skkn PHƯƠNG PHÁP TÍNH SỐ LOẠI KIỂU GEN VÀ SỐ KIỂU GIAO PHỐI TRONG QUẦN THỂ NGẪU PHỐI LƯỠNG BỘI (2n)

PHƯƠNG PHÁP TÍNH SỐ LOẠI KIỂU GEN VÀ SỐ KIỂU GIAO PHỐI TRONG QUẦN THỂ NGẪU PHỐI LƯỠNG BỘI (2n) Sáng kiến kinh nghiệm xếp loại C cấp tỉnh năm học 2012-2013 Tác giả: LÊ QUANG HƯNG (Trường THPT Triệu Sơn 5) A PHẦN MỞ ĐẦU I Lí chọn đề tài Trong năm học từ 2009 Bộ GD&ĐT tổ chức thi tốt nghiệp, đại học cao đẳng phương pháp thi trắc nghiệm môn sinh học Phương pháp thi khai thác lượng lớn kiến thức, kiến thức sâu mở rộng đặc biệt từ thay sách giáo khoa Do để đem lại kết cao kì thi học sinh phải hiểu, vận dụng kiến thức học kì thi cách thành thục đem lại kết cao kì thi Hai năm học 2010-2011 2011-2012 kì thi đại học, cao đẳng GD&ĐT tổ chức kì thi học sinh giỏi tỉnh Thanh Hóa tổ chức (thi văn hóa thi giải tốn máy tính cầm tay) khai thác dạng tập di truyền quần thể, dạng tốn liên quan đến tính số loại kiểu gen số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối dạng khai thác rộng sâu kiến thức phần này, có học sinh giỏi có tư tốt làm Tuy nhiên việc yêu cầu kiến thức phần mức độ cao, chưa có tài liệu tham khảo viết chi tiết phương pháp tính, có nhiều chỗ, nhiều cơng thức hướng dẫn chung chung chưa cụ thể có tài liệu viết cho phần Trên sở vậy, để giúp học sinh nắm phương pháp tính bản, có hệ thống, cách tính cho nhiều trường hợp, dễ hiểu đơn giản, áp dụng thuận lợi, đặc biệt tạo hứng thú làm tập tính số loại kiểu gen số kiểu giao phối quần thể giao phối nên lựa chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “Phương pháp tính số loại kiểu gen số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối lưỡng bội” II Mục đích nghiên cứu Giúp học sinh nắm phương pháp tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp tử, số kiểu gen dị hợp tử quần thể ngẫu phối cách có hệ thống Đồng thời giúp học sinh hình thành kĩ làm tập thuộc dạng từ em giải nhanh, tính nhanh chọn phương án kì thi, thi trắc nghiệm thời gian ngắn III Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung chương di truyền quần thể sinh học 12, phần quần thể giao phối chủ yếu Hệ thống xây dựng công thức, phương pháp tính, kĩ tính, chọn lọc các tốn có hệ thống giảng dạy, ơn thi học sinh giỏi, ôn thi đại học cao đẳng, ôn thi tốt nghiệp nội dung quần thể giao phối IV Nhiệm vụ nghiên cứu Trên sở ôn cho học sinh thi học sinh giỏi, thi đại học cao đẳng, dạy học THPT thấy em chưa nắm vững kiến thức tính số loại kiểu gen số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối nên làm hay bị nhầm lẫn dẫn đến kết khơng cao kì thi Để cho học sinh học tốt, cần làm rõ vấn đề: - Số loại kiểu gen gì? Số kiểu giao phối gì? Số loại kiểu gen đồng hợp tử gì? Số kiểu gen dị hợp tử gì? - Cơng thức tính? Phương pháp tính? Vận dụng cơng thức nào? - Bài tốn thuộc dạng nào? Bài tốn phải sử dụng cơng thức để tính? Kĩ giải nào? V Phương pháp nghiên cứu Xuất phát từ đối tượng nhiệm vụ nghiên cứu, để đạt mục đích đề q trình nghiên cứu tơi sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu tài liệu: sách giáo khoa, sách giáo viên, tài liệu sách tham khảo,…… - Nghiên cứu tổng kết kinh nghiệm giảng dạy - Thực nghiệm sư phạm - Phân loại, phân tích, tổng hợp hệ thống lí thuyết - Tổng hợp dạng tốn có liên quan đến nội dung nghiên cứu B NỘI DUNG I Cơ sở khoa học đề tài Dựa sở sách giáo khoa ban nâng cao yêu cầu học sinh THPT Dựa nội dung tập sách tập sinh học 12 yêu cầu học sinh THPT Dựa nội dung câu hỏi tập yêu cầu thí sinh dự thi đề thi GD $ ĐT thi tốt nghiệp THPT, thi đại học cao đẳng năm có liên quan đến nội dung nghiên cứu Dựa câu hỏi tập kì thi học sinh giỏi tỉnh Thanh Hóa yêu cầu thí sinh dự thi kì thi như: giải tốn máy tính cầm tay học sinh giỏi mơn văn hóa Trên sở vậy, tơi thiết nghĩ đề tài sáng kiến kinh nghiệm có ích cho học sinh ơn thi tốt nghiệp THPT, đặc biệt dùng cho ôn thi học sinh giỏi, ôn thi đại học cao đẳng II Nội dung Như ta biết quần thể giao phối mang tính đa hình: đa hình kiểu gen dẫn đến đa hình kiểu hình Trong quần thể giao phối có nhiều cá thể, cá thể mang kiểu gen khác (trừ trường hợp sinh đôi trứng) Kiểu gen tập hợp tất alen nhân tế bào sinh dưỡng (xô ma) thể (2n) Khi nói đến kiểu gen thực tế ta xét đến gen xét gen khác ta bỏ qua Kiểu gen đồng hợp tử thể mang hai alen có cấu trúc giống gen Trong thể có nhiều gen, tất gen đồng hợp tử kiểu gen đồng hợp Kiểu gen dị hợp tử thể mang hai alen có cấu trúc khác gen Trong thể có nhiều gen, có gen dị hợp tử kiểu gen dị hợp Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen giới đực x số loại kiểu gen giới Ta chia cách tính số loại kiểu gen quần thể giao phối thành trường hợp sau: II.1.Gen nằm nhiễm sắc thể thường (NST) II.1.1 Một gen có r alen nằm cặp NST thường tương đồng Ta có cơng thức: - Tổng số kiểu gen ( tối đa) = - Số loại kiểu gen đồng hợp = số alen gen = r - Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp = -r= - Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen giới đực x số loại kiểu gen giới = ( gen nằm NST thường nên số loại kiểu gen giới đực = số loại kiểu gen giới = ) Ví dụ 1: Một quần thể ngẫu phối xét gen A có alen (A,a) nằm cặp NST thường Hãy tính: a Tổng số kiểu gen có quần thể? b Số kiểu gen đồng hợp số kiểu gen dị hợp tử, viết kiểu gen đó? c Số kiểu giao phối quần thể gen trên? Giải a Tổng số kiểu gen = = ( kiểu gen) b - Số kiểu gen đồng hợp = số alen gen = 2; kiểu gen: AA, aa - Số kiểu gen dị hợp = – = 1, kiểu gen là: Aa c Số kiểu giao phối = x = (kiểu) Ví dụ 2: Một quần thể ngẫu phối xét gen B có alen (B,b,b 1,b2) nằm cặp NST thường Hãy tính: a Tổng số kiểu gen có quần thể? b Số kiểu gen đồng hợp số kiểu gen dị hợp tử, viết kiểu gen đó? c Số kiểu giao phối quần thể gen trên? Giải a Tổng số kiểu gen = = 10 (kiểu gen) b -Số kiểu gen đồng hợp tử = 4; gồm: BB, bb, b 1b1, b2b - Số kiểu gen dị hợp tử = 10 – = kiểu; gồm: Bb, Bb1, Bb2, bb 1, bb2, b1b2 c Số kiểu giao phối = 10 x 10 = 100 (kiểu) II.1.2 Các gen nằm cặp NST thường tương đồng khác (mỗi gen nằm cặp NST tương đồng khác hay gen thuộc nhóm liên kết khác nhau, hay gen khơng nhóm liên kết) Có nhiều gen gen nằm cặp NST thường tương đồng khác nhau: gen có a alen, gen có b alen, gen có c alen, gen thuộc cặp NST khác (các gen thuộc nhóm liên kết gen khác nhau) Ta có cơng thức tính sau: * Tổng loại kiểu gen quần thể = tích loại kiểu gen tạo gen nằm cặp NST tương đồng = … Nếu trường hợp có n gen, gen có số alen r tổng số kiểu gen tính cơng thức Tổng số kiểu gen = * Số kiểu gen đồng hợp tử = tích kiểu gen đồng hợp gen nằm cặp NST tương đồng = a b.c… * Số kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp tử * Số kiểu giao phối = bình phương tổng kiểu gen quần thể Ví dụ: Một quần thể ngẫu phối xét gen, gen có alen, gen có alen, gen có alen Ba gen nằm nằm cặp NST thường tương đồng khác Hãy tính: a b c d e f Tổng số kiểu gen có quần thể gen trên? Số loại kiểu gen đồng hợp gen trên? Số loại kiểu gen dị hợp cặp gen? Số loại kiểu gen dị hợp hai cặp gen? Số loại kiểu gen dị hợp ba cặp gen? Số kiểu giao phối quần thể? Giải - Gen tạo tổng số kiểu gen = = (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = + Số kiểu gen dị hợp = – = - Gen tạo tổng số kiểu gen = = (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = + Số kiểu gen dị hợp = – = - Gen tạo tổng số kiểu gen = = 10 (kiểu gen) a b c d e f + Số kiểu gen đồng hợp = + Số kiểu gen dị hợp = 10 – = Tổng số kiểu gen quần thể = 3.6.10 = 180 (kiểu gen) Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2.3.4 = 24 ( kiểu gen) Số loại kiểu gen dị hợp cặp gen (hai cặp lại đồng hợp tử) = 1.3.4 + 2.3.4 + 2.3.6 = 72 ( kiểu gen) Số loại kiểu gen dị hợp cặp gen (cặp lại đồng hợp tử) = 1.3.4+ 1.6.3 + 3.6.2 = 36 (kiểu gen) Số loại kiểu gen dị hợp cặp gen = tích kiểu gen dị hợp gen = 1.3.6 = 18 (kiểu gen) Số kiểu giao phối quần thể = 1802 = 32400 (kiểu) II.1.3 Các gen nằm cặp NST thường tương đồng (các gen nhóm liên kết) Trên cặp NST thường tương đồng có nhiều gen: gen có a alen, gen có b alen, gen có c alen, gen có d alen,… biết gen thuộc cặp NST thường tương đồng Nếu ta gọi m tích số alen có gen: m = a.b.c.d… Ta có cơng thức: - Tổng số kiểu gen (tối đa) = - Số loại kiểu gen đồng hợp = tích alen gen = m - Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp = -m= - Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen giới đực x số loại kiểu gen giới = (vì gen nằm NST thường nên số loại kiểu gen giới đực = số loại kiểu gen giới = ) Ví dụ: Một quần thể ngẫu phối xét gen, gen có alen, gen có alen, gen có alen Ba gen nằm nằm cặp NST thường tương đồng (3 gen nhóm liên kết) Hãy tính: a Tổng số kiểu gen có quần thể gen trên? b Số kiểu gen đồng hợp số kiểu gen dị hợp tử? c Số kiểu giao phối quần thể gen trên? Giải Gọi m tích số alen gen, ta có m = 2.3.4 = 24 a Tổng số kiểu gen quần thể = = 300 ( kiểu gen) b - Số kiểu gen đồng hợp = m = 24 - Số kiểu gen dị hợp = 300 – 24 = 276 c Số kiểu giao phối quần thể = 300 = 90000 (kiểu) II.1.4 Bài toán tổng hợp gen nằm NST thường Trong tốn: - Có a gen nằm a cặp NST thường tương đồng khác - Có b gen nằm cặp NST thường tương đồng (b gen nhóm liên kết) Khi tính ta thực bước sau: Bước 1: Tính số loại kiểu gen tạo cặp NST tương đồng Bước 2: - Tổng số loại kiểu gen gen quần thể = tích số loại kiểu gen tạo cặp NST tương đồng - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = tích số kiểu gen đồng hợp tạo cặp NST tương đồng - Số kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen quần thể – số kiểu gen đồng hợp tử - Số kiểu giao phối = bình phương tổng loại kiểu gen quân thể Ví dụ Một quần thể ngẫu phối xét gen: gen có alen, gen có alen, gen có alen, gen thuộc cặp NST thường tương đồng khác Gen gen gen có alen, gen thuộc cặp NST thường tương đồng khác (5 gen thuộc cặp NST thường tương đồng khác nhau) Hãy tính: a Tổng số kiểu gen có quần thể gen trên? b Số kiểu gen đồng hợp số kiểu gen dị hợp tử? c Số kiểu giao phối quần thể gen trên? Giải - Gen tạo tổng số kiểu gen = = (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = (kiểu gen) + Số kiểu gen dị hợp = – = - Gen tạo tổng số kiểu gen = = (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = + Số kiểu gen dị hợp = – = - Gen tạo tổng số kiểu gen = = 10 (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = + Số kiểu gen dị hợp = 10 – = - Gen gen 5: Gọi m tích số alen gen, ta có m = 3.3 = + Số kiểu gen tạo từ gen gen = + Số kiểu gen đồng hợp = m = + Số kiểu gen dị hợp = 45 – = 36 = 45 (kiểu gen) a Tổng số kiểu gen có quần thể gen = 3.6.10.45 = 8100 (kiểu gen) b - Số kiểu gen đồng hợp gen = 2.3.4.9 = 216 (kiểu gen) - Số kiểu gen dị hợp = 8100 – 216 = 7884 (kiểu gen) c Số kiểu giao phối gen = 8100 = 65610000 (kiểu) II.2 Gen nằm NST giới tính II.2.1 Quần thể ngẫu phối có cặp NST giới tính kiểu XX, XY * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen giới XX + số loại kiểu gen giới XY * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen giới XX x số loại kiểu gen giới XY II.2.1.1 Gen thuộc vào vùng tương đồng cặp NST giới tính XY (gen nằm NST X có alen tương ứng NST Y) II.2.1.1.1 Một gen với r alen nằm vùng tương đồng cặp NST giới tính XY * Số kiểu gen giới XX (đây cặp NST tương đồng, giống cặp NST thường tương đồng), nên số kiểu gen = - Số kiểu gen đồng hợp tử giới XX = r - Số kiểu gen dị hợp giới XX = -r= * Số kiểu gen giới XY: - Số kiểu gen đồng hợp tử = r - Số kiểu gen dị hợp = + = r(r – 1) (có dị hợp tử chéo như: X AY a, XaY A) - Số kiểu gen giới XY = r + r(r – 1) = r2 Ta có cơng thức tính: * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen giới XX + số loại kiểu gen giới XY = + r2 = * Số kiểu gen đồng hợp tử = r + r = 2r * Số kiểu gen dị hợp = + r(r – 1) = * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen giới XX x số loại kiểu gen giới XY r2 = = Ví dụ Một quần thể ngẫu phối , xét gen gồm alen (A,a) nằm vùng tương đồng cặp NST giới tính Biết lồi có kiểu giới tính XX, XY Xác định: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể gen này? b Số loại kiểu gen đồng hợp tử dị hợp tử, viết kiểu gen đó? c Số kiểu giao phối có quần thể? Giải a Tổng số loại kiểu gen có quần thể = =7 (kiểu gen) b - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2r = 2.2 = (kiểu gen), gồm: X AXA, XaX a, X AYA, X aYa - Số kiểu gen dị hợp = = = (kiểu gen), gồm: XAXa, X AYa, XaY A c Số kiểu giao phối có quần thể = = = 12 (kiểu) Ví dụ Một quần thể ngẫu phối , xét gen gồm alen nằm vùng tương đồng cặp NST giới tính Biết lồi có kiểu giới tính XX, XY Xác định: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể gen này? b Số loại kiểu gen đồng hợp tử dị hợp tử, viết kiểu gen đó? c Số kiểu giao phối có quần thể? Giải a Tổng số loại kiểu gen có quần thể = = 40 (kiểu gen) b -Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2r = 2.5 = 10 (kiểu gen) -Số kiểu gen dị hợp = = c Số kiểu giao phối có quần thể = = 30 (kiểu gen) = = 375 (kiểu) II.2.1.1.2 Trên vùng tương đồng cặp NST giới tính XY mang nhiều gen Trên vùng tương đồng cặp NST XY có nhiều gen: gen có a alen, gen có b alen, gen có c alen,… Ta gọi m tích số alen gen, ta có : m = a.b.c… Ta có cơng thức tính: * Số loại kiểu gen giới XX = * Số loại kiểu gen giới XY = m2 * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen giới XX + số loại kiểu gen giới XY = + m2 = * Số kiểu gen đồng hợp tử = 2m * Số kiểu gen dị hợp = * Số kiểu giao phối = Ví dụ Một quần thể ngẫu phối, xét gen: gen có alen, gen có alen, gen có alen nằm vùng tương đồng cặp NST giới tính XY Biết lồi có kiểu giới tính XX, XY Xác định: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể gen này? b Số loại kiểu gen đồng hợp tử dị hợp tử? c Số kiểu giao phối có quần thể? Giải Gọi m tích số alen gen, ta có : m = 2.4.5 = 40 Áp dụng cơng thức ta có a Tổng số loại kiểu gen có quần thể = = 2420 (kiểu gen) b -Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2m = 2.40 = 80 (kiểu gen) -Số kiểu gen dị hợp = = = 2340 (kiểu gen) c Số kiểu giao phối có quần thể: - Số loại kiểu gen giới XX = = = 820 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen giới XY = m2 = 40 =1600 (kiểu gen) Số kiểu giao phối = 820 1600 = 1312000 (kiểu) II.2.1.2 Gen nằm vùng không tương đồng cặp NST giới tính XY II.2.1.2.1 Gen nằm NST X, khơng có alen tương ứng NST Y II.2.1.2.1.1.Trên NST X có gen với r alen, NST Y không mang alen tương ứng * Số kiểu gen giới XX = - Số kiểu gen đồng hợp tử giới XX = r - Số kiểu gen dị hợp giới XX = * Số kiểu gen giới XY: - Số kiểu gen đồng hợp tử = (NST Y không mang alen, NST X mang alen, nên kiểu gen alen tồn thành alen) - Số kiểu gen dị hợp = r - Số kiểu gen giới XY = r + = r (bằng số alen gen đó) Ta có cơng thức tính: * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen giới XX + số loại kiểu gen giới XY = +r= * Số kiểu gen đồng hợp tử = r * Số kiểu gen dị hợp = +r= * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen giới XX x số loại kiểu gen giới XY = r= Ví dụ Một quần thể ngẫu phối, xét gen gồm alen (A,a), nằm vùng không tương đồng cặp NST giới tính, gen nằm NST X khơng có alen tương ứng NST Y Biết lồi có kiểu giới tính XX, XY Xác định: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể gen này? b Số loại kiểu gen đồng hợp tử dị hợp tử, viết kiểu gen đó? c Số kiểu giao phối có quần thể? Giải Áp dụng cơng thức ,ta có: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể = gen) b - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = r = 2, gồm : XAXA, XaX a = = (kiểu - Số loại kiểu gen dị hợp tử = 3, gồm: XAXa,X AY, XaY = c Số kiểu giao phối có quần thể = = = (kiểu) II.2.1.2.1.2 Trên NST X có nhiều gen, khơng có alen tương ứng NST Y Trên NST X có nhiều gen: gen1 có a alen, gen có b a alen, gen có c alen, gen có d alen, … gen nằm NST X, khơng có alen tương ứng NST Y Ta gọi m tích số alen gen, ta có : m = a.b.c.d….Sau ta áp dụng công thức phần 2.1.2.1.1 Như ta có cơng thức tính: * Tổng số kiểu gen = * Số kiểu gen đồng hợp tử = m * Số kiểu gen dị hợp = -m= * Số kiểu giao phối = Ví dụ Một quần thể ngẫu phối, xét gen: gen có alen, gen có alen, gen có alen, gen nằm NST X, khơng có alen tương ứng NST Y Biết lồi có kiểu giới tính XX, XY Xác định: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể gen này? b Số loại kiểu gen đồng hợp tử dị hợp tử? c Số kiểu giao phối có quần thể? Giải Gọi m tích số alen gen trên, ta có : m = 2.3.4 = 24, áp dụng công thức ta có: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể = = 324 (kiểu gen) b - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = m = 24 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen dị hợp tử = 300 (kiểu gen) = c Số kiểu giao phối có quần thể - Số loại kiểu gen giới XX = = = 300 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen giới XY = m = 24 (kiểu gen) Số kiểu giao phối = 300 24 = 7200 (kiểu) II.2.1.2.2 Gen nằm NST Y, khơng có alen khơng có alen tương ứng X II.2.1.2.2.1 Trên NST giới tính Y có gen với r alen, NST X không mang alen tương ứng * Số kiểu gen giới XX = - Số kiểu gen đồng hợp tử giới XX = - Số kiểu gen dị hợp giới XX = * Số kiểu gen giới XY: - Số kiểu gen đồng hợp tử = (NST Y mang alen, NST X không mang alen, nên kiểu gen alen tồn thành alen) - Số kiểu gen dị hợp = r - Số kiểu gen giới XY = r (bằng số alen gen đó) Ta có cơng thức tính: * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen giới XX + số loại kiểu gen giới XY = r+1 * Số kiểu gen đồng hợp tử = * Số kiểu gen dị hợp = r * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen giới XX x số loại kiểu gen giới XY = r = r Ví dụ Một quần thể ngẫu phối, xét gen gồm alen (A,a,a1,a2) nằm vùng khơng tương đồng cặp NST giới tính, gen nằm NST Y khơng có alen tương ứng NST X Biết lồi có kiểu giới tính XX, XY Xác định: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể gen này? b Số loại kiểu gen đồng hợp tử dị hợp tử, viết kiểu gen đó? c Số kiểu giao phối có quần thể? Giải Áp dụng cơng thức ,ta có: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể = r+1 = 4+1 = (kiểu gen) b - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 1, gồm: XX - Số loại kiểu gen dị hợp tử = r = 4, gồm: XYA, XY a, XY a1, XY a2 c Số kiểu giao phối có quần thể - Số loại kiểu gen giới XX = (kiểu gen) - Số loại kiểu gen giới XY = r = (kiểu gen) Số kiểu giao phối = 1.4= (kiểu) II.2.1.2.2.2 Trên NST giới tính Y mang nhiều gen, NST X khơng mang alen tương ứng Trên NST Y có nhiều gen: gen1 có a alen, gen có b a alen, gen có c alen, gen có d alen, … gen nằm NST Y, khơng có alen tương ứng NST X Ta gọi m tích số alen gen, ta có : m = a.b.c.d….Sau ta áp dụng cơng thức phần 2.12.2.2.1 Ta có cơng thức tính: * Tổng số kiểu gen = m + * Số kiểu gen đồng hợp tử = * Số kiểu gen dị hợp = m * Số kiểu giao phối = m = m Ví dụ Một quần thể ngẫu phối, xét gen: gen gen có alen, gen có alen, gen nằm NST Y, khơng có alen tương ứng NST X Biết lồi có kiểu giới tính XX, XY Xác định: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể gen này? b Số loại kiểu gen đồng hợp tử dị hợp tử? c Số kiểu giao phối có quần thể? Giải Ta gọi m tích số alen gen, ta có: m = 2.2.4 = 16 Áp dụng cơng thức ,ta có: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể = m+1 = 16+1 = 17 (kiểu gen) b - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = (kiểu gen) - Số loại kiểu gen dị hợp tử = m = 16 (kiểu gen) c Số kiểu giao phối có quần thể - Số loại kiểu gen giới XX = (kiểu gen) - Số loại kiểu gen giới XY = m = 16 (kiểu gen) Số kiểu giao phối = 1.16 = 16 (kiểu) II.2.1.3 Bài toán tổng hợp gen cặp NST giới tính Giả sử cặp NST giới tính có nhiều gen gen thuộc vào vùng khác nhau: - Có a gen thuộc vào vùng tương đồng cặp NST giới tính XY (alen có NST X NST Y) - Có b gen thuộc vào vùng khơng tương đồng NST giới tính X (alen có NST X NST Y khơng có alen tương ứng) - Có c gen thuộc vào vùng khơng tương đồng NST giới tính Y (alen có NST Y NST X khơng có alen tương ứng) Trong trường hợp ta thực bước sau: Bước Tính số lọai kiểu gen giới XX: * Gọi m tích số alen gen nằm NST giới tính X (bao gồm gen nằm NST X vùng tương đồng khơng tương đồng với NST giới tính Y) * Áp dụng cơng thức tính sau: - Số loại kiểu gen giới XX = - Số kiểu gen đồng hợp tử giới XX = m - Số kiểu gen dị hợp giới XX = Bước 2.Tính số lọai kiểu gen giới XY (vùng tương đồng không tương đồng cặp NST XY) *Số loại kiểu gen giới XY = số loại kiểu gen giới XY vùng tương đồng x số loại kiểu gen giới XY vùng không tương đồng NST X (gen có NST X, khơng có alen tương ứng NST Y) x số loại kiểu gen giới XY vùng không tương đồng NST Y (gen có NST Y, khơng có alen tương ứng NST X) Cách tính vùng mục II.2.1.1 II.2.1.2 Bước Tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp dị hợp: * Tổng số loại kiểu gen quần thể = số loại kiểu gen giới XX (tính bước 1) + số loại kiểu gen giới XY (tính bước 2) * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen giới XX (tính bước 1) x số loại kiểu gen giới XY (tính bước 2) * Số loại kiểu gen đồng hợp: - Số loại kiểu gen đồng hợp = số kiểu gen đồng hợp giới XX + số kiểu gen đồng hợp giới XY (nếu có gen nằm vùng tương đồng) - Số loại kiểu gen đồng hợp = số kiểu gen đồng hợp giới XX (nếu có gen nằm vùng không tương đồng) * Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số loại kiểu gen – số loại kiểu gen đồng hợp tử Ví dụ Một quần thể ngẫu phối xét gen nằm cặp NST giới tính: gen có alen gen có alen,2 gen nằm vùng tương đồng cặp NST XY Gen có alen gen có alen, hai gen nằm vào vùng khơng tương đồng, gen có NST X, NST Y không mang alen tương ứng Gen gen gen có alen, gen thuộc vùng khơng tương đồng, gen có NST Y, khơng có alen tương ứng NSTX Hãy tính: a Tổng số kiểu gen có quần thể gen trên? b Số kiểu gen đồng hợp số kiểu gen dị hợp tử? c Số kiểu giao phối quần thể gen trên? Giải Bước Tính số loại kiểu gen giới XX * Gọi m tích số alen gen: 1,2,3,4 Ta có m = 2.3.4.5 = 120 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen giới XX = = = 7260 (kiểu gen) - Số kiểu gen đồng hợp tử = m = 120 (kiểu gen) Bước Số loại kiểu gen giới XY - Số loại kiểu gen tạo gen gen (2 gen vùng tương đồng) giới XY = (2.3)2 = 62 = 36 (kiểu gen) Số kiểu gen đồng hợp tử = (kiểu gen) - Số kiểu gen tạo gen gen (hai gen nằm vào vùng khơng tương đồng, gen có NST X, NST Y không mang alen tương ứng) giới XY = 4.5 = 20 (kiểu gen) Số kiểu gen đồng hợp tử = (kiểu gen) - Số kiểu gen tạo gen gen (2 gen thuộc vùng không tương đồng, gen có NST Y, khơng có alen tương ứng NST X) giới XY =3.3= (kiểu gen) Số kiểu gen đồng hợp tử = (kiểu gen)  Tổng số loại kiểu gen giới XY = 36.20.9 = 6480 (kiểu gen)  Tổng số loại kiểu gen đồng hợp tử giới XY = 6.0.0 = (kiểu gen) Bước Tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp dị hợp: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể gen = số loại kiểu gen giới XX + số loại kiểu gen giới XY = 7260 + 6480 = 13740 (kiểu gen) b - Số kiểu gen đồng hợp tử = số loại kiểu gen đồng hợp tử giới XX + số loại kiểu gen đồng hợp tử giới XY = 120 + = 120 (kiểu gen) - Số kiểu gen dị hợp tử = tổng số kiểu gen có quần thể - số kiểu gen đồng hợp tử = 13740 – 120 = 13620 (kiểu gen) c Số kiểu giao phối quần thể gen = số loại kiểu gen giới XX x số loại kiểu gen giới XY = 7260 6480 = 47044800 (kiểu) II.2.1.4 Bài toán tổng hợp: Các gen nằm NST thường nằm NST giới tính Trong tốn: - Có a gen nằm a cặp NST thường tương đồng khác - Có b gen nằm cặp NST thường tương đồng (b gen nhóm liên kết) - Có c gen thuộc vào vùng tương đồng cặp NST giới tính XY (alen có NST X NST Y) - Có d gen thuộc vào vùng khơng tương đồng NST giới tính X (alen có NST X, NST Y khơng có alen tương ứng) - Có e gen thuộc vào vùng khơng tương đồng NST giới tính Y (alen có NST Y, NST X khơng có alen tương ứng) Trong trường hợp ta thực bước sau: Bước 1.Tính tổng số loại kiểu gen tạo gen nằm cặp NST thường tương đồng (cách tính phương pháp nội dung mục II.1.4) Bước 2.Tính tổng số lọai kiểu gen tạo gen nằm cặp NST giới tính (cách tính phương pháp nội dung mục II.2.1.3) Bước Tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp dị hợp: * Tổng số loại kiểu gen quần thể = tổng số lọai kiểu gen tạo gen nằm cặp NST thường tương đồng (bước 1) x tổng số lọai kiểu gen tạo gen nằm cặp NST giới tính (bước 2) * Số kiểu giao phối = (tổng số loại kiểu gen tạo gen nằm cặp NST thường tương đồng)2 x số loại kiểu gen giới XX x số loại kiểu gen giới XY * Số loại kiểu gen đồng hợp = số loại kiểu gen đồng hợp tử tạo gen nằm cặp NST thường tương đồng x số loại kiểu gen đồng hợp tử tạo gen nằm cặp NST giới tính * Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số loại kiểu gen – số loại kiểu gen đồng hợp tử Ví dụ: Một quần thể ngẫu phối, xét gen : gen có alen nằm cặp NST thường tương đồng; gen gen gen có alen nằm cặp NST thường tương đồng khác; gen có alen nằm vùng tương đồng cặp NST giới tính XY; gen có alen gen có alen nằm vùng khơng tương đồng NST X, NST Y không mang alen tương ứng; gen có alen nằm NST giới tính Y, khơng có alen tương ứng NST X Hãy tính: a Tổng số kiểu gen có quần thể gen trên? b Số kiểu gen đồng hợp số kiểu gen dị hợp tử? c Số kiểu giao phối quần thể gen trên? Giải Bước - Gen tạo tổng số kiểu gen = = (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = (kiểu gen) - Gen gen 3: Gọi m tích số alen gen, ta có m = 3.3 = + Số kiểu gen tạo từ gen gen = = 45 (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = m = (kiểu gen) * Tổng số kiểu gen có quần thể gen (gen1, gen2, gen3) nằm cặp NST thường = 3.45 = 135 (kiểu gen) * Số kiểu gen đồng hợp gen (gen1, gen2, gen3) nằm cặp NST thường = 2.9 = 18 (kiểu gen) Bước *Số kiểu gen giới XX tạo gen 4, gen gen Gọi m tích số alen gen 4, gen gen Ta có m = 4.2.3 = 24 - Số loại kiểu gen giới XX = = = 300 (kiểu gen) - Số kiểu gen đồng hợp tử = m =24 (kiểu gen) * Số kiểu gen giới XY: - Số loại kiểu gen giới XY tạo gen (vùng tương đồng cặp NST giới tính XY) = r2 = 42 = 16 (kiểu gen) Số kiểu gen đồng hợp tử = r =4 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen giới XY tạo gen gen (hai gen nằm vào vùng không tương đồng, gen có NST X, NST Y khơng mang alen tương ứng) = 2.3 = (kiểu gen) Số kiểu gen đồng hợp tử = (kiểu gen) - Số loại kiểu gen giới XY tạo gen (gen thuộc vùng khơng tương đồng, gen có NST Y, khơng có alen tương ứng NST X) = r = (kiểu gen) Số kiểu gen đồng hợp tử = (kiểu gen)  Tổng số loại kiểu gen giới XY = 16.6.9 = 864 (kiểu gen)  Số loại kiểu gen đồng hợp tử giới XY = 4.0.0 = (kiểu gen) Bước 3.Tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp dị hợp: a Tổng số loại kiểu gen quần thể = 135( 300 + 864) = 157140 (kiểu gen) b Số loai kiểu gen đồng hợp = 18.24 = 432 (kiểu gen) Số loại kiểu gen dị hợp = 157140 – 432 = 156708 (kiểu gen) c Số kiểu giao phối = (135)2 300.864 = (kiểu) II.2.2 Quần thể ngẫu phối có cặp NST giới tính kiểu XX, XO Trường hợp giống với trường hợp gen NST X khơng có alen tương ứng NST Y kiểu cặp NST giới tính XX, XY * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen giới XX + số loại kiểu gen giới XO * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen giới XX x số loại kiểu gen giới XO II.2.2.1 Trên NST X có gen với r alen * Số kiểu gen giới XX = - Số kiểu gen đồng hợp tử giới XX = r - Số kiểu gen dị hợp giới XX = * Số kiểu gen giới XO: - Số kiểu gen đồng hợp tử = - Số kiểu gen dị hợp = r - Số kiểu gen giới XO = r + = r (bằng số alen gen đó) Ta có cơng thức tính: * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen giới XX + số loại kiểu gen giới XO = +r= * Số kiểu gen đồng hợp tử = r * Số kiểu gen dị hợp = +r= * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen giới XX x số loại kiểu gen giới XO = r= Ví dụ Một quần thể ngẫu phối, xét gen gồm alen (A,a) nằm NST X Biết lồi có kiểu giới tính XX, XO Xác định: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể gen này? b Số loại kiểu gen đồng hợp tử dị hợp tử, viết kiểu gen đó? c Số kiểu giao phối có quần thể? Giải Áp dụng cơng thức, ta có: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể = = = (kiểu gen) b - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = r = 2, gồm: XAXA, XaXa - Số loại kiểu gen dị hợp tử = 3, gồm: XAXa, X AO, XaO = c Số kiểu giao phối có quần thể = = = (kiểu) II.2.2.2 Trên NST X có nhiều gen Trên NST X có nhiều gen: gen1 có a alen, gen có b a alen, gen có c alen, gen có d alen, … gen nằm NST X Ta gọi m tích số alen gen, ta có : m = a.b.c.d….Sau ta áp dụng cơng thức phần II.2.2.1 Ta có cơng thức tính: * Tổng số kiểu gen = * Số kiểu gen đồng hợp tử = m * Số kiểu gen dị hợp = -m= * Số kiểu giao phối = Ví dụ Một quần thể ngẫu phối, xét gen: gen có alen, gen có alen, gen có alen, gen nằm NST X Biết lồi có kiểu giới tính XX, XO Xác định: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể gen này? b Số loại kiểu gen đồng hợp tử dị hợp tử? c Số kiểu giao phối có quần thể? Giải Gọi m tích số alen gen trên, ta có : m = 2.3.4 = 24, áp dụng cơng thức ta có: a Tổng số loại kiểu gen có quần thể = = 324 (kiểu gen) b - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = m = 24 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen dị hợp tử = 300 (kiểu gen) = c Số kiểu giao phối có quần thể - Số loại kiểu gen giới XX = = = 300 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen giới XO = m = 24 (kiểu gen) Số kiểu giao phối = 300 24 = 7200 (kiểu) II.2.2.3.Bài toán tổng hợp: Các gen nằm NST thường nằm NST giới tính X Trong tốn: - Có a gen nằm a cặp NST thường tương đồng khác - Có b gen nằm cặp NST thường tương đồng (b gen nhóm liên kết) - Có c gen thuộc vào NST giới tính X Trong trường hợp ta thực bước sau: Bước Tính tổng số lọai kiểu gen tạo gen nằm cặp NST thường tương đồng (cách tính phương pháp nội dung mục II.1.4) Bước Tính tổng số lọai kiểu gen tạo gen nằm cặp NST giới tính (cách tính phương pháp nội dung mục II.2.2.2) Bước Tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp dị hợp: * Tổng số loại kiểu gen quần thể = tổng số lọai kiểu gen tạo gen nằm cặp NST thường tương đồng (bước 1) x tổng số lọai kiểu gen tạo gen nằm cặp NST giới tính (bước 2) * Số kiểu giao phối = (tổng số lọai kiểu gen tạo gen nằm cặp NST thường tương đồng)2 x số loại kiểu gen giới XX x số loại kiểu gen giới XO * Số loai kiểu gen đồng hợp = số loại kiểu gen đồng hợp tử tạo gen nằm cặp NST thường tương đồng x số loại kiểu gen đồng hợp tử tạo gen nằm cặp NST giới tính = số loại kiểu gen đồng hợp tử tạo gen nằm cặp NST thường tương đồng x số loại kiểu gen đồng hợp tử giới XX * Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số loại kiểu gen – số loại kiểu gen đồng hợp tử Ví dụ: Một quần thể ngẫu phối, xét gen : gen có alen nằm cặp NST thường tương đồng; gen gen gen có alen nằm cặp NST thường tương đồng khác; gen có alen nằm NST giới tính X Biết lồi có kiểu giới tính XX, XO Hãy tính: a Tổng số kiểu gen có quần thể gen trên? b Số kiểu gen đồng hợp số kiểu gen dị hợp tử? c Số kiểu giao phối quần thể gen trên? Giải Bước - Gen tạo tổng số kiểu gen = = (kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = (kiểu gen) - Gen gen 3: Gọi m tích số alen gen, ta có m = 3.3 = + Số kiểu gen tạo từ gen gen = = 45 ( kiểu gen) + Số kiểu gen đồng hợp = m = (kiểu gen) * Tổng số kiểu gen có quần thể gen = 3.45 = 135 (kiểu gen) * Số kiểu gen đồng hợp gen = 2.9 = 18 (kiểu gen) Bước Số kiểu gen tạo gen - Số loại kiểu gen giới XX = = = 10 (kiểu gen) Số kiểu gen đồng hợp tử = r = (kiểu gen) - Số loại kiểu gen giới XO = r = (kiểu gen) Số kiểu gen đồng hợp tử = (kiểu gen) * Tổng số kiểu gen có quần thể gen cặp NST giới tính = số loại kiểu gen giới XX + số loại kiểu gen giới XO = 10 + = 14 (kiểu gen) * Số kiểu gen đồng hợp tử gen cặp NST giới tính = số loại kiểu gen đồng hợp tử giới XX + số loại kiểu gen đồng hợp tử giới XO = + = (kiểu gen) Bước a Tổng số loại kiểu gen quần thể = 135.14 = 1890 (kiểu gen) b Số loai kiểu gen đồng hợp = 18.4 = 72 (kiểu gen) Số loại kiểu gen dị hợp = 1890 – 72 = 1818 (kiểu gen) c Số kiểu giao phối = (135)2 10.4 = 729000 (kiểu) III Kết đạt Qua nhiều năm dạy ôn thi tốt nghiệp, ôn thi đại học cao đẳng, đặc biệt ôn thi cho đội tuyển học sinh giỏi mơn sinh học kì thi giải tốn máy tính cầm tay thi học sinh giỏi mơn văn hóa đạt kết cao Điểm ý gặp dạng tập tính số loại kiểu gen, số kiểu giao phối, số kiểu gen đồng hợp tử dị hợp tử em làm đúng, nhanh, em hứng thú sôi giải tập dạng Kết quả: số học sinh thi đại học cao đẳng đạt điểm giỏi môn sinh ngày tăng Số lượng giải kì thi học sinh giỏi ngày nhiều như: -Năm học 2010-2011: giải ba văn hóa, giải khuyến khích casio -Năm học 2011-2012: giải khuyến khích văn hóa, giải khuyến khích casio -Năm học 2012-2013: giải khuyến khích văn hóa,1 giải ba giải khuyến khích casio Tuy kết khơng cao bước có kết áp dụng phương pháp tính trên, sở sáng kiến tiếp tục hồn thiện để giảng dạy kì ôn luyện C KẾT LUẬN CHUNG Lĩnh vực khoa học giới sống phức tạp, nhiều vấn đề tiếp tục phải nghiên cứu Đề tài không trình bày tồn diện mà tập trung vào số vấn đề lựa chọn, vấn đề đưa dựa kinh nghiệm giảng dạy hệ thống kiến thức tham khảo tài liệu trình bày theo vấn đề Do hạn chế thời gian trình độ nên đề cập số vấn đề bước khai thác mở rộng Tuy nhiên độc lập nghiên cứu, tìm tòi nên nội dung đề tài chắn nhiều hạn chế thiếu sót mong q thầy bạn bè đồng nghiệp góp ý thêm để nội dung đề tài hồn thiện áp dụng vào thực tiễn giảng dạy để đạt hiệu cao D TÀI LIỆU THAM KHẢO Phương pháp giải nhanh tập di truyền (dùng cho ôn thi đại học bồi dưỡng học sinh giỏi) – Tác giả: Phan Khắc Nghệ