SKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

SKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂSKKN MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

1 SỞ GIÁO DỤC – ĐÀO TẠO SÓC TRĂNG TRƯỜNG THPT TRẦN VĂN BẢY  SNG KIN KINH NGHIM đề tài: " MỘT SỐ KINH NGHIỆM TRONG VIỆC HỆ THỐNG HÓA CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ" Giáo Viên: Trịnh Hồng Nam Sóc Trăng, Tháng 04 năm 2015 NĂM HỌC: 2014 – 2015 MỤC LỤC Nội Dung Trang Phần I Đặt vấn đề Lí chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu 5 Phương pháp nghiên cứu 6 Tính đề tài Phần II Giải vấn đề A Cơ sở phương pháp giải số dạng tập phần di truyền học quần thể B Các dạng thường gặp Dạng 1: Cách tính tần số len, tần số kiểu gen xác định cấu trúc di truyền loại quần thể I Xét gen gồm alen NST thường Cách xác định tần số alen, tần số kiểu gen cấu trúc di truyền quần thể Cấu trúc di truyền loại quần thể 2.1 Cấu trúc di truyền quần thể tự phối (nội phối) 2.2 Cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối 12 II Xét gen đa alen nằm NST thường 16 III Tìm số kiểu gen tối đa quần thể 19 IV Tìm số cá thể quần thể 19 V Bài toán xác suất di truyền học quần thể 26 VI Xét gen NST giới tính 29 Xét gen NST giới tính X (Khơng có alen tương ứng Y) 29 Xét gen NST giới tính Y (Khơng có alen tương ứng X) 29 Xét gen nằm vùng tương đồng NST X Y 30 Dạng 2: Sự cân di truyền quần thể có khác tần 31 số alen phần đực Dạng 3: Sự thay đổi tần số alen quần thể áp lực 33 trình CLTN Sự thay đổi tần số alen quần thể áp lực trình đột biến 25 Sự thay đổi tần số alen quần thể có di nhập gen 34 Sự thay đổi tần số alen quần thể áp lực trình CLTN 35 C kiểm chứng - so sánh 37 Phần III Kết luận 38 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Sinh học vốn mơn khoa học có tính ứng dụng hầu hết lĩnh vực đời sống xã hội, sản xuất Trường THPT Trần Văn Bảy huyện vùng sâu Tỉnh Sóc Trăng có nhiều học sinh thuộc dân tộc thiểu số Tuy có bề dày thành tích đặc biệt mơn sinh học, bên cạnh học sinh giỏi nhiều học sinh yếu Năm học 2014 – 2015 năm áp dụng cách thi sáp nhập hai kì thi thành (tốt nghiệp + đại học) theo tư tưởng học sinh, học yếu đậu tốt nghiệp nên việc học học sinh lơ chưa học tập Hiện song song vi vic giảng dạy lý thuyết việc rèn cho học sinh kĩ giải tập nhiệm vụ vô quan trọng Làm để học sinh có kỹ giải tập sinh học vấn đề khó khăn công tác giảng dạy Khó khăn lớn môn sinh học bi ch trung lp 12 tiÕt tập , tiết ơn tập (1 đến tiết học kì) lượng kiến thức lí thuyết tiết học lại nặng ch cú 1.5 tit trờn tun mà kì thi kiến thức nặng, làm để em trung bình, yếu lấy điểm củng trăn trở thầy cô dạy 12 Đa số học sinh vùng sâu nờn rt yu, học sinh khả phân tích tổng hợp kiến thức, việc giải tập nhiều lúng túng, đặc biệt việc giải tập liên quan đến di truyn hc qun thể Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải tập lại có ý nghĩa quan trọng Mỗi tập có nhiều phương pháp giải khác có dạng tập có phương pháp giải đặc trưng Nếu biết lựa chọn phương pháp hợp lý nắm vững dạng tập thường gặp, giúp học sinh nắm vững chất tượng, chế sinh học Qua trình giảng dạy đại trà, qua dạy bỗi dưỡng học sinh ôn thi Đại học, bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm việc tham khảo nhiều tài liệu, tơi tích luỹ số dạng tập số phương pháp giải tập sinh học Việc hệ thống hóa tập di truyền học quần thể sở đưa công thức giải tập cách ngắn gọn dễ hiểu, chuẩn bị tốt cho kỳ thi TNTHQG Trong trường hợp này, việc nắm dạng tập cơng thức tổng qt học sinh có phương pháp giải hợp lí, tiết kiệm nhiều thời gian Một số tác giả khác đề cập đến cách làm số tài liệu tham khảo Tuy nhiên, dừng lại việc giải số tập đơn lẻ mà chưa có tính khái qt, chưa có tính đa dạng dạng tập chưa có tính hệ thống Chính vậy, tơi viết đề tài nhằm hệ thống hóa lại tập di truyền học quần thể vận dụng công thức để giải số dạng tập sinh học phần di truyền học quần thể Thơng qua tơi muốn giới thiệu với thầy cô giáo học sinh số phương pháp giải tập sinh học có hiệu Vận dụng phương pháp dạng tập giúp cho trình giảng dạy học tập phần di truyền học quần thể thuận lợi nhiều Trong tổ chức giảng dạy số lớp, đánh giá việc vận dụng, áp dụng phương pháp công thức này, so sánh kết làm với số lớp khác khơng giới thiệu hệ thống hóa tập di truyền học quần thể học tập Trên sở kết thu được, đánh giá ưu điểm khái quát thành phương pháp chung cho số dạng tập sinh học phần kiến thức Mục tiêu nghiên cứu Đề xuất việc ứng dụng đề tài “hệ thống hóa tập di truyền học quần thể” giải số tập sinh học bậc THPT - giúp nâng cao chất lượng hiệu trình dạy – học Nhiệm vụ nghiên cứu - Công thức di truyền học quần thể - Cơ sở sinh học - Một số dạng tập ứng dụng Đối tượng nghiên cứu - Đề tài áp dụng học sinh lớp 12 tập, ôn thi học sinh giỏi, đặc biệt ôn thi tốt nghiệp trung học quốc gia - Nghiên cứu số công thức di truyền hc qun th việc ứng dụng giải số tập sinh học phổ thông Phng phỏp nghiờn cứu - Sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phương pháp so sánh thực nghiệm – đối chứng, nghiên cứu tài liệu liên quan đến nội dung cũa chuyên đề bao gồm: sách giáo khoa, sách tham khảo, sách tập… - Rút kinh nghiệm q trình giảng dạy Đồng thời thơng qua việc trao đổi kinh nghiệm với đồng chí đồng nghiệp - Tìm hiểu tâm lí học sinh, phân loại học sinh Tính đề tài - Đưa số tập mức độ cao, cách giải ngắn gọn phù hợp với nhiều đối tượng học sinh PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ A CƠ SỞ CỦA "PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP PHẦN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ" Cơ sở phương pháp cách xác định tần số alen loại quần thể, áp dụng định luật Hacđi - Vanbec gen nhiễm sắc thể thường nhiễm sắc thể giới tính xét thay đổi tần số alen quần thể áp lực nhân tố tiến hoá B CÁC DẠNG THƯỜNG GẶP Dạng 1: Cách tính tần số len, tần số kiểu gen xác định cấu trúc di truyền loại quần thể I Xét gen gồm alen NST thường Cách xác định tần số alen, tần số kiểu gen cấu trúc di truyền quần thể Xét gen gồm alen, alen trội (A) alen lặn (a) Khi đó, QT có KG khác AA, Aa, aa Gọi N tổng số cá thể QT D số cá thể mang KG AA H số cá thể mang KG Aa R số cá thể mang KG aa Khi N = D + H + R d tần số KG AA  d = D/N Gọi h tần số KG Aa  h = H/N r tần số KG aa  r = R/N (d + h + r = 1)  Cấu trúc di truyền QT là: d AA : h Aa : r aa Gọi p tần số alen A q tần số alen a Ta có: p= 2D  H h =d+ ; 2N q= 2R  H h =r+ 2N Ví dụ 1: Xét quần thể gồm 1000 cá thể, có 500 cá thể có KG AA, 200 cá thể có KG Aa, số lại có kiểu gen aa a Tính tần số alen A a quần thể b Tính tần số KG quần thể, từ suy cấu trúc di truyền quần thể Hướng dẫn a Ta có Số cá thể có kiểu gen aa = 1000 – (500 + 200) = 300 Tổng số alen quần thể = 2x1000 = 2000 Tần số alen A = Tần số alen a = x500  200 = 0,6 x1000 x300  200 = 0,4 x1000 b Tần số kiểu gen - Tần số kiểu gen AA = 500 = 0,5 1000 - Tần số kiểu gen Aa = 200 = 0,2 1000 - Tần số kiểu gen aa = 300 = 0,3 1000 => Cấu trúc di truyền quần thể 0,5 AA : 0,2 Aa : 0,3 aa Ví dụ 2: Một quần thể sóc gồm 1050 sóc lơng nâu đồng hợp tử, 150 sóc lơng nâu dị hợp tử 300 sóc lơng trắng Biết tính trạng màu lơng gen gồm hai alen quy định Tính tần số kiểu gen tần số alen quần thể Hướng dẫn Ta có tổng số sóc quần thể = 1050 + 150 + 300 = 1500 Quy ước: A: lông nâu; a: lông trắng Tần số kiểu gen xác định sau 1050/1500 AA + 150/1500Aa + 300/1500 aa = Hay 0,7 AA + 0,1 Aa + 0,2 aa = Từ suy ra: Tần số kiểu gen AA, Aa aa 0,7, 0,1 0,2 Tần số alen A = 0,7 + 0,1/2 = 0,75 Tần số alen a = 0,2 + 0,1/2 = 0,25 Cấu trúc di truyền loại quần thể 2.1 Cấu trúc di truyền quần thể tự phối (nội phối) QT tự phối QT thực vật tự thụ phấn, QT động vật tự thụ tinh, QT động vật giao giao phối gần a Nếu quần thể khởi đầu có KG Aa (P0: 100% Aa) Số hệ Tỉ lệ thể dị hợp Tỉ lệ thể đồng hợp (AA+aa) Tỉ lệ thể đồng hợp tự phối Aa lại tạo AA aa 0 (1/2)1 - (1/2)1 [1 - (1/2)1] : 2 (1/2)2 - (1/2)2 [1 - (1/2)2] : (1/2)3 - (1/2)3 [1 - (1/2)3] : … … … … n (1/2)n - (1/2)n [1 - (1/2)n] : Suy ra: - Sau hệ tự phối, tỉ lệ thể dị hợp Aa giảm so với hệ trước - Khi n  ∞ tỉ lệ thể dị hợp Aa = lim [(1/2)n] = Tỉ lệ thể đồng hợp AA = aa = lim [1 - (1/2)n] : 2] = 1/2  Cấu trúc di truyền QT hệ xuất phát P0 : AA : Aa : aa Cấu trúc di truyền QT hệ n Pn:1/2 AA : Aa : 1/2 aa hay 0,5 AA : 0Aa : 0,5aa b Nếu quần thể tự phối khởi đầu có cấu trúc di truyền P0: d AA : h Aa : r aa Số hệ (d + h + r = 1) Tỉ lệ KG QT tự phối Aa AA aa h d r (1/2)1 h d + [h - (1/2)1 h] : r + [h - (1/2)1 h] : 2 (1/2)2 h d + [h - (1/2)2 h] : r + [h - (1/2)2 h] : (1/2)3 h d + [h - (1/2)3 h] : r + [h - (1/2)3 h] : … … … … n (1/2)n h d + [h - (1/2)n h] : r + [h - (1/2)n h] : 10 Chú ý: - Quá trình tự phối làm cho QT phân thành dòng có kiểu gen khác - Cấu trúc di truyền QT tự phối biến đổi qua hệ theo hướng giảm dần tỉ lệ dị hợp, tăng dần tỉ lệ đồng hợp không làm thay đổi tần số alen Ví dụ: Cho QT: QT1: 100% Aa QT2: 0,7AA + 0,2 Aa + 0,1 aa = a Tính tần số alen A a QT b Xác định tỉ lệ thể dị hợp lại tỉ lệ thể đồng hợp tạo QT sau hệ tự phối Hướng dẫn a - QT1: Tần số alen A = a = 1/2 = 0,5 - QT2: Tần số alen A = 0,7 + 0,2/2 = 0,8 Tần số alen a = 0,1 + 0,2/2 = 0,2 b - QT1: Tỉ lệ thể dị hợp lại sau hệ tự phối 1/25 = 0,03125 Tỉ lệ thể đồng hợp tạo AA = aa = [1 - (1/2)5] : = 0,484375 - QT2: Tỉ lệ thể dị hợp lại sau hệ tự phối 0,2x1/25 = 0,00625 Tỉ lệ thể đồng hợp AA tạo = 0,7 + [0,2 - (1/2)5 0,2] : = 0,796875 Tỉ lệ thể đồng hợp aa tạo = 0,1 + [0,2 - (1/2)5 0,2] : = 0,196875 - Nếu tốn u cầu tính ngược nghĩa tìm hệ ban đầu Áp dụng công thức ho = hn/(1/2)n do= dn - [ (ho-hn):2] ro = rn - [(h0-hn):2] Ví dụ: Từ quần thể thực vật ban đầu (P), sau hệ tự thụ phấn thành phần kiểu gen quần thể 0,525AA : 0,050Aa : 0,425aa Cho quần thể không chịu tác động nhân tố tiến hóa khác, tính theo lí thuyết, thành phần kiểu gen (P) là: Hướng dẫn F3: 0,525AA : 0,050Aa : 0,425aa 28 Vậy, Xác suất để cặp vợ chồng sinh trai có nhóm máu O gái có nhóm máu A : C23 ( ¼ )2 ¼ = 3/ 43 = 3/64 * Bài tập ứng dụng nâng cao Bài 1: Một quần thể ruồi giấm trạng thái cân di truyền thành phần kiểu gen quy định màu thân, đó: alen A quy định thân xám, alen a quy định thân đen Trong quần thể tỉ lệ cá thể thân đen chiếm 36%, người ta chọn ngẫu nhiên 10 cặp có thân xám Tính xác suất để 10 cặp cá thể có kiểu gen dị hợp tử Nếu hệ ban đầu cho cá thể thân xám giao phối với nhau, đời thu % cá thể thân xám Hướng dẫn Tần số alen q(a) = q  0,36  0,6  P (A) = – 0,6 = 0,4 Tần số kiểu gen dị hợp (Aa) 2pq Aa = 0,6 0,4 = 0,48 Tỉ lệ kiểu gen dị hợp / tổng số cá thể thân xám là:  pq 0,48 0,48    0,16  0,48 0,64 p  pq  + Xác suất cặp đực thể dị hợp tử cặp gen Aa (3/4)2 + Xác suất để 10 cặp đực dị hợp tử (3/4)2.10 Thế hệ ban đầu là: 0,16 AA : 0,48Aa : 0,36aa Chỉ cho cá thể thân xám giao phối với => tỉ lệ kiểu gen quần thể tham gia sinh sản: 0,16/(0,16 + 0,48) AA : 0,48/(0,16 + 0,48) Aa =  0,25 AA : 0,75 Aa Tần số alen quần thể tham gia sinh sản: p(A) = 0,25 + 0,375 = 0,625; q(a) = 0,375 => thân xám hệ sau là: p2 + 2pq = 0,6252 + 2x0,375x0,625= 0,859375 = 85,9375% Bài 2: Một quần thể giao phối trạng thái cân Hacđi-Vanbec thành phần kiểu gen quy định kiểu cánh Trong tỉ lệ cá thể cánh xẻ chiếm 12,25% Biết tính trạng cánh gen quy định, kiểu cánh dài trội hoàn toàn so với kiểu cánh xẻ Chọn ngẫu nhiên cặp (1 đực cái) có cánh dài Xác suất để cặp cá thể có kiểu gen dị hợp tử là: Hướng dẫn 29 - Gọi A alen quy định tính trạng cánh dài, a alen quy định cánh xẻ - Kiểu gen cá thể cánh xẻ aa có tỉ lệ 12,25% = q2 → Tần số alen q(a) = q2 = 0,1225 = 0,35 → Tần số alen p(A) = – 0,35 = 0,65 Vì quần thể trạng thái cân Hacđi-Vanbec nên thành phần kiểu gen quần thể thỏa mãn p2AA + 2pq Aa + q2 aa = → Tỉ lệ số cá thể có kiểu gen dị hợp/Tổng số cá thể cánh dài là: pq 2.0,65.0,35 = 0,5185  ( p  pq) 0,65  2.0,65.0,35 Xác suất cặp đực thể dị hợp tử cặp gen Aa 0,51852 VI Xét gen NST giới tính Xét gen NST giới tính X (Khơng có alen tương ứng Y) Xét gen NST giới tính X gồm alen A a Quá trình ngẫu phối tạo kiểu gen sau: Giới cái: XAXA, XAXa, XaXa Giới đực: XAY, XaY Gọi N1 tổng số cá thể N2 tổng số cá thể đực D số lượng cá thể mang kiểu gen XAXA R số lượng cá thể mang kiểu gen XAXa H số lượng cá thể mang kiểu gen XaXa K số lượng cá thể mang kiểu gen XAY L số lượng cá thể mang kiểu gen XaY Gọi p tần số alen A, q tần số alen a (p + q = 1) Ta có: p= xD  R  K xN1  N q= xH  R  L xN1  N - Cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân 1/2(p2 XAXA : 2pq XAXa : q2 XaXa) : 1/2(p XAY : q XaY) Xét gen NST giới tính Y (Khơng có alen tương ứng X) - Xét gen NST giới tính Y gồm alen A a 30 Quá trình ngẫu phối tạo kiểu gen giới đực sau: XYA XYa Gọi N tổng số cá thể đực K số lượng cá thể đực mang kiểu gen XYA L số lượng cá thể đực mang kiểu gen XYa Gọi p tần số alen A, q tần số alen a (p + q = 1) Ta có: p= K N , q= L N - Cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân 1/2XX : 1/2 (p XYA : q XYa) Xét gen nằm vùng tương đồng NST X Y Xét gen gồm alen A a nằm vùng tương đồng X Y Gọi p, q tần số alen A a Khi cấu trúc di truyền quần thể xác định trường hợp gen nằm NST thường Ta có cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân di truyền p2 (XAXA + XAYA) : 2pq (XAXa+ XAYa+ XaYA) : q2 (XaXa+ XaYa) Ví dụ 1: Ở lồi mèo nhà, cặp alen D d quy định tính trạng màu lơng nằm NST giới tính X DD: lông đen; Dd: lông tam thể; dd: lông vàng Trong quần thể mèo thành phố Luân Đôn người ta ghi số liệu kiểu hình sau: Mèo đực: 311 lông đen, 42 lông vàng Mèo cái: 277 lông đen, 20 lông vàng, 54 lông tam thể Biết quần thể đạt cân di truyền a Hãy tính tần số alen D d b Viết cấu trúc di truyền quần thể Hướng dẫn a Áp dụng cơng thức trên, ta có Tần số alen D = x 277  54  311 = 0,871 x351  353 Tần số alen d = x 20  54  42 = 0,129 x351  353 b Cấu trúc di truyền quần thể 1/2(0,8712XDXD +2x0,871x0,129 XDXd +0,1292 XdXd)+1/2(0,871 XDY+0,129XdY) = Hay 0,3793205 XDXD + 0,112359 XDXd +0,0083205 XdXd+0,4355 XDY+0,0645 XdY =1 31 Ví dụ 2: Biết gen nằm NST giới tính trạng thái cân di truyền Biết tần số alen A/a = 0,7/0,3 Xác định cấu trúc di truyền quần thể Hướng dẫn - TH1: Gen nằm NST X khơng có alen tương ứng Y Cấu trúc di truyền quần thể 1/2(0,72 XAXA + 2x0,7x0,3 XAXa + 0,32 XaXa) + 1/2(0,7 XAY + 0,3 XaY) = Hay 0,245 XAXA + 0,21 XAXa + 0,045 XaXa + 0,35 XAY + 0,15 XaY = - TH2: Gen nằm NST Y khơng có alen tương ứng X Cấu trúc di truyền quần thể 1/2XX + 1/2 (0,7 XYA + 0,3 XYa) = Hay 0,5 XX + 0,35 XYA + 0,15 XYa = - TH3: Gen nằm vùng tương đồng X Y Cấu trúc di truyền quần thể 0,72 (XAXA + XAYA) + 2x0,7x0,3 (XAXa+ XAYa+ XaYA) + 0,32 (XaXa+ XaYa) = Hay 0,49 (XAXA + XAYA) + 0,42 (XAXa+ XAYa+ XaYA) + 0,09 (XaXa+ XaYa) = Dạng 2: Sự cân di truyền quần thể có khác tần số alen phần đực Xét gen với alen A a Giả sử, hệ xuất phát (Po) Tần số alen A phần đực quần thể p' Tần số alen a phần đực quần thể q' Tần số alen A phần quần thể p'' Tần số alen a phần quần thể q'' Khi cấu trúc DT quần thể hệ sau (P1) P1: (p'A + q'a) (p''A + q''a) = p'p''AA + (p'q'' + p''q') Aa + q'q'' aa = Lúc này, tần số alen A a quần thể P1 tính Tần số alen A = pN = p'p'' + (p'q'' + p''q')/2 Thay q = – p vào ta pN = p'p'' + [p'(1-p'') + p''(1-p')]/2 = (p'+p'')/2 Tương tự, ta tính Tần số alen a = qN = (q’+q’’)/2 32 Khi cấu trúc DT QT hệ (P2) p2N AA + pNqN Aa + q2N aa = Kết luận Nếu QT có tần số alen phần đực phần khác cân DT đạt sau hệ ngẫu phối - Ở hệ thứ diễn san tần số alen giới - Ở hệ thứ đạt cân di truyền - Tần số cân alen tổng tần số alen giao tử đực Ví dụ 1: Giả sử QT khởi đầu (Po) có: p' = 0,8; q' = 0,2; p'' = 0,4; q'' = 0,6 Khi P1 có cấu trúc DT P1: 0,32 AA + 0,56 Aa + 0,12 aa = (P1 chưa đạt cân DT) Từ công thức (hoặc từ P1) ta xác định được: pN = 0,6; qN = 0,4  P2: 0,36 AA + 0,48 Aa + 0,16 aa = (P2 đạt cân DT) Ví dụ 2: Ở hệ thứ quần thể giao phối, tần số alen A cá thể đực 0,9 Qua ngẫu phối, hệ thứ QT có cấu trúc DT là: P2: 0,5625 AA + 0,375 Aa + 0,0625 aa = Nếu khơng có ĐB, di nhập gen CLTN xảy QT cấu trúc DT QT hệ thứ (P1) nào? Hướng dẫn Theo giả thuyết, phần đực có tần số alen A a p'A = 0,9, q'a = 0,1 Gọi tần số alen A a phần p'' q'' Ta có pN = 0,5625 + 0,375/2 = 0,75 Mà pN = (p'+p'')/2 => p'' = 2pN - p' = 2x0,75 - 0,9 = 0,6 Tương tự tính qN = 0,4 Vậy cấu trúc di truyền hệ P1 (0,9A + 0,1a) (0,6A + 0,4a) Hay P1: 0,54 AA + 0,42 Aa + 0,04 aa = Ví dụ 3: Ở loài động vật ngẫu phối, xét gen gồm alen A a nằm NST thường Tần số alen A giới đực 0,6 giới 0,8 Xác định cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân di truyền Hướng dẫn Tần số alen a giới đực - 0,6 = 0,4; giới - 0,8 = 0,2 33 Cấu trúc di truyền quần thể F1 sau ngẫu phối (0,6A : 0,4a) (0,8A : 0,2a) = 0,48 AA : 0,44 Aa : 0,08 aa F1 chưa đạt cân di truyền Tần số alen F1: p(A) = 0,48 + 0,22 = 0,7; q(a) = - 0,7 = 0,3 Cấu trúc di truyền quần thể F2 : (0,7A : 0,3a) (0,7A : 0,3a) = 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa F2 đạt cân di truyền Dạng 3: Sự thay đổi tần số alen, tần số kiểu gen quần thể áp lực nhân tố tiến hoá Sự thay đổi tần số alen quần thể áp lực trình đột biến Quá trình đột biến CLTN thường xuyên xảy làm cho tần số alen bị biến đổi, ĐB gen xảy theo chiều thuận nghịch Gọi p0 q0 tần số alen A a quần thể ban đầu Gọi u tần số ĐB gen trội thành lặn (A  a) Gọi v tần số ĐB gen lặn thành trội (a  A) - Nếu u = v áp lực trình ĐB =  tần số alen không thay đổi - Nếu u >0, v = o tần số alen A giảm, alen a tăng Sau n hệ, tần số alen A lại quần thể Pn = p0 (1 - u)n - Nếu u  v, n>0, v>0 sức sống A a ngang Sau hệ, tần số alen A p1 = p0 – up0 + vq0 Lượng biến thiên tần số alen A là:  p = p1 – p0 Thay p1 vào, ta có:  p = (p0 – up0 + vq0) – p0 = vq0 – up0 Tần số alen A a đạt cân số lượng ĐB thuận nghịch bù trừ cho nhau, nghĩa  p = o  vq – up, mà q = – p Từ suy p= v u q = uv vu Ví dụ 1: Trong QT, tần số ĐB gen lặn thành trội 10-6, tần số ĐB gen trội thành lặn gấp lần so với tần số ĐB gen lặn thành trội Xác định tần số alen A a QT đạt cân 34 Hướng dẫn Theo giả thuyết, ta có Tần số ĐB gen lặn thành gen trội: v = 10-6 tần số ĐB gen trội thành gen lặn: u = 3v Cân đạt tần số alen a = q = u 3v = = 0,75 uv 3v  v  Tần số alen A = q = – 0,75 = 0,25 Ví dụ 2: Một quần thể động vật 5.104 Tính trạng sừng dài gen A quy định, sừng ngắn gen a quy định Trong quần thể có số gen A đột biến thành a ngược lại, với số lượng bù trừ Tìm số đột biến Biết A đột biến thành a với tần số v, với u = 3v = 3.10-3 Hướng dẫn Gọi : p tần số alen A q tần số alen a - Tổng số alen quần thể: 5.104 x = 105 (alen) - Tần số alen trội, lặn có cân thiết lập: u 3v  = 0,75 u  v 3v  u + Tần số alen a : qa = + Tần số alen A : pA = 1- 0,75 = 0,25 - Số lượng alen quần thể: + Số lượng alen A là: 0,25 105 = 2,5.104 + Số lượng alen a là: 0,75 105 = 7,5.104 - Số lượng đột biến thuận đột biến nghịch 3.10-3 x 2,5.104 = 75 (alen) 10-3 x 7,5.104 = 74 (alen) Sự thay đổi tần số alen quần thể có di nhập gen Gọi M tốc độ di nhập gen p tần số alen A quần thể nhận p' tần số alen A quần thể cho Ta có - M = số giao tử mang gen di nhập / số giao tử hệ QT Hoặc M = số cá thể nhập cư / Tổng số cá thể QT nhận 35 - Lượng biến thiên tần số alen A QT nhận sau hệ  p = M (p’ – p) Ví dụ: Tần số alen A quần thể I 0,8 quần thể II 0,3 Tỉ lệ số cá thể nhập cư từ quần thể II vào quần thể I 0,2 Sau hệ nhập cư, lượng biến thiên tần số alen A quần thể I bao nhiêu? Hướng dẫn Sau hệ nhập cư, lượng biến thiên tần số alen A QT nhận (I)  p = 0,2 (0,3 – 0,8) = - 0,1 Giá trị cho thấy tần số alen A quần thể nhận (I) giảm 0,1, nghĩa lại p = 0,7 Sự thay đổi tần số alen quần thể áp lực q trình CLTN - Kiểu gen aa khơng có khả sinh sản lý người ta khơng cho cá thể có kiểu gen aa tham gia sinh sản áp lực chọn lọc loại bỏ hoàn toàn kiểu gen aa khỏi quần thể : a Tần số tương đối alen A hệ thứ n: pn =  qo  nqo b Tần số tương đối alen a hệ thứ n: qn= qo  nqo c Cấu trúc di truyền quần thể hệ thứ n là: Pn : (1  qo qo qo qo ) AA  (1 )( ) Aa  ( ) aa  1  nq o  nq o  nq o  nq o Ví dụ 1: Một quần thể có cấu trúc di truyền 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa Do điều kiện sống thay đổi nên tất cá thể có kiểu gen đồng hợp lặn aa khơng có khả sinh sản Xác định cấu trúc di truyền quần thể sau hệ ngẫu phối Hướng dẫn Áp dụng công thức: qn = q  nq Trong đó, qn tần số alen a hệ n, q tần số alen a trước chon lọc, n số hệ ngẫu phối Ta có : qn = 0,3 = 0,16 > pn = - 0,16 = 0,84  3.0,3 > Cấu trúc di truyền hệ thứ là: 0,7056AA : 0,2688Aa : 0,0256aa 36 ‫ ٭‬Bài tập ứng dụng nâng cao Bài 1: Một nhà chọn giống cho thỏ giao phối ngẫu nhiên với Ông ta nhận điều tính trung bình 9% số thỏ có lơng ráp Loại lơng bán tiền Vì ơng khơng cho thỏ lơng ráp giao phối.Tính trạng lơng ráp gen lặn nằm NST thường quy định Tỉ lệ thỏ có lơng ráp mà ông ta nhận hệ tiếp sau % ? Biết tính trạng lông ráp không làm ảnh hưởng đến sức sống khả sinh sản thỏ Hướng dẫn P: 91% lông thường (A-): 9% lông ráp (aa)  tần số a = 0,3  tần số A = 0,7 Do thỏ lông ráp P không tham gia giao phối nên tần số alen a hệ tiếp sau q1= qo 0,3 = =0,23  tần số thỏ lông ráp (aa)=0,232 = 0,053 = 5,3% 1 1.qo  0,3 Bài 2: Một quần thể có 0,4AA : 0,1aa 0,5Aa Sau hệ tự thụ tần số cá thể có KH dị hợp tử bao nhiêu? Biết cấ thể dị hợp tử có khả sinh sản ½ so với khả sinh sản cá thể đồng hợp tử Các cá thể có KG AA aa có khả sinh sản Hướng dẫn P: 0,4AA : 0,1aa : 0,5Aa Sau hệ tự thụ phấn tần số kg dị hợp tử giảm nửa, mặt khác cá thể dị hợp tử cókhả ss ½ so với cá thể đồng hợp nên :0,4 AA  0,4AA 0,1aa  0,1aa 0,5Aa  ½ 0,5.(1/4 AA + ẵ Aa + ẳ aa) = 1/16 AA + 1/8 Aa + 1/16 aa  F1: (0,4 + 1/16)AA : 1/8 Aa: (0,1 + 1/16)aa = 0,4625 AA : 0,125 Aa : 0,1625 aa  tần số cá thể dị hợp tử là: 0,125 = 0,1667 0,4625  0,125  0,1625 Bài 3: Một quần thể trạng thái cân gen gồm alen A a, P(A) = 0,4 Nếu q trình chọn lọc đào thải cá thể có KG aa xảy với áp lực S = 0,02 CTDT quần thể sau xảy áp lực chọn lọc ? Hướng dẫn Quá trình chọn lọc đào thải cá thể có kiểu gen aa xảy với áp lực S = 0,02 aa = 0,36-0,02*0,36 = 0,3528 Cấu trúc di truyền quần thể sau xảy áp lực chọn lọc là: 37 = [0,3528+ 0,48/2 ]/ [0,16+0,48+0,3528] = 0,5971  A = 0,4029 Do cấu trúc di truyền 0,1623AA : 0,4812Aa : 0,3565aa C KIỂM CHỨNG - SO SÁNH Qua thêi gian thùc hiƯn ®Ị tài vào giảng dạy chương trình sinh học 12, thời gian ngắn ngủi thấy đ tài rÊt cã Ých cho häc sinh đặc biệt năm học 2014 – 2015 với đề thi chung TN – ĐH, qua chuyên đề học sinh ngỡ nghàn nhận đề thi thức, chuyên ny thể thông qua lớp 12 nõng cao v c (học kì II năm học 2014 - 2015) nh­ sau: Lớp SL Giỏi SL % Khá SL % Trung bình SL % Yếu SL % 12 A1 30 28 93% 7% 0.0% 0.0% dụng 12 A2 23 15 65.2% 34.8% 0.0% 0.0% SKKN 12 A9 34 20.6% 12 35.4% 14 41.3% 2.7% Không 12 A6 27 3.7% 25.9% 10 37% 33.4% 28 3.6% 32.1% 10 35.7% 28.6% Áp áp dụng 12 A7 SKKN Số liệu phân tích phần mềm SPSS 16.0 Phương pháp phân tích dựa vào phép kiểm định giá trị trung bình hai mẫu phối hợp cặp, cho phép đánh giá chênh lệch có ý nghĩa thống kê tỉ lệ học sinh loại lớp có áp dụng sáng kiến kinh nghiệm (SKKN) lớp không áp dụng SKKN làm đối chứng với độ tin cậy 95% So sánh tỉ lệ nhóm cho thấy mức ý nghĩa quan sát phía Sig (2-tailed) = 0.0002 < 0.05, có chênh lệch có ý nghĩa thống kê ảnh đề tài kết học tập học sinh Từ kết cho thấy có khác kết học tập học sinh Loại giỏi lớp có áp dụng SKKN / lớp khơng áp dụng SKKN 59.6% / 3.65% ; loại khá: 25.73% / 29% ; loại trung bình: 13.76% / 36.35% ; loại yếu: 9% / 31% Như việc áp dụng SKKN có ý nghĩa thực tiễn giảng dạy; cụ thể làm tăng tỉ lệ học sinh có kết học tập giỏi (85.33% / 32.65%), giảm tỉ lệ học sinh loại trung bình yếu (22.76% / 38 67.35%); thực tế giảng dạy cho thấy việc áp dụng SKKN làm tăng hứng thú, tăng cường tính tích cực chủ động học tập học sinh Ngoài lần kiểm tra, đánh giá lấy kết để so sánh trên, theo dõi, so sánh trực tiếp kiểm tra lớp qua giảng thông qua câu hỏi vấn đáp Mức độ nắm vững bài, biết vận dụng kiến thức học sinh nhóm có kết tương tự kiểm tra Như vậy, với việc vận dụng hệ thống hóa lại tập di truyền học quần thể với công thức số dạng tập nêu chắn kiến thức bổ ích, mang lại hiệu cao trình giảng dạy học tập phần di truyền học quần thể sinh học 12 CTC NC - Riêng học sinh giỏi năm học vừa qua nhờ áp dụng phương pháp giải di truyền học quần thể kết hợp số công thức khác xác suất thống kê để giải xác suất (quần thể, di truyền phả hệ ) Năm qua tơi có số thành tích (có em đậu học sinh giỏi tỉnh, em đậu kì thi giải tốn máy tính Casio Năm học 2013-2014 nhờ áp dụng cơng thức nên kì thi ĐH - CĐ có nhiều em đạt điểm cao đậu trường ĐHYD cần thơ, thành phố HCM nhiều nghành nghề khác PHẦN III KẾT LUẬN - Mặt khác, dạy cho học sinh cách lập luận toán theo thuyết xác suất tạo cho học sinh lối tư lôgic nhanh nhạy mà chặt chẽ giải tập sinh học hiệu - Học sinh làm quen nhiều với nhứng câu hỏi xác suất học sinh không thấy sợ mà ngược lại học sinh say mê, húng thú với tập Quỏ trình giảng dạy năm học vừa qua, đặc biệt việc kiểm tra, đánh giá học sinh chuyển sang hình thức kiểm tra TNKQ, tơi nhận thấy: - Từ việc kiểm chứng so sánh nhận thấy học sinh học theo đề tài có kết tốt hẳn biểu số học sinh khá, tốt tăng lên, số học sinh trung bình giảm râ rÖt - Kiến thức học sinh ngày củng cố phát triển sau hiểu nắm vững chất công thức học 39 - Trong trình tự học, học sinh tự tìm tòi, phát nhiều phương pháp khác giải tập sinh học tìm thấy đa dạng tập phần di truyền học quần thể - Niềm hứng thú, say mê học tập học sinh phát huy biết sử dụng kiến thức toán học, đặc biệt kiến thức hệ thống hóa lại tập di truyền học quần thể - Học sinh nhanh chóng có kết để trả lời câu hỏi TNKQ mà tránh việc bỏ sót trường hợp khác - Sử dụng phương pháp giảng dạy, thầy cô giáo nhiều thời gian việc mô tả tượng, kiến thức lý thuyết làm tập học sinh biết vận dụng lý thuyết hiểu sâu sắc lý thuyết Do lực thời gian có hạn, đề tài chưa bao quát hết tất loại dạng tập Các ví dụ đưa đề tài chưa thực điển hình lợi ích thiết thực phương pháp công tác giảng dạy học tập nên mạnh dạn viết, giới thiệu với thầy học sinh Rất mong đóng góp ý kiến bổ sung cho đề tài để thực góp phần giúp học sinh học tập ngày tt hn Xin chân thành cảm ơn! Thnh tr, ngy 19 tháng 04 năm 2015 Người viết Trnh Hong Nam 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa sinh học Lớp 12 CTC NC - NXB GD 2008 Sách Bài tập sinh học Lớp 12 CTC NC - NXB GD 2008 Sách giáo viên sinh học 12 CTC NC - NXB GD 2008 Sách hướng dẫn thực chương trình sách giáo khoa lớp 12 môn sinh học Sách hướng dẫn phương pháp giải tập sinh học - NXB Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh năm 2004 Sách hướng dẫn giải tập phần di truyền học quần thể tác giả Trần Đức Lợi Đề thi tuyển sinh vào trường Đại học Cao đẳng năm Đề thi chọn học sinh giỏi môn sinh học cấp Tỉnh năm 41 NHẬN XÉT CỦA TỔ CHUYÊN MÔN ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Thạnh Trị, ngày 25 tháng năm 2015 TỔ TRƯỞNG Trịnh Hoàng Nam NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT SÁNG KIẾN CẢI TIẾN KỸ THUẬT TRƯỜNG THPT TRẦN VĂN BẢY ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Thạnh Trị, ngày tháng năm 2015 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG HIỆU TRƯỞNG Phan Văn Tiếng 42 NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG XÉT DUYỆT SÁNG KIẾN CẢI TIẾN KỸ THUẬT NGÀNH GIÁO DỤC TỈNH ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ... dưỡng học sinh ôn thi Đại học, bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm việc tham khảo nhiều tài liệu, tơi tích luỹ số dạng tập số phương pháp giải tập sinh học Việc hệ thống hóa tập di truyền học quần thể. .. xác định tần số alen, tần số kiểu gen cấu trúc di truyền quần thể Cấu trúc di truyền loại quần thể 2.1 Cấu trúc di truyền quần thể tự phối (nội phối) 2.2 Cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối... thống hóa lại tập di truyền học quần thể vận dụng công thức để giải số dạng tập sinh học phần di truyền học quần thể Thông qua tơi muốn giới thiệu với thầy giáo học sinh số phương pháp giải tập