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,b1,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, b1b1, b2b2.
- Số kiểu gen dị hợp tử = 10 – 4 = 6 kiểu; gồm: Bb, Bb1, Bb2, bb1, 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:
