GIẢI PHÁP TÁC NGHIỆP 2015 2016 GIAI BAI TAP DI TRUYEN QUAN THE 2016

Trong khi đó học sinh chưa cóđược kĩ năng giải bài tập trắc nghiệm liên quan đến phần di truyền quần thể.. Ý nghĩa của giải pháp: - Xây dựng hệ thống công thức và thống kê các dạng bài

Trường THPT THOẠI NGỌC HẦU

GIẢI PHÁP TÁC NGHIỆP

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ

NGƯỜI THỰC HIỆN: Đỗ Minh Hưng Tổ: Hóa – Sinh – Thể Dục – GD Quốc Phòng.

Giang Thành, ngày 23 tháng 03 năm 2016.

- Nếu trước đây học sinh cần học thuộc và nhớ từng câu, từng chữ hoặc đối với bài toánhọc sinh phải giải trọn vẹn các bài toán Nay học sinh lưu ý đến sự hiểu bài, hiểu thấu đáocác kiến thức cơ bản đã học vận dụng những hiểu biết đó vào việc phân tích, xác định cácđáp án đúng sai trong các câu trắc nghiệm Đặc biệt đối với các câu bài tập làm thế nào

để có được kết quả nhanh nhất?

- Hiện nay, môn sinh học kiểm tra và thi theo hình thức trắc nghiệm Thời gian làm bàitheo hình thức trắc nghiệm là một thách thức lớn đối với học sinh; đòi hỏi các em phảihết sức khẩn trương, tiết kiệm thời gian; phải vận dụng nhanh kiến thức, kĩ năng đểnhanh chóng quyết định chọn phương án trả lời đúng Trong khi đó học sinh chưa cóđược kĩ năng giải bài tập trắc nghiệm liên quan đến phần di truyền quần thể Điều nàyảnh hưởng không nhỏ đến kết quả thi của học sinh

Với thực trạng nêu trên nếu không tìm được giải pháp thích hợp để khắc phụcchắc chắn rằng sẽ ít nhiều ảnh hưởng đến kết quả giảng dạy trong nhà trường, ảnh hưởngđến kết quả thi trung học phổ thông Quốc gia và kết quả thi tuyển vào các trường Đại học

và Cao đẳng của học sinh Điều đó đòi hỏi giáo viên phải đầu tư nhiều cho việc tìm giảipháp nhằm giúp học sinh có thể nắm được kiến thức và vận dụng để giải các dạng bàitập

2 Ý nghĩa của giải pháp:

- Xây dựng hệ thống công thức và thống kê các dạng bài tập thường gặp trong các đề thihàng năm

- Giải pháp giúp học sinh có thể vận dụng công thức để giải nhanh các bài tập tính toán

về di truyền quần thể

- Trong quá trình làm bài tập giáo viên hướng dẫn cho học sinh phương pháp loại trừ đểnhanh di đến kết quả

3 Phạm vi nghiên cứu của giải pháp:

- Với giải pháp này, tôi nghiên cứu thực trạng giải bài tập di truyền quần thể của học

sinh thông qua việc học tăng tiết và đánh giá qua bài kiểm tra 15 phút dành cho 2 lớpnghiên cứu và 1 lớp đối chứng

- Giải pháp đã được thực hiện với 2 lớp 12A2 và 12A3 trường THPT Thoại Ngọc Hầu,huyện Giang Thành, tỉnh Kiên Giang

- Giải pháp nghiên cứu phương pháp và hệ thống công thức giải bài tập của phần 5,chương III - di truyền học quần thể của chương trình sinh học lớp 12

II Phương pháp tiến hành:

b Tần số tương đối của các alen và tỉ lệ kiểu gen.

Xét một gen có 2 alen: A,a trong một quần thể

- Tần số của một kiểu gen nào đó trong quần thể được tính bằng tỉ số giữa số cá thể cókiểu gen đó trên tổng số cá thể có trong quần thể

- Tần số alen của locut gen A được tính bằng tỉ số giữa các giao tử mang alen đó trêntổng số giao tử mà quần thể đó tạo ra tại một thời điểm xác định

Ví dụ: một quần thể có tỉ lệ các kiểu gen như sau: 0.6AA: 0.2Aa: 0.2aa (1)

- (1) được gọi là cấu trúc di truyền của quần thể đó:

+ Gọi p là tần số tương đối của alen A

+ Gọi q là tần số tương đối của alen a

- Sự biến đổi cấu trúc di truyền quần thể tự phối qua các thế hệ:

Fn (1 - 1/2n )/2 %AA 1/2n %Aa (1 - 1/2n )/2 %aa

1.3 CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ NGẪU PHỐI

a Quần thể ngẫu phối:

- Quần thể ngẫu phối được xem là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên

- Quá trình giao phối ngẫu nhiên là nguyên nhân làm cho quần thể đa hình (đa dạng) vềkiểu gen và kiểu hình

- Các quần thể ngẫu phối được phân biệt với các quần thể khác cùng loài bởi tần sốtương đối các alen, các kiểu gen, các kiểu hình

b Định luật Hacđi-Vanbec và trạng thái cân bằng di truyền của quần thể

- Trong những điều kiện nhất định thì trong lòng 1 QT giao phối tần số tương đối củacác alen ở mỗi gen có khuynh hướng duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác

- Gọi p là tần số tương đối của alen A

- Gọi q là tần số tương đối của alen a

- Quần thể được gọi là cân bằng di truyền khi đáp ứng được công thức:

+ p2: tần số kiểu gen AA

p 2 AA + 2pq Aa + q 2 aa = 1 + 2pq: tần số kiểu gen Aa

+ q2: tần số kiểu gen aa

Ví dụ: một quần thể có cấu trúc di truyền là: 0.68AA + 0.24 Aa + 0.08 aa = 1

Tính tần số tương đối của các alen của quần thể trên? Quần thể trên có cân bằng không?

1.4 ĐIỀU KIỆN NGHIỆM ĐÚNG CỦA ĐỊNH LUẬT HACĐI – VANBEC

- Quần thể phải có kích thước lớn, số lượng cá thể nhiều

- Các cá thể trong quần thể phải giao phối với nhau 1 cách ngẫu nhiên

- Không có đột biến và chọn lọc tự nhiên

Tuy nhiên trên thực tế rất khó có thể đáp ứng được tất cả các điều kiện trên nên tần sốalen và thành phần kiểu gen của một quần thể liên tục bị biến đổi

- Nghiên cứu sách giáo khoa và sách giáo viên của Bộ giáo dục

- Tìm hiểu các phương pháp giải bài tập trên các trang mạng Từ đó hệ thống các dạngbài tập và phương pháp giải tương ứng

- Hệ thống các bài tập tương ứng với mỗi dạng và tổng hợp bài tập trong các đề thi tốtnghiệp và đại học của Bộ giáo dục

4 Thời gian tạo ra giải pháp:

Giải pháp được thực hiện trong 1 tháng và tiếp tục hoàn thiện qua từng năm

B NỘI DUNG

I Mục tiêu:

- Giải pháp nhằm cung cấp cho học sinh hệ thống công thức cũng như phương pháp giảibài tập phần di truyền quần thể nhằm giúp các em giải bài tập nhanh hơn và dễ hơn nên

sẽ cảm thấy hứng thú hơn trong học tập từ đó xây dựng tính tích cực trong học tập

- Khi dạy phần này tôi đã thống kê một số công thức cơ bản, dạng bài tập cơ bản vàphương pháp giải những dạng bài tập đó Hướng dẫn các em vận dụng lí thuyết tìm racông thức và cách giải nhanh để các em hiểu bài sâu hơn và làm bài thi đạt kết quả cao

- Giải pháp giúp các em làm bài tập một cách khoa học và logic nhằm rút ngắn thời gianlàm bài và đạt kết quả cao khi làm bài thi

II Phương pháp tiến hành:

1 Mô tả giải pháp:

- Thống kê các dạng bài tập và đề ra phương pháp giải 1 cách khoa học Tổng hợp cáccâu bài tập phần di truyền quần thể trong các đề thi tốt nghiệp, đề thi đại học và đề thiTHPT quốc gia gần đây

- Vận dụng hệ thống công thức phù hợp với từng dạng bài tập, làm các bài tập trong các

đề thi Trong quá trình vận dụng công thức để giải bài tập, giáo viên cũng rèn luyện chohọc sinh kỹ năng tính nhẩm nhanh các kết quả để rút ngắn thời gian làm bài; áp dụngphương pháp loại trừ để tìm nhanh kết quả nhanh nhất

NỘI DUNG: CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN:

1 – Tần số alen và tần số kiểu gen

- Tần số của một KG nào đó trong QT được tính bằng tỉ số giữa số cá thể có KG đó trêntổng số cá thể có trong QT

- Tỷ lệ KG đồng trội = số lượng cá thể do KG đồng trội qui định Tổng số cá thể của quần thể

- Tỷ lệ KG dị hợp = số lượng cá thể do KG dịhợpqui định Tổng số cá thể của quầnthể

- Tỷ lệ KG đồng lặn = số lượng cá thể do KG đồng lặnqui định Tổng số cá thể của quần thể

=> cấu trúc di truyền của quần thể là: dAA + hAa + raa =1

- Tần số alen của locut gen A được tính bằng tỉ số giữa các giao tử mang alen đó trêntổng số giao tử mà QT đó tạo ra tại một thời điểm xác định

- Cấu trúc di truyền của QT P: dAA + hAa + raa = 1

+ Gọi p là tần số tương đối của alen A => p = d+ h2

+ Gọi q là tần số tương đối của alen a => q = r + h2 (p+q = 1)

Nếu đề bài chỉ cho tổng số cá thể và số cá thể mang KH lặn hoặc trội.

* Nếu tỷ lệ KH trội=> KH lặn = 100% - Trội

* Tỷ lệ KG đồng lặn = Số cá thể do KG lặn qđ/ Tổng số cá thể của QT

+ Từ tỷ lệ KG đồng lặn => Tần số tương đối của alen lặn tức tần số của q => Tần sốtương đối của alen trội tức tần số p

+ Áp dụng công thức định luật p2AA + 2pqAa + q2aa = 1 => cấu trúc di truyền quần thể

Ví dụ 1: Cho rằng ở bò, KG AA qđ lông hung đỏ, Aa – lông khoang, aa – lông trắng.

Một đàn bò có 4169 con lông hung đỏ, 3780 con lông khoang, 756 con lông trắng Xácđịnh cấu trúc di truyền của QT

Hướng dẫn: Cấu trúc di truyền của QT:

- Tỷ lệ KG AA = 4169/(4169 + 3780 + 756) = 0,5

- Tỷ lệ KG Aa = 3780/(4169 + 3780 + 756) = 0,4

- Tỷ lệ KG aa = 756/(4169 + 3780 + 756) = 0,1

=> cấu trúc di truyền của QT: 0,5AA + 0,4Aa + 0,1aa = 1

Ví dụ 2: Ở gà, cho biết các KG: AA qui định lông đen, Aa qui định lông đốm, aa qui

định lông trắng Một QT gà có 410 con lông đen, 580 con lông đốm, 10 con lông trắng.Xác định cấu trúc di truyền của QT?

Hướng dẫn: 0,41 AA + 0,58aa + 0,01aa = 1

Ví dụ 3: Một QT sóc có số lượng như sau 1050 con lông nâu đồng hợp, 150 con lông

nâu dị hợp, 300 con lông trắng, màu lông do một gen gồm 2 alen qui định Xác định cấutrúc di truyền của QT?

Hướng dẫn:

- Tính trạng lông nâu là trội do gen A qui định.

- Tính trạng lông trắng là lặn do alen a qui định

- Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA là: 1050/1500 = 0,7

- Tỷ lệ thể dị hợp Aa là: 150/1500 = 0,1

- Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa là: 300/1500 = 0,2

Vậy cấu trúc di truyền của QT là: 0,7AA + 0,1Aa + 0,2aa

Ví dụ 4 (bài tập SGK): Một quần thể bao gồm 120 cá thể có kiểu gen AA, 400 cá thể có

kiểu gen Aa và 680 các thể có kiểu gen aa Hãy tính tần số của các alen A và a trong quầnthể

Hướng dẫn:

- Xác định cấu trúc di truyền của quần thể

- Tính tần số các alen A và a

Ví dụ 5: Cho rằng ở bò, KG AA qđ lông hung đỏ, Aa – lông khoang, aa – lông trắng.

Một đàn bò có 4169 con lông hung đỏ, 3780 con lông khoang, 756 con lông trắng Tínhtần số tương đối của các alen A và a

Hướng dẫn:

- Toàn bộ QT 4169 + 3780 + 756 = 8705 con bò sẽ chứa 8705 x 2 = 17410 alen khácnhau (A + a) của gen qui định màu lông

- Tổng số alen A của bò trong QT này sẽ là: (4169 x 2) + 3780 = 12118;

Do vậy tần số alen A trong QT này là pA = 12118/17410 = 0,7

→ tần số alen a là qa = 1 – 0,7 = 0,3

Ví dụ 6: Một QT có tỉ lệ các KG như sau: 0,6AA: 0,2Aa: 0,2aa Xác định tần số tương

đối của các alen trong QT

Hướng dẫn:

+ Gọi p là tần số tương đối của alen A: pA = (0,6 + 0,2/2) = 0,7

+ Gọi q là tần số tương đối của alen a: qa = (0,2 + 0,2/2) = 0,3

Ví dụ 6 (đề Đại học 2000): Ở một loài thực vật, gen trội A - quả đỏ, alen lặn a - quả

vàng Một QT của loài trên ở trạng thái cân bằng di truyền có 75% số cây quả đỏ và 25%số cây quả vàng Tần số tương đối của các alen A và a trong QT là

A 0,2A và 0,8a B 0,4A và 0,6a C 0,5A và 0,5a D 0,6A và 0,4a

Hướng dẫn giải: Khi quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền thì tỷ lệ cây quả vàng

(aa): aa = q2  q = 25% = 0,5 => p(A) = 1 – 0,5 = 0,5  đáp án C.

Ví dụ 7 (đề TN 2011): Một QT gia súc đang ở trạng thái cân bằng di truyền có 84% số

cá thể lông vàng, các cá thể còn lại có lông đen Biết gen A qđ lông vàng trội hoàn toàn

so với alen a qđ lông đen Tần số của alen A và alen a trong QT này lần lượt là:

A 0,7 và 0,3 B 0,4 và 0,6 C 0,3 và 0,7 D 0,6 và 0,4.

Hướng dẫn giải: Khi QT ở trạng thái cân bằng di truyền thì tỷ lệ cá thể có màu lông

đen (aa) là 100% - 84% = 16% aa = q2  q = 0,4 => p(A) = 1 – 0,4 = 0,6  đáp án D.

Ví dụ 8: Ở bò A qui định lông đen, a: lông vàng Trong một QT bò lông vàng chiếm

9% tổng số cá thể của đàn Biết quần thể đạt trạng thái cân bằng Tìm tần số của các alen

và cấu trúc di truyền của QT

Hướng dẫn giải:

- QT đạt trạng thái cân bằng aa = 9% = q2 => q = a = 0,3 => p = A= 0,7

- Cấu trúc di truyền của QT là 0,49AA + 0,42Aa + 0,09aa = 1

2 Số kiểu gen của quần thể.

Cho gen 1 có m alen, gen 2 có n alen thì số KG đồng hợp, số KG tối đa, số KG dị hợp,được tính theo bảng sau:

Gen phân

Số kiểu gen đồng hợp Số kiểu gen tối đa

gen PLDL m.n

m(m+1)

2 n(n+1)2 m(m+1)2 n(n+1)2 – m.nChung: các

Ví dụ 1(đề ĐH 2012): Trong QT của một loài động vật lưỡng bội, xét một locut có 3 alen

nằm trên vùng tương đồng của nhiễm sắc thể giới tính X và Y Biết không xảy ra độtbiến, theo lý thuyết, số loại KG tối đa về locut trên trong QT là

Cách 2: Áp dụng công thức, số KG tối đa trong QT = 3(3.3+1)/2 = 15

Ví dụ 2 (đề ĐH 2013): Ở một loài động vật, xét hai lôcut gen trên vùng tương đồng của

nhiễm sắc thể giới tính X và Y, lôcut I có 2 alen, lôcut II có 3 alen Trên nhiễm sắc thểthường, xét lôcut III có 4 alen Quá trình ngẫu phối có thể tạo ra trong QT của loài này tối

đa bao nhiêu loại KG về ba lôcut trên?

+ Số loại NST Y: 2 x 3 = 6 (tương tự như trên)

+ Số loại KG XX:

6(6 1)

21 2



, số loại KG XY = 6 x 6 = 36 (vì đối với giới XY còn có

sự hoán đổi giữa X và Y) => Tổng số KG 2 lôcut là 21 + 36 = 57

- Xét locut III: Tổng số KG:

4(4 1) 2



 10

=> Tổng số KG: 10 x 57 = 570 => đáp án A.

3 Số kiểu giao phối của quần thể.

Một quần thể có n kiểu gen khác nhau sẽ có số kiểu giao phối được tính như sau:

- Số kiểu giao phối giữa các kiểu gen giống nhau là n

- Số kiểu giao phối giữa các kiểu gen khác nhau là C n2 = n(n−1)

2

=> tổng số kiểu giao phối của quần thể là: n + n(n−1)

2 = n(n+1)

2

Ví dụ 1: Xét 2 gen ở ruồi giấm: gen A qui định mắt đỏ; gen a qui định mắt trắng nằm

trên nhiễm sắc thể X không có alen tương ứng trên Y Trên nhiễm sắc thể số 2 tồn tại 2gen B qui định cánh dài; b qui định cánh cụt Số kiểu giao phối tối đa xuất hiện trongquần thể về 2 gen trên là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

Ở ♀ có 9 kiểu gen; ở giới ♂ có 6 kiểu gen => số kiểu giao phối tối đa là 54

4 Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối.

4.a Xác định cấu trúc di truyền của quần thể sau n thế hệ tự phối:

- Thế hệ xuất phát chỉ gồm các cá thể có KG đồng hợp: Cấu trúc di truyền của quần

thể không thay đổi qua các thế hệ

- Thế hệ xuất phát có cả 2 loại kiểu gen: đồng hợp và dị hợp:

)AA + h

2n Aa + (r + h−

h

2n2

) aa = 1

- Trường hợp có KG không có khả năng sinh sản (hoặc chết):

+ Loại bỏ KG không có khả năng sinh sản, sau đó tính tỷ lệ các KG còn lại sao cho tổngbằng 1

+ Thực hiện tính toán như các trường hợp trên

Ví dụ 1 (đề TN 2013): Một QT thực vật lưỡng bội, ở thế hệ xuất phát (P) gồm toàn cá thể

có KG Aa Nếu tự thụ phấn bắt buộc thì theo lí thuyết, cấu trúc di truyền của QT này ở thế

hệ F3 là:

A 0,75AA : 0,25aa B 0,25AA : 0,50Aa : 0,25aa

C 0,4375AA : 0,125Aa : 0,4375aa D 0,25AA : 0,75aa

- Phương pháp mới, áp dụng công thức: Sau n thế hệ tự phối thành phần KG thay đổi

như sau (với n=3):

Ví dụ 2 (bài tập SGK): Một QT khởi đầu có tần số KG dị hợp Aa là 0,4 Sau 2 thế hệ tự

thụ phấn thì tần số KG dị hợp tử trong QT sẽ là bao nhiêu?

Ví dụ 5 (đề kỳ thi THPT Quốc gia 2015 – câu số 30, mã đề 159): Ở đậu Hà Lan, alen A

qđ hoa tím trội hoàn toàn so với alen a qđ hoa trắng Thế hệ xuất phát (P) của một QTgồm toàn cây hoa tím, trong đó tỉ lệ cây hoa tím có KG dị hợp tử là Y (0 ≤ Y ≤ 1) QT tự

thụ phấn liên tiếp qua các thế hệ Biết rằng QT không chịu tác động của các nhân tố tiếnhóa khác Theo lí thuyết, tỉ lệ KH ở thế hệ F3

A (1 - 15Y32 ) cây hoa tím :15Y32 cây hoa trắng

B (1 - 3Y8 ) cây hoa tím : 3Y8 cây hoa trắng

C (1 - Y4) cây hoa tím : Y4 cây hoa trắng

D (1 - 7 Y16) cây hoa tím : 7 Y16 cây hoa trắng.

Hướng dẫn giải: Cấu trúc di truyền của thế hệ P: d AA + h Aa + r aa = 1

A 0,525AA : 0,150Aa : 0,325aa B 0,7AA : 0,2Aa : 0,1aa

C 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa D 0,36AA : 0,24Aa : 0,40aa

Hướng dẫn giải:

- Thành phần các KG ở P có khả năng sinh sản:

0,45AA + 0,30Aa = 0,75  0,6AA + 0,4Aa = 1

- Khi cho tự thụ phấn F1 thu được: Aa = (1/2).0,4 = 0,2

AA = 0,6 + (0,4 – 0,2)/2 = 0,7 và aa = (0,4 – 0,2)/2 = 0,1  Chọn B

4.b Xác định cấu trúc di truyền của QT ban đầu sau khi đã tự thụ n thế hệ:

Thành phần KG của QT đã qua n thế hệ tự thụ là Fn: d n AA + hn Aa + rn aa = 1.

Cấu trúc di truyền của P là d AA + h Aa +r aa = 1 Đầu tiên tính h = hn.2n

=> Cấu trúc di truyền của P: (dn - h−

h

2n2

) AA + hn.2n Aa + (rn - h−

h

2n2

) aa = 1.

Ví dụ 1 (đề ĐH 2011): Từ một QT thực vật ban đầu (P), sau 3 thế hệ tự thụ phấn thì

thành phần KG của QT là 0,525AA : 0,050Aa : 0,425aa Cho rằng QT không chịu tácđộng của các nhân tố tiến hóa khác, tính theo lí thuyết, thành phần KG của (P) là:

A 0,400AA : 0,400Aa : 0,200aa B 0,250AA : 0,400Aa : 0,350aa