Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập di truyền quần thể ở trường THPT triệu sơn 5

MỤC LỤC1 Các dạng bài toán về tần số alen và cấu trúc di truyền củaquần thể.. 5 2 Các dạng bài toán về tính số loại kiểu gen và số kiểu giaophối trong quần thể ngẫu phối... Trong cá

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI

CÁC DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ

Ở TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5

Người thực hiện : Lê Quang HưngChức vụ: Giáo viên

SKKN thuộc lĩnh vực: Sinh học

THANH HÓA NĂM 2018

MỤC LỤC

1 Các dạng bài toán về tần số alen và cấu trúc di truyền củaquần thể. 5

2 Các dạng bài toán về tính số loại kiểu gen và số kiểu giaophối trong quần thể ngẫu phối. 12

MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI

CÁC DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ

Ở TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5

A Mở đầu

I Lí do chọn đề tài.

Từ năm 2007 Bộ GD & ĐT đã tổ chức thi đại học và cao đẳng bằngphương pháp thi trắc nghiệm đối với môn sinh học Phương pháp thi này đã khaithác được lượng lớn kiến thức, kiến thức sâu và mở rộng hơn đặc biệt từ khi thaysách giáo khoa Do đó để đem lại kết quả cao trong các kì thi thì học sinh phảihiểu, vận dụng các kiến thức đã học trong các kì thi một cách thành thục mới đemlại kết quả cao trong các kì thi[4]

Các năm gần đây trong các đề thi THPT Quốc gia cũng như đề thi minhhọa của BGD - ĐT năm 2018 có câu bài tập về di truyền quần thể ở các mức độkhác nhau (nhận biết, hiểu, vận dụng thấp, vận dụng cao), đặc biệt là các câudạng bài tập khó ở dạng đếm các đáp án đúng hoặc số đáp án sai chỉ có nhữnghọc sinh khá giỏi có tư duy tốt, cần nhiều thời gian mới làm được Tuy nhiên việcyêu cầu kiến thức phần này ở mức độ cao, nhưng tài liệu tham khảo viết chi tiết

về phương pháp giải các dạng còn hướng dẫn chung chung chưa cụ thể hoặc cótài liệu chỉ viết cho một phần nào đó[4]

Trong các bài tập về môn sinh học nói chung và về dạng bài tập về ditruyền quần thể nói riêng việc hiểu bản chất hiện tượng sinh học rất quan trọng.Nếu học sinh không hiểu bản chất của các dạng bài tập thì khi vận dụng để giải sẽkhó xác định phương án trả lời sai; hoặc câu hỏi có nhiều mệnh đề thì học sinh sẽkhông xác định được mệnh đề nào đúng, mệnh đề nào sai từ đó sẽ không chọnđược phương án trả lời đúng Nếu học sinh xác định được các dạng bài và cáchgiải từng dạng thuần thục thì thực hiện tốt yêu cầu của đề bài ra, nên chọnphương án trả lời chắc chắn sẽ chính xác

Trên cơ sở như vậy, để giúp học sinh nắm được phương pháp giải các dạngbài tập di truyền quần thể một cách cơ bản, có hệ thống, xác định cho nhiềutrường hợp, dễ hiểu và đơn giản, áp dụng thuận lợi, đặc biệt tạo ra sự hứng thúcho học sinh khi làm các bài tập về di truyền quần thể nên tôi đã lựa chọn đề tài

sáng kiến kinh nghiệm: “Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập di truyền quần thể ở trường THPT Triệu sơn 5”.

II Mục đích nghiên cứu.

Giúp học sinh nắm được cơ sở của di truyền quần thể trong các trường hợpnhư: tính tần số các alen, tần số các kiểu gen, cấu trúc di truyền của quần thể tựphối và giao phối ngẫu nhiên, số loại kiểu gen, số kiểu giao phối từ đó áp dụngvào hệ thống, phân loại và cách giải từng dạng bài tập di truyền quần thể

Đồng thời giúp học sinh hình thành kĩ năng làm các bài tập tích hợp từ đócác em sẽ giải nhanh, và chọn được phương án đúng trong các kì thi, nhất là thitrắc nghiệm trong một thời gian ngắn nhất

III Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

Nội dung chương 3, di truyền quần thể sinh học 12, trong đó phần quần thểtự phối và quần thể ngẫu phối là chủ yếu

Học sinh lớp 12 trường THPT Triệu Sơn 5 năm học từ 2009 - 2018

Hệ thống và xây dựng cách nhận biết, phương pháp giải, kĩ năng tính, chọnlọc các các bài toán có hệ thống trong giảng dạy, ôn thi học sinh giỏi, ôn thi đạihọc và cao đẳng, ôn thi THPT Quốc gia

Trên cơ sở ôn cho học sinh đi thi học sinh giỏi, thi đại học và cao đẳng, dạyhọc ở THPT thì thấy các em chưa nắm vững kiến thức về kỹ năng phân loại, nhậnbiết các dạng và cách giải từng dạng nên khi làm bài hay bị nhầm lẫn dẫn đến kết

quả không cao trong các kì thi Để cho học sinh học tốt, cần làm rõ các vấn đề:

- Xác định dạng quần thể là tự phối hay ngẫu phối?

- Xác định thế hệ quần thể đề bài yêu cầu cần tìm?

- Bài toán thuộc dạng nào? Bài toán phải sử dụng những kiến thức nào? Kĩ

năng giải như thế nào?

- Xác định kiểu gen của từng quần thể, số kiểu giao phối? Các câu hỏi liên

quan đến nội dung bài tập?

IV Phương pháp nghiên cứu.

Xuất phát từ đối tượng và nhiệm vụ nghiên cứu, để đạt được mục đích đã đề ratrong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu tài liệu: sách giáo khoa, sách giáo viên, tài liệu và sách tham

khảo,……

- Nghiên cứu và tổng kết kinh nghiệm giảng dạy.

- Thực nghiệm sư phạm.

- Phân loại, phân tích, tổng hợp và hệ thống lí thuyết.

- Tổng hợp tài liệu tham khảo có nội dung liên quan tới nội dung SKKN.

- Tổng hợp các dạng bài toán có liên quan đến nội dung nghiên cứu.

B Nội dung sáng kiến kinh nghiệm.

I Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm.

Dựa trên cơ sở sách giáo khoa ban cơ bản và nâng cao yêu cầu đối với họcsinh THPT

Dựa trên nội dung các bài tập trong sách bài tập sinh học 12 yêu cầu đối vớihọc sinh THPT

Dựa trên nội dung các câu hỏi và bài tập yêu cầu đối với thí sinh dự thi trongcác đề thi của bộ GD $ ĐT như thi THPT Quốc gia, thi đại học và cao đẳng trongcác năm có liên quan đến nội dung nghiên cứu

Dựa trên các câu hỏi và bài tập trong các kì thi học sinh giỏi tỉnh Thanh Hóayêu cầu đối với các thí sinh dự thi ở các kì thi như: giải toán trên máy tính cầmtay và học sinh giỏi các môn văn hóa

Trên cơ sở như vậy, tôi thiết nghĩ đề tài sáng kiến kinh nghiệm này sẽ có íchcho học sinh đang ôn thi THPT Quốc gia, dùng cho ôn thi học sinh giỏi, ôn thi đạihọc và cao đẳng

II Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.

Trong các bài toán về quy luật di truyền thì bài toán về tích hợp tương tácgen với các quy luật di truyền khác luôn là dạng học sinh gặp rất nhiều khó khăntrong việc giải quyết bài tập dạng này vì:

- Học sinh chưa xác định đúng dạng quần thể mà đề bài yêu cầu

- Học sinh chưa xác định được dạng bài, cách làm từng dạng

- Cách tính số loại kiểu gen, số loại giao tử, số kiểu giao phối còn gặpnhiều khó khăn hay nhầm lẫn

Sau nhiều năm dạy ôn luyện cho đội tuyển học sinh giỏi và ôn thi THPTQuốc gia, tôi nhận thấy học sinh giải các dạng bài tập di truyền quần thể còn gặpnhiều khó khăn, trong khi các tài liệu hướng dẫn chưa được đầy đủ, nhiều bướccác tác giả bỏ qua nên học sinh khó hiểu

Với thực trạng như vậy tôi thiết nghĩ sáng kiến kinh nghiệm này góp phầngiúp các em làm bài tập phần này sẽ dễ hơn, hứng thú, taọ tính tư duy lôgic ở họcsinh, đồng thời giúp các em giải quyết các câu hỏi phụ trong bài, đặc biệt là cáccâu hỏi vận dụng cao với nhiều mệnh đề trong đề thi THPT quốc gia năm 2018 sẽđạt kết quả cao

III Nội dung.

1 Các dạng bài toán về tần số alen và cấu trúc di truyền của quần thể.

1.1 Khái quát về tính tần số alen và tần số các kiểu gen trong quần thể.[1]

Giả sử trong quần thể ta xét 1 gen gồm 2 alen A và a, trong quần thể có 3 loạikiểu gen:

- Gọi D là số cá thể mang kiểu gen AA

- Gọi H là số cá thể mang kiểu gen Aa

- Gọi R là số cá thể mang kiểu gen aa

- Gọi N là tổng số cá thể trong quần thể

Ta có: N = D + H + R

- Gọi d là tần số kiểu gen AA => d = N D

- Gọi h là tần số kiểu gen Aa => h = H N

- Gọi r là tần số kiểu gen aa => r = N R (d + h + r = 1)

Mỗi cá thể trong tế bào chứa cặp NST tương đồng nên sẽ có 2 alen => Tổng sốalen trong quần thể = 2N Tổng số alen A = 2D + H, tổng số alen a = 2R + H.Gọi p là tần số alen A => P = 2 D+H 2 N = d + h2

Gọi q là tần số alen a => q = 2 R+H 2 N = r + h2; nên p + q = 1

1.2 Các dạng bài toán về tần số alen và cấu trúc di truyền của quần thể tự phối (tự thụ phấn, giao phối gần, giao phối có lựa chọn).

1.2.1 Đặc điểm của quần thể tự phối:[1]

- Tần số các kiểu gen thay đổi theo hướng: tần số kiểu gen dị hợp giảm dầnqua các thế hệ, tần số kiểu gen đồng hợp tăng dần qua các thế hệ

- Tần số các alen không đổi qua các thế hệ nếu không có sự tác động củacác nhân tố tiến hóa

- Trong quần thể xuất hiện các dòng thuần mang các kiểu gen khác nhau.1.2.2 Các dạng bài tập

1.2.2.1 Xác định cấu trúc di truyền qua các thế hệ tự phối khi các kiểu gen cósức sống và sinh sản như nhau

1.2.2.1.1 Quần thể có 1 gen gồm 2 alen[3]

* Giả sử một quần thể thực vật tự thụ phấn, thế hệ P có cấu trúc di truyền nhưsau:

d AA + h Aa + r aa = 1

Nếu sau n thế hệ tự thụ phấn:

+ Tần số các kiểu gen trong quần thể như sau:

Tần số kiểu gen Aa còn lại = h(1

2)

n

Tần số kiểu gen AA = d +(h−h(12)n)

2

Tần số kiểu gen aa = r +(h−h(12)n)

2

+ Số dòng thuần trong quần thể: 2n (n là số cặp gen dị hợp)

* Ví dụ: Một quần thể thực vật tự thụ phấn, ở thế hệ P có cấu trúc di truyền nhưsau:

0,4 AA + 0,4 Aa + 0,2 aa = 1

1 Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F2?

2 Sau n thế hệ tự thụ phấn, cấu trúc di truyền sẽ như thế nào?

2 Khi n đủ lớn thì kiểu gen Aa -> 0 Ở Fn: 0,6 AA + 0,4 aa = 1 (Tần số kiểu gen

Aa giảm xuống bao nhiêu thì tăng đều về kiểu gen AA và aa)

1.2.2.1.2 Quần thể có hai hay nhiều gen, mồi gen gồm hai alen, các gen phân lyđộc lập[2]

* Cách giải:

- Bước 1: Cho từng kiểu gen tự phối cho đến thế hệ mà đề bài yêu cầu

- Bước 2: Cộng tỉ lệ các kiểu gen giống nhau => cấu trúc di truyền củaquần thể cần tìm

* ví dụ[4]: Cho quần thể tự thụ phấn, ở F1 có cấu trúc di truyền:

0,4 AABb + 0,4AaBb + 0,2aabb = 1

b Từ F1 đến F2 quần thể trải qua một thế hệ:

- F1: 0,4 AABb => F2: 0,4(0,25AABB : 0,5AABb : 0,25AAbb) = 0,1AABB :0,2AABb : 0,1AAbb

- F1: 0,4 AaBb=> F2: 0,4(0,0625AABB : 0,125AABb : 0,125AaBB : 0,25AaBb :0,0625AAbb : 0,125Aabb : 0,0625aaBB : 0,125aaBb : 0,0625aabb) =0,025AABB : 0,05AABb : 0,05AaBB : 0,1AaBb : 0,025AAbb : 0,05Aabb :0,025aaBB : 0,05aaBb : 0,025aabb

- F1: 0,2 aabb=> F2: 0,2 (aabb) = 0,2 aabb

Cấu trúc di truyền ở F2:

0,125AABB : 0,25AABb : 0,05AaBB : 0,1AaBb : 0,125AAbb : 0,05Aabb :0,025aaBB : 0,05aaBb : 0,225aabb.

Chú ý: Nếu bài toán trắc nghiệm, chỉ cần tìm kiểu gen mà đề bài yêu cầu

1.2.2.2 Xác định cấu trúc di truyền qua các thế hệ tự phối khi các kiểu gen cósức sống và sinh sản khác nhau

Cho quần thể tự phối ở P: dAA + hAa + raa = 1

1.2.2.2.1 Kiểu gen aa không có khả năng sống (hoặc kiểu gen AA, Aa là tươngtự).[2]

* Muốn xác định cấu trúc di truyền của quần thể ta thực hiện các bước sau:

- Bước 1: Bỏ kiểu gen aa ở thế hệ P

- Bước 2: Tính lại tỉ lệ các kiểu gen ở P (Quần thể chỉ còn kiểu gen AA,Aa)

- Bước 3: Cho quần thể P sau khi đã tính lại kiểu gen tự phối được F1

- Bước 4: Bỏ kiểu gen aa ở thế hệ F1 và tính lại tỉ lệ các kiểu gen ở F1 tađược quần thể cần tìm ở F1 Cách tính ở F2 lặp lại các bước như tính ở F1

* Ví dụ[4]: Một quần thể thực vật tự thụ phấn, ở thế hệ P có cấu trúc di truyền nhưsau:

0,4 AA + 0,4 Aa + 0,2 aa = 1 Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F1 nếukiểu gen aa không có khả năng sống?

Giải:

- Quần thể P: 0,4AA : 0,4Aa => P: 0,5AA + 0,5Aa = 1

- F1: 0,625AA + 0,25Aa + 0,125aa = 1

- F1: 0,625AA : 0,25Aa => F1: 0,714AA + 0,286Aa = 1 (Quần thể cần tìm)

1.2.2.2.2 Kiểu gen aa không có khả năng sinh sản (hoặc kiểu gen AA, Aa làtương tự)[3]

* Muốn xác định cấu trúc di truyền của quần thể ta thực hiện các bước sau:

- Bước 1: Bỏ kiểu gen aa ở thế hệ P

- Bước 2: Tính lại tỉ lệ các kiểu gen ở P (Quần thể chỉ còn kiểu gen AA,Aa)

- Bước 3: Cho quần thể P sau khi đã tính lại kiểu gen tự phối được F1

Cách tính ở F2 lặp lại các bước như tính ở F1

* Ví dụ: Một quần thể thực vật tự thụ phấn, ở thế hệ P có cấu trúc di truyền nhưsau:

0,4 AA + 0,4 Aa + 0,2 aa = 1 Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F1 nếukiểu gen aa không có khả năng sinh sản?

Giải:

- Quần thể P: 0,4AA : 0,4Aa => P: 0,5AA + 0,5Aa = 1

- F1: 0,625AA + 0,25Aa + 0,125aa = 1 (QT cần tìm)

* Chú ý: Cách xác định cấu trúc di truyền đối với quần thể có nhiều cặp gen, cácgen phân ly độc lập ta làm tương tự

1.3 Các dạng bài toán về tần số alen và cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối

1.3.1 Đặc điểm của quần thể ngẫu phối.[1]

- Khái niệm: Quần thể được xem là ngẫu phối khi các cá trong quần thể lựa chọnbạn tình giao phối với nhau hoàn toàn ngẫu nhiên

- Quần thể có khả năng duy trì thành phần các kiểu gen một cách không đổi quacác thế hệ nếu không có các yếu tố làm thay đổi tần số các alen.

- Tần số các alen không đổi qua các thế hệ

1.3.2 Các dạng bài tập do gen trên NST thường

1.3.2.1 Quần thể có 1 gen gồm 2 alen, tần số alen ở 2 giới bằng nhau, sức sống

và sinh sản của các kiểu gen như nhau.[2]

Cho quần thể ngẫu phối ở thế hệ P: dAA + hAa + raa = 1 Hãy xác định cấu trúc

di truyền của quần thể ở F1, F2, …Fn?

- Bước 1: Tính tần số các alen A, a

- Bước 2: Thay tần số các alen vào công thức của định luật Hacđi – Vanbec

P2AA + 2pqAa + q2aa = 1 Ta được cấu trúc di truyền ở F1

- Bước 3: Sau một thế hệ ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền dođó cấu trúc di truyền ở F2, …Fn giống F1

1.3.2.2 Quần thể có 1 gen gồm nhiều alen, tần số alen ở 2 giới bằng nhau, sứcsống và sinh sản của các kiểu gen như nhau.[2]

Gen quy định nhóm máu ở người có 3 alen IA, IB, I0 di truyền theo kiểu đồng trội(IA = IB > I0) quy định 4 nhóm máu: A, B, AB, O Trong đó:

- Nhóm máu A do kiểu gen IAIA, IAI0 quy định

- Nhóm máu B do kiểu gen IBIB, IBI0 quy định

- Nhóm máu AB do kiểu gen IAIB quy định

- Nhóm máu O do kiểu gen I0I0 quy định

Ta gọi p, q, r lần lượt là tần số các alen IA, IB, I0

Ta gọi tần số các kiểu gen IAIA, IAI0, IBIB, IBI0, IAIB, I0I0 lần lượt là a, b, c, d, m, n

* Tần số các alen như sau:

- Nhóm máu A: P2 + 2pr - Nhóm máu B: q2 + 2qr

- Nhóm máu AB: 2pq - Nhóm máu O: r2

Căn cứ vào tần số các kiểu gen ta có thể tính được tần số các alen, tỉ lệ kiểu hình

1.3.2.3 Quần thể có nhiều gen, mỗi gen gồm 2 alen phân ly độc lập, tần số alen ở

2 giới bằng nhau, sức sống và sinh sản của các kiểu gen như nhau[3]

* Cách giải:

- Bước 1: Tách tần số các kiểu gen về mỗi cặp gen

- Bước 2: Tính tần số các alen của mỗi gen

- Bước 3: Thay tần số các alen vào công thức của định luật Hac đi –Vanbec, ta được cấu trúc di truyền của quần thể cân bằng về mỗi gen

- Bước 4: Nhân cấu trúc di truyền của quần thể cân bằng về mỗi gen vớinhau ta được cấu trúc di truyền chung về các gen (đã cân bằng di truyền)

* Ví dụ[4]: Cho một quần thể ngẫu phối có cấu trúc di truyền ở thế hệ P như sau:0,4AABb + 0,2AaBB + 0,4AaBb = 1 Hãy xác định cấu trúc di truyền ở F2?

Giải:

- Bước 1: Tách tần số các kiểu gen về mỗi cặp gen

+ Cặp gen A,a: P 0,4AA + 0,6Aa = 1 + Cặp gen B, b: P 0,2BB + 0,8Bb =1

- Bước 2: Tính tần số các alen của mỗi gen

1.3.2.4 Quần thể có 1 gen gồm 2 alen, tần số alen ở 2 giới bằng nhau, sức sống

và sinh sản của các kiểu gen khác nhau[3]

Cho quần thể ngẫu phối ở P: dAA + hAa + raa = 1

a Kiểu gen aa không có khả năng sống (hoặc kiểu gen AA, Aa là tương tự)

* Muốn xác định cấu trúc di truyền của quần thể ta thực hiện các bước sau:

- Bước 1: Tính tần số alen a ở P là q0

- Bước 2: Tính tần số alen a ở thế hệ thứ n mà đề bài cần tìm là qn =>

qn = 1+n qo qo , ta có tần số alen A ở thế hệ thứ n, pn = 1 - qn

- Bước 3: Thay tần số các alen ở thế hệ thứ n vào công thức của định luậtHacđi – Vanbec được cấu trúc di truyền ở Fn

- Bước 4: Bỏ kiểu gen aa ở thế hệ Fn và tính lại tỉ lệ các kiểu gen ở Fn tađược quần thể cần tìm ở Fn

* Ví dụ[4]: Một quần thể thực vật giao phấn, ở thế hệ P có cấu trúc di truyền nhưsau:

0,4 AA + 0,4 Aa + 0,2 aa = 1 Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F2 nếukiểu gen aa không có khả năng sống?

Giải:

- Bước 1: Tần số alen a ở P: q0 = 0,4

- Bước 2: Tính tần số alen a ở thế hệ thứ 2 là : q2 = 1+ 2.0,40,4 = 0,22; ta cótần số alen A ở thế hệ thứ n, p2 = 1 – 0,22 = 0,78.

- Bước 3: Cấu trúc di truyền ở F2: 0,6084AA + 0,3432Aa + 0,0484aa = 1

- Bước 4: Bỏ kiểu gen aa ở thế hệ F2 và tính lại tỉ lệ các kiểu gen ở F2 tađược quần thể cần tìm ở F2: 0,638AA + 0,362Aa = 1

b Kiểu gen aa không có khả năng sinh sản (hoặc kiểu gen AA, Aa là tương tự)

* Muốn xác định cấu trúc di truyền của quần thể ta thực hiện các bước sau:

- Bước 1: Tính tần số alen a ở P là q0

- Bước 2: Tính tần số alen a ở thế hệ thứ n mà đề bài cần tìm là qn =>

qn = 1+n qo qo , ta có tần số alen A ở thế hệ thứ n, pn = 1 - qn

- Bước 3: Thay tần số các alen ở thế hệ thứ n vào công thức của định luậtHacđi – Vanbec được cấu trúc di truyền ở Fn

* Ví dụ: Một quần thể thực vật giao phấn, ở thế hệ P có cấu trúc di truyền nhưsau:

0,4 AA + 0,4 Aa + 0,2 aa = 1 Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F2 nếukiểu gen aa không có khả năng sinh sản?

Giải:

- Bước 1: Tần số alen a ở P: q0 = 0,4

- Bước 2: Tính tần số alen a ở thế hệ thứ 2 là : q2 = 1+ 2.0,40,4 = 0,22

ta có tần số alen A ở thế hệ thứ n, p2 = 1 – 0,22 = 0,78

- Bước 3: Cấu trúc di truyền ở F2: 0,6084AA + 0,3432Aa + 0,0484aa = 1

1.3.2.4 Quần thể có 1 gen gồm 2 alen, tần số alen ở 2 giới không bằng nhau, sứcsống và sinh sản của các kiểu gen khác nhau[3]

Xét một gen gồm hai alen A, a trong quần thể có tối đa 3 loại kiểu gen

* Khi đó ta tính tần số các kiểu gen cho từng giới:

- Ở giới cái, tần số các kiểu: dAA; hAa; raa

Gọi p là tần số alen A ở giới cái => p = d + h2

Gọi q là tần số alen a ở giới cái => q = r + h2

- Ở giới đực, tần số các kiểu: aAA; bAa; caa

Gọi p1 là tần số alen A ở giới đực => p1 = a + b2

Gọi q1 là tần số alen a ở giới đực => q1 = c + b2

* Cấu trúc di truyền của quần thể ở F1, F2, …Fn

- Bước 1: Tính tần số các alen A, a ở giới đực và cái

- Bước 2: Ta được cấu trúc di truyền ở F1:

Tần số các alen ở F1: gọi p2, q2 lần lượt là tần số các alen A, a ở F1:

1.3.3 Các dạng bài tập do gen trên NST giới tính

1.3.3.1 Gen có 2 alen trên NST giới tính X, không có alen trên NST Y.[2]

* Xét 1 gen có 2 alen, giả sử ở thế hệ P có tỉ lệ các kiểu gen:

- Ở giới đồng giao, ta gọi tần số các kiểu gen: dXAXA, hXAXa, rXaXa

- Ở giới dị giao, ta gọi tần số các kiểu gen: mXAY, nXaY

Ta gọi p, q lần lượt là tần số các alen XA , Xa ở giới đồng giao

Ta gọi p1, q1 lần lượt là tần số các alen XA , Xa ở giới dị giao

+ Ở giới đồng giao: p = d + h2; q = r + h2 (p +q = 1)

+ Ở giới dị giao: p1 = m; q1 = n (p1 + q1 = 1)

* Cấu trúc di truyền của quần thể F1:

+ Nếu tần số alen ở 2 giới bằng nhau: p = p1; q = q1

Sau một thế hệ ngẫu phối cấu trúc di truyền của quần thể cho từng giới là:

- Giới đồng giao: p2 XAXA + 2pq XAXa + q2 XaXa = 1

* Kết luận:

+ Nếu tần số alen ở hai giới bằng nhau, thì quần thể đạt trạng thái cân bằng

di truyền sau một thế hệ ngẫu phối

+ Nếu tần số alen ở hai giới không bằng nhau, thì quần thể không thể đạttrạng thái cân bằng di truyền

1.3.3.2 Gen có 2 alen trên vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY.[2]

* Xét 1 gen có 2 alen, giả sử ở thế hệ P có tỉ lệ các kiểu gen:

- Ở giới đồng giao, ta gọi tần số các kiểu gen: dXAXA, hXAXa, rXaXa (d + h + r =1)

- Ở giới dị giao, ta gọi tần số các kiểu gen: aXAYA, bXAYa, cXaYa, mXaYA

(a + b + c + m = 1)

Ta gọi p, q lần lượt là tần số các alen XA , Xa lần lượt là tần số alen ở giới đồnggiao (p +q = 1).

Ta gọi p1, q1, p2, q2 lần lượt là tần số các alen XA , Xa ,YA, Ya, lần lượt là tần sốalen ở giới dị giao (p1 + q1 + p2 + q2 = 1)

+ Ở giới đồng giao: p = d + h2; q = r + h2

+ Ở giới dị giao:

Tần số alen XA => p1 = a2 +b2 ; Tần số alen Xa => q1 = c2 + m2;

Tần số alen YA => p2 = a2 +m2 ; Tần số alen Ya => q2 = b2 + c2;

* Cấu trúc di truyền của F1:

- Ở giới đồng giao: (pp1XAXA + pq1XAXa + p1qXAXa + qq1XaXa )2 = 1

- Ở giới dị giao: (pp2XAYA + pq2XAYa + p2qXaYA + qq2XaYa )2 = 1

Nếu tiếp tục cho F1 ngẫu phối thì F2 cấu trúc quần thể không cân bằng di truyền

* Kết luận: Nếu gen nằm ở vùng tương đồng của cặp nhiễm sắc thể giới tính XYthì cấu trúc di truyền của quần thể không cân bằng di truyền

1.3.3.3 Gen có 2 alen trên NST giới tính Y, không có alen trên NST X.[2]

* Xét 1 gen có 2 alen, giả sử ở thế hệ P có tỉ lệ các kiểu gen:

- Ở giới đồng giao: XX = 1

- Ở giới dị giao, ta gọi tần số các kiểu gen: mXYA, nXYa (m + n = 1)

Ta gọi p, q lần lượt là tần số các alen YA, Ya

+ Ở giới đồng giao: X =1

+ Ở giới dị giao: Tần số alen YA => p = m2; Tần số alen Ya => q = n2; X = m2+n

2

- Nếu cho các kiểu gen ở P ngẫu phối ở F1:

0,5XX + m2 XYA + n2 XYa = 1, quần thể đã đạt trạng thái cân bằng di truyền

* Kết luận: Nếu gen nằm trên nhiễm sắc thể Y không có alen trên nhiễm sắc thể

X thì quần thể luôn đạt trạng thái cân bằng di truyền

1.4 Kết luận.

- Cách tính tần số alen:

+ Từ tỉ lệ kiểu hình => tần số các kiểu gen => tần số các alen

+ Quần thể đang CBDT thì từ tỉ lệ kiểu hình lặn q2 => tần số alen lặn = q => p

- Cách tính xác định cấu trúc di truyền qua các thế hệ: tùy vào từng dạng quần thể

và dữ kiện đề bài cho mà cách làm tương ứng với từng dạng ở trên

2 Các dạng bài toán về tính số loại kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể ngẫu phối.

2.1.Gen nằm trên nhiễm sắc thể thường (NST).

2.1.1 Một gen có r alen nằm trên một cặp NST thường tương đồng.[1]

Ta có các công thức:

- Tổng số kiểu gen ( tối đa) = r (r +1)

2

- Số loại kiểu gen đồng hợp = số alen của gen đó = r

- Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp

a Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể?

b Số kiểu gen đồng hợp và số kiểu gen dị hợp tử, hãy viết các kiểu gen đó?

c Số kiểu giao phối trong quần thể về gen trên?

Giải

a Tổng số kiểu gen = 4 (4 +1)

2 = 10 (kiểu gen)

b -Số kiểu gen đồng hợp tử = 4; gồm: BB, bb, b1b1, b2b2.

- Số kiểu gen dị hợp tử = 10 – 4 = 6 kiểu; gồm: Bb, Bb1, Bb2, bb1, bb2, b1b2.

c Số kiểu giao phối = 10 x 10 = 100 (kiểu)

2.1.2 Các gen nằm trên các cặp NST thường tương đồng khác nhau (mỗi gennằm trên một cặp NST tương đồng khác nhau hay mỗi gen thuộc một nhóm liênkết khác nhau, hay các gen không cùng nhóm liên kết).[2]

Có nhiều gen mỗi gen nằm trên một cặp NST thường tương đồng khác nhau: gen

1 có a alen, gen 2 có b alen, gen 3 có c alen, các gen này thuộc các cặp NSTkhác nhau

(các gen này thuộc các nhóm liên kết gen khác nhau)

Ta có các công thức tính sau:

* Tổng các loại kiểu gen trong quần thể = tích các loại kiểu gen được tạo ra ở

từng gen nằm trên từng cặp NST tương đồng = a(a+1)

* Số kiểu gen đồng hợp tử = tích các kiểu gen đồng hợp ở từng gen nằm trên từng

cặp NST tương đồng = a b.c…

* Số kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp tử.

* Số kiểu giao phối = bình phương của tổng kiểu gen trong quần thể.

Ví dụ:[4] Một quần thể ngẫu phối xét 3 gen, gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen

3 có 4 alen Ba gen trên nằm trên nằm trên 3 cặp NST thường tương đồng khácnhau Hãy tính:

a Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 3 gen trên?

b Số loại kiểu gen đồng hợp về 3 gen trên?

c Số loại kiểu gen dị hợp về một cặp gen?

d Số loại kiểu gen dị hợp về hai cặp gen?

e Số loại kiểu gen dị hợp về ba cặp gen?

f Số kiểu giao phối trong quần thể?

Giải

- Gen 1 tạo ra tổng số kiểu gen = 2(2+1)

2 = 3 (kiểu gen)+ Số kiểu gen đồng hợp = 2

+ Số kiểu gen dị hợp = 3 – 2 = 1

- Gen 2 tạo ra tổng số kiểu gen = 3(3+1)2 = 6 (kiểu gen)

+ Số kiểu gen đồng hợp = 3

+ Số kiểu gen dị hợp = 6 – 3 = 3

- Gen 3 tạo ra tổng số kiểu gen = 4 (4 +1)

2 = 10 (kiểu gen)+ Số kiểu gen đồng hợp = 4

+ Số kiểu gen dị hợp = 10 – 4 = 6

a Tổng số kiểu gen trong quần thể = 3.6.10 = 180 (kiểu gen)

b Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2.3.4 = 24 ( kiểu gen)

c Số loại kiểu gen dị hợp về 1 cặp gen (hai cặp còn lại là đồng hợp tử) =

1.3.4 + 2.3.4 + 2.3.6 = 72 ( kiểu gen)

d Số loại kiểu gen dị hợp về 2 cặp gen (cặp còn lại là đồng hợp tử) = 1.3.4+

1.6.3 + 3.6.2 = 36 (kiểu gen)

e Số loại kiểu gen dị hợp về 3 cặp gen = tích các kiểu gen dị hợp của từng

gen = 1.3.6 = 18 (kiểu gen)

f Số kiểu giao phối trong quần thể = 1802 = 32400 (kiểu)

2.1.3 Các gen cùng nằm trên một cặp NST thường tương đồng (các gen cùngnhóm liên kết)[2]

Trên cặp NST thường tương đồng có nhiều gen: gen 1 có a alen, gen 2 có b alen,gen 3 có c alen, gen 4 có d alen,… biết các gen thuộc một cặp NST thường tươngđồng

Nếu ta gọi m là tích số các alen có ở các gen: m = a.b.c.d…

Ta có các công thức:

- Tổng số kiểu gen (tối đa) = m(m+1)

2

- Số loại kiểu gen đồng hợp = tích các alen của các gen = m

- Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp

= [m(m+1)2 ]2(vì gen nằm trên NST thường nên số loại kiểu gen của giới đực =

số loại kiểu gen của giới cái = m(m+1)2 )

Ví dụ: [4] Một quần thể ngẫu phối xét 3 gen, gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen

3 có 4 alen Ba gen trên nằm trên nằm trên 1 cặp NST thường tương đồng (3 gencùng nhóm liên kết) Hãy tính:

a Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 3 gen trên?