Phương pháp xác định một số k iểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể ngẫu phối

MỤC LỤC STT Nội dung Trang Phần 1: Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 2 3 Phần :Nội dung 2.1.Cơ sở lí luận 2.2.Thực trạng vấn đề 2.3.Cách thức thực 2.4.Một số ứng dụng giải toán trắc nghiệm 2.5 Kết đạt 3 15 18 Phần 3: Kết luận kiến nghị 3.1 Kết luận 3.2 Kiến nghị 18 18 PHẦN : MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Hiện nay, xu hướng chung hình thức kiểm tra đánh giá học sinh thơng qua kì thi tốt nghiệp, kì thi Đại học - Cao đẳng sử dụng câu hỏi trắc nghiệp khách quan nhiều lựa chọn Với ưu điểm phạm vi kiến thức rộng, bao qt tồn chương trình, chống việc “ học tủ, hoc lệch ”; từ hạn chế nhiều tượng tiêu cực Tuy nhiên, để làm tốt thi trắc nghiệm khách quan học sinh phải học đầy đủ, tồn diện khơng bỏ qua thành phần kiến thức có chương trình, khơng thể trơng chờ vào may rủi Đối với câu hỏi trắc nghiệm có phần trả lời kết phải qua bước tính tốn ( ví dụ phải viết kiểu gen, lập sơ đồ lai, … ) học sinh phải linh hoạt Trong thực tế, gặp toán trắc nghiệm khách quan, đa số học sinh thường tập trung thực theo hướng tính đến kết cuối theo phương pháp thơng thường Vì thế, học sinh phải từ – phút để tìm phương án trả lời đúng, thời lượng trung bình giành cho câu có 1,25 phút Như vậy, nhìn vào phương án, học sinh phải phán đoán loại bỏ phương án sai; học sinh phải có cách giải nhanh, khoa học xác để có kết nhanh thời gian ngắn kịp trả lời tất câu Nhằm giúp học sinh có thao tác nhanh việc xác định số loại kiểu gen số kiểu giao phối quần thể, mạnh dạn đề xuất sáng kiến kinh nghiệm qua thực tế giảng dạy thân Trung tâm GDTX Thiệu Hóa năm qua: “Phương pháp xác định số kiểu gen số kiểu giao phối tối đa quần thể ngẫu phối ” Với sáng kiến kinh nghiệm này, mong muốn giúp học sinh biết ứng dụng phép toán học chương trình để xác định nhanh số loại kiểu gen, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp số kiểu giao phối quần thể làm tập tự luận câu hỏi trắc nghiệm khách quan Đồng thời, thơng qua đó, tơi hy vọng tình u sinh học em học sinh ngày tăng lên 1.2 Mục đích nghiên cứu: Đơn giản hóa dạng tốn phức tạp Nhằm giúp học sinh có thao tác nhanh, xác định kết xác dạng tốn tính số loại kiểu gen số kiểu giao phối tối đa quần thể Trường hợp 1: Một gen có r alen Trường hợp 2: Hai hay nhiều gen gen có r1 alen; gen có r2 alen, ( r1, r2 số nguyên dương ) 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Chương III: Di truyền học quần thể - sinh học 12, phần quần thể giao phối chủ yếu Hệ thống xây dựng cơng thức, phương pháp tính, kĩ tính tốn giảng dạy, ơn thi học sinh giỏi, ôn thi đại học cao đẳng, ôn thi tốt nghiệp nội dung quần thể giao phối 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Thiết lập công thức riêng tốn khác sau qui công thức chung cho trường hợp Đưa phương pháp giải dựa công thức thiết lập với ưu điểm nhanh, xác khoa học Thực nghiệm sư phạm Phân loại, phân tích, tổng hợp hệ thống lí thuyết PHẦN : NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận: Dựa sở sách giáo khoa ban nâng cao yêu cầu học sinh trung học phổ thông GDTX cấp THPT Dựa nội dung tập sách tập sinh học 12 yêu cầu học sinh THPT GDTX cấp THPT Dựa nội dung câu hỏi tập yêu cầu thí sinh dự thi đề thi Bộ 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 u cầu thí sinh dự thi kì thi học sinh giỏi mơn văn hóa giải tốn máy tính cầm tay Trên sở vậy, 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 2.2 Thực trạng vấn đề: Theo hướng dẫn Bộ giáo dục, toàn chương III: Di truyền học quần thể tìm hiểu tiết, trang bị lí thuyết, khơng có tiết rèn luyện tập; sách tập sinh học 12 dạng toán quần thể tự phối quần thể giao phối khơng có tập Trong thực tế, gặp toán di truyền quần thể nói chung, tốn xác định số loại kiểu gen số kiểu giao phối nói riêng, học sinh thường có tâm lí lo sợ, khơng khó phức tạp mà thời gian giải kết lâu, dễ xảy nhầm lẫn, đặc biệt học sinh Trung tâm GDTX cấp THPT Trước xu hướng chung việc đổi kiểm tra đánh giá, để làm tốt thi trắc nghiệm khách quan, đặc biệt câu hỏi trắc nghiệm khách quan có phần trả lời kết phải qua bước tính tốn học sinh phải linh hoạt tỉnh táo Trong thực tế, học sinh thường tập trung thực theo hướng tính đến kết cuối để tìm phương án trả lời Vì thế, học sinh tốn nhiều thời gian thời gian trung bình giành cho câu hỏi có 1,25 phút Như vậy, học sinh phải biết phân loại, có cách giải nhanh, phán đốn xác khoa học để tìm kết tốt thời gian ngắn Qua thực tiễn nhiều năm giảng dạy Trung tâm GDTX Thiệu Hóa luyện thi đại học – Cao đẳng, thi học sinh giỏi , sưu tầm dạng toán, đúc rút kinh nghiệm; từ tơi mạnh dạn hướng dẫn học sinh ứng dụng phép tốn học chương trình để xác định nhanh số loại kiểu gen, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp số kiểu giao phối quần thể 2.3 Cách thức thực : “ Phương pháp xác định nhanh số loại kiểu gen số kiểu giao phối quần thể ” Ở phần này, để thầy cô, người đọc em học sinh tiện theo dõi, xin chia thành trường hợp sau : 2.3.1 Trường hợp gen có r alen: 2.3.1.1 Gen nằm nhiễm sắc thể thường * Phương pháp thông thường: Khi gặp tốn u cầu tính số kiểu gen chung, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp; đa số học sinh thường có thói quen giải theo cách sau: - Bước 1: Liệt kê tất kiểu gen tạo thành, từ viết phép lai có quần thể ( trừ phép lai nghịch ) - Bước 2: Tính ( đếm ) số kiểu gen chung, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp hay số kiểu giao phối quần thể ( tùy theo yêu cầu tốn ) Ví dụ 1: Ở quần thể ngẫu phối, xét gen có alen A, a nằm nhiễm sắc thể thường Xác định số kiểu gen chung, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp, số kiểu giao phối quần thể tạo thành ? Cách giải : + Liệt kê tất kiểu gen tạo thành: AA aa Aa + Các phép lai có quần thể ( trừ phép lai nghịch ) AA x AA Aa x Aa aa x aa AA x Aa AA x aa Aa x aa - Bước 2: Tính số kiểu gen chung, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp số kiểu giao phối quần thể Số kiểu gen chung = Số kiểu gen đồng hợp = Số kiểu gen dị hợp = Số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối = Ví dụ 2: Ở quần thể ngẫu phối, xét gen có alen A 1, A2, a nằm nhiễm sắc thể thường Xác định số kiểu gen chung, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp số kiểu giao phối quần thể ? Cách giải : - Bước 1: + Liệt kê tất kiểu gen tạo thành A1A1 A1a A2A2 A2a aa A1A2 + Liệt kê phép lai có ( trừ phép lai nghịch ) A1A1 x A1A1 A2A2 x A2A2 aa x aa A1a x A1a A2a x A2a A1A2 x A1A2 A1A1 x A2A2 A1A1 x A1a A1A1 x A2a 10 A1A1 x aa 11 A1A2 x A1A1 12 A2A2 x A1a 13 A2A2 x A2a 14 A2A2 x aa 15 A1A2 x A1A2 16 A1A2 x A1a 17 A1A2 x A2a 18 A1A2 x aa 19 A2a x A1a 20 A2a x aa 21 A1a x aa - Bước 2: Tính số kiểu gen chung, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp, số kiểu giao phối cuả quần thể Số kiểu gen chung = Số kiểu gen đồng hợp = Số kiểu gen dị hợp = Số kiểu giao phối quần thể = 21 Ví dụ 3: Một gen có alen A1, A2, A3, a nằm nhiễm sắc thể thường Cho biết số kiểu gen có, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp số kiểu giao phối quần thể? Biết quần thể ngẫu phối Cách giải : - Bước 1: + Liệt kê tất kiểu gen tạo thành A1A1 aa A2A2 A1A2 A3A3 A1A3 A1a A2a A2A3 10 A3a + Liệt kê phép lai tạo thành ( trừ phép lai nghịch ) A1A1 x A1A1 20 A2A2 x A3A3 39 aa x A2a A2A2 x A2A2 21 A2A2 x aa 40 aa x A3a A3A3 x A3A3 22 A2A2 x A1A2 41 A1A2 x A1A3 aa x aa 23 A2A2 x A1A3 42 A1A2 x A1a A1A2 x A1A2 24 A2A2 x A1a 43 A1A2 x A2A3 A1A3 x A1A3 25 A2A2 x A2A3 44 A1A2 x A2a A1a x A1a 26 A2A2 x A2a 45 A1A2 x A3a A2A3 x A2A3 27 A2A2 x A3a 46 A1A3 x A1a A2a x A2a 28 A3A3 x aa 47 A1A3 x A2A3 10 A3a x A3a 29 A3A3 x A1A2 48 A1A3 x A2a 11 A1A1 x A2A2 30 A3A3 x A1A3 49 A1A3 x A3a 12 A1A1 x A3A3 31 A3A3 x A1a 50 A1a x A2A3 13 A1A1 x aa 32 A3A3 x A2A3 51 A1a x A2a 14 A1A1 x A1A2 33 A3A3 x A2a 52 A1a x A3a 15 A1A1 x A1A3 34 A3A3 x A3a 53 A2A3 x A2a 16 A1A1 x A1a 35 aa x A1A2 54 A2A3 x A3a 17 A1A1 x A2A3 36 aa x A1A3 55 A2a x A3a 18 A1A1 x A2a 37 aa x A1a 19 A1A1 x A3a 38 aa x A2A3 - Bước 2: Tính số kiểu gen chung, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợpvà số kiểu giao phối quần thể Số kiểu gen chung = 10 Số kiểu gen đồng hợp = Số kiểu gen dị hợp = Số kiểu giao phối quần thể = 55 * Phương pháp giải nhanh: Với cách giải trên, học sinh thường phải nhiều thời gian tìm đáp án, đơi nhầm lẫn dẫn đến sai sót đáng tiếc Qua thực tiễn giảng dạy nhiều năm, đặc biệt hướng dẫn học sinh làm tập trắc nghiệm khách quan, hướng dẫn học sinh vận dụng phép toán học chương trình để rút cơng thức tính nhanh số kiểu gen, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối [1] Qua ví dụ 1, 2, 3, ta rút bảng tổng quát sau : STT Số alen gen Số kiểu gen đồng hợp 2 3 4 5 r r (r − 1) = C2r n r Số kiểu gen dị hợp 2(2 − 1) 3(3 − 1) 3= 4(4 − 1) 6= 5(5 − 1) 10 = 1= Số kiểu gen chung ( KGC ) Số kiểu giao phối 2+1=3 3+3=6 21 + = 10 55 + 10 = 15 120 r + C2 r = r (r + 1) C2số KGC + số KGC Trong trường hợp tổng quát, gen có r alen nằm nhiễm sắc thể thường, dựa vào bảng tổng quát trên, ta rút cơng thức tính nhanh số loại kiểu gen, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp số kiểu giao phối quần thể sau : - Số kiểu gen đồng hợp = r r ( r − 1) r (r + 1) - Số kiểu gen chung = r + C2r = - Số kiểu gen dị hợp = C2r = - Số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối = C2số KGC + số KGC Như vậy, thao tác đơn giản, cách vận dụng phép toán học chương trình, học sinh tính số kiểu gen chung, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối ví dụ 1, 2, Ở ví dụ 1: Số kiểu gen chung = r ( r + 1) = 2(2 + 1) =3 Số kiểu gen đồng hợp = r = Số kiểu gen dị hợp = C2r = C22 = Số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối = C2số KGC + số KGC = C23 + = Ở ví dụ 2: Số kiểu gen chung = r ( r + 1) = 3(3 + 1) =6 Số kiểu gen đồng hợp = r = Số kiểu gen dị hợp = C2r = C23 = Số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối = C2số KGC + số KGC = C26 + = 21 Ở ví dụ 3: Số kiểu gen chung = r ( r + 1) = 4(4 + 1) = 10 Số kiểu gen đồng hợp = r = Số kiểu gen dị hợp = C2r = C24 = Số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối = C2số KGC + số KGC = C210 + 10 = 55 2.3.1.2 Gen nằm nhiễm sắc thể giới tính a) Trường hợp gen nằm X, khơng có alen tương ứng Y * Phương pháp thông thường: - Bước 1: Liệt kê tất kiểu gen có, viết phép lai tạo thành - Bước 2: Tính ( đếm ) số kiểu gen chung, số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối ( tùy theo u cầu tốn ) Ví dụ 1: Một gen có alen A, a nằm nhiễm sắc thể giới tính X, khơng có alen tương ứng Y Xác định số kiểu gen chung, số kiểu giao phối tạo thành? Biết quần thể ngẫu phối Cách giải : Bước 1: + Liệt kê tất kiểu gen tạo thành: Trên XX : XAXA Trên XY : XAY XAXa XaY XaXa + Liệt kê phép lai tạo thành: XAXA x XAY XAXa x XAY XaXa x XAY XAXA x XaY XAXa x XaY XaXa x XaY - Bước : Tính ( đếm ) số kiểu gen chung, số kiểu giao phối quần thể ( tùy theo yêu cầu toán ) Số kiểu gen thuộc giới XX = Số kiểu gen thuộc giới XY = Số kiểu gen chung = ( XX ) + ( XY ) = Số kiểu giao phối = Ví dụ 2: Một gen có alen A1, A2, a nằm nhiễm sắc thể giới tính X, khơng có alen tương ứng Y Xác định số kiểu gen chung, số kiểu giao phối tạo thành quần thể ? Biết quần thể ngẫu phối Cách giải : - Bước 1: + Liệt kê tất kiểu gen có: Trên XX : XA1XA1 XA2XA2 XA1XA2 XA1Xa XA2Xa XaXa Trên XY : XA1Y XA2Y + Liệt kê phép lai tạo thành: XA1XA1 x XA1Y XA1XA2 x XA1XA1 x XA2Y XA1XA2 x XA1XA1 x XaY XA1XA2 x XA2XA2 x XA1Y 10 XA1Xa x XA2XA2 x XA2Y 11 XA1Xa x XA2XA2 x XaY 12 XA1Xa x XaY XA1Y XA2Y XaY XA1Y XA2Y XaY 13 XA2Xa x XA1Y 14 XA2Xa x XA2Y 15 XA2Xa x XaY 16 XaXa x XA1Y 17 XaXa x XA2Y 18 XaXa x XaY - Bước : Tính ( đếm ) số kiểu gen chung, số kiểu giao phối quần thể ( tùy theo yêu cầu toán ) Số kiểu gen giới XX = Số kiểu gen giới XY = Số kiểu gen chung = + = Số kiểu giao phối = 18 Ví dụ 3: Một gen có alen A 1, A2, A3, a nằm nhiễm sắc thể giới tính X, khơng có alen tương ứng Y Xác định số kiểu gen chung số kiểu giao phối tạo thành quần thể? Biết quần thể ngẫu phối Cách giải : - Bước 1: Liệt kê tất kiểu gen có: Trên XX : XA1XA1 XA2Xa XA2XA3 XA2XA2 XaXa 10 XA3Xa XA1XA2 XA3XA3 XA1Xa XA1XA3 Trên XY : XA1Y XA2Y XA3Y XaY + Liệt kê phép lai tạo thành quần thể: XA1XA1 x XA1Y XA2XA2 x XA2Y 11 XA1XA2 x XA3Y XA1XA1 x XA2Y XA2XA2 x XA3Y 12 XA1XA2 x XaY XA1XA1 x XA3Y XA2XA2 x XaY 13 XA1Xa x XA1Y XA1XA1 x XaY XA1XA2 x XA1Y 14 XA1Xa x XA2Y XA2XA2 x XA1Y 10 XA1XA2 x XA2Y 15 XA1Xa x XA3Y 16 XA1Xa x XaY 25 XA1XA3 x XA1Y 34 XA3Xa x XA2Y 17 XA2Xa x XA1Y 26 XA1XA3 x XA2Y 35 XA3Xa x XA3Y 18 XA2Xa x XA2Y 27 XA1XA3 x XA3Y 36 XA3Xa x XaY 19 XA2Xa x XA3Y 28 XA1XA3 x XaY 37 XaXa x XA1Y 20 XA2Xa x XaY 29 XA2XA3 x XA1Y 37 XaXa x XA2Y 21 XA3XA3 x XA1Y 30 XA2XA3 x XA2Y 39 XaXa x XA3Y 22 XA3XA3 x XA2Y 31 XA2XA3 x XA3Y 40 XaXa x XaY 23 XA3XA3 x XA3Y 32 XA2XA3 x XaY 24 XA3XA3 x XaY 33 XA3Xa x XA1Y - Bước : Tính ( đếm ) số kiểu gen chung, số kiểu giao phối quần thể: Số kiểu gen giới XX = 10 Số kiểu gen giới XY = Số kiểu gen chung = 10 + = 14 Số kiểu giao phối = 40 *Phương pháp giải nhanh:: Qua ví dụ trên, ta rút bảng tổng quát sau : Số alen STT gen 2 3 n r Số kiểu gen giới XX 2(2 + 1) 3(3 + 1) 6= 4(4 + 1) 10 = 3= r (r + 1) Số kiểu gen giới XY Số kiểu gen chung Số kiểu giao phối 3+2=5 3.2 = 6+3=9 6.3 = 18 10 + = 14 10.4 = 40 r r (r + 1) +r r (r + 3) = r (r + 1) r Trong trường hợp tổng quát, gen có r alen nằm nhiễm sắc thể X, khơng có alen tương ứng Y, sở xây dựng bảng công thức tổng quát trên, ta rút công thức tính nhanh số loại kiểu gen số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối sau [2] Số kiểu gen giới XX = Số kiểu gen chung r ( r + 1) Số kiểu gen giới XY = r = số kiểu gen giới XX + số kiểu gen giới XY 10 r ( r + 1) +r = = r (r + 3) Số kiểu giao phối = số kiểu gen XX số kiểu gen XY = r ( r + 1) r Áp dụng cơng thức tính nhanh, ta nhẩm số kiểu gen giới XX, số kiểu gen giới XY, số kiểu gen chung hay số kiểu giao phối quần thể ví dụ Ở ví dụ 1: r (r + 1) = Số kiểu gen giới XX = 2(2 + 1) =3 Số kiểu gen giới XY = r = Số kiểu gen chung = số kiểu gen giới XX + số kiểu gen giới XY r (r + 1) +r = = r (r + 3) 2(2 + 3) = =5 2 Số kiểu giao phối = số kiểu gen XX số kiểu gen XY = r (r + 1) r = Ở ví dụ 2: Số kiểu gen giới XX = r ( r + 1) = Số kiểu gen giới XY = r = Số kiểu gen chung = 3(3 + 1) =6 r (r + 1) r (r + 3) +r= 2 = 3(3 + 3) =9 Số kiểu giao phối = số kiểu gen XX số kiểu gen XY = Ở ví dụ 3: Số kiểu gen giới XX = r (r + 1) r = 18 r (r + 1) = Số kiểu gen giới XY = r = Số kiểu gen chung = 4(4 + 1) = 10 r (r + 1) r (r + 3) + r= 2 = 4(4 + 3) = 14 Số kiểu giao phối = số kiểu gen XX số kiểu gen XY = r (r + 1) r = 40 b) Trường hợp gen nằm X, khơng có alen tương ứng Y Do khuôn khổ đề tài, viết không 20 trang nên trường hợp tơi khơng trình bày chi tiết; sở xây dựng bảng công thức tổng quát trường hợp trên, ta xác định : 11 Số kiểu gen giới XX = Số kiểu gen giới XY = r Số kiểu gen chung = r + Số kiểu giao phối = Số kiểu gen XX số kiểu gen XY = r = r 2.3.2 – Hai hay nhiều gen gen có r1 alen; gen có r2 alen, ( r1, r2 số nguyên dương ) 2.3.2.1 Gen nằm nhiễm sắc thể thường a) Hai hay nhiều gen nằm nhiễm sắc thể thường khác ( gen phân li độc lập ) Trên sở phần I, ta áp dụng tính nhanh số loại kiểu gen, số kiểu đồng hợp, số kiểu gen dị hợp số kiểu giao phối quần thể trường hợp gen nằm cặp nhiễm sắc thể tương đồng Số kiểu gen đồng hợp cặp = r1r2 r1(r1 − 1) r 2(r − 1) 2 r1.r 2( r1 − 1)(r − 1) = r1(r1 + 1) r 2( r + 1) r1.r 2(r1 + 1)(r + 1) Số kiểu gen chung ( KGC ) = = 2 Số kiểu gen dị hợp cặp = C2r1 C2r2 = Số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối = C2số KGC + số KGC Ví dụ: Xác định số kiểu gen, số kiểu giao phối có quần thể ngẫu phối sau : - Quần thể 1: Xét lô cút gen gen có alen, gen có alen nằm nhiễm sắc thể thường khác - Quần thể 2: Xét lô cút gen, lơ cút có alen nằm nhiễm sắc thường khác Cách giải : * Xét quần thể 1: - Số KGC quần thể = r1.r 2(r1 + 1)(r + 1) = 3.5.(3 + 1)(5 + 1) = 90 - Số kiểu giao phối quần thể = C2số KGC + số KGC = C290 + 90 = 4095 * Xét quần thể 2: - Số KGC quần thể = 4(4 + 1) 2 = 100 - Số kiểu giao phối quần thể = C2số KGC + số KGC = C2100 + 100 = 5050 b Hai gen nằm cặp nhiễm sắc thể thường ( di truyền liên kết ) Áp dụng công thức phần I, ta tính nhanh số kiểu gen chung, số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối trường hợp gen nằm cặp nhiễm sắc thể thường sau: 12 r1.r 2(r1.r + 1) - Số kiểu gen chung = - Số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối = C2số KGC + số KGC Ví dụ: Trong quần thể ngẫu phối loài động vật lưỡng bội, xét gen: gen I có alen gen II có alen nằm cặp nhiễm sắc thể thường Biết khơng xảy đột biến, theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa lôcut số kiểu giao phối quần thể ? Cách giải : Gen I II nằm cặp nhiễm sắc thể thường => Số loại kiểu gen chung = r1.r 2(r1.r + 1) 2.3.(2.3 + 1) = = 21 2 Số kiểu giao phối quần thể = C221 + 21 = 241 2.3.2.2 Gen nằm nhiễm sắc thể ( NST ) giới tính : a Gen nằm NST giới tính X, khơng có alen tương ứng Y Số kiểu gen giới XX = r1.r 2(r1.r + 1) Số kiểu gen giới XY = r1r2 Số KGC = số KGXX + số KGXY Số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối = số KGXX = số KGXY r1.r 2(r1.r + 1) r1r2 Ví dụ: Trong quần thể thực vật lưỡng bội, xét gen gồm alen (a 1, a2, a3), gen gồm alen (b1, b2, b3, b4) Biết gen nằm nhiễm sắc thể giới tính X, khơng có alen tương ứng Y Xác định số loại kiểu gen số kiểu giao phối quần thể cho cá thể quần thể giao phối ngẫu nhiên với ? Số kiểu gen giới XX = r1.r 2(r1.r + 1) 3.4(3.4 + 1) = = 78 2 Số kiểu gen giới XY = r1r2 = 3.4 = 12 Số KGC = số KGXX + số KGXY = 78 + 12 = 90 Số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối = số KGXX số KGXY = 78 12 = 936 b Gen nằm NST giới tính Y, khơng có alen tương ứng X Số kiểu gen giới XX = Số kiểu gen giới XY = r1r2 Số KGC = số KGXX + số KGXY = r1r2 +1 Số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối = số KGXX số KGXY = r1r2 13 Ví dụ : Trong quần thể ngẫu phối loài động vật lưỡng bội, xét gen, gen I có alen nằm cặp nhiễm sắc thể thường; gen II có alen nằm nhiễm sắc thể Y khơng có alen X Biết khơng xảy đột biến, theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa, số kiểu giao phối quần thể ? Cách giải : - Với gen I nằm nhiễm sắc thể thường => số loại kiểu gen = 3( + 1) ) =6 - Với gen II: + Số kiểu gen giới XX = + Số kiểu gen giới XY = => Số KGC = số KGXX + số KGXY = - Số loại kiểu gen tối đa lô cút = 6.4 = 24 - Số kiểu giao phối quần thể ngẫu phối = số KGXX số KGXY = ( 6.1).( 6.3 ) = 108 * Lưu ý : Trường hợp với n gen phân li độc lập ( n số nguyên dương, n > ): tính tương tự gen Trường hợp có hay nhiều dạng tính trạng khác kết phép nhân dạng tính trạng Trong tính gen nhiễm sắc thể trước Trường hợp gen nằm vùng tương đồng nhiễm sắc thể giới tính X Y, ta tính riêng cho giới: + Trên XX : tính tương tự gen nhiễm sắc thể thường, với gen có r1 alen, gen có r2 alen, gen có r3 alen : Số kiểu gen XX = r1.r 2.r 3(r1.r 2.r + 1) + Trên XY : Với gen có r1 alen, gen có r2 alen, gen có r3 alen : Số kiểu gen XY = ( r1.r2.r3 )2 Số kiểu gen chung = số kiểu gen XX + số kiểu gen XY = r1.r 2.r 3(r1.r 2.r + 1) + ( r1.r2.r3 )2 Số kiểu giao phối = số kiểu gen XX số kiểu gen XY = r1.r 2.r 3(r1.r 2.r + 1) ( r1.r2.r3 )2 Ví dụ 1: Xác định số kiểu gen, số kiểu giao phối có quần thể ngẫu phối sau : - Quần thể 1: Xét lô cút gen, lơ cút có alen nằm nhiễm sắc thường khác - Quần thể 2: Xét lơ cút gen có alen nằm vùng tương đồng nhiễm sắc thể giới tính X Y [3] 14 Cách giải : * Xét quần thể 1: - Số KGC quần thể = 3(3 + 1) = 216 - Số kiểu giao phối quần thể = C2số KGC + số KGC = C2216 + 216 = 23436 * Xét quần thể 2: - Số kiểu gen thuộc giới XX = 4(4 + 1) = 10 - Số kiểu gen thuộc giới XY = 42 = 16 => Số kiểu gen chung = 10 + 16 = 26 => Số kiểu giao phối = 10 16 = 160 Ví dụ : Trong quần thể loài động vật lưỡng bội, xét gen, gen I có alen gen II có alen nằm cặp nhiễm sắc thể thường, gen III có alen nằm cặp nhiễm sắc thể thường khác Biết khơng xảy đột biến, theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa lôcut quần thể ? Cách giải : - Gen I II nằm cặp nhiễm sắc thể thường: r1.r 2(r1.r + 1) 2.3.(2.3 + 1) = = 21 2 4.(4 + 1) - Gen III có alen => số loại kiểu gen = = 10 => Số loại kiểu gen = => Số loại kiểu gen chung = 21 10 = 210 2.4 MỘT SỐ ỨNG DỤNG KHI GIẢI BÀI TOÁN TRẮC NGHIỆM: Câu : Trong quần thể ngẫu phối loài động vật lưỡng bội, xét gen, gen I có hai alen gen II có hai alen nằm nhiễm sắc thể giới tính X khơng có alen Y, gen III có hai alen nằm nhiễm sắc thể Y khơng có alen X Biết không xảy đột biến, theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa quần thể ? [3] A 80 B 14 C 16 D 18 HDG: - Gen I II có alen nằm X, khơng có alen tương ứng Y: Số loại kiểu gen giới XX = 2.2(2.2 + 1) = 10 Số loại kiểu gen giới XY = 2.2 = - Gen III có alen nằm Y, khơng có alen tương ứng X: Số loại kiểu gen giới XX = 15 Số loại kiểu gen giới XY = Số KGC = 10.1 + 4.2 = 18 => Đáp án D Câu 2: Ở loài thực vật lưỡng bội, gen phân li độc lập giảm phân, khơng xảy đột biến, mặt lí thuyết số kiểu gen dị hợp tạo thành từ hai bố mẹ có kiểu gen: AaBbDdEE x AabbDdEe A 10 B 26 C 16 D 32 [3] HDG: Số loại kiểu gen = 3.2.3.2 = 36 Số kiểu gen đồng hợp = 2.1.2.1 = Số kiểu gen dị hợp = 36 – = 32 => Đáp án D Câu 3: Ở người, bệnh mù màu lục gen lặn nằm NST giới tính X quy định, bệnh bạch tạng gen lặn nằm NST thường quy định, nhóm máu gen gồm len nằm NST thường khác quy định Số kiểu giao phối có quần thể người bao nhiêu? Biết quần thể người quần thể ngẫu phối A 1944 B 90 C 2916 D 54 [3] HDG: Số loại kiểu gen quy định sắc tố da người = 3(3 + 1) Số loại kiểu gen quy định nhóm máu = Số kiểu gen giới XX= 2(2 + 1) =3 2(2 + 1) =3 = Số kiểu gen giới XY = Số kiểu giao phối = số kiểu gen giới XX x số kiểu gen giới XY = = 3.6 3 = 1944 => Đáp án A Câu 4: Ruồi giấm có nhiễm sắc thể 2n = Trên cặp nhiễm sắc thể thường xét lơ cút gen, lơ cút gồm có alen; cặp nhiễm sắc thể giới tính xét gen có hai alen nằm vùng khơng tương đồng nhiễm sắc thể giới tính X Biết khơng xảy đột biến, theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa quần thể ? A 216 B 1080 C 30 D 1800 [3] HDG: Trên cặp NST thường: số loại kiểu gen = 3.3.3(3 + 1)(3 + 1)(3 + 1) = 216 2.2.2 Trên cặp NST giới tính: XX = 3; XY = => số loại KG = => Số KGC = 216 x = 1080 => Đáp án B Câu 5: Gen A gồm alen, gen B gồm alen Cả gen nằm nhiễm sắc thể giới tính X, khơng có alen Y Số loại kiểu gen tối đa quần thể ? A 150 B 210 C 230 D 270 [3] HDG: Số kiểu gen giới XX = 4.5(4.5 + 1) = 210 Số kiểu gen giới XY = 20 16 => Số KGC = 230 => Đáp án C Câu 6: Gen A gồm alen, gen B gồm alen Hai gen nằm nhiễm sắc thể giới tính Y, khơng có alen tương ứng X Số phép lai khác tối đa có quần thể ? A 10 B 13 C 11 D.12 [3] HDG: Số kiểu gen giới XX = Số kiểu gen giới XY = 4.3 = 12 => Số phép lai tối đa = 12.1 = 12 => Đáp án D Câu 7: Gen A gồm alen, gen B gồm alen, gen C gồm alen, gen D gồm alen gen A B nằm cặp nhiễm sắc thể thường khác nhau, gen C D nằm nhiễm sắc thể giới tính X khơng có alen Y Số loại kiểu gen tối đa quần thể ? A.750 B 4050 C.6750 D 20250 [3] 4.5(4 + 1)(5 + 1) = 150 2.2 3.2(3.2 + 1) Xét gen C gen D: Số loại kiểu gen XX = = 21 HDG: - Xét gen A gen B: Số loại kiểu gen = - Số kiểu gen XY = 3.2 = => Số kiểu gen chung = 150 ( 21 + ) = 4050 => Đáp án B Câu 8: Trong quần thể loài thú, xét lơ cút gen : gen có alen, gen có alen Cả gen nằm vùng tương đồng nhiễm sắc thể giới tính X Y Biết khơng có đột biến xảy ra, theo lí thuyết, số kiểu gen tối đa lô cút quần thể ? A 222 B 144 C 78 D 11232 [3] HDG: Số kiểu gen XX = 3.4(3.4 + 1) = 78 Số kiểu gen XY = ( 3.4 )2 = 144 Số KGC = 78 + 144 = 222 => Đáp án A Câu 9: Một quần thể ngẫu phối, xét gen có alen gồm : A 1, A2, A3,A4, A5, A6, A7 theo thứ tự trội hoàn toàn từ A1 đến A7 nằm nhiễm sắc thể thường Số kiểu giao phối tối đa quần thể ? [3] A 35 B.784 C 406 D 28 HDG: Số KGC = 7(7 + 1) = 28 Số kiểu giao phối tối đa = C228 + 28 = 406 => Đáp án C Câu 10 : Gen có alen gen có alen liên kết với nhiễm sắc thể thường Gen có alen nằm cặp nhiễm sắc thể thường khác Gen có alen nằm X, khơng có alen Y Tính số kiểu gen tối đa tạo thành ? A 113 B 133 C 153 D 173 [3] HDG: - Xét gen gen => số loại kiểu gen = 3.4(3.4 + 1) = 78 17 - Xét gen => số loại kiểu gen = - Xét gen => số loại kiểu gen = 5(5 + 1) = 15 5(5 + 1) XX + XY = 20 => Số KGC = 78.15.20 = 23400 2.5 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: Sau thời gian ngắn áp dụng chuyên đề vào việc giảng dạy Sinh học lớp 12 Trung tâm GDTX Thiệu Hóa, kết đạt đáng khích lệ, thể thơng qua kết kiểm chứng học sinh lớp : 12B (lớp thực nghiệm) lớp 12B2 (lớp đối chứng) trắc nghiệm khách quan, gồm 10 câu hỏi (đề đáp án kèm theo) Kết kiểm chứng cụ thể sau : Lớp Giỏi SL % Khá SL % Trung bình SL % Yếu SL % Kém SL % Đối chứng 0 10 23,8 22 52,3 19,0 4,76 Thực nghiệm 7,14 20 47,62 17 40,48 4,76 0 Như vậy, sau thực chuyên đề này, chất lượng học sinh nâng lên đáng kể Các em học sinh biết vận dụng phép toán để xác định nhanh số loại kiểu gen số kiểu giao phối quần thể Cụ thể số lượng học sinh tăng từ 23,8 % (lớp đối chứng) lên 47,62 % (lớp thực nghiệm), đặc biệt số học sinh lớp thực nghiệm không còn, số học sinh đạt loại giỏi tăng từ 0% lên 7,14 % *ƯU ĐIỂM CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: Học sinh biết ứng dụng phương trình tốn vào việc xác định nhanh số loại kiểu gen, số kiểu giao phối quần thể giúp học sinh khắc sâu kiến thức, đồng thời tình u mơn sinh học em tăng lên Với câu hỏi trắc nghiệm khách quan, thông qua việc thiết lập cơng thức tổng qt cho dạng tốn cụ thể, học sinh sử dụng vài thao tác máy tính xác định kết quả, không cần phải tiến hành theo bước nhiều thời gian Điều phù hợp với yêu cầu đổi kiểm tra đánh giá 18 PHẦN : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Mang tính chất sáng kiến kinh nghiện, tơi đưa đúc rút từ kinh nghiệm giảng dạy thân, cộng với lòng ham học hỏi, tâm giúp em học sinh giành kết cao kì thi chọn học sinh giỏi cấp, thi đại học, cao đẳng trung cấp chuyên nghiệp Kiến thức vơ hạn, ta có hữu hạn nhỏ bé SKKN đề cập tới phần nhỏ nhiều dạng toán sinh học Người viết mong nhận ý kiến đóng góp chân thành đồng nghiệp 3.2 Kiến nghị Cùng với phát triển vượt bậc khoa học công nghệ, kiến thức sinh học ngày phát triển, ngày có thêm thành tựu phát Vì vậy, thân giáo viên cần khơng ngừng học hỏi, nâng cao trình độ chun mơn phục vụ cho cơng tác giảng dạy.Vì tơi mong muốn nhà trường bổ sung thường xuyên đầu sách phục vụ chun mơn có sách tham khảo môn sinh học vào nhà trường , sưu tầm trưng bày sáng kiến kinh nghiệm đạt giải cấp tỉnh để giáo viên tham khảo, học hỏi rút kinh nghiệm XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày tháng5 năm 2017 Tơi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người viết Nguyễn Thị Hiền 19 PHỤ LỤC Bồi dưỡng Học sinh giỏi – Phan Khắc Nghệ, NXB Đại Học Quốc gia Hà Nội năm 2013 Phương pháp giải nhanh dạng tập sinh học – Phan Khắc Nghệ, NXB Đại học quốc gia Hà Nội năm 2015 Tập đề thi đáp án kì thi học sinh giỏi tỉnh từ năm 1995 đến nay; đề thi tuyển sinh đại học – cao đẳng DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Nguyễn Thị Hiền Chức vụ đơn vị cơng tác: Trung tâm GDTX Thiệu Hóa TT Tên đề tài SKKN Một số phương pháp giải tập di truyền học quần thể sinh học 12 Điều tra, tìm hiểu kỹ mềm học sinh bổ túc- trung học phổ thông Cấp đánh giá xếp loại (Phòng, Sở, Tỉnh…) Kết đánh giá xếp loại (A, B, C) Sở giáo dục C 2010-2011 Sở giáo dục B 2013-2014 Năm học đánh giá xếp loại SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRUNG TÂM GDTX THIỆU HÓA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỐ KIỂU GEN VÀ SỐ KIỂU GIAO PHỐI TRONG QUẦN THỂ NGẪU PHỐI Người thực hiện: Nguyễn Thị Hiền Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực ( mơn ): Sinh học THANH HĨA NĂM 2017 ... số kiểu gen chung, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợpvà số kiểu giao phối quần thể Số kiểu gen chung = 10 Số kiểu gen đồng hợp = Số kiểu gen dị hợp = Số kiểu giao phối quần thể = 55 * Phương. .. 2: Tính số kiểu gen chung, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp, số kiểu giao phối cuả quần thể Số kiểu gen chung = Số kiểu gen đồng hợp = Số kiểu gen dị hợp = Số kiểu giao phối quần thể =... để xác định nhanh số loại kiểu gen, số kiểu gen đồng hợp, số kiểu gen dị hợp số kiểu giao phối quần thể 2.3 Cách thức thực : “ Phương pháp xác định nhanh số loại kiểu gen số kiểu giao phối quần