Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập di truyền quần thể trong giảng dạy môn Sinh học 12 – THPT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:52

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích nghiên cứu sáng kiến "Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập di truyền quần thể trong giảng dạy môn Sinh học 12 – THPT " nhằm đưa ra được một số phương pháp hướng dẫn học sinh giải nhanh các dạng bài tập di truyền quần thể một cách đơn giản, khoa học, dễ hiểu nhằm làm tăng hứng thú học tập bộ môn Sinh học cho học sinh ở trường THPT Kim Sơn B.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập di truyền quần thể trong giảng dạy môn Sinh học 12 – THPT

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN ĐỀ NGHỊ CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN “PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ TRONG GIẢNG DẠY MÔN SINH HỌC 12 – THPT” Nhóm tác giả: Nguyễn Thị Hoa Đinh Thị Thanh Nhàn Vũ Thị Thanh Hướng Phạm Thị Duyên Doãn Thị Phương ĐƠN VỊ CÔNG TÁC: TRƯỜNG THPT KIM SƠN B 1
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ĐƠN ĐỀ NGHỊ CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN Kính gửi: Hội đồng sáng kiến ngành Giáo dục và Đào tạo tỉnh Ninh Bình Tôi ghi tên dưới đây: Tỷ lệ (%) đóng Trình độ góp Ngày tháng TT Họ và tên Nơi công tác Chức vụ chuyên vào năm sinh môn việc tạo ra sáng kiến Tổ trưởng Trường tổ chuyên 1 Nguyễn Thị Hoa 29/10/1979 THPT Kim Cử nhân 20% môn Hóa- Sơn B Sinh- CN Trường Đinh Thị Thanh 2 15/ 10/ 1980 THPT Kim Giáo viên Cử nhân 20% Nhàn Sơn B Trường Vũ Thị Thanh 3 10/ 1/ 1981 THPT Kim Giáo viên Cử nhân 20% Hướng Sơn B Trường 4 Phạm Thị Duyên 15 / 8 / 1982 THPT Kim Giáo viên Cử nhân 20% Sơn B Trường 5 Doãn Thị Phương 15 / 01/1987 THPT Kim Giáo viên Thạc sĩ 20% Sơn B PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng 2
Là tác giả đề nghị xét công nhận đề tài sáng kiến “Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập di truyền quần thể trong giảng dạy môn Sinh học 12 – THPT ”. Lĩnh vực áp dụng: Sáng kiến được áp dụng vào lĩnh vực giảng dạy môn sinh học trên lớp, bồi dưỡng học sinh giỏi, ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia, kho tài liệu tự học cho học sinh trong nhà trường. 1.2. Lí do chọn đề tài sáng kiến Sinh học là môn khoa học tự nhiên có tỉ lệ kiến thức lý thuyết và bài tập chiếm tỉ lệ 7: 3 trong các đề thi hay đề kiểm tra. Trong chương trình sinh học 12 phần các quy luật di truyền và di truyền quần thể là phần khó nhất với học sinh và đặc biệt là phần bài tập di truyền quần thể vì nó liên quan đến nhiều quy luật di truyền khác, có nhiều dạng bài tập, các bài tập đòi hỏi học sinh phải có tư duy sâu, khả năng tính toán nhanh, móc xích nhiều kĩ năng với nhau, do đó khi giải các bài tập trong chương này học sinh gặp rất nhiều khó khăn. Mặt khác đây là phần bài tập thường có câu hỏi dạng vận dụng cao trong các đề thi tuyển sinh các năm và đề thi chọn học sinh giỏi lớp 12 của tỉnh. Trong những năm gần đây, bài tập di truyền quần thể được đưa vào dạng tích hợp một số quy luật di truyền liên kết giới tính, liên kết gen, hoán vị gen... càng gây khó khăn nhiều cho học sinh. Với đề thi học sinh giỏi của tỉnh Ninh Bình và một số tỉnh khác không năm nào bỏ qua dạng bài tập di truyền quần thể và có tích hợp các quy luật di truyền khác. Việc đưa ra phương pháp giải một số dạng bài tập có ý nghĩa rất thiết thực. Từ đó giúp học sinh có phương pháp tư duy tốt, biết vận dụng linh hoạt kiến thức giải nhanh các dạng bài tập thường gặp trong đề thi học sinh giỏi, đề thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia, phát huy tính tích cực trong học tập , đánh thức được lòng đam mê nghiên cứu tìm tòi và yêu thích bộ môn. Đó là lí do tôi viết đề tài sáng kiến “Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập di truyền quần thể trong giảng dạy môn Sinh học 12 – THPT”. 1.3. Tính mới, tính sáng tạo của sáng kiến kinh nghiệm. - SKKN đã đưa ra được một số phương pháp hướng dẫn học sinh giải nhanh các dạng bài tập di truyền quần thể một cách đơn giản, khoa học, dễ hiểu nhằm làm tăng hứng thú học tập bộ môn Sinh học cho học sinh ở trường THPT Kim Sơn B. - SKKN đã đưa ra cách thiết lập một số công thức giải nhanh các dạng bài tập di truyền quần thể giúp học sinh dễ hiểu, dễ vận dụng đặc biệt là: 3
+ Phương pháp giải nhanh dạng bài tập viết cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối qua nhiều thế hệ đối với quần thể có 2 locut gen bằng biến số bất định R trong các trường hợp: Hai locut gen phân li độc lập. Hai locut gen liên kết hoàn toàn. Hai locut gen liên kết không hoàn toàn. + Phương pháp giải nhanh dạng bài tập tính tần số alen, tần số kiểu của quần thể ngẫu phối trong trường hợp có chọn lọc loại bỏ. + Phương pháp giải nhanh dạng bài tập tính tần số alen, tần số kiểu của quần thể tự phối qua nhiều thế hệ đối với quần thể có 2 locut gen. - SSKKN góp phần xây dựng kho tài liệu giảng dạy trên lớp, bồi dưỡng học sinh giỏi, ôn thi tốt nghiệp trung học phổ thông quốc gia, kho tài liệu tự học cho học sinh trong nhà trường. 4
PHẦN II. NỘI DUNG 2.1. Thực trạng “Kiến thức về di truyền quần thể” là kiến thức trừu tượng nhưng thời gian phân bố ít chỉ được dạy trên lớp 2 tiết. Vì vậy để học sinh hiểu rõ lí thuyết và giải quyết bài tập là rất khó khăn. Mặt khác giúp học sinh tìm nhanh kết quả của bài tập để trả lời trắc nghiệm trong thời gian ngắn lại càng khó hơn. Do đó qua giảng dạy và nghiên cứu giáo viên phải hệ thống được cách giải nhanh có tính khoa học để học sinh dễ dàng vận dụng. Trên cơ sở những kiến thức đã được các tác giả nghiên cứu tìm ra phương pháp giải bài tập các dạng của di truyền quần thể trong các sách tham khảo nay tôi xin được tóm tắt đúc rút lại một số phương pháp ngắn gọn thường xuyên vận dụng đối với học sinh trong các kì thi học kì, tốt nghiệp, đại học, cao đẳng và thi chọn học sinh giỏi giúp học sinh dễ nắm bắt và làm bài nhanh, chính xác nhất. 2.2. Các giải pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề 2.2.1. Các phương pháp nghiên cứu để giải quyết vấn đề - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: từ các tài liệu, bài báo cáo khoa học. - Phương pháp xử lý số liệu: sử dụng phương pháp thống kê toán học. - Phương pháp bố trí thực nghiệm: đảm bảo độ đồng đều - Tiến hành tìm hiểu các công bố mới nhất trong và ngoài nước liên quan đến vấn đề nghiên cứu. - Tiến hành lập đề cương nghiên cứu và kế hoạch nghiên cứu. - Phân tích, tổng hợp kết quả thu được và rút ra kết luận khoa học. - Viết báo cáo khoa học. 2.2.2. TRỌNG TÂM KIẾN THỨC LÍ THUYẾT 2.2.2.1. Khái niệm quần thể * KN: Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sống trong một khoảng không gian xác định, vào một thời điểm xác định và có khả năng sinh ra con cái để duy trì nòi giống. * Đặc trưng di truyền: - Mỗi quần thể có một vốn gen đặc trưng, thể hiện ở tần số các alen và tần số các kiểu gen của quần thể. 5
- Tần số mỗi alen = số lượng alen đó/ tổng số alen của gen đó trong quần thể tại một thời điểm xác định. - Tần số một loại kiểu gen = số cá thể có kiểu gen đó/ tổng số cá thể trong quần thể. 2.2.2.2. Phân biệt quần thể tự phối với quần thể ngẫu phối Quần thể tự thụ phấn hoặc giao phối gần Quần thể ngẫu phối - Tự thụ phấn hoặc giao phối gần - Các cá thể giao phối tự do với nhau. - Tần số kiểu gen biến đổi qua các thế hệ tự -Duy trì tần số các kiểu gen khác nhau phối theo hướng giảm dần tỉ lệ kiểu gen dị trong quần thể không đổi qua các thế hệ hợp, tăng dần tỉ lệ kiểu gen đồng hợp, nhưng trong những điều kiện nhất định. tần số alen thì không biến đổi qua các thế hệ. - Cấu trúc di truyền tuân theo biểu thức - Làm nghèo vốn gen quần thể, làm giảm đa Hacđi –Vanbec dạng di truyền. - Quần thể giao phối đa dạng về kiểu gen và kiểu hình, thích nghi cao. 2.2.2.3. Định luật Hacđi - Vanbec a) Nội dung định luật Hacđi - Vanbec * Trong những điều kiện nhất định, tần số tương đối của các alen và thành phần kiểu gen của quần thể ngẫu phối được duy trì không đổi từ thế hệ này snag thế hệ khác theo đẳng thức p2AA + 2pqAa + q2aa = 1. Trong đó : p là tần số alen A, q là tần số alen a, p + q = 1. b) Điều kiện nghiệm đúng của định luật + Quần thể phải có kích thước lớn. + Các cá thể trong quần thể phải giao phối với nhau một cách ngẫu nhiên. + Không có tác động của chọn lọc tự nhiên (các cá thể có kiểu gen khác nhau có sức sống và khả năng sinh sản như nhau). + Không có đột biến (đột biến không xảy ra hoặc xảy ra thì tần số đột biến thuận phải bằng tần số đột biến nghịch). + Quần thể phải được cách li với quần thể khác (không có sự di – nhập gen giữa các quần thể). c) Ý nghĩa + Lý luận: Định luật cho phép giải thích tại sao trong tự nhiên có những quần thể ổn định tương đối trong thời gian dài. + Thực tiễn: Từ tần số kiểu hình có thể xác định được tần số alen và tần số kiểu gen và ngược lại. 2.2.3. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI 6
DẠNG 1: Tính tần số alen, tần số kiểu gen, tần số kiểu hình của quần thể Nếu cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu là: dAA + hAa + raa = 1 (với d, h, r lần lượt là tỷ lệ KG lần lượt của AA, Aa, aa) thì: – Tần số alen của quần thể được tính theo công thức: Trong đó: p(A) + q(a) = 1 – Nếu cấu trúc quần thể ban đầu được cho dưới dạng số lượng cá thể thì tính tần số kiểu gen và áp dụng các công thức trên. Tần số kiểu gen = số cá thể mang kiểu gen đó: tổng số cá thể Ví dụ 1: Một quần thể có thành phần kiểu gen là 0,1AA: 0,4Aa : 0,5 aa. Tần số alen A của quần thể này là A. 0,5 B. 0,3 C. 0,7 D. 0,6 Hướng dẫn trả lời – Tần số alen của quần thể được tính theo công thức: Tần số q= a = 0,48/2 + 0,36 = 0,6 =>Đáp án B Dạng 2: Xác định cấu trúc di truyền, tỉ lệ kiểu gen và kiểu hình của quần thể tự phối 1. Tự thụ phấn với 1 loocut gen Cấu trúc di truyền ở thế hệ P: dAA + hAa + raa = 1 Sau n thế hệ tự phối, tỉ lệ từng loại kiểu gen trong quần thể ở Fn được tính như sau: => Cấu trúc di truyền của quần thể thay đổi theo hướng: + Tăng tỉ lệ đồng hợp. + Giảm tỉ lệ dị hợp. 7
VÍ DỤ 1: Một quần thể thực vật có tỉ lệ các kiểu gen ở thế hệ xuất phát (P) là 0,25AA : 0,40Aa : 0,35aa. Tính theo lí thuyết, tỉ lệ các kiểu gen của quần thể này sau ba thế hệ tự thụ phấn bắt buộc (F3) là: A. 0,15AA: 0,25Aa: 0,6 aa. B.0,425 AA: 0,050Aa: 0,525 aa. C. 0,25AA: 0,45Aa: 0,3aa. D. 0,64 AA: 0,32Aa: 0,04 aa. Hướng dẫn trả lời Tỉ lệ các kiểu gen của quần thể này sau ba thế hệ tự thụ phấn bắt buộc (F 3) là: =>Đáp án B VÍ DỤ 2: Một quần thể thực vật tự thụ phấn có tỉ lệ kiểu gen ở thế hệ P là: 0,45AA: 0,30Aa : 0,25aa. Cho biết các cá thể có kiểu gen aa không có khả năng sinh sản. Theo lí thuyết, tỉ lệ các kiểu gen thu được của F1 là A. 0,425AA : 0,25Aa : 0,350aa B. 0,7AA : 0,2Aa : 0,1aa C. 0,34AA : 0,24Aa : 0,42aa. D. 0,64AA: 0,32Aa: 0,4aa. Hướng dẫn trả lời Quần thể P: 0,45AA : 0,30Aa : 0,25aa Các kiểu gen aa không sinh sản được => Số cá thể tham gia sinh sản: 0,45AA : 0,3Aa = 0,75 → 0,6AA : 0,4Aa = 1 Quần thể tự thụ phấn => thế hệ sau có tần số các kiểu gen là: Aa = 0,4 x 1/2 = 0,2 AA = 0,6 + (0,4 – 0,2)/2 = 0,7 aa = (0,4 – 0,2)/2 = 0,1 => Cấu trúc di truyền ở quần thể ở thế hệ sau: 0,7AA : 0,2Aa : 0,1aa =>Đáp án B 8
VÍ DỤ 3 (CÂU 38 TRONG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NINH BÌNH NĂM 2016- 2017) Ở một loài thực vật, xét một gen có 2 alen, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng. Thế hệ xuất phát (P) của một quần thể thuộc loài này có tỉ lệ kiểu hình 9 cây hoa đỏ: 1 cây hoa trắng. Sau 3 thế hệ tự thụ phấn, ở F 3 cây có kiểu gen dị hợp chiếm tỉ lệ 7,5%. Theo lí thuyết, cấu trúc di truyền của quần thể này ở thế hệ P là A. 0,3AA + 0,6Aa + 0,1aa = 1. B. 0,6AA + 0,3Aa + 0,1aa = 1. C. 0,7AA + 0,2Aa + 0,1aa = 1. D. 0,1AA + 0,6Aa + 0,3aa = 1. Hướng dẫn trả lời Vì trắng = aa = 0,1 => A- = 0,9 Thế hệ P có (0,9 - x) AA + x Aa + 0,1 aa = 1 (x là % Aa) Sau 3 thế hệ tự thụ phấn Aa = ( ) x = 0.075 => x = 0.6 => Quần thể P: 0,3AA + 0,6Aa + 0,1aa = 1 => B VÍ DỤ 4 ( CÂU 48 TRONG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NINH BÌNH NĂM 2020 - 2021 ) Một quần thể thực vật, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng. Thế hệ xuất phát của quần thể này có 90% số cây hoa đỏ. Qua tự thụ phấn, ở thế hệ F2 có 32,5% số cây hoa trắng. Theo lí thuyết, có bao nhiêu nhận định sau đây đúng? (1) Thế hệ xuất phát có 60% số cây hoa đỏ dị hợp. (2) Trong tổng số cây hoa đỏ ở F2 có 45% cây hoa đỏ thuần chủng. (3) Ở F2, tỉ lệ cây dị hợp luôn lớn hơn tỉ lệ cây đồng hợp. (4) Tần số alen A ở F2 lớn hơn tần số alen A ở thế hệ xuất phát. A. 1. B. 3. C. 4. D. 2. Hướng dẫn trả lời Vì trắng = aa = 1- A- = 1- 0,9 = 0.1 Thế hệ P có (0,9-x) AA + x Aa + 0,1 aa = 1 (x là % Aa) Sau 2 thế hệ tự thụ phấn aa = 0,325 => aa = 0,1+ (1- ) x/2 = 0,325 => x = = 60 % => (1) đúng => Ở thế hệ xuất phát: AA = 0,9 – 0,6 = 0,3 9
=> Quần thể P: 0,3AA + 0,6Aa + 0,1aa = 1 Sau 2 thế hệ tự thụ phấn aa = 0,325 => A- = 0,675 AA = 0,3 + 0,225 = 0,525 chiếm tỉ lệ 0,525: 0,675 = 7/9 = 77,7% => (2) sai. Ở F2 Aa = 0,675- 0,525 = 0,15 => (3) sai 4) Tần số alen A ở F2 lớn hơn tần số alen A ở thế hệ xuất phát => (4) sai => đáp án A VÍ DỤ 5 (CÂU 119 TRONG ĐỀ THI THPT QUỐC GIA 2017 – MĐ 202) Một quần thể thực vật lưỡng bội, xét một gen có 2 alen nằm trên nhiễm sắc thể thường, alen trội là trội hoàn toàn. Thế hệ xuất phát (P) của quần thể này có số cá thể mang kiểu hình trội chiếm 80%. Sau một thế hệ tự thụ phấn, thu được F1có số cá thể mang kiểu hình lặn chiếm 35%. Biết rằng quần thể không chịu tác động của các nhân tố tiến hoá khác. Theo lí thuyết, có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng? I. Ở P có tần số alen trội bằng tần số alen lặn. II. Thế hệ P của quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền. III. Trong tổng số cá thể mang kiểu hình trội ở P, số cá thể có kiểu gen dị hợp tử chiếm 75%. IV. Cho tất cả các cá thể mang kiểu hình trội ở P tự thụ phấn, thu được đời con có 18,75% số cá thể mang kiểu hình lặn. A. 3. B. 2. C. 1. D. 4. Hướng dẫn trả lời Vì A- = 0,8 => aa = 1- 0,8 = 0,2 Thế hệ P có (0,8 - x) AA + x Aa + 0,2aa = 1 (x là % Aa) 1 1− Sau 1 thế hệ tự thụ phấn aa = 0, 2 + x( 21 ) = 35% => 0,2 + 0,25x = 0,35 => 0,25x = 0,15 2 => x = 0,6 => AA = 0,8 - 0,6 = 0,2 =>Quần thể P: 0,2 AA + 0,6 Aa + 0,2 aa = 1 A = a = 0,2 + 0,6/2 = 0,5 Xem xét các phát biểu: I. Ở P có tần số alen trội bằng tần số alen lặn.=> đúng II. Thế hệ P của quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền => sai. Vì 2.0,5.0,5 = 0,25 khác 0,6 10
III. Trong tổng số cá thể mang kiểu hình trội ở P, số cá thể có kiểu gen dị hợp tử chiếm 75%. => đúng. Vì 0,6/0,8 = 75% IV. Cho tất cả các cá thể mang kiểu hình trội ở P tự thụ phấn, thu được đời con có 18,75% số cá thể mang kiểu hình lặn. => đúng. Vì => Kiểu hình trội P: 0,2AA + 0,6 Aa = 1/4AA + 3/4Aa  Sau tự thụ phấn aa = 1/4.3/4 = 3/16 = 18,75% Có 3 phát biểu đúng => Đáp án B 2.2. Tự thụ phấn với 2 loocut gen phân li độc lập VÍ DỤ 1 (CÂU 47 TRONG ĐỀ THI THPT QUỐC GIA 2016 – VDC) Một quần thể thực vật tự thụ phấn, thế hệ xuất phát (P) có thành phần kiểu gen là 0,3AABb : 0,2AaBb : 0,5Aabb. Cho biết mỗi gen quy định một tính trạng, alen trội là trội hoàn toàn. Theo lí thuyết, trong các dự đoán sau đây về cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ F1, có bao nhiêu dự đoán đúng? (1) Có tối đa 10 loại kiểu gen. (2) Số cá thể có kiểu gen đồng hợp tử lặn về cả hai cặp gen chiếm tỉ lệ 13,75%. (3) Số cá thể có kiểu hình trội về một trong hai tính trạng chiếm tỉ lệ 54,5%. (4) Số cá thể có kiểu gen mang hai alen trội chiếm tỉ lệ 32,3%. A. 3. B. 1. C. 4. D. 2. Hướng dẫn trả lời (P): 0,3AABb : 0,2AaBb : 0,5Aabb tự thụ phấn: 0,3AABb → 0,3 AA(0,25BB; 0,5Bb; 0,25bb) = 0,3AA(0,75B-; 0,25bb) 0,2AaBb → 0,2(0,25AA; 0,5Aa; 0,25aa)(0,25BB; 0,5Bb; 0,25bb) = 0,2(9/16A-B-; 3/16A- bb; 3/16aaB-; 1/16aabb) 0,5Aabb → 0,5(0,25AA; 0,5Aa; 0,25aa)bb = 0,5(0,75A-; 0,25aa) Xem xét các dự đoán: (1) Có tối đa 10 loại kiểu gen. => sai. Vì có tối đa 9 kiểu gen (2) Số cá thể có kiểu gen đồng hợp tử lặn về cả hai cặp gen chiếm tỉ lệ 13,75%. => đúng Vì aabb = 0,2.(1/16) + 0,5.0,25 = 0,1375 (3) Số cá thể có kiểu hình trội về một trong hai tính trạng chiếm tỉ lệ 54,5%. => sai Vì A-bb + aaB- = 0,3.0,25 + 0,2(3/16 + 3/16) + 0,5.0,75 = 0,525 (4) Số cá thể có kiểu gen mang hai alen trội chiếm tỉ lệ 32,3%. => sai 11
Vì A-B- = 0,3.0,75 + 0,2.0,5625 = 0,3375 => Có 1 dự đoán đúng => Đáp án B VÍ DỤ 2 (CÂU 116 TRONG ĐỀ THI THPT QUỐC GIA 2018 – MĐ 202) Một quần thể thực vật tự thụ phấn, alen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quyđịnh thân thấp; alen B quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen b quy định hoa trắng. Thế hệ xuấtphát (P) của quần thể này có thành phần kiểu gen là 0,2 AABb : 0,2 AaBb : 0,2 Aabb : 0,4 aabb. Chorằng quần thể không chịu tác động của các nhân tố tiến hóa khác. Theo lí thuyết, có bao nhiêu phát biểusau đây đúng? I. F2 có tối đa 9 loại kiểu gen. II. Tỉ lệ kiểu gen dị hợp tử giảm dần qua các thế hệ. III. Trong tổng số cây thân cao, hoa đỏ ở F 2, có 8/65 số cây có kiểu gen dị hợp tử về cả 2 cặp gen. IV. Ở F3, số cây có kiểu gen dị hợp tử về 1 trong 2 cặp gen chiếm tỉ lệ 3/32. A. 2. B. 1. C. 4. D. 3. Hướng dẫn trả lời Chọn A - Quần thể có 2 cặp gen dị hợp (Aa và Bb) nên có tối đa số kiểu gen là 3 2 = 9 kiểu gen  I sai - II đúng vì quần thể là quần thể tự thụ nên tỉ lệ kiểu gen dị hợp giảm dần qua các thế hệ và tỉ lệ kiểu gen đồng hợp tăng dần qua các thế hệ. - P: 0,2 AABb : 0,2 AaBb : 0,2 Aabb : 0,4 aabb. Có 2 kiểu gen tạo ra cây thân cao hoa đỏ ở F2 là: 0,2AABb : 0,2AaBb F2 có tỉ lệ kiểu gen là: - 0,2AABb → 0,2 AA(0,375BB; 0,25Bb; 0,375bb) - 0,2AaBb → 0,2(0,375AA; 0,25Aa; 0,375aa)(0,375BB; 0,25Bb; 0,375bb)  cao đỏ F2 = 0,2 AA(0,375BB + 0,25Bb) + 0,2(0,375AA + 0,25Aa)(0,375BB + 0,25Bb) cao đỏ F2 = 0,2 x 0,625 + 0,2 x 0,625 x 0,625 = 13/64 số cây thân cao, hoa đỏ ở F2 có kiểu gen dị hợp tử về cả 2 cặp gen chiếm tỉ lệ là 0,l x 0,25Aa x 0,25Bb =1/80AaBb  Trong tổng số các cây thân cao, hoa đỏ ở F 2, số cây có kiểu gen dị hợp tử về cả 2 cặp gen chiếm tỉ lệ là: 12
AaBb = 1/80 : 13/64 = 8/130 = 4/65 III sai - Có 3 kiểu gen tạo ra đời sau có kiểu gen dị hợp về 1 trong 2 cặp gen là: 0, 2AABb :0, 2AaBb : 0, 2Aabb Ở F3 ta có: - 0,2AABb → 0,2 AA(28/64 BB + 8/64 Bb + 28/64bb) 0,2AaBb → 0,2(28/64AA + 8/64 Aa + 28/ 64 aa)(28/64BB+ 8/64 Bb + 28/64 bb) 0,2Aabb → 0,2(28/64AA + 8/64 Aa + 28/ 64 aa)bb  Ở F3 , số cây có kiểu gen dị hợp tử về 1 trong 2 cặp gen chiếm tỉ lệ: 0,2 AA x 8/64 Bb + 0,2(28/64AA + 28/ 64 aa ) x 8/64 Bb+ 0,2 x 8/64 Aa(28/64BB + 28/64 bb) + 0,2 x 8/64Aabb= 15/160= 3/32  IV đúng Vậy có 2 phát biểu đúng. Dạng 3: Xác định quần thể có đạt trạng thái cân bằng Hacđi - Van bec hay không, tìm tỉ lệ các kiểu gen khi quần thể ở trạng thái cân bằng 3.1. Đối với 1 gen có 2 alen nằm trên NST thường 3.1.1. Xác định trạng thái cân bằng của quần thể khi không phân biệt đực cái – Phương pháp giải 1: CTDT của quần thể là: dAA + hAa + raa =1 + Nếu d.r = (h/2)2 => Quần thể đạt trạng thái cân bằng. + Nếu d.r ≠ (h/2)2 => Quần thể không đạt trạng thái cân bằng. – Phương pháp giải 2: Từ cấu trúc di truyền của quần thể tìm tần số tương đối của các alen, sau đó thay vào công thức: p2AA + 2pqAa + q2aa = 1. + Nếu quần thể ban đầu đã cho nghiệm đúng công thức định luật (tức trùng công thức định luật) => Quần thể đạt trạng thái cân bằng. + Nếu quần thể ban đầu đã cho không nghiệm đúng công thức định luật (tức không trùng công thức định luật) => quần thể không đạt trạng thái cân bằng. VÍ DỤ 1 (CÂU 11 TRONG ĐỀ THI THPT QUỐC GIA 2016 – MĐ 147) Quần thể sinh vật có thành phần kiểu gen nào sau đây đang ở trạng thái cân bằng di truyền? A. 0,6AA : 0,4aa. B. 100%Aa. C. 0,25AA : 0,5Aa : 0,25aa. D. 0,1AA : 0,4Aa : 0,5aa. 13
Hướng dẫn trả lời A. 0,6AA : 0,4aa. => A = 0,6; a = 0,4 => Aa = 2.0,6.0,4 = 0,48 khác 0 => không cân bằng B. 100%Aa. => A = a = 0,5 => Aa = 2.0,5.0,5 = 0,5 khác 100% => không cân bằng C. 0,25AA : 0,5Aa : 0,25aa. => A = a = 0,5 => Aa = 2.0,5.0,5 = 0,5 => cân bằng D. 0,1AA : 0,4Aa : 0,5aa. => A = 0,3; a = 0,7 => Aa = 2.0,3.0,7 = 0,42 khác 0,4 => không cân bằng => Đáp án C VÍ DỤ 2 (CÂU 41 TRONG ĐỀ THI THPT QUỐC GIA 2014 – MĐ 169) Một loài thực vật giao phấn, xét một gen có hai alen, alen A quy định hoa đỏ trội không hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng, thể dị hợp về cặp gen này cho hoa hồng. Quần thể nào sau đây của loài trên đang ở trạng thái cân bằng di truyền? A. Quần thể gồm toàn cây hoa hồng. B. Quần thể gồm toàn cây hoa đỏ. C. Quần thể gồm cả cây hoa đỏ và cây hoa hồng. D. Quần thể gồm cả cây hoa đỏ và cây hoa trắng. Hướng dẫn trả lời A. Quần thể gồm toàn cây hoa hồng. => A = a = 0,5 => Aa = 2.0,5.0,5 = 0,25 khác 100% => không cân bằng B. Quần thể gồm toàn cây hoa đỏ. => A = 1; a = 0 = > Aa = 2.1.0 = 0 => cân bằng C. Quần thể gồm cả cây hoa đỏ và cây hoa hồng. => xAA + yAa = 1 => a = y/2 => aa = (y/2)2 mâu thuẫn => không cân bằng. D. Quần thể gồm cả cây hoa đỏ và cây hoa trắng. => x AA + y aa = 1 => A = x; a = y => Aa = 2xy => không cân bằng => Đáp án C VÍ DỤ 3 (CÂU 82 TRONG ĐỀ THI THPT QUỐC GIA 2018 – MĐ 202) Một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có tần số alen a là 0,7. Theo lí thuyết, tần số kiểu gen aa của quần thể này là A. 0,42. B. 0,60. C. 0,49. D. 0,09. Hướng dẫn trả lời Quần thể đạt trạng thái cân bằng nghiệm đúng với công thức: 14
p2AA + 2pqAa + q2aa = 1. Kiểu gen aa = q2 = (0,7)2 = 0,49 => Đáp án C 3.1.2. Xác định trạng thái cân bằng của quần thể khi biết cấu trúc di truyền quần thể ở giới đực và cái Quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền khi tần số alen ở cả hai giới bằng nhau: p♂ = p♀; q ♂ = q♀ Tần số các alen của quần thể khi ở trạng thái cân bằng - P cân bằng = (p♂+ p♀)/2; q cân bằng = 1- p cân bằng - Nếu tần số alen ban đầu của 2 giới không bằng nhau thì phải qua 2 lần ngẫu phối quần thể mới cân bằng. VÍ DỤ 1 (TRONG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI LỚP 12 TỈNH NINH BÌNH NĂM 2019-2020) Thế hệ ban đầu của một quần thể có tần số của alen a ở giới đực bằng 0,3. Qua các thế hệ ngẫu phối quần thể có cấu trúc di truyền F2 là 0,36 AA + 0,48 Aa + 0,16 aa. a. Tính tần số của mỗi alen ở giới cái của thế hệ ban đầu. b. Tính tần số kiểu gen của quần thể ở F1 Hướng dẫn trả lời a. Tính tần số của mỗi alen ở giới cái của thế hệ ban đầu. p♂ = 1 - 0,3 = 0,7 - P cân bằng = (p♂+ p♀)/2 = 0,36 + 0,24 = 0,6 => p♀ = 0,5 => q♀ = 0,5 b. Tính tần số kiểu gen của quần thể ở F1 F1= (0,7A: 0,3a)( 0,5A: 0,5a) = 0,35 AA: 0,5Aa: 0,15aa = 1 VÍ DỤ 2 (CÂU 41 TRONG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NINH BÌNH NĂM 2020 – 2021) Một quần thể động vật, ở thế hệ xuất phát (P) có thành phần kiểu gen ở giới cái là 0,1AA: 0,2Aa: 0,7aa; ở giới đực là 0,36AA: 0,48Aa: 0,16aa. Biết rằng quần thể không chịu tác động của các nhân tố tiến hóa. Sau một thế hệ ngẫu phối thì thế hệ F 1 A. có kiểu gen đồng hợp tử trội chiếm tỉ lệ 16%. B. có kiểu gen dị hợp tử chiếm tỉ lệ 56%. C. đạt trạng thái cân bằng di truyền. D. có kiểu gen đồng hợp tử lặn chiếm tỉ lệ 28%. 15
Hướng dẫn trả lời p♂ = 0,36 + 0,24 = 0,6; q ♂ = 0,4 p♀ = 0,1 + 0,1 = 0,2; q♀ = 1 – 0,2 = 0,8 Sau 1 thế hệ ngẫu phối F1 = (0,6A: 0,4a)(0,2A: 0,8a) = 0,12 AA: 0,56Aa: 0,32aa = 1 => đáp án B. VÍ DỤ 3 (ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI DỰ THI QUỐC GIA TỈNH ĐẮK LẮK NĂM 2016 – 2017) Ở một loài động vật ngẫu phối, xét 1 gen gồm 2 alen A và a nằm trên nhiễm sắc thể thường. Tần số alen A của giới đực là 0,6 và của giới cái là 0,8. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền. Hướng dẫn trả lời Cấu trúc di truyền của quẩn thể ở trạng thái cân bằng di truyền - Tần số alen a ở giới đưc là p♂ = 0,6 => q ♂= 1- 0,6 = 0,4 p♀ = 0,8 => q♀ = 0,2 - P cân bằng= (p♂+ p♀) /2= (0,6 + 0,8)/2 = 0,7 => q cân bằng = 1- pcân bằng - Cấu trúc di truyền của quần thể khi cân bằng là: p2AA + 2pqAa + q2 aa= 1 => CTDT là: 0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa 3.2. Xác định trạng thái cân bằng của quần thể đối với gen có 2 alen nằm ở vùng không tương đồng trên NST X Xét một gen có 2 alen nằm ở vùng không tương đồng trên NST giới tính X Quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền khi tần số alen ở cả hai giới bằng nhau.và bằng tần số chung của quần thể: pA = 1/3p♂ + 2/3p♀ Khi đó p♂ = p♀ = XA Y, q ♂ = q♀ = XaY Nếu XA = p; Xa = q thì cấu trúc di truyền của quần thể là: + Cấu trúc di truyền ở giới dị giao là: pXAY + qXaY = 1 + Cấu trúc di truyền ở giới đồng giao là: p2AA + 2pqAa + q2aa = 1 + Nếu tỉ lệ ♂: ♀ = 1:1 thì quần thể có cấu trúc di truyền là: p/2XAY + q/2XaY + p2/2XAXA + pqXAXa + q2/2XaXa = 1 – Nếu quần thể không cân bằng thì tần số các alen không bằng nhau ở hai giới và phải qua nhiều thế hệ ngẫu phối quần thể mới cân bằng, sự chênh lệch càng lớn thì càng cần nhiều thế hệ ngẫu phối. 16
VÍ DỤ 1: Trong các quần thể dưới đây, số quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền là (1) 0,25XAXA : 0,5XAXa : 0,25XaXa và 0,5XAY : 0,5XaY (2) 0,09XAXA : 0,42 XAXa : 0,49XaXa và 0,4XAY : 0,6XaY A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 Hướng dẫn trả lời – Áp dụng phương pháp 2.2 đối với quần thể (1) + Tần số alen bên giới đồng giao: f(A) = 0,25 + 0,5/2 = 0,5; f(a) = 1 – 0,5 = 0,5 + Tần số alen bên giới dị giao: f(A) = 0,5; f(a) = 0,5 => Tần số alen ở hai giới là bằng nhau. => Quần thể (2) đạt trạng thái cân bằng di truyền. – Áp dụng phương pháp 2.2 đối với quần thể (2) + Tần số alen bên giới đồng giao: P = A = 0,09 + 0,42/2 = 0,3; q = a = 1 – 0,3 = 0,7 + Tần số alen bên giới dị giao: f(A) = 0,4; f(a) = 0,6 => Tần số alen ở hai giới không bằng nhau => Quần thể (2) không đạt trạng thái cân bằng di truyền. VÍ DỤ 2: Cho quần thể dưới đây, viết cấu trúc quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền (1) 0,09XAXA : 0,42 XAXa : 0,49XaXa và 0,4XAY : 0,6XaY Hướng dẫn trả lời – Áp dụng phương pháp 2.2 đối với quần thể (1) + Tần số alen bên giới đồng giao: P = A = 0,09 + 0,42/2 = 0,3; q = a = 1 – 0,3 = 0,7 + Tần số alen bên giới dị giao: f(A) = 0,4; f(a) = 0,6 + Tần số alen của quần thể khi ở trạng thái cân bằng là: pA = 1/3p♂ + 2/3p♀ = 0,4. 1/3 + 2/3.0,3 = 1/3 => qa = 1 - 1/3 = 2/3 Vậy cấu trúc di truyền của quần thể khi cân bằng là: 1/6XAY + 2/6XaY + 1/18XAXA + 4/18XAXa + 4/18XaXa = 1 VÍ DỤ 3 (TRONG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NINH BÌNH NĂM 2013 -2014 ) Ruồi giấm có gen quy định màu mắt nằm trên nhiễm sắc thể X ở đoạn không tương đồng 17
gồm 2 alen, trong đó A quy định mắt đỏ, còn a quy định mắt trắng. Ở thế hệ xuất phát, quần thể ruồi đực có tần số A = 0,7; còn quần thể ruồi cái có A = 0,55. Khi quần thể đạt cân bằng di truyền thì tần số các alen và cấu trúc di truyền của quần thể như thế nào? Hướng dẫn trả lời - Ở thế hệ xuất phát: + ♂: pA = 0,7; qa = 0,3 + ♀ : pA = 0,55; qa = 0,45 - Nhận xét: Ở ruồi giấm cái có cặp NST giới tính XX  con ♀ đóng góp lượng gen trên X gấp đôi con ♂, do vậy khi quần thể đạt cân bằng thì tần số alen: 0,55 2 + 0, 7 pA = = 0, 6 3 qa = 0,4 - Cấu trúc di truyền khi cân bằng: 0,18 XAXA + 0,24 XAXa + 0,08 XaXa + 0,3 XAY + 0,2 XaY= 1 VÍ DỤ 4 (TRONG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NINH BÌNH NĂM 2013 – 2014) Nghiên cứu bệnh mù màu trong một quần thể người ở trạng thái cân bằng thấy tần số người đàn ông bị bệnh mù màu là 0,02. Hãy cho biết tỉ lệ nữ giới có kiểu hình bình thường. Biết rằng bệnh mù màu do một gen lặn nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X quy định, nhiễm sắc thể giới tính Y không mang alen tương ứng Hướng dẫn trả lời Quy ước: Gen a quy định bệnh mù màu; gen A quy định mắt bình thường. Gọi tần số alen A và alen a tương ứng là p và q. - Nam giới: có kiểu gen X AY = bình thường và XaY = mù màu do đó tần số kiểu gen tương ứng với các tần số alen → tần số alen a = q ♂ = q♀ = XaY = 0,02 → alen A = p♂ = p♀ = XA Y = 1 - 0,02 = 0,98 Cấu trúc di truyền ở giới nữ là: p2AA + 2pqAa + q2aa = 1 - Nữ giới có kiểu hình bình thường (XAXA; XAXa): p2 + 2pq = 0,982 + 2. 0,98. 0,02 = 0,9996 3.3. Xác định trạng thái cân bằng của quần thể đối với 1 gen có nhiều alen – Xét 1 gen có 3 alen là A1, A2 và A3 với tần số tương ứng là p, q và r 18
Quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền đối với gen trên nếu tần số các kiểu gen của quần thể là kết quả triển khai đa thức (p + q + r)² (p + q + r)² = p²A1A1 + q²A2A2 + r²A3A3 + 2pqA1A2 + 2qrA2A3 + 2prA1A3 – Tương tự, đối với một gen có n alen, kí hiệu A1, A2, A3,…An với tần số alen tương ứng p1, p2, p3,…pn, quần thể sẽ đạt trạng thái cân bằng di truyền đối với gen trên nếu tần số các kiểu gen của quần thể là kết quả triển khai biểu thức: (p1 + p2 + p3 +…pn)². VÍ DỤ 1 (TRONG ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI TỈNH NINH BÌNH NĂM 2015 – 2016 ) Quần thể người có sự cân bằng về các nhóm máu. Tỉ lệ nhóm máu O là 25%, máu B là 39%. Vợ và chồng đều có nhóm máu A, xác suất họ sinh con có nhóm máu giống mình bằng: A. 74,12%. B. 72,66%. C. 82,64%. D. 80,38%. Hướng dẫn trả lời Gọi tần số các alen IA, IB, IO lần lượt là p, q, r Ta có p + q + r = 1 Cấu trúc di truyền của quần thể khi cân bằng là: IOIO = = 0,25 => r = 0,5 => p + q = 0,5 Nhóm B = IBIB + 2qr IB IO = 0,39 mà p + q = 0,5(1) Nhóm máu A = IAIA + 2prIAIO Nhóm máu AB = 2pq IAIB => + 2pr + 2pq = 0,36(2) Từ (1) và (2) ta có p = 0,2; q = 0,3 Người có nhóm máu A có kiểu gen là: IAIA + 2prIAIO => 0,04IAIA + 0,2IAIO => 1/6IAIA + 5/6IAIO = 1 IA = 3,5/6; IO = 2,5/6 Tỉ lệ sinh con nhóm máu O = 2,5/6 x 2,5/6 = 25/144 Tỉ lệ sinh con nhóm máu A = 1-25/144 = 82,64% .=> đáp án C VÍ DỤ 2: Một loài thực vật, xét một gen có 3 alen theo thứ tự trội lặn là A > a > a 1; A quy định hoa đỏ; a quy định hoa vàng, a1 quy định hoa trắng. Alen trội là trội hoàn toàn, gen nằm trên NST thường. Trong một quần thể cân bằng di truyền có 36% cây hoa đỏ; 25% 19
cây hoa trắng; 39% cây hoa vàng. Có bao nhiêu phát biểu sau đây dúng? I. Tần số alen A= 0,2; a = 0,3; a1 = 0,5. II. Tổng số cá thể đồng hợp tử nhiều hơn tổng số cá thể dị hợp tử. III. Số cá thể dị hợp trong số cá thể hoa đỏ chiếm tỷ lệ 8/9. IV. Nếu cho các cây hoa vàng giao phấn với cây hoa trắng, đời con có 3 loại kiểu hình. V. Cho các cây hoa vàng của quần thể giao phấn ngẫu nhiên sinh ra đời con có số cây hoa trắng chiếm tỷ lệ 5/13. A. 5 B. 3 C. 4 D. 2 Hướng dẫn trả lời Chọn D. Quần thể cân bằng di truyền có cấu trúc: (A + a +a1)2 Tỷ lệ hoa trắng là: a 1a1 = 0,25 → a1 = 0, 25 = 0,5; tỷ lệ hoa vàng là 0,39 = (a +a 1)2 – a1a1 → a = 0,3 ; A = 0,2 Cấu trúc di truyền của quần thể là: (0,2A + 0,3a + 0,5a1)2 = 0,04AA + 0,09aa + 0,25a1a1 + 0,2Aa1 + 0,12Aa + 0,3aa1 Xét các phát biểu: I đúng II.sai, đồng hợp = 0,38 < 0,62 = tỷ lệ dị hợp 0,36 − 0, 04 AA 8 III.đúng, tỷ lệ hoa đỏ dị hợp trong tổng số cây hoa đỏ là: = 0, 36 9 IVsai, nếu cho các cây hoa vàng giao phấn tạo ra tối đa 2 loại kiểu hình V.sai, các cây hoa vàng ở P: 0,09aa: 0,3aa 1 ↔ 3aa: 10aa1, nếu cho các cây này giao 10 10 1 25 phấn ngẫu nhiên thì tỷ lệ hoa trắng là: = 13 13 4 169 3.4. Xác định trạng thái cân bằng của quần thể đối với 2 lôcut gen Xét 2 lôcut gen: lôcut gen 1 có 2 alen A và a, lôcut gen 2 có 2 alen B và b Quần thể cân bằng di truyền khi có đủ 2 điều kiện sau: – Có đủ 4 loại giao tử (AB, Ab, aB, ab) – Tích tần số các giao tử “đồng trạng thái” (AB, ab) bằng tích tần số các giao tử “đối trạng thái” (Ab, aB): 20