S GIO DC V O TO LO CAI
TRNG TRUNG HC PH THễNG S 1 SI MA CAI
Sáng kiến kinh nghiệm
Ph-ơng pháp giải một số dạng bài tập di truyền học quần thể
Họ và tên: Phan Trọng Kh-ơng
Tổ: Sinh -Hóa - Địa - TD - QPAN
Tr-ờng: THPT số 1 Si Ma Cai
Si Ma Cai, tháng 03 năm 2014
PHẦN THỨ NHẤT. MỞ ĐẦU
I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong chương trình sinh học 12, phần bài tập di truyền học quần thể là rất khó
đối với học sinh. Trong sách giáo khoa chỉ trang bị kiến thức lí thuyết mà không
trang bị kiến thức về phương pháp giải bài tập. Học sinh gần như không có thời
gian để rèn luyện về cách giải bài tập mảng di truyền học quần thể.
Bên cạnh thực tế đó, những năm gần đây phần bài tập di truyền quần thể
lại rất phổ biến trong các đề thi tốt nghiệp THPT, thi đại học, thi học sinh giỏi,
…Khi va chạm với dạng bài tập này, các học sinh gặp rất nhiều khó khăn, lúng
túng. Riêng với đối tượng học sinh các trường đại trà, trường vùng sâu, vùng xa,
… phần lớn học sinh có học lực trung bình, yếu thì việc giảng dạy, truyền đạt
của giáo viên trở nên khó khăn vất vả vô cùng mà hiệu quả đạt được vẫn chưa
cao. Nhiều học sinh vận dụng lí thuyết để giải bài tập một cách mơ hồ, lúng
túng, không có cơ sở khoa học.
Để làm rõ cơ sở lí thuyết vận dụng trong phương pháp giải bài tập và những
điểm cần lưu ý giúp học sinh dễ hiểu từ đó tự tin hơn trong quá trình làm bài tôi
mạnh dạn đề xuất“ phương pháp giải một số dạng bài tập phần di truyền học
quần thể”cho đối tượng học sinh trung bình, yếu ở trường THPT Mặc dù đã có rất
nhiều cố gắng nhưng chắc chắn có nhiều thiếu sót, rất mong nhận được ý kiến góp
ý của các đồng nghiệp.
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Dạy th theo nội dung đề xuất của đề tài, điều chỉnh, bổ sung những
thiếu sót.
- Sơ bộ đánh giá kết quả đề tài c ng như tính khả thi của đề tài trong việc
giảng dạy các giờ bài tập sinh học ở trường phổ thông.
III. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU
- Học sinh trường THPT Số 1 Si Ma Cai: hai lớp Khối 12 ban cơ bản.
- Đặc điểm các lớp có số học sinh gần b ng nhau, ý thức học tập tốt, khả
năng nhận thức ở mức trung bình yếu nhiều.
Trong đó:
+ Chọn ngẫu nhiên lớp 12 4 là lớp thực nghiệm.
+ Chọn ngẫu nhiên lớp 12 3 là lớp đối chứng.
IV. GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Chương III: Di truyền học quần thể, sinh học 12 Ban cơ bản
V. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Thăm dò tình hình học sinh sau các giờ dạy để điều chỉnh kịp thời những
thiếu sót.
- Kiểm tra chất lượng học sinh thông qua các bài kiểm tra.
VI. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2
- Chọn đối tượng thực nghiệm và đối tượng đối chứng ngẫu nhiên trong
số các lớp trực tiếp tham gia giảng dạy .
- Triển khai dạy th ở các lớp thực nghiệm theo nội dung đề xuất của đề tài.
- Trao đổi cùng đồng nghiệp, dạy th trên các đối tượng là học sinh của
các đồng nghiệp .
- Trao đổi cùng động nghiệp, rút kinh nghiệm, bổ sung kiến thức.
VII. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
- Năm học 2013 – 2014
3
PHẦN THỨ HAI. NỘI DUNG
Chƣơng I. CƠ SỞ LÍ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
1. Các đặc trƣng di truyền của quần thể
- Mỗi quần thể là một cộng đồng có một lịch s phát triển chung, có thành
phần kiểu gen đặc trưng và tương đối ổn định. Về mặt di truyền học, người ta
phân biệt quần thể tự phối và quần thể giao phối.
- Quần thể là một tập hợp cá thể cùng loài, chung sống trong một khoảng
không gian xác định, trải qua thời gian nhất định, giao phối với nhau sinh ra thế
hệ sau (quần thể giao phối) và được cách ly ở một mức độ nhất định với các
nhóm cá thể lân cận c ng thuộc loài đó.
- Mỗi quần thể được đặc trưng với một vốn gen nhất định. Vốn gen là toàn bộ
các alen có trong quần thể ở một thời điểm xác định. Các đặc điểm của vốn gen
được thể hiện qua tần số alen và tần số kiểu gen của quần thể mỗi quần thể được
đặc trưng bơi tần số tương đối của các alen và các kiểu gen.
- Tần số tương đối của một alen của một gen nào đó được tính b ng tỉ lệ
giữa số lượng alen đó trên tổng số alen của các loại alen khác nhau của gen đó
trong quần thể lại một thời điểm xác định.
- Tần số của một kiểu gen là tỉ số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể
trong quần thể.
- Phương pháp tính tần số tương đối của các alen:
Vận dụng các công thức:
* p = d + h/2
* q= r + h/2
*p+q=1
- Trong trường hợp tính trội hoàn toàn và quần thể ở trạng thái cân b ng
di truyền thì căn bậc hai tỉ lệ kiểu hình đồng hợp lặn được giá trị của q, từ đó
tính p = 1-q
- Với:
* p: tần số tương đối alen A
* q: tần số tương đối alen a
* d: tỷ lệ kiểu gen AA
* h: tỷ lệ kiểu gen Aa
* r: tỷ lệ kiểu gen aa
2. Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối và quần thể giao phối gần
2.1. Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối và giao phối gần
+ Quần thể tự phối điển hình là các quần thể thực vật tự thụ phấn, động
vật lưỡng tính tự thụ tinh.
+ Quá trình tự phối làm cho quần thể dần dần bị phân thành những dòng
thuần có kiểu gen khác nhau và sự chọn lọc trong dòng không có hiệu quả.
+ Trong quá trình tự thụ phấn hay giao phối gần liên tiếp qua nhiều thế
hệ, tần số tương đối của các alen không thay đổi nhưng tần số tương đối các kiểu
4
gen hay cấu trúc di truyền của quần thể thay đổi theo hướng giảm dần tỉ lệ dị
hợp t và tăng dần tỉ lệ đồng hợp.
+ Thí dụ xét 1 cặp gen dị hợp a sau thế hệ thứ nhất tự thụ phấn, tỉ lệ dị
hợp còn lại ½, đồng hợp trội và đồng hợp lặn mỗi loại chiếm ¼. Sau n thế hệ tự
thụ phấn liên tục, cây dị hợp
1
2
a sẽ còn ( ) n , đồng hợp trội và đồng hợp t lặn
1
2
b ng 1 - ( ) n
2.2. Đặc điểm di truyền của quần thể tự phối và giao phối gần
- Trải qua nhiều thế hệ tự phối các gen ở trạng thái dị hợp t chuyển dần
sang trạng thái đồng hợp, làm tăng thể đồng hợp, giảm thế dị hợp, triệt tiêu ưu
thế lai, sức sống giảm.
- Trong các thế hệ con cháu của một cây tự thụ phấn liên tục sự chọn lọc
không mang lại hiệu quả.
3. Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối
- Ở các loài giao phối, quần thể là một nhóm cá thể cùng loài, trải qua
nhiều thế hệ đã cùng chung sống trong khoảng không gian xác định, trong đó có
các cá thể giao phối tự do với nhau và được cách li ở mức độ nhất định với các
nhóm cá thể lân cận c ng thuộc loài đó.
- Định luật Hacđi – vanbec: Trong những điều kiện nhất định thì trong
lòng một quần thể giao phối, tần số tương đối các alen của mỗi gen có khuynh
hướng duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác.
- Điều kiện nghiệm đúng định luật Hacđi – Vanbec:
+ Phải là quần thể giao phối tự do.
+ Số lượng cá thể trong quần thể phải lớn và không xuất hiện biến động di truyền.
+ Giá trị thích nghi của các kiểu gen khác nhau ( , a, aa) xem như giống nhau.
+ Không có áp lực của đột biến c ng như không có sự di nhập các đột
biến từ quần thể khác.
- Ý nghĩa định luật Hacđi – Vanbec:
+ Về lí luận: Định luật giải thích vì sao trong thiên nhiên có các quần thể
được ổn định trong thời gian dài.
+ Về thực tiễn: Từ tần số tương đối các alen đã biết, ta có thể dự đoán
kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình của quần thể. Biết tần số kiểu hình ta xác định được tần
số tương đối của các alen và tỉ lệ các kiểu gen.
- Các nhân tố làm biến đổi thành phần kiểu gen của quần thể gồm: quá
trình đột biến, phát tán đột biến, sự di nhập gen, quá trình chọn lọc tự nhiên và
quá trình cách li.
Chƣơng II. CƠ SỞ THỰC TIỄN
+ Ở trong chưng trình Sinh học 12, chương III di truyền học quần thể chỉ
đề cập về mặt lí thuyết còn bài tập không có, sách bài tập có rất ít bài tập về
phần này.
5
+ Nếu giáo viên dạy theo sách giáo khoa và hướng dẫn của sách giáo viên
( giáo viên không mở rộng) thì học sinh khó có thể làm được một bài tập về
phần quần thể đặc biệt là những bài tập khó, bài tập nâng cao.
+ Trong thi tốt nghiệp, cao đẳng, đại học hầu hết các đề thi nội dung phần
này lại chiếm tỉ lệ nhiều, đều dưới dạng bài tập, nhiều bài tập thậm chí rất khó.
Nếu ở lớp giáo viên không có cách dạy riêng cho học sinh của mình thì khó mà
học sinh có được điểm của phần thi này.
+ Với những thực tiễn ở trên để làm đúng và nhanh nhất những câu bài tập
quần thể học sinh có phương pháp giải nhanh. Vậy làm thế nào để giải nhanh.
- Nắm được dạng toán.
- Thuộc công thức, các hệ số.
- Thế và tính thật nhanh
+ Làm thế nào để học sinh có được kỹ năng ở trên. Trừ những học sinh có
khả năng tự học tự nghiên cứu còn đa số các học sinh phải nhờ thầy cô giáo mới
có được kỹ năng đó. Với những thực tế đó đỏi hỏi giáo viên có những phương
pháp nghiên cứu nhất định. Tôi đã thành lập công thức và đưa ra “ phương
pháp giải một số dạng bài tập phần di truyền học quần thể” ở sinh học 12 Ban
cơ bản để giúp các em dễ dàng làm được các bài tập ở phần này.
Chƣơng III. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
1. Một số phƣơng pháp giải bài tập quần thể tự phối
- Nếu:
+ Gọi d là thể đồng hợp trội ( )
+ Gọi h là thể dị hợp ( a)
+ Gọi r là thể đồng hợp lặn (aa)
+ Gọi n là số thế hệ tự phối; ( với d + h + r = 1)
1.1. Dạng thứ nhất: Quần thể ban đầu chỉ có 1 kiểu gen
* Nếu quần thể ban đầu chỉ có 1 kiểu gen thì có 3 loại:
- Loại kiểu gen
: Khi tự thụ phấn cho ra dòng thuần chủng trội
- Loại kiểu gen aa: Khi tự thụ phấn cho ra dòng thuần chủng lặn
- Loại kiểu gen a:
+ Nếu quần thể tự phối ban đầu chỉ có 1 kiểu gen dị hợp thì:
1
2
Tỉ lệ dị hợp = ( ) n
1
2
Tỉ lệ đồng hợp = 1 - ( ) n
( n: là số thế hệ tự phối)
* Bài toán: Ở một quần thể thực vật tại thế hệ P0 có 100% thể dị hợp về kiểu
gen a nếu bắt buộc tự thụ phấn qua 3 thế hệ thì có tỉ lệ thể dị hợp và thể đồng
hợp là bao nhiêu?
Giải:
Áp dụng công thức:
1
2
Tỉ lệ dị hợp = ( ) n
6
1
2
Tỉ lệ đồng hợp = 1 - ( ) n
( n: là số thế hệ tự phối)
Vậy tỉ lệ thể đồng hợp, thể dị hợp ở các thế hệ theo bảng sau:
Tỉ lệ
Thế hệ
P0
P1
P2
P3
Tỉ lệ % thể dị hợp ( a)
Tỉ lệ % thể đồng hợp (AA+aa)
1
( ) 0 .100% = 100%
2
1
( )1 .100% = 50%
2
1
( ) 2 .100%= 25%
2
1
( ) 3 .100% = 12,5%
2
0%
1 1
1 ( 2 ) .100% = 50%
1 2
1
(
) .100% = 75%
2
1 3
1 ( 2 ) .100% = 87,5%
1.2. Dạng thứ hai: Quần thể ban đầu có kiểu gen AA và Aa hoặc AA ; Aa ;
aa hoặc Aa và aa thì ta đa về dạng tổng quát: dAA : hAa : raa ( với d + h + r
= 1; n: là số thế hệ tự phối )
Ta có:
1
2
Tỉ lệ thể dị hợp ( a) = ( )n h
n
1
1
Tỉ lệ thể đồng hợp (AA) = d 2 h
2
n
1
1
Tỉ lệ thể đồng hợp (aa) = r 2 h
2
a. Bài toán 1: Ở một quần thể thực vật có số lượng cá thể với tỉ lệ tỉ lệ thể đồng
hợp trội( ) chiếm 50% ,tỉ lệ thể dị hợp ( a) chiếm 50% . nếu bắt buộc tự thụ
phấn qua 3 thế hệ thì có tỉ lệ thể dị hợp và thể đồng hợp trội, thể đồng hợp lặn là
bao nhiêu?
Giải:
1
2
1
1
2
2
n
1
1
1
50% ( ) 3 .50%
2
- Tỉ lệ thể đồng hợp ( ) = d 2 h = 50% +
= 71,75%
2
2
n
1
1
1
50 ( ) 3 .50%
2
- Tỉ lệ thể đồng hợp (aa) = r 2 h = 0% +
= 21,875%
2
2
- Tỉ lệ thể dị hợp ( a) = ( )n h = ( )3 .h ( )3 .50% 6, 25%
b. Bài toán 2: Một quần thể động vật có 70% là thể dị hợp ( a), 20% là thể
đồng hợp lặn (aa). Nếu cho tự thụ phấn qua 5 thế hệ thì tỉ lệ % thể đồng hợp trội,
thể đồng hợp lặn, thể dị hợp là bao nhiêu?
7
Giải:
n
1
1
1
70% ( ) 5 .70%
2
- Thể đồng hợp trội ( ) = d 2 h = 0 7
33,90625%
2
2
1
1
1
- Thể dị hợp ( a) = ( )n h = ( )5 . y ( )5 .70% 2,1875%
2
2
2
n
1
1
1
70% ( ) 5 .70%
2
- Thể đồng hợp lặn (aa) = r 2 h = 30% +
63,90625%
2
2
c. Bài toán 3: Một quần thể thực vật ở thế hệ ban đầu có 25% kiểu gen
,
50% kiểu gen a, 25% kiểu gen aa. Nếu cho tự thụ phấn bắt buộc qua 3 thế hệ
thì tỉ lệ % thể đồng hợp trội, thể đồng hợp lặn, thể dị hợp là bao nhiêu ?
Giải:
n
1
1
1
50% ( ) 3 .50%
2
- Thể đồng hợp trội ( ) = d 2 h = 25% +
= 46,875%
2
2
1
1
- Thể dị hợp ( a) = ( )n h = ( )3 .50% 6,25%
2
2
n
1
1
1
50% ( ) 3 .50%
2
- Thể đồng hợp lặn (aa) = r 2 h = 25% +
46,875%
2
2
2. Một số phƣơng pháp giải bài tập quần thể ngẫu phối
2.1. Dạng thứ nhất: Biết cấu trúc di truyền của quần thể, xác định tần số các Alen
* Ta cần lƣu ý một số vấn đề:
+ Thuật ngữ cấu trúc di truyền tần số kiểu gen tỉ lệ các kiểu gen trong quần thể.
+ Tần số các alen tỉ lệ giao t đực, cái mang gen khác nhau trong quần thể.
* Xét 1 gen có hai alen (A, a):
+ Gọi: p( ): tần số tương đối của alen .
q(a): Tần số tương đối của alen a.
+ Sự tổ hợp của hai alen có tần số tương đối trên hình thành quần thể có
cấu trúc di truyền như sau?
Đực
p(A)
q(a)
p2(AA)
Pq(Aa)
Pq(Aa)
q2(aa)
Cái
p(A)
q(a)
cấu trúc di truyền của quần thể: p2(AA) + 2Pq(Aa) + q2(AA) = 1
Do vậy p(A) = p2 + pq; q(a) = q2 + pq
a. Hai alen nằm trên NST thƣờng
a.1.Trƣờng hợp trội hoàn toàn:
Ví dụ: A là trội hoàn toàn so với a.
8
Bài toán 1: Xác định tần số tương đối của các alen , a cho biết cấu trúc di
truyền của mỗi quần thể như sau:
a. Quần thể 1: 0,64
+ 0,32 a + 0,04 aa = 1
b. Quần thể 2: 0,91
+ 0,18 a + 0,01 aa = 1
c. Quần thể 3: 0,49
+ 0,42 a + 0,09 aa = 1
Giải:
a. Gọi p( ): tần số tương đối của alen .
q(a) : Tần số tương đối của alen a.
Ta có: p(A) + q(a) = 1
p(A) = 0,64 + (0,32 : 2) = 0,8
q(a) = 1 – 0,8 = 0,2
b. Tương tự, ta suy ra p( ) = 0,9 ; q(a) = 0,1.
c. Tương tự, ta suy ra p( ) = 0,7 ; q(a) = 0,3.
a.2. Trƣờng hợp trội không hoàn toàn: Dạng này chỉ cần biết tỉ lệ kiểu hình
thì ta biết được tỉ lệ kiểu gen, khi tính tần số ta áp dụng công thức trên.
Ví dụ: Ở bò, kiểu gen
quy định bò lông đen, aa quy định bò lông
trắng, a quy định bò lông lang trắng đen.
Một quần thể bò gồm 108 con lông đen, 48 con lông trắng, 144 con lông lang
trắng đen. Tính tần số alen và a của quần thể bò nói trên.
Giải:
Cấu trúc di truyền của quần thể bò nói trên là:
P : 108 AA : 144Aa : 48 aa= 300
0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa= 1.
Áp dụng công thức: p(A) = 2D R 2 x0,36 0,48 0,6
2
2
2 H R 2 x0,16 0,48
q(a) =
0,4
2N
2
b. Hai alen nằm trên NST giới tính
b.1. Trƣờng hợp trội lặn hoàn toàn
Ở đa số các loài động vật, con đực đều là giao t chỉ mang 1 alen trên
NST X đã biểu hiện thành tính trạng. Do đó, chỉ căn cứ trên số cá thể cái trong
quần thể để tính tấn số các alen (với điều kiện tần số của các alen ở 2 giới đực
cái như nhau ).
Ví dụ: Ở ruồi giấm, quy định mắt đỏ trội hoàn toàn so với a quy định
mắt trắng, gen chỉ liên kết với NST giới tính X, không có alen trên Y. Một quần
thể ruồi giấm có: 250 con đực mắt trắng, 250 con đực mắt đỏ, 250 con cái mắt
đỏ thuần chủng, 250 con cái mắt đỏ dị hợp. Tìm tần số alen của quần thể trên..
Giải:
Theo giả thiết ta có:
- 250 con đực mắt trắng có kiểu gen: XaY có 250 Xa
- 250 con đực mắt đỏ có kiểu gen: XAY có 250 XA
- 250 con cái mắt đỏ thuần chủng có kiểu gen: XAXA có 500 XA
- 250 con cái mắt đỏ dị hợp có kiểu gen: XAXa có 250 XA và 250 Xa
Vậy tổng số alen của quần thể là: 500 alen Xa + 1000 alen XA = 1500
Tần số alen a của quần thể là: 500/1500 = 0,03
9
Tần số alen của quần thể là: 1000/1500 = 0,67
b.2. Trƣờng hợp trội không hoàn toàn
Trường hợp này thường có nhiều kiểu gen và kiểu hình vì một số gen chỉ
liên kết trên NST giới tính X không có alen trên Y nên con đực chỉ cần 1 alen đã
biểu hiện thành kiểu hình.
Ví dụ: Ở loài mèo nhà, cặp D, d quy định màu lông n m trên NST giới
tính X (DD: lông đen; Dd: tam thể; dd: lông vàng ). Trong 1 quần thể mèo ở
LuânĐôn người ta ghi được số liệu về các kiểu hình như sau:
Loại
Mèo đực
Mèo cái
Đen
311
277
Vàng
42
7
Tam thể
0
54
Tổng số
353
338
Tính tần số alen trong điều kiện cân b ng?
Giải:
D
Quy ước gen: Mèo đực: X Y: lông đen
XdY: lông vàng
Mèo cái: XDXD: lông đen
XDXd: tam thể
XdXd: lông vàng
Gọi p là tần số của alen D; q là tần số của alen d:
p=
2 x Số mèo cái đen + Số mèo cái tam thể + Số mèo đực đen
2 x Số mèo cái + Số mèo đực
P = 2x Số mèo cái vàng + Số mèo cái tam thể + Số mèo đực vàng
2 x Số mèo cái + Số mèo đực
Tổng số alen D trong kiểu gen của mèo cái đen và mèo đực đen:
311 + 2(227) + 54 = 919
Tổng số alen trong quần thể: 353 + 2(338)= 1029
Tần số của alen D: 919 : 1029 = 0,893
Tần số của alen d: 1-0,893 = 0,107.
* Xét 1 gen có ba alen: (gen quy định các nhóm máu hệ O, , B có alen IA, IB, Io)
+ Gọi p(IA): Tần số tương đối của alen IA.
q(IB): Tần số tương đối của alen IB
r(Io): Tần số tương đối của alen Io
p(IA) + q(IB) + r (Io) = 1.
+ Sự tổ hợp của 3 alen với tần số tương đối nói trên theo bảng sau:
Đực
p(IA)
q(IB)
r(IO)
p2 (IAIA)
pq(IAIB)
pr (IAIO)
pq(IAIB)
q2 (IBIB)
qr (IBIO)
pr (IAIO)
qr (IBIO)
r2 (IOIO)
Cái
p(IA)
q(IB)
r(IO)
10
Cách giải:
+ Từ tỉ lệ kiểu hình lặn xuất hiện ở F sau. Ta suy ra tần số tương đối của alen lặn trước.
+ Sau đó dựa vào tỉ lệ kiểu hình nào có liên quan đến alen lặn nói trên để lập
phương trình bậc hai rồi giải phương trình để tìm nghiệm hợp lí.
+ Sau cùng ta suy ra tần số tương đối của alen thứ ba.
Bài toán 1: Khi khảo sát về hệ nhóm máu O, , B của một quần thể người tại
một thành phố có 14500 dân, trong đó có 3480 người máu ; 5057 người máu
B; 5800 người máu B; có 145 người máu O.
a. Xác định tần số tương đối các alen quy định nhóm máu và cấu trúc di truyền
của quần thể.
b. Có bao nhiêu người có máu đồng hợp?
Giải:
a. Tỉ lệ các nhóm máu:
Nhóm A = 0,24
Nhóm AB = 0,4
Nhóm B = 0,35
Nhóm O = 0,01
+ Gọi p:tần số tương đối alen IA
q: tần số tương đối alen IB
r: Tần số tương đối alen Io p +q + r = 1 (*)
Nhóm máu
A
B
AB
0
Kiểu gen
I^I^ + I^Io
IBIB + IBIo
IAIB
Io Io
Tần số kiểu hình p2 + 2pr = 0,24 q2 + 2qr = 2pq = 0,4
r2 = 0,01
0,35
2
2
+ Ta có : r = 0,01 = (0,1)
r = 0,1
2
2
+ q + 2qr + r = 0,35 + 0,01 = 0,36 = (0,6)2
+ (q + r)2 = (0,6)2 q + r = 0,6 q = 0,6 – 0,1 = 0,5
Từ (*) p = 1 – (q + r) = 1 – (0,5 + 0,1) = 0,4
+ Cấu trúc di truyền của quần thể :
p2I^I^ + 2prI^I0 + q2IBIB + + 2qrIBI0 + 2pqIAIB + r2I0I0 = 1
0,16I^I^ + 0,08I^I0 + 0,25IBIB + 0,1IBIo + 0,4 IAIB + 0,01I0I0 = 1
b. Số lượng người máu đồng hợp :
14500 x 0,16 – 2320 người
Bài toán 2: Khi khảo sát về nhóm máu của một quần thể người có cấu trúc di
truyền sau: 0,25 (IAIA) + 0,20 (IAIo) + 0,09 (IBIB) + 0,12 (IBIo) + 0,30 (IAIB) +
0,04 (IoIo) = 1
Xác định tần số tương đối của các alen IA, IB, Io.
Giải:
A
A
+ Gọi : p(I ) : tần số tương đối alen I
q(IB): tần số tương đối alen IB
r(I0): tần số tương đối alen I0
p(IA) + q(IB) + r(I0) = 1
p(IA) = 0,25 + 0,2/2 +0,3/2 = 0,5
q(IB) = 0,09 + 0,2/2 +0,3/2 = 0,3
11
r(I0) = 1- (0,5 + 0,3) = 0,2
2.2. Biết tần số tƣơng đối các Alen, xác định cấu trúc di truyền của quần
thể, tỉ lệ kiểu hình. Chứng minh cấu trúc di truyền của quần thể đƣợc cân
bằng hay chƣa cân bằng di truyền
Cách giải:
+ Lập bảng tổ hợp giữa các giao t đực và cái theo tần số tương đối đã
cho ta suy ra kết quả về cấu trúc di truyền và tần số kiểu hình.
+ Trạng thái cân b ng của quần thể biểu hiện qua tương quan:
p2x q2 = (2pq/2)2
+ Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân b ng di truyền: cho ngẫu phối
đến lúc tần số tương đối các alen không đổi.
Bài toán1: Trong một quần thể giao phối, quy định quả ngọt, a quy định quả
chua. Viết cấu trúc di truyền của quần thể, xác định tỉ lệ kiểu hình và cho biết
trạng thái cân b ng di truyền của mỗi quần thể trong các trường hợp sau:
a. Quần thể 1 có tần số tương đối của alen = 0,9; a = 0,1.
b. Quần thể 2 có tần số tương đối của alen a = 0,2.
Giải:
a. P1: ♀ (p + qa) x (p + qa) ♂ F1-1 : p2 (AA) + 2pq (Aa) + q2 (aa) = 1
(0,9)2 AA + (2 x 0,9 x 0,1) Aa + (0,1)2 aa = 1
0,81 AA + 0,18 Aa + 0,01 aa = 1
Tỉ lệ kiểu hình của quần thể 1 : 99% cây quả ngọt : 1% cây quả chua.
* Cấu trúc di truyền của quần thể 1 đạt cân b ng di truyền vì :
(0,81) x (0,01) = (0,18 : 2)2 = 0,0081
b. Tương tự, ta có các đáp số :
+ Cấu trúc di truyền của quần thể 2 : 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04aa = 1
+ Tỉ lệ kiểu hình của quần thể 2 : 96% cây quả ngọt, 4% cây quả chua.
+ Quần thể 2 đạt trạng thái cân b ng di truyền.
Bài toán2: Lúc đạt trạng thái cân b ng di truyền, quần thể 1 có tần số tương đối
của alen = 0,6 ; quần thể 2 có tần số tương đối của alen a = 0,3. Quần thể nào
có tỉ lệ cá thể dị hợp t cao hơn và cao bao nhiêu % ?
Giải:
+ Xét quần thể 1 : tần số tương đối p( ) = 0,6 q(a) = 1 – 0,6 = 0,4
Cấu trúc di truyền của quần thể 1 : 0,36 AA + 0,48 Aa + 0,16 aa = 1.
+ Xét quần thể 2 : tần số tương đối q(a) = 0,3 p(A) = 1 – 0,3 = 0,7.
Cấu trúc di truyền quần thể 2 : 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa = 1.
Vậy tỉ lệ cá thể dị hợp t của quần thể 1 cao hơn quần thể 2 :
0,48 – 0,42 = 0,06 = 6%.
Bài toán 3: Cho hai quần thể giao phối có cấu trúc di truyền sau :
Quần thể 1 : 0,6 AA : 0,2Aa : 0,2aa.
Quần thể 2 : 0,0225 AA : 0,2550 Aa : 0,7225 aa.
a. Quần thể nào đạt trạng thái cân b ng di truyền.
b. Muốn quần thể chưa cân b ng di truyền (nếu có) đạt trạng thái cân b ng phải
có điều kiện gì ? Lúc đó cấu trúc di truyền của quần thể sẽ như thế nào ?
Giải:
a. Quần thể 1 chưa đạt cân b ng di truyền vì :
12
0,6. 0,2 ≠ (0,2 : 2)2
0,12 ≠ 0,01
Quần thể 2 đạt cân b ng di truyền vì :
0,0225 . 0,7225 = (0,225 : 2)2 = 0, 01625625.
c. + Muốn quần thể 1 đạt cân b ng di truyền ta cho ngẫu phối.
+ Tần số tương đối các alen của quần thể 1 : p(A) = 0,6 + (0,2 : 2) = 0,7.
q(a) = 1 – 0,7 = 0,3
+ Kết quả ngẫu phối : 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,99 aa = 1
+ Lúc đạt cân b ng di truyền, cấu trúc di truyền của quần thể 1 như trên.
2.3. Biết tần số kiểu hình của quần thể lúc cân bằng. Xác định tần số tƣơng
đối của các Alen của một gen
Cách giải :
Dựa vào tỉ lệ kiểu hình mang tính trạng lặn của đề cho, ta xác định tần số
tương đối của alen lặn trước rồi suy ra tần số tương đối của alen trội sau : q2 (aa)
= tỉ lệ % kiểu hình lặn q(a) rồi suy ra p( ) = 1 – q(a).
Bài toán 1: Một quần thể lúa khi cân b ng di truyền có 20000 cây trong đó có
4500 cây thân thấp. Biết quy định cây cao, a quy định cây thấp. Xác định:
a. Tần số tương đối các alen.
b. Cấu trúc di truyền của quần thể.
c. Số lượng cây lúa có kiểu gen dị hợp t .
Giải:
a. Gọi p( ): tần số tương đối của alen
Q(a): Tần số tương đối của alen a.
Ta có: p(A) + q(a) = 1
+ Lúa thân thấp có kiểu gen
Aa = 4500/20000 x 100% = 0,0225
q2(aa) = 0,0225 = ( 0,15)2 q(a) = 0,15
p(A) = 1 – 0,15 = 0,85
b. Cấu trúc di truyền của quần thể lúc đạt trạng thái cân b ng di truyền là :
0,7225 AA + 0,255Aa + 0,0225aa = 1
c. Số lượng cây có kiểu gen dị hợp :
20000 x 0,255 = 5100 cây.
Bài toán 2: Ở gà, cho biết các kiểu gen :
quy định lông xoăn nhiều.
a quy định lông xoăn vừa.
aa quy định lông xoăn ít.
Một quần thể gà có 205 con lông xoăn nhiều, 290 con lông xoăn vừa và 5
con lông xoăn ít.
1. Cấu trúc di truyền của quần thể gà nói trên có ở trạng thái cân b ng không ?
2. Quần thể đạt trạng thái cân b ng di truyền với điều kiện nào ?
Xác định cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân b ng.
Giải:
1. Trạng thái cân b ng của quần thể :
+ Tỉ lệ giữa các loại kiểu hình của quần thể :
* Gà lông xoăn nhiều : 41% = 0,41 ; gà lông xoăn vừa : 58% = 0,58.
* Gà lông xoăn ít : 1% = 0,01.
+ Cấu trúc di truyền của quần thể nói trên :
13
0,41 AA : 0,58Aa : 0,01aa.
+ Cấu trúc di truyền của quần thể này chưa đạt trạng thái cân b ng, vì :
0,41 x 0,01 ≠ (0,58 : 2)2
0,0041 ≠ 0,0841.
2. Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân b ng di truyền :
+ Cho các cá thể trong quần thể ngẫu phối.
+ Gọi p( ) : Tần số tương đối alen của quần thể P ban đầu.
q(a) : Tần số tương đối alen a của quần thể P ban đầu.
+ Ta có: p(A) + q(a) = 1
p(A) = 0,41 + 0,58/2 = 0,7
q(a) = 1 – 0,7 = 0,3.
+ Kết quả ngẫu phối giữa các cá thể ở thế hệ P như sau:
F1:
Đực
p(A)
q(a)
Cái
0,7A
0,3a
0,49AA
0,21Aa
0,21Aa
0,09aa
Kết quả F1 : 0,49AA : 0,42 Aa : 0,09aa.
+ Cấu trúc di truyền của quần thể F1 nói trên đạt trạng thái cân b ng di
truyền, vì:
0,49 X 0,49 = (0,42 : 2)2 = 0,0441
Chƣơng IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Đề tài đã được nghiên cứu từ nhiều năm trước đây và đã được dạy thí
điểm ở 2 lớp12 3, 12 4 của năm học 2013 - 2014
Kết quả khảo sát bài kiểm tra 15 phút dạy theo nghiên cứu.
Tổng
số học
Giỏi
Khá
Yếu
Trung bình
SL
%
SL
%
SL
39
13
33,33%
18
46,15%
6
15,38% 2
5,14%
37
3
8,11%
7
18,92%
19
51,35% 8
21,62%
sinh
%
SL
%
Thực
nghiệm
12A4
Đối
chứng
12A3
Bảng kết quả nghiên cứu
14
Biểu đồ kết quả nghiên cứu
- Qua bảng và biểu đồ ở trên ta thấy kết quả của một lớp dạy thực nghiệm
cao hơn nhiều so với lớp không áp dụng cách dạy theo nghiên cứu. Ta thấy r ng
khi nắm được dạng toán và phương pháp giải nhanh bài toán đó thì kết quả chắc
chắn sẽ cao.
- Ở các lớp thực nghiệm các em nắm kiến thức chắc hơn, biết vận dụng
kiến thức, số học sinh đạt điểm khá, giỏi cao hơn và điểm yếu kém giảm hẳn.
- Kết quả này cho thấy phần nào tác dụng của đề tài.
15
PHẦN THỨ III. KẾT LUẬN
Qua việc thực nghiệm trên 2 lớp 12 – ban cơ bản, trong đó có 1 lớp làm đối
chứng, tôi nhận thấy ở các lớp được giáo viên phân loại bài tập và hướng dẫn
cách giải quyết các dạng bài tập đó, học sinh không còn lúng túng trong khi bài
tập, các em có hứng thú trong giờ học, không còn sợ bài tập di truyền quần thể.
Trong việc hướng dẫn học sinh giải các bài tập phần di truyền quần thể
nếu giáo viên đã phân dạng và xây dựng phương pháp giải chung cho từng dạng
thì sẽ thuận lợi cho giáo viên khi dạy tiết giải bài tập, c ng như bồi dưỡng học
sinh giỏi, nhờ đó tiết dạy có tính chủ động và tạo hứng thú cho học sinh hơn.
Học sinh sau khi đã tiếp cận với dạng bài tập và phương pháp giải mỗi dạng
bài tập thì sẽ tự tin và lập luận chặt chẽ không bỏ bước giải, nhờ đó hiệu quả bài
giải cao hơn.
Tóm lại, hoàn thiện các phương pháp giải bài tập có ý nghĩa rất lớn trong
việc nâng cao chất lượng dạy và học Sinh học. Trên đây chỉ là một nội dung nhỏ
mà tôi muốn đưa ra mong nhận được ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp
để tôi có thể rút kinh nghiệm được sâu sắc hơn, việc giảng dạy có thể đạt chất
lương tốt hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Si Ma Cai , tháng 03 năm 2014
Người viết
Phan Trọng Khương
16