Xây dựng công thức giải một số loại bài tập phần di truyền học quần thể trong chương trình sinh học 12

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA NÔNG – LÂM - NGƯ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC XÂY DỰNG CÔNG THỨC GIẢI MỘT SỐ LOẠI BÀI TẬP PHẦN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 12 Họ tên sinh viên: Trần Thị Thanh Hằng Mã số sinh viên: DQB05140011 Chuyên ngành: Sư phạm Sinh học Giảng viên hướng dẫn: ThS Lê Khắc Diễn Quảng Bình, 2018 LỜI CAM ĐOAN Đề tài: "Xây dựng công thức giải số loại tập phần di truyền học quần thể chương trình sinh học 12" Tơi xin cam đoan đề tài nghiên cứu Dữ liệu kết nghiên cứu khóa luận tơi tìm hiểu, nghiên cứu tất kiến thức nhiệt huyết Sinh viên Trần Thị Thanh Hằng Xác nhận giảng viên hướng dẫn Lê Khắc Diễn LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp đại học đề tài nghiên cứu khóa học tạo lực, nhiệt huyết, cố gắng sinh viên giúp đỡ nhiều người Giờ đây, sau hồn thành xong khóa luận em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người ủng hộ, giúp đỡ em suốt thời gian qua: Cảm ơn Trường Đại học Quảng Bình tạo điều kiện cho sinh viên chúng em có hội làm khóa luận tốt nghiệp Đây hội để chúng em thể lực, nhiệt huyết rèn luyện thân thông qua kiến thức học Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo - Ths Lê Khắc Diễn - Người thầy hướng dẫn tận tình xuyên suốt trình em thực hoàn thành đề tài Em xin cảm ơn thầy cô giáo khoa Nông - Lâm – Ngư dạy dỗ tạo điều kiện học tập thuận lợi suốt thời gian em ngồi giảng đường đại học Cảm ơn thầy cô giáo Trung tâm học liệu Trường Đại học Quảng Bình cho em mượn tài liệu tham khảo thời gian thực đề tài Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo chủ nhiệm tập thể lớp ĐHSP Sinh học k56 ủng hộ, giúp đỡ tạo điều kiện cho em suốt thời gian làm khóa luận suốt năm học bên Cuối cùng, em xin cảm ơn tất người thân, gia đình bạn bè ln bên cạnh, tạo điều kiện giúp đỡ cho em thuận lợi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Cảm ơn tất cả! Sinh viên Trần Thị Thanh Hằng MỤC LỤC Phụ bìa .1 Lời cam đoan Lời cảm ơn .3 Tóm tắt đề tài PHẦN I MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Thời gian phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .9 Phần II NỘI DUNG .10 Chương I LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ DI TRUYỀN QUẦN THỂ .10 KHÁI NIỆM CHUNG .10 2.ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỂN CỦA QUẦN THỂ NỘI PHỐI 10 ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỂN CỦA QUẦN THỂ NGẪU PHỐI 10 3.1 Định luật Hacđi – Vanbec 10 3.1.1 Nội dung định luật 10 3.1.2 Chứng minh định luật 10 3.2 Trạng thái cân di truyền quần thể giao phối tự (ngẫu phối) 12 3.3 Tính đa hình quần thể giao phối 12 Chương II.XÂY DỰNG CÔNG THỨC GIẢI BÀI TẬP QUẦN THỂ……… ….13 XÁC ĐỊNH SỐ LOẠI KIỂU GEN CÓ TRONG QUẦN THỂ 13 1.1 Xác định công thức 13 1.2 Giải tập mẫu 17 1.2.1 Bài 17 1.2.2 Bài 18 1.2.4 Bài 18 1.3 Bài tập tự giải 19 1.3.1 Bài 19 1.3.2 Bài 19 1.3.3 Bài 19 GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ NỘI PHỐI QUA CÁC THẾ HỆ 19 2.1 Xác định công thức 19 2.2 Giải tập mẫu 22 2.2.1 Bài 22 2.2.2 Bài 23 2.2.3 Bài 23 2.3 Bài tập tự giải 23 2.3.1 Bài 23 2.3.2 Bài 24 2.3.3 Bài 24 GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ NGẪU PHỐI 24 3.1.Xác định công thức 24 3.2 Giải tập mẫu 28 3.2.1 Bài 28 3.2.2 Bài 29 3.2.3 Bài 29 3.3 Bài tập tự giải 30 3.3.1 Bài 30 3.3.2 Bài 30 3.3.3 Bài 30 BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN XÁC SUẤT .30 4.1 Xác định công thức 30 4.2 Giải tập mẫu 31 4.2.1 Bài 31 4.2.2 Bài 32 4.2.3 Bài 32 4.3 Bài tập tự giải 33 4.3.1 Bài 33 4.3.2 Bài 33 4.3.3 Bài 33 BÀI TẬP TỔNG HỢP 33 5.1 Xác định công thức 33 5.2 Giải tập mẫu 33 5.2.1 Bài 34 5.2.2 Bài 34 5.2.3 Bài 35 5.3 Bài tập tự giải 36 5.3.1 Bài 36 5.3.2 Bài 36 5.3.3 Bài 36 Phần III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .37 1.KẾT LUẬN 37 KIẾN NGHỊ .37 Tài liệu tham khảo 38 TÓM TẮT ĐỀ TÀI -Chương I Lý thuyết di truyền quần thể Chương II Xây dựng công thức giải tập di truyền quẩn thể Xác định số loại kiểu gen có quần thể: + Nếu nhiễm sắc thể thường chứa gen (có n alen) số loại kiểu gen n( n + ) quần thể là: + Nếu nhiễm sắc thể thường chứa gen ( gen có a alen, gen có b alen) Số ab(ab + 1) loại kiểu gen quần thể : + Nếu nhiễm sắc thể giới tính đoạn không tương đồng X chứa gen (có a(a + 1) a alen) tổng số loại kiểu gen quần thể là: +a + Nếu nhiễm sắc thể giới tính đoạn khơng tương đồng X chứa gen (gen chứa a alen gen chứa b alen) tổng số loại kiểu gen quần thể là: ab(ab + 1) + (a.b) + Nếu nhiễm sắc thể giới tính đoạn khơng tương đồng Trên Y chứa gen (có a alen) tổng số loại kiểu gen quần thể là: (1 + a) + Nếu nhiễm sắc thể giới tính đoạn tương đồng X Y chứa gen (gen có a alen gen chứa b alen) tổng số loại kiểu gen quần thể là: ab(ab + 1) + (a2.b2) 2 Giải tập di truyền quần thể nội phối qua hệ: Nếu quần thể ban đầu có dạng: xAA : yAa : zaa thì: + Sau nội phối thành phần kiểu gen hệ thứ n là: y y y- n y- n 2 y x+ AA; aa n Aa; z + 2 + Số lượng cá thể AA, Aa, aa mang kiểu gen hệ Fn là: 4n - 2n 4n - 2n x 4n + y ; y 2n; z 4n + y 2 Giải tập di truyền quần thể ngẫu phối: + Nếu quần thể ngẫu phối ban đầu có dạng xAA : yAa : zaa cấu trúc quần thể y y y y hệ Fn là: ( x + ) AA + 2( x + ) ( z + ) Aa + ( z + ) aa 2 2 + Nếu quần thể có tần số alen A p, tần số alen a q thì: - Nếu quần thể chịu tác động chọn lọc tự nhiên loại bỏ hoàn toàn kiểu gen đồng hợp lặn khỏi quần thể tần số alen a, A hệ thứ n là: q + (n - 1)q , + nq + nq - Nếu biết tỉ lệ kiểu hình trội (hoặc lặn) ta có: q = p = - + Nếu xAA + yAa + zaa = viết dạng : p2 AA + pqAa + q2aa = quần thể trạng thái cân di truyền (và ngược lại) Bài tập liên quan đến xác suất: Vận dụng tốn xác suất phân tích tốn sinh học để giải tập Bài tập tổng hợp: Vận dụng linh hoạt cơng thức tính dạng kết hợp với kiến thức toán học * Kết đạt được: - Xây dựng hệ thống lí thuyết phần di truyền học quần thể chương trình sinh học 12 - Xây dựng 13 công thức áp dụng giải cho loại tập phần di truyền học quần thể - Đã hướng dẫn giải 15 tập mẫu công thức xây dựng - Đã sưu tầm 15 tập phần di truyền học quần thể cho học sinh tự áp dụng công thức để giải XÂY DỰNG CÔNG THỨC GIẢI MỘT SỐ LOẠI BÀI TẬP PHẦN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 12 -PHẦN I: MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Di truyền học quần thể nội dung chương trình sinh học lớp 12 trường Trung học phổ thơng Để hiểu nội dung kiến thức bắt buộc học sinh phải giải tập di truyền học quần thể thực tế, học sinh cịn gặp nhiều khó khăn giải loại tập Mặt khác, phần tập di truyền học quần thể nội dung thi thường xuyên kì thi trung học phổ thơng Mặc dù có nhiều tài liệu tham khảo phương pháp giải tập di truyền quần thể nhiên phương pháp cách diễn đạt chưa thật rõ ràng cho học sinh tiếp thu Do đó, tơi chọn đề tài "Xây dựng công thức giải số loại tập phần di truyền học quần thể chương trình sinh học 12" làm khóa luận tốt nghiệp Với mục đích xây dựng cơng thức, áp dụng công thức để giải dạng tập theo phương pháp, đạt hiệu cao Mặt khác, đề tài nguồn tư liệu cho học sinh, sinh viên tham khảo trình học sở giảng dạy cho sinh viên trường MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Xây dựng sở lý thuyết có liên quan đến phương pháp giải tập di truyền quần thể - Phân loại dạng tập phần quần thể - Xác định xây dựng phương pháp, công thức giải dạng tập phần quần thể - Giải chi tiết trình bày số tập mẫu cách vận dụng công thức xây dựng NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu vấn đề lý thuyết có liên quan đến phương pháp giải tập di truyền quần thể - Phân loại tập di truyền quần thể: (1) xác định số loại kiểu gen, (2) cấu trúc di truyền quần thể nội phối qua hệ,) (3) cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối, (4) tập liên quan đến xác suất, (5) tập tổng hợp - Xác định phương pháp bản, bước giải tập di truyền quần thể - Xây dựng, sưu tầm đề xuất cách giải dạng tập - Sưu tầm dạng tập mở rộng hay khó ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu cách có hệ thống phần lý thuyết liên quan đến kiến thức di truyền học quần thể, bao gồm: khái niệm bản, quần thể nội phối - Nghiên cứu phương pháp giải tập cán giảng viên, giáo viên phương pháp học sinh viên, học sinh phổ thông - Nghiên cứu dạng tập phần quần thể THỜI GIAN VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 5.1 Thời gian - 10/2017 đến 14/11/2017: Làm đề cương sơ - 12/2017 đến 4/2017: Làm nội dung khóa luận 5.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu phương pháp giải tập di truyền học quần thể chương trình Sinh học 12 (bao gồm chương trình nâng cao) PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 6.1 Phương pháp lý thuyết: Nghiên cứu hệ thống lý thuyết có liên quan như: khái niệm di truyền quần thể, cấu trúc di truyền quần thể, biến đổi tần số alen 6.2 Phương pháp chuyên gia: Trao đổi với người có chun mơn,…những vấn đề cịn vướng mắc tìm hướng giải đề tài mang tính khoa học PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ DI TRUYỀN QUẦN THỂ KHÁI NIỆM CHUNG Quần thể tập hợp cá thể loài, sống khoảng không gian định, thời điểm xác định Các cá thể quần thể có khả giao phối với Con chúng có khả sinh sản [3][6] Đối với quần thể sinh sản vơ tính hay trinh sản sinh sản không qua giao phối [3] Đối với quần thể giao phối, người ta phân loại là: - Nội phối - Giao phối tự ngẫu nhiên (gọi tắt giao phối ngẫu phối) [3][6] Tần số alen tỉ số alen so với tổng số alen locut (vị trí) [3][6] Tỉ lệ kiểu gen tỉ số kiểu gen so với tổng số kiểu gen [3][6] Cấu trúc quần thể có dạng: xAA + yAa + zaa ( x+y+z=1) [3][6] Trường hợp khác: xAA + yAa ( x+y=1) xAA + yaa ( x+y=1) xAa + yaa ( x+y=1) [3] ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỂN CỦA QUẦN THỂ NỘI PHỐI Ở thực vật, quần thể nội phối quần thể tự thụ phấn bắt buộc [3][6] Ở động vật, nội phối hiểu giao phối cận huyết, giao phối họ hàng, giao phối dòng [3][6] Trong quần thể nội phối, thành phần kiểu gen thay đổi qua hệ Tuy nhiên, tần số alen số [3][6] Khi nội phối qua n hệ với giá trị n lớn, tỉ lệ kiểu gen Aa tiệm cận với quần thể phân hóa thành dịng AA=aa=0,5 [3][6] Nội phối biện pháp tạo dòng Dòng sử dụng ngiên cứu di truyền việc chọn tạo giống [3] ĐẶC ĐIỂM DI TRUYỂN CỦA QUẦN THỂ NGẪU PHỐI 3.1 Định luật Hacđi – Vanbec 3.1.1 Nội dung định luật Trong điều kiện định, lòng quần thể giao phối, tần số tương đối alen thành phần kiểu gen có xu hướng trì khơng đổi qua hệ [6] 3.1.2 Chứng minh định luật Ví dụ 1: Giả sử hệ xuất phát P có cấu trúc: 0,64AA+0,32Aa+0,04aa Khí tần số alen P là: 10 hợp lặn khỏi quần thể (các cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn aa chết giai đoạn phôi) Tần số alen hệ thứ n là: q Tần số alen a = + nq 1+ ( n - 1)q Tần số alen A = + nq 1.1.4 Xác định cấu trúc quần thể quần thể đạt trạng thái cân Ví dụ : Ở gà, cho biết kiểu gen: AA qui định lông đen, Aa qui định lông đốm, aa qui định lông trắng Một quần thể gà có 410 lơng đen, 580 lơng đốm, 10 lông trắng a Cấu trúc di truyền quần thể nói có trạng thái cân khơng? b Quần thể đạt trạng thái cân với điều kiện nào? c Xác định cấu trúc di truyền quần thể đạt trạng thái cân bằng? Cách giải: a Cấu trúc di truyền quần thể xác định dựa vào tỉ lệ kiểu gen: Tổng số cá thể quần thể: 410 + 580 + 10 =1000 410 Tỉ lệ thể đồng hợp trội AA: = 0,41 1000 580 Tỉ lệ thể dị hợp Aa: = 0,58 1000 10 Tỉ lệ thể đồng hợp lặn aa: = 0,01 1000 Cấu trúc di truyền quần thể là: 0,41 AA + 0,58Aa + 0,01aa Theo lí thuyết, quần thể đạt trạng thái cân quần thể có dạng: p2 AA + pqAa + q2aa = Ta thấy: Vậy cấu trúc di truyền quần thể nói khơng trạng thái cân b Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân di truyền là: Khi trình ngẫu phối diễn hệ quần thể đat trạng thái cân di truyền c Cấu trúc di truyền quần thể đạt trạng thái cân bằng: Khi trình ngẫu phối diễn quần thể ta có: 0.58 Tần số alen A là: ( 0.41 + )A = A 10 0.58 Tần số alen a là: ( 0.01 + )a = a 10 27 Vậy cấu trúc quần thể hệ sau là: 7 ( A+ a).( A+ a ) = 0,49AA + 0,42Aa + 0,09aa 10 10 10 10 Với cấu trúc quần thể đạt trạng thái cân thoả mãn: 0,49AA + 0,42Aa + 0,09aa = (0,7)2 AA + (2 0,7 0,3) Aa + (0,3)2 aa TỔNG QUÁT: + Từ số lượng kiểu hình cho xác định tỉ lệ loại kiểu gen quần thể: Số lượng cá thể có kiểu gen đồng hợp trội Tỷ lệ kiểu gen đồng hợp trội = Tổng số cá thể quần thể Số lượng cá thể có kiểu gen dị hợp Tỷ lệ kiểu gen dị hợp = Tổng số cá thể quần thể Số lượng cá thể có kiểu gen đồng hợp lặn Tỷ lệ kiểu gen đồng hợp lặn = Tổng số cá thể quần thể + Giả sử tỷ lệ kiểu gen đồng hợp trội, tỷ lệ kiểu gen dị hợp, tỷ lệ kiểu gen đồng hợp lặn có giá trị x, y, z cấu trúc di truyền quần thể : xAA + yAa + zaa = + Nếu xAA + yAa + zaa = viết dạng : p2 AA + pqAa + q2aa = Thì quần thể trạng thái cân di truyền + Nếu xAA + yAa + zaa = viết dạng : p2 AA + pqAa + q2aa = Thì quần thể không cân di truyền + Quần thể khơng cân di truyền chuyển đổi thành quần thể cân di truyền cách ngẫu phối mục 3.1.1 1.1.5 Xác định cấu trúc quần thể ngẫu phối biết tỉ lệ kiểu hình trội (hoặc lặn) Cách giải sau : Gọi : p tần số tương đối alen A, q tần số tương đối alen a Bước : Xác định tỉ lệ kiểu hình đồng hợp lặn Nghĩa xác định giá trị q2 Bước : q = p= 1- Bước : Viết cấu trúc di truyền quần thể có dạng : p2 AA + pqAa + q2aa 3.2 Giải tập mẫu 3.2.1 Bài (Câu 40, Mã đề thi 159, Đề thi Đại học 2015) Ở quần thể động vật ngẫu phối, xét gen nằm nhiễm sắc thể thường gồm alen, alen A trội hoàn toàn so với alen a Dưới tác động chọn lọc tự nhiên, cá thể có kiểu hình lặn bị đào thải hoàn toàn sau sinh Thế hệ xuất phát (P) quần thể có cấu trúc di truyền 0,6AA : 0,4Aa Cho rằng, tác động nhân tố tiến hóa khác Theo lí thuyết, hệ F3 quần thể có tần số alen a bao nhiêu? Giải - Ở P, ta có: 28 Tần số alen a = 0.4 a = 0.2 a Ở hệ F3 quần thể có tần số alen a là: Áp dụng cơng thức tính tần số alen a quần thể chịu tác động chọn lọc tự nhiên sau: q 0.2 Tần số alen a = = = a + nq + 3.0.2 - 3.2.2 Bài (trang 74 SGK Sinh học 12 bản) Quần thể quần thể đạt trạng thái cần bằng? Quần thể Tần số kiểu gen AA Tần số kiểu gen Aa Tần số kiểu gen aa 1 0 0 0,2 0,5 0,3 Bài giải Sử dụng điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân bằnglà: p2 AA + pqAa + q2aa = Ta có: Tần số Tần số Tần số Quần kiểu gen kiểu kiểu gen p2 AA + pqAa + q2aa KẾT LUẬN thể AA gen Aa aa 1 + +0=1 2 + 2 0 + 2 0,2 0,5 0,3 0.22 + 2 3.2.3 Bài (Câu 35, Mã đề thi 253, Đề thi Đại học 2008) 29 =0 +0#1 #1 +1=1 =0 + 0.32 # # 0.5 Quần thể cân Quần thể không cân Quần thể cân Quần thể không cân Ở loài thực vật, gen trội A quy định đỏ, gen lặn a quy định vàng Một quần thể loài trạng thái cân di truyền có 75% số đỏ 25% số vàng Tần số tương đối alen A a quần thể là? Bài giải: Tần số tương đối alen A a quần thể: + Gọi p tần số tương đối alen A + Gọi q tần số tương đối alen a Theo ra: % hoa trắng aa = 25% = q2 Suy 3.3 Bài tập tự giải 3.3.1 Bài 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 Hãy tính tần số alen A a quần thể cho biết quần thể có cân thành phần kiểu gen hay không? ( Đáp án: 0,1AA + 0,3Aa + 0,6aa = không cân di truyền) 3.3.2 Bài Quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân với loại kiểu hình hoa đỏ (do gen A trội hoàn toàn quy định) hoa trắng(do a quy định) Tỷ lệ hoa đỏ chiếm 84% Xác định cấu trúc di truyền quần thể? ( Đáp án : 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa ) 3.3.3 Bài (Câu 13, Mã đề thi 253, Đề thi Đại học 2008) Một quần thể giao phối trạng thái cân di truyền, xét gen có alen (A a), người ta thấy số cá thể đồng hợp trội nhiều gấp lần số cá thể đồng hợp lặn Tỉ lệ phần trăm số cá thể dị hợp quần thể bào nhiêu? ( Đáp án: 37,5 %) BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN XÁC SUẤT 4.1 Xác định công thức Giả sử quần thể cân 10000 (biết bệnh bạch tạng gen lặn nằm nhiễm sắc thể thường quy định) a Tính tần số alen? b Tính xác suất để người bình thường quần thể lấy sinh người đầu lòng bị bệnh bạch tạng? Cách Giải a Tính tần số alen:  Quy ước: gen A quy định người bình thường (khơng bạch tạng) Ví dụ: Quần thể người có tần số người bị bạch tạng 30 gen a quy định người bị bệnh bạch tạng  Gọi: p tần số tương đối alen A q tần số tương đối alen a Theo ra: người bị bệnh bạch tạng aa = = q2 10000 Suy ra: q= = 0,01; p = - 0,01 = 0,99 b Xác suất để người bình thường quần thể lấy sinh người đầu lòng bị bạch tạng: - Quần thể cân nên có dạng: p2 AA + pqAa + q2aa - Để bố mẹ bình thường sinh bị bệnh bạch tạng bắt buộc bố mẹ phải có kiểu gen dị hợp 2pq - Bố dị hợp (Aa) có xác suất: p + 2pq 2pq - Mẹ dị hợp (Aa) có xác suất: p + 2pq 1 - Xác suất bị bệnh bạch tạng aa là: ( a ) ( a ) = aa 2 Vậy xác suất để người bình thường quần thể lấy sinh người đầu lòng bị bạch tạng là: 2pq 2pq p + 2pq p + 2pq Với Ta có: 2pq 2pq = 0,00495 p + 2pq p + 2pq 2pq p + 2pq 2pq - Mẹ dị hợp (Aa) có xác suất: p + 2pq - Bố dị hợp (Aa) có xác suất: 4.2 Giải tập mẫu 4.2.1 Bài Khả cuộn lưỡi người gen trội NST thường qui định, alen lặn quy định người bình thường Một người đàn ơng có khả cuộn lưỡi lấy người phụ nữ khơng có khả này, biết xác suất gặp người cuộn lưỡi quần thể người 64% Xác suất sinh đứa trai bị cuộn lưỡi bao nhiêu? Cách Giải: + Gọi: p tần số tương đối alen A q tần số tương đối alen a 31 + Cấu trúc di truyền tổng quát quần thể có dạng: p2AA + 2pqAa + q2aa + Theo gỉa thiết ta có: q2 = - 64% = 36% suy Vậy cấu trúc di truyền quần thể là: 0,16AA + 0,48Aa + 0,36aa + Người vợ không cuộn lưỡi có kiểu gen aa suy tần số alen a: fa = (1) 0.16 0.48 + Người chồng bị cuộn lưỡi có kiểu gen : AA Aa 0.64 0.64 0.48 0.16 0.64 Suy Tần số alen A : fA = + = 0,625 (2) 0.64 + Khả sinh bị cuộn lưỡi là: (1) x (2) = x 0,625 = 0,625 + Vậy xác suất sinh trai bị cuộn lưỡi là: 0,625 x = 0,3125 4.2.2 Bài (Câu 29, Mã đề thi 297, Đề thi Đại học 2009) Ở loài thực vật, gen A quy định hạt có khả nảy mầm đất bị nhiễm mặn, alen a quy định hạt khơng có khả Từ quần thể trạng thái cân di truyền thu tổng số 10000 hạt Đem gieo hạt vùng đất bị nhiễm mặn thấy có 6400 hạt nảy mầm Trong số hạt nảy mầm, tỉ lệ hạt có kiểu gen đồng hợp tính theo lý thuyết bao nhiêu? Giải + Gọi: p tần số tương đối alen A, q tần số tương đối alen a + Quần thể cân nên có dạng: p2 AA + pqAa + q2aa = 10000 - 6400 + Ta có: q2 = = 0,36 suy q = = 0,6 10000 Suy + Cấu trúc quần thể là: (0,4)2AA + (2 0,6 0,4)Aa + (0,6)2aa = 0,16AA: 0,48Aa : 0,36aa + Trong số hạt nảy mầm, tỉ lệ hạt có kiểu gen đồng hợp tính theo lý thuyết là: p2 = 25% p2 + 2pq 4.2.3 Bài (Câu 49, Mã đề thi 147, Đề thi Đại học 2016) Ở lồi động vật, alen A quy định lơng đen trội hồn tồn so với alen a quy định lơng trắng Gen nằm nhiễm sắc thể thường Một quần thể loài hệ xuất phát (P) có cấu trúc di truyền 0,6AA : 0,3Aa : 0,1aa Giả sử quần thể này, cá thể có màu lông giao phối ngẫu nhiên với mà khơng giao phối 32 với cá thể có màu lông khác quần thể không chịu tác động nhân tố tiến hóa khác Theo lí thuyết, tí lệ cá thể lơng trắng F1 bao nhiêu? Giải Xác định tỉ lệ cá thể lông trắng F1 quần thể có cá thể màu lông giao phối ngẫu nhiên với nhau: + (P) có cấu trúc di truyền: 0,6AA : 0,3Aa : 0,1aa tương ứng với (P): 0,9 lông đen : 0,1 lông trắng + Ở P, tỉ lệ cá thể lông đen là: 0.6 0.3 AA + Aa = AA + Aa 0.6 + 0.3 0.6 + 0.3 3 + Các cá thể màu lông giao phối với nhau: 1 1 - Aa cho F1: ( ) aa = aa 3 36 - 0,1aa cho F1: 0,1aa 1 + Vậy tí lệ cá thể lơng trắng F1 là: 0,9 × + 0,1 = 36 4.3 Bài tập tự giải 4.3.1 Bài Ở người A - phân biệt mùi vị trội hoàn toàn so với a không phân biệt mùi vị Nếu cộng đồng Tần số alen a = 0,4 xác suất cặp vợ chồng phân biệt mùi vị sinh trai phân biệt mùi vị gái ko phân biệt mùi vị bao nhiêu? ( Đáp án: 1,72%) 4.3.2 Bài Một gen có alen nằm NST giới tính X đoạn không tương đồng với Y, alen lặn quy định tính trạng bệnh, alen trội quy định tính trạng bình thường Tỉ lệ người bị bệnh quần thể người 0,0208 Hai người bình thường khơng có quan hệ họ hàng kết hôn với nhau, cho quần thể có cân di truyền tính trạng Xác suất sinh bị bệnh cặp vợ chồng bao nhiêu? ( Đáp án: 1,92%) 4.3.3 Bài Trong hịn đảo biệt lập có 5800 người sống, có 2800 nam giới Trong số có 196 nam bị mù màu xanh đỏ Kiểu mù màu alen lặn m nằm NST giới tính X Kiểu mù màu khơng ảnh hưởng đến thích nghi cá thể Khả có phụ nữ hịn đảo bị mù màu xanh đỏ bao nhiêu? ( Đáp số: – 0,99513000 ) BÀI TẬP TỔNG HỢP 5.1 Xác định công thức Vận dụng linh hoạt cơng thức tính dạng kết hợp với kiến thức toán học 5.2 Giải tập mẫu 33 5.2.1 Bài Cho quần thể ban đầu có dạng: 0,2AA + 0,8Aa =1 Cho biết tất cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn chết giai đoạn phôi chọn lọc tự nhiên Ở hệ F người ta lấy ngẫu nhiên cá thể Hỏi cá thể có xác suất mang kiểu gen dị hợp Aa bao nhiêu? Cách giải - Ở P, ta có: 0.8 Tần số alen a = a = 0.4 a - Theo giả thiết, qua ngẫu phối tần số alen F4 là: Áp dụng cơng thức tính tần số alen quần thể chịu tác động chọn lọc tự nhiên sau: q 0.4 Tần số alen a = = = 1+nq + 4.0.4 13 11 Tần số alen a = = 13 13 Suy thành phần kiểu gen F5: 11 11 2 121 44 ( )2 AA + (2 ) Aa + ( )2 aa = AA : Aa : aa 13 13 13 13 169 169 169 - Do tất cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn chết giai đoạn phôi nên tỉ lệ kiểu gen F5 là: 121 44 169 169 11 AA + Aa = AA : Aa 121 44 121 44 15 15 + + 169 169 169 169 Vậy hệ F5 lấy ngẫu nhiên cá thể mang kiểu gen dị hợp Aa có xác suất là: 15 5.2.2 Bài Cho quần thề ban đầu P có dạng: 0,5AA + 0,4Aa +0,1aa Cho biết cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn aa khơng có khả sinh sản Ở hệ F3 người ta lấy ngẫu nhiên cá thể, hỏi xác suất thu cá thể dị hợp bao nhiêu? Cách giải 0.4 0.4 + Theo ra, ta có tần số alen P là: (0.5 + )A = 0.7A (0.1 + )a = 0.3 2 + Do cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn aa khả sinh sản nên ta có tần số alen F2 là: Áp dụng cơng thức tính tần số alen quần thể chịu tác động chọn lọc tự nhiên sau: 34 q 0.3 = = 1+nq + 2.0.3 16 13 Tần số alen A = = 16 16 Suy thành phần kiểu gen F3: 13 13 169 78 ( )2 AA + (2 ) Aa + ( )2 aa = AA : Aa : aa 16 16 16 16 256 256 256 Ở hệ F3 có: 78 Tỉ lệ kiểu gen dị hợp là: 256 78 178 Tỉ lệ kiểu gen đồng hợp là: 1= 256 256 Tần số alen a = - Vậy F3 lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất thu cá thể dị hợp là: 78 178 C = 0,4237 256 256 5.2.3 Bài Hai quần thể chuột đồng (I II) có kích thước lớn sống cách biệt Tần số alen A quy định chiều dài lông quần thể I 0,7 quần thể II 0,4 Một nhóm cá thể từ quần thể I di cư sang quần thể II Sau vài hệ giao phối, người ta khảo sát thấy tần số alen A quần thể II 0,415 Hỏi số cá thể di cư quần thể I chiếm phần trăm so với quần thể II? Cách giải + Gọi N số cá thể quần thể II C số cá thể quần thể I di cư sang quần thể II + Theo giả thiết, tần số alen A quần thể II sau nhận thêm cá thể di cư là: 2N × 0.4 + 2C × 0.7 0,415 = 2(N + C)  0,415( N + C ) = 0,4N + 0,7C  (0,415 – 0,4)N = (0,7 - 0,415)C C 0.415 – 0.4  = = 0.052 = 5,26 % N 0.7 - 0.415 + Vậy số cá thể di cư quần thể I chiếm phần trăm so với quần thể II là: 5,26 % TỔNG QUÁT: + Gọi N số cá thể quần thể nhận C số cá thể di cư từ quần thể cho sang quần thể nhận + Khi tỉ lệ phần trăm số cá thể di cư quần thể cho so với quần thể nhận là: C phỗn - pnhận = N pcho - phỗn 35 Trong đó: Phỗn tần số alen A(hoặc a) quần thể hỗn hợp sau có nhập cư Pnhận tần số alen A(hoặc a)của quần thể nhận Pcho tần số alen A(hoặc a)của quần thể cho C tỉ lệ phần trăm số cá thể di cư quần thể cho so với quần thể N nhận 5.3 Bài tập tự giải 5.3.1 Bài Trong quần thể gồm 900 bướm, tần số alen quy định cấu tử chuyển động nhanh enzyme (p) 0,7, tần số alen quy định cấu tử chuyển động chậm (q) 0,3 90 bướm từ quần thể nhập cư đến quần thể có q=0,8 Tính tần số alen quần thể ( Đáp số : q = 0.75; p = 0.25) 5.3.2 Bài Quần thể bướm bạch dương ban đầu có pB = 0,01 qb = 0,99, với B alen đột biến gây màu đen, b màu trắng Do ô nhiễm bụi than thân mà loài bướm đậu bị nhuộm đen, nên kiểu hình trội ưu kiểu hình lặn (chim ăn sâu khó nhìn thấy bướm màu đen mơi trường màu đen) Nếu trung bình 20% bướm đen sống sót sinh sản, bướm trắng sống sót đến sinh sản 10%, sau hệ tần số alen bao nhiêu? 5.3.3 Bài Ở lơcut NST thường có n+1 alen Tần số alen , tần số alen lại là Giả sử quần thể trạng thái cân Hardy-Weinberg Xác 2n 3n-1 định tần số cá thể dị hợp tử? ( Đáp số: ) 4n 36 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Q trình nghiên cứu khóa luận đạt số kết sau: - Xây dựng hệ thống lí thuyết phần di truyền học quần thể chương trình sinh học 12 - Xây dựng 13 công thức áp dụng giải cho loại tập phần di truyền học quần thể - Đã hướng dẫn giải 15 tập mẫu công thức xây dựng - Đã sưu tầm 15 tập phần di truyền học quần thể cho học sinh tự áp dụng công thức để giải KIẾN NGHỊ Do điều kiện thời gian hạn hẹp nên đề tài chưa có điều kiện để thực nghiệm Kiến nghị, thời gian tới tổ chức thực nghiệm để đánh giá hiệu đề tai 37 Tài liệu tham khảo Lê Đình Trung, Trịnh Nguyên Giao (2005), Giới thiệu đề thi tuyển sinh vào Đại học – Cao đẳng tồn quốc mơn Sinh học, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội Lê Đình Trung, Trịnh Ngun Giao (2006), Cẩm nang ơn luyện Sinh học, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội Lê Khắc Diễn (2007), Bài giảng Di truyền học Lê Khắc Diễn (2016), Giới thiệu đề thi tuyển sinh Đại học – Cao đẳng tồn quốc mơn Sinh học Trần Thị Hoa Phương (2008), Phương pháp giải dạng tập Sinh học có logic tốn, Nhà xuất Đại học sư phạm Vũ Văn Vụ, Nguyễn Như Hiền, Vũ Đức Lưu, Trịnh Đình Đạt, Chu Văn Mẫn, Vũ Trung Tạng (2007), Sinh học 12 Nâng cao, Nhà xuất Giáo dục *Một số trang web: https://text.xemtailieu.com/tai-lieu/chuyen-de-phuong-phap-giai-bai-tap-ditruyen-quan-the-doc-127819.html http://sogddt.vinhphuc.gov.vn/newsdetail.aspx?ID=2921&CatId=572ef4f6c196-4abe-abce-3e29600590e5 https://sites.google.com/site/sinhhoc101112/nckhspud/baitapditruyenquanthequanthetuphoi 10 http://www.quangvanhai.net/2016/04/bai-tap-quan-ngau-phoi-hay-va-kho.html 11 http://www.blogsinhhoc.com/2012/11/quan-ngau-phoi.html 12 http://sinhhoc247.com/phuong-phap-giai-cac-bai-tap-di-truyen-quan-the-coban a703.html 38 HỘI ĐỒNG NGHIỆM THU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP (Mẫu trang cuối luận văn sau hồn thiện với bìa cứng) Hội đồng nghiệm thu Chủ tịch: Thư ký: Ủy viên phản biện 1: Ủy viên phản biện 2: Ủy viên Hội đồng: QUẢNG BÌNH, 2018 39 TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA NÔNG - LÂM - NGƯ (Mẫu trang bìa) TRẦN THỊ THANH HẰNG XÂY DỰNG CÔNG THỨC GIẢI MỘT SỐ LOẠI BÀI TẬP PHẦN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 12 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH, 2018 40 41 ... dẫn giải 15 tập mẫu công thức xây dựng - Đã sưu tầm 15 tập phần di truyền học quần thể cho học sinh tự áp dụng công thức để giải XÂY DỰNG CÔNG THỨC GIẢI MỘT SỐ LOẠI BÀI TẬP PHẦN DI TRUYỀN HỌC... trình sinh học 12 - Xây dựng 13 công thức áp dụng giải cho loại tập phần di truyền học quần thể - Đã hướng dẫn giải 15 tập mẫu công thức xây dựng - Đã sưu tầm 15 tập phần di truyền học quần thể. .. thức toán học * Kết đạt được: - Xây dựng hệ thống lí thuyết phần di truyền học quần thể chương trình sinh học 12 - Xây dựng 13 công thức áp dụng giải cho loại tập phần di truyền học quần thể - Đã