MỘT số CÔNG THỨC lưu ý PHẦN DI TRUYỀN học QUẦN THỂ NGẪU PHỐI dưới tác ĐỘNG của các NHÂN tố TIẾN hóa và bài tập vận DỤNG

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI: MỘT SỐ CÔNG THỨC LƯU Ý PHẦN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ NGẪU PHỐI DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN TỐ TIẾN HÓA VÀ BÀI TẬP VẬN DỤNG Người thực hiện: Lê Thị Huệ Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THPT Triệu Sơn SKKN thuộc lĩnh mực (môn): Sinh Học MỤC LỤC MỞ ĐẦU: 1.1 Lí chọn đề tài: 1.2 Mục đích nghiên cứu: .2 1.3 Đối tượng nghiên cứu: 1.4 Phương pháp nghiên cứu: 2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm: 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm: 2.3.1 Quần thể ngẫu phối chịu tác động nhân tố chọn lọc tự nhiên: .5 2.3.2 Quần thể ngẫu phối chịu tác động nhân tố đột biến: 11 2.3.3 Quần thể ngẫu phối chịu tác động nhân tố di - nhập gen: 12 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường: 13 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ: 14 3.1 Kết luận: 14 3.2 Kiến nghị: 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 MỞ ĐẦU: 1.1 Lí chọn đề tài: Hiện chương trình sinh học lớp 12 có 16, 17 cấu trúc di truyền quần thể khai thác sử dụng vào nhiều kì thi Có nhiều dạng tập liên quan tập quần thể tự thụ phấn giao phối gần, tập quần thể giao phối ngẫu nhiên Bài tập quần thể giao phối ngẫu nhiên chia thành nhiều dạng khác nhau: Bài tập quần thể ngẫu phối cân di truyền không chịu tác động nhân tố tiến hóa, dạng tập gồm dạng gen qui định tính trạng nằm nhiễm sắc thể thường (gen có alen, gen có nhiều alen) gen qui định tính trạng nằm nhiễm sắc thể giới tính; Bài tập quần thể ngẫu phối chịu tác động nhân tố tiến hóa Mà tập phương tiện dùng để dạy học nguồn để hình thành kiến thức , kĩ cho học sinh, tập phương tiện để rèn luyện phát triển tư Bài tập lại lĩnh vực dễ gây hứng thú, tìm tòi học sinh Vì trình giải tập học sinh hiểu củng cố kiến thức lí thuyết tốt mà không bị nhàm chán lãng quên Trong thực tế giảng dạy trường THPT Triệu Sơn thấy làm tập di truyền quần thể ngẫu phối tác động nhân tố tiến hóa học sinh gặp nhiều vướng mắc khó khăn sách giáo khoa tài liệu tham khảo chưa bàn sâu vấn đề Đặc biệt cá nhân nhận thấy đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh, tỉnh, học sinh giỏi quốc gia năm trở lại đây, tập di truyền quần thể ngẫu phối tác động nhân tố tiến hóa xuất phổ biến Phải nói dạng tập hay tổng hợp nhiều yếu tố phù hợp với xu đề thi Bộ GD- ĐT Quả thực điểm khó học sinh phận giáo viên Vấn đề đặt là: Với quần thể ngẫu phối trạng thái cân theo qui luật Hacdi – Vanbec không chịu tác động yếu tố làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen trì khơng đổi từ hệ sang hệ khác Trong thực tế, quần thể tự nhiên chịu tác động nhân tố bên chọn lọc tự nhiên, đột biến, di nhập gen,….( gọi chung nhân tố tiến hóa) tần số elen thành phần kiểu gen quần thể thay đổi qua hệ vận dụng công thức để giải tập dạng Vì định chọn đề tài: “Một số công thức lưu ý phần di truyền học quần thể ngẫu phối tác động nhân tố tiến hóa tập vận dụng,, 1.2 Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu số công thức phần di truyền học quần thể ngẫu phối tác động nhân tố tiến hóa tập vận dụng để áp dụng vào việc dạy học sinh khối 12 ôn thi học sinh giỏi, ơn thi cho kì thi THPT quốc gia nhằm giúp học sinh thu kết cao kì thi 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu vấn đề: - Vận dụng lí thuyết di truyền học quần thể, nhân tố tiến hóa, biến đổi tốn học để chứng minh thiết lập số công thức phần di truyền học quần thể ngẫu phối tác động nhân tố tiến hóa - Vận dụng cơng thức để giải số tập tài liệu đề thi có liên quan 1.4 Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lí thuyết: + Nghiên cứu lí thuyết quần thể ngẫu phối: Khái niệm quần thể ngẫu phối,đặc điểm di truyền quần thể ngẫu phối + Nghiên cứu lí thuyết nhân tố tiến hóa (chọ lọc tự nhiên, đột biến gen, di – nhập gen) + Nghiên cứu biến đổi phép toán đại số + Thu thập dạng tập từ tài liệu - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin: + Vận dụng lí thuyết di truyền học quần thể, nhân tố tiến hóa, biến đổi tốn học để chứng minh thiết lập số công thức phần di truyền học quần thể ngẫu phối tác động nhân tố tiến hóa + Đưa số tâp yêu cầu học sinh vận dụng cơng thức để giải tập - Phương pháp thống kê, xử lí số liệu + Đưa tập điển hình áp dụng cho nhóm học sinh ban có lực học đồng Nhóm 1( nhóm đối chứng) : Đưa tập yêu cầu học sinh tự rút công thức để vận dụng làm tập Nhóm 2( nhóm thực nghiệm): Hướng dẫn học sinh để tự em rút công thức yêu cầu học sinh vận dụng công thức để làm Giáo viên nhận xét + Phát phiếu thăm dò cho nhóm để lựa chọn phương pháp giải ưu việt nhất, gây hứng thú cho học sinh nhiều NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm: - Khái niệm đặc điểm di truyền quần thể ngẫu phối không chịu tác động nhân tố tiến hóa [1] + Khái niệm: Quần thể sinh vật gọi quần thể ngẫu phối cá thể quần thể lựa chọn bạn tình để giao phối cách hồn tồn ngẫu nhiên + Đặc điểm di truyền quần thể ngẫu phối: Trong quần thể ngẫu phối cá thể có kiểu gen khác kết đôi với cách ngẫu nhiên tạo nên lượng biến dị di truyền lớn -> làm nguyên liệu cho trình tiến hố chọn giống Quần thể ngẫu phối trì tần số kiểu gen khác (đa dạng di truyền) quần thể cách không đổi điều kiện định - Đặc điểm nhân tố tiến hóa [1] + Chọn lọc tự nhiên: Là q trình phân hố khả sống sót khả sinh sản cá thể với kiểu gen khác quần thể.Điều có nghĩa cá thể có kiểu gen qui định kiểu hình giúp tăng khả sống sót khả sinh sản cá thể có nhiều hội đóng góp gen cho hệ sau.Ngược lại, cá thể có kiểu gen qui định kiểu hình thích nghi khả sinh sản tần số elen qui định kiểu hình ngày giảm hệ sau Như chọn lọc tự nhiên tác động trực tiếp lên kiểu hình gián tiếp làm biến đổi tần số kiểu gen, qua làm biến đổi tần số alen quần thể Khi môi trường thay đổi theo hướng xác định CLTN làm biến đổi tần số alen theo hướng xác định chọn lọc tự nhiên làm biến đổi tần số alen theo hướng xác định Vì vậy, chon lọc tự nhiên nhân tố quy định chiều hướng tiến hoá sinh giới CLTN nhân tố tiến hóa có hướng + Đột biến: Đột biến loại nhân tố tiến hóa làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể.Trong tự nhiên tần số đột biến thấp, nên đột biến gen làm thay đổi tần số alen quần thể không đáng kể, sinh vật có nhiều gen, quân thể lại có nhiều cá thể nên tạo nhiều alen đột biến nguyên liệu sơ cấp, đột biến gen qua giao phối tạo nguồn biến dị thứ cấp (biến dị tổ hợp) vơ phong phú cho q trình tiến hóa + Di - nhập gen: Là tượng trao đổi cá thể giao tử quần thể Làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể - Một số công thức quần thể ngẫu phối chịu tác động nhân tố tiến hoá tham khảo tài liệu di truyền học quần thể tác giả Đỗ Lê Thăng nhà xuất Đại Học Quốc Gia Hà Nội + Chọn lọc tự nhiên: Chọn lọc chống lại alen lặn, chọn lọc chống lại alen trội, chọn lọc chống lại kiểu gen AA, chọn lọc chống lại kiểu gen Aa, chọn lọc chống lại kiểu gen aa Trong dạng công thức phần thân sâu vào công thức tập dạng chọn lọc chống lại kiểu gen aa, tập đề thi chủ yếu tập trung vào dạng + Đột biến : Xét gen có hai alen A a Gọi p0 tần số alen A, q0 tần số alen a hệ khởi đầu Gỉa sử , hệ có u alen A đột biến thành a, có v alen a đột biến thành A Xét trường hợp : u v ; u  , v 0 ; u 0, v  ; u v , u , v  Mỗi trường hợp có cơng thức khác + Di – nhập gen : Gọi m tỉ lệ số cá thể ( tỉ lệ giao tử) nhập cư q : Tần số alen quần thể trước nhập cư q m : Tần số alen phận nhập cư q1 : Tần số alen sau nhập cư Thì: q1 q0  m q0  q m  = q 1  m   mq m 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: Trong thực tế giảng dạy trường THPT Triệu Sơn thấy làm tập cấu trúc di truyền học quần thể học sinh mơ hồ chưa phân biệt quần thể tự phối quần thể ngẫu phối, chưa phân biệt tập gen có alen gen có nhiều alen, chưa phân biệt tập gen qui định tính trạng nằm nhiễm sắc thể thường tập gen qui định tính trạng nằm nhiễm sắc thể giới tính,đặc biệt học sinh chưa làm dạng tập quần thể có tác động nhân tố tiến hóa Đặc biệt cá nhân tơi nhận thấy đề thi trung học phổ thông quốc gia, đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh, tỉnh , tập cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối có tác động nhân tố tiến hóa xuất phổ biến Phải nói dạng tập hay tổng hợp nhiều yếu tố phù hợp với xu đề thi Bộ GD- ĐT Quả thực điểm khó học sinh phận giáo viên Trước thực trạng mạnh dạn đưa số công thức cấu trúc di truyền học quần thể ngẫu phối tác động nhân tố tiến hóa tập vận dụng mong muốn em yêu thích học mơn sinh học , tích cực chủ động vận dụng giải thành công tập đề thi, tài liệu tham khảo, đồng thời góp phần tháo gỡ phần vướng mắc cho đồng nghiệp Việc nắm chất cấu trúc di truyền học quần thể ngẫu phối tác động nhân tố tến hóa giúp học sinh vận dụng cách linh hoạt việc giải tập cấu trúc di truyền quần thể Việc sử dụng phép toán Sinh học để em tự xác lập công thức giúp em hiểu nhớ cơng thức tốt từ em giải tập nhanh Thơng qua dạy, chọn học sinh có khả vào đội tuyển 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm: 2.3.1 Quần thể ngẫu phối chịu tác động nhân tố chọn lọc tự nhiên: 2.3.1.1 Chọn lọc chống lại alen lặn: Công thức: Một quần thể cân di truyền có thành phần kiểu gen p AA + 2pq Aa + q2 aa = Alen A trội hoàn toàn so với alen a Gía trị chọn lọc kiểu gen aa thay đổi số lượng giao tử kiểu gen tạo giảm đi; Kiểu gen Aa có giá trị chọn lọc nằm trung gian AA aa Chọn lọc tác động chống lại kiểu gen Aa với cường độ giảm nửa Trong trường hợp hệ số chọn lọc với Aa 0,5s Hệ số chọn lọc aa s [2] Ta có: Kiểu gen AA Aa Tần số trước p 2pq chọn lọc Gía trị chọn 1(vì kiểu gen 1- 0,5s lọc AA không bị loại bỏ) Mức đóng p2 2pq( 1-0,5s) góp vào vốn gen chung pq.(1  0,5s ) Tỉ lệ p2  sq  sq kiểu gen aa q Tổng 1- s q2(1-s) q (1  s )  sq p2 + 2pq( 10,5s) + q2(1s) = 1- sq Dưới tác động chọn lọc loại thải alen a, tần số alen a thay đổi tử q đến q 1(q1 tần số alen a hệ F1 sau lần ngẫu phối) q (1  s ) pq.(1  0,5s ) q (1  s)  pq.(1  0,5s) Ta có q1 = + =  sq  sq  sq Thay p = 1- q vào biểu thức ta được: q1 = 0,5q.(2  sq  s) ; p1 = 1- q1  sq Bài tập vận dụng: Một quần thể cân di truyền có thành phần kiểu gen 0,25AA + 0,5Aa + 0,25aa = Alen A trội hồn tồn so với alen a Gía trị chọn lọc kiểu gen aa thay đổi số lượng giao tử kiểu gen tạo giảm đi; Kiểu gen Aa có giá trị chọn lọc nằm trung gian AA aa Chọn lọc tác động chống lại kiểu gen Aa với cường độ giảm nửa Hệ số chọn lọc aa 0,2 Trong trường hợp hệ số chọn lọc với Aa giảm nửa 0,1 Xác định tần số alen A, a hệ F1 sau hệ ngẫu phối? Giải: Tần số alen A, a hệ ban đầu là: pA = 0,5; qa = 0,5 Vận dụng cơng thức ta có tần số alen A, a hệ F sau hệ ngẫu phối là: q1 = 0,5q.(2  sq  s) = 0,5.0,5.(2  0,2.0,5  0,2) 0,47  sq  0,2.0,5 p1 = 1- q1 =1- 0,47 = 0,53 2.3.1.2 Chọn lọc chống lại alen trội A: Tương tự trường hợp chọn lọc chống lại alen lặn a, ta có hệ số chọn lọc với Aa 0,5s Hệ số chọn lọc AA s [2] Ta có bảng: Kiểu gen Tần số trước chọn lọc Gía trị chọn lọc Mức đóng góp vào vốn gen chung Tỉ lệ kiểu gen AA Aa aa p 2pq q 1- s 1- 0,5s p2.( 1-s) 2pq( 1-0,5s) q2 p (1  s )  sp pq.(1  0,5s )  sp q2  sp Tổng p2.(1-s)+ 2pq(1- 0,5s)+ q2=1-sp2spq= 1-sp Dưới tác động chọn lọc loại thải alen A, tần số alen A thay đổi tử p đến p (p1 tần số alen A hệ F1 sau lần ngẫu phối) p (1  s ) p (1  s )  pq.(1  0,5s ) pq.(1  0,5s ) 1  sp Ta có: p1=  sp + =  sp Thay q = 1-p vào biểu thức ta được: p1 = 0,5 p.(2  sp  s ) ; q1 = 1- p1  sp Bài tập vận dụng: Một quần thể cân di truyền có thành phần kiểu gen 0,25AA + 0,5Aa + 0,25aa = Alen A trội hồn tồn so với alen a Gía trị chọn lọc kiểu gen AA thay đổi số lượng giao tử kiểu gen tạo giảm đi; Kiểu gen Aa có giá trị chọn lọc nằm trung gian AA aa Chọn lọc tác động chống lại kiểu gen Aa với cường độ giảm nửa Hệ số chọn lọc AA 0,2 Trong trường hợp hệ số chọn lọc với Aa giảm nửa 0,1 Xác định tần số alen A, a hệ F1 sau hệ ngẫu phối? Giải: Tần số alen A, a hệ ban đầu là: pA = 0,5; qa = 0,5 Vận dụng cơng thức ta có tần số alen A, a hệ F sau hệ ngẫu phối là: p1 = 0,5 p.(2  sp  s) 0,5.0,5.(  0,2.0,5  0,2)  0,47  sp  0,2.0,5 q1 = 1- p1 = 1- 0,47 = 0,53 2.3.1.3 Chọn lọc chống lại kiểu gen Aa: Công thức: Một quần thể cân di truyền có thành phần kiểu gen p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = Alen A trội hoàn toàn so với alen a.Chọn lọc loại thải kiểu gen Aa với hệ số chon lọc s [2] Ta có: Kiểu gen Tần số trước chọn lọc Gía trị chọn lọc AA p2 Aa 2pq aa q2 Tổng 1(vì kiểu gen 1-s (vì kiểu 1(vì kiểu gen AA không bị gen Aa bị loại aa không bị loại bỏ) bỏ với hệ số loại bỏ) chọn lọc s) Mức đóng p 2pq(1-s) q2 p2 + 2pq(1-s) góp vào vốn + q2= 1-2pqs gen chung pq (1  s) Tỉ lệ p2 q2  pqs  pqs  pqs kiểu gen Dưới tác động chọn lọc loại thải kiểu gen Aa, tần số alen A thay đổi tử p đến p1 (p1 tần số alen A hệ F1 sau lần ngẫu phối) p1 = pq (1  s) p2 +  pqs ; q1 = 1- p1  pqs Bài tập vận dụng: Một quần thể cân di truyền có thành phần kiểu gen 0,09AA + 0,42Aa + 0,49aa = Alen A trội hoàn toàn so với alen a Chọn lọc loại thải kiểu gen Aa với hệ số chon lọc 0,2 Xác định tần số alen A, a hệ F1 sau hệ ngẫu phối? Giải: Tần số alen A, a hệ ban đầu là: pA = 0,3; qa = 0,7 Vận dụng cơng thức ta có tần số alen A, a hệ F sau hệ ngẫu phối là: p1 = pq (1  s) 2.0,3.0,7.(1  0,2) p2 0,3 +  pqs = +  2.0,3.0,7.0,2 0,28  2.0,3.0,7.0,2  pqs q1 = 1- p1 = 1- 0,28 = 0,72 2.3.1.4.Chọn lọc chống lại kiểu gen aa: Công thức: Một quần thể cân di truyền có thành phần kiểu gen p AA + 2pq Aa + q2 aa = Alen A trội hoàn toàn so với alen a.Chọn lọc loại thải kiểu gen aa với hệ số chon lọc s [3] Ta có: Kiểu gen Tần số trước chọn lọc Gía trị chọn lọc Mức đóng góp vào vốn gen chung AA Aa aa Tổng p2 2pq q2 1(vì kiểu gen AA khơng bị loại bỏ) 1(vì kiểu gen Aa khơng bị loại bỏ) 1- s ( kiểu gen aa bị loại bỏ với hệ số chọn lọc s) p2 2pq q2(1-s) p2 + 2pq + q2(1-s) = p2+ 2pq + q2 – sq2= 1- sq2 pq Tỉ lệ p2 q (1  s ) 1  sq  sq  sq kiểu gen Dưới tác động chọn lọc loại thải kiểu gen aa, tần số alen a thay đổi tử q đến q1(q1 tần số alen a hệ F1 sau lần ngẫu phối) pq q (1  s)  pq q (1  s ) Ta có q1 = +  sq =  sq  sq 2 Thay p= 1- q vào , ta có: q1 = q (1  s)  (1  q )q q.(1  sq ) =  sq ,  sq p1 = 1- q1 Tương tự ta có: q2 = q1 (1  sq1 )  sq1 , p2 = 1-q2 (Quần thể ngẫu phối lần 2) qn = q n  1.(1  sq n  )  sq n  ; pn = 1-qn (Quần thể ngẫu phối lần n) Trong trường hợp hệ số chọn lọc s = tức chọn lọc loại thải hoàn toàn aa khỏi quần thể ta có cơng thức: q.(1  sq ) q1 =  sq q.(1  q ) q.(1  q ) q =  q = (1  q).(1  q) =  q q q1 (1  sq1 ) q1 (1  q1 ) q1 q 1 q q2 = = = 1 q = = 2 q  2q  sq1  q1 1 1 q q q (1  sq ) q (1  q ) q2 q  2q q3 = = = 1 q = = 2 q  3q  sq  q2 1  2q Tương tự ta có : q qn =  nq Bài tập vận dụng: Bài 1: 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 tác động nhân tố tiến hóa khác Theo lí thuyết, hệ F3 quần thể có tần số alen a là: [6] A 1/9 B 1/5 C 1/7 D 1/8 Giải: - Tần số alen A, a quần thể P lầ: pA= 0,8,qa= 0,2 - Thành phần kiểu gen F1 là: p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = - Dưới tác động chọn lọc tự nhiên, cá thể có kiểu hình lặn bị đào thải hồn tồn sau sinh =>Hệ số chọn lọc s = - Tần số alen a hệ F3 là: q Áp dụng công thức : qn =  nq 0,2 Tần số alen a hệ F3 q3 =  3.0,2 = Vậy đáp án D Bài 2: Gỉa sử quần thể ngẫu phối có tỉ lệ kiểu gen: Giới ♀: 0,36AA : 0,48Aa: 0,16aa Giới ♂ : 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa a Xác định trạng thái cân di truyền quần thể b Sau đạt trạng thái cân di truyền, điều kiện sống thay đổi cá thể có kiểu gen aa trở nên khơng có khả sinh sản Xác định tần số alen quần thể sau hệ ngẫu phối Giải: a Giới ♀: pA = 0,6, qa = 0,4 Giới ♂ : pA = 0,8, qa = 0,2 Quần thể đạt trạng thái cân di truyền với giá trị p( tần số alen A) q(tần số alen a) trung bình cộng tần số len A a hai phần đực quần thể p= 0,6  0,8 = 0,7 ; q = 0,4  0,2 = 0,3 Trạng thái cân di truyền quần thể : 0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa b Tần số alen quần thể sau hệ ngẫu phối: q 0,3 q5 =  5q =  5.0,3 = 0,12 ; p5 = 1- 0,12 = 0,88 2.3.1.5.Chọn lọc chống lại kiểu gen AA tương tự chọn lọc chống lại kiểu gen aa [2] p.(1  sp ) p1 =  sp p2 = ; q1 = 1- p1 (Quần thể ngẫu phối lần 1) p1 (1  sp1 )  sp1 , q2 = 1-p2 (Quần thể ngẫu phối lần 2) pn = p n  1.(1  sp n  )  sp n  ; qn = 1-pn (Quần thể ngẫu phối lần n) Trong trường hợp hệ số chọn lọc s = tức chọn lọc loại thải hoàn toàn AA khỏi quần thể ta có cơng thức: 10 p pn =  np 2.3.2 Quần thể ngẫu phối chịu tác động nhân tố đột biến: Công thức : Xét gen có hai alen A a Gọi p tần số alen A, q0 tần số alen a hệ khởi đầu Gỉa sử , hệ có u tần số đột biến alen A thành a, có v tần số đột biến alen a thành A [4] Nếu u v tần số alen khơng thay đổi qua hệ Nếu u  , v 0 xảy đột biến thuận Sang hệ thứ có u alen A bị đột biến thành alen a, nên tần số alen A hệ thứ là: p1  p  up  p (1  u ) Thế hệ thứ hai : p  p1  up1  p1 1  u   p 1  u  Sau n hệ đột biến tần số tương đối alen A : p n  p 1  u  ; n q n 1  p n Nếu u 0, v  xảy đột biến nghịch Tương tự đột biến thuận ta có cơng thức : q n q 1  v  ; n p n 1  q n Nếu u v , u , v  Sau hệ ngẫu phối tần số alen A là: p1  p0  up vq0 tần số alen a : q1 q0  vq up0 Bài tập vận dụng: Bài 1: Một gen có hai alen A,a Ở hệ xuất phát tần số alen a = 0,3 Qua hệ xảy đột biến a thành A với tần số 10% Sau hệ tần số alen A,a quần thể [7] Giải: Gọi p,q tần số alen A a n Ta có : q n q0 1  v   q3 0,31  0,1 = 0,2187 p3 1  0,2187 0,7813 Bài Xét gen có alen A a Một quần thể sóc ban đầu có tần số alen A 0,8 tần số alen a 0,2 Giả sử tần số đột biến thuận (A số đột biến nghịch (a A) Biết tần số đột biến nghịch a) gấp lần tần Tính tần số alen sau hệ ngẫu phối? [4] Giải: Ta có: pA = 0,8 ; qa = 0,2; u = 5.10-5; v = 10-5 11 Sau hệ ngẫu phối tần số alen A là: -5 -5 -5 PA = p0 – up0 +vq0 = 0,8 – 5.10 0,8 + 10 0,2 = 0,8 – 3,8.10 Tần số alen a : qa = q0 – v.q0 + up0 = 0,2 – 10-5.0,2 + 5.10-5.0,8 = 0,2 + 3,8.10-5 2.3.3 Quần thể ngẫu phối chịu tác động nhân tố di - nhập gen: Công thức: Gọi m tỉ lệ số cá thể (hoặc tỉ lệ giao tử) nhập cư hay gọi tốc độ nhập cư q : Tần số alen quần thể trước nhập cư q m : Tần số alen phận nhập cư q1 : Tần số alen sau nhập cư Thì: q1 q0  m q0  q m  = q0 1  m   mq m Bài tập vận dung: Bài 1: Một sơng có hai quần thể ốc sên: quần thể lớn (quần thể chính) phía quần thể nhỏ nằm cuối dòng đảo (quần thể đảo) Do nước chảy xuôi nên ốc di chuyển từ quần thể đến quần thể đảo mà không di chuyển ngược lại Xét gen gồm hai alen: A a Ở quần thể có p A =1, quần thể đảo có pA= 0,6 Do di cư, quần thể đảo trở thành quần thể mới, có 12% số cá thể quần thể a Tính tần số tương đối alen quần thể sau di cư b Quần thể sinh sản Vì lí xảy trình đột biến: A  a, với tốc độ 0,3% Khơng có đột biến ngược.Tần số alen A,a sau hệ bao nhiêu? [5] Giải: a - Ta có: Quần thể có pA= 1= p m , quần thể đảo: pA= 0,6= p0 Quần thể di cư đến quần thể đảo chiếm 12% quần thể tức m= 0,12 - Quần thể đảo (sau di cư) có tần số tương đối alen là: p1 = q 1  m   mq m = 0,6(1-0,12)+1.0,12= 0,648 q1 =  p1 = 1- 0,648 = 0,352 12 b Tần số đột biến: A thành a là: 0,3% Tần số alen sau đột biến pA= 0,648.(1-0,003) = 0,646 , qa = - 0,646 = 0,354 Bài 2: Giả sử tần số alen (a) quần thể sóc sống quần thể rừng 0,2575 0,5625 quần thể hỗn hợp (sau nhập cư), cho biết tốc độ nhập cư 0,1 Tính tần số alen (a) quần thể sóc vườn thực vật ban đầu?.[4] Giải: m=0,1; qm=0,2575; q1=0,5625 ta có phương trình: Vậy tần số alen (a) là: 0,5964 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường: Qua năm dạy học môn sinh học THPT, luyện thi đại học, ôn thi THPT quốc gia bồi dưỡng học sinh giỏi tai trường THPT Triệu Sơn 6, khả tiếp thu vận dụng để giải tập di truyền học quần thể ngẫu phối tác động nhân tố tiến hóa mang lại kết đáng mừng: - Đa số em không cần phải nhớ công thức cách máy móc mà em hiểu tự rút công thức nên em nhớ lâu hơn, vận dụng để làm tốn khó - Số học sinh hiểu vận dụng để giải tập tăng lên thể chỗ trường có học sinh giỏi cấp tỉnh mơn sinh, học sinh thi đại học khối B điểm môn sinh cao hơn, thu hút nhiều em học sinh yêu thích môn sinh học nhằm nâng cao chất lượng mơn sinh nói riêng chất lượng trường THPT Triệu Sơn nói chung Đối với thân tơi đồng nghiệp sáng kiến kinh nghiệm tháo gỡ nhiều vướng mắc mà lâu chúng tơi trăn trở, góp phần hồn thiện kiến thức sinh học trung học phổ thông Khi giảng dạy chuyên đề tập di truyền học quần thể, tơi có chia đội tuyển thành nhóm, nhóm thực nghiệm, nhóm đối chứng cho đề tài Nhóm 1( nhóm đối chứng) : Đưa tập yêu cầu học sinh tự rút công thức để vận dụng làm tập Nhóm 2( nhóm thực nghiệm): Hướng dẫn học sinh để tự em rút công 13 thức yêu cầu học sinh vận dụng công thức để làm Giáo viên nhận xét + Phát phiếu thăm dò cho nhóm để lựa chọn phương pháp giải ưu việt nhất, gây hứng thú cho học sinh nhiều thu kết sau: Bài tập tác Bài tập tác Bài tập tác động động nhân tố chọn động nhân tố đột nhân tố di – nhập gen lọc tự nhiên (%) biến (%) (%) G K TB