì tỉ lệ của từng kiểu gen là:

AA = aa = ;

Aa =

+ Bb x Bb, tự thụ qua 3 thế hệ thì tỉ lệ của từng

kiểu gen là: BB = bb = ;

Bài 13 (Vận dụng): ( Trích: Casio Vinh Phuc 2009)

Một quần thể có cấu trúc di truyền của thế hệ xuất phát là: 100% AaBb

a Tính tỉ lệ kiểu gen AaBb sau 5 thế hệ tự phối

b Tính tỉ lệ kiểu gen AaBb sau 5 thế hệ ngẫu phối

Hướng dẫn:

a Xét kiểu gen thứ nhất ta có 100%Aa tự phối qua 5 thế hệ thì tỉ lệ kiểu gen Aa =

Tương tự ta có tỉ lệ kiểu gen Bb =

Do đó tỉ lệ kiểu gen AaBb =

b Cách 1: AaBb cho 4 loại giao tử khi giảm phân, tỉ lệ mỗi loại là Sau khi cho ngẫuphối (lập khung Pennet) ta có tỉ lệ AaBb = = Ngay sau một thế hệ ngẫu phối, quânthê đã cân bằng nên đó chính là tỉ lệ kiểu gen AaBb sau 5 thế hệ ngẫu phối

Cách 2: Xét Aa cho f(a) = f(A) = 0,5 Sau ngẫu phối QT đạt cân bằng với Aa = 0,5

Tương tự tính cho Bb = 0,5

Do đó tỉ lệ kiểu gen AaBb sau 5 thế hệ ngẫu phối là 0,5 x 0,5 = 0,25

Bai 14 (Hiểu): Ở một loài thực vật, gen A quy định hoa đỏ là trội hoàn toàn với alen a quy

định hoa trắng Quần thể nào dưới đây ở trạng thái cân bằng Hacdy - Vanbec?

Quần thể 1: 100% cây cho hoa đỏ

Quần thể 2: 100% cây cho hoa trắng

Quần thể 3: 25% cây cho hoa trắng

Hướng dẫn:

- Quần thể 1: 100% cây cho hoa đỏ Có thể xảy ra khả năng:

+ Tất cả các cây hoa đỏ đều có kiểu gen AA Khi đó p = 1 và q = 0 Vậy quần thể cân bằng vì thỏa mãn biểu thức p2AA + 2pqAa + q2aa = 1

+ Tất cả các cây hoa đỏ đều có kiểu gen Aa Khi đó p = 0,5 và q = 0,5 Vậy quần thể không cân bằng vì p2AA + 2pqAa + q2aa 1

20

download by : skknchat@gmail.com

+ Các cây hoa đỏ có kiểu gen AA và Aa Như vậy q 0; Vậy phải có q2aa khi quần thể cân bằng Nghĩa là quần thể không cân bằng.

- Quần thể 2: 100% cây cho hoa trắng Tất cả các cây hoa trắng đều có kiểu gen aa Khi

đó p = 0 và q = 1 Vậy quần thể cân bằng vì thỏa mãn biểu thức p2AA + 2pqAa + q2aa = 1

- Quần thể 3: 25% cây cho hoa trắng Nếu quần thể cân bằng thì q = 0,5 và p = 0,5.Thành phần kiểu gen của quần thể là: 0,25AA + 0,5Aa + 0,25aa Đầu bài chưa cho tỉ lệkiểu gen của cây hoa đỏ nên không xác định được quần thể cân bằng hay không

Câu 15 (Hiểu): Ở người, bệnh bạch tạng do gen d nằm trên nhiễm sắc thể thường gây ra.

Những người bạch tạng trong quần thể cân bằng được gặp với tần số 0,04% Cấu trúc ditruyền của quần thể người nói trên sẽ là bao nhiêu?

Câu 16 (Hiểu): Một quần thể có cấu trúc di truyền 0,5AA: 0,5Aa Nếu biết alen A là trội

không hoàn toàn so với alen a thì tỉ lệ cá thể mang kiểu hình lặn của quần thể nói trên khiđạt trạng thái cân bằng sẽ là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

- Quần thể có cấu trúc di truyền: 0,5AA: 0,5Aa = 1, có p = 0,75; q = 0,25

-Tỉ lệ cá thể mang kiểu hình lặn của quần thể nói trên khi đạt trạng thái cân bằng sẽ là: q2

= 6,25%

Bài 17 (Vận dụng): Tần số tương đối của gen A ở phần đực là 0,6 Qua ngẫu phối

quần thể đã đạt được trạng thái cân bằng di truyền với cấu trúc sau: 0,49AA + 0,42Aa + 0,09aa = 1

a Xác định tần số tương đối của các alen A và a ở phần cái của quần thể ban đầu

b Quá trình ngẫu phối diễn ra ở quần thể ban đầu thì cấu trúc di truyền của quần thể như thế nào?

Hướng dẫn:

a Tần số các alen ở phần ♂: A= 0,6 ; a= 0,4

- Tần số các alen khi quần thể cân bằng: A = p = = 0,7 ; a = q = = 0,3

- Tần số các alen ở phần ♀ là : A = 2A- A♂= 0,7.2 - 0,6 = 0,8 ; a = 1- 0,8 = 0,2

b Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu là :

(0,6 A : 0,4 a) ♂ x (0,8 A : 0,2 a) ♀ = 0,48 AA : 0,44 Aa : 0,08 aa

- Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu là: 0,48 AA + 0,44 Aa + 0,08aa = 1

Bài 18 (Hiểu): Trong một quần thể 200 người, 17 người có nhóm máu A, 52 người có

nhóm máu B, 3 người có nhóm máu AB và 128 người nhóm máu O Nếu ở trạng thái cânbằng thì tần số mỗi alen là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

21

- Gọi p, q, r lần lượt là tần số alen IA, IB, IO

- Cấu trúc di truyền của quần thể khi cân bằng: (p + q + r)2 = 1

Vì nam giới chỉ có một nhiễm sắc thể X, vậy tần số lý thuyết để người đàn ông mắc bệnh

mù mầu là: q = 0,08; 92 % nam giới bình thường

p = 0,92; q = 0,08

b 0,92

Bài 21 (Vận dụng): Một quần thể người gồm 20 000 người, có 4 nữ bị máu khó đông.

Hãy xác định số nam bị máu khó đông Biết quần thể này ở trạng thái cân bằng, gen gâybệnh là gen lặn nằm trên NST giới tính X ở đoạn không tương đồng (tỷ lệ nam nữ 1:1)

Hướng dẫn:

- Bệnh máu khó đông do gen lặn nằm trên NST giới tính X quy định

Quy ước XA quy định kiểu hình bình thường, Xa quy định kiểu hình máu khó đông

- Tỷ lệ nam : nữ ở người xấp xỉ 1:1, tính theo lý thuyết số nữ trong quần thể này là 10

000 người, số nam 10 000 người

- Vì quần thể ở trạng thái cân bằng, tần số tương đố các alen ở giới đực và giới cái giống nhau nên cấu trúc di truyền của giới nữ có dạng: p2 XAXA + 2pq XAXa + q2 XaXa = 1

- Tỷ lệ nữ giới bị bệnh trong quần thể là: q = 0,02; p = 0,98

22

download by : skknchat@gmail.com

-Tần số tương đối các alen ở giới nam là: q = 0,02; p = 0,98

tỷ lệ kiểu hình máu khó đông ở nam giới = 0,02 số

đông trong quần thể là: 0,02 x 10000 = 200 (người)

tỷ lệ kiểu gen XaY = 0,02 nam giới bị bệnh máu khó

Bài 22 (Vận dụng): Quần thể khởi đầu có tỷ lệ kiểu gen 0,8 XAY + 0,2 Xa Y = 1 ở phầncác cá thể đực và 0,2 XAXA + 0,6 XAXa + 0,2 XaXa = 1 ở phần các cá thể cái Biết rằng cácgen nằm trên phần không tương đồng của NST X Vậy tần số 5 kiểu gen này của quần thể

ởtrạng thái cân bằng là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

- Ở ♂ : Tần số kiểu gen XAY = tần số của alen A= 0,2

Tần số kiểu gen XaY = tần số của alen a = 0,8

- Ở ♀: Tần số alen A = Tần số kiểu gen XAXA + tỉ lệ KG XAXa = 0,2 + = 0,5 Tần số alen a = 1- 0,5 = 0,5

 Quần thể không cân bằng

*Tần số alen chung của quần thể: (điều kiện ban đầu để quần thể cân bằng):

Bài 23 (Hiểu): Một quần thể khởi đầu có tần số các alen A và a ở hai giới như sau: p’ =

0,8; q’= 0,2; p” = 0,4; và q” = 0,6 Nếu quần thể ngẫu phối thì cấu trúc di truyền của quầnthể ở thế hệ thứ nhất và thế hệ thứ hai như thế nào?

Hướng dẫn:

- Nếu như ngẫu phối xảy ra, thì ở thế hệ thứ nhất có tần số các kiểu gen là:

0,32AA : 0,56Aa : 0,12aa = 1

+ Tần số cân bằng của mỗi alen lúc đó như sau:

p = (0,8 + 0,4) = 0,6 hoặc p = 0,32 + x 0,56 = 0,6 q

= (0,2 + 0,6) = 0,4 hoặc q = 0,12 + x 0,56 = 0,4

- Ở thế hệ thứ hai, quần thể đạt cân bằng với các tần số các

kiểu gen là: 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa = 1

Bài 24 (Vận dụng): ( Trích: Đề thi chọn HSG Quốc gia THPT 2010)

Giả sử một quần thể động vật ngẫu phối có tỉ lệ các kiểu gen:

Ởgiới cái: 0,36AA : 0,48 Aa : 0,16 aa

Ởgiới đực: 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa

download by : skknchat@gmail.com