SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT ĐÔNG SƠN 1 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP CHƯƠNG III DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ SINH HỌC 12 ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC CHO[.]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT ĐÔNG SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP CHƯƠNG III DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ SINH HỌC 12 ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Người thực hiện: Đào Thị Hồng Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Sinh học THANH HỐ NĂM 2022 skkn Mục lục Trang MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Điểm đề tài .2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM .2 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng đề tài 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Nghiên cứu lý thuyết, xây dựng phương pháp giải nhanh 2.3.2 Thực nghiệm sư phạm .13 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, thân, đồng nghiệp nhà trường .18 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 19 3.1 Kết luận 19 3.2 Kiến nghị 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO skkn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CBDT CTDT KHTN NST HS HSG SKKN SGK TNKQ THPT TN ĐC : : : : : : : : : : : : Cân di truyền Cấu trúc di truyền Khoa học tự nhiên Nhiễm sắc thể Học sinh Học sinh giỏi Sáng kiến kinh nghiệm Sách giáo khoa Trắc nghiệm khách quan Trung học phổ thơng Thí nghiệm Đối chứng skkn MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Năm học 2008-2009, Bộ Giáo dục Đào tạo hoàn thành thay sách giáo khoa bậc THPT tất môn học Những năm gần cấu trúc đề thi tốt nghiệp THPT môn Sinh học có 90% lượng kiến thức thuộc chương trình sinh học 12 Hệ thống lí thuyết tập tương đối nhiều so với thời lượng 1,5 tiết/ tuần Để làm thi tốt em cần trang bị kĩ định để giải tập Trong cơng đổi bản, tồn diện giáo dục có đổi nội dung, phương pháp dạy học kèm theo đổi kiểm tra đánh giá kì thi THPT Quốc gia thi học sinh giỏi cấp tỉnh Nhằm giúp học sinh tiếp cận nhanh với cách kiểm tra đánh giá mới, giáo viên ngồi việc giúp em chủ động, tích cực khám phá, chiếm lĩnh kiến thức mà phải tìm kinh nghiệm, phương pháp ơn tập thi đạt hiệu Đặc biệt năm 2021- 2022 kì thi HSG cấp tỉnh Thanh Hố, đề thi dạng TNKQ nhiều lựa chọn Vì cần thiết có phương pháp giải nhanh dạng tập dễ hiểu, dễ nhớ, dễ vận dụng để đáp ứng trước yêu cầu đổi kì thi Qua nhiều năm giảng dạy lớp 12 ôn thi HSG ôn thi Đại học, tích luỹ số kinh nghiệm nhỏ, xây dựng phương pháp cách có hệ thống giải nhanh số dạng tập Sinh học bản, phù hợp với đối tượng học sinh bắt nhịp với yêu cầu thời đại Cho đến có nhiều tài liệu nghiên cứu đề xuất phương pháp giải chuyên đề tập Sinh học, nhiên việc cập nhật bổ sung phương pháp giải dạy học ln ln cần thiết Do tơi chọn đề tài: “Phương pháp giải nhanh số dạng tập chương III di truyền học quần thể sinh học 12 để nâng cao hiệu dạy học cho học sinh trung học phổ thơng” Qua giúp học sinh nhận biết giải nhanh số dạng tập di truyền học quần thể 1.2 Mục đích nghiên cứu - Giúp học sinh nắm vững lí thuyết phần di truyền học quần thể Từ hình thành cho học sinh phương pháp, kĩ để giải tốn liên quan kì thi tốt nghiệp, xét tuyển Đại học chọn học sinh giỏi cấp Tỉnh - Giúp học sinh chọn nhanh phương án câu hỏi trắc nghiệm - Dạng toán sử dụng bồi dưỡng HSG, ôn thi tốt nghiệp THPT 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Các phương pháp giải tập di truyền quần thể - Học sinh lớp 12A1, 12A2, 12A3, 12A4 trường THPT Đông Sơn năm học 2021- 2022 1.4 Phương pháp nghiên cứu Trong trình nghiên cứu sử dụng phương pháp sau: - Phương pháp xây dựng sở lý thuyết: + Dựa vào SGK Sinh học 12 tài liệu chuẩn kiến thức kĩ “Cấu trúc di truyền quần thể” xây dựng kế hoạch dạy học đảm bảo mục tiêu học skkn + Nghiên cứu đề thi, đặc biệt đề thi Đại học, Tốt nghiệp THPT, HSG tỉnh đặc biệt tỉnh Thanh Hoá qua năm, từ xây dựng phương pháp giải nhanh, phù hợp với đối tượng học sinh - Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực đề tài lớp 12A1 12A3, hai lớp đối chứng 12A2 12A4 trường THPT Đông Sơn năm học 2021- 2022 Trong lớp có trình độ tương đương 12A1 12A2, 12A3 12A4 - Phương pháp quan sát: Quan sát hoạt động học tập học sinh - Phương pháp điều tra: Sử dụng câu hỏi kiểm tra kết học tập học sinh - Phương pháp thống kê: Thống kê kết kiểm tra học sinh 1.5 Điểm đề tài Năm 2013 -2014 nghiên cứu “Phương pháp giải nhanh số dạng tập quy luật di truyền”, sáng kiến đạt loại B cấp Tỉnh, từ đến liên tục nghiên cứu, cập nhật phát triển đề tài Trong xu hướng kì thi sử dụng hình thức TNKQ việc khơng ngừng tìm phương pháp giải nhanh yêu cầu cần thiết Tôi tiếp tục mở rộng đề tài theo hướng xây dựng phương pháp giải nhanh số dạng tập chương III “Di truyền học quần thể”- Sinh học 12 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Để giải tập phần yêu cầu học sinh phải nắm vững kiến thức lý thuyết di truyền học quần thể Phân biệt đặc trưng di truyền quần thể tự phối quần thể ngẫu phối * Điểm giống đặc trưng di truyền quần thể tự thụ quần thể giao phối ngẫu nhiên: - Đặc trưng tần số alen tần số kiểu gen - Trong điều kiện khơng có tác động nhân tố tiến hố tần số alen quần thể không thay đổi qua hệ * Khác nhau: Nội Quần thể tự phối Quần thể ngẫu phối dung Khái Quần thể tự phối quần thể mà Quần thể ngẫu phối quần thể niệm cá thể khơng có cá thể quần thể lựa giao phối ngẫu nhiên với nhau, chọn bạn tình giao phối với cá thể xảy tự phối (tự thụ hoàn toàn cách ngẫu nhiên tinh, giao phấn gần) Đặc - Thành phần kiểu gen thay đổi - Thành phần kiểu gen có xu trưng qua hệ theo hướng tăng hướng trì ổn định qua di dần tần số kiểu gen đồng hợp, hệ truyền giảm dần tần số kiểu gen dị hợp - Cấu trúc di truyền hệ P: - Cấu trúc di truyền hệ P: xAA + yAa + zaa = 1, sau n hệ xAA + yAa + zaa = 1, tự thụ liên tiếp Fn: khơng có yếu tố làm thay đổi tần số alen, sau n ngẫu phối Fn: p2AA + 2pqAa + q2aa = skkn Nội dung Quần thể tự phối ( x + y ( 1− (z + y ( 1− 1 n )) AA: (y n )Aa: Quần thể ngẫu phối Trong đó: pA = x + ; qa = z + n )) aa Xu - Kiểu gen phân thành dòng hướng khác - Làm giảm đa dạng di truyền - Tạo trạng thái cân di truyền cho quần thể - Có tính đa hình: đa dạng kiểu gen kiểu hình 2.2 Thực trạng đề tài - So với mơn tự nhiên chương trình THPT mơn Sinh học thường học sinh quan tâm, nội dung kiến thức kì thi chủ yếu tập trung vào chương trình Sinh học 12, điều tạo nên khơng khó khăn cho việc dạy học ôn tập giáo viên - Kiến thức chương trình Sinh học 12 nhiều lý thuyết khó nhớ, thời gian phân bố cho tiết tập ôn tập nên khó cho học sinh làm tập vận dụng cuối cuối chương - Do xu hướng chọn nghề, với nhóm học sinh chọn ban KHTN chủ yếu tập trung học mơn Tốn, Lý, Hóa, cịn mơn Sinh học học để đối phó lấy điểm xét tốt nghiệp Năm học 2021 – 2022 trường THPT Đơng Sơn có tổng số 359 học sinh, có 119 học sinh đăng kí ban KHTN chiếm tỉ lệ Bảng Bảng thống kê tỉ lệ HS học ban KHTN HS học khối B Số lượng HS Số lượng Tỉ lệ HS thi Tổng số Lớp theo ban Tỉ lệ % HS thi khối B/ HS KHTN khối B KHTN 12A1 44 38 86,36% 10,5% 12A2 46 43 93,48% 11,6% 12A3 37 17 46% 5,8% 12A4 38 19 50% 5,3% 12A5 44 0 0 12A6 42 0 0 12A7 37 0 0 12A8 37 0 0 12A9 34 0 0 Tổng 359 117 32,59% 11 9,24% skkn 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.3.1 Nghiên cứu lý thuyết, xây dựng phương pháp giải nhanh Sau học sinh nắm vững phần lý thuyết, chia tập thành dạng, dạng có cơng thức tổng qt tập áp dụng nội dung quần thể ngẫu phối quần thể tự thụ Dạng Phương pháp xác định quần thể cân di truyền Trường hợp 1: Xét gen gồm alen nhiễm sắc thể thường Phương pháp giải: Quần thể ngẫu phối có (P) CTDT: xAA + yAa + zaa = Trong x, y, z tần số kiểu gen AA, Aa aa Quần thể (P) đạt trạng thái CBDT 2√ x √ z = y Chứng minh: y - Tần số alen A PA = x + y - Tần số alen a qa = z + Quần thể (P) đạt trạng thái cân di truyền thoả mãn đẳng thức: P2 AA + 2pq Aa + q2 aa =1 y - Tần số KG AA = (x + )2 = x2 + xy + y2/4 (P) đạt trạng thái cân di truyền x = x2 + xy + y2/4 → 4x – 4x2 = 4xy + y2, mà: x + y+ z = → 1- x = (y + z) → 4x(y+z) = 4xy + y2 -> 4xz = y2 hay √ x √ z = y Ví dụ 1: Cho quần thể ngẫu phối có cấu trúc di truyền: Quần thể (P): 0,16AA + 0,48Aa + 0,36aa = Quần thể có đạt trạng thái cân không? Hướng dẫn giải Cách Nếu sử dụng cách giải thông thường 0,48 - Tần số alen A PA = 0,16+ = 0,4 0,48 - Tần số alen a qa = 0,36 + = 0,6 Quần thể (P) cân có cấu trúc (0,4)2AA + (2 x 0,4 x0,6) Aa + (0,6)2aa = 0,16AA + 0,48Aa + 0,36aa -> Quần thể (P) cân di truyền Cách Nếu sử dụng phương pháp giải nhanh - Ta có: 2√ 0,16 √ 0,36 = 0,48 -> Quần thể (P) cân di truyền Ví dụ 2: Cho quần thể ngẫu phối có cấu trúc sau: Quần thể 1: 0,09AA + 0,42Aa + 0,49aa =1 Quần thể 2: 0,4AA + 0,4Aa + 0,2aa =1 skkn Các quần thể có trạng thái cân khơng? Hướng dẫn giải * Xét quần thể Cách Nếu sử dụng cách giải thông thường 0,42 - Tần số alen A PA = 0,09+ = 0,3 0,42 - Tần số alen a qa = 0,49 + = 0,7 Quần thể cân có cấu trúc (0,3)2AA + (2 x 0,3 x0,7) Aa + (0,7)2aa = 0,09AA + 0,42Aa + 0,49aa → Quần thể cân di truyền Cách Nếu sử dụng phương pháp giải nhanh - Ta có: 2√ 0,09 √ 0,49 = 0,42 → Quần thể cân di truyền * Xét quần thể Cách Nếu sử dụng cách giải thông thường 0,4 0,4 - Tần số alen A PA = 0,4+ = 0,6, tần số alen a qa = 0,2 + = 0,4 Quần thể cân có cấu trúc (0,6)2AA + (2 x 0,6 x0,4)Aa + (0,4)2aa = 0,36AA + 0,48Aa + 0,16aa → Quần thể không cân di truyền Cách Nếu sử dụng phương pháp giải nhanh - Ta có: 2√ 0,4 √ 0,2 = 0,5657 ≠ 0,4 Aa → Quần thể không CBDT * Kết luận 1: Với cách giải 2, học sinh cần thực phép tính kiểm tra quần thể có CBDT khơng, sử cách giải thứ phải thực qua phép tính, nhiều thời gian khả xảy sai sót cao Trường hợp 2: Xét gen gồm nhiều alen nhiễm sắc thể thường Phương pháp giải: Xét locut gen có alen a1, a2, a3 theo thứ tự trội lặn hoàn toàn a1>a2> a3 với Trong x, y, z, k, l, m tần số kiểu gen a1a1, a1a2, a1a3, a2a2, a2a3, a3a3 Một quần thể ngẫu phối có trúc di truyền là: x(a1a1) + y(a1a2) + z(a1a3) + k(a2a2) + l(a2a3) + m(a3a3) = Quần thể đạt trạng thái cân di truyền √x √k ¿ y √x √m ¿ z √k √m ¿ l { Ví dụ 3: Màu sắc vỏ ốc sên gen có alen kiểm soát: C 1: nâu, C2: hồng, C3: vàng Alen qui định màu nâu trội hoàn toàn so với alen kia, alen qui định màu hồng trội hoàn toàn so với alen qui định màu vàng Điều tra quần thể ốc sên có cấu trúc di truyền: 0,04C1C1: 0,2 C1C2: 0,12 C1C3: 0,25 C2C2: 0,3 C2C3: 0,09 C3C3 skkn Quần thể có cân di truyền không? Hướng dẫn giải Cách Nếu sử dụng cách giải thông thường 0,2 0,12 0,2 0,3 - Tần số alen C1 PC1 = 0,04+ + = 0,2 - Tần số alen C2 qC2 = 0,25 + + = 0,5 - Tần số alen C3 rC3 = 1- ( 0,2 +0,5) = 0,3 (P): (0,2)2C1C1: (2 x 0,2 x,0,5) C1C2: (2 x 0,2 x 0,5) C1C3: (0,5)2 C2C2: (2 x 0,5x0,3) C2C3: (0,3)2 C3C3 = 0,04C1C1: 0,2 C1C2: 0,12 C1C3: 0,25 C2C2: 0,3 C2C3: 0,09 C3C3 Vậy quần thể (P) cân di truyền Cách Nếu sử dụng phương pháp giải nhanh Quần thể đạt trạng thái cân di truyền √x √k ¿ y √0,04 √ 0,25 ¿ 0,2 → √ x √ m ¿ z ⇔ √0,04 √ 0,09 ¿ 0,12 Vậy (P) cân DT √k √m ¿ l √0,25 √ 0,09 ¿ 0,3 * Kết luận 2: Với gen có nhiều alen cách giải 2, học sinh cần thực phép tính đơn giản, thời ngắn khẳng định quần thể có CBDT khơng, sử cách giải thứ phải thực phối nhiều phép tính, cần nhiều thời gian, khả xảy sai sót cao Bởi cách giải phương pháp lựa chọn sử dụng SKKN Trường hợp Xét gen gồm alen nhiễm sắc thể giới tính X vùng không tương đồng { { Phương pháp giải: Một gen có alen nằm vùng khơng tương đồng X A, a Khi tần số alen giới đực giới nhau, xét quần thể có CTDT: x XAXA + yXAXa + zXaXa + kXAY + mXaY = + Nếu √x √ z = y y → x+ =k + Nếu √ x √ z ≠ y Quần thể cân di truyền → Quần thể không cân di truyền Ví dụ 4: Ở lồi thú ngẫu phối xét gen có alen nằm NST giới tính khơng có alen tương ứng Y Biết quần thể khởi đầu có tần số kiểu gen là: 0,08XAXA : 0,24XAXa : 0,18XaXa: 0,2XAY: 0,3 XaY Quần thể có cân di truyền khơng? Hướng dẫn giải A A CTDT quần thể: 0,08X X : 0,24XAXa : 0,18XaXa: 0,2XAY: 0,3 XaY - PA giới đực = PA giới = 0,4 → tần số alen giới đực giới Khi áp dụng cơng thức giải nhanh ta có: √ 0,08.√ 0,18 = 0,24 skkn 0,24 → Quần thể cân di truyền 0,08 + = 0,2 Ví dụ 5: Ở loài thú ngẫu phối xét gen có alen nằm NST giới tính khơng có alen tương ứng Y Biết quần thể khởi đầu có tần số kiểu gen là: 0,125XAXA : 0,25XAXa : 0,125XaXa: 0,25XAY: 0,25 XaY Quần thể có cân di truyền không? Hướng dẫn giải - PA giới đực = PA giới = 0,5 → tần số alen giới đực giới Khi áp dụng cơng thức giải nhanh ta có: √ 0,125.√ 0,125 = 0,25 0,25 0,125 + = 0,25 → Quần thể cân di truyền Ví dụ 6: Ở lồi thú ngẫu phối xét gen có alen nằm NST giới tính khơng có alen tương ứng Y Biết quần thể khởi đầu có tần số kiểu gen là: 0,15XAXA : 0,3XAXa : 0,05XaXa: 0,2XAY: 0,3 XaY Quần thể có cân di truyền hay không? Hướng dẫn giải - PA giới đực = PA giới = 0,6 → tần số alen giới đực giới Khi áp dụng cơng thức giải nhanh ta có: 0,3 0,15 x 0,05 = 0,0075 ≠ ( )2 = 0,0225 → Quần thể không cân di truyền Dạng Tính tần số tương đối alen xét gen gồm nhiều alen nhiễm sắc thể thường Phương pháp giải: Xét locut gen có alen A1,A2, A3 theo thứ tự trội lặn hoàn toàn : A1>A2> A3 với Trong P, q, r tần số alen A1, A2, A3, quần thể ngẫu phối cân có trúc di truyền là: 2 P (A1A1): 2Pq(A1A2): 2Pr(A1A3): q (A2A2): 2qr(A2A3): r (A3A3) Tần số kiểu hình 1- KH1: P2(A1A1) + 2Pq(A1A2)+ 2Pr(A1A3) Tần số kiểu hình - KH2: q 2(A2A2) + 2qr(A2A3) Tần số kiểu hình lặn - KH3: r 2(A3A3) → r → Ta có (q A 2+r A 3)2 = q 2(A2A2) + 2qr(A2A3) + r (A3A3) → (q A 2+r A 3) = √ % KH 2+ % KH → q A = √ % KH 2+ % KH - r A → P A = - ( q A + r A 3) Ví dụ 7: Màu sắc vỏ Ốc sên gen có alen kiểm sốt: A 1: nâu, A2: hồng, A3: vàng Alen qui định màu nâu trội hoàn toàn so với alen kia, alen qui định màu hồng trội hoàn toàn so với alen qui định màu vàng Điều tra quần thể ốc sên người ta thu số liệu sau: Màu nâu có 360 con; màu hồng có skkn 480 con; màu vàng có 160 Biết quần thể cân di truyền Xác định tần số alen A1, A2, A3? Hướng dẫn giải Gọi P, q, r tần số alen A1, A2, A3, quần thể Quần thể trạng thái CBDT nên quần thể có dạng: P2(A1A1): 2Pq(A1A2): 2Pr(A1A3): q 2(A2A2): 2qr(A2A3): r 2(A3A3) 360 - TS kiểu hình màu nâu: P2(A1A1): 2Pq(A1A2): 2Pr(A1A3) = 360+480+160 = 0,36 480 - TS kiểu hình màu hồng: q 2(A2A2): 2qr(A2A3) = 360+480+160 = 0,48 160 - TS kiểu hình màu hồng: r 2(A3A3) = 360+480+160 = 0,16 → r = √ 0,16 = 0,4 Ta có (q A 2+r A 3)2 = q 2(A2A2) + 2qr(A2A3) + r 2(A3A3) → (q A 2+r A 3) = √ 0,16+0,48 = 0,8 → q A = 0,8- r A = 0,8 - 0,4 = 0,4 → P A = - ( q A + r A 3) = - (0,4 +0,4) = 0,2 Vậy tần số alen A1, A2, A3 là: 0,2, 0,4, 0,4 Ví dụ 8: Một quần thể động vật giao phối, màu sắc cánh gen gồm alen nằm nhiễm sắc thể thường đó, alen A1quy định cánh đen trội hoàn toàn so với alen A2, alen A3 alen A 4; Alen A2 quy định cánh xám trội hoàn toàn so với alen A3 A 4; Alen A3 quy định cánh vàng trội hoàn toàn so với alen A 4 quy định cánh trắng Một quần thể trạng thái cân di truyền có 510 cánh đen; 130 cánh xám; 320 cánh vàng; 40 cánh trắng Biết không xảy đột biến, xác định tần số alen A1, A2, A3, A4 Hướng dẫn giải Gọi P, q, r, k tần số alen A1, A2, A3, A4 quần thể 40 - TS kiểu hình màu trắng : k 2(A4A4) = 510+130+320+40 = 0,04 → k = √ 0,04 = 0,2 320 - TS kiểu hình màu vàng: r 2(A3A3): 2rk(A3A4) = 1000 = 0,32 (r A 3+k A ) = √ 0,04+ 0,32 = 0,6 → r A = 0,6 - k A = 0,6 - 0,2 = 0,4 130 - TS kiểu hình màu Xám: q 2(A2A2): 2qr(A2A3): 2rk(A2A4) = 1000 = 0,13 (q + r + k)2 = q 2(A2A2) + 2qr(A2A3)+ 2rk(A2A4) + r 2(A3A3) + 2rk(A3A4) + k (A4A4) = 0,13 + 0,32 + 0,04 = 0,49 → q + r + k = √ 0,13+0,32+0,04 = 0,7 → q = 0,7 - 0,2 - 0,4 = 0,1 → P = 1- (q + r + k) = - 0,7 = 0,3 Vậy tần số alen A1, A2, A3, A4 là: 0,3; 0,1; 0,4; 0,2 Tổng quát: Xét locut gen có alen A 1,A2, A3, An theo thứ tự trội lặn hồn tồn: A1>A2> A3 …> An với Trong P, q, r, k…, n tần số alen A1, A2, A3, An quần thể ngẫu phối cân có trúc di truyền Tần số alen A1, A2, A3, …An tính sau: n= √ % KH n … skkn r =√ % KH n+% KH (n−1)+ +% KH - ( n + … + k) q = √ % KH n+% KH (n−1)+ +% KH 3+% KH - ( n + … + k +r) P = - (n + …+ k +r +q) Kết luận 3: Phương pháp giải giúp học sinh tính nhanh tần số tương Phương pháp giải: đối alen xét gen gồm nhiều alen Một gen có alen nằm vùng khơng tương đồng X A, a Xét quần thể ngẫu phối có CTDT: - Giới đực: XAY: XaY; giới cái: XAXA: XAXa : XaXa + Nếu tần số alen giới đực giới qua ngẫu phối quần thể đạt trạng thái cân di truyền, CTDT quần thể là: p2 q2 a a p A q a A A A a X X + pq X X + X X + X Y + XY=1 2 2 + Nếu tần số alen giới đực giới khơng quần thể khơng đạt trạng thái cân di truyền mà cần qua nhiều hệ ngẫu phối cân Khi tần số alen giới đực giới tần số chung quần thể - PA = PA đực + PA - Sau hệ ngẫu phối tỉ lệ X A giới đực thay đổi theo quy luật thếDạng hệ sau trung tần bìnhsốcủa thếđối hệ alen liền trước thể sau n hệ ngẫu 3.bằng Xác định tương quần A A - Xkhiở xét giớigen đựctrên thếNST hệ sau X ởXgiới cáikhơng hệ trướcđồng phối giới= tính vùng tương A A + Nếu gọi tần số X giới đực hệ đầu a, X giới hệ đầu b ta có tần số XA giới đực hệ n là: Pn đực = x a+ y b 2(n−1 ) - Trong x + y = 2n-1 n chẵn y = 2x - 1, n lẻ y = 2x + ta có tần số XA giới hệ n là: Pn Cái = x a+ y b n - Trong x + y = 2n n chẵn y =2x + 1, n lẻ y = 2x - skkn Ví dụ 9: Ở lồi thú ngẫu phối, xét gen có alen A, a nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Biết quần thể khởi đầu có tỉ lệ kiểu gen là: Phần đực: 0,2 XAY: 0,8 XAY; Phần cái: 0,2XAXA: 0,6XAXa : 0,2XaXa Hãy xác định: a Tần số alen mà quần thể đạt trạng thái cân di truyền Khi tần số kiểu gen giới bao nhiêu? b Tần số alen giới sau hệ ngẫu phối c Tần số alen giới sau hệ ngẫu phối Hướng dẫn giải Ở quần thể ban đầu: giới đực PA = 0,2; qa = 0,8; giới PA = 0,5, qa = 0,5 a.Tần số alen mà quần thể đạt trạng thái cân di truyền 2 - PA = PA đực + PA = 0,2 + 0,5 = 0,4 - qa = - 0,4 = 0,6 b Tần số alen giới sau hệ ngẫu phối - Giới đực PA = PA giới hệ trước = 0,5, → qa = - 0,5 = 0,5 - Giới PA = 0,5+0,2 = 0,35, qa = 1- 0,35 = 0,65 c Tần số alen giới sau hệ ngẫu phối - Tần số XA giới đực hệ n là: Pn đực = - Trong x + y = 2n-1, n lẻ y = 2x + → x = 1, y = → → x + 2x +1 = 23-1 0,2+3 0,5 = 0,425, qa = 1- 0,425 = 0,575 (3−1) x a+ y b = n Pn đực = - Pn Cái - Trong x + y = 2n, n lẻ y = 2x - → x = 3, y = → x a+ y b 2(n−1 ) Pn Cái = → x +2x -1 = 23 = 3.0,5+5 0,2 = 0,2 , qa = 1- 0,2 = 0,8 Ví dụ 10: Ở lồi thú, Xét gen có alen A a nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Biết quần thể khởi đầu có tỉ lệ kiểu gen 0,7XAY: 0,3 XaY giới đực 0,4 XAXA: 0,4 XAXa: 0,2 XaXa giới Hãy xác định: a Tần số alen mà quần thể đạt trạng thái cân di truyền Khi tần số kiểu gen giới bao nhiêu? b Tần số alen giới sau hệ ngẫu phối? c Tần số alen giới sau hệ ngẫu phối? Hướng dẫn giải Ở quần thể ban đầu - Giới đực PA = 0,7; qa = 0,3; Giới PA = 0,6, qa = 0,4 a.Tần số alen mà quần thể đạt trạng thái cân di truyền 10 skkn 2 19 - PA = PA đực + PA = 0,7 + 0,6 = 30 19 11 - qa = - 30 = 30 b Tần số alen giới sau hệ ngẫu phối - Giới đực PA = PA giới hệ trước = 0,6; → qa = - 0,6 = 0,4 0,7+0,6 - Giới PA = = 0,65, qa = 1- 0,65 = 0,35 c Tần số alen giới sau hệ ngẫu phối - Tần số XA giới đực hệ n là: Pn đực = x a+ y b 2(n−1 ) - Trong x + y = 2n-1, n chẵn y =2x - → x = 1, y = → x + 2x -1 = 22-1 x 0,7+1 0,6 = 0,65, qa = 1- 0,65 = 0,35 (2−1 ) x a+ y b = n Pn đực = - Pn Cái - Trong x + y = 2n , n chẵn y = 2x + → x = 1, y = → → Pn Cái = → x +2x +1 = 22 = 1.0,7+3 0,6 = 0,625, qa = 1- 0,625 = 0,375 2 * Kết luận 4: Trường hợp gen nằm NST giới tính X vùng không tương đồng, quần thể chưa cân di truyền tần số alen giới khơng Quần thể phải qua nhiều hệ ngẫu phối đạt trạng thái CBDT Việc sử dụng phương pháp giải thể rõ ưu điểm tính tần số alen giới qua nhiều hệ Dạng Phương pháp xác định CTDT quần thể sau n hệ có tác dụng chọn lọc Trong quần thể ngẫu phối Phương pháp giải: Quần thể ngẫu phối (P) có CTDT: xAA + yAa + zaa = Trong x, y, z tần số kiểu gen AA, Aa aa Nếu 100% cá thể kiểu gen aa không tham gia vào trình sinh sản, xác định CTDT quần thể sau n hệ ngẫu phối Cách giải: - P0, q0 tần số alen A, a quần thể hệ đầu (P) qo - Tần số alen a sau (n-1) hệ ngẫu phối q(n-1) = 1+(n−1) q o - Tần số alen A P(n-1) = - q(n-1) → CTDT quần thể sau n hệ ngẫu phối là: 2 P(n −1) AA: P(n −1) q(n−1) Aa: q(n−1) aa Ví dụ 11: Một quần thể động vật ngẫu phối có tỉ lệ kiểu gen: - Giới cái: 0,49 AA: 0,42Aa: 0,09aa - Giới đực: 0,64 AA: 0,32Aa: 0,04aa 11 skkn a Xác định cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân b Sau quần thể đạt cân di truyền, điều kiện sống thay đổi, cá thể có kiểu gen aa khơng có khả sinh sản Hãy xác định CTDT quần thể sau hệ ngẫu phối Hướng dẫn giải - Ở quần thể ban đầu Giới đực PA = 0,7; qa = 0,3; Giới PA = 0,8, qa = 0,2 a Tần số alen của quần thể trạng thái cân di truyền: PA = (0,7 + 0,8) = 0,75 → qa = 0,25 - Cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân bằng: 0,5625AA: 0,375Aa: 0,0625aa b Khi cá thể aa không tham gia vào trình sinh sản, tần số alen quần thể sau hệ ngẫu phối qo 0,25 q4 = 1+ n q = 1+ 0,25 = 0,125 → PA = 0,875 o CTDT quần thể sau hệ ngẫu phối: 2 (0,875) AA: (2 x 0,125 x 0,875)Aa : (0,125) aa = 0,765625AA: 0,21875 Aa: 0,015625aa Ví dụ 12: Mợt q̀n thể sinh vật lưỡng bội có tần số các kiểu gen ở giới sau: ♀: 0,0144 AA: 0,2112 Aa: 0,7744 aa ♂: 0,0784 AA: 0,4032 Aa: 0,5184aa a Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền b Sau quần thể đạt cân di truyền, điều kiện sống thay đổi, cá thể có kiểu gen aa khơng có khả sinh sản Hãy xác định CTDT quần thể sau hệ ngẫu phối Hướng dẫn giải - Ở quần thể ban đầu Giới đực PA = 0,12; qa = 0,88; giới PA = 0,28, qa = 0,54 a Tần số alen của quần thể trạng thái cân di truyền: PA = ( 0,12 + 0,28) = 0,2 → qa = 0,8 Cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân bằng: 0,04AA: 0,32Aa: 0,64aa b Khi cá thể aa không tham gia vào trình sinh sản, tần số alen quần thể sau hệ ngẫu phối qo 0,2 qn = 1+ n q = 1+ 5.0,2 = 0,1 → PA = 0,9 o CTDT quần thể sau hệ ngẫu phối: (0,9)2AA: (2 x 0,9 x 0,1)Aa: (0,1)2aa = 0,81AA: 0,18Aa: 0,01aa Trong quần thể tự phối Phương pháp giải: Quần thể ban đầu có (P) CTDT: xAA + yAa + zaa = Trong x, y, z tần số kiểu gen AA, Aa aa Nếu 100% cá thể kiểu gen aa khơng tham gia vào 12q trình sinh sản, xác định CTDT quần thể sau n hệ tự phối skkn Cách giải: Ví dụ 13: Một quần thể thực vật, hệ xuất phát có cấu trúc di truyền: 0,1 AA: 0,4Aa: 0,5aa Xác định tỉ lệ kiểu gen quần thể sau hệ tự thụ phấn liên tiếp trường hợp cá thể có kiểu gen aa khơng tham gia sinh sản Hướng dẫn giải Cách giải Cấu trúc quần thể tham gia sinh sản: 0,1 AA: 0,4Aa = AA: Aa 1 1− 4 1− - Sau hệ tự thụ CTDT F1: [ + ( )] AA: Aa: ( 2 2 )aa 2 = AA: Aa: aa → 2 Cấu trúc tham gia sinh sản F1: AA: Aa = AA: Aa → 1− 1 ) aa 1 1− 1 1 Khi F1 tự thụ phấn, CTDT F2 là: [ + ( )] AA: Aa: ( 2 = AA: Aa: aa Cách giải Phương pháp giải nhanh: Sau hệ tự thụ phấn liên tiếp F2 [ 0,1+ 0,4 ( 1− 1 22 )]AA: 0,4 Aa: 0,4.( 2+1 ) aa = 0,25AA: 0,1Aa: 0,05aa 2 CTDT F2 : AA: Aa: aa Ví dụ 14: Một quần thể thực vật, hệ xuất phát có cấu trúc di truyền: 0,4AA: 0,4Aa: 0,2aa Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen quần thể sau hệ tự thụ phấn liên tiếp trường hợp sau: a Các cá thể có khả sống sót sinh sản b Các cá thể có kiểu gen aa khơng có khả sinh sản → 13 skkn Hướng dẫn giải a CTDT quần thể sau hệ tự phối, cá thể có khả sống, khả sinh sản AA = 0,4 + 0,4 ( 1− 1 24 = 0,5875; Aa = 0,4 x = 0,025 ) 2 1− aa = 0,2 + 0,4 ( ) = 0,3875 F5: 0,5875AA: 0,025Aa: 0,3875aa b Các cá thể có kiểu gen aa khơng có khả sinh sản → AA = 0,5 + 0,4 ( 1− 24 = 0,5875 ) Aa = 0,4 x = 0,025; aa = 0,4 24 +1 = 0,0125 47 F4: 0,5875AA: 0,025Aa: 0,0125aa = 50 AA: 50 Aa: 50 aa * Kết luận 5: Qua dạng tập giúp học sinh củng cố lại lý thuyết, phân biệt đặc trưng di truyền quần thể ngẫu phối quần thể tự phối Đặc biệt ưu điểm phương pháp thể rõ quần thể thực ngẫu phối hay tự thụ liên tiếp qua nhiều hệ tác dụng chọn lọc 2.3.2 Thực nghiệm sư phạm Tiến hành khảo sát kết học tập lớp đối tượng học sinh đăng kí theo ban KHTN phần tập di truyền quần thể trước tiến hành thực nghiệm nhận thấy sau: Bảng Thống kê kết học tập trước tiến hành thực nghiệm Kết Giỏi Khá TB Yếu Kém Lớp Sĩ số SL % SL % SL % SL % SL % 12 A1 38 7,9 15 39,5 19 50 2,7 0 → 12 A2 43 7,0 16 37,2 22 51,2 4,7 0 12A3 17 5,9 23,5 41,2 29,4 0 12A4 19 5,3 21,1 42,1 31,5 0 Qua bảng thống kê khảo sát trình độ lực lớp, nhận thấy lớp 12A1 12A2 có lực tương đương, 12A3 có lực tương đương 12A4 Tôi hướng dẫn học sinh phương pháp giải nhanh chuyên đề di truyền học quần thể lớp 12A1 12A3 lớp tiết có kiểm tra đánh giá 15 phút sau học xong chuyên đề, lớp 12A2 đối chứng với 12A1, lớp 12A4 đối chứng với 12A3 14 skkn Hình Giờ dạy thực nghiệm lớp 12A3 Hình Giờ dạy thực nghiệm lớp 12A1 AA3A3ở lớp 12 A1, 12A3, tiến hành đề kiểm tra Sau dạy thực nghiệm đảo thành mã đề, thực kiểm tra lớp Nội dung đề kiểm tra 15 phút sau thực nghiệm Câu Trong quần thể tự phối, thành phần kiểu gen quần thể có xu hướng: A giảm dần tỉ lệ kiểu gen đồng hợp, tăng dần tỉ lệ kiểu gen dị hợp B phân hoá thành dịng có kiểu gen khác C trì tỉ lệ số cá thể trạng thái dị hợp tử D Phân hoá đa dạng phong phú kiểu gen Câu Điều sau khơng nói điều kiện nghiệm định luật Hacdi-Vanbec? A. Quần thể có kích thước lớn B. Có tượng di nhập gen 15 skkn C. Các cá thể giao phối tự D. Khơng có chọn lọc tự nhiên Câu Một quần thể đậu Hà lan gồm 20% số có kiểu gen AA, 40% số có kiểu gen Aa, 40% số có kiểu gen aa Nếu cho tự thụ phấn liên tiếp, hệ thành phần kiểu gen là: A 37,5% AA: 5% Aa: 57,5% aa B 30% AA: 20%Bb: 50% aa C 36% AA: 48% Aa: 16% aa D 43,75% AA: 12,5% Aa: 43,75% aa Câu Một quần thể động vật giao phối, màu sắc cánh gen gồm alen nằm nhiễm sắc thể thường quy định Trong đó, alen A quy định cánh đen trội hồn toàn so với alen A2, alen A3; Alen A2 quy định cánh xám trội hoàn toàn so với alen A3; Alen A3 quy định cánh trắng Quần thể nói có cấu trúc sau trạng thái cân di truyền A 0,16A1A1: 0,18 A1A2: 0,24 A1A3: 0,09 A2A2: 0,24 A2A3: 0,09 A3A3 B 0,16A1A1: 0,24 A1A2: 0,24 A1A3: 0,09 A2A2: 0,18 A2A3: 0,09 A3A3 C 0,09A1A1: 0,24 A1A2: 0,24 A1A3: 0,16 A2A2: 0,18 A2A3: 0,09 A3A3 D 0,16A1A1: 0,24 A1A2: 0,18 A1A3: 0,09 A2A2: 0,24 A2A3: 0,09 A3A3 Câu 5: Một quần thể giao phối trạng thái cân di truyền, xét gen có alen A a, cá thể có kiểu gen đồng hợp tử trội chiếm tỉ lệ 49% Tần số alen A a quần thể A 0,49 0,51 B 0,3 0,7 C 0,7 0,3 D 0,62 0,38 Câu 6: Một quần thể thực vật, hệ xuất phát có cấu trúc di truyền: 0,2 AA: 0,4Aa: 0,4aa Các cá thể có kiểu gen aa khơng có khả sinh sản, tỉ lệ kiểu gen quần thể sau hệ tự thụ phấn liên tiếp A 0,35AA: 0,1Aa: 0,05aa B 0,7AA: 0,2Aa: 0,1aa C 0,1AA: 0,2Aa : 0,7 aa D 0,2AA: 0,4Aa : 0,4aa Câu Cho quần thể có CTDT sau: (1) 0,25AA: 0,5Aa: 0,25aa; (2) 100% aa; (3) 100% aa A A A a a a A (4) 0,18 X X : 0,24 X X : 0,08 X X : 0,3X Y: 0,2XaY Số quần thể trạng thái CBDT theo định luật Hacđi - Vanbec là: A B C D Câu 8: Ở loài động vật giao phối, xét cặp alen Aa quy định tính trạng màu sắc lơng nằm vùng khơng tương đồng củaNST giới tính X Ở giới đực, tần số alen A 0,3 tần số alen a 0,7; giới cái, tần số alen A 0,6 tần số alen a 0,4 Biết khơng xảy đột biến khơng có tác dụng chọn lọc Trong quần thể, cho cá thể giao phối ngẫu nhiên với Theo lý thuyết, quần thể đạt trạng thái cân di truyền tỉ lệ kiểu gen AA là? A 0,09 B 0,36 C 0,045 D 0,45 Câu 9: Ở loài thú, xét gen có alen A a nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Biết quần thể khởi đầu có tỉ lệ kiểu gen 0,3XAY: 0,7 XaY giới đực 0,2 XAXA: 0,4 XAXa : 0,4 XaXa giới Tần số alen A, a giới sau hệ ngẫu phối A 0,1875 , 0,8125 B 0,8125, 0,1875 C 0,375, 0,625 D 0,625, 0,375 Câu 10: Một quần thể động vật giao phối, màu sắc cánh gen gồm alen nằm nhiễm sắc thể thường quy định Trong đó, alen A1 quy định cánh đen trội hoàn toàn so với alen A2, alen A3, A4 alen A5; alen A2 quy định cánh xám trội hoàn toàn so với alen A3, A4 và alen A5; alen A3 quy định cánh tím trội 16 skkn hồn tồn so với alen A4 và alen A5; alen A4 quy định cánh vàng trội hoàn toàn so với alen A5 quy định cánh trắng Một quần thể trạng thái cân di truyền có 64% cánh đen; 11% cánh xám; 9% cánh tím; 12% cánh vàng; 4% cánh trắng Biết không xảy đột biến Tần số alen A 1, A2, A3, A4, A5 lần lượt là: A 0,4; 0,1; 0,1; 0,2; 0,2 B 0,4; 0,1; 0,2; 0,2; 0,1 C 0,4; 0,1; 0,2; 0,1; 0,2 D 0,4; 0,1; 0,2; 0,2; 0,1 ĐÁP ÁN CHI TIẾT Câu 1: Đáp án B Câu 2: Đáp án B Câu 3: Đáp án A Cấu trúc di truyền quần thể là: 0,2AA:0,4Aa:0,4aa ế hệ tự thụ phấn, cấu trúc di truyền quần thể là: Sau th 37,5% AA: 5% Aa: 57,5% aa Câu 4: Đáp án B 2√ 0,16 √ 0,09 = 0,24A1A2 2√ 0,16 √ 0,09 = 0,24A1A3 -> B cân 2√ 0,09 √ 0,09 = 0,18A2A3 A 2√ 0,16 √ 0,09 = 0,24A1A2 ≠ 0,18A1A2 → A Không cân C 2√ 0,16 √ 0,09 = 0,24A2A3 ≠ 0,18A2A3 → C Không cân D 2√ 0,16 √ 0,09 = 0,24A1A3 ≠ 0,18A1A3 → D Không cân Câu 5: Đáp án C P2 AA = 0,49 → P = 0,7, q = 0,3 Câu 6: Các cá thể có kiểu gen aa khơng có khả sinh sản AA = 0,2 + 0,4 ( 1− 1 22 = 0,35; Aa = 0,4 x = 0,1; aa = 0,4 2+1 = 0,05 ) 2 → F2: 0,35AA: 0,1Aa: 0,05aa Hay F2: 0,7AA: 0,2Aa: 0,1aa Câu 7: (1) Cân vì: √ 0,25 √ 0,25 = 0,5 Aa (2) Cân vì: √ √1 = Aa, (3) ) Cân vì: √ √ = Aa (4) Cân vì: 0,18 XA XA: 0,24 XAXa : 0,08 XaXa: 0,3XAY: 0,2XaY - PA giới đực = PA giới = 0,3 √ 0,18 √ 0,08 = 0,24 0,24 0,18 + = 0,3 Câu 8: Quần thể ban đầu, giới đực PA = 0,3; qa = 0,7, giới PA = 0,6, qa = 0,4 tần số alen giới đực giới khơng quần thể khơng đạt trạng thái cân di truyền mà cần qua nhiều hệ ngẫu phối cân Khi tần số alen giới đực giới tần số chung quần thể: PA = 0,3+ 0,6 = 0,3 → qa = 1- 0,3 = 0,7 CTDT quần thể đạt trạng thái cân di truyền là: p2 q2 a a p A q a A A A a X X + pq X X + X X + X Y + XY=1 2 2 17 skkn ... giải nhanh số dạng tập chương III di truyền học quần thể sinh học 12 để nâng cao hiệu dạy học cho học sinh trung học phổ thơng” Qua giúp học sinh nhận biết giải nhanh số dạng tập di truyền học quần. .. khơng ngừng tìm phương pháp giải nhanh yêu cầu cần thiết Tôi tiếp tục mở rộng đề tài theo hướng xây dựng phương pháp giải nhanh số dạng tập chương III ? ?Di truyền học quần thể? ??- Sinh học 12 NỘI DUNG... Để giải tập phần yêu cầu học sinh phải nắm vững kiến thức lý thuyết di truyền học quần thể Phân biệt đặc trưng di truyền quần thể tự phối quần thể ngẫu phối * Điểm giống đặc trưng di truyền quần