SKKN phương pháp giúp học sinh giải nhanh các bài tập di truyền bằng ứng dụng toán xác suất 2015

SKKN phương pháp giải nhanh bài tập di truyền bằng toán sác xuất cực hay: . MỤC LỤC Danh mục Trang Phần I: MỞ ĐẦU 02 I. Tính cấp thiết của đề tài 02 II. Tình hình nghiên cứu 02 III. Mục tiêu, nhiệm vụ của sáng kiến ......................................... . 02 1. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 02 2. Nhiệm vụ nghiên cứu 03 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...... 03 4. Phương pháp nghiên cứu .................................................... 03 PhầnII: NỘI DUNG 04 I. Cơ sở lí luận ................................................................................................. 04 II. Cơ sở thực tiễn ........................................................................................... 06 III. Các giải pháp thực hiện .......................................................................... 07 1. Quy trình giải các dạng bài tập di truyền có ứng dụng toán xác suất ở các cấp độ di truyền ............................................................................................... 07 2. Thực hành phương pháp giải bài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất trong chương trình Sách giáo khoa Sinh học 12 Ban cơ bản ......................... 24 3. Thực hành phương pháp giải bài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất trong đề thi học sinh giỏi tỉnh ........................................................................... 30 4. Thực hành phương pháp giải bài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất trong đề thi các kì thi quốc gia........................................................................... 32 IV. Kết quả nghiên cứu ................................................................................ 36 Phần III : KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 38 I. Ý nghĩa của sáng kiến kinh nghiệm ............................................................ 38 II. Bài học kinh nghiệm ............................................................................... 38 III. Kiến nghị ......................................................................................................39 PHỤ LỤC 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

MỤC LỤC

Danh mục Trang

Phần I: MỞ ĐẦU 02

I Tính cấp thiết của đề tài 02

II Tình hình nghiên cứu 02

III Mục tiêu, nhiệm vụ của sáng kiến 02

1 Mục tiêu nghiên cứu 02

2 Nhiệm vụ nghiên cứu 03

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 03

4 Phương pháp nghiên cứu 03

PhầnII: NỘI DUNG 04

I Cơ sở lí luận 04

II Cơ sở thực tiễn 06

III Các giải pháp thực hiện 07

1 Quy trình giải các dạng bài tập di truyền có ứng dụng toán xác suất ở các cấp độ di truyền 07

2 Thực hành phương pháp giải bài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất trong chương trình Sách giáo khoa Sinh học 12 - Ban cơ bản 24

3 Thực hành phương pháp giải bài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất trong đề thi học sinh giỏi tỉnh 30

4 Thực hành phương pháp giải bài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất trong đề thi các kì thi quốc gia 32

IV Kết quả nghiên cứu 36

Phần III : KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 38

I Ý nghĩa của sáng kiến kinh nghiệm 38

II Bài học kinh nghiệm 38

III Kiến nghị 39

PHỤ LỤC 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

Phần I: MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của đề tài

Trong chương trình Sinh học 12 và ở các kì thi học sinh giỏi giải toán trênmáy tính cầm tay, các kì thi tốt nghiệp THPT, thi tuyển sinh Đại học - cao đẳngtrong những năm gần đây thường gặp các bài tập di truyền có ứng dụng Toánxác suất Đây là dạng bài tập có ý nghĩa ứng dụng thực tiễn rất cao, giải thíchđược xác suất các sự kiện trong nhiều hiện tượng di truyền ở sinh vật, đặc biệt là

di truyền học người

Thực tiễn giảng dạy, tôi thấy học sinh rất lúng túng khi giải các bài tập ditruyền có vận dụng Toán xác suất Các em thường không có phương pháp giảibài tập dạng này hoặc giải theo phương pháp tính tần suất hay tỉ lệ, có thể ngẫunhiên trùng đáp án nhưng sai về bản chất

II Tình hình nghiên cứu

Ứng dụng Toán xác suất để giải các bài tập di truyền được các đồngnghiệp rất quan tâm và có rất nhiều chuyên đề, sáng kiến kinh nghiệm trêninternet nhưng chỉ đề cập đến trong phần di truyền học người hoặc tính quy luậtcủa hiện tượng di truyền mà có rất ít trong phần di truyền học phân tử và ditruyền học quần thể

Từ thực tiễn giảng dạy chương trình Sinh học 12, tôi mạnh dạn viết đề tài

" Phương pháp giúp học sinh giải nhanh các bài tập di truyền bằng ứng dụng Toán xác suất " ở các cấp độ di truyền: phân tử, cá thể và quần thể Hi vọng đề

tài này sẽ giúp các em học sinh tích cực chủ động vận dụng giải thành công cácbài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất trong các đề thi, tài liệu thamkhảo và giải thích được các hiện tượng di truyền đầy lí thú

III Mục tiêu, nhiệm vụ của sáng kiến

1 Mục tiêu nghiên cứu

- Giúp học sinh có kĩ năng giải đúng, giải nhanh dạng bài tập di truyền có

ứng dụng Toán xác suất Từ đó, các em giải thích được xác suất các sự kiện xảy

ra trong các hiện tượng di truyền ở sinh vật và các bệnh tật ở người để có ý thức

bảo vệ môi trường sống, bảo vệ vốn gen của loài người, khơi gợi niềm hứng thú,say mê môn Sinh học.

- Giúp các đồng nghiệp tham khảo để có thể vận dụng tốt hơn trong côngtác giảng dạy về các bài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất

2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu bản chất xác suất trong Sinh học, lí thuyết và các công thức

về Toán xác suất thống kê, tổ hợp để có thể giải các bài tập di truyền có ứngdụng Toán xác suất

- Nghiên cứu phương pháp giải các bài tập di truyền có ứng dụng Toánxác suất ở các cấp độ di truyền: phân tử, cá thể và quần thể

suất thường gặp trong sách giáo khoa Sinh học 12, các kì thi học sinh giỏi tỉnh,thi học sinh giỏi giải toán trên máy tính cầm tay, các đề thi ở các kì thi quốc gia

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Học sinh thuộc lớp 12 trường THPT Nguyễn Trãi, có trình độ nhận thức tương đương : lớp 12C8, 12C14

3.2 Phạm vi nghiên cứu

- Phạm vi nghiên cứu: áp dụng phương pháp giải các bài tập di truyền cóứng dụng Toán xác suất trong dạy chính khóa Sinh học 12, từ bài 1 đến bài 17chương trình chuẩn

4 Phương pháp nghiên cứu

4.1 Phương pháp nghiên cứu lý luận

Trên cơ sở các văn bản hướng dẫn của các cấp về đổi mới phương phápdạy học ở trường THPT

4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Tiến hành tổ chức dạy học theo phương pháp giải nhanh các bài tập ditruyền bằng ứng dụng Toán xác suất ở 2 lớp học sinh khối 12 trường THPTNguyễn Trãi, từ đó so sánh, nhận xét và đánh giá kết quả nghiên cứu với lớp đối

chứng có trình độ nhận thức tương đương, qua đó đề ra hướng nghiên cứu tiếptheo.

sự kết hợp ngẫu nhiên của các alen trong qúa trình thụ tinh đã cho tỉ lệ phân li vềkiểu gen bên trong theo tỉ lệ 1: 2 : 1) Men đen cũng thấy được tỉ lệ kiểu hình 9 :

3 : 3 : 1 là tích của tỉ lệ (3 : 1) x (3 : 1), bản chất là sự vận động của các cặp nhân

tố di truyền (cặp alen) bên trong theo tỉ lệ (1: 2 : 1) x (1: 2 : 1) đúng với côngthức nhân xác suất

Định nghĩa xác suất, công thức cộng xác suất, công thức nhân xác suất,công thức nhị thức Niu-tơn, công thức tổ hợp đã được các em học trong chươngtrình Đại số và giải tích 11 và nhiều em đã quên nên giáo viên cần nhắc, hệthống lại những kiến thức này

1 Nội dung, cơ sở tế bào học của quy luật phân li

a Nội dung quy luật

Mỗi tính trạng do 1 cặp alen quy định, một có nguồn gốc từ bố - một có

nguồn gốc từ mẹ Các alen tồn tại trong tế bào một cách riêng rẽ, không hoà trộnvào nhau Khi hình thành giao tử, các thành viên của 1 cặp alen phân li đồng đều

về các giao tử, nên 50% số giao tử chứa alen này còn 50% giao tử chứa alen kia

2 Nội dung, cơ sở tế bào học quy luật phân li độc lập

a Nội dung quy luật

Các cặp nhân tố di truyền quy định các tính trạng khác nhau phân li độclập trong qúa trình hình thành giao tử

3 Định nghĩa xác suất

Giả sử A là biến cố liên quan đến một phép thử với không gian mẫu Ω

chỉ có một số hữu hạn kết quả đồng khả năng xuất hiện

Ta gọi tỉ số n  n A( )( ) là xác suất của biến cố A, kí hiệu là P(A)

Khi hai biến cố không thể xảy ra đồng thời (hai biến cố xung khắc),

nghĩa là sự xuất hiện của biến cố này loại trừ sự xuất hiện của biến cố kia thì quitắc cộng sẽ được dùng để tính xác suất để biến cố A hoặc B xảy ra:

P A B P A P B

Hệ quả: 1 = P(Ω) = P(A) + P(A) → P(A) = 1 - P(A)

5 Công thức nhân xác suất

- Cho hai biến cố A và B Ta kí hiệu AB là biến cố “ cả A và B đồng thời

xảy ra ”

- Nếu sự xảy ra của một biến cố không ảnh hưởng đến xác suất xảy ra của

một biến cố khác thì ta nói hai biến cố đó độc lập

- Khi hai biến cố độc lập nhau thì quy tắc nhân sẽ được dùng để tính xác

suất để cả hai biến cố A và B đồng thời xảy ra: P (AB) = P (A) P (B)

- Giả sử tập A có n phân tử (n ≥ 1) Mỗi tập con gồm k phần tử của A

được gọi là một tổ hợp chập k của n phần tử đã cho.

k n k



 , với (0 ≤ k ≤ n)

II Cơ sở thực tiễn

- Bài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất chiếm một tỉ lệ khá lớntrong các dạng bài tập di truyền của sách giáo khoa Sinh học 12 (Sách giáo khoaSinh học 12 - Ban cơ bản có 6 bài)

- Số tiết để học sinh rèn luyện kĩ năng giải các dạng bài tập di truyềntrong phân phối chương trình ( PPCT) chính khoá là rất ít: sách giáo khoa Sinhhọc 12 - ban cơ bản chỉ có 1,5 tiết/tuần (Bài 15: Bài tập chương I và chương II)nên cũng sẽ khó khăn về thời gian dành cho việc rèn luyện phương pháp giảibài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất

- Giải thành công bài tập di truyền có ứng dụng toán xác suất sẽ giúp họcsinh giải thích được xác suất các sự kiện xảy ra trong các hiện tượng di truyền ở

sinh vật và các bệnh tật ở người, làm tăng niềm say mê, hứng thú đối với mônSinh học.

- Bài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất rất phổ biến trong các đề thihọc sinh giỏi Sinh học 12, đề thi học sinh giỏi giải toán trên máy tính cầm taymôn Sinh học, các đề thi trắc nghiệm khách quan (TNKQ) ở các kì thi quốc gia:tốt nghiệp THPT, Đại học - cao đẳng trong những năm gần đây

- Bài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất được các bạn đồng nghiệptập trung khai thác ở phần di truyền học người hoặc tính quy luật của hiện tượng

di truyền (di truyền học cá thể) mà có rất ít trong phần di truyền học phân tử và

di truyền học quần thể

- Dạng bài tập này rất phong phú và đa dạng, phải có sự hiểu biết sâu sắc

về bản chất sinh học và ứng dụng linh hoạt các công thức Toán học để giải nênkhi gặp các bài tập di truyền có ứng dụng Toán xác suất thì một bộ phận giáoviên, nhiều học sinh rất ngại làm và bỏ qua

- Thực tiễn trong giảng dạy Sinh học lớp 12, bồi dưỡng học sinh giỏi Sinhhọc 12, các kì ôn thi tốt nghiệp THPT, ôn thi Đại học - cao đẳng trong nhữngnăm gần đây, tôi thấy đa số học sinh không có phương pháp giải bài tập ditruyền có ứng dụng Toán xác suất một cách cơ bản, các bước giải thiếu mạchlạc Có khi, các em viết kết quả của phép lai rồi tính tỉ lệ (tần suất) nên có kếtquả đúng ngẫu nhiên trong các đề TNKQ nhưng sai về mặt bản chất của bài toánxác suất hoặc các em viết liệt kê từng trường hợp nên mất rất nhiều thời gian

Do đó, xây dựng phương pháp giải các bài tập di truyền có ứng dụngToán xác suất trong chương trình dạy chính khóa và dạy tự chọn Sinh học 12 làhết sức cần thiết cho cả giáo viên và học sinh

III Các giải pháp thực hiện

1 Quy trình giải các dạng bài tập di truyền có ứng dụng toán xác suất ở các cấp độ di truyền.

1.1 Xác suất trong di truyền phân tử và biến dị

a Xác suất trong di truyền phân tử

- Ở di truyền phân tử, xác suất được sử dụng khi:

+ Tính tỉ lệ bộ ba chứa hay không chứa một loại nucleotit.

+ Tính xác suất loại bộ ba chứa các loại nucleotit

Khi giải bài toán này thì nên tiến hành theo 2 bước sau đây:

Bước 1: Tìm tỉ lệ các loại nuclêôtit liên quan đến bộ ba cần tính xác suất

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất.

Ví dụ 1: Một hỗn hợp có 4 loại nuclêôtit ( A,U,G,X ) với tỉ lệ bằng

- Tỉ lệ loại nuclêôtit không chứa A trong hỗn hợp : 3/4

- Áp dụng công thức nhân xác suất, ta tính được tỉ lệ bộ ba không chứa A trong hỗn hợp là: (3/4)3 = 27/64

- Tỉ lệ không chứa A trong hỗn hợp : 3/4

- Áp dụng công thức nhân xác suất, ta tính được tỉ lệ bộ ba không chứa A tronghỗn hợp : (3/4)3 = 27/64

- Áp dụng công thức cộng xác suất, ta tính được tỉ lệ bộ ba chứa ít nhất 1 A là:

1 - 27/64 = 37/64

Cách 2:

- Số ba ba trong hỗn hợp: 43 = 64

- Số bộ ba không chứa A trong hỗn hợp : 33 = 27.

- Số bộ ba chứa A trong hỗn hợp : 43 - 33 = 37

- Áp dụng công thức định nghĩa xác suất, ta tính được tỉ lệ bộ ba chứa A (ítnhất là 1A) trong hỗn hợp : 37/64

Ví dụ 2 Nếu các nuclêôtit được xếp ngẫu nhiên trên một phân tử ARN

có10 5nuclêôtit, chứa 30%A, 20%X, 10%U, 40%G Số lần trình tự 5’- GXXA-3’được trông đợi xuất hiện là bao nhiêu?

Giải

Bước 1: Tìm tỉ lệ của các loại nucleotit liên quan đến bộ ba cần tính xác

suất

- Tỉ lệ của nucleotit loại G= 40%= 0.4

- Tỉ lệ của nucleotit loại X= 20%= 0.2

- Tỉ lệ của nucleotit loại A= 30%= 0.3

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Xác suất xuất hiện trình tự 5’- GXXA-3’= 0.4 0.22 0.3 0.0048 3 .

Ví dụ 3: Một polinuclêôtit tổng hợp nhân tạo từ hỗn hợp có tỉ lệ 4U : 1 A.

1 Tính xác suất loại bộ ba chứa 3U trong các loại bộ ba từ hỗn hợp?

2 Tính xác suất loại bộ ba chứa 2U, 1A trong các loại bộ ba từ hỗn hợp?

3 Tính xác suất loại bộ ba chứa 1U, 2A trong các loại bộ ba từ hỗn hợp?

4 Tính xác suất loại bộ ba chứa 3A trong các loại bộ ba từ hỗn hợp?

2 Tính xác suất loại bộ ba chứa 2U, 1A trong các loại bộ ba từ hỗn hợp?

b Xác suất khi có biến dị

- Khi giảm phân, tế bào không đột biến sẽ sinh giao tử không đột biến.Hợp tử không đột biến được sinh ra do sự kết hợp giữa giao tử đực không độtbiến với giao tử cái không đột biến

- Khi phép lai có nhiều cặp gen thì nên phân tích theo từng cặp gen đểtính tỉ lệ, sau đó mới tính xác suất

Dạng 1: Bài tập về giao tử đột biến.

Bước 1: Xác định tỉ lệ của loại giao tử cần tính xác suất.

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất.

Ví dụ 1: Một cơ thể có kiểu gen AaBbDd Nếu trong quá trình giảm phân,

có 12% số tế bào đã bị rối loạn phân li của cặp NST mang cặp gen Bb ở giảmphân I, giảm phân II diễn ra bình thường Trong các giao tử được sinh ra, lấyngẫu nhiên một giao tử thì xác suất để thu được giao tử mang kiểu gen ABbD làbao nhiêu?

Giải.

Bước 1: Xác định tỉ lệ của loại giao tử ABbd.

- Cặp gen Aa giảm phân bình thường sẽ sinh ra hai loại giao tử là A và a,

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Lấy ngẫu nhiên một giao tử thì xác suất để thu được giao tử mang kiểu gen ABbD là 1.5%

Ví dụ 2: Một cơ thể có kiểu gen AaBbDd Nếu trong quá trình giảm phân,

có 20% số tế bào đã bị rối loạn phân li của cặp NST mang cặp gen Bb ở giảm phân I, giảm phân II diễn ra bình thường, các cặp NST khác phân li bình thường.Trong các giao tử được sinh ra, lấy ngẫu nhiên 2 giao tử thì xác suất để thu được

1 giao tử mang gen AbD là bao nhiêu?

Giải.

Bước 1: Xác định tỉ lệ của loại giao tử AbD.

- Cặp gen Aa giảm phân bình thường sẽ cho 2 loại giao tử là A và a, trong đó

giảm phân bình thường sẽ sinh 2 loại giao tử là B và b, trong đó giao tử mang

gen b là 1 80% 40%

- Vậy loại giao tử AbD có tỉ lệ bằng 1 1 40% 10% 0,1.

Các loại giao tử còn lại có tỉ lệ bằng 1 0.1 0.9  

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Lấy ngẫu nhiên 2 giao tử thì xác suất để thu được 1 giao tử mang gen AbD là bằng 1

2 0.1 0.9 0.18.

C   

Lưu ý: + Khi lấy ngẫu nhiên 2 giao tử mà chỉ yêu cầu 1 giao tử mang gen

AbD thì giao tử còn lại không phải là AbD

+ Trong 2 giao tử mà chỉ cần 1 giao tử mang gen AbD nên phải là 1

C 

Dạng 2: Bài tập về hợp tử đột biến

Bước 1: Xác định tỉ lệ loại hợp tử cần tính xác suất

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất.

Ví dụ 1: Cho biết trong quá trình giảm phân của cơ thể đực có 16% số tế

bào có cặp NST mang cặp gen Aa không phân li trong giảm phân I, giảm phân IIdiễn ra bình thường, các tế bào khác giảm phân bình thường, cơ thể cái giảm phân bình thường Ở phép lai ♂AaBb×♀AaBB sinh ra F1 Lấy ngẫu nhiên 2 cá thể ở F1, xác suất để thu được 1cá thể có kiểu gen aaBb là bao nhiêu?

- Cơ thể đực có 16% số tế bào có đột biến ở cặp Aa nên sẽ có 84% tế bào không

đột biến→♂Aa×♀Aa sẽ sinh ra aa với tỉ lệ 1 0.84 0.21

- Ở cặp gen Bb không có đột biến nên ♂Bb×♀BB sẽ sinh ra Bb với tỉ lệ 1

2

- Vậy trong các loại hợp tử thì hợp tử aaBb chiếm tỉ lệ 1 0.21 0.105

Các hợp tử còn lại chiếm tỉ lệ 1 0.105 0.895  

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất.

Lấy ngẫu nhiên 2 cá thể ở F1, xác suất để thu được 1 cá thể có kiểu gen aaBb là

Cách giải: Khi bài toán yêu cầu tính xác suất về một kiểu hình nào đó thì

cần phải tiến hành theo 2 bước

Bước 1: Xác định kiểu gen của bố mẹ và viết sơ đồ lai để tìm tỉ lệ của

loại kiểu gen, kiểu hình cần tính xác suất ở mỗi cặp gen

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất.

Ví dụ 1 : Biết một gen quy định một tính trạng, gen trội là trội hoàn toàn,

các gen phân li độc lập và tổ hợp tự do Theo lí thuyết, phép lai AaBbDd xAaBbDD cho đời con có bao nhiêu kiểu gen, kiểu hình?

Giải:

- Xét riêng phép lai của mỗi cặp gen:

Cặp gen Tỉ lệ phân li kiểu

gen

Số loại kiểu gen

Tỉ lệ phân li kiểu hình

Số loại kiểu hình

- Số loại kiểu gen, kiểu hình có thể có:

+ Áp dụng quy tắc nhân xác suất, số loại kiểu gen là: 3 x 3 x 2 = 18 kiểu gen.+ Áp dụng quy tắc nhân xác suất, số loại kiểu hình là: 2 x 2 x 1 = 4 kiểu hình

Ví dụ 2: Biết một gen quy định một tính trạng, gen trội là trội hoàn

toàn, các gen phân li độc lập và tổ hợp tự do Theo lí thuyết, phép lai AaBbDd xAaBbDD cho đời con có tỉ lệ kiểu gen aaBbDD là bao nhiêu, cho tỉ lệ kiểu hìnhA-bbD- là bao nhiêu?

Giải:

- Xét riêng phép lai của mỗi cặp gen:

- Tỉ lệ kiểu gen aaBbDD trong phép lai:

+ Áp dụng công thức định nghĩa xác suất, tỉ lệ kiểu gen aa trong phép lai củacặp gen Aa x Aa là: 1/4

+ Áp dụng công thức định nghĩa xác suất, tỉ lệ kiểu gen Bb trong phép lai củacặp gen Bb x Bb là: 1/2

+ Áp dụng công thức định nghĩa xác suất, tỉ lệ kiểu gen DD trong phép lai củacặp gen Dd x DD là: 1/2

+ Áp dụng quy tắc nhân xác suất, ta có tỉ lệ kiểu gen aaBbDD trong phép lai là: 1/4 x 1/2 x 1/2 = 1/16

- Tỉ lệ kiểu hình A-bbD- trong phép lai:

+ Áp dụng công thức định nghĩa xác suất, tỉ lệ kiểu hình A- trong phép lai củacặp gen Aa x Aa là: 3/4

+ Áp dụng công định nghĩa xác suất, tỉ lệ kiểu hình bb trong phép lai của cặpgen Bb x Bb là: 1/4

+ Áp dụng công thức định nghĩa xác suất, tỉ lệ kiểu hình D- trong phép lai củacặp gen Dd x DD là: 1

+ Áp dụng quy tắc nhân xác suất, ta có tỉ lệ kiểu hình A-bbD- trong phép lai là:3/4 x 1/4 x 1 = 3/16

Ví dụ 3: Biết một gen quy định một tính trạng, gen trội là trội hoàn

toàn, các gen phân li độc lập và tổ hợp tự do Theo lí thuyết, phép lai ♂AaBbDd x ♀ Aabbdd cho đời con có tỉ lệ kiểu hình lặn về cả 3 cặp tính trạng làbao nhiêu?

Tỉ lệ kiểu hình trội

Tỉ lệ kiểu hình lặn

- Áp dụng quy tắc nhân xác suất, ta có tỉ lệ kiểu hình lặn về 3 cặp tính trạng là: 1/4 x 1/2 x 1/2 = 1/16.

Cách 2: Áp dụng khi bài toán yêu cầu xác định đời con có tỉ lệ kiểu

hình trội (hoặc lặn) về cả n cặp tính trạng.

- Đời con mang kiểu hình lặn về cả 3 cặp tính trạng có kiểu gen aabbdd

- Tỉ lệ giao tử abd ở cơ thể ♂ là 1/23 = 1/8

- Tỉ lệ giao tử abd ở cơ thể ♀ là 1/21 = 1/2

- Áp dụng quy tắc nhân xác suất, ta có tỉ lệ kiểu hình trội về 3 cặp tính trạng là: 1/8 x 1/2 = 1/16

Chú ý: Khi bài toán yêu cầu tính tỉ lệ kiểu hình vừa trội, vừa lặn (A

tính trạng trội: b tính trạng lặn) thì ta phải áp dụng thêm công thức tổ hợp đểgiải

Ví dụ 4: Cho hai cơ thể bố mẹ có kiểu gen AaBbDdEeFf giao phấn với

nhau Cho biết tính trạng trội là trội hoàn toàn và mỗi gen quy định một tínhtrạng Tính tỉ lệ cá thể ở đời con có hiểu hình 3 trội : 2 lặn?

Tỉ lệ kiểu hình trội

Tỉ lệ kiểu hình lặn

- Tính tỉ lệ cá thể ở đời con có hiểu hình 3 trội : 2 lặn:

+ Áp dụng công thức tổ hợp, ta tính được xác suất có được 3 trội trong tổng số 5trội là: C3

5 = 10

+ Áp dụng quy tắc nhân xác suất, ta có tỉ lệ 3 trội là: 3/4.3/4.3/4

+ Áp dụng quy tắc nhân xác suất, ta có tỉ lệ 2 lặn là: 1/4.1/4

+ Áp dụng quy tắc nhân xác suất, ta có tỉ lệ cá thể ở đời con có hiểu hình 3 trội :

2 lặn là: 10x (3/4)3 x (1/4)2 = 270/1024 = 135/512

Chú ý: Khi bài toán yêu cầu tính tỉ lệ kiểu gen đồng hợp trội hoặc tỉ lệ

kiểu gen đồng hợp lặn của phép lai có n cặp gen dị hợp, thì có thể tính theo cáchkhác:

- Bước 1: Tính tỉ lệ giao tử chứa toàn gen trội (hoặc lặn).

- Bước 2: Áp dụng công thức nhân xác suất, tính tỉ lệ kiểu gen đồng hợp trội

(hoặc lặn)

Dạng 2: Nếu có n cặp gen dị hợp, PLĐL, tự thụ thì tần số xuất hiện

tổ hợp gen có a alen trội ( hoặc lặn ) là: 2a / 4n

n

C .

Ví dụ: Chiều cao cây do 3 cặp gen PLĐL, tác động cộng gộp quy định.

Sự có mặt mỗi alen trội trong tổ hợp gen làm tăng chiều cao cây lên 5cm Câythấp nhất có chiều cao = 150cm Cho cây có 3 cặp gen dị hợp tự thụ Xác định:

1 Tần số xuất hiện tổ hợp gen có 1 alen trội?

2 Tần số xuất hiện tổ hợp gen có 4 alen trội?

3 Khả năng có được một cây có chiều cao 165cm?

3 Khả năng có được một cây có chiều cao 165cm:

- Cây có chiều cao 165cm hơn cây thấp nhất là: 165cm – 150cm = 15cm

→ Cây có chiều cao 165cm có 3 alen trội ( 15: 5 = 3).

- Khả năng có được một cây có chiều cao 165cm là: 3 3

2.3 / 4 20 / 64

Dạng 3: Bài tập xác suất liên quan đến chọn giống.

Ví dụ 1 Ở một loài động vật, gen A nằm trên NST thường quy định

nhiều nạc trội hoàn toàn so với a quy định ít nạc Ở một trại nhân giống, người

ta nhập về 10 con đực nhiều nạc và 30 con cái ít nạc Cho những cá thể này giaophối tự do với nhau sinh ra F1 có tỉ lệ kiểu hình 9 con nhiều nạc: 1 con ít nạc.Các cá thể F1 giao phối tự do được F2 Biết rằng không xảy ra đột biến Lấyngẫu nhiên 3 cá thể nhiều nạc F2 xác suất để thu được 2 cá thể thuần chủng làbao nhiêu?

Giải

Bước 1:Tìm tỉ lệ cá thể dị hợp ở F2:

- Vì ít nạc là tính trạng lặn nên 30 con cái ít nạc đều có kiểu gen aa

- Cho 10 con đực giao phối tự do với các con cái aa sinh ra F1 có tỉ lệ cá thể ít

b Di truyền tương tác gen và gen đa hiệu

Bài tập tính xác suất về kiểu gen và kiểu hình

Cách giải: Khi bài toán yêu cầu tính xác suất về một kiểu gen, kiểu hình

nào đó thì cần tiến hành theo 2 bước:

Bước 1: Xác định kiểu gen của bố mẹ và viết sơ đồ lai đề tìm tỉ lệ của loại

kiểu gen, kiểu hình cần tính xác suất

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất.

Ví dụ : Ở ngô, tính trạng chiều cao do 2 cặp gen Aa và Bb nằm trên 2 cặp

NST khác nhau tương tác theo kiểu cộng gộp, trong đó cứ có mỗi gen trội làm cho cây cao thêm 20cm Lấy hạt phấn của cây cao nhất (210cm) thụ phấn cho cây thấp nhất được F1, cho F1 tự thụ phấn được F2 Lấy ngẫu nhiên 1 cây ở F2, xác suất để có được cây có độ cao 190cm là bao nhiêu?

Giải.

Bước 1: Xác định tỉ của cây có kiểu hình thân cao190cm ở F2.

- Cây cao nhất có kiểu gen AABB cao 210cm

- Cây thấp nhất có kiểu gen aabb có chiều cao = 210- 4×20= 130cm

Sơ đồ lai: AABB × aabb

F1: AaBb

F1× F1: AaBb × AaBb

- Loại cây cao 190cm là loại cây có 3 alen trội và 1 alen lặn

- Loại cá thể có 3 alen trội có tỉ lệ là

3 4 4

- Giao tử hoán vị có tỉ lệ = (tần số hoán vị):2 = (tỉ lệ tế bào hoán vị):4

- Tần số hoán vị = (tỉ lệ tế bào có hoán vị) : 2

- Một tế bào sinh tinh có kiểu gen Ab

aB có hoán vị gen thì sẽ tạo ra 4 loại giao tử với tỉ lệ 1: 1: 1: 1

- Khi bố mẹ đều có kiểu gen dị hợp thì tỉ lệ các kiểu hình ở đời con được tính theo công thức: Kiểu hình đồng hợp lặn = giao tử ab×giao tử ab

Kiểu hình A-bb = aaB- = 0,25 - ab

Ví dụ: Cho biết A cách B 20cM, tần số hoán vị gen giữa D và E là 40%,

cả đực và cái đều có hoán vị gen với tần số như nhau Xét phép lai ♂ AB De

ab dE♀

Ab de

aB de thu được F1 Lấy ngẫu nhiên 2 cá thể ở F1, xác suất để trong 2 cá thể nàychỉ có 1 cá thể có kiểu hình trội về cả 4 tính trạng là bao nhiêu?

aB sẽ tạo giao tử abvới tỉ lệ 0,1.

→Kiểu hình có 2 tính trạng trội A-B- có tỉ lệ = 0,5+0,4×0,1= 0,54

- Ở cặp lai ♂De

dE♀de

de, tần số hoán vị giữa D và E là 40% nên cơ thể ♂De

dE sẽ

tạo ra giao tử DE với tỉ lệ = 0,2; cơ thể ♀de

de tạo tạo ra giao tử de= 1

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất.

Lấy ngẫu nhiên 2 cá thể ở F1, xác suất để trong 2 cá thể này chỉ có một các thể có kiểu hình trội cả 4 tính trạng là 1

Ví dụ: Ở ruồi giấm, khi cho con cái mắt đỏ thuần chủng lai với con đực

mắt trắng thuần chủng được F1 đồng loạt mắt đỏ Cho con đực F1 lai phân tích, đời Fb thu được 50% con đực mắt trắng, 255 con cái mắt đỏ, 25% con cái mắt trắng Nếu cho F1 giao phối ngẫu nhiên được F2 Lấy ngẫu nhiên 2 cá thể ở F2 Xác suất để thu được một cá thể mắt đỏ là bao nhiêu?

Bước 1: Tìm tỉ lệ kiểu mắt đỏ ở đời F2

- Ở phép lai phân tích, ta thấy đời con có

tỉ lệ mắt đỏ : mắt trắng = 25%: (25%+50%) = 1: 3→ Tính trạng di truyền theo quy luật tương tác bổ sung

- Mặt khác tất cả các con đực đều có mắt trắng còn ở giới cái thì có cả mắt đỏ vàmắt trắng → Tính trạng liên kết với giới tính, gen nằm trên NST giới tính X

- Quy ước: A-B-: quy định mắt đỏ

aa

aa

A bb B bb

- Hai cặp gen Aa và Bb tương tác bổ sung với nhau nên khi liên kết với NST giới tính thì chỉ có 1 cặp nằm trên NST giới tính X

- Con đực F1 có kiểu gen X YBb A , Con cái F1 có kiểu genX X Bb A a F1 giao phốingẫu nhiên, ta có

Sơ đồ lai: X YBb A × X X Bb A a = (X Y X X A  A a)(Bb Bb )

Đời F2 có lỉ lệ kiểu hình gồm 9 cá thể mắt đỏ, 7 cá thể mắt trắng

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất.

Lấy ngẫu nhiên 2 cá thể ở F2, xác suất để thu được 1 cá thể mắt đỏ là

- Bước 1: Dựa vào quan hệ huyết thống để xác định kiểu gen của vợ chồng.

- Bước 2: Tìm xác suất kiểu gen của vợ chồng

- Bước 3: Tìm tỉ lệ kiểu hình đời con

- Bước 4: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Ví dụ 1: Ở người, bệnh phêninkêtô niệu do đột biến gen gen lặn nằm

trên NST thường Bố và mẹ bình thường sinh đứa con gái đầu lòng bị bệnhphêninkêtô niệu Xác suất để họ sinh đứa con tiếp theo là trai không bị bệnh làbao nhiêu?

Giải:

- Kiểu gen, kiểu hình của đời con:

+ Bố mẹ bình thường sinh con đầu lòng bị bệnh phêninkêtô niệu có nghĩa là bố

mẹ mang gen bệnh ở trạng thái dị hợp

+ Quy ước: A : bình thường; a: bệnh phêninkêtô niệu

+ Kiểu gen của bố mẹ là: Aa x Aa

- Áp dụng công thức nhân xác suất, xác suất để cặp vợ chồng sinh con traikhông bị bệnh là:3 1 3

4 2 8 

Ví dụ 2: Bệnh bạch tạng ở người do đột biến gen lặn trên NST thường.

Vợ và chồng đều bình thường nhưng con trai đầu lòng của họ bị bệnh bạch tạng

1 Xác suất để họ sinh 2 người con, có cả trai và gái đều không bị bệnh?

2 Xác suất để họ sinh 2 người con có cả trai và gái trong đó có một người bệnh, một không bệnh?

3 Sinh 2 người con cùng giới tính và một người bình thường, một người bị bệnhbạch tạng?

Giải:

- Kiểu gen, kiểu hình của đời con:

+ Bố mẹ bình thường sinh con đầu lòng bị bệnh bạch tạng có nghĩa là bố mẹmạng gen bệnh ở trạng thái dị hợp.

+ Qui ước: A : bình thường; a: bệnh bạch tạng

+ Kiểu gen của bố mẹ là: Aa x Aa

- Áp dụng công thức định nghĩa xác suất, ta có:

+ Xác suất sinh con bình thường là: 3

4

+ Xác suất sinh con bị bệnh là: 1

4

1 Xác suất để họ sinh 2 người con, có cả trai và gái đều không bị bệnh:

- Xác suất sinh con trai hay con gái là :1

2

- Áp dụng công thức tổ hợp, công thức định nghĩa xác suất, ta có xác suất sinh 2

người con có cả trai và gái là : 1

- Áp dụng công thức nhân xác suất, xác suất để cặp vợ chồng sinh 2 người con,

có cả trai và gái đều không bị bệnh là: 1/2 x 3/4 x 3/4 = 9/32

2 Xác suất để họ sinh 2 người con có cả trai và gái trong đó có một người bệnh,một không bệnh:

- Áp dụng công thức nhân xác suất, xác suất để cặp vợ chồng sinh 2 người con,

có một người bệnh, một người không bệnh: 1

2

C x 3/4 x 1/4 = 6/16

- Áp dụng công thức nhân xác suất, xác suất để cặp vợ chồng sinh 2 người con,

có cả trai và gái trong đó có một người bệnh, một không bệnh: 1/2 x 6/16 =6/32

3 Sinh 2 người con cùng giới tính và một người bình thường, một người bị bệnhbạch tạng:

- Áp dụng công thức nhân xác suất, công thức cộng xác suất, ta có xác suất sinh

2 người con đều con trai hoặc đều con gái là : (1

1.4 Di truyền học quần thể

Dạng 1: Bài toán cho biết quần thể cân bằng di truyền

- Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền khi quần thể đạt cân bằng di truyền.

- Bước 2: Tìm tỉ lệ của loại kiểu hình cần tính xác suất.

- Bước 3: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất.

Ví dụ: Cho biết cây A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với a quy định

hoa trắng Một quần thể đang cân bằng di truyền có tần số A= 0,4; a = 0,6 Lấy ngẫu nhiên 5 cây hoa đỏ, xác suất để thu được 3 cá thể thuần chủng là bao

nhiêu?

Giải

Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền khi quần thể đạt cân bằng di truyền

- Khi quần thể cân bằng di truyền và có tần số A = 0,4; a = 0,6 thì cấu trúc di truyền là 0, 4 AA 2.(0, 4).(0,6)2  Aa (0,6) aa 1 2 

 0,16AA 0, 48  Aa 0,36aa 1

Bước 2: Tìm tỉ lệ cây thuần chủng trong số các cây hoa đỏ

- Cây hoa đỏ gồm có 0,16AA và 0,48Aa

→Tỉ lệ là 0,16 AA : 0, 48 1AA :3

0,16, 0, 48  0,16 0, 48  Aa4 4Aa

Nhu vậy cây thuần chủng chiếm tỉ lệ ¼; cây không thuần chủng chiếm tỉ lệ ¾

Bước 3: Lấy ngẫu nhiên 5 cây hoa đỏ, xác suất để thu được 3 cá thể thuần

- Bước 1: Tìm tần số alen của quần thể.

- Bước 2: Xác định cấu trúc di truyền khi quần thể đạt cân bằng di truyền.

- Bước 3: Tìm tỉ lệ của loại kiểu hình cần tính xác suất.

- Bước 4: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất.

Ví dụ: Ở một loài động vật, gen A nằm trên NST thường quy định lông

đỏ, trội hoàn toàn so với a quy định lông trắng Thế hệ xuất phát của 1 quần thểngẫu phối có 200 con đực mang kiểu gen AA, 200 con cái mang kiểu gen Aa,

100 con cái mang kiểu gen aa Khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền,lấy ngẫu nhiên 1 cá thể lông đỏ, xác suất để thu được cá thể thuần chủng là baonhiêu?

Giải

Bước 1: Tìm tần số alen của quần thể

- Tần số alen của mỗi giới:

+ Ở giới đực chỉ có 200 cá thể AA ( 100%AA)→tần số A=1

Bước 4: Khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền, lấy ngẫu nhiên 1

cá thể lông đỏ, xác suất để thu được cá thể thuần chủng là ½ = 50%

2 Thực hành phương pháp giải các bài tập di truyền có ứng dụng

toán xác suất trong chương trình Sách giáo khoa Sinh học 12 - Ban cơ bản

Bài tâp 1: (Bài 2, Trang 53 - SGK Sinh học 12 cơ bản)