Khả năng giải bài tập di truyền quần thể và tiến hoá nhỏ của học sinh lớp 12 THPT, các lỗi sai thường gặp và biện pháp khắc phục khi giải các bài tập này

Khóa luận tốt nghiệp

Mở đầu
1. lí do chọn đề tài
Ngày nay nhân loại đang sống trong thế kỉ XXI, thế kỉ của công nghiệp
hóa, hiện đại hóa trên tất cả các lĩnh vực. Với sự phát triển như vũ bão của nhiều
ngành khoa học loài người đã đạt được những bước tiến thần kì để tiếp tục vững
bước tiến vào kỉ nguyên mới. Và sinh học đã đóng góp 1 phần không nhỏ. Với
những bước phát triển đột phá của ngành sinh học, chúng ta đã gặt hái được
nhiều thành tựu lớn trên tất cả các lĩnh vực: lý thuyết cũng như thực nghiệm, đặc
biệt là lĩnh vực di truyền học. Bởi di truyền học đi sâu vào các vấn đề cơ bản của
sự tồn tại và lưu truyền sự sống.
Thế kỉ XXI là thế kỉ của sinh học, trong đó di truyền học được coi là trái
tim của sinh học. Di truyền họctừ khi ra đời (1900) cho đến nay đã hơn 100
tuổi; suốt thế kỉ XX di truyền học phát triển nhanh như vũ bão; trong 50 năm đầu
cứ 10 năm có 1 phát minh lớn, rồi khoảng cách rút lại còn 2 năm. Đặc biệt 25
năm qua từ khi phát minh ra kĩ thuật di truyền nhiều vấn đề sinh học tưởng chừng
khó với tới thì nay đã có những bước tiến tuyệt vời. Chưa bao giờ sự hiểu biết về
bộ gen của nhiều loài sinh vật và đặc biệt là bộ gen người lại được chi tiết như
hiện nay. Điều đó cho thấy tầm quan trọng của sinh học nói chung cũng như di
truyền học nói riêng.
Và hiện nay trên nhiều lĩnh vực đều có những ứng dụng quan trọng của
sinh học, trong đó di truyền học có nhiều ứng dụng hết sức to lớn cho thực tiễn
sản xuất của xã hội loài người như trong công nghiệp là cách mạng sinh học;
trong nông nghiệp là cách mạng xanh (1960); và đặc biệt trong y dược học

SVTH: Trần Thị Thúy

-1-

GVHD: Nguyễn Văn Lại

Khóa luận tốt nghiệp

Vì vậy sự hiểu biết về các kiến thức sinh học nói chung cũng như di truyền
học nói riêng là vô cùng cần thiết; là hành trang không thể thiếu để giúp chúng ta
hòa nhập với quy luật phát triển chung của nhân loại. Do đó muốn hiểu biết sâu
sắc và toàn diện về sinh học cũng như di truyền học đòi hỏi mỗi chúng ta phải
nắm chắc các kiến thức về sinh học nói chung cũng như di truyền học nói riêng
gồm các quy luật di truyền và biến dị.
Quá trình trang bị những kiến thức di truyền học cho học sinh không chỉ
dừng lại ở việc giảng dạy lí thuyết mà còn giúp học sinh thấy và vận dụng kiến
thức để giải thích được những hiện tượng thực tế.
Và một trong những hướng giảng dạy di truyền học có hiệu quả cao là sử
dụng bài tập di truyền với tư cách là bài toán nhận thức ở tất cả các khâu của
quá trình giảng dạy.
Các bài tập được xây dựng trên cơ sở các quy luật và hiện tượng di truyền
góp phần minh họa và làm phong phú thêm cho lý luận và thực tiễn. Điều đó
không những giúp người học nắm được lý thuyết mà còn vận dụng được kiến
thức đó vào thực tiễn một cách linh hoạt và sáng tạo hơn rất nhiều.
Thông qua các bài tập sinh học này giúp người học nắm vững, củng cố và
khắc sâu kiến thức lý thuyết. Chính vì vậy mà bài tập là phương tiện phục vụ cho
giảng dạy lý thuyết.
Hiện nay trong chương trình giáo khoa bậc THPT thì phần các quy luật di
truyền và tiến hóa nhỏ đã được đưa vào giảng dạy từng phần cụ thể cho từng
chương từng phần nhưng chưa thể hiện được tính sâu sắc và chưa đi vào nội dung
cụ thể. Cho nên có 1 thực tế là học sinh rất lúng túng khi gặp phải các dạng bài
tập này. Trên thực tế sách tham khảo về phần bài tập tiến hóa nhỏ có rất ít làm
cho học sinh gặp khó khăn khi phân dạng và giải các bài tập đó. Mặt khác lại
chưa có tài liệu chính thức nào hướng dẫn học sinh nhận biết những lỗi thường

SVTH: Trần Thị Thúy

-2-

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

gặp khi giải bài tập di truyền quần thể và tiến hóa nhỏ. Vì vậy để giúp học sinh
học tập bộ môn di truyền một cách có hiệu quả đòi hỏi chúng ta phải chỉ ra được
cho các em thấy những lỗi có thể mắc phải trong quá trình giải đặc biệt là bài tập
phần di truyền học quần thể và tiến hóa nhỏ và đưa ra các phương pháp khắc
phục các lỗi đó.
Xuất phát từ thực tế đó và trên cơ sở nguồn thông tin tương đối cập nhật,
những kiến thức căn bản có tính chất kinh điển tôi đã chọn đề tài : Khả năng
giải bài tập di truyền quần thể và tiến hóa nhỏ của học sinh lớp 12 THPT;
các lỗi sai thường gặp và biện pháp khắc phục khi giải các bài tập này.
Với hi vọng giúp các em học sinh có thể hiểu rõ bản chất và học tốt sinh
học nói chung cũng như phần di truyền học quần thể và tiến hóa nhỏ nói riêng.

2. Mục đích nghiên cứu
Phân dạng bài tập và chỉ ra một số lỗi thường gặp khi giải bài tập phần di
truyền quần thể và tiến hóa nhỏ. Từ đó đưa ra phương pháp khắc phục.

3. nhiệm vụ đề tài.
Hệ thống và phân dạng các bài tập về phần di truyền học quần thể và tiến
hóa nhỏ trong chương trình sinh học THPT.
Phân tích và làm sáng tỏ một số lỗi thường mắc phải khi nhận dạng cũng

như trong khi giải về các bài tập đó.
Phương pháp khắc phục các lỗi đó nhằm giúp học sinh tránh được lỗi đó
khi giải các bài tập.
Cho ví dụ minh họa đối với từng dạng bài và đưa ra cách giải mẫu.
Thực nghiệm trên các trường phổ thông.

SVTH: Trần Thị Thúy

-3-

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

4. Phạm vi nghiên cứu
Bài tập phần di truyền học quần thể và tiến hóa nhỏ trong chương trình
sinh học THPH.

5. ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Giúp học sinh nhận thức rõ bản chất và nắm vững kiến thức về phần di
truyền học quần thể và tiến hóa nhỏ trong chương trình sinh học nói chung từ đó
vận dụng vào giải thích các hiện tượng tự nhiên, quá trình tự nhiên.
Rèn luyện khả năng tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp và kĩ năng làm
bài tập, giúp học sinh liên hệ được lí thuyết với thực tiễn, phát triển tư duy sáng
tạo trí thông minh của học sinh.
Giúp học sinh có thêm tài liệu tham khảo về phần các quy luật di truyền, di
truyền quần thể và tiến hóa nhỏ.
Giúp học sinh hiểu thêm đươc quá trình phát sinh hình thành loài; hiểu rõ
bản chất của học thuyết tiến hóa nhỏ.

SVTH: Trần Thị Thúy

-4-

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

nội dung
Chương 1: cơ sở lý luận
1.1. Lịch sử nghiên cứu di truyền học quần thể và tiến hóa nhỏ
Trong quá trình tồn tại và phát triển của mình con người đã có nhiều quan
điểm và nhận thức khác nhau về sự hình thành và phát triển của sự sống; của loài;
về các hiện tượng di truyền.
Và từ thuở sơ khai con người chúng ta đã quan tâm đến các hiện tượng di
truyền và biến dị. Cách đây 6000 năm người Babilon đã tạc trên vách đá những
thế hệ nối tiếp của một dòng ngựa và đã biết thụ phấn chéo cho 1 số cây trồng.
Những phương pháp chọn lọc các giống cây trồng và vật nuôi, thuần hóa
và lai giống đã được tất cả các dân tộc cổ xưa áp dụng. Nhưng thời bấy giờ loài
người chưa đủ hiểu biết về các quy luật di truyền đầy bí ẩn nên có rất nhiều quan
niệm ngây thơ và sai lầm. Người Hi Lạp cổ xưa cho rằng lạc đà lai với chim sẻ
sinh ra đà điểu.
Ngay từ thế kỉ thứ V trước công nguyên, hai luận thuyết đã được nêu ra: sự
di truyền trực tiếp và gián tiếp của các tính trạng.Thuyết di truyền gián tiếp đã
tồn tại suốt 23 thế kỉ. Darwin, chịu ảnh hưởng của quan niệm này đã phát triển
thuyết Pomgen trong tác phẩm Sự biến đổi của các động vật và thực vật trong
nuôi trồng(1868). Theo ông mỗi cá thể sinh ra do sự hòa hợp tính di truyền của
cả cha lẫn mẹ, hơn thế nữa gốm cả tính tập nhiễm.

Và di truyên học chỉ thưc sự bắt đầu từ phát minh của Gregor Mendel
NewTon của sinh học. Qua thí nghiệm với cây đậu Hà Lan (1856) ông là người
đầu tiên đã phát hiện và xây dựng nên một số quy luật di truyền đặt cơ sở nền

SVTH: Trần Thị Thúy

-5-

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

móng cho sự phát triển của ngành di truyền học hiện đại. Đó là một công trình vĩ
đại của khoa học tự nhiên trong thế kỉ XIX.
Năm 1900 được coi là năm khai sinh của di truyền học và thế kỉ XX là thế
kỉ của di truyền học.
Năm 1902,W.Basteson và L.Cucnot đã chứng minh được các quy luật
Mendel ở động vật. Trong những năm này các hiện tượng tương tác gen cũng đã
được phát triển.
Vào thời kì này các quan điểm đầu tiên về sự di truyền NST đã được nêu
ra. Đặc biệt A.Weismann (18341914) nhà sinh học người Đức nổi tiếng đã tạo
ra thuyết di truyền NST.
Năm 1900 Hugo Marie de Vries (Hà Lan), Erich Karl Corens (Đức) và
E.Von Tschermark (áo) đã độc lập với nhau một lần nữa phát hiện lại các quy
luật Mendel, và đó được coi là năm khai sinh của sinh học.
Vào cuối những năm 40 của thế kỉ XIX được coi là những năm kinh điểm
của di truyền học bởi những nguyên lí căn bản đã được tìm ra. Lịch sử di truyền
học đã gắn liền với sự phát triển và cụ thể hóa khái niệm về gen, nhân tố di
truyền cùng với sự biểu hiện của chúng đã cung cấp cho sinh học 1 đơn vị chính

xác không những để quan sát mà còn nghiên cứu thực nghiệm chi tiết các hiện
tượng muôn màu, muôn vẻ của sinh giới.
Về sau Mendel, Thomas Hult Morgannhà khoa học tài năng người Mĩ đã
hoàn chỉnh bổ sung cho ngành di truyền học những quy luật mới mà thời trước
đó chưa giải thích nổi.
Nghiên cứu di truyền học bao gồm rất nhiều lĩnh vực trong đó vấn đề
nghiên cứu về di truyền học quần thể và tiến hóa nhỏ đã thu hút được nhiều nhà
khoa học sinh học. Và một số vấn đề đặt ra là nghiên cứu về di truyền vẫn phải

SVTH: Trần Thị Thúy

-6-

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

có sự kết hợp nhuần nhuyễn, sự tham gia của nhiều ngành khoa học khác, đặc
biệt là toán học.
Năm 1908 nhà toán học người Anh G.N.Hardy và nhà bác sĩ người Đức
V.Weinberg đã độc lập nghiên cúu về di truyền học quần thể và cùng đi đến một
hệ thức toán học nổi tiếng phản ánh trạng thái cân bằng quần thể

( p q)2 = 1
Trong đó p : tần số tương đối của alen trội
q : tần số tương đối của alen lặn
Và đó chính là nội dung của định luật HardyWeinberg. Nó cho chúng ta
thấy được rằng nếu tần số gen không phụ thuộc vào tính trội lặn mà vẫn được duy
trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác trong những điều kiện nhất định.

Tuy nhiên trạng thái cân bằng này chỉ được thiết lập nếu không có các yếu
tố ngoại cảnh, tự nhiên tác động vào làm thay đổi tần số gen của quần thể. Trong
thực tế các quần thể tự nhiên luôn chịu tác động của các nhân tố bên ngoài như
hiện tượng đột biến, chọn lọc tự nhiên, du nhập gen
Và đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu của các tác giả đã chứng
minh được điều đó :
Thí nghiệm của Merrelem trên giấm Drosophila melanogaster nhằm chứng
tỏ tần số gen trong chọn lọc.
Để chứng minh hiện tượng đa hình cân bằng trong quần thể Svirezev và
Timofeev Rebsovski đã tiến hành nghiên cứu trên quần thể ruồi giấm nhân tạo
gồm các cá thể đồng hợp tử, dị hợp tử về gen Ebong (quy định thân đen) và các
cá thể bình thường với mật độ khác nhau của các kiểu gen. Các tác giả cũng đã
tiến hành phân tích trạng thái cân bằng của các kiểu gen trên mô hình toán học

SVTH: Trần Thị Thúy

-7-

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

và rút ra nhiều biểu thức cho thấy mối liên quan giữa tần số kiểu gen và sức sống
của chúng.
Thí nghiệm của Rasmuson đã chứng minh được nếu không có giá trị chọn
lọc nói chung đột biến sẽ mất đi nhưng chỉ cần một chút giá trị chọn lọc dù là rất
nhỏ thì xác suất của đột biến tăng lên.
Right đã đưa ra công thức tính mức độ cố định và mất đi trong quần thể
nhỏ. Nhiều tác giả đã tiến hành phân tích quá trình lạc dòng di truyền trên máy

tính với những mô hình quần thể có kích thước và tần số gen khởi đầu khác nhau.
Như Zarveski đã phân tích trên mô hình những quần thể lớn, Falkoler đã nghiên
cứu trên 3 dòng chuột, Barry đã tiến hành thí nghiệm với quy mô lớn trên ruồi
giấm.
Những thập kỉ gần đây, hiện tượng lạc dòng di truyền đã được nghiên cứu
sâu ở mức phân tử để giải thích cho các quá trình tiến hóa. Những người đề
xướng thuyết trung tính trong chọn lọc như Kimura (1983) và Nei (1983) đã làm
sáng tỏ nhiều biến dị, Allozym là do chọn lại theo phương thức này.
Tóm lại sự kết hợp của học thuyêt tiến hóa cổ điển của Đarwin với di
truyền học đã tạo nên bước phát triển mới trong nghiên cứu về sự tiến hóa.Thứ
nhất, biến đổi tiến hóa chỉ có được khi có sự biến đổi kiểu gen của quần thể tập
hợp của nhiều cá thể cùng loài. Quần thể là đơn vị cơ sở của tiến hóa. Thứ hai,
biết rõ về các loài biến dị, cơ chế và vai trò của chúng đối với tiến hóa. Thứ ba
hiểu rõ về các kiểu và cơ chế của chọn lọc. Sự tiến hóa thích nghi là kết quả tác
động đồng thời của các nhân tố tiến hóa lên quần thể. Sinh học phân tử góp phần
tích cực cho sự hiểu biết, cơ chế phân tử của sự tiến hóa và sự tiến hóa của gen.
ở Việt Nam cũng đã và đang có nhiều tác giả đề cập và nghiên cứu phần
di truyền học quần thể và tiến hóa nhỏ như Lê Đình Trung [9], Vũ Đức Lưu [5],
[6], Trịnh Nguyên Giao, Phạm Thành Hổ, Nguyễn Minh Công [2]

SVTH: Trần Thị Thúy

-8-

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

Tóm lại nghiên cứu về di truyền học từ khi nó ra đời cho đến nay đã hơn

100 tuổi đã trở thành đề tài hấp dẫn thu hút được nhiều nhà nghiên cứu khoa học
trong và ngoài nước. Mỗi công trình, mỗi tác giả đề cập đến một góc độ khác
nhau, trong đó có bài tập di truyền. Nhưng riêng phần bài tập di truyền quần thể
và tiến hóa nhỏ còn ít tác giả đề cập đến một cách cụ thể và sâu sắc.Nhưng nhìn
chung các tài liệu đã giúp học sinh củng cố và khắc sâu hoàn thiện kiến thức, tạo
cho các em khả năng tư duy sáng tạo, kết hợp nhuần nhuyễn giữa lý thuyết với
thực hành nhằm đạt được kết quả cao trong quá trình lĩnh hội kiến thức.
1.2. Vai trò của bài tập di truyền và thực trạng giảng dạy học tập bài tập di
truyền ở các trường THPT hiện nay
1.2.1. Vai trò của bài tập di truyền
Bài tập di truyền đã góp phần củng cố, khắc sâu hoàn thiện kiến thức, mở
rộng lý thuyết về di truyền đã học. Đồng thời giúp các em vận dụng các kiến thức
đã học vào thực tiễn và giải bài tập di truyền. Đối với giáo viên thì bài tập di
truyền là phương tiện để giảng dạy lý thuyết đồng thời cũng là phương tiện để
truyền đạt kiến thức cho học sinh. Còn đối với học sinh nắm vững phương pháp
giải bài tập di truyền là coi như lĩnh hội được kiến thức về di truyền.
Trong quá trình làm bài tập di truyền còn giúp học sinh phát huy khả năng
tư duy logic, tư duy khoa học và sáng tạo, rèn cho học sinh kĩ năng tính toán, kĩ
năng giải bài tập sinh học. Từ đó học sinh nâng cao dần khả năng học và giải
quyết vấn đề môn học một cách dễ dàng hơn khiến cho học sinh hứng thú say mê
với môn học hơn sau những giờ học trên lớp.
Tóm lại bài tập di truyền có vai trò củng cố khắc sâu mở rộng kiến thức di
truyền. Giúp học sinh tăng khả năng tư duy logic, tăng khả năng liên hệ liên môn
với những bộ môn khoa học khác. Từ đó giúp các em có cái nhìn tổng quan về di
truyền học hiện đại.

SVTH: Trần Thị Thúy

-9-

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

1.2.2. Thực trạng giảng dạy học tập bài tập di truyền ở các trường THPT
hiện nay.
Qua tìm hiểu tình hình giảng dạy và học tập bài tập di truyền ở trường
THPT hiện nay chúng tôi nhận thấy : Nhìn chung học sinh ở các trường phổ
thông không được học nhiều về bài tập di truyền. ở các trường phổ thông giáo
viên chưa chịu khó mạnh dạn đưa bài tập di truyền vào các giờ giảng kể cả giảng
bài mới ôn tập hay luyện tập. Giáo viên chỉ chú trọng việc cung cấp lý thuyết cho
các em mà chưa chú ý đến việc các em áp dụng các kiến thức đã học như thế nào
vào việc giải bài tập.
Trong thực tế cũng có một số giáo viên đã chú ý đến việc giảng dạy, ôn
luyện bài tập cho học sinh nhưng việc sử dụng bài tập trong giảng dạy chưa phổ
biến và phương pháp sử dụng để đạt hiệu quả nhận thức chưa cao.
Tóm lại việc giảng dạy và học tập bài tập di truyền ở các trường trung học
phổ thông hiện nay vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu đổi mới của giáo dục nhằm
phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo của học sinh. Bởi việc sử dụng bài tập di
truyền trong giảng dạy cần được chú ý hơn về nội dung và phương pháp .
1.3. Những kiến thức cơ bản cần chú ý khi giải bài tập di truyền quần thể và
tiến hóa nhỏ.
1.3.1. Khái niệm về quần thể
Quần thể kà một tập hợp các cá thể cùng loài cùng sinh sống trong một
khoảng không gian xác định vào một thời điểm nhất định. Quần thể không phải
là một tập hợp ngẫu nhiên nhất thời; mỗi quần thể là một cộng đồng có lịch sử
hình thành và phát triển chung, có thành phần kiểu gen đặc trưng và ổn định.

SVTH: Trần Thị Thúy

- 10 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

1.3.2. Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối
Xét một tính trạng do 1 gen gồm 2 alen A và a quy định. Vậy có 3 kiểu tự
phối là AAxAA; AaxAa; aaxaa
Nếu P : AA AA ( hoặc P : aa aa), do không có sự phân ly kiểu gen ở thế
hệ sau nên tỷ lệ kiểu gen AA ( hoặc aa) tạo ra từ phép lai không đổi qua các thế
hệ.
Nếu P : Aa Aa do có sự phân ly ở kiểu gen nên ở thế hệ tiếp theo sẽ là :

:

1
1
1
AA Aa aa .
4
2
4

F2 :

. 3 AA 2 Aa 3 aa

F1

F3

:

8

8

8

7
2
7
AA Aa aa .
16
16
16

Tỉ lệ dị hợp cứ giảm dần qua mỗi thế hệ tự phối theo sơ đồ sau: (qua mỗi
thế hệ tỉ lệ của thể dị hợp chỉ còn bằng một nửa so với thế hệ liền trước nó).

SVTH: Trần Thị Thúy

- 11 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại

Khóa luận tốt nghiệp

Thể hiện qua sơ đồ:

P
F1
F2
F3
F4
....

aa
aa
aa
aa

Fn
Bảng 1.3: Sự biến đổi cấu trúc DT của quần thể tự phối qua các thế hệ

SVTH: Trần Thị Thúy

- 12 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

a. Nếu quần thể chỉ có 1 KG dị hợp. (P:100%Aa)
Số thế hệ tự phối

Tỉ lệ dị hợp Aa
còn lại

Tỉ lệ thể đồng hợp
(AA và aa) tạo ra

Tỉ lệ mỗi thể đồng
hợp AA hoặc aa

1

( 1 )1

1( 1 ) 1

[1( 1 ) 1 ]/2

(1 )2

1( 1 ) 2

[1( 1 ) 2 ]/2

( 1 )3

1( 1 ) 3

[1( 1 ) 3 ]/2

(1 )n

1( 1 ) n

[1( 1 ) n ]/2

2

2

2

2

3
.
n

2

2

2

2

2

2

2

2

2

Bảng 2.3: Sự biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể tự phối qua các thế hệ
trong trường hợp quần thể khởi đầu chỉ có KG dị hợp

SVTH: Trần Thị Thúy

- 13 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

b. Nếu quần thể khởi đầu có cấu trúc di truyền là :
P : xAA : yAa : zaa (Với x+y+z=1)
Số thế hệ tự phối
1

Tỉ lệ mỗi kiểu gen trong quần thể

Aa
AA
aa

( 1 ) 1 .y

x+[y( 1 ) 1 ]:2

z+[y( 1 ) 1 ]:2

( 1 ) 2 .y

x +[y( 1 ) 2 ]:2

z +[y( 1 ) 2 ]:2

( 1 ) 3 .y

x +[y( 1 ) 3 ]:2

z +[y( 1 ) 3 ]:2







( 1 ) .y

x +[y( 1 ) n ]:2

z +[y( 1 ) n ]:2

2

2

2

2

3
.
n

2

2

2

n

2

2

2

2

2

2

Bảng 3.3: Sự biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể tự phối trong trường hợp
có cả cặp gen đồng hợp và dị hợp
1.3.3. Sự cân bằng trạng thái di truyền của quần thể giao phối
1.3.3.1. Khái niệm quần thể giao phối
Quần thể giao phối là một tập hợp các cá thể cùng loài trải qua nhiều thế
hệ cùng sinh sống trong khoảng không gian xác định, trong đó các cá thể giao
phối tự do với nhau và được cách ly ở mức độ nhất định với các nhóm cá thể lân
cận cũng thuộc loài đó.
1.3.3.2. Nội dung định luật Hardy-Weinberg.
Trong những điều kiện nhất định, trong lòng quần thể giao phối tần số tương
đối của các alen ở mỗi gen có khuynh hướng duy trì ổn định từ thế hệ này sang
thế hệ khác.

SVTH: Trần Thị Thúy

- 14 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

1.3.3.3. ý nghĩa của định luật

a. ý nghĩa.
- Về mặt lý luận:
Định luật tạo cơ sở để giải thích vì sao trong tự nhiên có những quần thể
duy trì trạng thái cân bằng di truyền ổn định qua một thời gian dài.
- Về mặt thực tiễn:
Dựa vào định luật; từ tỉ lệ kiểu hình trong quần thể có thể suy ra tỉ lệ các
KG và tần số tương đối của các alen trong quần thể. Ngược lại từ tần số tương đối
của các alen có thể dự đoán được tỉ lệ các KG và KH trong quần thể.

b. Hạn chế của định luật
Chúng ta không thể áp dụng để giải thích cho tất cả các quần thể trên thực
tế vì cấu trúc di truyền của quần thể trên thực tế thường xuyên bị thay đổi do các
yếu tố:
Khả năng sống sót và giá trị thích nghi của các giao tử; các thể đồng hợp
trội, lặn và thể dị hợp là khác nhau.
Tác động của đột biến và đặc biệt của chọn lọc tự nhiên thường xuyên
xảy ra trong quần thể loài làm cho tần số tương đối của các alen trong quần thể
luôn bị biến đổi.
1.3.3.4. Một số công thức thường được sử dụng khi giải bài tập về di truyền
quần thể và tiến hóa nhỏ.

a. Công thức về sự tương quan giữa tần số tương đối của các alen và tần số
tương đối của các KG trong quần thể.
Trong quần thể giả sử xét một gen gồm 2 alen A và a sự tương hợp giữa hai
alen này tạo cho quần thể có 3 KG AA ;Aa và aa
Gọi x là tần số tương đối của KG AA .

SVTH: Trần Thị Thúy

- 15 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

Gọi y là tần số tương đối của KG Aa.
Gọi z là tần số tương đối của KG aa .
Với x+y+z=1. Và x,y,z >0
Suy ra tỉ lệ KG của quần thể là : xA;

y
y
A; a ;za.
2
2

Tần số tương đối của alen A bằng số giao tử mang alen A và tần số tương
đối của alen a bằng số giao tử mang alen a trong quần thể.
Gọi p là tần số tương đối của alen A
Gọi q là tần số tương đối của alen a
P=x+

y
y
; q=z+ ; với p+q=1.
2
2

b. Công thức và cấu trúc di truyền của quần thể giao phối ở trạng thái cân

bằng di truyền.
Với p, q lần lượt là tần số tương đối của các alen A và a. Suy ra ta có cấu
trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng như sau:

p 2 AA : 2pqAa : q 2 aa
p 1 q
Do p + q = 1 ta suy ra
q 1 p
Do đó cấu trúc di truyền của quần thể cân bằng còn được xác định bởi:

p 2 AA : 2p(1p)Aa : (1 p ) 2 aa.


(1 q ) 2 AA : 2q(1q)Aa : q 2 aa.

SVTH: Trần Thị Thúy

- 16 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

c. Trường hợp 1 locus có số alen > 2 thì tần số tương đối của mỗi alen
được xác định bởi công thức.

1 K
Pi hii hij
2 j 1

Trong đó P i : Là tần số tương đối của alen thứ i
h ii : Là tần số tương đối của KG đồng hợp gồm 2 alen thứ i
h ij : Là tần số tương đối của các KG dị hợp gồm 2 alen thứ i và thứ j
K: Là số alen của locus đó
i,j = 1,2,3,.,k ; với i j.

d. áp lực đột biến .
Tại vị trí cân bằng, tần số tương đối của các alen được tính bởi công thức
sau:

v
u
p=
u v ; q= v u ;

pu qv


p

q

1




Trong đó : u tốc độ đột biến theo chiều thuận.
v tốc độ đột biến theo chiều nghịch
p tần số tương đối của alen trội tại vị trí cân bằng

q tần số tương đối của alen lặn tại vị trí cân bằng
* Trường hợp xảy ra cả đột biến thuận và nghịch
u v

Nếu u 0 thì trạng thái cân bằng của các alen không thay đổi
v 0

SVTH: Trần Thị Thúy

- 17 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

Nếu v = 0; u > 0 thì các alen trội có thể do áp lực đột biến mà cuối cùng
bị loại khỏi quần thể, tần số P n của alen trội sau (n) đời so với tần số P 0 khởi đầu
là:

pn po (1 n) n .
e. áp lực chọn lọc.
Hệ số chọn lọc S phản ánh cường độ chọn lọc, đào thải những KG không
có lợi kém thích nghi. Nếu 1 gen nào đó có hệ số chọn lọc S thì giá trị thích nghi
tương ứng của nó là :W = 1S.
Với S=1 thì tần số tương đối của alen lặn sau (n) thế hệ được xây dựng dựa
vào tần số tương đối của alen ở thế hệ khởi đầu như sau:

qn

SVTH: Trần Thị Thúy

- 18 -

q
1 nq

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1. Đối tượng nghiên cứu.
Bài tập về phần di truyền học quần thể và tiến hóa nhỏ trong chương
trình di truyền ở THPT.
Nghiên cứu và đánh giá sự nhận thức,khả năng phân loại và giải bài tập
di truyền của HS THPT.
Khảo nghiệm trên các em HS lớp 12A1;12A2;12A3;12A4;12A5 trường
THPT Trực Ninh A ( Trực NinhNam Định ).

2.2. Phương pháp nghiên cứu
Thu thập và tham khảo tài kiệu phần truyền học quần thể và tiến hóa nhỏ
: Giáo trình di truyền học các trường ĐHSP, các sách nâng cao biên soạn cho
khối THPT về di truyền học
Trao đổi với các giảng viên giảng dạy ở đại học và các giáo viên có kinh
nghiệm ở trường phổ thông
Nghiên cứu bằng thực nghiệm thông qua hệ thống phiếu kiểm tra, bài
kiểm tra tự luận gồm 6 bài tập về phần di truyền học quần thể và tiến hóa nhỏ

(90) phù hợp với khả năng của học sinh THPT.
Kiểm tra khả năng nhận thức về bài tập, khả năng phân dạng và giải bài
tập của các em HS. Từ đó phát hiện ra các lỗi sai thường gặp khi giải các bài tập
đó.

SVTH: Trần Thị Thúy

- 19 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

Chương 3: kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1. Kết quả thực nghiệm
Chúng tôi đã soạn 6 bài tập về di truyền học quần thể và tiến hóa nhỏ để
kiểm tra trực tiếp trên các lớp 12A1;12A2;12A3;12A4;12A5 trường THPT Trực
Ninh A (Trực Ninh Nam Định).
Yêu cầu của đề kiểm tra là:
+ Xác định dạng bài tập đó thuộc dạng nào của truyền học quần thể và tiến
hóa nhỏ
+ Trình bày cách giải hợp lý nhất
Bài 1:
1, Một quần thể ruộng lúa có 100% cây có KG AA quy định hạt dài. Hỏi
sau 5 vụ gieo cấy liên tiếp thì quần thể có cấu trúc di truyền như thế nào trong
điều kiện không có đột biến và áp lực chọn lọc.
2, Cho biết quần thể I có cấu trúc di truyền: 10AA : 54Aa : 16aa.
Xác định cấu trúc di truyền của quần thể sau 4 thế hệ tự phối.

Bài giải
Bài tập thuộc dạng về sự phân bố KG trong quần thể tự phối trong điều
kiện không có áp lực chọn lọc, không có đột biến.
1, Trong quần thể ruộng lúa là tự thụ phấn có KG 100% AA quy định hạt
dài.
Tỉ lệ KG không thay đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác hay cấu trúc di

truyền của quần thể tự phối này không đổi.

SVTH: Trần Thị Thúy

- 20 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

Vậy cấu trúc di truyền của quần thể là:
P : 100%AA
F 5 : 100%AA.
2,* Cấu trúc di truyền của quần thể khởi đầu
Tỉ lệ KG AA =

10
10

0,125 12,5%
10 54 16 80

Tỉ lệ KG Aa =

54
0, 675 67, 5%
80

Tỉ lệ KG aa =

16
0, 2 20%
80

Cấu trúc di truyền của quần thể khởi đầu là: 12,5% AA:67,5%

Aa:20%aa.
* Tỉ lệ mỗi loại KG ở thế hệ thứ (n)
áp dụng công thức với n=4 ta có:
4

1
Tỉ lệ KG : Aa ở thế hệ thứ 4 là: = 67,5%. =4,21875%
2
4

1
67,5% 67,5%.
2
AA ở thế hệ thứ 4 là: = 12,5% +
=50,14%
2

4

1
67,5% 67,5%.
2
Aa ở thế hệ thứ 4 là : = 20% +
=51,64%
2
Cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ thứ 4 là:

F4: 50,14%AA : 4,22%Aa :51,64%aa.

SVTH: Trần Thị Thúy

- 21 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

Bài 2:
Trong một huyện có 84000 người. Qua thống kê người ta gặp 210 người bị
bạch tạng. Gọi gen b quy định bạch tạng, gen B quy định bình thường. Tính số
lượng mỗi loại gen B, b trong số dân của huyện trên.
Bài giải
+ Bài tập thuộc dạng phân bố KG trong quần thể giao phối trong điều kiện
không có đột biến và áp lực chọn lọc.
+ Tỉ lệ người mắc bệnh bạch tạng trong huyện là:
210

0, 0025
84000

Tần số giao tử mang gen b là:
q 2 bb = 0,0025 qb = 0,05
Vậy tần số giao tử mang gen B là:
pB = 1 qb = 1 0,05 = 0,95
Tổng số gen có trong quần thể là:
2.84000 = 168000
Số lượng gen B = 0,95.168000 = 159600

Số lượng gen b = 0,05.168000 = 8400
Bài 3:
Giả sử quần thể ban đầu có cấu trúc di truyền như sau: 0,5AA : 0,4Aa :
0,1aa.
Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ F 7 ? Biết rằng quần thể
giao phối tự do; ngẫu nhiên, không có đột biến, áp lực chọn lọc.
Bài giải
Bài tập thuộc dạng xác định phân bố KG trong quần thể giao phối trong
điều kiện không có đột biến áp lực chọn lọc.

SVTH: Trần Thị Thúy

- 22 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

Cho tỉ lệ KG xác định tỉ lệ các loại KG ở F n .
1, Gọi tần số các alen A, a tương ứng là p và q (p, q > 0; p + q =1)
p A = 0,5 +

0, 4
0, 7
2

0, 4
0,3
q a = 0,1 +
2
+ Tần số phân bố KG qua từng thế hệ:
Theo định luật HardyWeinberg thì cấu trúc di truyền của quần thể là:
p 2 AA : 2pqAa : q 2 aa
Cấu trúc di truyền của quần thể đã cho qua 1 thế hệ ngẫu phối là:

0,7 2 AA : 2.0,7.0,3Aa : 0,3 2 aa
o,49AA : 0,42Aa : 0,09aa.

Vậy ở F 1 có : p 1 = 0,49 +

0, 42
= 0,7
2

q 1 = 0,09 +

0, 42
= 0,3

2

F 2 : 0,7 2 AA : 2.0,7.0,3Aa : 0,3 2 aa
o,49AA : 0,42Aa : 0,09aa.

Như vậy ta thấy ở thế hệ thứ nhất (F 1 ) quần thể đã đạt trạng thái cân bằng.
Do đó ở các thế hệ sau quần thể có cấu trúc di truyền không đổi và giống với F 1 .
F 7 : o,49AA : 0,42Aa : 0,09aa.

Bài 4:
Điều tra dân số một huyện cho thấy trong 10000 dân có tỉ lệ nam:nữ =1:1;
có 50 người nam bị bệnh máu khó đông biết rằng gen A quy định tính trạng bình
thường, cặp gen Aa nằm trên NST X quy định gây bệnh và không có alen tương
ứng trên Y. Cho rằng đó là một quần thể cân bằng.

SVTH: Trần Thị Thúy

- 23 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

1, Xác định cấu trúc di truyền của quần thể .
2, Tỉ lệ người bị bệnh trong cả quần thể là bao nhiêu
Bài giải
Dạng bài gen liên kết với NST giới tính.
50
0, 01 1%

5000

1, Tỉ lệ số người nam bị bệnh máu khó đông là :
* Tần số tương đối của các alen:
Gọi p là tần số tương đối của alen A của nữ
q là tần số tương đối của alen a của nữ
(p, q >0; p+q=1)
Ta có : Người nam bị bệnh có KG: X a Y
q.

1
= 0,01 q = 0,02
2

p =1 q = 1 0,02 = 0,98

Vậy tỉ lệ KG của nữ là:
0,98 2 X a X a : 2(0,98.0,02) X a X a : (0,02)

2

Xa Xa

Tỉ lệ người mắc bệnh ở nam là 0,01
Vậy tỉ lệ KG của nam là: 0,99 X a Y : 0,01 X a Y.
Vậy cấu trúc di truyền của quần thể người về gen quy định bệnh máu khó
đông là :
Nam : 0,99 X a Y : 0,01 X a Y
Nữ

: 0,9664 X a X a : 0,0392 X a X a : 0,0004 X a X a .

2, Số người nữ mắc bệnh là : 0,0004.5000 = 2
Vậy tỉ lệ người bị bệnh trong cả quần thể là:

2 50
0, 0052 0,52%
10000

SVTH: Trần Thị Thúy

- 24 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại


Khóa luận tốt nghiệp

Bài 5
ở loài thực vật, 2 dãy alen tồn tại trên 2 cặp NST tương đồng khác nhau :
Dãy 1 quy định tính trạng bất thụ gồm 5 alen
Dãy 2 quy định tính trạng chiều cao thân gồm 4 alen
Xác định số KG có thể có của quần thể ?
Bài giải
Dạng bài tập một locus có nhiều alen (dãy alen trong quần thể )
1,Gọi các alen trong dãy 1 thứ tự là C 1 ; C 2 ; C 3 ; C 4 ; C 5
Gọi các alen trong dãy 2 thứ tự là D 1 ; D 2 ; D 3 ; D 4
+ Kiểu gen của mỗi dãy:
+ Kiểu gen của dãy 1 là: C 1 C 1 ; C 1 C 2 ; C 1 C 3 ; C 1 C 4 ; C 1 C 5
C2 C2 ; C2 C3; C2 C4 ; C2 C5

(1)

C3C3; C3C4 ; C3C5
C4 C4 ; C4 C5
C5C5
+ Kiểu gen của dãy 2 là: D 1 D 1 ; D 1 D 2 ; D 1 D 3 ; D 1 D 4
D2 D2 ; D2 D3; D2 D4

(2)

D3D3; D3D4
D4 D4
Vì sự di truyền của 2 dãy alen độc lập với nhau nên theo quy luật tổ hợp tự
do, ngẫu nhiên ta có số KG trong quần thể là :
(1)x(2) = 15x10 = 150

SVTH: Trần Thị Thúy

- 25 -

GVHD: Nguyễn Văn Lại