Skkn một số dạng bài tập trong chuyên đề di truyền học quần thể sinh học 12

Tuy nhiên, trong cấu trúc đề thi THPT Quốc gia có từ 3đến 4 câu về di truyền học quần thể, trong đó 3 câu ở mức độ vận dụng chủ yếu là các bài tậpthuộc các dạng khác nhau như tính tần số

MỤC LỤC

Trang PHẦN I.ĐẶT VẤN ĐỀ 1

PHẦN II NỘI DUNG Chương 1 Các mức độ nhận thức trong chuyên đề Di truyền học quần thể………2

Chương 2 Phương pháp giải một số dạng bài tập trong chuyên đề………….

I.Quần thể tự phối 3

II.Quần thể ngẫu phối 6

Chương 3 Một số bài tập áp dụng trong chuyên đề I.Một số câu trắc nghiệm có gợi ý giải 21

II.Một số câu trắc nghiệm trong các đề thi 24

III.Một số bài toán tự luận trong các đề thi học sinh giỏi 34

PHẦN III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Chuyên đề Di truyền học quần thể ở Chương III-Sinh học 12 (ban cơ bản), được bố trí

2 tiết lý thuyết, không có tiết bài tập Tuy nhiên, trong cấu trúc đề thi THPT Quốc gia có từ 3đến 4 câu về di truyền học quần thể, trong đó 3 câu ở mức độ vận dụng chủ yếu là các bài tậpthuộc các dạng khác nhau như tính tần số các alen, tần số các kiểu gen, xác định trạng thái cânbằng di truyền của quần thể, tính xác suất trong quần thể ngẫu phối,…

Mặc khác, trong các đề thi học sinh giỏi bộ môn, thi học sinh giỏi giải toán trên máy tínhcầm tay thường xuất hiện các dạng bài tập vận dụng nâng cao trong chuyên đề này như tính tần

số các alen, tần số các kiểu gen trong trường hợp bị tác động của các nhân tố tiến hóa,

Vì vậy, nhằm giúp học sinh hệ thống hóa kiến thức, hiểu biết được các dạng bài tập vàphương pháp giải bài tập về di truyền học quần thể để tham gia thi THPT Quốc gia cũng nhưtham gia thi học sinh giỏi, với kinh nghiệm giảng dạy và tổng quan tài liệu tôi chọn viết đề tài

“ Một số dạng bài tập trong chuyên đề Di truyền học quần thể-Sinh học 12”

Hy vọng nội dung đề tài này sẽ góp phần giúp học sinh tiếp cận được kiến thức về Di truyền học quần thể dễ dàng hơn và còn có thể là nguồn tư liệu tham khảo cho các bạn đồng

nghiệp trong việc giảng dạy

PHẦN II: NỘI DUNG

DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

Căn cứ hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức, kỹ năng môn Sinh học lớp 12 và ma trận đềthi môn Sinh THPT quốc gia năm 2015 thì số câu hỏi thuộc chuyên đề Di truyền học quần thểtrong đề thi THPT quốc gia là 4 câu với các mức độ kiến thức như sau:

-Nêu được định nghĩa

quần thể ( quần thể di

truyền) , TSTĐ của các

alen, các KG và nhận

biết sự biến đổi CTDT

của quần thể tự phối qua

các thế hệ

-Phát biểu được nội

dung, ý nghĩa và những

điều kiện nghiệm đúng

của định luật

Hacđi-Vanbec

-Xác định đượcCTDT của quầnthể khi ở TTCB

di truyền

-Chứng minhđược CTDT củaquần thể khôngđổi qua các thế

hệ ngẫu phốithông qua một

ví dụ cụ thể

-Áp dụng định luậtHacđi-Vanbec để giảibài tập về quần thể-Nhận dạng đượcCTDT của quần thể khi

ở TTCB di truyền-Tính được TS cácalen, KG trong quầnthể

-Vận dụng CTDT củaquần thể tự phối trongchăn nuôi và trồng trọt

-Phân tích được cácnguyên nhân giúpduy trì ổn địnhCTDT quần thể quathời gian dài trong

tự nhiên

-Phân tích được sựbiến đổi CTDT củaquần thể dưới tácđộng của các nhân

tố tiến hóa

TRONG CHUYÊN ĐỀ DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

I QUẦN THỂ TỰ PHỐI ( quần thể tự thụ phấn và quần thể giao phối gần)

Dạng 1 Xác định cấu trúc di truyền ( tỷ lệ các kiểu gen) của quần thể tự phối

Một quần thể tự phối bắt buộc có tỷ lệ các kiểu gen ở thế hệ xuất phát như sau:

xAA : y AA : z aa ( với x + y + z = 1), khi quần thể tự phối bắt buộc qua n thế hệ thìCTDT của quần thể ở Fn có dạng:

Từ CTDT của quần thể [1] giúp ta xác định được tỷ lệ hoặc số lượng từng loại KG, KH ở Fn

Ví dụ 1: (Trích đề thi THPT Quốc gia năm 2015)

Ở đậu Hà Lan, alen A quy định hoa tím là trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng.Thế hệ xuất phát ( P) của một quần thể gồm toàn cây hoa tím, trong đó cây hoa tím có kiểu gen

dị hợp tử là Y ( 0≤ Y ≤ 1) Quần thể tự thụ phấn liên tiếp qua các thế hệ Biết rằng quần thểkhông chịu tác động của các nhân tố tiến hóa khác Theo lí thuyết, tỷ lệ kiểu hình ở thế hệ F3

CTDT của quần thể đậu Hà Lan ở P : (1-Y)AA : Y Aa ( vì ở P 100% cây hoa tím , trong

đó cây hoa tím có KG dị hợp là Y nên tỷ lệ KG cây hoa tím đồng hợp là 1-Y)

Áp dụng công thức [1] với x = (1-Y); y= Y, z =0, ta được CTDT của quần thể ở F3 :

Ví dụ 2: Một quần thể khởi đầu có 0,3AA : 0,6Aa : 0,1aa tự phối liên tục qua một số đợt tạo

nên quần thể mới có thể dị hợp Aa = 0,075 thì quần thể đã trải qua bao nhiêu thế hệ tự thụ ?

Giả sử quần thể ban đầu có xAA : y AA : z aa

a-Nếu trường hợp kiểu gen aa ( có tỷ lệ kiểu gen là z) gây chết hoặc hạt không nẩy mầm thì tỷ

lệ các kiểu gen ở cá thể trưởng thành là : ( )

1

x z

 AA : ( )

1

y z

 Aa [2]

Ví dụ 3: Ở một loài thực vật sinh sản bằng hình thức tự phối, gen A quy định hạt nảy mầm

bình thường trội hoàn toàn so với gen a làm cho hạt không nẩy mầm khi ở trạng thái đồng hợplặn Tiến hành gieo 100 hạt ( gồm 40 hạt AA và 60 hạt Aa) lên đất canh tác, các hạt sau khi nảymầm đều sinh trưởng bình thường và các cây đều ra hoa, kết hạt tạo nên thế hệ F1; F1 này mầm

và sinh trưởng sau đó ra hoa kết hạt tạo thế hệ F2 Ở các hạt F2, kiểu gen Aa chiếm tỷ lệ baonhiêu ?

Hướng dẫn giải

Ở thế hệ xuất phát, tỷ lệ kiểu gen ở cây trưởng thành là : 0,4 AA : 0,6 Aa

+Khi quần thể tự phối, áp dụng công thức [1], F1 có CTDT như sau : 0,55 AA + 0,30Aa +0,15aa = 1 Vì hạt aa không nẩy mầm nên áp dụng công thức [2] , tỷ lệ kiểu gen ở cây trưởngthành ở F1 là:

+Tỷ lệ kiểu gen AA = 1-Aa

Ví dụ 4 : Một quần thể ban đầu ở một loài thực vật có tỷ lệ các kiểu gen 0,2AA + 0,4Aa + 0,4aa

=1 Trên đất nhiễm mặn kiểu gen aa không nẩy mầm được Xác định tỷ lệ kiểu gen của quầnthể trên sau 12 thế hệ tự phối ?

Giả sử quần thể ban đầu có xAA : y AA : z aa cấu trúc di truyền của quần thể sau n thế hệ

tự thụ khi kiểu gen aa mất khả năng sinh sản thì ta vẫn áp dụng công thức [3] tính tỷ lệ Aa =

Ví dụ 5: Một quần thể ban đầu có CTDT như sau : 0,5AA + 0,4Aa + 0,1aa =1 Xác định CTDT

của quần thể sau 7 thế hệ tự phối, biết rằng kiểu gen aa không có khả năng sinh sản

-Tỷ lệ kiểu gen AA = [(

1122



) x 2

450

II QUẦN THỂ NGẪU PHỐI

Dạng 1 Xác định CTDT của quần thể ngẫu phối

1.Dựa vào số lượng các loại kiểu gen

Giả sử một quần thể có số lượng các loại kiểu gen: dAA : h Aa : r aa thì CTDT của quầnthể đó là:

(d h r d )

  AA + (d h r h )

  Aa + (d h r r )

  aa =1

2.Dựa vào tần số tương đối của các alen

Khi có p(A) và q(a), thì CTDT của quần thể ngẫu phối có dạng p2AA + 2pqAa + q2aa = 1

Dạng 2.Xác định trạng thái cân bằng (TTCB) di truyền của quần thể ngẫu phối

Cách 1: Quần thể ngẫu phối khi đạt TTCB có dạng p2AA : 2pqAa : q2aa [4]

Ví dụ 6: (Trích đề thi TN THPT năm 2008)

Quần thể ngẫu phối nào sau đây đã đạt TTCB di truyền ?

A.0,25AA : 0,50Aa : 0,25aa B.0,3AA : 0,6Aa : 0,1aa

C.0,3AA : 0,5Aa : 0,2aa D.0,1AA : 0,5Aa : 0,4aa

Hướng dẫn giải

Chọn đáp án A vì áp dụng công thức [4] quần thể này có dạng p2AA : 2pqAa : q2aa(0,5)2 AA : 2x 0,5 x 0,5 Aa : (0,5)2aa

Cách 2: Một quần thể ngẫu phối có tỷ lệ các kiểu gen : xAA : y Aa : z aa ( với x + y + z =1),

quần thể này đang ở TTCB di truyền khi : y2 = 4xz [5]

Ví dụ 7:: (Trích đề thi TN THPT năm 2009)

Quần thể ngẫu phối nào sau đây đã đạt TTCB di truyền ?

A.0,50AA : 0,50Aa B.0,5Aa : 0,5aa

C.0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa D.0,5AA : 0,3Aa : 0,2aa

Tuy nhiên, nếu các gen di truyền liên kết với giới tính mà tần số alen ở cả hai giới là khácnhau thì quần thể sẽ không đạt TTCB di truyền sau 1 thế hệ ngẫu phối.

Dạng 3.Xác định tần số tương đối của các alen 1.Khi gen nằm trên NST thường

1.1.Dựa vào số lượng các loại kiểu gen

Giả sử một quần thể có số lượng các loại kiểu gen: dAA : h Aa : r aa thì tần số tương

đối của các alen: p(A) = 2(d h r2d h )

  ; q(a) = 2(d h r2r h )

  hoặc q(a) = 1- p(A) [6]

Ví dụ 8: Trong một quần thể động vật có 1000 cá thể, trong đó xác định được số lượng các cá

thể với từng loại KG đối với cặp alen A và a như sau: 400 AA : 300Aa : 300 aa TSTĐ củaalen A và a lần lượt là

1.2.Dựa vào tỷ lệ các kiểu gen ( hay CTDT của quần thể)

Giả sử một quần thể có CTDT như sau: xAA : y Aa : z aa ( với x + y + z =1) thì tần sốtương đối của các alen:

p(A)= x + y/2 ;q(a) = z + y/2 = 1- p(A) [7]

Ví dụ 9: (Trích đề thi TN THPT năm 2009)

Một quần thể giao phối có tỉ lệ các kiểu gen 0,3AA : 0,6Aa : 0,1aa Tần số tương đối củaalen A và a lần lượt là

A.0,6 và 0,4 B.0,5 và 0,5 C.0,4 và 0,6 D.0,3 và 0,7

Hướng dẫn giải

Áp dụng công thức [7] ta được: p(A)= x + y/2 = 0,3 + 0,6/2 = 0,6; q(a) = 1- 0,6 =0,4

Chọn đáp án A

1.3.Dựa vào tỷ lệ cá thể có kiểu hình lặn khi quần thể đạt trạng thái cân bằng

Quần thể đạt TTCB có CTDT : p2AA + 2pqAa + q2aa = 1  q(a)= q aa [8]2

 p(A)= 1- q(a)

Ví dụ 10: (Trích đề thi tuyển sinh Đại học-Cao đẳng năm 2008)

Ở một loài thực vật, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa vàng.Một quần thể của loài trên ở TTCB di truyền có 75% số cây hoa đỏ và 25% số cây hoa vàng.Tần số tương đối của alen A và a trong quần thể lần lượt là

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

Hướng dẫn giải

Cây hoa vàng có KG aa chiếm tỷ lệ 25% = 0,25 Vì quần thể đạt TTCB di truyền nên áp dụngcông thức [8] ta được q(a)= q aa = 2 0,5 aa =,05 2  p(A)= 1- 0,5 =0,5 Chọn đáp án A

1.4.Tính tần số tương đối của gen có 3 alen trội lặn hoàn toàn

Giả sử một gen có 3 alen trội lặn hoàn toàn: gen A trội hoàn toàn so với gen a ; gen a trộihoàn toàn so với gen a1 Gọi p , q, r lần lượt là TSTĐ của 3 alen : A, a và a1 Một quần thể ngẫuphối khi đạt TTCB có dạng : p2AA + q2aa + r2a1a1 + 2pqAa + 2prAa1 + 2qr aa1

Ví dụ 11: Ở thỏ, màu lông được di truyền do dãy 3 alen: C quy định màu xám tuyền, c : lông

trắng điểm đen; c1 : lông bạch tạng; với C >c>c1 và các gen nằm trên NST thường Một quầnthể thỏ ban đầu có 168 thỏ xán tuyền, 30 thỏ trắng điểm đen và 2 thỏ bạch tạng Hãy tính TSTĐcủa các alen trong quần thể Biết quần thể ngẫu phối và đạt TTCB

Hướng dẫn giải

Gọi p , q, r lần lượt là tần số tương đối của 3 alen : C >c>c1 Vì quần thể đạt TTCB nên códạng p2CC + q2cc + r2c1c1 + 2pqCc + 2prCc1 + 2qr cc1

Tỷ lệ kiểu hình trắng điểm đen ( kiểu hình c) gồm các TLKG: q2cc +2qr cc1 = 30/200= 0.15

Tỷ lệ kiểu hình lông bạch tạng ( kiểu hình c1) có kiểu gen c1c1 với tỷ lệ r2 c1c1 = 2/200= 0.01 -Áp dụng công thức [9] ta được TSTĐ của alen c1: r = 2

1 1

r c c = 0,1 ( với r >0)

-Áp dụng công thức [10 ]TSTĐ của alen c = q = TLKHc r 2 -r = 0.15 0.01 -0.1 = 0.3-TSTĐ của alen C = p = 1- ( q + r) = 1 – ( 0.3 + 0.1) =0.6

2.Khi gen nằm trên NST giới tính

Khi quần thể có số lượng cá thể ở giới đực và giới cái khác nhau thì phải tính tần số alentheo từng giới đực, cái Sau đó cộng trung bình TSTĐ của cả hai giới

Ví dụ 12: Ở thế hệ xuất phát của một quần thể có 100 cá thể đực có kiểu gen AA, 600 cá thể

đực có kiểu gen Aa và 300 cá thể đực có kiểu gen aa ; 600 cá thể cái có kiểu gen Aa Hãy tính

tần số alen A, a của quần thể

Hướng dẫn giải

-Ở giới đực: quần thể có tỷ lệ các kiểu gen : 0,1AA : 0,6Aa : 0,3 aa Áp dụng [7] ta được:

+TSTĐ của alen A = 0,1 + 0,6/2 = 0,4

+TSTĐ của alen a = 0,3 + 0,6/2 = 0,6

-Ở giới cái chỉ có kiểu gen Aa với tỷ lệ 100%  TSTĐ của alen A = TSTĐ alen a = 0,5

Vậy TSTĐ của alen A trong quần thể = 0.4 0,5

3.Xác định tần số các alen khi các điều kiện của Định luật Hardy-Weinberg không đảm bảo

3.1.Khi có đột biến xảy ra

Giả sử 1 gen có 2 alen A và a Nếu có đột biến xảy ra, có thể xảy ra hai trường hợp sau:-Alen A bị đột biến thành alen a ( đột biến thuận) với tần số u: A u a Sau n thế hệtần số tương đối của alen A là : pn = po( 1-u)n [11] Như vậy, tần số đột biến u càng lớn thì tần số alen A càng giảm

-Alen a bị đột biến thành alen A ( đột biến nghịch) với tần số v

+Nếu u =v thì TSTĐ của các alen không thay đổi

+Nếu v=0 và u>0 thì chỉ xảy ra đột biến thuận , với pn = po( 1-u)n

+Nếu u ≠ v và u >0, v>0 thì TSTĐ của alen A và a sẽ đạt cần bằng khi số lượng đột biến thuận

và nghịch bù trừ cho nhau tức là v.qa = u.pA mà p +q =1  v.q = (u.(1-p)  v.q= u –uq  u= u q v q..

 q= u

u v ; p = v

Ví dụ 13: ( trích đề thi HSG tỉnh Gia Lai năm học 2014-2015):

Trong một quần thể giao phối, xét một locus có 2 alen A và a Alen A đột biến thành alen

a với tần số u; alen a đột biến thành alen A với tần số v Khi quần thể đạt tới TTCB di truyềnthì tần số alen A là p và tần số alen a là q

a Khi quần thể đạt tới TTCB di truyền thì lượng đột biến thuận và nghịch bù trừ cho nhau tức

là v.qa = u.pA mà p +q =1  v.q = (u.(1-p)  v.q= u –uq  u= .

b.-Tổng số alen trong quần thể : 107

-Khi đạt TTCB thì áp dụng công thức [12] : Tần số alen A :p = v

Chú ý: Đột biến gen là nhân tố tiến hóa gây nên sự thay đổi tần số các alen trong quần thể

nhưng rất chậm so với các nhân tố tiến hóa khác

Ví dụ 14: ( trích đề thi chọn HSG giải toán trên máy tính cầm tay năm học 2014-2015, tỉnh Gia Lai): Giả sử 1 lôcut có 2 alen A và a, thế hệ ban đầu có TSTĐ của alen A là p0 Quá trình độtbiến làm cho A → a với tần số u = 10-5 Để p0 giảm đi (1/4) phải cần bao nhiêu thế hệ ?

Hướng dẫn giải

Vì đột biến diễn ra theo chiều thuận, nên ta áp dụng công thức [11] pn = po (1- u)n

Trong đó: pn: tần số alen trội (A) ở thế hệ pn ; po: tần số alen trội (A) ở thế hệ po ; u: tốc độ đột biến theo chiều thuận; n: số thế hệ.

Để p0 giảm đi 1/4 nghĩa là pn = 3/4 của p0 , thay pn vào (1) ta có:

3.2.Khi quần thể bị áp lực của chọn lọc

*Với hệ số chọn lọc S =1 ( S : Selective coeffcient) nghĩa là cá thể có kiểu gen aa bị đào thảihoàn toàn vì đột biến aa gây chết thì khi quần thể ngẫu phối TSTĐ của các alen A và a ở thế hệthứ n là:

1

p nq nq





Ví dụ 15: (Trích đề thi THPT Quốc gia năm 2015)

Một quần thể động vật ngẫu phối, xét một gen nằm trên NST thường gồm 2 alen : alen A

và alen a trội lặn hoàn toàn Dước tác động của chọn lọc tự nhiên, những cá thể có kiểu hình lặn

bị đào thải hoàn toàn ngay sau khi sinh ra Thế hệ xuất phát ( P) của quần thể này có CTDT là0,6AA: 0,4Aa Cho rằng không có tác động của các nhân tố tiến hóa khác, theo lí thuyết, thế hệ

F3 của quần thể này có tần số alen a là

+tần số các kiểu gen chọn lọc = tần số các kiểu gen trước chọn lọc/tổng tần số các kiểu gen sauchọn lọc  CTDT của quần thể sau chọn lọc 1 thế hệ  TSTĐ của alen A và a sau chọn lọc

Ví dụ 16: Một quần thể ở TTCB di truyền về một gen có hai alen A và a; trong đó p=0,4 Nếu

quá trình chọn lọc đào thải những cơ thể có kiểu gen aa xảy ra với áp lực S=0,02 Hãy tính tần

số alen A và a sau khi xảy ra chọn lọc

 TSTĐ của alen A và a sau chọn lọc:

p1; q1 là tần số alen A , a trước thời điểm nhập cư

p2; q2 là tần số alen A , a của quần thể đến nhập cư

Ví dụ 17: Một con sông có hai quần thể ốc sên: quần thể lớn ( quần thể chính) ở phía trên và

quần thể nhỏ ( quần thể đảo) nằm ở cuối dòng sông trên một hoàn đảo Do nước chảy xuôi nên

ốc chỉ di chuyển được từ quần thể chính đến quần thể đảo mà không di chuyển ngược lại Xétmột gen gồm hai alen A và a Ở quần thể chính có p=1; ở quần thể đảo có p=0,6 Do di cư,quần thể đảo trở thành quần thể mới, có 12% số cá thể là của quần thể chính Tính tần số tươngđối của alen A và a trong quần thể mới sau di cư

Hướng dẫn giải

-Theo đề bài : Ở quần thể chính : p1 =1; q1 =0; ở quần thể đảo : p2 = 0,6, q2 =0,4

-Vì trong quần thể mới có 12% số cá thể từ quần thể chính nên m =12%=0,12; n là tỷ lệ số cáthể ban đầu trước khi có nhập cư = 88% =0,88 ( m + n =1)

-Ở quần thể mới ( sau nhập cư), áp dụng công thức [16] ta có TSTĐ của các alen là:

Aa1; aa; aa1 và a1a1 Nếu một gen có n alen khác nhau thì :

+số kiểu gen tối đa có thể có trong quần thể là [n/2 ( n +1)] [17]

+số kiểu gen đồng hợp bằng n

+số cặp gen dị hợp bằng [n/2 x ( n +1) – n ]

*Xét nhiều cặp gen nằm trên các cặp NST khác nhau ( PLĐL)

+tính số kiểu gen tối đa của một gen

+sử dụng phép nhân xác suất số kiểu gen tối đa trong quần thể

Trong quần thể các loài động, thực vật giao phối thì số gen trong kiểu gen của cá thể rất lớn ( k lớn), số gen có nhiều alen không phải là ít ( n không nhỏ) nên quần thể rất đa hình Vì vậy, khó mà tìm được 2 cá thể giống hệt nhau ( trừ trường hợp sinh đôi cùng trứng)

Ví dụ 18 : (Trích đề thi tuyển sinh Đại học-Cao đẳng năm 2008)

Ở người, gen quy định màu mắt có 2 alen ( A và a), gen quy định dạng tóc có 2 alen ( B vàb), gen quy định nhóm máu có 3 alen ( IA, IB, Io) Cho biết các gen nói trên nằm trên các cặpNST thường khác nhau Số kiểu gen tối đa có thể được tạo ra từ 3 gen nói tren trong quần thểngười là

Hướng dẫn giải

-Áp dụng công thức [17] cho từng gen ta có:

+Gen quy định màu mắt : ( 2 x 3) : 2 = 3

+Gen quy định hình dạng tóc : ( 2 x 3) : 2 = 3

+Gen quy định nhóm máu : (3x 4) : 2 =6

-Sử dụng phép nhân xác suất số kiểu gen tối đa trong quần thể : 3 x 3 x6 =54 ( Đáp án A)

1.2.Các gen cùng nằm trên một cặp NST ( có thể xảy ra liên kết hoặc hoán vị gen)

-Hai cặp gen cùng nằm trên một nhóm gen liên kết:

Gen I có m alen; gen II có n alen khác nhau Cả gen I và gen II cùng nằm trên một cặp NSTthường Số kiểu gen tối đa trong quần thể lưỡng bội 2n là

( mn 1)2

mn

-Ba cặp gen cùng nằm trên một nhóm gen liên kết

Gen I có m alen; gen II có n alen khác nhau; gen III có p alen khác nhau Cả gen I, gen II vàgen III cùng nằm trên một cặp NST thường Số kiểu gen tối đa trong quần thể lưỡng bội 2n là

( mnp 1)2

mnp

  [18b]

*Chú ý: Nếu xét nhiều gen nằm trên các NST thường khác nhau thì ta tính số kiểu gen tối đa

riêng trên từng cặp NST sau đó dùng quy tắc nhân xác suất để tính số kiểu gen tối đa của quầnthể về các gen đang xét

Ví dụ 19: ( Trích kỳ thi chọn HSG cấp tỉnh năm học 2014-2015, tỉnh Gia Lai)

Ở một quần thể giao phối, xét đồng thời 3 gen I, II, III Gen I có 4 alen khác nhau, gen II có

3 alen khác nhau và gen III có 5 alen khác nhau Gen I và II cùng nằm trên cặp nhiễm sắc thểthường số 1, gen III nằm trên cặp nhiễm sắc thể thường số 2 Xác định số loại kiểu gen dị hợp ở

2.1.Xét một cặp gen nằm trên vùng không tương đồng của NST giới tính X

-Giả sử gen A có n alen nằm trên vùng không tương đồng của NST X thì số loại kiểu gen tối

( n +1); gen có n alen nằm trên cặp NST giới XY ( Y không có alen

tương ứng) thì sẽ có n kiểu gen Sau đó cộng kiểu gen của cả hai giới =

Ví dụ 20 : Một quần thể động vật, xét một gen có 3 alen trên NST thường và một gen khác có 2

alen trên NST giới tính X, không có alen tương ứng trên Y Quần thể này có số loại kiểu gen tối

Hướng dẫn giải

-Áp dụng công thức [17] số KG tối đa/NST thường về gen có 3 alen là : (3 x4): 2 = 6

-Áp dụng công thức [19]  Số KG tối đa/NST giới tính X về gen có 2 alen : 2/2 ( 2 +3) = 5

 số loại kiểu gen tối đa về hai gen trên là 6 x 5 = 30 ( đáp án A)

2.2.Xét hai cặp gen nằm trên vùng không tương đồng của NST giới tính X

-Giả sử có hai gen: gen I có m alen; gen II có n alen Cả hai gen này cùng nằm trên cặp NSTgiới tính X ( không có alen tương ứng trên NST giới tính Y) Khi quần thể ngẫu phối, số kiểu

gen tối đa sẽ là: ( 1)

-Hoặc tính riêng cho từng giới sau đó cộng lại:

+ở giới XX : khi gen I và gen II cùng nằm trên cặp NST giới tính XX thì tính như trên NST

thường nên áp dụng công thức ( 1)

2

mn mn 

+ở giới XY ( không có alen tương ứng trên Y): gen I có m alen nên có m kiểu gen; gen II có nalen nên có n kiểu gen  tính cho cả 2 gen trên cặp XY = m x n

+cộng chung cho cả hai giới ta được : ( 1)

Hướng dẫn giải

-Xét cặp NST giới tính ( ở vùng không tương đồng của NST X)

+Trên cặp NST XX áp dụng công thức [18a] ta được số KG tối đa:

+Trên cặp NST XY có 2 gen mỗi gen có 2 alen nên số KG tối đa = 2x2x =4

Vậy trên cặp NST giới tính có 10 + 4 = 14 kiểu gen

-Xét cặp NST thường có 1 gen với 2 alen thì số KG tối đa là (2x3) : 2 = 3

Số KG tối đa về 3 locut trên trong quần thể người là: 14 x 3 = 42 ( chọn đáp án B)

2.3.Xét một cặp gen nằm trên vùng tương đồng của NST giới tính X và Y

-Số loại kiểu gen tối đa : (3 1)

2

n n 

[20]

Ví dụ 22: Xét một gen A có 6 alen nằm trên vùng tương đồng của NST giới tính X và Y Trong

điều kiện không có đột biến, quần thể ngẫu phối sẽ có tối đa bao nhiểu kiểu gen khác nhau vềgen A ?

-Ở giới XX : gen A luôn tồn tại theo từng cặp alen ( như trên NST thường), do vậy khi ngẫu

phối sẽ cho số loại kiểu gen là : 6(6 1)

2



= 21

-Ở giới XY : gen A vừa có trên vừa có trên Y Do vậy số loại kiểu gen trên XY = 6 x6 =36-Cộng cả hai giới  số kiểu gen tối đa = 21 + 36 = 57

2.4.Xét hai cặp gen nằm trên vùng tương đồng của NST giới tính X và Y

Gen I có n alen; gen II có m alen Cả hai gen I và gen II đều cùng nằm trên vùng tươngđồng của NST giới tính X Số kiểu gen tối đa trong quần thể lưỡng bội 2n là

[mn(mm +1)/2 +( mn + 2C2

Ví dụ 23: Ở một loài động vật, xét hai lôcut trên vùng tương đồng của NST giới tính X: Locut I

có 2 alen; locut II có 3 alen Trên NST thường, xét locut III có 4 alen Quá trình ngẫu phối xảy

ra có thể tạo ra trong quần thể này tối đa bao nhiêu loại kiểu gen về 3 locut trên ?

 Quá trình ngẫu phối xảy ra có thể tạo ra trong quần thể này 57 x 10= 570 loại kiểu gen về 3locut trên (Chọn đáp án A)

2.5.Gen nằm trên NST giới tính Y không có alen tương ứng trên NST giới tính X

Xét một gen có n alen nằm trên vùng không tương đồng của NST gới tính Y, khingẫu phối sẽ có tối đa ( n+1) loại kiểu gen

*Chú ý: Nếu xét nhiều gen nằm trên các NST thường khác nhau và nằm trên NST giới tính thì

ta tính số kiểu gen riêng cho từng cặp NST sau đó đùng quy tắc nhân xác suất để tính số kiểugen tối đa của quần thể về các gen đang xét

Ví dụ 24 : (Trích đề thi chọn HSG lớp 12 , Tỉnh Gia Lai, bảng A, năm học 2010-2011)

Cho một quần thể ruồi giấm (2n =8) như sau:

-Ở cặp NST 1: có chứa 1 gen gồm 6 alen ( A1, A2, A3, A4, A5, A6)

-Ở cặp NST 2: có chứa 2 gen, mỗi gen gồm 3 alen ( B1, B2, B3, D4, D5, D6)

-Ở cặp NST 3: có chứa 2 gen, mỗi gen gồm 4 alen ( E1, E2, E3, E4 và H1, H2, H3, H4)

-Ở cặp NST 4: có chứa 2 gen, mỗi gen gồm 2 alen ( M1, M2 và N1, N2 ) nằm trên NST X, khôngnằm trên NST Y

a.Xác định số dòng thuần tạo ra có thể có

b.Xác định số loại kiểu gen tối đa có thể tạo ở quần thể trên

Hướng dẫn giải

a.-Trên cặp NST số 1 có tối đa=6/2 x (6+1)= 21 KG ( trong đó có 6 KG đồng hợp và 15 kiểu

Dạng 5.Tính xác suất trong quần thể

Để tính xác suất xuất hiện 1 loại kiểu hình nào đó khi chưa biết kiểu gen chắc chắn của bố

mẹ, tiến hành 4 bước sau:

-Bước 1: Tính xác suất xuất hiện kiểu gen của bố ( P♂)

-Bước 2: Tính xác suất xuất hiện kiểu gen của mẹ (P♀)

-Bước 3: Viết sơ đồ lai từ kiểu gen có thể có của bố và mẹ Từ đó xác định tỷ lệ kiểu hình cầntìm (PF1)

- Bước 4: Áp dụng công thức nhân  xác suất xuất hiện một loại kiểu hình nào đó ở F1

+ tỷ lệ xuất hiện kiểu hình bình thường có kiểu gen dị hợp Aa trong phép lai Aa x Aa = 2/3

Ví dụ 25 ( trang 73-SGK Sinh học 12-cơ bản)

Một quần thể người đã ở trạng thái cân bằng di truyền có tần số người bị bệnh bạch tạng là1/10000

a- Hãy tính tần số các alen và thành phần các kiểu gen của quần thể Biết rằng, bệnh bạch tạng

do một gen lặn nằm trên nhiễm sắc thể thường quy định

b- Tính xác suất để 2 người bình thường trong quần thể này kết hôn với nhau sinh ra đứa con bịbệnh bạch tạng

Hướng dẫn giải

a Tần số các alen và thành phần các kiểu gen:

- Gọi p là tần số của alen A quy định bình thường, q là tần số alen a quy định bệnh bạch tạng

- Khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền thì cấu trúc di truyền phù hợp với công thứcHacđi - Vanbec : p2 AA : 2pq Aa : q2 aa

=> Tần số người bị bệnh bạch tạng ở quần thể cân bằng di truyền là q2 aa = 1/10.000

=> q = 0,01 và p = 1 - 0,01 = 0,99

- Tần số kiểu gen của quần thể người này là:

0,992 AA : 2 0,99 0,01 Aa : 0,012 aa = 0,9801 AA : 0,0198 Aa : 0,0001 aa

b Xác suất sinh đứa con bị bệnh:

Bước 1 và 2: Tính xác suất xuất hiện kiểu gen của bố ( P♂) và mẹ (P♀)

Để hai vợ chồng có kiểu hình bình thường sinh con bị bệnh thì bố mẹ đều phải có kiểu gen dị hợp Aa Vậy, xác suất để 2 vợ chồng có kiểu hình bình thường đều có kiểu gen dị hợp Aa là :

F1 1/4AA : 2/4Aa : 1/4aa

Tỉ lệ kiểu hình đứa con bị bệnh là 1/4 =0,25 (PF1)

Bước 4: Xác suất xuất hiện một loại kiểu hình nào đó ở F 1

Áp dụng công thức nhân = ( P♂)x(P♀)x (PF1)Xác suất để 2 vợ chồng bình thường sinh ngườicon bị bệnh là: 0,0198 x 0,0198 x 0,25 = 0,000098 = 0,0098%

Chương 3 MỘT SỐ BÀI TẬP ÁP DỤNG TRONG CHUYÊN ĐỀ

DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

I.MỘT SỐ CÂU TRẮC NGHIỆM CÓ GỢI Ý PHƯƠNG PHÁP GIẢI

Câu 1: Một quần thể thực vật tự thụ phấn bắt buộc, ban đầu có 50% số cá thể có kiểu gen đồng

hợp Sau 7 thế hệ, tỷ lệ kiểu gen dị hợp sẽ là

A.1/128 B.127/128 C.255/256 D.1/256

Gợi ý giải: tỷ lệ KG dị hợp trong quần thể là 100%-50% -50% =0,5 =1/2 Áp dụng công

thức [1] xác định TLKG dị hợp qua 7 thế hệ tự thụ = ½ x ½7 = 1/256 ( chọn đáp án D)

Câu 2: Ở một loài thực vật lưỡng bội sinh sản bằng hình thức tự thụ phấn, gen A quy định hoa

đỏ trội hoàn toàn so với a quy định hoa trắng Thế hệ xuất phát của một quần thể này có 100%cây hoa đỏ Ở thế hệ F3 tỉ lệ kiểu hình là 13 hoa đỏ : 7 hoa trắng Ở thế hệ xuất phát, trong sốcác cây hoa đỏ thì số cây hoa đỏ thuần chủng chiếm tỉ lệ