SKKN: Phương pháp tính số loại kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể ngẫu phối lưỡng bội

Chia sẻ: Nhi Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

503
lượt xem 73
download

SKKN: Phương pháp tính số loại kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể ngẫu phối lưỡng bội

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phương pháp thi TN đã khai thác được lượng lớn kiến thức, kiến thức sâu và mở rộng hơn. Do đó để đem lại kết quả cao trong các kì thi thì học sinh phải vận dụng các kiến thức thành thục mới đem lại kết quả cao trong các kì thi. Mời các bạn tham khảo bài SKKN này nhé.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: SKKN: Phương pháp tính số loại kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể ngẫu phối lưỡng bội

PHƯƠNG PHÁP TÍNH SỐ LOẠI KIỂU GEN VÀ SỐ KIỂU GIAO PHỐI TRONG QUẦN THỂ NGẪU PHỐI LƯỠNG BỘI (2n) Sáng kiến kinh nghiệm được xếp loại C cấp tỉnh năm học 2012-2013 Tác giả: LÊ QUANG HƯNG (Trường THPT Triệu Sơn 5)
A. PHẦN MỞ ĐẦU I. Lí do chọn đề tài. Trong các năm học từ 2009 Bộ GD&ĐT đã tổ chức thi tốt nghiệp, đại học và cao đẳng bằng phương pháp thi trắc nghiệm đối với môn sinh học. Phương pháp thi này đã khai thác được lượng lớn kiến thức, kiến thức sâu và mở rộng hơn đặc biệt từ khi thay sách giáo khoa. Do đó để đem lại kết quả cao trong các kì thi thì học sinh phải hiểu, vận dụng các kiến thức đã học trong các kì thi một cách thành thục mới đem lại kết quả cao trong các kì thi. Hai năm học mới đây 2010-2011 và 2011-2012 ở các kì thi đại học, cao đẳng do bộ GD&ĐT tổ chức và các kì thi học sinh giỏi do tỉnh Thanh Hóa tổ chức (thi văn hóa và thi giải toán trên máy tính cầm tay) đã khai thác các dạng bài tập về di truyền quần thể, trong đó các dạng bài toán liên quan đến tính số loại kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể ngẫu phối là dạng mới nhưng đã khai thác ở rộng và sâu về kiến thức phần này, do đó chỉ có những học sinh giỏi có tư duy tốt mới làm được. Tuy nhiên việc yêu cầu kiến thức phần này ở mức độ cao, nhưng chưa có một tài liệu tham khảo nào viết chi tiết về phương pháp tính, có nhiều chỗ, nhiều công thức đang còn hướng dẫn chung chung chưa cụ thể hoặc có tài liệu chỉ viết cho một phần nào đó. Trên cơ sở như vậy, để giúp học sinh nắm được phương pháp tính cơ bản, có hệ thống, cách tính cho nhiều trường hợp, dễ hiểu và đơn giản, áp dụng thuận lợi, đặc biệt tạo ra sự hứng thú khi làm các bài tập về tính số loại kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể giao phối nên tôi đã lựa chọn đề tài sáng kiến kinh
nghiệm: “Phương pháp tính số loại kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể ngẫu phối lưỡng bội”. II. Mục đích nghiên cứu. Giúp học sinh nắm được các phương pháp tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp tử, số kiểu gen dị hợp tử trong quần thể ngẫu phối một cách có hệ thống. Đồng thời giúp học sinh hình thành kĩ năng làm các bài tập thuộc các dạng trên từ đó các em sẽ giải nhanh, tính nhanh và chọn được phương án đúng trong các kì thi, nhất là thi trắc nghiệm trong một thời gian ngắn nhất. III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Nội dung chương di truyền quần thể sinh học 12, trong đó phần quần thể giao phối là chủ yếu. Hệ thống và xây dựng các công thức, phương pháp tính, kĩ năng tính, chọn lọc các các bài toán có hệ thống trong giảng dạy, ôn thi học sinh giỏi, ôn thi đại học và cao đẳng, ôn thi tốt nghiệp ở nội dung quần thể giao phối. IV. Nhiệm vụ nghiên cứu. Trên cơ sở ôn cho học sinh đi thi học sinh giỏi, thi đại học và cao đẳng, dạy học ở THPT thì thấy các em chưa nắm vững kiến thức về tính số loại kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể ngẫu phối nên khi làm bài hay bị nhầm lẫn dẫn đến kết quả không cao trong các kì thi. Để cho học sinh học tốt, cần làm rõ các vấn đề: - Số loại kiểu gen là gì? Số kiểu giao phối là gì? Số loại kiểu gen đồng hợp tử là gì? Số kiểu gen dị hợp tử là gì? - Công thức tính? Phương pháp tính? Vận dụng công thức như thế nào? - Bài toán thuộc dạng nào? Bài toán phải sử dụng công thức nào để tính? Kĩ năng giải như thế nào? V. Phương pháp nghiên cứu. Xuất phát từ đối tượng và nhiệm vụ nghiên cứu, để đạt được mục đích đã đề ra trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu tài liệu: sách giáo khoa, sách giáo viên, tài liệu và sách tham khảo,…… - Nghiên cứu và tổng kết kinh nghiệm giảng dạy. - Thực nghiệm sư phạm. - Phân loại, phân tích, tổng hợp và hệ thống lí thuyết. - Tổng hợp các dạng bài toán có liên quan đến nội dung nghiên cứu . B. NỘI DUNG I. Cơ sở khoa học của đề tài.
Dựa trên cơ sở sách giáo khoa ban cơ bản và nâng cao yêu cầu đối với học sinh THPT. Dựa trên nội dung các bài tập trong sách bài tập sinh học 12 yêu cầu đối với học sinh THPT. Dựa trên nội dung các câu hỏi và bài tập yêu cầu đối với thí sinh dự thi trong các đề thi của bộ GD $ ĐT như thi tốt nghiệp THPT, thi đại học và cao đẳng trong các năm có liên quan đến nội dung nghiên cứu. Dựa trên các câu hỏi và bài tập trong các kì thi học sinh giỏi tỉnh Thanh Hóa yêu cầu đối với các thí sinh dự thi ở các kì thi như: giải toán trên máy tính cầm tay và học sinh giỏi các môn văn hóa. Trên cơ sở như vậy, tôi thiết nghĩ đề tài sáng kiến kinh nghiệm này sẽ có ích cho học sinh đang ôn thi tốt nghiệp THPT, đặc biệt dùng cho ôn thi học sinh giỏi, ôn thi đại học và cao đẳng. II. Nội dung. Như ta đã biết quần thể giao phối mang tính đa hình: đa hình về kiểu gen dẫn đến đa hình về kiểu hình. Trong quần thể giao phối có nhiều cá thể, mỗi cá thể mang một kiểu gen khác nhau (trừ trường hợp sinh đôi cùng trứng). Kiểu gen là tập hợp tất cả các alen trong nhân tế bào sinh dưỡng (xô ma) của cơ thể (2n). Khi nói đến kiểu gen thực tế ta chỉ xét đến các gen đang xét còn các gen khác ta bỏ qua. Kiểu gen đồng hợp tử là cơ thể mang hai alen có cấu trúc giống nhau của cùng một gen. Trong cơ thể có nhiều gen, nếu tất cả các gen đều đồng hợp tử thì kiểu gen đó là đồng hợp. Kiểu gen dị hợp tử là cơ thể mang hai alen có cấu trúc khác nhau của cùng một gen. Trong cơ thể có nhiều gen, nếu có một gen dị hợp tử thì kiểu gen đó là dị hợp. Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen của giới đực x số loại kiểu gen của giới cái. Ta có thể chia cách tính số loại kiểu gen trong quần thể giao phối thành các trường hợp sau: II.1.Gen nằm trên nhiễm sắc thể thường (NST). II.1.1. Một gen có r alen nằm trên một cặp NST thường tương đồng. Ta có các công thức: - Tổng số kiểu gen ( tối đa) = - Số loại kiểu gen đồng hợp = số alen của gen đó = r - Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp
= -r= - Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen của giới đực x số loại kiểu gen của giới cái = ( vì gen nằm trên NST thường nên số loại kiểu gen của giới đực = số loại kiểu gen của giới cái = ) Ví dụ 1: Một quần thể ngẫu phối xét gen A có 2 alen (A,a) nằm trên cặp NST thường. Hãy tính: a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể? b. Số kiểu gen đồng hợp và số kiểu gen dị hợp tử, hãy viết các kiểu gen đó? c. Số kiểu giao phối trong quần thể về gen trên? Giải. a. Tổng số kiểu gen = = 3 ( kiểu gen) b. - Số kiểu gen đồng hợp = số alen của gen = 2; các kiểu gen: AA, aa. - Số kiểu gen dị hợp = 3 – 2 = 1, kiểu gen đó là: Aa. c. Số kiểu giao phối = 3 x 3 = 9 (kiểu) Ví dụ 2: Một quần thể ngẫu phối xét gen B có 4 alen (B,b,b 1,b2) nằm trên cặp NST thường. Hãy tính: a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể? b. Số kiểu gen đồng hợp và số kiểu gen dị hợp tử, hãy viết các kiểu gen đó? c. Số kiểu giao phối trong quần thể về gen trên? Giải. a. Tổng số kiểu gen = = 10 (kiểu gen) b. -Số kiểu gen đồng hợp tử = 4; gồm: BB, bb, b 1b1, b2b 2. - Số kiểu gen dị hợp tử = 10 – 4 = 6 kiểu; gồm: Bb, Bb1, Bb2, bb 1, bb2, b1b2. c. Số kiểu giao phối = 10 x 10 = 100 (kiểu) II.1.2. Các gen nằm trên các cặp NST thường tương đồng khác nhau (mỗi gen nằm trên một cặp NST tương đồng khác nhau hay mỗi gen thuộc một nhóm liên kết khác nhau, hay các gen không cùng nhóm liên kết). Có nhiều gen mỗi gen nằm trên một cặp NST thường tương đồng khác nhau: gen 1 có a alen, gen 2 có b alen, gen 3 có c alen,... các gen này thuộc các cặp NST khác nhau (các gen này thuộc các nhóm liên kết gen khác nhau). Ta có các công thức tính sau:
* Tổng các loại kiểu gen trong quần thể = tích các loại kiểu gen được tạo ra ở từng gen nằm trên từng cặp NST tương đồng = . . .… Nếu trường hợp có n gen, mỗi gen có cùng số alen là r thì tổng số kiểu gen được tính bằng công thức. Tổng số kiểu gen = * Số kiểu gen đồng hợp tử = tích các kiểu gen đồng hợp ở từng gen nằm trên từng cặp NST tương đồng = a .b.c…. * Số kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp tử. * Số kiểu giao phối = bình phương của tổng kiểu gen trong quần thể. Ví dụ: Một quần thể ngẫu phối xét 3 gen, gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen 3 có 4 alen. Ba gen trên nằm trên nằm trên 3 cặp NST thường tương đồng khác nhau. Hãy tính: a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 3 gen trên? b. Số loại kiểu gen đồng hợp về 3 gen trên? c. Số loại kiểu gen dị hợp về một cặp gen? d. Số loại kiểu gen dị hợp về hai cặp gen? e. Số loại kiểu gen dị hợp về ba cặp gen? f. Số kiểu giao phối trong quần thể? Giải. - Gen 1 tạo ra tổng số kiểu gen = = 3 (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = 2 + Số kiểu gen dị hợp = 3 – 2 = 1 - Gen 2 tạo ra tổng số kiểu gen = = 6 (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = 3 + Số kiểu gen dị hợp = 6 – 3 = 3 - Gen 3 tạo ra tổng số kiểu gen = = 10 (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = 4 + Số kiểu gen dị hợp = 10 – 4 = 6 a. Tổng số kiểu gen trong quần thể = 3.6.10 = 180 (kiểu gen) b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2.3.4 = 24 ( kiểu gen) c. Số loại kiểu gen dị hợp về 1 cặp gen (hai cặp còn lại là đồng hợp tử) = 1.3.4 + 2.3.4 + 2.3.6 = 72 ( kiểu gen) d. Số loại kiểu gen dị hợp về 2 cặp gen (cặp còn lại là đồng hợp tử) = 1.3.4+ 1.6.3 + 3.6.2 = 36 (kiểu gen) e. Số loại kiểu gen dị hợp về 3 cặp gen = tích các kiểu gen dị hợp của từng gen = 1.3.6 = 18 (kiểu gen) f. Số kiểu giao phối trong quần thể = 1802 = 32400 (kiểu)
II.1.3. Các gen cùng nằm trên một cặp NST thường tương đồng (các gen cùng nhóm liên kết) Trên cặp NST thường tương đồng có nhiều gen: gen 1 có a alen, gen 2 có b alen, gen 3 có c alen, gen 4 có d alen,…. biết các gen thuộc một cặp NST thường tương đồng. Nếu ta gọi m là tích số các alen có ở các gen: m = a.b.c.d…. Ta có các công thức: - Tổng số kiểu gen (tối đa) = - Số loại kiểu gen đồng hợp = tích các alen của các gen = m - Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp = -m= - Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen của giới đực x số loại kiểu gen của giới cái = (vì gen nằm trên NST thường nên số loại kiểu gen của giới đực = số loại kiểu gen của giới cái = ). Ví dụ: Một quần thể ngẫu phối xét 3 gen, gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen 3 có 4 alen. Ba gen trên nằm trên nằm trên 1 cặp NST thường tương đồng (3 gen cùng nhóm liên kết). Hãy tính: a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 3 gen trên? b. Số kiểu gen đồng hợp và số kiểu gen dị hợp tử? c. Số kiểu giao phối trong quần thể về 3 gen trên? Giải. Gọi m là tích số các alen của 3 gen, ta có m = 2.3.4 = 24 a. Tổng số kiểu gen trong quần thể = = 300 ( kiểu gen) b. - Số kiểu gen đồng hợp = m = 24 - Số kiểu gen dị hợp = 300 – 24 = 276 c. Số kiểu giao phối trong quần thể = 300 2 = 90000 (kiểu) II.1.4. Bài toán tổng hợp về các gen nằm trên NST thường. Trong bài toán: - Có a gen nằm trên a cặp NST thường tương đồng khác nhau.
- Có b gen nằm trên 1 cặp NST thường tương đồng (b gen cùng nhóm liên kết) Khi tính ta có thể thực hiện các bước sau: Bước 1: Tính số loại kiểu gen được tạo ra ở từng cặp NST tương đồng. Bước 2: - Tổng số các loại kiểu gen về các gen trong quần thể = tích số các loại kiểu gen được tạo ra ở các cặp NST tương đồng. - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = tích số các kiểu gen đồng hợp tạo ra ở các cặp NST tương đồng. - Số kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen trong quần thể – số kiểu gen đồng hợp tử. - Số kiểu giao phối = bình phương của tổng các loại kiểu gen trong quân thể. Ví dụ. Một quần thể ngẫu phối xét 5 gen: gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen 3 có 4 alen, 3 gen này thuộc 3 cặp NST thường tương đồng khác nhau. Gen 4 và gen 5 mỗi gen có 3 alen, 2 gen này thuộc 1 cặp NST thường tương đồng khác (5 gen này thuộc 4 cặp NST thường tương đồng khác nhau). Hãy tính: a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 5 gen trên? b. Số kiểu gen đồng hợp và số kiểu gen dị hợp tử? c. Số kiểu giao phối trong quần thể về 5 gen trên? Giải. - Gen 1 tạo ra tổng số kiểu gen = = 3 (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = 2 (kiểu gen) + Số kiểu gen dị hợp = 3 – 2 = 1 - Gen 2 tạo ra tổng số kiểu gen = = 6 (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = 3 + Số kiểu gen dị hợp = 6 – 3 = 3 - Gen 3 tạo ra tổng số kiểu gen = = 10 (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = 4 + Số kiểu gen dị hợp = 10 – 4 = 6 - Gen 4 và gen 5: Gọi m là tích số các alen của 2 gen, ta có m = 3.3 = 9 + Số kiểu gen tạo ra từ gen 4 và gen 5 = = 45 (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = m = 9 + Số kiểu gen dị hợp = 45 – 9 = 36
a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 5 gen trên = 3.6.10.45 = 8100 (kiểu gen) b. - Số kiểu gen đồng hợp về 5 gen = 2.3.4.9 = 216 (kiểu gen) - Số kiểu gen dị hợp = 8100 – 216 = 7884 (kiểu gen) c. Số kiểu giao phối về 5 gen = 8100 2 = 65610000 (kiểu) II.2. Gen nằm trên NST giới tính. II.2.1. Quần thể ngẫu phối có cặp NST giới tính kiểu XX, XY. * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XY II.2.1.1. Gen thuộc vào vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY (gen nằm trên NST X và có alen tương ứng trên NST Y). II.2.1.1.1. Một gen với r alen nằm trên vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY. * Số kiểu gen ở giới XX (đây là cặp NST tương đồng, giống như cặp NST thường tương đồng), nên số kiểu gen = . - Số kiểu gen đồng hợp tử ở giới XX = r - Số kiểu gen dị hợp ở giới XX = -r= * Số kiểu gen ở giới XY: - Số kiểu gen đồng hợp tử = r - Số kiểu gen dị hợp = + = r(r – 1) (có dị hợp tử chéo như: X AY a, XaY A) - Số kiểu gen ở giới XY = r + r(r – 1) = r2 Ta có công thức tính: * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY = + r2 = * Số kiểu gen đồng hợp tử = r + r = 2r * Số kiểu gen dị hợp = + r(r – 1) = * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XY
= . r2 = Ví dụ 1. Một quần thể ngẫu phối , xét 1 gen gồm 2 alen (A,a) nằm trên vùng tương đồng của cặp NST giới tính. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về gen này? b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử, viết các kiểu gen đó? c. Số kiểu giao phối có trong quần thể? Giải. a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể = =7 (kiểu gen) b. - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2r = 2.2 = 4 (kiểu gen), gồm: X AXA, XaX a, X AYA, X aYa. - Số kiểu gen dị hợp = = = 3 (kiểu gen), gồm: XAXa, X AYa, XaY A. c. Số kiểu giao phối có trong quần thể = = = 12 (kiểu) Ví dụ 2. Một quần thể ngẫu phối , xét 1 gen gồm 5 alen nằm trên vùng tương đồng của cặp NST giới tính. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về gen này? b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử, viết các kiểu gen đó? c. Số kiểu giao phối có trong quần thể? Giải. a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể = = 40 (kiểu gen) b. -Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2r = 2.5 = 10 (kiểu gen) -Số kiểu gen dị hợp = = = 30 (kiểu gen) c. Số kiểu giao phối có trong quần thể = = = 375 (kiểu) II.2.1.1.2. Trên vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY mang nhiều gen. Trên vùng tương đồng của cặp NST XY có nhiều gen: gen 1 có a alen, gen 2 có b alen, gen 3 có c alen,…. Ta gọi m là tích số các alen của các gen, ta có : m = a.b.c…..
Ta có các công thức tính: * Số loại kiểu gen ở giới XX = * Số loại kiểu gen ở giới XY = m2 * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY = + m2 = * Số kiểu gen đồng hợp tử = 2m * Số kiểu gen dị hợp = * Số kiểu giao phối = Ví dụ. Một quần thể ngẫu phối, xét 3 gen: gen 1 có 2 alen, gen 2 có 4 alen, gen 3 có 5 alen nằm trên vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về gen này? b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử? c. Số kiểu giao phối có trong quần thể? Giải. Gọi m là tích số các alen của 3 gen, ta có : m = 2.4.5 = 40 Áp dụng các công thức trên ta có. a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể = = 2420 (kiểu gen) b. -Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2m = 2.40 = 80 (kiểu gen) -Số kiểu gen dị hợp = = = 2340 (kiểu gen) c. Số kiểu giao phối có trong quần thể: - Số loại kiểu gen ở giới XX = = = 820 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen ở giới XY = m2 = 40 2 =1600 (kiểu gen) Số kiểu giao phối = 820 . 1600 = 1312000 (kiểu) II.2.1.2. Gen nằm trên vùng không tương đồng của cặp NST giới tính XY. II.2.1.2.1. Gen nằm trên NST X, không có alen tương ứng trên NST Y.
II.2.1.2.1.1.Trên NST X có 1 gen với r alen, NST Y không mang alen tương ứng. * Số kiểu gen ở giới XX = - Số kiểu gen đồng hợp tử ở giới XX = r - Số kiểu gen dị hợp ở giới XX = * Số kiểu gen ở giới XY: - Số kiểu gen đồng hợp tử = 0 (NST Y không mang alen, NST X mang alen, nên trong kiểu gen các alen tồn tại thành từng alen). - Số kiểu gen dị hợp = r. - Số kiểu gen ở giới XY = r + 0 = r (bằng số alen của gen đó). Ta có công thức tính: * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY = +r= . * Số kiểu gen đồng hợp tử = r. * Số kiểu gen dị hợp = +r= . * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XY. = .r= . Ví dụ . Một quần thể ngẫu phối, xét 1 gen gồm 2 alen (A,a), nằm trên vùng không tương đồng của cặp NST giới tính, gen nằm trên NST X không có alen tương ứng trên NST Y. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về gen này? b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử, viết các kiểu gen đó? c. Số kiểu giao phối có trong quần thể? Giải. Áp dụng công thức ,ta có: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể = = = 5 (kiểu gen) b. - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = r = 2, gồm : XAXA, XaX a.
- Số loại kiểu gen dị hợp tử = = 3, gồm: XAXa,X AY, XaY. c. Số kiểu giao phối có trong quần thể = = = 6 (kiểu) II.2.1.2.1.2. Trên NST X có nhiều gen, không có alen tương ứng trên NST Y. Trên NST X có nhiều gen: gen1 có a alen, gen 2 có b a alen, gen 3 có c alen, gen 4 có d alen, … các gen này cùng nằm trên NST X, không có alen tương ứng trên NST Y. Ta gọi m là tích số các alen của các gen, ta có : m = a.b.c.d….Sau đó ta áp dụng các công thức ở phần 2.1.2.1.1. Như vậy ta có công thức tính: * Tổng số kiểu gen = * Số kiểu gen đồng hợp tử = m * Số kiểu gen dị hợp = -m= * Số kiểu giao phối = Ví dụ. Một quần thể ngẫu phối, xét 3 gen: gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen 3 có 4 alen, các gen này cùng nằm trên NST X, không có alen tương ứng trên NST Y. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về 3 gen này? b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử? c. Số kiểu giao phối có trong quần thể? Giải. Gọi m là tích số các alen của 3 gen trên, ta có : m = 2.3.4 = 24, áp dụng các công thức ở trên ta có: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể = = 324 (kiểu gen) b. - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = m = 24 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen dị hợp tử = = 300 (kiểu gen) c. Số kiểu giao phối có trong quần thể - Số loại kiểu gen ở giới XX = = = 300 (kiểu gen)
- Số loại kiểu gen ở giới XY = m = 24 (kiểu gen) Số kiểu giao phối = 300 . 24 = 7200 (kiểu) II.2.1.2.2. Gen nằm trên NST Y, không có alen không có alen tương ứng trên X. II.2.1.2.2.1. Trên NST giới tính Y có một gen với r alen, NST X không mang alen tương ứng. * Số kiểu gen ở giới XX = 1 - Số kiểu gen đồng hợp tử ở giới XX = 1 - Số kiểu gen dị hợp ở giới XX = 0 * Số kiểu gen ở giới XY: - Số kiểu gen đồng hợp tử = 0 (NST Y mang alen, NST X không mang alen, nên trong kiểu gen các alen tồn tại thành từng alen). - Số kiểu gen dị hợp = r - Số kiểu gen ở giới XY = r (bằng số alen của gen đó). Ta có công thức tính: * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY = r+1 * Số kiểu gen đồng hợp tử = 1 * Số kiểu gen dị hợp = r * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XY = 1 . r = r. Ví dụ . Một quần thể ngẫu phối, xét 1 gen gồm 4 alen (A,a,a1,a2) nằm trên vùng không tương đồng của cặp NST giới tính, gen nằm trên NST Y không có alen tương ứng trên NST X. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về gen này? b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử, viết các kiểu gen đó? c. Số kiểu giao phối có trong quần thể? Giải. Áp dụng công thức ,ta có: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể = r+1 = 4+1 = 5 (kiểu gen) b. - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 1, gồm: XX
- Số loại kiểu gen dị hợp tử = r = 4, gồm: XYA, XY a, XY a1, XY a2. c. Số kiểu giao phối có trong quần thể - Số loại kiểu gen ở giới XX = 1 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen ở giới XY = r = 4 (kiểu gen) Số kiểu giao phối = 1.4= 4 (kiểu) II.2.1.2.2.2. Trên NST giới tính Y mang nhiều gen, NST X không mang alen tương ứng. Trên NST Y có nhiều gen: gen1 có a alen, gen 2 có b a alen, gen 3 có c alen, gen 4 có d alen, … các gen này cùng nằm trên NST Y, không có alen tương ứng trên NST X. Ta gọi m là tích số các alen của các gen, ta có : m = a.b.c.d….Sau đó ta áp dụng các công thức ở phần 2.12.2.2.1. Ta có các công thức tính: * Tổng số kiểu gen = m + 1 * Số kiểu gen đồng hợp tử = 1 * Số kiểu gen dị hợp = m * Số kiểu giao phối = 1 . m = m. Ví dụ. Một quần thể ngẫu phối, xét 3 gen: gen 1 và gen 2 đều có 2 alen, gen 3 có 4 alen, các gen này cùng nằm trên NST Y, không có alen tương ứng trên NST X. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về 3 gen này? b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử? c. Số kiểu giao phối có trong quần thể? Giải. Ta gọi m là tích số các alen của các gen, ta có: m = 2.2.4 = 16 Áp dụng công thức ,ta có: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể = m+1 = 16+1 = 17 (kiểu gen) b. - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 1 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen dị hợp tử = m = 16 (kiểu gen) c. Số kiểu giao phối có trong quần thể - Số loại kiểu gen ở giới XX = 1 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen ở giới XY = m = 16 (kiểu gen) Số kiểu giao phối = 1.16 = 16 (kiểu) II.2.1.3. Bài toán tổng hợp về các gen trên cặp NST giới tính.
Giả sử trên cặp NST giới tính có nhiều gen các gen thuộc vào các vùng khác nhau: - Có a gen thuộc vào vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY (alen có cả trên NST X và NST Y). - Có b gen thuộc vào vùng không tương đồng của NST giới tính X (alen có trên NST X và NST Y không có alen tương ứng). - Có c gen thuộc vào vùng không tương đồng của NST giới tính Y (alen có trên NST Y và NST X không có alen tương ứng). Trong trường hợp này ta có thể thực hiện các bước sau: Bước 1. Tính số lọai kiểu gen ở giới XX: * Gọi m là tích số các alen của các gen nằm trên NST giới tính X (bao gồm các gen nằm trên NST X ở vùng tương đồng và không tương đồng với NST giới tính Y). * Áp dụng công thức tính sau: - Số loại kiểu gen ở giới XX = - Số kiểu gen đồng hợp tử ở giới XX = m - Số kiểu gen dị hợp ở giới XX = Bước 2.Tính số lọai kiểu gen ở giới XY (vùng tương đồng và không tương đồng của cặp NST XY). *Số loại kiểu gen ở giới XY = số loại kiểu gen ở giới XY ở vùng tương đồng x số loại kiểu gen ở giới XY ở vùng không tương đồng trên NST X (gen có trên NST X, không có alen tương ứng trên NST Y) x số loại kiểu gen ở giới XY ở vùng không tương đồng trên NST Y (gen có trên NST Y, không có alen tương ứng trên NST X). Cách tính ở từng vùng trong các mục II.2.1.1 và II.2.1.2. Bước 3. Tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp và dị hợp: * Tổng số loại kiểu gen trong quần thể = số loại kiểu gen ở giới XX (tính ở bước 1) + số loại kiểu gen ở giới XY (tính ở bước 2). * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen ở giới XX (tính ở bước 1) x số loại kiểu gen ở giới XY (tính ở bước 2). * Số loại kiểu gen đồng hợp: - Số loại kiểu gen đồng hợp = số kiểu gen đồng hợp ở giới XX + số kiểu gen đồng hợp ở giới XY. (nếu chỉ có gen nằm ở vùng tương đồng).
- Số loại kiểu gen đồng hợp = số kiểu gen đồng hợp ở giới XX (nếu có gen nằm ở vùng không tương đồng). * Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số loại kiểu gen – số loại kiểu gen đồng hợp tử. Ví dụ. Một quần thể ngẫu phối xét 6 gen nằm trên cặp NST giới tính: gen 1 có 2 alen và gen 2 có 3 alen,2 gen này nằm trên vùng tương đồng của cặp NST XY. Gen 3 có 4 alen và gen 4 có 5 alen, hai gen này nằm vào vùng không tương đồng, gen có trên NST X, NST Y không mang alen tương ứng. Gen 5 và gen 6 mỗi gen đều có 3 alen, 2 gen này thuộc vùng không tương đồng, gen có trên NST Y, không có alen tương ứng trên NSTX. Hãy tính: a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 6 gen trên? b. Số kiểu gen đồng hợp và số kiểu gen dị hợp tử? c. Số kiểu giao phối trong quần thể về 6 gen trên? Giải. Bước 1. Tính số loại kiểu gen ở giới XX. * Gọi m là tích số các alen của các gen: 1,2,3,4. Ta có m = 2.3.4.5 = 120 (kiểu gen). - Số loại kiểu gen ở giới XX = = = 7260 (kiểu gen). - Số kiểu gen đồng hợp tử = m = 120 (kiểu gen). Bước 2. Số loại kiểu gen ở giới XY. - Số loại kiểu gen tạo ra bởi gen 1 và gen 2 (2 gen này ở vùng tương đồng) ở giới XY = (2.3)2 = 62 = 36 (kiểu gen). Số kiểu gen đồng hợp tử = 6 (kiểu gen). - Số kiểu gen tạo ra bởi gen 3 và gen 4 (hai gen này nằm vào vùng không tương đồng, gen có trên NST X, NST Y không mang alen tương ứng) ở giới XY = 4.5 = 20 (kiểu gen). Số kiểu gen đồng hợp tử = 0 (kiểu gen). - Số kiểu gen tạo ra bởi gen 5 và gen 6 (2 gen này thuộc vùng không tương đồng, gen có trên NST Y, không có alen tương ứng trên NST X) ở giới XY =3.3= 9 (kiểu gen). Số kiểu gen đồng hợp tử = 0 (kiểu gen).  Tổng số loại kiểu gen ở giới XY = 36.20.9 = 6480 (kiểu gen).  Tổng số loại kiểu gen đồng hợp tử ở giới XY = 6.0.0 = 0 (kiểu gen). Bước 3. Tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp và dị hợp: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về 6 gen trên = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY = 7260 + 6480 = 13740 (kiểu gen).
b. - Số kiểu gen đồng hợp tử = số loại kiểu gen đồng hợp tử ở giới XX + số loại kiểu gen đồng hợp tử ở giới XY = 120 + 0 = 120 (kiểu gen). - Số kiểu gen dị hợp tử = tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể - số kiểu gen đồng hợp tử = 13740 – 120 = 13620 (kiểu gen) c. Số kiểu giao phối trong quần thể về 6 gen trên = số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XY = 7260 . 6480 = 47044800 (kiểu). II.2.1.4. Bài toán tổng hợp: Các gen nằm trên NST thường và nằm trên NST giới tính. Trong bài toán: - Có a gen nằm trên a cặp NST thường tương đồng khác nhau. - Có b gen nằm trên 1 cặp NST thường tương đồng (b gen cùng nhóm liên kết) - Có c gen thuộc vào vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY (alen có cả trên NST X và NST Y). - Có d gen thuộc vào vùng không tương đồng của NST giới tính X (alen có trên NST X, NST Y không có alen tương ứng). - Có e gen thuộc vào vùng không tương đồng của NST giới tính Y (alen có trên NST Y, NST X không có alen tương ứng). Trong trường hợp này ta có thể thực hiện các bước sau: Bước 1.Tính tổng số loại kiểu gen tạo ra bởi các gen nằm trên các cặp NST thường tương đồng (cách tính và phương pháp như trong nội dung mục II.1.4). Bước 2.Tính tổng số lọai kiểu gen tạo bởi các gen nằm trên cặp NST giới tính (cách tính và phương pháp như trong nội dung mục II.2.1.3). Bước 3. Tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp và dị hợp: * Tổng số loại kiểu gen trong quần thể = tổng số lọai kiểu gen tạo ra bởi các gen nằm trên các cặp NST thường tương đồng (bước 1) x tổng số lọai kiểu gen tạo ra bởi các gen nằm trên cặp NST giới tính (bước 2). * Số kiểu giao phối = (tổng số loại kiểu gen tạo bởi các gen nằm trên các cặp NST thường tương đồng)2 x số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XY . * Số loại kiểu gen đồng hợp = số loại kiểu gen đồng hợp tử tạo bởi các gen nằm trên các cặp NST thường tương đồng x số loại kiểu gen đồng hợp tử tạo bởi các gen nằm trên cặp NST giới tính. * Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số loại kiểu gen – số loại kiểu gen đồng hợp tử. Ví dụ: Một quần thể ngẫu phối, xét các gen : gen 1 có 2 alen nằm trên một cặp NST thường tương đồng; gen 2 và gen 3 mỗi gen đều có 3 alen nằm trên một cặp NST thường tương đồng khác; gen 4 có 4 alen nằm trên vùng tương đồng
của cặp NST giới tính XY; gen 5 có 2 alen và gen 6 có 3 alen nằm trên vùng không tương đồng của NST X, NST Y không mang alen tương ứng; gen 7 có 9 alen nằm trên NST giới tính Y, không có alen tương ứng trên NST X. Hãy tính: a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về gen trên? b. Số kiểu gen đồng hợp và số kiểu gen dị hợp tử? c. Số kiểu giao phối trong quần thể về gen trên? Giải. Bước 1. - Gen 1 tạo ra tổng số kiểu gen = = 3 (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = 2 (kiểu gen) - Gen 2 và gen 3: Gọi m là tích số các alen của 2 gen, ta có m = 3.3 = 9 + Số kiểu gen tạo ra từ gen 2 và gen 3 = = 45 (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = m = 9 (kiểu gen) * Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 3 gen (gen1, gen2, gen3) nằm trên 2 cặp NST thường = 3.45 = 135 (kiểu gen) * Số kiểu gen đồng hợp về 3 gen (gen1, gen2, gen3) nằm trên 2 cặp NST thường = 2.9 = 18 (kiểu gen) Bước 2. *Số kiểu gen ở giới XX tạo ra bởi gen 4, gen 5 và gen 6. Gọi m là tích số các alen của gen 4, gen 5 và gen 6. Ta có m = 4.2.3 = 24 - Số loại kiểu gen ở giới XX = = = 300 (kiểu gen). - Số kiểu gen đồng hợp tử = m =24 (kiểu gen). * Số kiểu gen ở giới XY: - Số loại kiểu gen ở giới XY tạo ra bởi gen 4 (vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY) = r2 = 42 = 16 (kiểu gen). Số kiểu gen đồng hợp tử = r =4 (kiểu gen). - Số loại kiểu gen ở giới XY tạo ra bởi gen 5 và gen 6 (hai gen này nằm vào vùng không tương đồng, gen có trên NST X, NST Y không mang alen tương ứng) = 2.3 = 6 (kiểu gen). Số kiểu gen đồng hợp tử = 0 (kiểu gen). - Số loại kiểu gen ở giới XY tạo ra bởi gen 7 (gen này thuộc vùng không tương đồng, gen có trên NST Y, không có alen tương ứng trên NST X) = r = 9 (kiểu gen). Số kiểu gen đồng hợp tử = 0 (kiểu gen).  Tổng số loại kiểu gen ở giới XY = 16.6.9 = 864 (kiểu gen).
 Số loại kiểu gen đồng hợp tử ở giới XY = 4.0.0 = 0 (kiểu gen). Bước 3.Tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp và dị hợp: a. Tổng số loại kiểu gen trong quần thể = 135( 300 + 864) = 157140 (kiểu gen). b. Số loai kiểu gen đồng hợp = 18.24 = 432 (kiểu gen). Số loại kiểu gen dị hợp = 157140 – 432 = 156708 (kiểu gen). c. Số kiểu giao phối = (135)2. 300.864 = (kiểu). II.2.2. Quần thể ngẫu phối có cặp NST giới tính kiểu XX, XO. Trường hợp này giống với trường hợp gen trên NST X không có alen tương ứng trên NST Y của kiểu cặp NST giới tính XX, XY. * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XO. * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XO. II.2.2.1. Trên NST X có 1 gen với r alen. * Số kiểu gen ở giới XX = - Số kiểu gen đồng hợp tử ở giới XX = r - Số kiểu gen dị hợp ở giới XX = * Số kiểu gen ở giới XO: - Số kiểu gen đồng hợp tử = 0. - Số kiểu gen dị hợp = r - Số kiểu gen ở giới XO = r + 0 = r (bằng số alen của gen đó) Ta có công thức tính: * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XO = +r= * Số kiểu gen đồng hợp tử = r * Số kiểu gen dị hợp = +r= * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XO = .r=