“PHƯƠNG PHÁP GIẢI một số DẠNG bài tập PHẦN DI TRUYỀN học QUẦN THỂ

A. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong chương trình sinh học 12 thì di truyền học quần thể là một nội dung chủ yếu của di truyền học hiện đại. Các bài tập phần di truyền quần thể là phần kiến thức hay và khó có trong các đề thi ĐH – CĐ – HSG. Để học sinh có thể hệ thống hóa được kiến thức, ngoài việc giảng dạy lí thuyết thì việc rèn luyện kĩ năng giải bài tập, nhận dạng bài tập và hệ thống kiến thức đã học cho học sinh là rất quan trọng. Đặc biệt với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay, câu hỏi có nhiều bài tập vận dụng đòi hỏi học sinh phải trả lời nhanh, chính xác nên việc phân loại bài tập và hướng dẫn học sinh giải bài tập là vô cùng cần thiết. Vì vậy trong quá trình ôn thi ĐH – CĐ, để nâng cao kết quả học tập của học sinh, tôi đã hệ thống hóa kiến thức phần bài tập di truyền di truyền quần thể trong chuyên đề : “PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP PHẦN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ" B. PHẠM VI CHUYÊN ĐỀ Các bài tập về di truyền quần thể rất đa dạng. Nhưng trong phạm vi chuyên đề này, tôi chỉ đề cập đến cách giải một số dạng bài tập về di truyền quần thể. Chuyên đề áp dụng cho học sinh lớp 12. Số tiết thực hiện chuyên đề: 9 tiết. C. NỘI DUNG I. Hệ thống kiến thức sách giáo khoa sử dụng trong chuyên đề. 1. Khái quát về quần thể - Khái niệm quần thể: Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sống trong một khoảng không gian xác định, vào một thời điểm nhất định và có khả năng sinh ra con cái để duy trì nòi giống. - Về mặt di truyền ta chia quần thể thành 2 loại là quần thể tự phối và quần thể giao phối - 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. - 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. * Dạng bài tập chung nhất cho cả 2 dạng quần thể là dạng bài tập xác định tần số kiểu gen, tần số alen và cấu trúc di truyền. Xét 1 gen gồm 2 alen, alen trội (A) và alen lặn (a), gen này nằm trên NST thường. Khi đó, trong QT có 3 KG khác nhau là AA, Aa, aa. 1 Gọi N là tổng số cá thể của QT D là số cá thể mang KG AA H là số cá thể mang KG Aa R là số cá thể mang KG aa Khi đó N = D + H + R Gọi d là tần số của KG AA  d = D/N h là tần số của KG Aa  h = H/N r là tần số của KG aa  r = R/N (d + h + r = 1)  Cấu trúc di truyền của QT là d AA : h Aa : r aa Gọi p là tần số của alen A q là tần số của alen a Ta có: p= 2D + H h =d+ ; 2N 2 q= 2R + H h =r+ 2 2N Ví dụ 1: Xét QT gồm 1000 cá thể, trong đó có 500 cá thể có KG AA, 200 cá thể có KG Aa, số còn lại có kiểu gen aa . a. Tính tần số các alen A và a của QT. b. Tính tần số các KG của QT, từ đó suy ra cấu trúc di truyền của QT. Cách giải: a. Ta có Số cá thể có kiểu gen aa = 1000 – (500 + 200) = 300 Tổng số alen trong quần thể = 2 x 1000 = 2000 Tần số alen A = Tần số alen a = 2 x500 + 200 = 0,6 2 x1000 2 x300 + 200 = 0,4 2 x1000 b. Tần số các kiểu gen - Tần số kiểu gen AA = 500 = 0,5 1000 2 200 = 0,2 1000 - Tần số kiểu gen Aa = - Tần số kiểu gen aa = 300 = 0,3 1000 => Cấu trúc di truyền của quần thể là 0,5 AA : 0,2 Aa : 0,3 aa Ví dụ 2: Một quần thể có cấu trúc di truyền là 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa. Tính tần số các alen A, a của quần thể Cách giải: Ta có: Tần số alen A = 0,64 + 0,32/2 = 0,8 Tần số alen a = 0,04 + 0,32/2 = 0,2 Ví dụ 3: Một quần thể sóc gồm 1050 sóc lông nâu đồng hợp tử, 150 sóc lông nâu dị hợp tử và 300 sóc lông trắng. Biết tính trạng màu lông do một gen gồm hai alen quy định. Tính tần số các kiểu gen và tần số các alen trong quần thể. Cách giải: Ta có tổng số sóc trong quần thể = 1050 + 150 + 300 = 1500 Quy ước: A: lông nâu A: lông trắng Tần số các kiểu gen được xác định như sau 1050/1500 AA + 150/1500Aa + 300/1500 aa = 1 Hay 0,7 AA + 0,1 Aa + 0,2 aa = 1 Từ đó suy ra: Tần số các kiểu gen AA, Aa và aa lần lượt là 0,7, 0,1 và 0,2 Tần số alen A = 0,7 + 0,1/2 = 0,75 Tần số alen a = 0,2 + 0,1/2 = 0,25 2. Cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn và giao phối cận huyết ( quần thể tự phối) 2.1. Quần thể tụ thụ phấn - Khái niệm: Tự thụ phấn là sự thụ phấn xảy ra cùng cây nên tế bào sinh dục đực và cái có cùng kiểu gen. 3 Nếu quần thể tự thụ phấn ban đầu có cấu trúc di truyền là: 100% Aa Kết quả tự thụ phấn liên tiếp n thế hệ ở cây F1 dị hợp ban đầu thu được. Aa = 1/2n AA= aa = (1 - 1/2n)/2 - Kết luận: Quần thể tự thụ phấn qua các thế hệ thì tần số alen không đổi, nhưng tần số kiểu gen thay đổi theo hướng tăng dần tỉ lệ kiểu gen đồng hợp, giảm dần tần số kiểu gen dị hợp. Kết quả là quần thể phân hoá thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau. 2.2. Giao phối cận huyết (Giao phối gần) - Khái niệm: Giao phối giữa các cá thể cùng bố mẹ, hoặc giữa bố mẹ với con cái của chúng. - Cơ sở của việc cấm kết hôn gần: Hạn chế gen lặn có hại biểu hiện ra kiểu hình ở thể đồng hợp. 3. Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối. 3.1. Khái niệm - Hiện tượng các cá thể có thể lựa chọn và giao phối với nhau hoàn toàn ngẫu nhiên. - Kết quả: + Tạo ra nhiều biến dị tổ hợp. + Duy trì tần số alen và thành phần kiểu gen ở trạng thái cân bằng. 3.2. Định luật Hacđi-vanbec Trong quần thể lớn ngẫu phối, nếu không có các yếu tố làm thay đổi tần số alen, thì thành phần kiểu gen của quần thể sẽ duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác theo đẳng thức: p2(AA) +2pq(Aa) + q2(aa) = 1. - Điều kiện nghiệm đúng của định luật Hacđi-vanbec +Quần thể có kích thước lớn. +Các cá thể trong quần thể giao phối ngẫu nhiên. +Các cá thể có kiểu gen khác nhau phải có sức sống và khả năng sinh sản như nhau. +Đột biến không xảy ra hoặc xảy ra với tần số đột biến thuận bằng tần số đột biến nghịch. +Quần thể được cách li di truyền với quần thể khác, không có biến động di truyền và di nhập gen. -Ý nghĩa: Khi quần thể ở trạng thái cân bằng, nếu biết tần số cá thể có kiểu hình lặn, ta tính được tần số alen lặn, alen trội và thành phần kiểu gen của quần thể và ngược lại. II. Các dạng bài tập về di truyền quần thể. 1. Bài tập quần thể tự phối 4 Dạng 1: Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P (thế hệ xuất phát) 100% dị hợp Aa qua n thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ Fn Cách giải: Quần thể P Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là 1 1−   AA = 2 2 n Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là Aa = 1   2 n Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là 1 1−   aa =  2  2 n Ví dụ: Quần thể ban đầu 100% cá thể có kiểu gen dị hợp. Sau 3 thế hệ tự thụ phấn thành phần kiểu gen của quần thể như thế nào? Cách giải: Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau (Với n=3) Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là 1 1−   AA = 2 2 n 3 1 1−   =  2  = 0,4375 2 Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là n Aa = 3 1 1   =   = 0,125 2 2 Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là 1 1−   aa =  2  2 n 3 1 1−   =  2  = 0,4375 2 Dạng 2: 5 Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P: xAA + yAa + zaa Qua n thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ Fn Cách giải: Quần thể tự phối có thành phần kiểu gen của thể hệ P ban đầu như sau:xAA + yAa + zaa Quần thể P Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là n 1 y −   .y AA = x +  2 2 Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là n 1 Aa =   .y 2 Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là n 1 y −   .y aa = z +  2 2 Ví dụ 1: Quần thể P có 35AA, 14Aa, 91aa =1 Các cá thể trong quần thể tự phối bắt buộc qua 3 thế hệ tìm cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ Cách giải: Cấu trúc của quần thể P 0,25AA + 0,1Aa + 0,65aa Cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ n 1 1 y −   .y 0,1 −   .0,1 AA = x + = 0,25 + = 0,29375 2  2 2 2 3 Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là n 1 Aa =   .y = 2 3 1   .0,1 = 0,0125 2 6 Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là n 1 1 y −   .y 0,1 −   .0,1 aa = z + = 0,65 + = 0,69375  2  2 2 2 3 Vậy cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ 0,29375 AA + 0,125 Aa + 0,69375 aa = 1 Ví dụ 2 : Quần thể tự thụ có thành phần kiểu gen ở thế hệ P là 0,4BB + 0,2 Bb + 0,4bb = 1. Cần bao nhiêu thế hệ tự thụ phấn để có được tỷ lệ đồng hợp trội chiếm 0,475 ? Cách giải: Tỷ lệ thể đồng hợp trội BB trong quần thể Fn là n 1 1 y −   .y 0,2 −   .0,2 BB = x + = = 0,475 2  2 0,4 + 2 2 n  n=2 Vậy sau 2 thế hệ BB = 0,475. 2. Bài tập quần thể ngẫu phối Dạng 1: Bài tập về trạng thái cân bằng của quần thể ngẫu phối: TH1: Xét TH một gen có 2 alen A với tần số p và a với tần số q; (p+q = 1) * Từ cấu trúc di truyền quần thể chứng minh quần thể đã đạt trạng thái cân bằng hay không, qua bao nhiêu thế hệ quần thể đạt trạng thái cân bằng. * Cách giải 1: - Gọi p là tần số tương đối của alen A - Gọi q là tần số tương đối của alen a p+q = 1 Cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng: p2 AA + 2pqAa + q2 aa Như vậy trạng thái cân bằng của quần thể phản ánh mối tương quan sau: p2 q2 = (2pq/2)2 7 Xác định hệ số p2, q2, 2pq Thế vào p2 q2 = (2pq/2)2 quần thể cân bằng. Thế vào p2 q2 # (2pq/2)2 quần thể không cân bằng. * Cách giải 2: - Từ cấu trúc di truyền quần thể tìm tần số tương đối của các alen. Có tần số tương đối của các alen thế vào công thức định luật. - Nếu quần thể ban đầu đã cho nghiệm đúng công thức định luật (tức trùng công thức định luật) suy ra quần thể cân bằng - Nếu quần thể ban đầu đã cho không nghiệm đúng công thức định luật (tức không trùng công thức định luật) suy ra quần thể không cân bằng Ví dụ 1: Các quần thể sau quần thể nào đã đạt trạng thái cân bằng QT1: 0,36AA; 0,48Aa; 0,16aa QT2: 0,7AA; 0,2Aa; 0,1aa Cách giải 1: QT1: 0.36AA; 0.48Aa; 0.16aa - Gọi p là tần số tương đối của alen A - Gọi q là tần số tương đối của alen a Quần thể đạt trạng thái cân bằng khi thoả mãn p2AA + 2pqAa + q2 aa = 1 và khi đó có được p2 q2 = (2pq/2)2 . Ở quần thể 1 có p2 = 0.36 , q2 = 0.16, 2pq = 0.48 0.36 x 0.16 = (0.48/2)2 vậy quần thể ban đầu đã cho là cân bằng. Cách giải 2: QT2: 0,7AA; 0,2Aa; 0,1aa - Gọi p là tần số tương đối của alen A - Gọi q là tần số tương đối của alen a p = 0,7 + 0,1 q = 0.1 +0.1 Quần thể đạt trạng thái cân bằng khi thoả mãn p2AA + 2pqAa + q2 aa 8 Tức 0,82 AA + 2.0,8.0,2Aa + 0,22 aa = 0,7AA + 0,2Aa + 0,1aa vậy quần thể không cân bằng. * Từ số lượng kiểu hình đã cho đã cho xác định cấu trúc di truyền của quần thể (chỉ cho tổng số cá thể và số cá thể mang kiểu hình lặn hoặc trội). Cách giải: - Nếu tỷ lệ kiểu hình trội=> kiểu hình lặn = 100% - Trội. - Tỷ lệ kiểu gen đồng lặn = Số cá thể do kiểu gen lặn quy định/ Tổng số cá thể của quần thể. + Từ tỷ lệ kiểu gen đồng lặn => Tần số tương đối của alen lặn tức tần số của q => Tần số tương đối của alen trội tức tần số p. + Áp dụng công thức định luật p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1 => cấu trúc di truyền quần thể. Ví dụ 1: Quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân bằng với 2 loại kiểu hình là hoa đỏ(do B trội hoàn toàn quy định) và hoa trắng(do b quy định). Tỷ lệ hoa đỏ 84%. Xác định cấu trúc di truền của quần thể? Cách giải: - Gọi p tần số tương đối của alen B - q tần số tương đối alen b - %hoa trắng bb = 100%- 84%= 16%=q2 => q = 0,4 => p = 0,6 - Áp dụng công thức định luật p2 BB + 2pq Bb + q2 bb = 1 - => cấu trúc di truyền quần thể :0.62 BB + 2.0,6.0,4 Bb + 0,42 bb = 0,36BB + 0,48Bb + 0,16bb = 1 TH2: Xét TH một gen có 3 alen với tần số p; q; r ; (p+q + r = 1) Xét quần thể Người: ( gen quy định nhóm máu có 3 alen quy định ở người có 4 nhóm máu: A, B, AB, O ) Gọi : p(IA); q(IB), r(Io) lần lượt là tần số tương đối các alen IA, IB, IO. Ta có : p + q + r = 1 Cấu trúc di truyền của quần thể cân bằng theo định luật Hacđi -vanbec là : (p+ q + r) 2 = 1. Khai triển ra ta có biểu thức p2 IA IA + q2 IB IB + r2 IO IO + 2pq IA IB + 2pr IA IO + 2qr IB IO 9 Nhóm máu A B IA IA + I A IO Kiểu gen Tần số kiểu gen p2 + 2 pr AB O IB IB + IB IO IA IB IO IO q2 + 2 qr 2pq r2 Ví dụ 1: Giả thiết trong một quần thể người, tần số của các nhóm máu là: Nhóm A = 0,45 Nhóm B = 0,21 Nhóm AB = 0,3 Nhóm O = 0,04 Xác định tần số tương đối của các alen qui định nhóm máu và cấu trúc di truyền của quần thể? Cách giải: - Gọi p là tần số tương đối của alen IA. - Gọi q là tần số tương đối của alen IB - Gọi r là tần số tương đối của alen IO Nhóm máu Kiểu gen Kiểu hình A IAIA +IAIO p2 + 2pr 0,45 Từ bảng trên ta có: B IBIB + IBIO q2 + 2qr 0,21 AB IAIB 2pq 0,3 O IOIO r2 0,04 p2 + 2pr + r2 = 0,45 + 0,04 => (p + r)2 = 0,49 => p + r = 0,7 r2 = 0,04 => r = 0,2 Vậy p = 0,7 - 0,2 = 0,5 => q = 0,3 Cấu trúc di truyền của quần thể được xác định là: (0,5 IA + 0,3 IB + 0,2IO) (0,5 IA + 0,3 IB + 0,2IO) = 0,25IAIA + 0,09IBIB + 0,04 IOIO + 0,3IAIB + 0,2IAIO + 0,12IBIO TH3: Sự cân bằng của quần thể khi có 2 hay nhiều gen phân li độc lập - Xét gen I có 2 alen là alen A với tần số p; alen a với tần số q ; ( p+q = 1) - Xét gen II có 2 alen là alen B với tần số r; alen b với tần số s ; ( r+s = 1) -> Khi CBDT quần thể có dạng: (pA + qa ) 2(rB + sb )2 = 1. 10 Ví dụ 1: Một QT của 1 loài thực vật có TL các KG trong QT như sau: P: 0,35 AABb + 0,25 Aabb + 0,15 AaBB + 0,25 aaBb =1 Xác định CTDT của QT sau 5 thế hệ giao phấn ngẫu nhiên Cách giải - Tách riêng từng cặp tính trạng, ta có: P : 0,35AA + 0,40Aa + 0,25aa = 1 và 0,15BB + 0,60Bb + 0,25bb = 1 -> Tần số các alen là: A = 0,55 ; a = 0,45; B = 0,45 ; b = 0,55. →TSKG ở F1 ,F2 ,…F5 không đổi và bằng: 0,3025AA + 0,4950Aa + 0,2025aa = 1 0,2025BB + 0,4950Bb + 0,3025bb = 1 - Vậy TSKG chung: (0,3025AA + 0,4950Aa + 0,2025aa)(0,2025BB + 0,4950Bb + 0,3025bb) = 1 Vậy tần số các kiểu gen là: AABB = 0,3025 x 0,2025 Các kiểu gen khác tính tương tự. Ví dụ 2: Cho CTDT của 1 QT như sau: 0,2AABb : 0,2 AaBb : 0,3aaBB : 0,3aabb. Nếu QT trên giao phối tự do thì TL cơ thể mang 2 cặp gen ĐH lặn sau 1 thế hệ là bao nhiêu? Cách giải: Tách riêng từng cặp gen ta có: - 0,2AA + 0,2Aa + 0,6aa→A = 0,3 ; a = 0,7→aa = 49% - 0,3BB + 0,4Bb + 0,3bb→B = 0,5 ; b = 0,5→bb = 25% → TL cơ thể mang 2 cặp gen ĐH lặn sau 1 thế hệ aabb = 49/100.25/100 = 12,25% TH4: Gen trên NST giới tính Đối với 1 locus trên NST giới tính X có 2 alen sẽ có 5 kiểu gen: X A X A , X A X a , X a X a , X AY , X aY Các cá thể cái có 2 alen trên NST X vì vậy khi xét trong phạm vi giới cái thì tần số các kiểu gen X A X A , X A X a , X a X a được tính giống trường hợp các alen trên NST thường, có nghĩa là tần số các kiểu gen ở trạng thía cân bằng Hacdi – Vanbec là: p2 X A X A + 2pq X A X a + q2 X a X a = 1. 11 Các cá thể đực chỉ có 1 alen trên X nên tần số các kiểu gen ở giới đực p X AY + q X aY =1. (Khi xét chỉ trong phạm vi giới đực). Vì tỉ lệ đực : cái là 1: 1 nên tỉ lệ các kiểu gen trên mỗi giới tính phải giảm đi một nửa khi xết trong phạm vi toàn bộ quần thể, vì vậy ở trạng thái cân bằng quần thể Hacdi – Vanbec, công thức tính kiểu gen liên quan đến locus gen trên NST trên NST X ( vùng không tương đồng) gồm 2 alen là: 0.5p2 X A X A + pq X A X a + 0.5q2 X a X a + 0.5p X AY + 0.5q X aY = 1. Ví dụ 1: Ở mèo gen A nằm trên vùng không tương đồng của nhiễm sắc thể X quy định màu lông đen, gen lặn a quy định màu lông vàng hung, khi trong KG có cả A và a sẽ biểu hiện màu lông tam thể. Trong một QT mèo có 10% mèo đực lông đen và 40% mèo đực lông vàng hung, số còn lại là mèo cái. TL mèo có màu tam thể theo định luật Hácdi-Van béc là bao nhiêu? Cách giải: Từ giả thiết ta có : 0,5p = 10% → p XA = 0,2; 0,5q = 40 % → q Xa = 0,8 CTDT theo định luật Hacđi – vanbec là: 0.5p2 X A X A + pq X A X a + 0.5q2 X a X a + 0.5p X AY + 0.5q X aY = 1 = 0,02XAXA + 0,16XAXa + 0,32XaXa + 0,1XAY +0,4XaY Vậy tỉ lệ mèo có màu tam thể theo định luật Hácdi-Van béc là : 16% Dạng 2: Bài tập xác định số kiểu gen tối đa trong quần thể: TH1: Các gen nằm trên NST thường, phân li độc lập: Cách giải: Trong trường hợp các gen nằm trên NST thường, phân li độc lập. Nếu gọi r là số alen của một locut gen nào đó thì ta có: - Số kiểu gen tối đa trong quần thể: r + C2r hay r(r+1)/2 - Với trường hợp có nhiều gen, các gen phân li độc lập thì số kiểu gen tối đa về tất cả các locut gen đó là: tích số kiểu gen của từng locut gen riêng rẽ. Ví dụ 1: Ở người gen qui định màu mắt có 2 alen ( A, a ), gen qui định dạng tóc có 2 alen (B, b) gen qui định nhóm máu có 3 alen ( I A. IB, IO ). Cho biết các gen nằm trên nhiễm sắc thể thường khác nhau. Số kiểu gen khác nhau có thể tạo ra từ 3 gen nói trên ở quần thể người là 12 A.54 B.24 C.10 D.64 Cách giải: Số kiểu gen được tạo ra từ gen quy định màu mắt là: 2 (2+1)/2 = 3 KG Số kiểu gen được tạo ra từ gen quy định màu tóc là: 2 (2+1)/2 = 3 KG Số kiểu gen được tạo ra từ gen quy định nhóm máu là: 3 (3+1)/2 = 6 KG Số kiểu gen khác nhau có thể tạo ra từ 3 gen nói trên ở quần thể người là 3 x 3 x 6 = 54 KG  đáp án A TH2: Các gen nằm trên NST thường, liên kết gen( nhiều gen cùng nằm trên 1 NST): Cách giải: - Với dạng này, ta coi nhiều gen cùng nằm trên 1 NST là một gen lớn, số alen của gen mới bằng tích số alen của các gen riêng rẽ, khi đó số kiểu gen tối đa trong quần thể lại quay về TH1 - Tổng quát: gen I có n alen; gen II có m alen cùng nằm trên 1 cặp NST. Coi như một gen mới có số alen là r = n.m. Ví dụ: (Câu 10 – Đề thi HSG lớp 12 năm học 2012- 2013 tỉnh Vĩnh Phúc) Trong một quần thể giao phối, xét 3 gen: gen I có 2 alen; gen II có 3 alen, hai gen này nằm trên 1 cặp nhiễm sắc thể thường; gen III có 4 alen nằm trên một cặp nhiễm sắc thường khác. Xác định số kiểu gen tối đa trong quần thể ? Cách giải - Gen I(2 alen), gen II( 3 alen) nằm trên một cặp NST thì số kiểu gen là: 2.3(2.3+1)/2 = 21 - Gen III(4 alen) nằm trên một cặp NST thường thì số kiểu gen là: 4(4+1)/2 = 10 kiểu gen - Số kiểu gen tối đa trong quần thể với 3 gen trên là: 21 x 10 = 210 kiểu gen TH3: Các gen nằm trên NST giới tính X không có alen trên Y. 13 Xét một gen có r alen nằm trên NST X không có alen tương ứng trên Y ta có số KG: - Trên giới XX = r( r + 1)/2 (Vì cặp NST tương đồng nên giống như trên NST thường) - Trên giới XY = r ( vì alen chỉ có trên X,không có trên Y) ->Vậy tổng số KG tối đa trong QT = r( r + 1)/2 + r ( Lưu ý trong TH có nhiều gen cùng nằm trên NST X thì quay lại áp dụng TH2 rồi mới áp dụng TH3) Ví dụ 1 (ĐH 2009) ở người, gen A quy định mắt nhìn màu bình thường, alen a quy định bệnh mù màu đỏ và lục; gen B quy định máu đông bình thường, alen b quy định bệnh máu khó đông. Các gen này nằm trên NST giới tính X, không có alen tương ứng trên Y. Gen D quy định thuận tay phải, alen d quy định thuận tay trái nằm trên NST thường. Số kiểu gen tối đa về 3 lô cút trên trong quần thể người là A. 27. B. 36. C. 39. D. 42. Cách giải: Số kiểu gen tối đa được tạo ra từ locus I và locus II cùng nằm trên NST giới tính X là: 2.2(2.2 + 1)/2 + 2.2 = 14 KG Số kiểu gen được tạo ra từ locus III là : 2 (2+1)/2 = 3 KG Vậy số kiểu gen tối đa về 3 locus trên trong quần thể người là: 14 x 3 = 42 KG  Đáp án D TH4: Các gen nằm trên NST giới tính Y không có alen trên X. -Nếu chỉ có gen nằm trên nhiễm sắc thể Y không có alen tương ứng nằm trên X -Số kiểu gen tối đa trong quần thể đối với 1 gen = r ( với r là số alen) Ví dụ 1: Gen I có 2 alen A và a nằm trên NST Y thì số kiểu gen tối đa là: 2 ( X AY và Xa Y) Ví dụ 2: Gen I có 3 alen, gen II có 4 alen , gen III có 5 alen. Biết gen I và II nằm trên NST giới tính X không có alen trên Y và gen III nằm trên Y không có alen trên X. Số KG tối đa trong QT A. 154 B. 184 C. 138 D. 214 14 Cách giải: Số KG trên XX= 3.4(3.4+1) = 78 Số KG trên XY = 3.4.5 = 60 Tổng số KG tối đa trong quần thể là = 78+60= 138  Đáp án C TH5 : Các gen nằm trên vùng tương đồng của NST giới tính X và Y Xét một gen có r alen nằm trên vùng tương đồng của NST X và Y thì số kiểu gen tối đa trong quần thể là: - Trong giới XX: số kiểu gen r( r+1)/2 - Trong giới XY: số kiểu gen là r2 -> Vậy tổng số kiểu gen trong QT là: r( r+1)/2 + r2. Ví dụ 1: (ĐH 2012). Trong quần thể của một loài động vật lưỡng bội, xét một lôcut có ba alen nằm trên vùng tương đồng của nhiễm sắc thể giới tính X và Y. Biết rằng không xảy ra đột biến, theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa về lôcut trên trong quần thể là A. 15. B. 6. C. 9. D. 12. Cách giải - Ở giới XX sẽ có kiểu gen tối đa : 3(3+1)/2 = 6 - Ở giới XY số kiểu gen là: 9 Vậy tổng có 9 + 6 = 15 kiểu gen → đáp án A III. Hệ thống các bài tập trắc nghiệm tự giải. Câu 1. Quần thể có 0,36AA; 0,48Aa; 0,16aa. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể trên qua 3 thế hệ tự phối. A.0,57AA : 0,06Aa : 0,37aa B.0,7AA : 0,2Aa ; 0,1aa C.0,36AA : 0,24Aa : 0,40aa D.0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa 15 Câu 2. Một quần thể thực vật ở thế hệ xuất phát đều có kiểu gen Aa. Tính theo lí thuyết tỉ lệ kiểu gen AA trong quần thể sau 5 thế hệ tự thụ phấn bắt buộc là: A. 46,8750 % B. 48,4375 % C. 43,7500 % D. 37,5000 % Câu 3. Một QT xuất phát có tỉ lệ của thể dị hợp Bb bằng 60%. Sau một số thế hệ tự phối liên tiếp, TL của thể dị hợp còn lại bằng 3,75%. Số thế hệ tự phối đã xảy ra ở QT tính đến thời điểm nói trên là bao nhiêu? A. n = 1 B. n = 2 C. n = 3 D. n = 4 Câu 4. Một quần thể Thực vật tự thụ phấn có tỉ lệ kiểu gen ở thế hệ xuất phát: 0,45AA : 0,30Aa : 0,25aa. Cho biết cá thể có kiểu gen aa không có khả năng sinh sản. Tính theo lí thuyết tỉ lệ kiểu gen thu được ở F1 là: A. 0,525AA : 0,150Aa : 0,325aa B. 0,7AA : 0,2Aa ; 0,1aa C. 0,36AA : 0,24Aa : 0,40aa D.0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa Câu 5. Quần thể nào sau đây ở trạng thái cân bằng di truyền? A. QT I : 0,32 AA : 0,64 Aa : 0,04 aa. B. QT II: 0,04 AA : 0,64 Aa : 0,32 aa. C. QT III: 0,64 AA : 0,04 Aa : 0,32 aa. D. QT IV: 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa. Câu 6. Một quần thể bao gồm 120 cá thể có kiểu gen AA, 400 cá thể có kiểu gen Aa, 680 cá thể có kiểu gen aa. Tần số alen A và a trong quần thể trên lần lượt là : A. 0,265 và 0,735 B. 0,27 và 0,73 C. 0,25 và 0,75 D. 0,3 và 0,7 Câu 7. Một quần thể động vật, xét 1 gen có 3 alen nằm trên NST thường và 1 gen có 2 alen nằm trên NST giới tính không có alen tương ứng trên Y. Quần thể này có số loại kiểu gen tối đa về 2 gen trên là: A. 30 B. 60 C. 18 D. 32 Câu 8. (ĐH 2010) ở một quần thể ngẫu phối, xét 2 gen: gen thứ nhất có 3 alen, nằm trên đoạn không tương đồng của NST giới tính X; gen thứ 2 có 5 alen, nằm trên NST thường. Trong trường hợp không xảy ra đột biến, số loại kiểu gen tối đa về cả hai gen trên có thể được tạo ra trong quần thể này là 16 A. 45. B. 90. C. 15. D. 135. Câu 9. (ĐH 2009) ở một loài thực vật, gen A quy định hạt có khả năng nảy mầm trên đất bị nhiễm mặn, alen a quy định hạt không có khả năng này. Từ một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền thu được tổng số 10000 hạt. Đem giao các hạt này trên một vùng đất bị nhiễm mặn thì thấy có 6400 nảy mầm. Trong số các hạt nảy mầm, tỉ lệ hạt có kiểu gen đồng hợp tính theo lí thuyết là A. 36%. B. 25%. C. 16%. D. 48%. Câu 10. Ở một loài thực vật lưỡng bội, xét hai cặp gen Aa và Bb nằm trên hai cặp nhiễm sắc thể thường khác nhau. Nếu một QT của loài này đang ở trạng thái CBDT về cả hai cặp gen trên, trong đó TS của alen A là 0,2; TS của alen B là 0,4 thì TL KG AABb là A. 1,92% B. 3,25% C. 0,96% D. 0,04% Câu 11 . Một QT giao phối ở trạng thái CBDT, xét một gen có hai alen (Avà a), người ta thấy số cá thể ĐH trội nhiều gấp 9 lần số cá thể ĐH lặn. TLphần trăm số c á thể dị hợp trong QT này là A. 18,75%. B. 56,25%. C. 37,5%. D. 3,75%. Câu 12. Ở một loài, xét gen A có 3 alen, gen B có 4 alen. Gen A, B cùng nằm trên NST thường số 1. Gen D có 5 alen nằm trên nhiễm sắc thể X không có alen tương ứng trên nhiễm sắc thể Y. Số loại kiểu gen tối đa có thể có trong quần thể là A. 1560. B. 780. C. 1320. D. 78. Câu 13. Ở một loài động vật, có gen I gồm 2 alen, gen II gồm 3 alen cùng nằm trên một cặp nhiễm sắc thể thường. Gen III gồm 4 alen nằm trên vùng tương đồng của nhiễm sắc thể giới tính X và Y. Quá trình ngẫu phối có thể tạo ra trong quần thể của loài này tối đa bao nhiêu loại kiểu gen về 3 gen trên? A. 210 B. 294 C. 390 D. 546 Câu 14. (CĐ 2011): Ở một loài thực vật lưỡng bội, xét hai cặp gen Aa và Bb nằm trên hai cặp nhiễm sắc thể thường khác nhau. Nếu một quần thể của loài này đang ở trạng thái cân bằng di truyền về cả hai cặp gen trên, trong đó tần số của alen A là 0,2; tần số của alen B là 0,4 thì tỉ lệ kiểu gen AABb là A. 0,96%. B. 3,25%. C. 0,04%. D. 1,92%. D. KẾT LUẬN Trong quá trình giảng dạy ở năm học vừa qua và năm học này, đặc biệt là khi học sinh được phân dạng các dạng bài tập và cách giải nhanh bài trắc nghiệm. 17 Kiến thức của học sinh ngày càng được củng cố và khắc sâu, học sinh làm bài tập trắc nghiệm nhanh hơn để có được kết quả trả lời câu hỏi và tránh được việc bỏ sót các trường hợp khác nhau. Chuyên đề này tuy đã hệ thống một số dạng bài tập cơ bản di truyền học quần thể nhưng chưa phải là đầy đủ, còn một số dạng bài tập tương đối phức tạp nữa nhưng chưa phù hợp với nhận thức của học sinh. Chuyên đề vẫn không thể tránh được những thiếu sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp để giúp tôi hoàn thiện chuyên đề trên cho những năm học tiếp theo. Tôi xin chân thành cảm ơn! Người viết chuyên đề Nguyễn Hải Yến 18 [...]... của học sinh ngày càng được củng cố và khắc sâu, học sinh làm bài tập trắc nghiệm nhanh hơn để có được kết quả trả lời câu hỏi và tránh được việc bỏ sót các trường hợp khác nhau Chuyên đề này tuy đã hệ thống một số dạng bài tập cơ bản di truyền học quần thể nhưng chưa phải là đầy đủ, còn một số dạng bài tập tương đối phức tạp nữa nhưng chưa phù hợp với nhận thức của học sinh Chuyên đề vẫn không thể. .. cặp nhiễm sắc thể thường khác nhau Nếu một quần thể của loài này đang ở trạng thái cân bằng di truyền về cả hai cặp gen trên, trong đó tần số của alen A là 0,2; tần số của alen B là 0,4 thì tỉ lệ kiểu gen AABb là A 0,96% B 3,25% C 0,04% D 1,92% D KẾT LUẬN Trong quá trình giảng dạy ở năm học vừa qua và năm học này, đặc biệt là khi học sinh được phân dạng các dạng bài tập và cách giải nhanh bài trắc nghiệm... một gen có hai alen (Avà a), người ta thấy số cá thể ĐH trội nhiều gấp 9 lần số cá thể ĐH lặn TLphần trăm số c á thể dị hợp trong QT này là A 18,75% B 56,25% C 37,5% D 3,75% Câu 12 Ở một loài, xét gen A có 3 alen, gen B có 4 alen Gen A, B cùng nằm trên NST thường số 1 Gen D có 5 alen nằm trên nhiễm sắc thể X không có alen tương ứng trên nhiễm sắc thể Y Số loại kiểu gen tối đa có thể có trong quần thể. .. thể theo định luật Hácdi-Van béc là : 16% Dạng 2: Bài tập xác định số kiểu gen tối đa trong quần thể: TH1: Các gen nằm trên NST thường, phân li độc lập: Cách giải: Trong trường hợp các gen nằm trên NST thường, phân li độc lập Nếu gọi r là số alen của một locut gen nào đó thì ta có: - Số kiểu gen tối đa trong quần thể: r + C2r hay r(r+1)/2 - Với trường hợp có nhiều gen, các gen phân li độc lập thì số. .. D.0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa Câu 5 Quần thể nào sau đây ở trạng thái cân bằng di truyền? A QT I : 0,32 AA : 0,64 Aa : 0,04 aa B QT II: 0,04 AA : 0,64 Aa : 0,32 aa C QT III: 0,64 AA : 0,04 Aa : 0,32 aa D QT IV: 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa Câu 6 Một quần thể bao gồm 120 cá thể có kiểu gen AA, 400 cá thể có kiểu gen Aa, 680 cá thể có kiểu gen aa Tần số alen A và a trong quần thể trên lần lượt là : A 0,265... gen này nằm trên 1 cặp nhiễm sắc thể thường; gen III có 4 alen nằm trên một cặp nhiễm sắc thường khác Xác định số kiểu gen tối đa trong quần thể ? Cách giải - Gen I(2 alen), gen II( 3 alen) nằm trên một cặp NST thì số kiểu gen là: 2.3(2.3+1)/2 = 21 - Gen III(4 alen) nằm trên một cặp NST thường thì số kiểu gen là: 4(4+1)/2 = 10 kiểu gen - Số kiểu gen tối đa trong quần thể với 3 gen trên là: 21 x 10 =... 214 14 Cách giải: Số KG trên XX= 3.4(3.4+1) = 78 Số KG trên XY = 3.4.5 = 60 Tổng số KG tối đa trong quần thể là = 78+60= 138  Đáp án C TH5 : Các gen nằm trên vùng tương đồng của NST giới tính X và Y Xét một gen có r alen nằm trên vùng tương đồng của NST X và Y thì số kiểu gen tối đa trong quần thể là: - Trong giới XX: số kiểu gen r( r+1)/2 - Trong giới XY: số kiểu gen là r2 -> Vậy tổng số kiểu gen... A III Hệ thống các bài tập trắc nghiệm tự giải Câu 1 Quần thể có 0,36AA; 0,48Aa; 0,16aa Xác định cấu trúc di truyền của quần thể trên qua 3 thế hệ tự phối A.0,57AA : 0,06Aa : 0,37aa B.0,7AA : 0,2Aa ; 0,1aa C.0,36AA : 0,24Aa : 0,40aa D.0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa 15 Câu 2 Một quần thể thực vật ở thế hệ xuất phát đều có kiểu gen Aa Tính theo lí thuyết tỉ lệ kiểu gen AA trong quần thể sau 5 thế hệ tự thụ... không xảy ra đột biến, số loại kiểu gen tối đa về cả hai gen trên có thể được tạo ra trong quần thể này là 16 A 45 B 90 C 15 D 135 Câu 9 (ĐH 2009) ở một loài thực vật, gen A quy định hạt có khả năng nảy mầm trên đất bị nhiễm mặn, alen a quy định hạt không có khả năng này Từ một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền thu được tổng số 10000 hạt Đem giao các hạt này trên một vùng đất bị nhiễm mặn... nhiều gen cùng nằm trên 1 NST là một gen lớn, số alen của gen mới bằng tích số alen của các gen riêng rẽ, khi đó số kiểu gen tối đa trong quần thể lại quay về TH1 - Tổng quát: gen I có n alen; gen II có m alen cùng nằm trên 1 cặp NST Coi như một gen mới có số alen là r = n.m Ví dụ: (Câu 10 – Đề thi HSG lớp 12 năm học 2012- 2013 tỉnh Vĩnh Phúc) Trong một quần thể giao phối, xét 3 gen: gen I có 2 alen; ... 0,475 Bài tập quần thể ngẫu phối Dạng 1: Bài tập trạng thái cân quần thể ngẫu phối: TH1: Xét TH gen có alen A với tần số p a với tần số q; (p+q = 1) * Từ cấu trúc di truyền quần thể chứng minh quần. .. ta tính tần số alen lặn, alen trội thành phần kiểu gen quần thể ngược lại II Các dạng tập di truyền quần thể Bài tập quần thể tự phối Dạng 1: Cho thành phần kiểu gen hệ P (thế hệ xuất phát) 100%... => Cấu trúc di truyền quần thể 0,5 AA : 0,2 Aa : 0,3 aa Ví dụ 2: Một quần thể có cấu trúc di truyền 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa Tính tần số alen A, a quần thể Cách giải: Ta có: Tần số alen A =