Chuyên đề môn Sinh
PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỐ KIỂU GEN VÀ SỐ KIỂU GIAO
PHỐI TRONG QUẦN THỂ
Tên tác giả: …………………
Đối tượng: Chuyên đề áp dụng cho đối tượng học sinh lớp 12
Dự kiến số tiết bồi dưỡng: 3 tiết.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong các đề thi đại học, cao đẳng những năm gần đây và một số đề thi giải
toán bằng máy tính casio cũng như đề thi học sinh giỏi đều có nội dung liên quan
đến các bài tập di truyền biến dị trong đó có đề cập đến bài tập di truyền quần thể:
xác định số kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể. Sách giáo khoa sinh học
12 Ban nâng cao đưa ra công thức tính số kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần
thể trong trường hợp các gen phân li độc lập và nằm trên NST thường. Tuy nhiên
cho đến nay chưa có một tài liệu nào xây dựng công thức tổng quát cho tất cả các
trường hợp: trường hợp một gen trên NST thường, một gen trên NST giới tính, hai
hay nhiều gen cùng nằm trên một cặp NST, hai hay nhiều gen nằm trên các cặp
NST tương đồng khác nhau.... Vì vậy, việc xây dựng một số công thức liên quan
tới bài tập ở nội dung này rất có ý nghĩa thực tiễn trong việc rèn luyện tư duy logic
và kỹ năng phân tích, đánh giá vấn đề của học sinh. Chính vì vậy, trong quá trình
dạy học và tham khảo rất nhiều tài liệu, thông qua một số cách giải bài toán cụ thể
tôi đã xây dựng một số công thức trên cơ sở suy luận toán học thông qua đề tài:
Phương pháp xác định số kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể.
II. NỘI DUNG
1. Kiến thức sử dụng trong chuyên đề
- Các quy luật di truyền:
+ Quy luật phân li độc lập: Các cặp alen quy định các tính trạng khác nhau
nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau thì phân li độc lập và tổ hợp tự
do (ngẫu nhiên) trong quá trình hình thành giao tử.
+ Đặc điểm của di truyền liên kết gen:
Các gen trên cùng 1 NST phân li cùng nhau và làm thành nhóm gen liên kết.
Số nhóm liên kết ở mỗi loài tương ứng với số NST trong bộ đơn bội (n) của
loài đó.
Số nhóm tính trạng liên kết tương ứng với số nhóm gen liên kết
+ Hoán vị gen: Trong quá trình giảm phân, các NST tương đồng có thể trao đổi
các đoạn tương đồng cho nhau dẫn đến hoán vị gen, làm xuất hiện tổ hợp gen
mới.
- NST giới tính và đặc điểm di truyền của gen nằm NST giới tính.
1
+ NST giới tính: Là loại NST có chứa gen quy định giới tính (có thể chứa các gen
khác). Cặp NST giới tính XX gồm 2 chiếc tương đồng, cặp XY có vùng tương
đồng, có vùng không tương đồng.
+ Một số cơ chế tế bào học xác định giới tính bằng NST:
* Kiểu XX, XY: Cái XX, đực XY: đv có vú, ruồi giấm, người.
Cái XY, đực XX: chim, bướm, cá, ếch nhái.
* Kiểu XX, XO: Cái XX, đực XO: châu chấu, rệp, bọ xít.
Cái XO, đực XX: bọ nhậy
+ Đặc điểm di truyền của gen trên NST X: Di truyền chéo
+ Đặc điểm di truyền của gen trên NST Y: Di truyền thẳng
- Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối :
+ Các cá thể giao phối tự do với nhau.
+ Quần thể giao phối đa dạng về kiểu gen và kiểu hình. Các cá thể trong quần thể
chỉ giống nhau ở những nét cơ bản, chúng sai khác nhau về nhiều chi tiết. Nếu gọi
r là số alen thuộc một gen (locut), còn n là số gen khác nhau, trong đó các gen phân
li độc lập thì số kiểu gen khác nhau trong quần thể được tính theo công thức [
r (r 1) 2
] . Trong quần thể các loài giao phối số gen trong kiểu gen của cá thể rất
2
lớn, số gen có nhiều alen không phải là ít, vì thế quần thể rất đa hình.
+ Tạo ra nguồn biến dị tổ hợp đa dạng và phong phú là nguồn nguyên liệu của tiến
hoá và chọn giống
2. Phương pháp xác định số kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể
2.1. Trường hợp một gen có nhiều alen nằm trên NST thường
* Cách xác định
Gen có r alen
- Số loại kiểu gen đồng hợp đúng bằng số alen của gen = r
r!
r (r 1)
- Số loại kiểu gen dị hợp: Cr2 = 2!(r 2)! =
2
- Tổng số loại kiểu gen là tổng số loại kiểu gen đồng hợp và số loại kiểu gen dị
hợp:
=r+
r (r 1)
r (r 1)
=
2
2
- Số kiểu giao phối có thể có ở quần thể:
+ Có tính trường hợp vai trò của giới đực và giới cái có thể thay đổi trong
các kiểu giao phối:
2
(số kiểu gen ở giới đực nhân với số kiểu gen ở giới
cái)
+ Không tính trường hợp thay đổi vai trò giới tính đực cái trong các kiểu
giao phối: r (r 1) + tổ hợp chập 2 của r (r 1)
2
2
* Bài tập vận dụng
2
Bài 1(CĐ 2010): Trong quần thể ngẫu phối của một loài động vật lưỡng bội, xét
một gen có 5 alen nằm trên nhiễm sắc thể thường. Biết không có đột biến mới xảy
ra, số loại kiểu gen tối đa có thể tạo ra trong quần thể này là:
A. 4.
B. 6.
C. 15.
D. 10.
Giải:
Với r = 5 ta ADCT trên có số kiểu gen tối đa trong quần thể là: =
r (r 1)
=
2
5(5+1)/2 = 15
Bài 2. Ở một loài thực vật, màu sắc hoa do một gen có 4 alen nằm trên NST
thường quy định; các alen quan hệ trội – lặn hoàn toàn. Trong quần thể có bao
nhiêu kiểu giao phấn về gen này để đời con chỉ xuất hiện một loại kiểu gen?
Giải:
Đời con chỉ xuất hiện một loại kiểu gen khi mỗi bên P chỉ cho một loại giao tử
hay nói cách khác cả hai bên P đồng hợp tử.
Xét gen quy định màu sắc hoa có 4 alen thì số kiểu gen đồng hợp tối đa là 4.
→ Số kiểu giao phấn tối đa mà đời con chỉ xuất hiện một loại kiểu gen là: 4x4 = 16
Bài 3. Ở một loài có bộ NST lưỡng bội, xét một gen có 5 alen nằm trên NST
thường; các alen quan hệ trội – lặn hoàn toàn. Trong quần thể có bao nhiêu kiểu tự
phối về gen này để đời con xuất hiện hơn một loại kiểu gen?
Giải:
Để đời con xuất hiện hơn một loại kiểu gen khi cơ thể tự phối mang kiểu gen dị
hợp.
Gen trên có 5 alen nằm trên NST thường thì số kiểu gen dị hợp trong quần thể là
= 10
→ Số kiểu tự phối về gen này để đời con xuất hiện hơn một loại kiểu gen là 10.
2.2. Trường hợp một gen có nhiều alen nằm trên NST giới tính
a. Gen nằm trên X không có alen tương ứng trên Y
* Cách xác định
Gen có r alen
- Ở giới XX:
Số loại kiểu gen đồng hợp đúng bằng số alen của gen = r.
r (r 1)
2
r (r 1)
→ Tổng số loại kiểu gen =
2
Số loại kiểu gen dị hợp = C2r =
- Ở giới XY:
Số loại kiểu gen = r
- Xét chung 2 giới:
Tổng số loại kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY
=r+
r (r 1)
r ( r 3)
=
2
2
- Số kiểu giao phối có thể có về gen này là: r × r (r 1)
2
3
* Bài tập vận dụng
Bài 1. Xét một gen có 6 alen nằm trên NST giới tính X không có alen tương ứng
trên Y. Hãy xác định số kiểu gen và số kiểu giao phối tối đa trong quần thể?
Giải:
Theo đề bài có r = 6 →ADCT trên ta có:
r (r 3)
= 6(6 + 3)/2 = 27
2
- Số kiểu giao phối tối đa trong quần thể = r × r (r 1) = 6 × 6(6 + 1)/2 = 126
2
- Số kiểu gen tối đa trong quần thể =
Bài 2. Xét gen có 5 alen nằm trên NST X không có alen tương ứng trên Y. Trong
quần thể có tối đa bao nhiêu loại giao tử khác nhau về gen này?
Giải:
- Gen có 5 alen nằm trên NST X → Số loại giao tử ở giới XX là 5
Số loại giao tử ở giới XY là 6 nhưng có 5 giao
tử trùng với giới XX
→ Số loại giao tử tối đa trong quần thể là 6 giao tử
Bài 3. Xét gen có 4 alen nằm trên NST X không có alen tương ứng trên Y. Trong
quần thể có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen mà cơ thể giảm phân tạo ra hơn một loại
giao tử?
Giải:
- Các loại kiểu gen cho ra hơn một loại giao tử bao gồm các cá thể đực và cá thể
cái có kiểu gen dị hợp
+ Số loại kiểu gen ở giới XY là 4
+ Số loại kiểu gen dị hợp ở giới XX là
r (r 1)
= 4(4-1)/2 = 6
2
- Tổng số kiểu gen trong quần thể có thể giảm phân tạo ra hơn 1 loại giao tử là:
4 + 6 = 10
Bài 4. Xét gen có 5 alen nằm trên NST X không có alen tương ứng trên Y. Trong
quần thể có bao nhiêu kiểu giao phối khác nhau về gen này để thu được đời con có
kiểu gen phân li theo tỉ lệ 1: 1: 1: 1?
Giải:
Để thu được đời con có tỉ lệ phân li 1: 1: 1: 1 thì bố và mẹ mỗi bên phải cho hai
loại giao tử → Cá thể cái XX phải có kiểu gen dị hợp
+ Số loại kiểu gen ở giới XY là 5
+ Số loại kiểu gen dị hợp ở giới XX là
r (r 1)
= 5(5-1)/2 = 10
2
Số kiểu giao phối khác nhau về gen này để thu được đời con có kiểu gen phân li
theo tỉ lệ 1: 1: 1: 1 là: 5 x10 = 50
b. Gen nằm trên X có alen tương ứng trên Y
* Cách xác định
Gen có r alen
- Ở giới XX: Số loại kiểu gen đồng hợp = r
Số loại kiểu gen dị hợp = C2r =
r (r 1)
2
4
→ Số loại kiểu gen =
r (r 1)
2
- Ở giới XY : kiểu gen là sự kết hợp của các alen ở X và Y với nhau
→ Số loại kiểu gen = r2
r (r 1)
r (3r 1)
+ r2 =
2
2
r (r 1)
- Số kiểu giao phối trong quần thể là
× r2
2
- Tổng số loại kiểu gen trong quần thể:
* Bài tập vận dụng
Bài 1 (ĐH 2012): Trong quần thể của một loài động vật lưỡng bội, xét một lôcut
có 3 alen nằm trên vùng tương đồng của NST giới tính X và Y. Biết rằng không
xảy ra đột biến, theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa về lôcut trên trong quần thể là
A. 9
B. 15
C. 12
D. 6
Giải:
Theo đề bài ta có r = 3
ADCT trên ta có số loại kiểu gen tối đa trong quần thể:
r (3r 1)
= 3(3.3 + 1)/2 = 15
2
→ Đáp án đúng là B
Bài 2. Ở một loài động vật lưỡng bội, một locut có 5 alen nằm trên vùng tương
đồng của NST giới tính X và Y. Số loại giao tử khác nhau về gen này được tạo ra
trong quần thể là bao nhiêu?
Giải:
- Locut gen có 5 alen → Số loại giao tử ở giới XX = r = 5
- Số loại giao tử ở giới XY = 2 × 5 = 10 nhưng có 5 giao tử giống ở giới XX
→ Số loại giao tử khác nhau về gen này được tạo ra trong quần thể là: 5 + 5 = 10
Bài 3. Ở một loài động vật lưỡng bội, một locut có 6 alen nằm trên vùng tương
đồng của NST giới tính X và Y. Số kiểu giao phối tối đa trong quần thể thu được
đời con có kiểu gen ít nhất là bao nhiêu?
Giải:
Để thu được đời con có kiểu gen ít nhất thì giới XX phải có kiểu gen đồng
hợp.
- Số kiểu gen đồng hợp ở giới cái = r = 6
- Số kiểu gen ở giới đực = r2 = 62 = 36
→ Số kiểu giao phối tối đa trong quần thể để thu được đời con có kiểu gen ít
nhất là: 6 × 36 = 216.
Bài 4. Trong quần thể của một loài động vật lưỡng bội, một locut có 4 alen nằm
trên vùng tương đồng của NST giới tính X và Y. Biết rằng không xảy ra đột biến,
theo lí thuyết, số dòng thuần khác nhau có thể có về gen này là bao nhiêu?
Giải:
- Số kiểu gen đồng hợp ở giới XX = r = 4
- Số kiểu gen đồng hợp ở giới XY = r = 4
Số dòng thuần khác nhau có thể có về gen này là 4 + 4 = 8
c. Gen nằm trên Y không có alen tương ứng trên X
* Cách xác định
Gen có r alen → Số kiểu gen ở giới XY cũng chính là số alen = r
5
- Ở giới XX chỉ có 1 kiểu gen duy nhất là XX
→ Số kiểu giao phối tối đa trong quần thể là: 1 × r = r
* Bài tập vận dụng
Bài 1. Một locut gen có 4 alen nằm trên NST giới tính Y không có alen tương ứng
trên X. Hãy xác định các kiểu gen và số loại giao tử có thể có trong quần thể?
Giải:
Vì locut gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính Y không có alen tương ứng
trên X, tính trạng chỉ biểu hiện ở giới dị giao tử XY nên chỉ ở giới XY mới xác
định kiểu gen và số kiểu gen cũng chính là số alen = 4.
- Số loại giao tử có thể có trong quần thể là 5
Bài 2. Một locut gen có 10 alen nằm trên NST giới tính Y không có alen tương ứng
trên X. Hãy xác định các kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể?
Giải:
Chỉ ở giới XY mới xác định kiểu gen và số kiểu gen cũng chính là số alen = 10.
→ Số kiểu giao phối trong quần thể là: 1 × r = 1 × 10 = 10.
2.3. Trường hợp hai hay nhiều gen cùng nằm trên một cặp NST tương đồng
a. Hai hay nhiều gen cùng nằm trên một cặp NST thường.
* Cách xác định
Giả sử có n gen cùng nằm trên một NST thường, các gen có số alen lần lượt
là r1, r2, r3,........., rn.
- Ta coi n gen đó như một locut lớn có N alen trong đó N = r1. r2. r3..... rn
- Số kiểu gen đồng hợp về tất cả các gen có thể có là: C1N = N
- Số kiểu gen dị hợp về một hoặc nhiều cặp gen có thể có là: C2N =
- Số kiểu gen dị hợp về một cặp gen là:
r2.r3....rn.
+ r1.r3....rn.
+ .... + r1.r2.r3....rn-1.
- Số kiểu gen tối đa về tất cả các gen trên là:
- Số kiểu giao phối tối đa trong quần thể là:[
].[
]
- Số kiểu giao phối trong quần thể khi không tính trường hợp thay đổi vai trò giới
tính đực cái trong các kiểu giao phối:
+ tổ hợp chập 2 của
* Bài tập vận dụng
Bài 1. Xét hai gen cùng nằm trên 1cặp NST thường, trong đó một gen có 3 alen và
một gen có 4 alen. Trong quần thể có tối đa bao nhiêu kiểu giao phối về 2 locut
này?
Giải:
Hai gen cùng nằm trên 1cặp NST thường nên ta coi hai gen trên như một
locut có số alen N = 3 × 4 = 12.
- Số kiểu gen tối đa về tất cả các gen trên =
=
= 78
6
- Số kiểu giao phối tối đa trong quần thể là: 78 × 78 = 6084
Bài 2. Xét hai gen cùng nằm trên 1cặp NST thường có xảy ra hoán vị gen, trong đó
một gen có 3 alen và một gen có 4 alen. Trong quần thể có tối đa bao nhiêu kiểu
gen mà cơ thể giảm phân tạo ra 2 loại giao tử?
Giải:
Để giảm phân cho 2 giao tử thì cơ thể mẹ phải dị hợp 1 cặp gen, cặp gen còn lại
đồng hợp tử.
- Số kiểu gen dị hợp tử một cặp alen là: 4.C23 + 3.C24 = 30
→ Quần thể có tối đa số kiểu gen mà cơ thể giảm phân tạo ra 2 loại giao tử là 30.
Bài 3. Xét ba gen cùng nằm trên 1cặp NST thường không xảy ra hoán vị gen, trong
đó một gen có 3 alen, một gen có 4 alen và một gen có 5 alen. Trong quần thể có
tối đa bao nhiêu kiểu giao phối trong đó kiểu gen giữa 2 giới khác nhau?
Giải:
Coi ba gen trên như một locut có số alen là N = 3×4×5 = 60
- Số kiểu gen tối đa về tất cả các gen trên =
=
= 1830
- Số kiểu giao phối tối đa trong quần thể là: 1830×1830 = 3348900
- Số kiểu giao phối trong đó kiểu gen giữa 2 giới giống nhau là 1830
→ Số kiểu giao phối trong đó kiểu gen giữa 2 giới khác nhau là
3348900 – 1830 = 3347070
Bài 4. Xét hai gen cùng nằm trên 1cặp NST thường có xảy ra hoán vị gen, trong đó
một gen có 5 alen và một gen có 6 alen. Trong quần thể có tối đa bao nhiêu kiểu
giao phối thu được đời con có một loại kiểu gen?
Giải:
Coi hai gen trên như một locut có số alen là N = 5×6 = 30
- Để đời con thu được chỉ có một loại kiểu gen thì thế hệ P phải có kiểu gen đồng
hợp tử → Kểu gen của cá thể trong quần thể đen giao phối phải đồng hợp.
- Số kiểu gen đồng hợp về tất cả các gen = N = 30
- Trong quần thể có tối đa số kiểu giao phối để thu được đời con có một loại kiểu
gen: 30×30 = 900
b. Hai hay nhiều gen cùng nằm trên NST giới tính X không có alen tương ứng
trên Y.
* Cách xác định
Giả sử có n gen cùng nằm trên một NST X, các gen có số alen lần lượt là r 1, r2,
r3,........., rn. Ta có:
- Ở giới XX có tổng số kiểu gen là:
- Ở giới XY có tổng số kiểu gen là: r1. r2. r3..... rn
- Tổng số kiểu gen trong quần thể:
+ r1. r2. r3..... rn
- Tổng số kiểu giao phối có thể có tối đa về n gen trên là:
× r1. r2. r3..... rn
7
* Bài tập vận dụng
Bài 1(ĐH 2011). Trong QT của một loài thú, xét hai lôcut: lôcut một có 3 alen là A 1, A2,
A3; lôcut hai có 2 alen là B và b. Cả hai lôcut đều nằm trên đoạn không tương đồng của
nhiễm sắc thể giới tính X và các alen của hai lôcut này liên kết không hoàn toàn. Biết
rằng không xảy ra đột biến, tính theo lí thuyết, số KG tối đa về hai lôcut trên trong QT
này là:
A.18
B. 36
C.30
D. 27
Giải:
Cả 2 alen A va B cùng nằm trên 1 NST X nên chúng ta xem tổ hợp 2 alen này là
một gen (gọi là gen M)… Khi đó gen M có số alen bằng tích số 2 alen của A và
B=3x2=6 alen.
- Ở giới XX số KG sẽ là 6(6+1)/2=21 KG ( ADCT như NST thường r(r+1)/2 trong
đó r là số alen
- Ở giới XY số KG = r = Số alen=6.
Vậy số KG tối đa về hai lôcut trên trong QT này là: 21+6 = 27 đáp án D
Bài 2. Xét hai lôcut: mỗi lôcut có 3 alen. Cả hai lôcut đều nằm trên đoạn không tương
đồng của nhiễm sắc thể giới tính X và các alen của hai lôcut này liên kết không hoàn
toàn. Biết rằng không xảy ra đột biến, tính theo lí thuyết, số loại giao tử tối đa về hai lôcut
trên được tạo ra trong QT này là:
A. 18
B. 19
C. 30
D. 45
Giải:
Cả 2 locut cùng nằm trên 1 NST X nên chúng ta xem tổ hợp 2 gen này là một
gen (gọi là gen N có N alen)… Khi đó gen N có số alen bằng tích số các alen của 2
locut N = 3×3 = 9 alen.
- Số loại giao tử ở giới XX : = N = 9
- Số loại giao tử ở giới XY : = N + 1 = 10(trong đó có N giao tử giống giới XX) → chỉ có
1 giao tử Y khác giới XX
→ Số loại giao tử tối đa về hai lôcut trên được tạo ra trong QT này là: 9 + 1 = 10
Bài 3. Xét hai lôcut: mỗi lôcut có 3 alen. Cả hai lôcut đều nằm trên đoạn không tương
đồng của nhiễm sắc thể giới tính X và các alen của hai lôcut này liên kết hoàn toàn.
Trong quần thể có thể có tối đa bao nhiêu kiểu gen mà khi giảm phân tạo ra 2 loại giao
tử?
A. 70
B. 45
C. 60
D. 30
Giải:
Cả 2 locut cùng nằm trên 1 NST X nên chúng ta xem tổ hợp 2 gen này là một
gen (gọi là gen N có N alen)… Khi đó gen N có số alen bằng tích số các alen của 2
locut N = 3×3 = 9 alen.
- Những kiểu gen trong quần thể khi giảm phân cho ra 2 loại giao tử là những
kiểu gen dị hợp ở giới XX (vì 2 locut gen liên kết hoàn toàn) và tất cả kiểu gen ở
giới XY.
- Số kiểu gen dị hợp ở giới XX :
=
= 36
- Số kiểu gen ở giới XY = r1. r2. r3..... rn = 3×3 = 9
8
→ Trong quần thể có thể có tối đa số kiểu gen mà khi giảm phân tạo ra 2 loại giao tử là:
36 + 9 = 45.
c. Hai hay nhiều gen cùng nằm trên NST giới tính X có alen tương ứng trên Y.
* Cách xác định
Giả sử có n gen cùng nằm trên một NST X, các gen có số alen lần lượt là r 1, r2,
r3,........., rn. Ta có:
- Ở giới XX có số kiểu gen là:
- Ở giới XY có số kiểu gen là: (r1. r2. r3..... rn)2
- Tổng số kiểu gen:
+ (r1. r2. r3..... rn)2
- Tổng số kiểu giao phối có thể có tối đa về n gen trên là:
× (r1. r2. r3..... rn)2
* Bài tập vận dụng
Bài 1. Trong QT của một loài thú, xét hai lôcut: lôcut một có 3 alen; lôcut hai có 2 alen.
Cả hai lôcut đều nằm trên đoạn tương đồng của cặp nhiễm sắc thể giới tính XY và các
alen của hai lôcut này liên kết không hoàn toàn. Biết rằng không xảy ra đột biến, tính
theo lí thuyết, số KG tối đa về hai lôcut trên trong QT này là:
A.756
B. 126
C.57
D. 27
Giải:
Cả 2 locut cùng nằm trên 1 NST X nên chúng ta xem tổ hợp 2 gen này là
một gen (gọi là gen N)… Khi đó gen N có số alen bằng tích số các alen của 2 locut
= 3×2 = 6 alen.
- Số KG tối đa về hai lôcut trên trong QT này là:
+ (r1. r2. r3..... rn)2 = 6(6+1)/2 + 62 = 57
Bài 2. Xét hai gen nằm trên đoạn tương đồng của NST giới tính XY, trong đó một
gen có 5 alen, một gen có 6 alen. Trong quần thể có thể có tối đa bao nhiêu kiểu giao
phối trong đó con cái XX có kiểu gen đồng hợp, con đực XY có kiểu gen dị hợp?
A.46500
B. 900
C.418500
D. 26100
Giải:
Cả 2 locut cùng nằm trên 1 NST X nên chúng ta xem tổ hợp 2 gen này là
một gen (gọi là gen N)… Khi đó gen N có số alen bằng tích số các alen của 2 locut
N = 5×6 = 30 alen.
- Số kiểu gen đồng hợp ở con cái XX = N = 30
- Số kiểu gen đồng hợp ở con đực XY = N = 30 → Số kiểu gen dị hợp ở con đực
XY: 302 – 30 = 870
- Số kiểu giao phối trong đó con cái XX có kiểu gen đồng hợp, con đực XY có kiểu gen
dị hợp: 30×870 = 26100.
Bài 3. Xét hai lôcut, mỗi lôcut hai có 4 alen. Cả hai lôcut đều nằm trên đoạn tương đồng
của cặp nhiễm sắc thể giới tính XY và các alen của hai lôcut này liên kết hoàn toàn. Số
KG tối đa về hai lôcut trên mà khi giảm phân tạo hơn 1 loại giao tử?
A.72
B. 376
C.318
D. 80
9
Giải:
Do các alen của 2 locut này liên kết hoàn toàn nên những kiểu gen khi giảm
phân cho hơn 1 loại giao tử là những kiểu gen dị hợp ở giới XX và tất cả những
kiểu gen ở giới XY.
- Số kiểu gen dị hợp ở giới XX:
= 120
- Số kiểu gen ở giới XY: (4.4)2 = 256
→ Số KG tối đa về hai lôcut trên mà khi giảm phân tạo hơn 1 loại giao tử:
120 + 256 = 376
Bài 4. Xét hai gen nằm trên đoạn tương đồng của cặp nhiễm sắc thể giới tính XY có xảy
ra hoán vị gen, trong đó một gen có 3 alen, một gen có 5 alen. Trong quần thể có tối đa
bao nhiêu kiểu giao phối thu được đời con có ít kiểu gen nhất?
A.225
B. 15
C.18
D. 80
Giải:
Để khi giao phối đời con thu được ít kiểu gen nhất thì giới XX có kiểu gen đồng
hợp, giới XY cũng đồng hợp về 2 cặp gen.
- Số kiểu gen đồng hợp ở con cái XX = 3×5 = 15
- Số kiểu gen đồng hợp ở con đực XY = 3×5 = 15
→ Trong quần thể có tối đa số kiểu giao phối thu được đời con có ít kiểu gen nhất là
15×15 = 225.
2.4. Trường hợp hai hay nhiều gen nằm trên các cặp NST tương đồng khác
nhau.
* Cách xác định
Khi các locut gen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau thì chúng có sự
phân li độc lập và tổ hợp tự do trong quá trình phát sinh giao tử cũng như trong quá
trình thụ tinh tạo hợp tử. Vì vậy, để xác định số loại kiểu gen, ta cứ xét riêng số
kiểu gen ứng với từng cặp NST rồi sau đó thực hiện phép tính nhân các kết quả đã
có. Cách xác định số kiểu gen ứng với từng cặp NST đã trình bày ở các phần ở
trên.
Trong trường hợp đồng thời xét locut gen nằm trên NST giới tính và locut gen
nằm trên NST thường thì có thể tính số loại kiểu gen chung của từng giới (bằng
cách xét riêng số loại kiểu gen ứng với từng cặp NST rồi sau đó thực hiện phép
tính nhân các kết quả đã có). Sau đó tính số loại kiểu gen tối đa trong quần thể
bằng cách thực hiện phép tính cộng cho các loại kiểu gen chung ở 2 giới.
* Bài tập vận dụng
Bài 1 (ĐH 2009): Ở người, gen A quy định mắt nhìn màu bình thường, alen a quy
định bệnh mù màu đỏ và lục; gen B quy định máu đông bình thường, alen b quy
định bệnh máu khó đông. Các gen này nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X, không
có alen tương ứng trên Y. Gen D quy định thuận tay phải, alen d quy định thuận tay
trái nằm trên nhiễm sắc thể thường. Số kiểu gen tối đa về 3 locut trên trong quần
thể người là:
A. 36.
B. 27.
C. 42.
D. 39.
Giải:
10
Số kiểu gen tối đa về 3 locut trên trong quần thể người = Số kiểu gen trên
cặp NST thường × Số kiểu gen trên cặp NSTgiới tính.
- Số kiểu gen trên cặp NST thường = r(r + 1)/2 = 2(2 + 1)/2 = 3(gen nằm trên
NST thường có 2 alen D, d → r = 2)
- Số kiểu gen trên cặp NSTgiới tính: = Số kiểu gen của giới XX + Số kiểu gen
của giới XY
Trên NST giới tính có 2 locut gen, mỗi locut có 2 alen nên ta coi 2 locut đó như
một locut có số alen là N = 2 × 2 = 4
→ Số kiểu gen của giới XX =4(4 + 1)/2 = 10
Số kiểu gen của giới XY = N = 4
→ Số kiểu gen trên cặp NSTgiới tính = 10 + 4 = 14
→ Số kiểu gen tối đa về 3 locut trên trong quần thể người = 14 × 3 = 42.
Bài 2 (CĐ 2009): Một quần thể động vật, xét một gen có 3 alen trên nhiễm sắc thể
thường và một gen có 2 alen trên nhiễm sắc thể giới tính X, không có alen tương
ứng trên Y. Quần thể này có số loại kiểu gen tối đa về hai gen trên là:
A. 30.
B. 60.
C. 18.
D. 32.
Giải:
Số kiểu gen tối đa về 2 locut trên trong quần thể = Số kiểu gen trên cặp
NST thường × Số kiểu gen trên cặp NSTgiới tính.
- Số kiểu gen trên cặp NST thường = r(r + 1)/2 = 3(3 + 1)/2 = 6 (đầu bài cho r = 3)
- Số kiểu gen trên cặp NSTgiới tính: = Số kiểu gen của giới XX + Số kiểu gen của
giới XY = r (r 3) = 2(2 + 3)/2 = 5
2
→ Số kiểu gen tối đa về 2 locut trên trong quần thể = 6 × 5 = 30.
Bài 3. (đề thi HSG 12 năm 2012). Trong một quần thể giao phối, xét 3 gen: gen I
có 2 alen; gen II có 3 alen, hai gen này nằm trên 1 cặp nhiễm sắc thể thường; gen
III có 4 alen nằm trên một cặp nhiễm sắc thường khác.
Xác định số kiểu gen tối đa trong quần thể và số kiểu giao phối trong quần thể
(không tính trường hợp thay đổi vai trò giới tính đực cái trong các kiểu giao phối).
Giải:
Theo đề, locut (I) có số alen là r1 =2; locut (II) có số alen là r2 =3 cùng nằm
trên một cặp NST thường nên coi 2 locut này như 1 locut chung có số alen = N = r 1
× r2 = 2×3 = 6.
→ Số kiểu gen tối đa trên cặp NST này là r(r + 1)/2 = 6(6 + 1)/2 = 21
Locut (III) số alen là r3 = 4, trên một NST thường khác.
→ Số kiểu gen tối đa trên cặp NST này là r(r + 1)/2 = 4(4 + 1)/2 = 10
Số kiểu gen tối đa trong quần thể là: 21×10 = 210
Số kiểu giao phối trong quần thể: 210 + C2210 = 22155
Bài 4 (ĐH 2013). Ở một loài động vật, xét hai lôcut gen trên vùng tương đồng của
nhiễm sắc thể giới tính X và Y, lôcut I có 2 alen, lôcut II có 3 alen. Trên nhiễm sắc
thể thường, xét lôcut III có 4 alen. Quá trình ngẫu phối có thể tạo ra trong quần thể
của loài này tối đa bao nhiêu loại kiểu gen về ba lôcut trên?
A. 570
B. 270
C. 210
D. 180
Giải:
Lôcut I và II cùng nằm trên X và Y có thể xem như 1 gen có : 2x3 =6 alen.
11
- Số kiểu gen ở giới XX là : (6×7)/2 =21
- Số kiểu gen ở giới XY là: 6×6 =36
- Tổng số kiểu gen trên NST giới tính là : 21+36 =57
- Trên NST thường số kgen tối đa là : 4(4+1)/2 =10
Như vậy tổng số kgen tối đa có trong quần thể của 2 locut là 10×57 =570
Bài 5 (Đề HSG 2012 - chuyên). Trong một quần thể ruồi giấm xét 2 cặp nhiễm sắc
thể: cặp số I có hai locut (locut 1 có 2 alen, locut 2 có 3 alen), cặp số II có 1 locut
với 5 alen. Trên nhiễm sắc thể X ở vùng không tương đồng có 2 locut, mỗi locut
đều có 2 alen. Biết các gen liên kết không hoàn toàn. Tính số kiểu gen tối đa được
tạo thành trong quần thể liên quan đến các locut trên.
Giải:
- Số kiểu gen tối đa được tạo thành trong quần thể ở cặp NST thường sô I là:
2 �3(2 �3 1)
21
2
- Số kiểu gen tối đa được tạo thành trong quần thể ở cặp NST thường sô II là:
5(5+1)/2 = 15
- Số kiểu gen tối đa được tạo thành trong quần thể ở cặp NST giới tính là:
2 �2(2 �2 1)
2 �2 14
2
- Tổng số loại kiểu gen là: 21 x 15 x 14 = 4410 (kiểu gen)
Bài 6. Ở một loài côn trùng ( con cái XX; con đực XY). Xét 3 locut gen, locut thứ
nhất (I) có 2 alen và locut thứ hai (II) có 5 alen cùng nằm trên NST giới tính X
không có alen tương ứng trên Y; locut thứ ba (III) có 3 alen, nằm trên NST Y,
không có alen trên X. Hãy xác định:
a. Số loại kiểu gen tối đa ở giới cái?
b. Số loại kiểu gen tối đa ở giới đực?
c. Tổng số loại kiểu gen tối đa trong quần thể?
d. Tổng số kiểu giao phối tối đa trong quần thể?
Giải:
Loài côn trùng ( con cái XX; con đực XY).
Theo đề, locut (I) có m =2 alen, locut (II) có n =5 alen, liên kết trên X không có
alen trên Y.
Locut (III) có r = 3 alen, trên Y không có alen trên X.
a. Số loại kiểu gen tối đa ở giới cái XX: Vì giới cái không có NST Y → chỉ xét
locut (I) và (II)
→ số loại kiểu gen ở giới cái = m.n + C2mn = 5.2 + C210 = 55
b. Số loại kiểu gen tối đa ở giới đực XY:
Vì giới đực có NST Y → loại kiểu gen phải xét cả 3 locut.
Số loại kiểu gen theo locut (I, II) liên kết trên X= m.n = 2.5 = 10
Số loại kiểu gen theo locut (III) trên Y = r = 3
Vì NST X và Y phân li độc lập → số loại kiểu gen tối đa ở giới đực = 10.3 = 30
c. Tổng số loại kiểu gen tối đa trong quần thể: = Số loại kiểu gen ở giới cái + Số
kiểu gen ở giới đực = 55 + 30 = 85
d. Tổng số kiểu giao phối tối đa trong quần thể: = 55 × 30 = 1650.
12
3. Bài tập tự giải
Bài 1. 5 gen cùng nằm trên một cặp NST thường và liên kết không hoàn toàn, mỗi
gen đều có 2 alen. Cho rằng trình tự các gen trong nhóm liên kết không đổi, số
loại kiểu gen và giao tử nhiều nhất có thể được sinh ra từ các gen trên đối với loài
A.110 kiểu gen và 18 loại giao tử
B. 110 kiểu gen và 32 loại giao
C. 528 kiểu gen và 18 loại giao tử
D. 528 kiểu gen và 32 loại giao tử
Bài 2. Nếu ta xét 3 locut gen ; gen gồm 2 alen A và a ; gen hai gồm 2 alen B và b ;
gen gồm 2 alen D và d , các gen cùng nằm trên một NST. Nếu chỉ xét 3 gen trên thì
trong quần thể có tối đa bao nhiêu kiểu gen?
Bài 3. Gen I có 3 alen, gen II có 4 alen , gen III có 5 alen. Biết gen I và II nằm trên
X không có alen trên Y và gen III nằm trên Y không có alen trên X. Số kiểu gen tối
đa trong quần thể
A. 154
B. 184
C. 138
D. 214
Bài 4. Ở người, gen qui định dạng tóc do 2 alen A và a trên nhiễm sắc thể thường
qui định ; bệnh máu khó đông do 2 alen M và m nằm trên nhiễm sắc thể X ở đoạn
không tương đồng với Y.Gen qui định nhóm máu do 3alen trên NST thường gồm :
IA ; IB (đồng trội ) và IO (lặn).
Số kiểu gen và kiểu hình tối đa trong quần thể đối với 3 tính trạng trên :
A. 90 kiểu gen và 16 kiểu hình
B. 54 kiểu gen và 16 kiểu hình
C. 90 kiểu gen và 12 kiểu hình
D. 54 kiểu gen và 12 kiểu hình
Bài 5. Quan hệ trội, lặn của các alen ở mỗi gen như sau: gen I : A1=A2> A3 ; gen
II: B1>B2>B3>B4; gen III: C1=C2=C3=C4>C5. Gen I và II cùng nằm trên một
cặp NST thường, gen III nằm trên NST X ở đoạn không tương đồng với Y. Số kiểu
gen và kiểu hình nhiều nhất có thể có trong quần thể với 3 locus nói trên
A. 1.560 KG và 88 KH
B. 560 KG và 88 KH
C. 1.560 KG và 176 KH
D.560 KG và 176 KH
Bài 6 (Đề HSG 2011 chuyên). Ở một loài xét locut 1 gồm 3 alen (a1, a2, a3), locut
2 gồm 4 alen (b1, b2, b3, b4). Biết 2 locut nằm trên cùng một cặp nhiễm sắc thể
thường. Hãy xác định số kiểu giao phối khác nhau có thể có trong loài.
Bài 7. Xét 3 locut gen, locut thứ nhất (I) có 3 alen nằm trên cặp NST thường số 1.
Locut thứ hai (II) có 2 alen và locut thứ ba (III) có 5 alen cùng nằm trên cặp NST
thường số 7. Hãy cho biết:
a. Số loại kiểu gen đồng hợp về 3 cặp gen trên?
b. Số loại kiểu gen dị hợp 3 cặp gen trên?
c. Số loại kiểu gen tối đa về 3 locut gen trong quần thể?
Bài 8. Ở người gen a: quy định mù màu; A: bình thường. Các gen này nằm trên
NST X không có alen trên NST Y. Gen quy định nhóm máu nằm trên NST thường
có 3 alen IA, IB, IO. Số KG tối đa có thể có ở người về các gen này là:
A. 27
B. 30
C. 9
D. 18
Bài 9. Gen I,II và III có số alen lần lượt là 2,3 và 4. Gen I và II cùng nằm trên một
cặp NST thường, gen III nằm trên 1 cặp NST thường khác. Tính số KG tối đa có
thể có trong quần thể .
A. 156
B. 210
C. 184
D. 242
13
Bài 11. Gen I,II và III có số alen lần lượt là 3,4 và 5. Các gen cùng nằm trên NST
thường và không cùng nhóm gen liên kết. Số KGĐH và số KGDH về tất cả các
gen lần lượt là:
A. 60 và 90
B. 60 và 180
C. 120 và 180
D. 30 và 60
Bài 12. Ở một loài thú, lôcut gen quy định màu sắc lông gồm 2 alen, trong đó các
kiểu gen khác nhau về lôcut này quy định các kiểu hình khác nhau; lôcut gen quy
định màu mắt gồm 2 alen, alen trội là trội hoàn toàn. Hai lôcut này cùng nằm trên
một cặp nhiễm sắc thể thường. Cho biết không xảy ra đột biến, theo lí thuyết, số
loại kiểu gen và số loại kiểu hình tối đa về hai lôcut trên là
A. 10 kiểu gen và 6 kiểu hình. B. 9 kiểu gen và 6 kiểu hình.
C. 10 kiểu gen và 4 kiểu hình. D. 9 kiểu gen và 4 kiểu hình.
Bài 13. Ở người, genquy định màu mắt có 2 alen (A và a), gen quy định dạng tóc
có 2 alen (B và b), gen quy định nhóm máu có 3 alen (I A, IB v Io). Cho biết các gen
nằm trên các cặp nhiễm sắc thể thường khác nhau. Tính số kiểu gen tối đa có thể
được tạo ra từ 3 gen nói trên ở trong quần thể người.
Bài 14. Gen I,II,III lần lượt có 3,4,5 alen. Tính số KG tối đa có thể có trong quần
thể (2n) về 3 locus trên trong trường hợp:
1. Cả 3 gen trên đều nằm trên NST thường, gen II và III cùng nằm trên một cặp
NST
2. Gen I nằm trên NST thường, gen II và III cùng trên NST giới tính X (không có
trên Y).
3. Mỗi gen nằm trên một cặp NST thường.
4. Cả ba gen đều nằm trên 1 cặp NST thường.
Bài 15. Ở người, nhóm máu gồm 3 alen trên NST thường quy định. Bệnh máu khó
đông gồm 2 alen trên NST X quy định. Tật dính ngón gồm 2 alen/ Y quy định. Xác
định số kiểu gen tối đa của quần thể người.
Bài 16. Số alen tương ứng của gen I, II, III và IV lần lượt là 2, 3, 4 và 5. Gen I và
II cùng nằm trên NST X ở đoạn không tương đồng với Y, gen III và IV cùng nằm
trên một cặp NST thường.
Số kiểu gen tối đa trong QT:
A. 181
B. 187
C. 5670
D. 237
III. KẾT LUẬN
Phương pháp xác định số kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể có ý
nghĩa trong việc giải bài tập di truyền biến dị trong phần: “Di truyền quần thể”của
chương trình Sinh học 12. Giúp học sinh không cảm thấy dạng bài tập này quá khó
và rắc rối, nhất là khi giải các bài toán có nhiều gen, mỗi gen có nhiều alen nằm
trên các cặp NST tương đồng khác nhau phân li độc lập.
Phương pháp giải bài tập này có khả năng áp dụng trên các bài tập di truyền
học trắc nghiệm đồng thời có thể sử dụng trong bài tập di truyền giải theo phương
pháp tự luận.
Phương pháp này có ưu điểm là học sinh chỉ cần nắm được công thức tính
và chỉ việc thay số vào để tính toán nhưng chưa phải đã là phương pháp tối ưu, vì
vậy cần kết hợp với nhiều phương pháp khác để kết quả dạy – học tốt hơn.
Bài viết chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, cách chia dạng bài tập
14
theo suy nghĩ chủ quan của tôi cho là khoa học nhưng chưa chắc đã là khoa học
nhất. Rất mong nhận được những nhận xét, góp ý của các thầy cô để nội dung và
hình thức của bài viết được hoàn thiện hơn.
15
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Thành Đạt và cộng sự (2008), Sách sinh học 12 chương trình chuẩn,
NXB Giáo dục.
2. Nguyễn Thành Đạt và cộng sự (2008), Sách giáo viên sinh học 12 chương trình
chuẩn, NXB Giáo dục.
3. Vũ Văn Vụ và cộng sự (2008), Sách sinh học 12 chương trình nâng cao, NXB
Giáo dục.
4. Vũ Văn Vụ và cộng sự (2008), Sách giáo viên sinh học 12 chương trình nâng
cao, NXB Giáo dục.
5. Các trang web thuviensinhhoc.com và violet.vn.
16