Xây dựng công thức giải một số loại bài tập phần di truyền học quần thể trong chương trình sinh học 12 (Khóa luận tốt nghiệp)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH
KHOA NÔNG – LÂM - NGƯ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

XÂY DỰNG CÔNG THỨC GIẢI MỘT SỐ LOẠI BÀI TẬP
PHẦN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ TRONG
CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 12

Họ tên sinh viên: Trần Thị Thanh Hằng
Mã số sinh viên: DQB05140011
Chuyên ngành: Sư phạm Sinh học
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Lê Khắc Diễn

Quảng Bình, 2018
1


LỜI CAM ĐOAN
Đề tài: "Xây dựng công thức giải một số loại bài tập phần di truyền học quần thể
trong chương trình sinh học 12"
Tơi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của tôi. Dữ liệu và kết quả nghiên cứu trong
khóa luận là do tơi tìm hiểu, nghiên cứu bằng tất cả kiến thức và nhiệt huyết của mình.

Sinh viên

Trần Thị Thanh Hằng

Xác nhận của giảng viên hướng dẫn

Lê Khắc Diễn

2


LỜI CẢM ƠN
Khóa luận tốt nghiệp đại học là một đề tài nghiên cứu khóa học được tạo ra bằng
năng lực, nhiệt huyết, sự cố gắng của sinh viên và sự giúp đỡ của rất nhiều người. Giờ
đây, sau khi hồn thành xong khóa luận này em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất
đến những người đã ủng hộ, giúp đỡ em trong suốt thời gian qua:
Cảm ơn Trường Đại học Quảng Bình đã tạo điều kiện cho sinh viên chúng em có
cơ hội được làm khóa luận tốt nghiệp. Đây là một cơ hội để chúng em được thể hiện
năng lực, nhiệt huyết và rèn luyện bản thân thông qua những kiến thức đã được học.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo - Ths. Lê Khắc Diễn - Người thầy đã
hướng dẫn tận tình xun suốt q trình em thực hiện và hồn thành đề tài này.
Em xin cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Nông - Lâm – Ngư đã dạy dỗ và tạo
điều kiện học tập thuận lợi trong suốt thời gian em được ngồi trên giảng đường đại
học. Cảm ơn các thầy cô giáo trong Trung tâm học liệu Trường Đại học Quảng Bình
đã cho em mượn tài liệu tham khảo trong thời gian thực hiện đề tài.
Xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo chủ nhiệm và tập thể lớp ĐHSP
Sinh học k56 đã ủng hộ, giúp đỡ và tạo điều kiện cho em trong suốt thời gian làm khóa
luận cũng như trong suốt 4 năm học bên nhau.
Cuối cùng, em xin cảm ơn tất cả những người thân, gia đình và bạn bè đã ln
bên cạnh, tạo điều kiện giúp đỡ cho em thuận lợi hồn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Cảm ơn tất cả!
Sinh viên

Trần Thị Thanh Hằng

3

MỤC LỤC
Phụ bìa.......................................................................................................................1
Lời cam đoan.............................................................................................................2
Lời cảm ơn.................................................................................................................3
Tóm tắt đề tài............................................................................................................ 6
PHẦN I MỞ ĐẦU....................................................................................................8
1. Lí do chọn đề tài...................................................................................................8
2. Mục đích nghiên cứu.............................................................................................8
3. Nội dung nghiên cứu..............................................................................................8
4. Đối tượng nghiên cứu............................................................................................8
5. Thời gian và phạm vi nghiên cứu..........................................................................9
6. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................9
Phần II NỘI DUNG...............................................................................................10
Chương I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ DI TRUYỀN QUẦN THỂ.......................10
1. KHÁI NIỆM CHUNG.........................................................................................10
2.ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỂN CỦA QUẦN THỂ NỘI PHỐI...................................10
3. ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỂN CỦA QUẦN THỂ NGẪU PHỐI..............................10
3.1. Định luật Hacđi – Vanbec .............................................................................. .10
3.1.1. Nội dung định luật .................................................................................... ..10
3.1.2. Chứng minh định luật ................................................................................ 10
3.2. Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể giao phối tự do (ngẫu phối) ........ 12
3.3. Tính đa hình trong quần thể giao phối............................................................. 12
Chương II.XÂY DỰNG CÔNG THỨC GIẢI BÀI TẬP QUẦN THỂ………..….13
1. XÁC ĐỊNH SỐ LOẠI KIỂU GEN CÓ TRONG QUẦN THỂ...........................13
1.1. Xác định công thức ......................................................................................... 13
1.2. Giải bài tập mẫu ............................................................................................... 17
1.2.1. Bài 1 ............................................................................................................ 17
1.2.2. Bài 2 ............................................................................................................ 18
1.2.4. Bài 3 ............................................................................................................ 18

1.3. Bài tập tự giải .................................................................................................. 19
1.3.1. Bài 1 ............................................................................................................ 19
1.3.2. Bài 2 ............................................................................................................ 19
1.3.3. Bài 3 ............................................................................................................ 19
2. GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ NỘI PHỐI QUA CÁC THẾ HỆ....19
2.1. Xác định công thức ......................................................................................... 19
2.2. Giải bài tập mẫu ............................................................................................... 22
2.2.1. Bài 1 ............................................................................................................ 22
2.2.2. Bài 2 ............................................................................................................ 23
2.2.3. Bài 3 ............................................................................................................ 23

4


2.3. Bài tập tự giải .................................................................................................. 23
2.3.1. Bài 1 ............................................................................................................ 23
2.3.2. Bài 2 ............................................................................................................ 24
2.3.3. Bài 3 ............................................................................................................ 24
3. GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ NGẪU PHỐI..................................24
3.1.Xác định công thức ........................................................................................... 24
3.2. Giải bài tập mẫu ............................................................................................... 28
3.2.1. Bài 1 ............................................................................................................ 28
3.2.2. Bài 2 ............................................................................................................ 29
3.2.3. Bài 3 ............................................................................................................ 29
3.3. Bài tập tự giải .................................................................................................. 30
3.3.1. Bài 1 ............................................................................................................ 30
3.3.2. Bài 2 ............................................................................................................ 30
3.3.3. Bài 3 ............................................................................................................ 30
4. BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN XÁC SUẤT.........................................................30
4.1. Xác định công thức .......................................................................................... 30

4.2. Giải bài tập mẫu ............................................................................................... 31
4.2.1. Bài 1 ............................................................................................................ 31
4.2.2. Bài 2 ............................................................................................................ 32
4.2.3. Bài 3 ............................................................................................................ 32
4.3. Bài tập tự giải .................................................................................................. 33
4.3.1. Bài 1 ............................................................................................................ 33
4.3.2. Bài 2 ............................................................................................................ 33
4.3.3. Bài 3 ............................................................................................................ 33
5. BÀI TẬP TỔNG HỢP........................................................................................33
5.1. Xác định công thức .......................................................................................... 33
5.2. Giải bài tập mẫu ............................................................................................... 33
5.2.1. Bài 1 ............................................................................................................ 34
5.2.2. Bài 2 ............................................................................................................ 34
5.2.3. Bài 3 ............................................................................................................ 35
5.3. Bài tập tự giải .................................................................................................. 36
5.3.1. Bài 1 ............................................................................................................ 36
5.3.2. Bài 2 ............................................................................................................ 36
5.3.3. Bài 3 ............................................................................................................ 36
Phần III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................37
1.KẾT LUẬN..........................................................................................................37
2. KIẾN NGHỊ.........................................................................................................37
Tài liệu tham khảo...................................................................................................38

5


TÓM TẮT ĐỀ TÀI
-----------------Chương I Lý thuyết cơ bản về di truyền quần thể
Chương II Xây dựng công thức giải bài tập di truyền quẩn thể
1. Xác định số loại kiểu gen có trong quần thể:

+ Nếu trên nhiễm sắc thể thường chỉ chứa 1 gen (có n alen) thì số loại kiểu gen trong
n( n + 1 )
quần thể là:
2
+ Nếu trên nhiễm sắc thể thường chứa 2 gen ( gen 1 có a alen, gen 2 có b alen) thì Số
ab(ab + 1)
loại kiểu gen trong quần thể là :
2
+ Nếu trên nhiễm sắc thể giới tính ở đoạn không tương đồng trên X chỉ chứa 1 gen (có
a(a + 1)
a alen) thì tổng số loại kiểu gen trong quần thể là:
+a
2
+ Nếu trên nhiễm sắc thể giới tính ở đoạn khơng tương đồng trên X chứa 2 gen (gen 1
chứa a alen và gen 2 chứa b alen) thì tổng số loại kiểu gen trong quần thể là:
ab(ab + 1)
+ (a.b)
2
+ Nếu trên nhiễm sắc thể giới tính ở đoạn khơng tương đồng Trên Y chỉ chứa 1 gen
(có a alen) thì tổng số loại kiểu gen trong quần thể là: (1 + a)
+ Nếu trên nhiễm sắc thể giới tính ở đoạn tương đồng trên X và Y chứa 2 gen (gen 1
có a alen và gen 2 chứa b alen) thì tổng số loại kiểu gen trong quần thể là:
ab(ab + 1)
+ (a2.b2)
2
2. Giải bài tập di truyền quần thể nội phối qua các thế hệ:
Nếu quần thể ban đầu có dạng: xAA : yAa : zaa thì:
+ Sau nội phối thành phần kiểu gen ở các thế hệ thứ n là:
y
y

y- n
y- n
2
2
y
x+
AA;
aa
n Aa; z +
2
2
2
+ Số lượng cá thể AA, Aa, aa mang các kiểu gen ở thế hệ Fn lần lượt là:
4n - 2n
4n - 2n
x .4n + y.
; y .2n; z .4n + y.
2
2
3. Giải bài tập di truyền quần thể ngẫu phối:
+ Nếu quần thể ngẫu phối ban đầu có dạng xAA : yAa : zaa thì cấu trúc quần thể ở
y
y
y
y
thế hệ Fn là: ( x + ) 2 AA + 2( x + ) ( z + ) Aa + ( z + ) 2 aa
2
2
2
2

+ Nếu quần thể có tần số alen A là p, tần số alen a là q thì:

6


- Nếu quần thể chịu tác động của chọn lọc tự nhiên loại bỏ hoàn toàn kiểu gen
đồng hợp lặn ra khỏi quần thể thì tần số các alen a, A ở thế hệ thứ n lần lượt là:
q
1 + (n - 1)q
,
1 + nq
1 + nq
2
- Nếu biết tỉ lệ kiểu hình trội (hoặc lặn) thì ta có: q =
và p = 1 - 2
+ Nếu xAA + yAa + zaa = 1 có thể viết dưới dạng : p2 AA + 2 pqAa + q2aa = 1 thì
quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền (và ngược lại).
4. Bài tập liên quan đến xác suất:
Vận dụng tốn xác suất và phân tích bài tốn sinh học để giải bài tập.
5. Bài tập tổng hợp:
Vận dụng linh hoạt các cơng thức tính ở 4 dạng trên kết hợp với kiến thức toán
học.
* Kết quả đạt được:
- Xây dựng được hệ thống lí thuyết cơ bản phần di truyền học quần thể trong
chương trình sinh học 12.
- Xây dựng được 13 công thức áp dụng giải cho 5 loại bài tập phần di truyền học
quần thể.
- Đã hướng dẫn giải được 15 bài tập mẫu bằng các công thức đã xây dựng được.
- Đã sưu tầm được 15 bài tập phần di truyền học quần thể cho học sinh tự áp dụng
công thức để giải.

7


XÂY DỰNG CÔNG THỨC GIẢI MỘT SỐ LOẠI BÀI TẬP
PHẦN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ TRONG
CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 12
-----------------PHẦN I: MỞ ĐẦU
1. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Di truyền học quần thể là nội dung trong chương trình sinh học lớp 12 ở trường
Trung học phổ thông. Để hiểu được nội dung kiến thức trên thì bắt buộc học sinh
phải giải được bài tập di truyền học quần thể nhưng trên thực tế, học sinh vẫn cịn
gặp rất nhiều khó khăn khi giải quyết loại bài tập này. Mặt khác, phần bài tập di
truyền học quần thể là nội dung thi thường xun trong các kì thi trung học phổ
thơng. Mặc dù đã có nhiều tài liệu tham khảo về phương pháp giải bài tập di truyền
quần thể tuy nhiên phương pháp và cách diễn đạt chưa thật sự rõ ràng cho học sinh
tiếp thu. Do đó, tơi chọn đề tài "Xây dựng công thức giải một số loại bài tập phần
di truyền học quần thể trong chương trình sinh học 12" làm khóa luận tốt nghiệp
của mình. Với mục đích xây dựng được các cơng thức, áp dụng cơng thức để giải
các dạng bài tập theo đúng phương pháp, đạt hiệu quả cao. Mặt khác, đề tài này
cũng là nguồn tư liệu cho học sinh, sinh viên tham khảo trong quá trình học và là
cơ sở giảng dạy cho sinh viên khi ra trường.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Xây dựng cơ sở lý thuyết cơ bản có liên quan đến phương pháp giải bài tập di
truyền quần thể.
- Phân loại các dạng bài tập phần quần thể.
- Xác định và xây dựng phương pháp, công thức giải các dạng bài tập phần quần
thể.
- Giải chi tiết và trình bày một số bài tập mẫu bằng cách vận dụng các công thức đã
xây dựng được.

3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu những vấn đề lý thuyết có liên quan đến phương pháp giải bài tập di
truyền quần thể.
- Phân loại bài tập di truyền quần thể: (1) xác định số loại kiểu gen, (2) cấu trúc di
truyền quần thể nội phối qua các thế hệ,) (3) cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối,
(4) bài tập liên quan đến xác suất, (5) bài tập tổng hợp.
- Xác định phương pháp cơ bản, các bước khi giải bài tập di truyền quần thể .
- Xây dựng, sưu tầm và đề xuất cách giải các dạng bài tập
- Sưu tầm các dạng bài tập mở rộng hay và khó.
4. ĐỚI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

8


- Nghiên cứu một cách có hệ thống phần lý thuyết liên quan đến kiến thức di truyền
học quần thể, bao gồm: khái niệm cơ bản, quần thể nội phối.....
- Nghiên cứu phương pháp giải bài tập của cán bộ giảng viên, giáo viên và phương
pháp học của sinh viên, học sinh phổ thông.
- Nghiên cứu các dạng bài tập phần quần thể.
5. THỜI GIAN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
5.1. Thời gian
- 10/2017 đến 14/11/2017: Làm đề cương sơ bộ.
- 12/2017 đến 4/2017: Làm nội dung chính của khóa luận.
5.2. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu phương pháp giải bài tập di truyền học quần thể trong chương trình
Sinh học 12 (bao gồm cả chương trình cơ bản và nâng cao).
6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
6.1. Phương pháp lý thuyết: Nghiên cứu hệ thống lý thuyết có liên quan như:
khái niệm cơ bản trong di truyền quần thể, cấu trúc di truyền các quần thể, sự biến
đổi tần số các alen...

6.2. Phương pháp chuyên gia: Trao đổi với những người có chuyên mơn,…những
vấn đề cịn vướng mắc và tìm hướng giải quyết đề tài mang tính khoa học.

9


PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG I. LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ DI TRUYỀN QUẦN THỂ
1. KHÁI NIỆM CHUNG
Quần thể là tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sống trong khoảng không gian nhất
định, tại một thời điểm xác định. Các cá thể trong quần thể có khả năng giao phối với
nhau. Con của chúng có khả năng sinh sản. [3][6]
Đối với các quần thể sinh sản vơ tính hay trinh sản thì sinh sản khơng qua giao
phối. [3]
Đối với quần thể giao phối, người ta phân 2 loại là:
- Nội phối.
- Giao phối tự do và ngẫu nhiên (gọi tắt là giao phối hoặc ngẫu phối). [3][6]
Tần số alen là tỉ số giữa một alen nào đó so với tổng số các alen cùng locut (vị trí).
[3][6]
Tỉ lệ kiểu gen là tỉ số giữa kiểu gen nào đó so với tổng số các kiểu gen. [3][6]
Cấu trúc quần thể có dạng: xAA + yAa + zaa ( x+y+z=1). [3][6]
Trường hợp khác:
xAA + yAa ( x+y=1)
xAA + yaa ( x+y=1)
xAa + yaa ( x+y=1) [3]
2. ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỂN CỦA QUẦN THỂ NỘI PHỚI
Ở thực vật, quần thể nội phối đó là quần thể tự thụ phấn bắt buộc. [3][6]
Ở động vật, nội phối được hiểu là giao phối cận huyết, giao phối họ hàng, giao
phối cùng dòng. [3][6]
Trong quần thể nội phối, thành phần kiểu gen thay đổi qua các thế hệ. Tuy nhiên,

tần số alen là hằng số. [3][6]
Khi nội phối qua n thế hệ với giá trị n khá lớn, tỉ lệ kiểu gen Aa tiệm cận với 0 và
quần thể phân hóa thành 2 dịng thuần AA=aa=0,5. [3][6]
Nội phối là một biện pháp tạo ra dòng thuần. Dòng thuần được sử dụng trong ngiên
cứu di truyền và trong việc chọn tạo giống mới. [3]
3. ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỂN CỦA QUẦN THỂ NGẪU PHỐI
3.1. Định luật Hacđi – Vanbec
3.1.1. Nội dung định luật
Trong những điều kiện nhất định, trong lòng quần thể giao phối, tần số tương đối
của các alen và thành phần kiểu gen có xu hướng duy trì khơng đổi qua các thế hệ. [6]
3.1.2. Chứng minh định luật
Ví dụ 1: Giả sử ở thế hệ xuất phát P có cấu trúc: 0,64AA+0,32Aa+0,04aa. Khí đó
tần số alen ở P là:

10


Khóa luận đủ ở file: Khóa luận full