Một vài phương pháp giải bài tập di truyền học quần thể Sinh học 12

ghiệp. Phần II – NỘI DUNG I. Dạng bài tập tự phối 1.Kinh nghiệm giải bài tập tự phối * Để giải được bài tập phần này yêu cầu học sinh phải nắm vững lí thuyết, khái niệm quần thể tự phối, quần thể giao phối, thể đồng hợp trội, thể đồng hợp lặn, thể dị hợp, kiểu gen, kiểu hình, alen, kiến thức di truyền. * Vận dụng lí thuyết trên để giải một số bài tập về quần tự phối. 2.Các phương pháp giải: Nếu gọi x là thể đồng hợp trội (AA). Nếu gọi y là thể dị hợp (Aa) Nếu gọi z là thể đồng hợp lặn (aa) Gọi n là số thế hệ tự phối Cấu trúc di truyền của quần thể có dạng : xAA: yAa : zaa ( với x + y + z = 1 ) 1.1Dạng thứ I : Quần thể ban đầu chỉ có một kiểu gen : * Nếu quần thể ban đầu chỉ có một kiểu gen thì có 3 loại. - Loại kiểu gen AA : Khi tự thụ phấn cho ra dòng thuần chủng trội - Loại kiểu gen aa : Khi tự thụ phấn cho ra dòng thuần chủng lặn. - Loại kiểu gen Aa : + Nếu quần thể tự phối ban đầu chỉ có một kiểu gen dị hợp thì : Tỉ lệ dị hợp = Tỉ lệ đồng hợp = 1 - n: là số thế hệ tự phối VD1 : Ở một quần thể thực vật tại thế hệ P0 có 100% thể dị hợp về kiểu gen Aa nếu bắt buộc tự tự tụ qua 3 thế hệ thì có tỉ lệ dị hợp và thể đồng hợp là bao nhiêu. Giải Áp dụng công thức : Tỉ lệ dị hợp là Tỉ lệ đồng hợp là : 1 - Vậy tỉ lệ thể dị hợp, đồng hợp, ở các thế hệ theo bảng sau: Tỉ lệ Thế hệ Tỉ lệ % thể đồng hợp (Aa) Tỉ lệ % thể dị hợp (AA+aa) P0 .100% = 100% % P1 .100% = 50% .100% = 50% P2 .100%= 25% .100% = 75% P3 .100% = 12,5% .100% = 87,5% 1.2 Dạng thứ 2 : Nếu quần thể ban đầu có cấu trúc di truyền là : xAA : yAa : zaa = 1 nếu tự phôi qua n thế hệ thì : Thể dị hợp (Aa) = y Thể đồng hợp trội (AA)= x + Thể đồng hợp lăn (aa) = z + VD1 : Một quần thể thực vật có số lượng cá thể với tỉ lệ đồng hợp trội (AA) . Chiếm 50%, tỉ lệ dị hợp (Aa) chiếm 50%. Nếu cho tự thụ qua 3 thế hệ thì tỉ lệ dị hợp trội, đồng hợp trội, và thể đồng hợp lặn là bao nhiêu %. GIẢI - Tỉ lệ dị hợp Aa = - Tỉ lệ đồng hợp trội AA = x + = 50% + = 71,75% - Tỉ lệ đồng hợp lặn aa = z + = 0 + = 21,875% VD 2 : Một quần thể thể động vật có 70% là thể dị hợp ( Aa), 30% là thể đồng hợp lặn (aa) nếu cho tự phụ phấn qua 5 lớp thế hệ thì tỉ lệ % thể động hợp trội, thể dị hợp, đồng hợp lặn là bao nhiêu %. GIẢI - Tỉ lệ thể đồng hợp trội AA = x+ - Tỉ lệ dị hợp Aa = - Tỉ lệ thể dị hợp aa = z + + 63,90625% VD3: Một quần thể thực vật ở thế hệ ban đầu có 25% kiểu gen AA, 50% kiểu gen Aa, 25% kiểu gen lặn aa nếu cho tự thụ phấn bắt buộc qua 3 thế hệ thì tỉ lệ thể dị hợp, thể đồng hợp trội, đồng hợp lặn là bao nhiêu %. Giải - Tỉ lệ thể dị hợp Aa = - Tỉ lệ thể đồng hợp trội AA = 25% + = 46,875% - Tỉ lệ thể đồng hợp lặn aa = 25% + II. Dạng bài tập quần thể ngẩu phối 1.Kinh nghiệm giảng dạy: Phần bài tập quần thể giao phối đối với loại bài tập này yêu cầu học sinh phải nắm vững các khái niệm quần thể tự phối, quần thể giao phối đặc trưng về mặt di truyền của quần thể, định luật Hacđi - Vanbéc, phương pháp chứng minh định luật, các kiến thức di truyền học. 2. Các phương pháp giải * Một số quy ước . Gọi P là tần số của alen A với p+q = 1 q=1-p Gọi q là tần số của alen a. Gọi d là tỉ lệ số cá thể đồng hợp trội : AA Gọi r là tỉ lệ số cá thể đồng hợp lặn : aa Gọi h là tỉ lệ số cá thể dị hợp : Aa Số lượng tất cả các kiểu gen của quần thể là: d+h+r =1(hoặc 100%) 2.1 Dạng thứ 1 : Cách tính tần số của các alen trong quần thể : * Để tính tần số alen trong quần thể khi biết được tỉ lệ kiểu hình và tỉ lệ kiểu gen ở dạng số lớn ta nên đưa về dạng tỉ lệ phần trăm hoặc ở dạng thập phân để dễ tính và áp dụng công thức tổng quát : P2 AA : 2pqAa = 1 Cách tính tần số p, q : p = q = a. Trội hoàn toàn: Thí dụ A là trội hoàn toàn so với a. Nếu hai alen là trội hoàn toàn thì những cá thể có kiểu gen đồng hợp AA hay dị hợp Aa đều có kiểu hình trội. Như vậy không thể tính được số cá thể trội có kiểu gen là AA hay Aa. Mà chỉ có thể mang tính trạng lặn mới biết chắc chắn kiểu gen là aa do đó căn cứ trên các cá thể man tính trạng lặn để tính tần số của gen. Nếu quần thể có sự cân bằng kiểu gen thì. Tần số của kiểu gen aa là q2 q = p = 1-q. VD. Trong một quần thể thực vật khi cân bằng di truyền có 20.000 cây trong đó có 450 cây thân thấp. Biết A quy định cây cao, a quy định cây thấp. Hãy xác định tần số tương đối của các alen. Bài giải Lúa thân thấp có kiểu gen là aa = x 100% = 0,0225. Vậy q2(aa) = 0,0225 q(a) = = 0,15 P(A) = 1-0,15 = 0,85. b. Trội không hoàn toàn : Dạng này chỉ cần biết tỉ lệ kiểu hình thì ta biết được tỉ lệ kiểu gen, khi tính tần số ta áp dụng công thức trên. VD : Ở bò, kiểu gen AA quy định bò lông đen, aa quy định bò lông trắng, Aa quy định bò lông lang trắng đen. Một quần thể bò gồm có 108 con lông đen, 48 con lông trắng, 144 con lông lang trắng đen. Tính tần số của các alen A và a của quần thể bò nói trên. Giải Cấu trúc di truyền của quần thể bò là : P : 108 AA : 144Aa : 48 aa= 300 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa= 1. Áp dụng công thức P(A) = q(a) = 2.2. Dạng thứ 2 : Biết tần số tương đối của các alen, xác định cấu trúc di truyền của quần thể, tỉ lệ kiểu hình : + Chứng minh cấu trúc của quần thể cân bằng hay chưa cân bằng di truyền . Trạng thái cân bằng của quần thể được biểu thị qua tương quan : d.r = + Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền : Cho ngẩu phối đến lúc tần số tương đối của alen không đổi. Ví dụ 1 : Trong một quần thể giao phối : A quy định quả ngọt, a quy định quả chua. Viết cấu trúc di truyền của quần thể xác định tỉ lệ kiểu hình và cho biết trạng thái cân bằng di truyền của mỗi quần thể trong các trường hợp sau : a) Quần thể 1 : có A= 0,9, a = 0,1 b) Quần thể 2 : cóA= 0,8 ,a = 0,2 Giải a) Cấu trúc di truyền của quầnthể 1: F1 : P2 (AA) + 2pq(Aa) + q2(aa) =1 0,81AA+ 0,18Aa + 0,1aa= 1. Tỉ lệ kiểu hình của quần thể 1 : 99% cây quả ngọt 1% cây quả chua Cấu trúc di truyền của quần thể 1 cân bằng vì : 0,81 x 0,01 = = 0,0081 b) Tương tự, ta có các đáp số : - Cấu trúc di truyền của quần thể 2 : 0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa = 1 - Tỉ lệ kiểu hình của quần 2 : 96% cây quả ngọt : 4% cây quả chua - Quần thể 2 đạt trạng thái cân bằng di truyền . Ví dụ 2 : Lúc đạt trạng thái cân bằng di truyền quần thể 1 có tần số tương đối của alen A= 0,6 ; quần thể 2 có tần số tương đối của alen a = 0,3. Quần thể nào có tỉ lệ cá thể dị hợp tử cao hơn và cao hơn bao nhiêu %? Giải - Xét, quần thể 1 : Tần số tương đối P(A) = 0,6 q(a) =1-0,6 = 0,4 Cấu trúc di truyền của quần thể 1 là : 0,36 AA + 0,48Aa + 0,16aa= 1 - Xét quần thể 2 : Tần số tương đối của q(a) = 0,3 PA=1-0,3=0,7 Cấu trúc di truyền của quần thể là 2 : 0,49AA +0,42Aa +0,09aa=1 Vậy tỉ lệ dị hợp tử của quần thể 1 cao hơn quần thể 2 là : 0,48-0,42= 0,06= 6% Ví dụ3 : Cho 2 quần thể giao phối có cấu trúc di truền như sau : Quần thể 1 : 0,6AA + 0,2Aa + 0,2 aa Quần thể 2 :0,225 AA _ 0,0550Aa : 0,7225aa a) Quần thể nào đã đạt trạng thái cân bằng di truyền b) Muốn quần thể chưa cân bằng di truyền đạt trạng thái cân bằng di truyền phải có điều kiện gì ? Lúc đó cấu trúc di truyền của quần thể sẽ như thế nào ? Giải a) Quần thể 1 :Chưa cần bằng di truyền vì : 0,6 x 0,2 # 0,12 # 0,01 Quần thể 2 đạt cân bằng di truyền vì : 0,0225x 0,7225 = = 0,01625625 b) - Muốn quần thể 1 đạt trạng thái cân bằng di truyền ta cho ngẫu phối. - Tần số tương đối của các alen của quần thể 1 : p(A)= 0,6 += 0,7 q(a) = 1-0,7=0,3 Kết quả ngẫu phối : 0,49AA + 0,42Aa+ 0,02a = 1 Phần III : KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC TT LỚP TSHS ĐẠT CHƯA ĐẠT 1 12A2 31 28(96.5%) 1(3.5%) 2 12B2 28 28(87.5%) 4(12.5%) PHẦN IV: KẾT LUẬN Những phương pháp giải bài tập di truyền của quần thể rất dễ áp dụng không mất thời gian, không cần đồ dùng cần phương tiện dạy học phức tạp, nhưng có tác dụng rèn luyện kĩ năng giải bài tập cho học sinh rất tốt. Từ đó nâng cao tỉ lệ học sinh trung bình khá giỏi, giảm bớt tỉ lệ học sinh yếu kém. Trên đây là một số phương pháp bài tập quần thể bản thân đã sử dụng trong quá trình dạy học và đã đạt được những kết quả khả quan. Tuy nhiên cũng phải căn cứ vào đối tượng giảng dạy để xem xét, cân nhắc có nên áp dụng phương pháp này để giảng dạy trực tiếp cho đối tượng học sinh trực tiếp của mình hay không. Chính vì vậy tôi rất mong muốn quý thầy cô đồng nghiệp góp ý kiến chân thành để phương pháp này đạt hiệu quả cao. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Sách giáo khoa sinh học 12. 2. Sách bài tập sinh học 12 của tác giả Lê Thị Thảo ( NXB GD ) 3. Bài tập tự luận và trắc nghiệm sinh học 12 của Huỳnh Quốc Thành (NXBGD). 4. Một số đề nghi tốt nghiệp các năm. MỤC LỤC Phần I : Lí do chọn đề tài.. trang 1 Phần II : Nội dung .............................................trang 1-> 6 Phần III: Kết quả đạt được...trang 6 Phần III : Kết luận trang 7