SKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

SKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO SểC TRĂNG TRƯỜNG THPT TRẦN VĂN BẢY

- -

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

đề tài : " MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ

THỐNG HểA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ"

Giỏo Viờn : Trịnh Hoàng Nam

Súc Trăng, Thỏng 04 năm 2015

2 Mục tiêu nghiên cứu

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

4 Đối tượng nghiên cứu

5 Phương pháp nghiên cứu

6 Tính mới của đề tài

A Cơ sở của phương pháp giải một số dạng bài tập phần di truyền học

quần thể

7

Dạng 1: Cách tính tần số các len, tần số kiểu gen và xác định cấu trúc di

truyền của các loại quần thể

I Xét 1 gen gồm 2 alen trên NST thường

1 Cách xác định tần số alen, tần số kiểu gen và cấu trúc di truyền của quần

thể

2 Cấu trúc di truyền của các loại quần thể

2.1 Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối (nội phối)

2.2 Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối

II Xét gen đa alen nằm trên NST thường

III Tìm số kiểu gen tối đa của quần thể

IV Tìm số cá thể trong quần thể

V Bài toán xác suất trong di truyền học quần thể

VI Xét gen trên NST giới tính

1 Xét gen trên NST giới tính X (Không có alen tương ứng trên Y)

2 Xét gen trên NST giới tính Y (Không có alen tương ứng trên X)

3 Xét gen nằm trên vùng tương đồng của NST X và Y

1 Sự thay đổi tần số các alen của quần thể dưới áp lực của quá trình đột biến

2 Sự thay đổi tần số các alen của quần thể nếu có di nhập gen

3 Sự thay đổi tần số các alen của quần thể dưới áp lực của quá trình CLTN

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Lớ do chọn đề tài

Sinh học vốn là mụn khoa học cú tớnh ứng dụng ở hầu hết trong cỏc lĩnh vực đời

sống xó hội, cũng như trong sản xuất Trường THPT Trần Văn Bảy là một huyện vựng sõu của Tỉnh Súc Trăng cú nhiều học sinh thuộc dõn tộc thiểu số Tuy cú bề dày về thành tớch đặc biệt là mụn sinh học, nhưng bờn cạnh học sinh khỏ giỏi thỡ cũn rất nhiều học sinh yếu kộm Năm học 2014 – 2015 là năm đầu tiờn ỏp dụng cỏch thi mới là sỏp nhập hai kỡ thi thành một (tốt nghiệp + đại học) theo tư tưởng học sinh, học yếu cũng đậu tốt nghiệp nờn việc học của học sinh cũn lơ là chưa ra hết sức học tập Hiện nay song song với việc giảng dạy lý thuyết thì việc rèn cho học sinh kĩ năng giải bài tập là nhiệm vụ vô cùng quan trọng Làm thế nào để học sinh có kỹ năng giải bài tập sinh học là một vấn đề khó khăn trong công tác giảng dạy Khó khăn lớn nhất ở bộ môn sinh học đó là bài tập chỉ tập trung ở lớp 12 và tiết bài tập , tiết ụn tập thỡ rất ít (1 đến

2 tiết trên 1 học kì) trong khi lượng kiến thức lí thuyết ở mỗi tiết học lại quá nặng chỉ

cú 1.5 tiết trờn tuần mà kỡ thi này kiến thức rất nặng, làm thế nào để cỏc em trung bỡnh, yếu lấy được 5 điểm đõy củng là trăn trở đối với cỏc thầy cụ dạy 12 Đa số học sinh ở vựng sõu nờn rất yếu, học sinh không có khả năng phân tích và tổng hợp kiến thức, do

đó việc giải bài tập còn nhiều lúng túng, đặc biệt là việc giải bài tập liên quan đến di

truyền học quần thể

Việc lựa chọn phương phỏp thớch hợp để giải bài tập lại càng cú ý nghĩa quan trọng hơn Mỗi bài tập cú thể cú nhiều phương phỏp giải khỏc nhau cũng như cú những dạng bài tập cú những phương phỏp giải đặc trưng Nếu biết lựa chọn phương phỏp hợp lý

và nắm vững cỏc dạng bài tập cơ bản thường gặp, sẽ giỳp học sinh nắm vững hơn bản chất của cỏc hiện tượng, cơ chế sinh học

Qua quỏ trỡnh giảng dạy đại trà, qua dạy bỗi dưỡng học sinh ụn thi Đại học, bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm và việc tham khảo nhiều tài liệu, tụi đó tớch luỹ được một số dạng bài tập và một số phương phỏp giải bài tập sinh học Việc hệ thống húa cỏc bài tập di truyền học quần thể trờn cơ sở đưa ra cụng thức giải quyết cỏc bài tập một cỏch ngắn gọn dễ hiểu, chuẩn bị tốt cho kỳ thi TNTHQG Trong trường hợp này,

việc nắm được các dạng bài tập và các công thức tổng quát thì học sinh sẽ có phương pháp giải hợp lí, tiết kiệm được rất nhiều thời gian Một số tác giả khác cũng đã đề cập đến cách làm này trong một số tài liệu tham khảo Tuy nhiên, ở đó cũng mới chỉ dừng lại ở việc giải một số bài tập đơn lẻ mà chưa có tính khái quát, chưa có tính đa dạng về các dạng bài tập và chưa có tính hệ thống

Chính vì vậy, tôi viết đề tài này nhằm hệ thống hóa lại các bài tập di truyền học

quần thể vận dụng các công thức để giải một số dạng bài tập sinh học phần di truyền

học quần thể Thông qua đó tôi muốn giới thiệu với các thầy cô giáo và học sinh một

số phương pháp giải bài tập sinh học rất có hiệu quả Vận dụng được phương pháp và các dạng bài tập này sẽ giúp cho quá trình giảng dạy và học tập phần di truyền học quần thể được thuận lợi hơn rất nhiều

Trong tổ chức giảng dạy ở một số lớp, đánh giá việc vận dụng, áp dụng phương

pháp và các công thức này, so sánh kết quả làm bài với một số lớp khác không được

giới thiệu hệ thống hóa các bài tập di truyền học quần thể trong học tập Trên cơ sở kết quả thu được, đánh giá được ưu điểm và khái quát thành phương pháp chung cho một

số dạng bài tập sinh học phần kiến thức này

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất việc ứng dụng đề tài “hệ thống hóa các bài tập di truyền học quần thể” giải một số bài tập sinh học ở bậc THPT - giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả trong quá trình dạy – học

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Công thức di truyền học quần thể

- Cơ sở sinh học

- Một số dạng bài tập ứng dụng

4 Đối tượng nghiên cứu

- Đề tài áp dụng đối với học sinh lớp 12 trong các giờ bài tập, ôn thi học sinh giỏi, đặc biệt ôn thi tốt nghiệp trung học quốc gia

- Nghiên cứu một số công thức về di truyền học quần thể vµ viÖc øng dông gi¶i mét

sè bµi tËp sinh häc phæ th«ng

5 Phương pháp nghiên cứu

- Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phương pháp so sánh thực nghiệm – đối chứng, nghiên cứu các tài liệu liên quan đến nội dung cũa chuyên đề bao gồm: sách giáo khoa, sách tham khảo, sách bài tập…

- Rút ra kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy Đồng thời thông qua việc trao đổi kinh nghiệm với đồng chí đồng nghiệp

- Tìm hiểu tâm lí học sinh, phân loại học sinh

6 Tính mới của đề tài

- Đưa ra một số bài tập ở mức độ khá cao, cách giải ngắn gọn phù hợp với nhiều đối

tượng học sinh

PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

A CƠ SỞ CỦA "PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP PHẦN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ"

Cơ sở của phương pháp là các cách xác định tần số các alen ở các loại quần thể, áp dụng định luật Hacđi - Vanbec đối với các gen trên nhiễm sắc thể thường và nhiễm sắc thể giới tính cũng như xét sự thay đổi tần số các alen của quần thể dưới áp lực của các nhân tố tiến hoá

B CÁC DẠNG THƯỜNG GẶP

Dạng 1: Cách tính tần số các len, tần số kiểu gen và xác định cấu trúc di truyền của các loại quần thể

I Xét 1 gen gồm 2 alen trên NST thường

1 Cách xác định tần số alen, tần số kiểu gen và cấu trúc di truyền của quần thể

Xét 1 gen gồm 2 alen, alen trội (A) và alen lặn (a)

Khi đó, trong QT có 3 KG khác nhau là AA, Aa, aa

 Cấu trúc di truyền của QT là: d AA : h Aa : r aa

Gọi p là tần số của alen A

q là tần số của alen a

Ta có: p =

N

H D

Ví dụ 1: Xét quần thể gồm 1000 cá thể, trong đó có 500 cá thể có KG AA, 200 cá thể có

KG Aa, số còn lại có kiểu gen aa

a Tính tần số các alen A và a của quần thể

b Tính tần số các KG của quần thể, từ đó suy ra cấu trúc di truyền của quần thể

200 500 2

200 300 2

=> Cấu trúc di truyền của quần thể là 0,5 AA : 0,2 Aa : 0,3 aa

Ví dụ 2: Một quần thể sóc gồm 1050 sóc lông nâu đồng hợp tử, 150 sóc lông nâu dị hợp

tử và 300 sóc lông trắng Biết tính trạng màu lông do một gen gồm hai alen quy định Tính tần số các kiểu gen và tần số các alen trong quần thể

Hướng dẫn

Ta có tổng số sóc trong quần thể = 1050 + 150 + 300 = 1500

Quy ước: A: lông nâu; a: lông trắng

Tần số các kiểu gen được xác định như sau

1050/1500 AA + 150/1500Aa + 300/1500 aa = 1 Hay 0,7 AA + 0,1 Aa + 0,2 aa = 1

Từ đó suy ra: Tần số các kiểu gen AA, Aa và aa lần lượt là 0,7, 0,1 và 0,2

Tần số alen A = 0,7 + 0,1/2 = 0,75 Tần số alen a = 0,2 + 0,1/2 = 0,25

2 Cấu trúc di truyền của các loại quần thể

2.1 Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối (nội phối)

QT tự phối là các QT thực vật tự thụ phấn, QT động vật tự thụ tinh, QT động vật giao giao phối gần

a Nếu quần thể khởi đầu chỉ có 1 KG là Aa (P 0 : 100% Aa)

Suy ra:

- Sau mỗi thế hệ tự phối, tỉ lệ thể dị hợp Aa giảm một nữa so với thế hệ trước đó

- Khi n  ∞ thì tỉ lệ thể dị hợp Aa = lim [(1/2)n] = 0

Tỉ lệ mỗi thể đồng hợp AA = aa = lim [1 - (1/2)n] : 2] = 1/2

 Cấu trúc di truyền của QT ở thế hệ xuất phát P0 là : 0 AA : 1 Aa : 0 aa

Cấu trúc di truyền của QT ở thế hệ n là Pn:1/2 AA : 0 Aa : 1/2 aa

hay 0,5 AA : 0Aa : 0,5aa

b Nếu quần thể tự phối khởi đầu có cấu trúc di truyền là

Ví dụ: Từ một quần thể thực vật ban đầu (P), sau 3 thế hệ tự thụ phấn thì thành phần kiểu

gen của quần thể là 0,525AA : 0,050Aa : 0,425aa Cho rằng quần thể không chịu tác động của các nhân tố tiến hóa khác, tính theo lí thuyết, thành phần kiểu gen của (P) là:

Hướng dẫn

F3: 0,525AA : 0,050Aa : 0,425aa

Aa = ho(1/2)n = hn ho = hn/(1/2)n = 0.05/(1/2)3 = 0.4

AA= do + [ (h0-hn):2] = dn do= dn - [ (ho-hn):2] = 0.525 - [ (0.4- 0.05):2] = 0.35

aa = ro + [(h0-hn):2]= rn  ro = rn - [(h0-hn):2] = 0.425 - [ (0.4- 0.05):2] = 0.25

P: 0,350AA : 0,400Aa : 0,250aa

→ Theo phương pháp này thì học sinh sẽ dễ nhớ và vận dụng nhanh hơn khi tiến hành làm bài thi theo hình thức trắc nghiệm

٭Bài tập ứng dụng nâng cao

Bài 1. Cho quần thể có cấu trúc di truyền như sau : P = 0,4 AABb + 0,4 AaBb + 0,2 aabb Người ta cho quần thể trên tự thụ phấn bắt buộc liên tiếp qua 3 thế hệ Tỉ lệ cơ thể mang hai cặp gen đồng hợp lặn ở F3 là

Hướng dẫn

- Để tạo ra cơ thể đồng hợp lặn về 2 cặp gen (aabb) thì chỉ có AaBb và aabb tự thụ

- Áp dụng công thức tính đối với quần thể tự thụ ta có:

+ AaBb x AaBb = (Aa x Aa)(Bb x Bb)→F3: aabb = 0,4[1 – (1

2)3/2]aa[1 – (1

2)3/2]bb = 49/640

+ aabb x aabb = (aa x aa)(bb x bb) )→F3: aabb = 0,2

→ Tỉ lệ cơ thể mang hai cặp gen đồng hợp lặn ở F3 = 49/640 + 0,2 = 177/640

* Chú ý: Nếu quá trình nội phối diễn ra yếu thì việc xác định thành phần KG của QT

được xác định như sau

Gọi H1 là tần số thể dị hợp Aa bị giảm đi do nội phối qua một thế hệ

2.2 Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối

a Quần thể ngẫu phối

- Là QT mà các cá thể trong QT lựa chọn bạn tình để giao phối một cách ngẫu nhiên

- QT ngẫu phối có thể duy trì tần số các alen và tần số các KG qua các thế hệ  duy trì sự

đa dạng di truyền

- QT giao phối tạo ra vô số biến dị tổ hợp, vì vậy làm cho QT đa hình về KG, dẫn đến đa hình về KH

b Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể

Quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền nếu có tần số các kiểu gen thoã mãn đẳng thức: p2AA + 2pq Aa + q2 aa = 1

Trong đó p là tần số alen A

q là tấn số alen a

(p + q = 1)

Ví dụ 1: Cho một quần thể có thành phần kiểu gen ở thế hệ xuất phát là: 0,6AA: 0,2Aa:

0,2aa Hãy tính thành phần kiểu gen của quần thể sau một thế hệ ngẫu phối ?

Hướng dẫn

- Đề bài yêu cầu tính thành phần kiểu gen của quần thể sau một thế hệ ngẫu phối có nghĩa, tính thành phần kiểu gen của quần thể khi cân bằng vì sau một thế hệ ngẫu phối quần thể sẽ đạt trạng thái cân bằng

Tần số của mỗi alen : pA = 0,7 ; qa = 0,3

- Khi quần thể cân bằng, thành phần kiểu gen của quần thể thoã mãn công thức của định luật : p2AA : 2pqAa : q2aa

Thay pA = 0,7 ; qa = 0,3 vào công thức, ta có : 0,72AA : 2.0,7.0,3Aa : 0,32aa

= 0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa

Ví dụ 2: Chứng bạch tạng ở người do đột biến gen lặn trên NST thường gây nên Tần số

người bạch tạng trong QT người là 1/10000 Biết quần thể đạt cân bằng di truyền Xác định tần số các alen và cấu trúc di truyền của QT

c Định luật Hacđi – Vanbec

- Nội dung: Đối với quần thể ngẫu phối, trong những điều kiện nhất định thì thành phần

KG và tần số các alen được duy trì ổn định qua các thế hệ

- Chứng minh Định luật:

Xét một gen với 2 alen, trong quần thể có 3 kiểu gen AA, Aa, aa với các tần số tương ứng là d, h, r Trong quần thể, sự ngẫu phối diễn ra giữa các cá thể có cùng hay khác kiểu gen với nhau Như vậy, trong quần thể có nhiều cặp lai khác nhau Tần số của mỗi kiểu lai bằng tích các tần số của hai kiểu gen trong cặp lai

Ví dụ: AA x AA = d.d = d2

Kết quả ngẫu phối trong quần thể được phản ảnh ở bảng dưới đây

Thế hệ con Kiểu lai Tần số kiểu lai

Từ bảng trên ta thấy, phần thế hệ con được sản sinh ra từ một trong 9 kiểu lai tương ứng với tần số của mỗi kiểu lai, ví dụ: Aa x Aa = h2 thì ở thế hệ lai có cả 3 kiểu gen AA, Aa,

Quần thể p2 : 2pq : q2 khi ngẫu phối tiếp theo thì

(pA+qa)x(pA+qa) = p2AA : 2pq Aa : q2 aa

Từ đó cho thấy tần số tương đối của mỗi alen và tần số các kiểu gen có khuynh hướng không đổi qua các thế hệ khi có sự ngẫu phối diễn ra

- Ứng dụng định luật Hacđi - Vanbec

+ Xét 1 QT có cấu trúc di truyền ở trạng thái cân bằng là P0: 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16

aa

Suy ra: pA = tỉ lệ % số loại giao tử mang A của QT = 0,6

qa = tỉ lệ % số loại giao tử mang a của QT = 0,4

Ở thế hệ ngẫu phối tiếp theo, cấu trúc di truyền của QT được xác định như sau

0,6A 0,36 AA 0,24 Aa 0,4a 0,24 Aa 0,16 aa

 Cấu trúc di truyền của QT vẫn là: 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa  thành phần KG và tần số alen không thay đổi so với thế hệ trước

+ Xét 1 QT có cấu trúc di truyền không đạt cân bằng là P0:0,68 AA : 0,24 Aa : 0,08 aa Suy ra: pA = tỉ lệ % số loại giao tử mang A của QT = 0,8

qa = tỉ lệ % số loại giao tử mang a của QT = 0,2

Ở thế hệ ngẫu phối tiếp theo, cấu trúc di truyền của QT được xác định như sau

0,8A 0,2a 0,8A 0,64 AA 0,16 Aa 0,2a 0,16 Aa 0,04 aa

 Cấu trúc di truyền của QT ở thế hệ tiếp theo đã đạt cân bằng di truyền là:

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

 Nếu thế hệ xuất phát QT không đạt trạng thái cân bằng di truyền thì chỉ qua 1 thế hệ ngẫu phối QT sẽ đạt cân bằng (ĐL giao phối ổn định)

Ví dụ: Cho QT có cấu trúc DT là 0,7AA + 0,2 Aa + 0,1 aa = 1 Xác định cấu trúc DT của

QT sau 6 thế hệ ngẫu phối

Hướng dẫn

Ta có: Tần số alen A = 0,7 + 0,2/2 = 0,8

Tần số alen a = 0,1 + 0,2/2 = 0,2 Cấu trúc di truyền ở thế hệ thứ nhất (P1) là

0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = 1 P1 đã đạt cân bằng di truyền nên P6 cũng có cấu trúc di truyền như P1

+ Quần thể có cấu trúc di truyền dạng d AA : h Aa : r aa sẽ đạt cân bằng di truyền

nếu thoã mãn biểu thức dr = (h/2) 2

Ví dụ 1: QT nào sau đây đạt cân bằng DT

QT1: 0,36AA + 0,60 Aa + 0,04 aa = 1 QT2: 0,64AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = 1 QT3: 0,7AA + 0,2 Aa + 0,1 aa = 1 QT4: 0,36AA + 0,48 Aa + 0,16 aa = 1

Hướng dẫn

Áp dụng 1 trong 2 công thức trên ta thấy QT có cấu trúc di truyền đạt cân bằng là

dr = (h/2) 2 → QT2 và QT4

Ví dụ 2 Quần thể nào sau đây, chỉ sau một thế hệ ngẫu phối mới ở trạng thái cân bằng?

QT1 0,16AA : 0,48 Aa : 0,36aa QT2 0,7AA : 0,2 Aa : 0,1aa QT3 0,64AA : 0,32 Aa : 0,04aa QT4 0,49AA : 0,42 Aa : 0,09aa

Hướng dẫn

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

PA = 0,7 + 0,2/2 = 0,8→ qa = 0,2

→ F1: 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa

dr = (h/2) 2 → 0,64 x 0,04 = (0,32/2) 2 → Chọn QT2

* Điều kiện nghiệm đúng định luật Hacđi - Vanbec

+ QT phải có kích thước lớn

+ Các cá thể phải ngẫu phối

+ Sức sống và khả năng sinh sản của các cá thể có KG khác nhau phải như nhau + Không có ĐB (hoặc ĐB thuận = ĐB nghịch), CLTN, di nhập gen…

II Xét gen đa alen nằm trên NST thường

Ví dụ: Gen quy định tính trạng nhóm máu ở người gồm 3 alen là IA, IB, Io

Trong đó IA = IB> Io

Gọi p, q, r lần lượt là tần số của các alen IA, IB, Io (p + q + r = 1)

Sự ngẫu phối đã tạo ra trạng thái cân bằng di truyền về tính trạng nhóm máu như sau (pIA : qIB : rIo)2 = p2IAIA : 2pq IAIB : q2IBIB : 2qr IBIo : r2IoIo : 2pr IAIo

Kiểu gen Tần số kiểu gen Kiểu hình

Từ đó, suy ra công thức

p = 1 - b  o q = 1 - a  o r = o

Ví dụ 1: Giả thiết trong một quần thể người, tần số của các nhóm máu là:Nhóm A=0,45,

nhóm B = 0,21, nhóm AB = 0,3, nhóm O = 0,04 Xác định tần số tương đối của các alen qui định nhóm máu và cấu trúc di truyền của quần thể

=> Cấu trúc: 0,25IAIA + 0,09IBIB + 0,04 IOIO + 0,3IAIB + 0,2IAIO + 0,12IBIO

Ví vụ 2: Một quần thể người đạt cân bằng di truyền Xét gen quy định tính trạng nhóm

máu gồm 3 alen là IA,IB và Io Biết tần số các alen IA , IB, Io lần lượt bằng 0,3; 0,5; 0,2 Xác định cấu trúc di truyền của quần thể

 Quần thể có cấu trúc di truyền ở trạng thái cân bằng là

0,09IAIA : 0,3 IAIB : 0,25IBIB : 0,2 IBIo : 0,04IoIo : 0,12 IAIo

Ví dụ 3: Tần số tương đối của các nhóm máu trong QT người là: Máu A: 0,45; B: 0,21;

AB: 0,3; O: 0,04 Biết quần thể đạt cân bằng di truyền

Ta có p = 1 - 0,210,04 = 0,5; q = 1 - 0,450,04 = 0,3; r = 0,04 = 0,2

b Cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng là

0,25IAIA : 0,3 IAIB : 0,09IBIB : 0,12 IBIo : 0,04IoIo : 0,2 IAIo

* Bài tập ứng dụng nâng cao

Bài 1: Màu sắc vỏ ốc sên do một gen có 3 alen kiểm soát: C1: nâu, C2: hồng, C3: vàng Alen qui định màu nâu trội hoàn toàn so với 2 alen kia, alen qui định màu hồng trội hoàn toàn so với alen qui định màu vàng Điều tra một quần thể ốc sên người ta thu được các số liệu sau: Màu nâu có 360 con; màu hồng có 550 con; màu vàng có 90 con Biết quần thể này ở trạng thái cân bằng di truyền

a Hãy xác định kiểu gen qui định mỗi màu

b Hãy tính tần số tương đối của các alen trong quần thể trên

Hướng dẫn

a) Các kiểu gen qui định mỗi màu:

C1C1, C1C2, C1C3: màu nâu C2C2, C2C3: màu hồng C3C3: màu vàng

b) Gọi p là tần số tương đối của alen C1, q là tần số tương đối của alen C2, r là tần số tương đối của alen C3 Quần thể cân bằng có dạng:

* Thiết lập trạng thái cân bằng di truyền cho 2 hay nhiều locut gen

- Xét hai locut dị hợp Aa và Bb => Số kiểu gen tăng lên = 32 = 9

- Gọi tần số alen A, a, B, b lần lượt là: p, q, r,s

- Tần số kiểu gen (ở trạng thái cân bằng) = (p + q)2(r + s)2 = 1

= (p2 AA + 2pqAa + q2aa)(r2BB + 2rsBb + s2bb)

= p2r2AABB + p22rs AABb + p2s2Aabb

- Triển khai ta có

Ví dụ 1 Một quần thể ở thế hệ xuất phát có 100 cá thể AABb, 150 cá thể AaBb, 150 cá

thể aaBb, 100 cá thể aabb Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen Aabb của quần thể ở đời F2 trong trường hợp Các cá thể giao phối ngẫu nhiên

Quần thể ngẫu phối: Aabb = 2 (Ab x ab) = 2 0,175.0,425 = 0,14875 = 14,875%

III Tìm số kiểu gen và kiểu giao phối tối đa của quần thể

1/ Tìm số kiểu gen tối đa

- Để xác định tổng số KG, số KGĐH, KGDH trong trường hợp nhiều cặp gen PLĐL, mỗi gen có 2 hoặc nhiều alen, GV cần phải cho HS thấy rõ:

* Với mỗi gen:

Phân tích và chứng minh số KGDH, số KGĐH, số KG của mỗi gen, chỉ ra mối quan hệ giữa 3 yếu tố đó với nhau và với số alen của mỗi gen:

- Số alen của mỗi gen có thể lớn hơn hoặc bằng 2 nhưng trong KG luôn có mặt chỉ 2 trong số các alen đó

- Nếu đặt m.n = N

Ta sẽ thấy công thức TQ trên giống trường hợp với 1 gen gồm N alen:

- Trên NST thường: tổng số kiểu gen = N/2(N + 1)

- Trên NSTGT : tổng số kiểu gen = N/2(N + 1)+ N

với N = a x b x c … x n và a,b,c,…n lần lượt là số alen của các gen 1,2,3,…n

* Với nhiều gen:

Do các gen PLĐL nên kết quả chung = tích các kết quả riêng

Vì vậy GV nên gợi ý cho HS lập bảng sau:

GEN SỐ ALEN/GEN SỐ KIỂU GEN SỐ KG ĐỒNG HỢP SỐ KG DỊ HỢP

Do đó số KG tối đa trong quần thể = NI NII /2(NI NII + 1)

Đối với NST giới tính (trường hợp các gen nằm trên X ở đoạn không tương đồng với Y)

a/ Trên XX ( giới đồng giao) : giống như NST thường nên: Số KG = N/2(N + 1)

Do đó số KG tối đa trong quần thể = N/2(N + 1)

-Nếu alen nằm trên đoạn tương đồng của X và Y thì: Nx Ny /2(Nx Ny + 1) + Nx Ny

Ví dụ 1: Gen I, II và III có số alen lần lượt là 2,3 và 4 Tính số kiểu gen tối đa có thể có trong

quần thể ở các trường hợp:

1/ Ba gen trên nằm trên 3 cặp NST thường

2/ Gen I và II cùng nằm trên một cặp NST thường,gen III nằm trên cặp NST thường khác Hướng dẫn

1) ( 1 ) 3 6 10 180

2 ) 1 ( 2 )

1

(

2   N   x x 

N x N

N x

N

N

2) ( 1 ) 21 10 210

2 ) 1 (

2  N  x 

N x N

N

N

N

II I

II

I

Vi dụ 2: Ở người, xét 3 gen: gen thứ nhất có 3 alen nằm trên NST thường, các gen II và III

mỗi gen đều có 2 alen nằm trên NST X (không có alen trên Y) Các gen trên X liên kết hoàn toàn với nhau Theo lý thuyết số kiểu gen tối đa về các lôcut trên trong quần thể người

là

Hướng dẫn

30 14 6 )

1 (

2 ) 1 (

2  N N  N N  x 

N N x N

N

Y X II

I II I

2/ Tìm số kiểu giao phối

Số kiểu giao phối = Số KG đực x số kiểu gen cái

Một cơ thể có n cặp gen nằm trên n cặp NST tương đồng, trong đó có k cặp gen dị hợp

và m = n-k cặp gen đồng hợp Số kiểu gen có thể có của cơ thể đó tính theo công thức:

m m n k

n k n