Trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 2
**********
SÁNG KIẾN - KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI : HƯỚNG DẪN HỌC SINH TÌM HIỂU VÀ VẬN DỤNG
BÀI 21 - SINH HỌC 12 NÂNG CAO
Tác giả : Đặng Văn Sáu
Chức vụ : Giáo viên
Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2
SKKN thuộc môn : Sinh học
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
Năm học 2010 - 2011
MỤC LỤC
Trang
PHẦN MỘT : ĐẶT VẤN ĐỀ
I. Lời mở đầu 03
II. Thực trạng của vấn đề nghiên cứu 03
III. Phương pháp, đối tượng, thời gian nghiên cứu 05
IV. Lời cảm ơn 05
PHẦN HAI : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Phần I : Quần
thể giao phối ngẫu nhiên
06
II. Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Phần II : Định
luật Hacđi - Vanbec
11
PHẦN BA : KẾT LUẬN
I. Kết quả nghiên cứu 16
II. Kiến nghị, đề xuất 17
PHẦN BỐN : TÀI LIỆU THAM KHẢO 19
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá

2
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
PHẦN MỘT : ĐẶT VẤN ĐỀ
I. LỜI MỞ ĐẦU
Qua nhiều năm giảng dạy chương trình Sinh học THPT, tôi luôn trăn
trở, từng bước mày mò, tìm kiếm, đổi mới, áp dụng các phương pháp dạy học
phù hợp, nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. Cũng vì thế mà tôi nhận thấy
trong chương trình Sinh học 12 Nâng cao, có một số bài học mà nếu chỉ dựa
vào nội dung kiến thức do Sách giáo khoa (SGK) cung cấp thì học sinh rất
khó tiếp thu, hoặc tiếp thu một cách thụ động mà không hiểu được bản chất
của vấn đề. Vì vậy trong khuôn khổ của bài viết này, tôi xin đưa ra một kinh
nghiệm nhỏ của bản thân trong giảng dạy Bài 21 Sinh học 12 Nâng cao -
Trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên. Hy vọng kinh nghiệm
nhỏ này của tôi sẽ được các bạn đồng nghiệp tham khảo và áp dụng.
II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Nội dung của bài 21 - SGK Nâng cao đề cập đến sự đa hình trong quần
thể giao phối ngẫu nhiên; nội dung, điều kiện nghiệm đúng và ý nghĩa của
định luật Hacđi - Vanbec. Đây là một trong những nội dung cơ bản của di
truyền học. Cách trình bày của SGK khiến cho nhiều giáo viên và học sinh
lúng túng trong việc tiếp cận kiến thức của bài.
- Ở phần I :
SGK nêu ra công thức tính số kiểu gen khác nhau trong quần thể:
n






+

2
1)r(r
Trong đó : r là số alen thuộc 1 gen (lôcut)
n là số gen khác nhau phân li độc lập
Thực tế ta thấy có nhiều trường hợp ta không thể áp dụng công thức
này. Chẳng hạn như các trường hợp sau:
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
3
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
+ Số lượng alen thuộc mỗi gen là khác nhau
+ Các gen di truyền liên kết
+ Gen nằm trên nhiễm sắc thể (NST) giới tính
Nếu giáo viên không tỉnh táo, chỉ cung cấp máy móc công thức có
trong SGK cho học sinh mà không chỉ rõ phạm vi ứng dụng của nó thì sẽ rất
khó khăn cho học sinh khi áp dụng để giải các bài tập.
- Ở phần II :
SGK đưa ra công thức Hacđi - Vanbec : p
2
AA + 2pq Aa + q
2
aa = 1
Trong đó : p là tần số tương đối của alen A ; q là tần số tương đối của alen a.
Công thức này chỉ đúng cho trường hợp một gen gồm 2 alen nằm trên NST
thường. Tuy nhiên trong thực tế một gen có thể có nhiều alen ; các gen có thể
nằm trên NST giới tính. Các trường hợp này thì áp dụng Công thức Hacđi -
Vanbec như thế nào? Học sinh sẽ rất lúng túng nếu giáo viên không làm rõ
điều này.
SGK còn đưa ra nhận xét và khẳng định : "Nếu thế hệ xuất phát của
quần thể không ở trạng thái cân bằng di truyền thì chỉ cần qua ngẫu phối đã
tạo ra trạng thái cân bằng di truyền cho quần thể ngay ở thế hệ tiếp theo".

Nhận xét này đúng trong trường hợp tần số alen ở giới đực và giới cái của
quần thể là như nhau, hoặc quần thể là loài lưỡng tính, khi đó đương nhiên tần
số tương đối của các alen ở phần đực và phần cái của quần thể là như nhau.
Tuy nhiên nếu tần số tương đối của các alen ở giới đực và giới cái là khác
nhau thì ở thế hệ tiếp theo xảy ra sự ngẫu phối, quần thể chưa đạt trạng thái
cân bằng di truyền.
Từ thực trạng trên, để học sinh dễ dàng và chủ động tiếp thu nội dung
kiến thức của Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao, tôi đã mạnh dạn đổi mới, cải
tiến phương pháp dạy học và đúc rút ra kinh nghiệm "Hướng dẫn học sinh tìm
hiểu và vận dụng Bài 21 - Trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu
nhiên".
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
4
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
III. PHƯƠNG PHÁP, ĐỐI TƯỢNG, THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
Đề tài được nghiên cứu, trải nghiệm trong quá trình dạy học trên lớp và
hướng dẫn học sinh học, làm bài tập ở nhà. Các lớp học sinh được thử
nghiệm, nghiên cứu là các lớp Ban Khoa học tự nhiên (KHTN) của trường
THPT Triệu Sơn 2 - Thanh Hoá:
- Lớp 12BT1 và 12BT2 năm học 2008 - 2009
- Lớp 12CT1 năm học 2009 - 2010
- Lớp 12A1 năm học 2010 - 2011.
IV. LỜI CẢM ƠN
Để thực hiện đề tài này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, tạo điều kiện về
mặt thời gian và sự động viên, khuyến khích kịp thời của Ban giám hiệu
(BGH) nhà trường, của các thầy cô giáo trong trường, trong tổ bộ môn và sự
tích cực học tập của các em học sinh thuộc các lớp 12 Ban KHTN của Trường
THPT Triệu Sơn 2. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới BGH, các thầy, cô giáo và
các em học sinh trong trường.
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá

5
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
PHẦN HAI : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. HƯỚNG DẪN HỌC SINH TÌM HIỂU VÀ VẬN DỤNG
PHẦN I : QUẦN THỂ GIAO PHỐI NGẪU NHIÊN
1. Trước hết cần kiểm tra bài cũ ở học sinh về đặc điểm của quần thể tự thụ
phấn và giao phối gần. Từ đó học sinh có cái nhìn so sánh với đặc điểm của
quần thể ngẫu phối.
2. Khẳng định rằng quần thể ngẫu phối nổi bật ở đặc điểm đa hình
2.1. Nếu xét 1 gen có r alen nằm trên NST thường thì trong một quần thể sinh
vật lưỡng bội, ta có số kiểu gen đồng hợp là r ; số kiểu gen dị hợp là
2
r
C
. Vậy
số kiểu gen có thể có trong quần thể là :
r +
2
r
C
= r +
2
1).r(r −
=
2
1)r.(r +
. (1)
Ví dụ : Xét 1 gen có 5 alen nằm trên NST thường thì số kiểu gen tối đa
trong quần thể lưỡng bội là:
2

1)5.(5 +
= 15.
2.2. Nếu xét 1 gen có r alen nằm trên NST giới tính X ở vùng không tương
đồng với NST Y thì số kiểu gen của giới XX là
2
1)r.(r +
; số kiểu gen của giới
XY là r. Vậy số kiểu gen có thể có trong quần thể sinh vật lưỡng bội là:
2
1)r.(r +
+ r. (2)
Ví dụ 1: Trong một quần thể sinh vật lưỡng bội, xét một gen có 3 alen
nằm trên NST giới tính X ở vùng không tương đồng với NST Y thì số kiểu
gen có thể có trong quần thể là :
2
)13.(3 +
+ 3 = 9.
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
6
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
Ví dụ 2 : Trong một quần thể ngẫu phối, khi nghiên cứu 1 gen nằm trên
NST giới tính X không có alen tương ứng trên Y, người ta thấy có tới 14 loại
kiểu gen khác nhau. Hỏi gen đang nghiên cứu có số alen là bao nhiêu?
Bài toán này có thể giải bằng cách áp dụng công thức (2) như sau:
- Gọi r là số alen của gen, ta có:
2
1)r.(r +
+ r = 14 ==> r
2
+ 3r - 28 = 0 ==> r

1
= 4 và r
2
= -7 (loại)
- Vậy số alen của gen đang nghiên cứu là 4.
2.3. Nếu xét 1 gen có r alen nằm trên NST giới tính Y ở vùng không tương
đồng với NST X thì số kiểu gen của giới XY là đúng bằng số loại NST Y và
bằng r. (3)
Ví dụ : Một gen nằm trên NST giới tính Y ở vùng không tương đồng
với NST X. Nếu gen này có 4 alen (A
1
, A
2
, A
3
, A
4
) thì số kiểu gen tối đa trong
quần thể của giới XY là 4, bao gồm :
4
3
21
A
A
AA
XY,XY,XY,XY
.
2.4. Nếu xét nhiều gen liên kết với nhau trên một NST thường thì số loại kiểu
gen có thể có được tính như sau:
- Gọi r

1
, r
2
, , r
n
lần lượt là số alen thuộc các gen trên 1 NST
==> Số kiểu kết hợp của các alen thuộc mỗi gen là : (r
1
. r
2
. . . r
n
)
==> Số kiểu gen đồng hợp là : (r
1
. r
2
. . . r
n
)
- Số kiểu gen dị hợp là sự kết hợp ngẫu nhiên của 2 trong tổng số
(r
1
. r
2
. . . r
n
) kiểu kết hợp các alen ở trên, được tính bằng :
2
) r.r(r

n21
C
Vậy số loại kiểu gen tối đa trong quần thể là
) r.r(rC
n21
2
) r.r(r
n21
+
(4)
Ví dụ 1: Hai gen thuộc cùng một NST thường, trong đó mỗi gen đều có
2 alen khác nhau thì số kiểu gen tối đa trong quần thể là:
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
7
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
+ Theo cách thông thường, liệt kê tất cả các kiểu gen có thể có, bao
gồm :
ab
aB
,
ab
Ab
,
aB
Ab
,
aB
AB
,
Ab

AB
,
ab
AB
,
aB
aB
,
Ab
Ab
,
ab
ab
,
AB
AB
= 10 kiểu gen.
+ Theo cách áp dụng công thức (4), ta có số kiểu gen tối đa trong quần
thể là:
10. 46 2) (2.C
2
2) . (2
=+=+
Ví dụ 2: Ba gen thuộc cùng một NST thường, trong đó gen I có 2 alen
khác nhau, gen II có 3 alen khác nhau, gen III có 4 alen khác nhau thì số kiểu
gen tối đa trong quần thể là:
+ Nếu theo cách thông thường, ta rất khó có thể liệt kê hết các kiểu gen
có thể có trong quần thể, vì số loại kiểu gen lớn và rất dễ nhầm lẫn.
+ Nếu theo cách áp dụng công thức (4) thì rất nhanh, ta tính được số
kiểu gen tối đa trong quần thể là:

300. 24276 (2.3.4)C
2
.4) (2.3
=+=+
2.5. Nếu xét nhiều gen liên kết với nhau trên NST giới tính X ở vùng không
tương đồng với NST Y thì:
- Gọi r
1
, r
2
, , r
n
lần lượt là số alen thuộc các gen trên 1 NST X
- Số loại kiểu gen tối đa ở giới XX là :
) r.r(rC
n21
2
) r.r(r
n21
+
- Số loại kiểu gen tối đa ở giới XY là : (r
1
. r
2
. . . r
n
)
Vậy số kiểu gen tối đa trong quần thể là :
) r.r(rC
n21

2
) r.r(r
n21
+
+ (r
1
. r
2
. . . r
n
) =
) r.r(r.2C
n21
2
) r.r(r
n21
+
(5)
Ví dụ 1: Gen I và gen II đều nằm trên NST giới tính X ở vùng không
tương đồng với NST Y, mỗi gen đều có 2 alen khác nhau thì
+ Theo cách thông thường, liệt kê tất cả các kiểu gen có thể có trong
quần thể, ta sẽ được số kiểu gen tối đa trong quần thể là 14.
+ Theo cách áp dụng công thức (5), ta tính được số kiểu gen tối đa
trong quần thể là :
14 8 6 (2.2).2C
2
)(2.2
=+=+
.
Ví dụ 2: Gen I, gen II và gen III đều được liên kết với NST giới tính X

ở vùng không tương đồng với NST Y. Trong đó gen I có 2 alen khác nhau,
gen II có 4 alen khác nhau, gen III có 5 alen khác nhau thì:
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
8
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
+ Theo cách thông thường, ta không thể liệt kê hết các kiểu gen có thể
có trong quần thể do số lượng kiểu gen quá lớn.
+ Theo cách áp dụng công thức (5) thì ta dễ dàng tính được số kiểu gen
tối đa trong quần thể là:
860 80 780 (2.4.5).2C
2
)(2.4.5
=+=+
.
2.6. Nếu xét nhiều gen liên kết với nhau trên NST giới tính Y ở vùng không
tương đồng với NST X ; số alen thuộc mỗi gen lần lượt là r
1
, r
2
, . . . , r
n
thì
số kiểu gen của giới XY đúng bằng tích của số alen thuộc mỗi gen và bằng:
(r
1
. r
2
. . . r
n
). (6)

Ví dụ : Trên NSY giới tính Y xét 3 gen nằm ở vùng không tương đồng
với NST X: gen A có 2 alen, gen B có 3 alen, gen D có 4 alen thì số kiểu gen
tối đa trong quần thể thuộc giới XY là :
(2 x 3 x 4) = 24.
2.7. Nếu các gen được xét đều phân li độc lập với nhau thì số loại kiểu gen tối
đa trong quần thể bằng tích xác suất các loại kiểu gen có thể sinh ra từ các gen
độc lập.
Ví dụ : Gen I có 2 alen khác nhau, gen II có 3 alen khác nhau, gen III
có 4 alen khác nhau. Biết rằng các gen đều nằm trên các cặp NST thường
khác nhau.
==> Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể là :

180. 10 x 6 x 3
2
4x5
x
2
3x4
x
2
2x3
==
2.8. Nếu các gen được xét có một số gen được liên kết với nhau trên 1 NST
thường, một số gen được liên kết với NST giới tính X ở vùng không tương
đồng với NST Y, một số gen liên kết với NST giới tính Y ở vùng không
tương đồng với NST X, một số khác phân li độc lập thì:
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
9
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
• Xét riêng từng cặp NST xem chúng có bao nhiêu khả năng tạo tổ hợp

gen
• Số loại kiểu gen có thể có trong quần thể bằng tích xác suất các khả
năng có thể tạo ra từ mỗi cặp NST khác nhau. (7)
Ví dụ 1 : Trong một quần thể lưỡng bội, xét 2 gen : gen A có 5 alen
nằm trên NST giới tính X ở vùng không tương đồng với NST Y; gen B có 3
alen nằm trên NST giới tính Y ở vùng không tương đồng với NST X. Số loại
kiểu gen tối đa trong quần thể được tính như sau:
- Số loại kiểu gen XX là :
15
2
5x6
=

- Số loại kiểu gen XY là : 3 x 5 = 15
Vậy số loại kiểu gen tối đa trong quần thể là : 15 + 15 = 30.
Ví dụ 2: Gen A và gen B cùng nằm trên cặp NST số I, trong đó gen A
có 2 alen khác nhau, gen B có 3 alen khác nhau. Gen C có 3 alen khác nhau
nằm trên cặp NST số II. Gen D có 4 alen khác nhau thuộc NST giới tính X ở
vùng không tương đồng với NST Y.
- Theo cách thông thường, rõ ràng ta không thể liệt kê hết được tất cả
các loại kiểu gen có thể có trong quần thể.
- Áp nguyên tắc (7), ta có tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể là :
[ ]
176414 x 6 x 214
2
4x5
x
2
3x4
x (2x3)C

2
(2x3)
==






++
.
Ví dụ 3 : Gen A có 5 alen, gen B có 2 alen, cả 2 gen này cùng nằm trên
NST X (không có alen tương ứng trên Y) ; gen D nằm trên NST Y (không có
alen tương ứng trên X) có 3 alen ; gen E có 4 alen nằm trên NST thường. Số
loại kiểu gen tối đa trong quần thể là bao nhiêu?
- Theo cách thông thường, rõ ràng ta cũng không thể liệt kê hết được tất
cả các loại kiểu gen có thể có trong quần thể.
- Áp nguyên tắc (7), ta có :
+ Số kiểu gen XX là
55)2.5(C
2
(5.2)
=+
; số kiểu gen XY là 3 x 5 x 2 = 30
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
10
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
==> Số kiểu gen của cặp NST giới tính là : 55 + 30 = 85
+ Số kiểu gen trên NST thường là :
10

2
4x5
=
===> Số kiểu gen tối đa trong quần thể là : 85 x 10 = 850.
Như vậy, để học sinh có thể nắm được cách xác định số loại kiểu gen
tối đa trong quần thể, qua phân tích ở trên, có thể thấy rằng công thức mà
SGK đưa ra chỉ là một ví dụ về sự đa hình về kiểu gen của quần thể . Trong
thực tế giảng dạy, với đối tượng là học sinh các lớp Ban KHTN, giáo viên cần
mở rộng, đào sâu, cung cấp thêm những ví dụ để học sinh có thể vận dụng, ôn
tập, chuẩn bị tốt kiến thức phục vụ cho thi tốt nghiệp, thi tuyển sinh vào Đại
học - Cao đẳng, thi học sinh giỏi các cấp,
II. HƯỚNG DẪN HỌC SINH TÌM HIỂU VÀ VẬN DỤNG
PHẦN II : ĐỊNH LUẬT HACĐI - VANBEC
1. SGK đưa ra công thức Hacđi - Vanbec :
p
2
AA + 2pq Aa + q
2
aa = 1 (8)
Công thức (8) chỉ được áp dụng trong trường hợp 1 gen gồm 2 alen và
các gen thuộc NST thường. Tuy nhiên trong thực tế dạy phần này, tôi cho
rằng vẫn còn có những trường hợp mà công thức trên chưa bao quát hết.
Chẳng hạn như các trường hợp sau đây:
1.1. Trường hợp một gen có r alen thuộc NST thường thì công thức Hacđi -
Vanbec có dạng như thế nào? Ta có thể hướng dẫn học sinh xây dựng công
thức như sau:
Công thức (8) có thể được viết dưới dạng :
(p + q)
2
= p

2
AA + 2pq Aa + q
2
aa = 1
Vậy nếu một gen có r alen nằm trên NST thường thì công thức sẽ được
biểu diễn dưới dạng :
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
11
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
(p
1
+ p
2
+ + p
r
)
2
= p
1
2
+ p
2
2
+ p
r
2
+ 2 x (p
1
p
2

+ p
1
p
3
+ + p
r-1
p
r
) (9)
Trong đó : p
1
, p
2
, , p
r
lần lượt là tần số tương đối của các alen.
Ví dụ 1: Một gen có 3 alen khác nhau nằm trên NST thường (A
1
, A
2
,
A
3
) với tần số lần lượt là 0,2 ; 0,3 ; 0,5 thì ở trạng thái cân bằng di truyền,
thành phần kiểu gen của quần thể như thế nào?
Giải:
Ở trạng thái cân bằng di truyền, thành phần kiểu gen của quần thể được
xác định như sau:
(0,2A
1

+ 0,3A
2
+0,5A
3
)
2
= 0,2
2
A
1
A
1
+0,3
2
A
2
A
2
+ 0,5
2
A
3
A
3
+ 2 (0,2 x
0,3A
1
A
2
+ 0,2 x 0,5A

1
A
3
+ 0,3 x 0,5A
2
A
3
)
<=> 0,04A
1
A
1
+ 0,09A
2
A
2
+ 0,25 A
3
A
3
+ 0,12A
1
A
2
+ 0,2A
1
A
3
+ 0,3A
2

A
3
.
Ví dụ 2 : (Bài 2 trang 178 - Tuyển chọn phân loại Bài tập di truyền hay
và khó - Vũ Đức Lưu)
Giả thiết trong quần thể người, tần số tương đối 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 quy định nhóm máu và cấu trúc
di truyền của quần thể.
Giải:
- Gọi p, q, r lần lượt là tần số tương đối của các alen I
A
, I
B
, I
o
(điều kiện :
1rqp1;rq,p,0 =++≤≤
)
- Vì tính trạng nhóm máu ở người không ảnh hưởng đến sức sống và khả năng
thích nghi của cá thể nên có thể coi như quần thể đang ở trạng thái cân bằng.
Áp dụng công thức (9) cho trường hợp này, ta có tần số các kiểu gen trong
quần thể là:
p
2
I
A
I
A

+ q
2
I
B
I
B
+ r
2
I
o
I
o
+ 2pq I
A
I
B
+ 2pr I
A
I
o
+ 2qr I
B
I
o
= 1
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
12
2
r
C

kiểu
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
Vậy ta có hệ pt :





=
=
=
===>







=
=
=+
=+
0,2r
0,3q
0,5p
0,04r
0,32pq
0,212qrq
0,452prp

2
2
2
==> Cấu trúc di truyền của quần thể được xác định là:
0,25 I
A
I
A
+ 0,09 I
B
I
B
+ 0,04 I
o
I
o
+ 0,3 I
A
I
B
+ 0,2 I
A
I
o
+ 0,12 I
B
I
o
= 1
1.2. Trường hợp một gen có r alen khác nhau thuộc NST giới tính X ở vùng

không tương đồng với NST Y thì ở trạng thái cân bằng di truyền:
- Thành phần kiểu gen trên giới XX được xác định bởi công thức (9)
- Thành phần kiểu gen trên giới XY thì tần số các kiểu gen đúng bằng
tần số tương đối của các alen :
r
A
1
A
pYX;pYX
r1
==

Ví dụ : Một gen có 3 alen là A
1
, A
2
, A
3
nằm trên NST giới tính X ở
vùng không tương đồng với NST Y. Trong quần thể ở trạng thái cân bằng di
truyền, tần số tương đối của các alen trên lần lượt bằng 0,2; 0,3; 0,5; ở giới
đực và giới cái, tần số tương đối của các alen là giống nhau. Xác định tần số
của các kiểu gen :
;XX
22
AA
;XX
3
2
A

A
Y
3
A
X
.
Áp dụng công thức (9), tần số của các kiểu gen được xác định như sau:
09,03,0XX
2
AA
22
==
;
3,05,0.3,0.2XX
3
2
A
A
==
;
5,0X
3
A
=Y
.
2. SGK đưa ra nhận xét : "Nếu thế hệ xuất phát của quần thể không ở trạng
thái cân bằng di truyền thì chỉ cần qua ngẫu phối đã tạo ra trạng thái cân bằng
di truyền cho quần thể ngay ở thế hệ tiếp theo"
Nhận xét này chỉ đúng trong trường hợp tần số các alen ở giới đực và
giới cái là như nhau. Tuy nhiên nếu tần số alen ở phần đực và cái của quần

thể là khác nhau thì khi ngẫu phối, ở thế hệ tiếp theo (F
1
), quần thể chưa đạt
trạng thái cân bằng di truyền.
Ví dụ 1: Cho quần thể xuất phát P = 0,4AA + 0,4Aa + 0,2aa
a) Quần thể P đã cân bằng di truyền chưa?
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
13
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
b) Nếu quần thể P ngẫu phối thì đến thế hệ thứ mấy quần thể đạt trạng
thái cân bằng di truyền?
Với bài toán này, ta có thể giải theo cách thông thường như sau:
a) Tần số tương đối của các alen :
p(A) = 0,4 + 0,4/2 = 0,6 ; q(a) = 0,2 + 0,4/2 = 0,4.
Quần thể P chưa cân bằng di truyền vì nó chưa thoả mãn công thức của
định luật Hacđi - Vanbec
b) Qua ngẫu phối, thành phần kiểu gen ở thế hệ F
1
là :
♂ (0,6A : 0,4a) x ♀ (0,6A : 0,4a)
==> F
1
: 0,36AA + 0,48Aa + 0,16aa.
Rõ ràng thành phân kiểu gen của F
1
đã thoả mãn công thức Hacđi -
Vanbec nên quần thể F
1
đã cân bằng di truyền. Ví dụ này đã chứng minh cho
nhận xét đưa ra của SGK là đúng.

Ví dụ 2: Trong một quần thể P ban đầu, tần số tương đối của các alen
như sau:
- Trong phần đực : A = 0,8 ; a = 0,2
- Trong phần cái : A = 0,4 ; a = 0,6
a) Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ F
1
b) Quần thể F
1
đã cân bằng di truyền chưa? Vì sao?
Với bài toán này, ta có thể giải theo cách thông thường như sau:
a) Khi P ngẫu phối thì cấu trúc di truyền ở thế hệ F
1
là:
♂ (0,8A : 0,2a) x ♀ (0,4A : 0,6a)
==> F
1
: 0,32AA + 0,56Aa + 0,12aa = 1
b) Quần thể F
1
chưa có dạng công thức Hacđi - Vanbec, vì vậy chưa cân bằng
di truyền. Mặc dù nếu theo nhận xét của SGK thì F
1
phải cân bằng di truyền.
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
14
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
Ví dụ 3 : (Câu 4a - Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Thanh Hoá - năm học
2010 - 2011 - Môn Sinh học)
Ở một loài động vật ngẫu phối, xét 1 gen gồm 2 alen A và a nằm trên
NST thường. Tần số alen A của giới đực là 0,6 và của giới cái là 0,8.

Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng di
truyền.
Với bài toán này, ta có thể giải theo cách thông thường như sau:
- Tần số alen a : ở giới đực q(a) = 1 - 0,6 = 0,4 ;
ở giới cái q(a) = 1 - 0,8 = 0,2
- Sau khi ngẫu phối, cấu trúc di truyền của quần thể F
1
là :
♀ (0,8A : 0,2a) x ♂ (0,6A : 0,4a) = 0,48AA : 0,44Aa : 0,08aa.
- Tần số các alen của F
1
là : p(A) = 0,48 + 0,22 = 0,7 ;
q(a) = 1 - 0,7 = 0,3
==> Cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền (F
2
) :
(0,7A : 0,3a) x (0,7A : 0,3a) = 0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa.
Ví dụ 3 đã cho thấy khi tần số các alen ở giới đực và giới cái là khác
nhau thì qua ngẫu phối, đến thế hệ F
2
, quần thể đã cân bằng di truyền.
Như vậy, nhận xét đưa ra của các tác giả SGK là đúng. Tuy nhiên nó
chưa bao quát hết được các trường hợp khác nhau. Vì vậy trong quá trình
giảng dạy, giáo viên cần chỉ rõ cho học sinh "điều kiện nghiệm đúng" của
nhận xét trong SGK, đưa thêm các ví dụ để học sinh có thể hiểu thấu đáo hơn,
cụ thể hơn.
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
15
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
PHẦN BA : KẾT LUẬN

I. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
- Ở lớp 12BT1 và 12BT2 năm học 2008 - 2009 (năm đầu tiên dạy học
đại trà theo chương trình phân ban), tôi dạy học sinh Bài 21 - Sinh học 12
Nâng cao như nội dung và cấu trúc SGK.
- Ở lớp 12CT1 năm học 2009 - 2010 và 12A1 năm học 2010 - 2011, tôi
đã hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
như trình bày ở trên.
Kết quả bước đầu thu được cho thấy tính hiệu quả:
Các kĩ năng hình thành ở học sinh
Lớp 12BT1 và
12BT2
Lớp 12CT1 và
12A1
Sĩ số : 104HS Sĩ số : 103HS
SL % SL %
Biết vận dụng CT để tính số kiểu gen tối
đa trong quần thể trong trường hợp các
gen có số alen bằng nhau và phân li độc
lập
78/10
4
75,0
%
86/10
3
83,5%
Biết vận dụng CT để tính số kiểu gen tối
đa trong quần thể trong trường hợp các
gen có số alen khác nhau và phân li độc
lập

45/104 43,3% 90/103 87,4%
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
16
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
Biết vận dụng CT để tính số kiểu gen tối
đa trong quần thể trong trường hợp các
gen có số alen khác nhau và liên kết với
nhau trên 1 cặp NST
15/104 14,4%
70/10
3
68,0%
Biết vận dụng CT để tính số kiểu gen tối
đa trong quần thể trong trường hợp một
gen có r alen khác nhau và nằm trên NST
giới tính X ở vùng không tương đồng
52/104
50,0
%
85/10
3
82,5%
Biết vận dụng CT để tính số kiểu gen tối
đa trong quần thể trong trường hợp quần
thể có một số gen liên kết trên một cặp
NST, một số gen khác phân li độc lập,
8/104 7,7% 64/103 62,1%
Biết xác định thành phần kiểu gen của
quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền
trong trường hợp 1 gen có 2 alen

96/104 92,3% 95/103 92,2%
Biết xác định thành phần kiểu gen của
quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền
cho trường hợp 1 gen có nhiều alen
30/10
4
28,8%
78/10
3
75,7%
Biết xác định thành phần kiểu gen của
quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền
cho trường hợp một gen có r alen khác
nhau thuộc NST giới tính X ở vùng không
tương đồng
8/104 7,7% 65/103 63,1%
Biết phân biệt nếu ở thế hệ xuất phát chưa
cân bằng di truyền thì trường hợp nào qua
ngẫu phối thì ngay ở thế hệ F
1
đã cân
bằng, trường hợp nào qua ngẫu phối
nhưng F
1
vẫn chưa cân bằng di truyền
6/104 5,8%
86/10
3
83,5%
II. KIẾN NGHỊ, ĐỀ XUẤT

Qua thực tế giảng dạy và đúc rút kinh nghiệm bước đầu, tôi có một vài
kiến nghị và đề xuất với các cấp quản lí giáo dục nói chung và BGH Trường
THPT Triệu Sơn 2 nói riêng như sau:
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
17
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
1. Tạo điều kiện giúp đỡ, động viên các thầy cô giáo về vật chất, tinh
thần để các thầy cô giáo yên tâm, phấn khởi, thường xuyên chăm lo đến sự
nghiệp giáo dục, đổi mới PPDH sao cho có hiệu quả nhất.
2. Giúp đỡ, tạo điều kiện cho các giáo viên khi áp dụng, thử nghiệm các
PPDH mới bằng các hình thức:
- Hỗ trợ kinh phí phô tô, in ấn tài liệu
- Khi kiểm tra giáo án, khi dự giờ thao giảng để đánh giá giáo viên
không nên quá phụ thuộc vào nội dung kiến thức trong SGK mà nên tập trung
vào kiểm tra xem HS nắm được gì và vận dụng như thế nào sau bài học.
3. Tôi rất mong muốn được nhà trường và các cấp quản lí giáo dục
quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện để tôi có thể mở rộng nghiên cứu, áp dụng,
thử nghiệm kinh nghiệm này cho các lớp học khác, khoá học khác, cũng như
các bài khác trong chương trình Sinh học phổ thông, góp phần cùng toàn
trường, toàn ngành và toàn xã hội nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học.
Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
18
Hướng dẫn học sinh tìm hiểu và vận dụng Bài 21 - Sinh học 12 Nâng cao
PHẦN BỐN : TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Thanh Hoá, năm học 2010 - 2011.
2. Sinh học 12 Nâng cao - Vũ Văn Vụ (Tổng Chủ biên) - NXB Giáo dục
2008.
3. Sinh học 12 Nâng cao - Sách giáo viên - Vũ Văn Vụ (Tổng Chủ biên) -
NXB Giáo dục 2008.
4. Tuyển chọn, phân loại bài tập di truyền hay và khó - Vũ Đức Lưu - NXB

Đại học Quốc gia Hà Nội 2000.

Tác giả : Đặng Văn Sáu - Đơn vị : Trường THPT Triệu Sơn 2, Thanh Hoá
19