SKKN phân loại và phương pháp giải một số dạng bài tập về di truyền quần thể đối với gen nằm trên nhiễm sắc thể giới tính

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ DI TRUYỀN QUẦN THỂ ĐỐI VỚI GEN NẰM TRÊN NHIỄM SẮC THỂ GIỚI TÍNH Người thực hiện: Nguyễn Thị Hiền Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc mơn: Sinh học THANH HỐ NĂM 2018 MỤC LỤC Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 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 Giải pháp tổ chức thực 2.3.1 Các yêu cầu chung 2.3.2 Một số dạng tập phương pháp giải 2.3.2.1 Tần số alen trạng thái cân di truyền quần thể gen nằm NST giới tính Dạng 1: Gen nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Dạng 2: Gen nằm NST giới tính Y khơng có alen tương ứng X Dạng 3: Gen nằm vùng tương đồng NST giới tính X Y 2.3.2.2 Số kiểu gen tối đa số kiểu giao phối quần thể Dạng 1: Gen nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Dạng 2: Gen nằm NST giới tính Y khơng có alen tương ứng X Dạng 3: Gen nằm vùng tương đồng NST giới tính X Y 2.4 Hiệu SKKN 2.4.1 Phân tích định tính 2.4.2 Phân tích định lượng Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Danh mục Trang 1 2 2 3 3 5 10 10 11 11 14 14 15 17 18 18 Mở đầu 1.1 Lý chọn đề tài Môn Sinh học môn khoa học thực nghiệm, nghiên cứu sống thể sinh vật nhiều cấp độ khác Chương trình Sinh học 12 phần lớn nội dung thời lượng giành cho việc nghiên cứu lí thuyết cịn việc vận dụng kiến thức học để giải toán sinh học cịn nhiều hạn chế Chính lẽ đó, phận khơng học sinh bỏ qua kĩ gần vận dụng để giải toán Sinh học Vậy nên người giáo viên ln phải nghiên cứu, tìm cách dạy học hiệu giúp học sinh tiếp thu kiến thức dễ hơn, u thích mơn học Trong thực tế giảng dạy nhiều năm qua trường THPT Triệu Sơn 4; đồng thời tìm hiểu trình học tập học sinh nhận thấy đa số học sinh gặp nhiều khó khăn giải tốn di truyền liên kết giới tính nói riêng, đặc biệt toán di truyền quần thể gen nằm NST giới tính Các tốn di truyền quần thể vơ phong phú tài liệu sách giáo khoa đề cập mức độ sơ khảo, cung cấp công thức di truyền quần thể ví dụ: Công thức xác định số kiểu gen tối đa quần thể: ( r(r 1) )n [1]; hay công thức định luật Hacdi – Vanbec trạng thái cân quần thể: p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = [2], nhiên công thức áp dụng gen nằm nhiễm sắc thể (NST) thường mà không áp dụng gen nằm NST giới tính Các tài liệu tham khảo khơng hệ thống rõ ràng, tài liệu khai thác khía cạnh, học sinh không đủ điều kiện kinh tế thời gian để mua hệ thống hết kiến thức, cách giải hay tài liệu tham khảo Trong đó, với hình thức thi THPT quốc gia nay, mức độ phân loại đề thi cao học sinh xét tuyển đại học khối có tổ hợp môn Sinh học dễ dàng lấy phổ điểm từ – cận nhiên để lấy điểm từ trở lên khó khăn Các dạng tập di truyền quần thể gen nằm NST giới tính dạng tập khó có tính phân loại học sinh cao (thường dành cho học sinh khá, giỏi) lại thường xuyên gặp đề thi môn Sinh học kì thi như: THPT Quốc gia, thi học sinh giỏi Vì lí trên, số kinh nghiệm sau năm công tác, đặc biệt năm đứng đội tuyển học sinh giỏi ôn thi THPT quốc gia mạnh dạn đưa sáng kiến “Phân loại phương pháp giải số dạng tập di truyền quần thể gen nằm nhiễm sắc thể giới tính” nhằm giúp học sinh chinh phục mức điểm cao kì thi 1.2 Mục đích nghiên cứu: Tìm hiểu, nghiên cứu đề thi mà có dạng tập di truyền quần thể gen nhiễm sắc thể giới tính nhằm đưa phương pháp giải dạng tổng quát cho dạng tập thường gặp làm tài liệu bổ ích cho học sinh giáo viên tham khảo học tập Thông qua đề tài giúp học sinh biết cách nhận dạng phương pháp giải số dạng tập di truyền quần thể gen nằm nhiễm sắc thể giới tính Từ nghiên cứu tìm tịi sáng tạo nhằm nâng cao chất lượng học tập môn Sinh học trường THPT, đặc biệt phần giúp học sinh khá, giỏi đạt kết cao kì thi THPT Quốc gia, thi học sinh giỏi 1.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng nguyên cứu: Các dạng tập di truyền quần thể gen nằm NST giới tính - Phạm vi: Trong đề tài tơi nghiên cứu di truyền quần thể gen nằm NST giới tính lồi sinh vật có cặp NST giới tính mang XX/XY 1.4 Phương pháp nghiên cứu: - Thơng qua q trình giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi thân tơi tìm hiểu tích luỹ - Thơng qua kiểm tra, kì thi, đặc biệt kì thi THPT quốc gia, thi học sinh giỏi năm để rút kinh nghiệm bồi dưỡng cho học sinh - Thông qua tài liệu bồi dưỡng, tập nâng cao - Phương pháp phân tích, so sánh - Phương pháp kiểm tra, đánh giá Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Đề tài xây dựng dựa số sở sau: - Đặc điểm cấu tạo phân bố gen NST giới tính - Những dấu hiệu nhận biết vế di truyền tính trạng gen nằm NST giới tính quy định - Đặc điểm di truyền quần thể ngẫu phối - Cách xác định tần số alen thành phần kiểu gen quần thể - Công thức chung cách xác định số loại kiểu gen tói đa quần thể - Cơng thức định luật Hacdi – Vanbec trạng thái cân di truyền quần thể ngẫu phối 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Kỹ giải tập di truyền quần thể học sinh nhiều hạn chế, chưa rèn luyện thường xuyên Học sinh tiếp cận tập di truyền quần thể dạng đơn giản như: Tính tần số alen, tần số kiểu gen, số loại kiểu gen tối đa, trạng thái cân di truyền quần thể gen nằm nhiễm sắc thể thường,… Tuy vậy, gặp dạng tập di truyền quần thể gen nằm nhiễm sắc thể giới tính đặc biệt tập liên quan đến trạng thái cân di truyền quần thể gen nằm NST giới tính quy định em tỏ lúng túng không giải Dạng tập xác định số loại kiểu gen tối đa quần thể nhiều tác giả đề cập đến nhiên q trình giảng dạy tơi nhận thấy, từ việc vận dụng công thức giải dạng cụ thể đến việc giải tập tổng hợp học sinh thường gặp khó khăn việc xác định số loại tổ hợp gen NST đặc biệt gen NST giới tính xuất gen nằm vùng tương đồng vùng không tương đồng X Y, q trình giảng dạy dạng tập tơi hướng dẫn học sinh xây dựng sơ đồ phân bố gen nằm NST X Y, nhận thấy thông qua sơ đồ học sinh dễ dàng việc xác định số loại tổ hợp gen NST Mặt khác tài liệu viết di truyền quần thể gen nằm nhiễm sắc thể giới tính cịn tản mạn, tuỳ thuộc nhiều vào người viết cách hướng dẫn học sinh Do đó, chưa có phương pháp cụ thể, rõ ràng chưa khắc sâu kiến thức cho học sinh Từ thực trạng việc chọn chuyên đề: “ Phân loại phương pháp giải số dạng tập di truyền quần thể gen nằm nhiễm sắc thể giới tính” cần thiết để góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy học tập giáo viên học sinh 2.3 Giải pháp tổ chức thực 2.3.1 Các yêu cầu chung: Trước giảng dạy tập di truyền quần thể gen nằm nhiễm sắc thể giới tính, giáo viên yêu cầu học sinh phải ôn lại kiến thức học như: - Cơ chế tế bào học xác định giới tính nhiễm sắc thể - Dấu hiệu nhận dạng di truyền tính trạng gen nằm NST giới tính quy định - Đặc điểm di truyền quần thể ngẫu phối - Cách tính tần số alen, thành phần kiểu gen quần thể - Cơng thức tính số loại kiểu gen tối đa quần thể, số kiểu giao phối công thức định luật Hacdi – Vanbec trạng thái cân di truyền quần thể gen nằm NST thường 2.3.2 Một số dạng tập phương pháp giải 2.3.2.1 Tần số alen trạng thái cân di truyền quần thể gen nằm NST giới tính *) Phương pháp giải Dạng Gen nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Xét gen NST giới tính X gồm alen A a nằm NST giới tính X (Khơng có alen tương ứng Y) đực XY, XX Quá trình ngẫu phối tạo kiểu gen sau: Giới cái: XAXA, XAXa, XaXa Giới đực: XAY, XaY Tần số alen quần thể xác định sau: Trường hợp 1: Nếu biết số lượng kiểu gen quần thể Giả sử: N1 tổng số cá thể N2 tổng số cá thể đực D số lượng cá thể mang kiểu gen XAXA R số lượng cá thể mang kiểu gen XAXa H số lượng cá thể mang kiểu gen XaXa K số lượng cá thể mang kiểu gen XAY L số lượng cá thể mang kiểu gen XaY Gọi p tần số alen A, q tần số alen a (p + q = 1) Ta có: Tần số alen tính theo công thức sau: 2.DRK pA = qa = 2.N1 N 2.HRL 2.N1 N Trường hợp 2: Nếu biết tần số kiểu gen quần thể Giả sử: - Ở giới cái: d XAXA : h XAXa : r XaXa Thì tần số alen giới xác đinh tương tự gen nằm NST thường: pA= d + h ; qa = - pA = r + h 2 - Ở giới đực tần số alen: pA= tần số kiểu gen XAY, qa = tần số kiểu gen XaY Do NST X phân bố không đồng đều: thể ♀, thể ♂ Cho nên, alen tương ứng quần thể phân bố không đồng thể đực Tần số chung alen quần thể giới đực là: pA = pA♂ + pA♀; qa = - pA 3 Cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân - Nếu giá trị pA♂ = pA♀ = pA => quần thể đạt trạng thái cân cân sau hệ ngẫu phối - Nếu pA♂ # pA♀ => quần thể khơng đạt trạng thái cân hệ thứ nhất, thứ hai mà phải qua nhiều hệ ngẫu phối đạt trạng thái cân - Khi trạng thái cân quần thể có dạng: + Giới XX: Có NST X mang gen kiểu gen nên tần số kiểu gen tính giống trường hợp alen NST thường: p2XAXA + 2pqXAXa + q2XaXa = + Giới đực XY: Chỉ có NST X mang gen kiểu gen nên tần số kiểu gen tính sau: p XAY+ qXaY = + Trong quần thể tỉ lệ đực : = : => Trạng thái cân di truyền quần thể có dạng: 1 A A A a a a A a (p X X + 2pqX X + q X X ) + (p X Y+ qX Y)= Lưu ý: Trong trường hợp giới đực XX, giới XY vận dụng ngược lại công thức Cụ thể: Tần số alen quần thể tính theo cơng thức sau: pA = pA♀ + pA♂; q a = - pA Dạng Gen NST giới tính Y (Khơng có alen tương ứng X) Xét gen NST giới tính Y gồm alen A a Quá trình ngẫu phối tạo kiểu gen giới đực sau: XYA XYa Gọi: N tổng số cá thể đực K số lượng cá thể đực mang kiểu gen XYA L số lượng cá thể đực mang kiểu gen XYa Gọi p tần số alen A, q tần số alen a (p + q = 1) - Tần số alen tính theo cơng thức: p = K ; N q= L N - Cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân có dang: 1 XX + (p XYA + q XYa) = 2 Dạng Gen nằm vùng tương đồng NST X Y Xét gen gồm alen A a nằm vùng tương đồng X Y Gọi p, q tần số alen A a Khi cấu trúc di truyền quần thể xác định trường hợp gen nằm NST thường Ta có cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân di truyền p2 (XAXA + XAYA) + 2pq (XAXa + XAYa + XaYA) + q2 (XaXa+ XaYa) = *) Xét số ví dụ: Ví dụ 1: Ở mèo, gen quy định tính trạng màu lơng nằm NST giới tính X khơng có alen Y DD quy định lơng đen; Dd quy định lông tam thể; dd quy định lông Trong quần thể mèo thành phố Luân Đôn người ta ghi số liệu kiểu hình sau: Mèo đực: 311 lơng đen, 42 lơng vàng Mèo cái: 277 lông đen, 20 lông vàng, 54 lông tam thể Biết quần thể đạt cân di truyền a Hãy tính tần số alen D d b Viết cấu trúc di truyền quần thể Hướng dẫn giải a Áp dụng công thức trên, ta có 2x277 54 311 Tần số alen D = = 0,871 2x351 353 Tần số alen d = 2x20 54 42 = 0,129 2x351 353 b Cấu trúc di truyền quần thể 1 D D D d d d D [(0,871) X X + 2.0,871 0,129 X X + (0,129) X X ] + [0,871 X Y + 0,129XdY] = Hay 0,3793205 XDXD + 0,112359 XDXd + 0,0083205 XdXd + 0,4355 XDY + 0,0645 XdY = Ví dụ 2: Ở lồi thú ngẫu phối, xét gen có hai alen A a nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Biết quần thể khởi đầu có tỉ lệ kiểu gen là: Ở phần đực: 0,2 XAY + 0,8 XaY = Ở phần cái: 0,2 XAXA + 0,6 XAXa + 0,2 XaXa = Hãy xác định: Tần số alen mà quần thể đạt trạng thái cân di truyền Khi tần số kiểu gen giới bao nhiêu? Hướng dẫn giải Tần số alen phần đực quần thể khởi đầu là: pA= 0,2; qa= 0,8 Tần số alen phần quần thể khởi đầu là: pA= 0,2 + 0,6 = 0,5; qa= 0,2 0,6 = 0,5 Tần số alen mà quần thể cân là: pA = 0,2+ 0,5 = 0,4; qa = – 0,4 = 0,6 Khi đó, tần số kiểu gen hai giới là: Đực: pXAY + q XaY = 1; Thay giá trị p, q vào ta được: 0,4XAY + 0,6 XaY = Cái: p2 XAXA + 2pq XAXa + q2 XaXa = 1; Thay giá trị p, q vào ta được: 0,16 XAXA + 0,48 XAXa + 0,36 XaXa = Ví dụ 3: Bệnh mù màu gen lặn a nằm NST X khơng có alen Y quy định; alen trội tương ứng không quy định bệnh Trong quần thể người đạt trạng thái cân di truyền có 2800 nam giới có 196 nam bị bệnh mù màu Nếu đôi nam nữ quần thể kết hôn xác suất sinh bị bệnh họ [5] Hướng dẫn giải Nam giới bị bệnh mù màu có kiểu gen XaY => tần số alen a hay tỉ lệ kiểu gen XaY là: 196 : 2800 = 0,07 => tần số alen A hay tỉ lệ kiểu gen X AY số nam giới - 0,07 = 093 Quần thể trạng thái cân di truyền nên tỉ lệ kiểu gen giới nữ là: XAXA = 0932; XAXa = 0,07 0,93; XaXa = 0,072 Khi quần thể đạt trạng thái cân tần số alen giới tỉ lệ kiểu gen giữ nguyên qua hệ ngẫu phối; nên xác suất sinh mắc bệnh tỉ lệ người bị bệnh có quần thể: Xác suất sinh mắc bệnh là: XaY + XaXa = 0,07 0,072 0,03745 Ví dụ 4: Ở lồi động vật có vú, tính trạng màu lông gen quy định, lông đen trội hồn tồn so với lơng nâu Một quần thể trang thái cân di truyền, có tỉ lệ kiểu hình 30% đực lơng đen, 20% đực lông nâu, 42% lông đen 8% lông nâu a, Hãy xác định tần số alen a b, Lấy ngẫu nhiên cá thể lông đen Xác suất để thu cá thể chủng [6] Hướng dẫn giải a, Tính tần số alen a - Do tính trạng màu sắc lông phân bố không giới tần số kiểu hình lặn gặp giới đực nhiều giới (Ở động vật có vú giới đực có cặp NST giới tính XY; giới có cặp NST giới tính XX) nên gen quy định tính trạng màu lơng nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y - Quy ước: A quy định lông đen; a quy định lơng nâu - Xét giới đực tỉ lệ kiểu hình đực lơng đen XAY chiếm tỉ lệ 60%; đực lông nâu XaY chiếm tỉ lệ 40% nên ta có: Tần số alen giới đực là: A = XAY = 0,6; a = XaY = 0,4 Do quần thể trạng thái cân nên tần số alen giới tần số alen quần thể Vậy tần số alen a quần thể 0,4 b, Xét giới ta có: Tần số kiểu gen giới là: XAXA = 0,62 = 0,36XAXa = 0,6 0,4 = 0,48;XaXa = 0,42 = 0,16 Như số cá thể có kiểu hình lơng đen, cá thể chủng chiếm tỉ lệ: 0,36 => cá thể lông đen không chủng chiếm tỉ lệ: 0,84 7 Lấy ngẫu nhiên cá thể lông đen Xác suất để thu cá thể chủng là: C21 24 49 Ví dụ 5: Trong quần thể lồi thú, xét tính trạng màu lông gen quy định trạng thái cân di truyền Tính trạng lơng màu nâu alen lặn b quy định, tìm thấy 30% đực 9% Xác định tần số alen (B, b) tỉ lệ có kiểu gen dị hợp tử mang alen b so với tổng số cá thể quần thể [3] Hướng dẫn giải - Theo đề, quần thể cân tần số kiểu hình lặn phân bố khơng hai giới => gen quy định tính trạng nằm NST giới tính X khơng có alen Y - Tần số kiểu hình lặn, lơng nâu đực XbY = 0,3 => tần số alen lặn Xb = 0,3 => tần số alen trội XB = – 0,3 = 0,7 - Tỉ lệ dị hợp tử mang alen lặn giới là: x 0,7 x 0,3 = 0,42 - So với tổng số cá thể quần thể số cá thể chiếm 50%, nên tỉ lệ dị hợp tử mang alen lặn so với tổng số cá thể quần thể là: 0,42 × 0,5 = 0,21 = 21% Bài tập tổng quát củng cố chuyên đề: Ở lồi động vật có cặp NST giới tính XX/ XY Một gen có alen A/a nằm NST giới tính tần số alen A/a = 0,7/0,3 Xác định cấu trúc di truyền quần thể Biết quần thể trạng thái cân di truyền Hướng dẫn giải Vì đề chưa cho vị trí cụ thể gen NST giới tính nên ta phải xét trường hợp sau: - TH1: Gen nằm NST X khơng có alen tương ứng Y Cấu trúc di truyền quần thể 1 (0,72 XAXA + 2x0,7x0,3 XAXa + 0,32 XaXa) + (0,7 XAY + 0,3 XaY) = Hay 0,245 XAXA + 0,21 XAXa + 0,045 XaXa + 0,35 XAY + 0,15 XaY = - TH2: Gen nằm NST Y khơng có alen tương ứng X Cấu trúc di truyền quần thể XX + (0,7 XYA + 0,3 XYa) = - TH3: Gen nằm vùng tương đồng X Y Cấu trúc di truyền quần thể (0,7)2(XAXA + XAYA) + 2.0,7.0,3(XAXa + XAYa + XaYA) + (0,3)2(XaXa + XaYa) = Hay 0,49 (XAXA + XAYA) + 0,42 (XAXa + XAYa + XaYA) + 0,09 (XaXa + XaYa) = *) Bài tập vận dụng: Bài tập 1: Quần thể ruồi giấm trạng thái cân di truyền Xét locut gen có alen A a nằm vùng khơng tương đồng NST giới tính X Biết tần số alen lặn a 0,2 a Trong quần thể này, số cá thể mang kiểu hình lặn, tỉ lệ đực : bao nhiêu? b Lấy ngẫu nhiên cá thể có kiểu hình trội Tính xác suất để thu cá thể chủng? [4] Bài tập 2: Ở mèo, gen quy định màu sắc lơng nằm NST giới tính X khơng có alen Y; DD quy định lông đen, Dd quy định lông tam thể, dd quy định lông Kiểm tra quần thể mèo trạng thái cân di truyền gồm 2114 thấy tần số D = 89,3%; d = 10,7% Số mèo tam thể đếm 162 Số mèo lông đen quần thể bao nhiêu? [5] Bài tập 3: Ở người, bệnh mù màu gen lặn nằm NST giới tính X quy định Xét quần thể hịn đảo có 100 người có 50 người phụ nữ 50 người đàn ông, người đàn ông bị bệnh mù màu Nếu quần thể trạng thái cân số người phụ nữ bình thường mang gen gây bệnh bao nhiêu? [5] Bài tập 4: Ở mèo, gen D nằm NST X vùng không tương đồng với Y qui định lông đen, gen lặn d quy định lông vàng hung, KG có D d biểu màu lơng tam thể Trong quần thể mèo có 10% mèo lơng đen đực 40% mèo lơng vàng hung, cịn lại mèo cái.Tỷ lệ mèo có màu tam thể theo định luật Hacđi -Vanbec bao nhiêu? Bài tập 5: Bệnh mù màu gen lặn nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Trong quần thể người, tần số nam bị bệnh mù màu 0,08 Tỉ lệ loại kiểu gen nữ bao nhiêu? Biết quần thể trạng thái cân di truyền 2.3.2.2 Số kiểu gen tối đa số kiểu giao phối quần thể *) Công thức tổng quát - Số kiểu gen tối đa quần thể = Số kiểu gen XX + Số kiểu gen XY Vì gen di truyền liên kết NST giới tính nên số loại tổ hợp gen NST giới tính định số kiểu gen quần thể Gọi: x số loại tổ hợp gen X y số loại tổ hợp gen Y Ta có: x(x 1) + Số kiểu gen XX = x C2 x Trong đó: x số kiểu gen đồng hợp; C x2 số kiểu gen dị hợp + Số kiểu gen XY = x.y - Số kiểu giao phối: Số kiểu gen giới đực Số kiểu gen giới = Số kiểu gen XX Số kiểu gen XY *) Các dạng cơng thức tính cụ thể cho dạng Dạng 1: Gen nằm X khơng có alen tương ứng Y Trường hợp 1: Một gen có r alen nằm X Vì có gen với r alen nên số loại tổ hợp gen X số alen gen đó: x r ; Khơng có gen nằm Y nên y Ta có: - Số kiểu gen XX = r(r 1) - Số kiểu gen XY = r.1 - Số kiểu gen tối đa: - Số kiểu giao phối: r Cr2 r r(r 1) r r(r 1) r Trường hợp 2: Có nhiều gen nằm X Xét: Gen có a alen, gen có b alen, gen có c alen… gen n có n alen thuộc nhóm gen liên kết NST giới tính X Ta có: - Số loại tổ hợp gen X: x Ca1 Cb1 Cc1 Cn1 - Số loại tổ hợp gen Y: y 10 - Số kiểu gen XX = - Số kiểu gen XY = - Số kiểu giao phối: x(x 1) x C2 x x.y x.1 x(x 1) x x Dạng 2: Gen nằm Y khơng có alen tương ứng X Trường hợp 1: Một gen có r alen nằm Y Vì có gen với r alen nằm Y, khơng có gen nằm X nên x nên số loại tổ hợp gen Y số alen gen đó: y r Ta có: - Số kiểu gen XX = - Số kiểu gen XY = r.1 - Số kiểu gen tối đa: r - Số kiểu giao phối: 1.r r Trường hợp 2: Có nhiều gen nằm Y Xét: Gen có a alen, gen có b alen, gen có c alen… gen n có n alen thuộc nhóm gen liên kết NST giới tính Y Ta có: Số loại tổ hợp gen X: x 1 - Số loại tổ hợp gen Y: y - Số kiểu gen XX = - Số kiểu gen XY = x.y - Số kiểu giao phối: Ca1 Cb1 Cc1 Cn1 1 Ca Cb Cc Cn 1.Ca1 Cb1 Cc1 Cn1 Ca1 Cb1 Cc1 Cn1 Dạng 3: Gen nằm vùng tương đồng X Y Trường hợp 1: Một gen có r alen nằm vùng tương đồng X Y Vì gen nằm vùng tương đồng X Y nên số loại tổ hợp gen X = số loại tổ hợp gen Y: x y = r - Số kiểu gen XX = r(r 1) r2 - Số kiểu gen XY = r.r - Số kiểu giao phối: r Cr2 r(r 1) r 2 Trường hợp 2: Có nhiều gen nằm vùng tương đồng X Y Xét: Gen có a alen, gen có b alen, gen có c alen… gen n có n alen thuộc nhóm gen liên kết NST giới tính vùng tương đồng X Y: - Số loại tổ hợp gen X = số loại tổ hợp gen Y: x y = Ca1 Cb1 Cc1 Cn1 11 - Số kiểu gen XX = 2x Cx - Số kiểu gen XY = x.y - Số kiểu giao phối: x(x2 1) x.y x(x1) Bài tập tổng hợp dạng 1, Đây dạng tập thường gặp số dạng liên quan đến số kiểu gen tối đa quần thể gen nằm NST giới tính, nhiên q trình giảng dạy tơi thấy dạng học sinh làm sai nhiều Nguyên nhân học sinh sử dụng phần liệu cho chia thành trường hợp (như đề cập trên) để làm nên dẫn đến việc xác định số loại tổ hợp gen NST X, Y khơng xác Do hướng dẫn học sinh làm dạng tập thường hướng dẫn học sinh vẽ sơ đồ phân bố gen NST giới tính X Y vùng tương đồng không tương đồng ví dụ cụ thể Ví dụ: Gen I có alen, gen II có alen, gen III có alen, gen IV có alen Biết gen I II nằm X khơng có alen Y, gen III nằm Y khơng có alen X gen IV nằm vùng tương đồng X Y Xác định số kiểu gen tối đa số kiểu giao phối quần thể Hướng dẫn giải Sơ đồ phân bố gen NST giới tính X Y Vùng khơng tương đồng X mang gen I, II (gen I có alen, gen II có alen) Vùng tương đồng mang gen IV (có alen) Vùng khơng tương đồng Y mang gen III (có alen) Vùng tương đồng mang gen IV (có alen) Thơng qua sơ đồ nói học sinh dễ dàng xác định số loại tổ hợp gen X Y sau: 12 - Trên NST X có gen: Gen I có alen, gen II có alen gen IV có alen nên số loại tổ hợp gen X là: 2.3.5 = 30 - Trên NST Y có gen: Gen III có alen gen IV có alen nên số loại tổ hợp gen Y là: 4.5 = 20 Áp dụng công thức cho ta có: - Số kiểu gen XX = 30(30 1) 465 - Số kiểu gen XY = 30.20 = 600 - Số kiểu giao phối: 465.600 = 279000 *) Xét số ví dụ: Ví dụ 1: Xét gen có alen thuộc NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Trong quần thể có tối đa loại kiểu gen kiểu giao phối gen này? Hướng dẫn giải - Số kiểu gen giới XX là: 5(5 1) 15 - Số kiểu gen giới XY là: 5.1 = => Số kiểu gen tối đa quần thể là: 15 + = 20 Số kiểu giao phối là: 15.5 = 75 Ví dụ 2: Ở người, gen A quy định mắt nhìn màu bình thường, alen a quy định bệnh mù màu đỏ lục; gen B quy định máu đơng bình thường, alen b quy định bệnh máu khó đơng Các gen nằm NST giới tính X, khơng có alen tương ứng Y Xác định số kiểu gen, số kiểu giao phối có quần thể? Hướng dẫn giải - Số loại tổ hợp gen có NST giới tính X là: 2.2 = - Số kiểu gen giới XX là: - Số kiểu gen giới XY là: 4.1 = 4(4 1) 10 => Số kiểu gen tối đa quần thể là: 10 + = 14 Số kiểu giao phối là: 10.4 = 40 Ví dụ 3: Trong quần thể loài động vật lưỡng bội Xét locut có alen nằm vùng tương đồng NST giới tính X Y Biết khơng xảy đột biến, theo lí thuyết số loại kiểu gen số kiểu giao phối tối đa locut quần thể bao nhiêu? Hướng dẫn giải 13 - Số kiểu gen giới XX là: 3(3 1) - Số kiểu gen giới XY là: 3.3 = => Số kiểu gen tối đa quần thể là: + = 15 Số kiểu giao phối là: 6.9 = 54 *) Bài tập vận dụng: Bài tập 1: Một quần thể động vật, xét gen có alen nằm NST thường gen có alen nằm NST giới tính khơng có alen tương ứng Y Quần thể có số loại kiểu gen tối đa gen là: A.30 B.60 C 18 D.32 Bài tập 2: Bệnh mù màu bệnh máu khó đơng người alen lặn nằm NST giới tính X, khơng có alen tương ứng Y Số kiểu gen tối đa quần thể người gen gây bệnh máu khó đơng mù màu là: A.8 B.10 C.12 D.14 Bài tập 3: Gen I có alen, gen II có alen, gen III có alen Biết gen I II nằm X khơng có alen Y gen III nằm Y alen X Số kiểu gen tối đa quần thể A 454 B 420 C 430 D 410 Bài tập 4: người, gen A quy định mắt nhìn màu bình thường, alen a quy định bệnh mù màu đỏ lục; gen B quy định máu đông bình thường, alen b quy định bệnh máu khó đơng Các gen nằm NST giới tính X, khơng có alen tương ứng Y Gen D quy định thuận tay phải, alen d quy định thuận tay trái nằm NST thường Số kiểu gen tối đa lô cút quần thể người A 27 B 36 C 39 D 42 Bài tập 5: Trong quần thể lồi thú, xét hai lơcut: lơcut có alen A1, A2, A3; lơcut hai có alen B b Cả hai lôcut nằm đoạn không tương đồng nhiễm sắc thể giới tính X alen hai lơcut liên kết khơng hồn tồn Biết khơng xảy đột biến, tính theo lí thuyết, số KG tối đa hai lôcut quần thể là: A.18 B 36 C.30 D 27 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 2.4.1 Phân tích định tính Qua q trình tìm tịi nghiên cứu trực tiếp giảng dạy, đề tài “ Phân loại phương pháp giải số dạng tập di truyền quần thể gen nằm gen nhiễm sắc thể giới tính ” tác động tích cực đến học sinh, rèn luyện cho em kỹ tư duy, sáng tạo, kỹ vận dụng kiến thức vào thực tế cách linh hoạt Qua đó, học sinh khơng cịn cảm thấy lúng túng giải 14 tập di truyền quần thể Ngược lại, em thích thú hơn; đặc biệt có gen nhiễm sắc thể giới tính Tạo niềm vui hưng phấn em bước vào tiết học mơn Sinh 2.4.2 Phân tích định lượng Trong q trình giảng dạy tơi tiến hành thử nghiệm với hai lớp: 12A 2, 12A3 trường THPT Triệu Sơn Bẳng thông kê lực học sinh lớp trước tiến hành thử nghiệm: Lớp Sĩ số Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém 12A2 40 13 (32,5%) 21 (52,5%) (15%) (0%) 12A3 41 14 (34,1%) 22 (53,7%) (12,2%) (0%) Trong lớp thử nghiệm sử dụng dạng tập để hướng dẫn em ôn thi HSG THPT Quốc gia lớp 12A Sau để đánh giá lực học sinh lớp dạng tập tiến hành cho em làm kiểm tra đánh giá lực với câu hỏi sau chấm điểm phân tích số liệu thu Bài kiểm tra đánh giá lực học sinh Câu 1: Một quần thể thỏ trạng thái cân di truyền Xét gen có hai alen A a nằm đoạn không tương đồng NST X Nếu tần số alen a 0,5 tỉ lệ đực có kiểu hình lặn với có kiểu hình lặn là: A.3:1 B.1:1 C.2:1 D.1,5:1 Câu 2: Bệnh mù màu đỏ - lục bệnh gen lặn liên kết NST giới tính X quy định Trong quần thể cân di truyền, tỷ lệ mắc bệnh nam giới là: 7% Một người phụ nữ bình thường kết với nam giới bình thường Xác suất để cặp vợ chồng sinh người đầu lòng mắc bệnh là: A 0,03255 B 0,1946 C 0,0327 D 0,0973 Câu 3: Ở mèo gen D nằm phần không tương đồng nhiễm sắc thể X quy định màu lông đen, gen lặn d quy định màu lông vàng hung, kiểu gen có D d biểu màu lông tam thể Trong quần thể mèo có 10% mèo đực lơng đen 40% mèo đực lơng vàng hung, số cịn lại mèo Tỉ lệ mèo có màu tam thể theo định luật Hacdi - Vanbec bao nhiêu? A 16% B 2% C.32% D 8% Câu 4: Bệnh máu khó đơng người di truyền đột biến gen lặn NST giới tính X Tỉ lệ giao tử chứa đột biến gen lặn chiếm 1% cộng đồng Tần số đàn ơng biểu bệnh cộng đồng bao nhiêu? A 0,1 B 0,01 C 0,005 D.0,99 15 Câu 5: Gen I có alen, gen II có alen, gen III có alen Biết gen I II nằm X khơng có alen Y gen III nằm Y khơng có alen X số kiểu gen tối đa quần thể A 154 B 184 C 138 D.214 Câu 6: Trong quần thể động vật ngẫu phối, người ta thấy cặp NST số có gen có alen cặp NST số có alen; cặp NST giới tính có gen có alen Có kết thỏa mãn số kiểu gen quần thể nói trên: (1) 300; (2) 180; (3) 540; (4) 120; (5) 960 A.2 B.3 C.4 D.5 Câu 7: Trong quần thể lồi, xét gen: gen có alen, gen có alen, gen có alen Gen gen nằm đoạn không tương đồng NST X alen gen liên kết khơng hồn tồn Gen nằm NST thường Tính theo lí thuyết số kiểu gen tối đa quần thể bao nhiêu? Biết không xảy đột biến A 405 B 27 C 270 D 15 Câu 8: Ở người, gen quy định dạng tóc alen A a NST thường qui định bệnh máu khó đơng alen M m nằm NST X đoạn không tương đồng Y Gen qui định nhóm máu alen I A, IB (đồng trội) Io (lặn) nằm cặp NST thường khác Số kiểu gen kiểu hình tối đa quần thể tính trạng là: A 54 kiểu gen 16 kiểu hình B 90 kiểu gen 16 kiểu hình C 90 kiểu gen 12 kiểu hình D 54 kiểu gen 12 kiểu hình Câu 9: Cho gen gen có alen gen nằm NST thường Số KG tối đa tạo nên từ gen là: A 216 B 270 C 321 D 378 Câu 10: Ở ruồi giấm, gen Hbr có ba alen khác gồm Hbr1, Hbr2, Hbr3 nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng NST Y qui định sản xuất protein liên quan đến màu sắc mắt Số lượng alen Hbr tối đa mà cá thể ruồi đực bình thường có hệ gen tế bào sinh dưỡng là: A B C D Kết thu Lớp Sĩ số Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém 12A2 40 (7,5%) 17 (42,5%) 18 (45%) (5%) 12A3 41 15 (36,5%) 20 (48,8%) (9,8%) (4,9%) 16 Như vậy, kết cho thấy: Với trình độ học sinh hai lớp tương đương nhau, lớp phân dạng tập có phương pháp giải rõ ràng kết đạt cao so với lớp lại Mặc dù, số lượng giỏi, khá, trung bình có tăng chưa nhiều; số lượng học sinh yếu cịn Nhưng với tơi, điều quan trọng giúp em thấy bớt khó khăn việc học tập mơn Sinh đồng thời tích luỹ số kiến thức, kỹ để giải tập di truyền quần thể, đặc biệt giúp học sinh khá, giỏi phần chinh phục điểm cao kì thi THPT quốc gia thi HSG Kết luận, kiến nghị Sáng kiến áp dụng phù hợp cho học sinh khá, giỏi tiết tập, ôn tập di truyền quần thể, dạy phụ đạo bồi dưỡng, ôn thi học sinh giỏi, thi THPT quốc gia Mỗi học nên giới thiệu vài dạng tập, tránh dồn ép học sinh tiếp thu cách thụ động mà kết đạt không cao Các cấp quản lý cần tạo điều kiện cho giáo viên học lớp nâng cao trình độ, tổ chức lớp bồi dưỡng thường xuyên nâng cao chuyên môn, nghiệp vụ, hỗ trợ nguồn kinh phí cung cấp cho thư viện trường đầu sách có giá trị, trọng tâm để giáo viên có tài liệu tham khảo Đề tài đồng nghiệp góp ý, bổ sung Tuy nhiên, thời gian tiến hành làm đề tài khơng nhiều, cịn hạn chế trình độ chun mơn số lượng tài liệu tham khảo nên chắn tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận đóng góp ý kiến tất thầy, cô bạn đồng nghiệp để chuyên đề hoàn thiện hơn, nhằm phục vụ tốt cho việc giảng dạy môn Sinh học trường THPT Tôi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 20 tháng 05 năm 2018 Tơi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Nguyễn Thị Hiền Tài liệu tham khảo [1] Sách giáo khoa Sinh học 12 nâng cao, NXB Giáo dục [2] Sách giáo khoa Sinh học 12 chương trình chuẩn, NXB Giáo dục [3] Trích đề thi HSG cấp THPT tỉnh Thanh Hóa năm 2016 17 [4] Phạm Thị Tâm, Tư sáng tạo bồi dưỡng học sinh giỏi trung học phổ thông chuyên đề sinh học, NXB ĐHQG Hà Nội [5] Phan Khắc Nghệ, Bồi dưỡng HSG sinh học 12, NXB ĐHQG Hà Nội [6] Trích đề thi HSG lớp 12 tỉnh Hà Tĩnh năm 2013 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 công tác: Giáo viên - Trường THPT Triệu Sơn Cấp đánh TT Tên đề tài SKKN Sử dụng số kĩ thuật dạy, học nhằm nâng cao hiệu hoạt động nhóm áp dụng vào tiết 26: Sinh trưởng sinh sản vi sinh vật (Sinh học 10 – Ban bản) Kết đánh giá giá xếp loại xếp loại (Phòng, Sở, (A, B, Tỉnh ) C) Năm học đánh giá xếp loại Sở GD&ĐT C 2012-2013 Thanh hóa 18 ... cân di truyền quần thể gen nằm nhiễm sắc thể thường,… Tuy vậy, gặp dạng tập di truyền quần thể gen nằm nhiễm sắc thể giới tính đặc biệt tập liên quan đến trạng thái cân di truyền quần thể gen nằm. .. tối đa quần thể = Số kiểu gen XX + Số kiểu gen XY Vì gen di truyền liên kết NST giới tính nên số loại tổ hợp gen NST giới tính định số kiểu gen quần thể Gọi: x số loại tổ hợp gen X y số loại tổ... đề: “ Phân loại phương pháp giải số dạng tập di truyền quần thể gen nằm nhiễm sắc thể giới tính? ?? cần thiết để góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy học tập giáo viên học sinh 2.3 Giải pháp tổ