sở giáo dục & đào tạo Thanh Hoá
Trờng thpt Đông sơn 2

Sáng kiến kinh nghiệm
Tên đề tài
Xác định tần số alen trong quần thể khi có sự
tác động của các nhân tố tiến hóa

H tờn giỏo viờn: Ngụ Th H
Chc v : Giỏo viờn
n v cụng tỏc: Trng THPT ụng Sn 2
SKKN thuc mụn : Sinh hc

Nm hc: 2011 2012
B CC TI
Phần 1. mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
2. Mục đích nghiên cứu.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu.
Phần 2. nội dung
I. C s lớ lun mt s cụng thc tớnh tn s alen khi cú s tỏc ng ca
cỏc nhõn t tiờn hoỏ.
1. t bin
2. Chn lc t nhiờn
3. Di nhp gen
II. Phng phỏp gii quyt mt s bi tp.
1.Tớnh tn s alen khi cú s tỏc ng ca nhõn t t bin.
2.Tớnh tn s alen khi cú s tỏc ng ca nhõn t chn lc t nhiờn
3. Tớnh tn s alen khi cú s tỏc ng ca nhõn t di nhp gen
Phần 3. K T LU N

th cho tng dng bi tp nờn hc sinh rt lỳng tỳng.
3
c bit cỏ nhõn tụi nhn thy trong cỏc thi chn hc sinh gii tnh
my nm tr li õy, dạng bi tp xut hin khỏ ph bin . Phi núi rng õy
l mt dng bi tp phự hp vi xu th thi ca B GD- T .
Trc thc trng trờn tụi ó mnh dn chn ti Xỏc nh tn s
alen trong qun th khi cú s tỏc ng ca cỏc nhõn t tin hoỏ.
2. Mục đích nghiên cứu
Phõn dng v xõy dng phng phỏp xỏc nh tn s alen trong qun
th khi cú s tỏc ng ca cỏc nhõn t tin hoỏ.
3. nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu chơng 2: Nguyên nhân và cơ chế tiến hóa - Sinh học 12 nâng cao
THPT.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của các công thức tính tần số alen trong quần thể
khi có tác động của các nhân tố tiến hóa , phân dạng và áp dụng các công thức
để tính tần số alen.
- Thực nghiệm s phạm để đánh giá tính hiệu quả của đề tài.
Phần 2. nội dung
I.C s lớ lun mt s cụng thc tớnh tn s alen khi cú s tỏc ng ca
cỏc nhõn t tiờn hoỏ.
1. t bin.
t bin lm cho mi gen phỏt sinh ra nhiu alen v õy chớnh l
ngun nguyờn liu s cp cho quỏ trỡnh tin hoỏ. Gi s 1 locut cú hai alen A
v a. Trờn thc t cú th xy ra cỏc trng hp sau:
1.1 Đột biến thuận
Gen A t bin thnh gen a (t bin thun) vi tn s u. Chng hn,
th h xut phỏt tn s tng i ca alen A l p
o
. Sang th h th nhất cú u
alen A b bin i thnh a do t bin. Tn s alen A th h ny l: p

cng gim nhanh.
Nh vy, quỏ trỡnh t bin ó xy ra mt ỏp lc bin i cu trỳc di
truyn ca qun th. p lc ca quỏ trỡnh t bin biu hin tc bin i
tn s tng i ca cỏc alen b t bin.
1.2. Đột biến thuận và đột biến nghịch
Alen a cng cú th t bin thnh A (t bin nghch) vi tn s v.
+ Nu u = v thỡ tn s tng i ca cỏc alen vn c gi nguyờn khụng i.
+ Nu v = 0 v u > 0 ch xy ra t bin thun.
+ Nu u = 0 v v > 0 ch xy ra t bin nghịch.
+ Nu u v; u > 0, v > 0 ngha l xy ra c t bin thun v t bin
nghch. Sau mt th h, tn s tng i ca alen A s l: p
1
= p
o
up
o
+ vq
o
Kớ hiu s bin i tn s alen A l p
Khi ú p = p
1
p
o
= (p
o
up
o
+ vq
o
) p

một alen).
Ví dụ: kiểu hình dại trội (AA và Aa để lại cho đời sau 100 con cháu mà
kiểu hình đột biến lặn (aa) chỉ để lại được 99 con cháu, thì ta nói giá trị thích
nghi của alen A là 100% (w
A
= 1) và giá trị thích nghi của các alen a là 99%
(w
a
= 0,99).
Sự chênh lệch giá trị chọn lọc của 2 alen (trội và lặn) dẫn tới khái niệm
hệ số chọn lọc (Salective coeffcient), thường kí hiệu là S.
Hệ số chọn lọc phản ánh sự chênh lệch giá trị thích nghi của 2 alen,
phản ánh mức độ ưu thế của các alen với nhau trong quá trình chọn lọc.
Như vậy, trong ví dụ trên thì thì S = w
A
– w
a
= 1 – 0,99 = 0,01
+ Nếu w
A
= w
a
→ S = 0, nghĩa là giá trị thích nghi của alen A và a là
bằng nhau và tần số tương đối của alen A và a trong quần thể sẽ không đổi.
+ Nếu w
A
= 1, w
a
= 0 → S=1, nghĩa là các cơ thể có kiểu gen aa bị đào
thải hoàn toàn vì đột biến a gây chết hoặc bất dục ( không sinh sản được).

ppp
Sq
p
∆=
−
=
−
+−
=−=−
− 111
1

Sq
qSq
Sq
SqqqSq
q
Sq
Sq
qqq
−
−−
=
−
+−−
=−
−
−
=−=∆+
1

(1-S)
=1-Sq
2
- Tổng số kiểu
hình sau chọ lọc
2
2
Sq-1
p
2
Sq-1
2pq
2
2
Sq-1
S)-(1q
1
-Tần số alen A sau chọn lọc:
=
1
p
222
2
Sq-1Sq-1
)(
Sq-1
p pqpppq
=
+
=

q

=
+
=
+
=
+
=
-Tc bin i tn s alen a sau chn lc:
2
2
2
32
1
Sq-1
)1(
Sq-1
qSqSqqSqq
qqq

=
+
==
(Giỏ tr õm vỡ chn lc chng li
alen a)
b. Xột trng hp giá trị thích nghi của các kiểu gen AA và Aa bằng 1
còn aa bằng 0 (nghĩa là alen lặn a khi ở thể đồng hợp aa gây chết hay tạo ra
sự bất thụ cho cá thể).
Nu QTGP trng thỏi cõn bng ,xột mt gen vi tn s A = (p

2p
1
q
1
q
1
2
p
0
2
+ p
0
q
0
/ p
0
2
+ 2p
0
q
0
=
p
0 +
q
0
/ p
0 +
2q
0

1
2
+ p
1
q
1
/ p
1
2
+ 2p
1
q
1
=
p
0 +
2q
0
/ p
0 +
3q
0

p
1
q
1
/ p
1
2

2
+ 2p
2
q
2
=
p
0 +
3q
0
/ p
0 +
4q
0

p
2
q
2
/ p
2
2
+ 2p
2
q
2
=q
0
/ p
0 +

(n+1)q
0
=
q
0
/ 1+ nq
0
Vậy nu QTGP trng thỏi cõn bng v tn s A = p
0
; a = q
0
vi p
0
+
q
0
= 1, h s chn lc S =1 thỡ :
8
Tn s alen tri v ln sau n th h chu s chn lc l:
p(A) = p
0 +
nq
0
/ p
0 +
(n+1)q
0
= 1+ (n-1)q
0
/ 1+ nq

-6
. Sau 5000 thế hệ thì tần số
alen ở quần thể thay đổi nh thế nào?
Cách giải:
Vỡ t bin din ra theo chiu thun nên áp dụng công thức:
p
n
= p
o
(1-u)
n
ta có: p
n
= 0,6(1-10
-6
)
5000
= 0,597.
Vậy sau 5000 thế hệ tần số alen A = 0,597.
Chú ý: Từ công thức p
n
= p
o
(1-u)
n
ta có thể tính

số th h cn thit thay
i tn s alen A t P th h khi u thnh P
n


; p
o
là tn s alen tri (A)
th h p
o
; u là tc t bin theo chiu thun; n là s th h.
=>
2
1
p
o
= p
o
(1- 10
-5
)
n
<=> 0,5 = (1-10
-5
)
n
<=> ln0,5 = ln (1-10
-5
).n
=> n =
5
ln0,5
ln(1 10 )


q
p= 0,01.
2. Chọn lọc tự nhiên.
2.1. Chn lc alen chng li giao t hay th n bi.
Bài tập 1. Xác định lợng biến thiên của alen a sau 1 thế hệ chọn lọc giao tử
khi biết tần số alen a trớc khi chọn lọc là 0,6 và S của alen a = 0,34.
Cách giải: Tc bin i tn s alen a sau chọn lọc là
10
áp dụng công thức:
1,0
6.0.34,01
)6,01(6,0.34,0
1
)1(
=


=


=+
Sq
qSq
q
.
Nh vậy q đã giảm 0,1 tức giảm từ 0,6 xuống còn 0,5.
2.2 Chn lc chng li alen tri v alen ln c th lng bi:
a. Xột trng hp giá trị thích nghi của các kiểu gen AA và Aa bằng 1
còn aa bằng 1-S
Bi 1: Mt qun th trng thỏi cõn bng v 1 gen cú 2 alen A, a. Trong ú

Vậy sau khi chọn lọc q
a
= 0,6 - 0,0025 = 0,5975; p
A
= 0,4025.
Chú ý:
* Ta có thể tính bài 1theo cách khác nh sau:
- Qun th cõn bng di truyn, nờn ta cú: p
A
+ q
a
= 1 q
a
= 1 0,4 = 0,6
- Cu trỳc di truyn ca qun th cõn bng l:
(0,4)
2
AA + 2(0,4 x 0,6)Aa + (0,6)
2
aa = 1 0,16AA : 0,48Aa : 0,36aa
-Sau khi chn lc thỡ t l kiu gen aa cũn li l: 0,36 (1 S) = 0,36(1 0,02)
= 0,3528. Mt khỏc, tng t l cỏc kiu gen sau chn lc l: 0,16 + 0,48 +
0,36(1 S) = 0,9928
- Vy cu trỳc di truyn ca qun th khi xy ra chn lc l:
11
0,16
0,9928
AA :
A
9928,0

Aa
2,0
2
1
.4,0 ==
; AA = 0,6 +
7,0
2
2,0
=
; aa =
.1,0
2
2,0
=
Vậy tỉ lệ kiểu gen sau 1 thế hệ tự thụ là: 0,7AA : 0,2Aa : 0,1 aa.
Bài 2. Một quần thể động vật giao phối có thành phần kiểu gen là 0,09AA :
0,42Aa : 0,49aa.
a, Xác định tần số các alen của quần thể.
b, Biết rằng 90% số cá thể có kiểu gen aa sống đợc đến khi sinh sản ( giá trị
thích nghi của kiểu gen aa là 0,9 ); các kiểu gen còn lại giá trị thích nghi đều
là 1. Hãy tính tỷ lệ cá thể dị hợp tử trong các cá thể con ở thế hệ tiếp theo.( Đề
thi HSG tỉnh năm 2009- 2010).
12
Cách giải:
a, Xác định tần số alen.
- Tần số alen A = 0,09 + 0,42:2 = 0.3 Tần số alen a =1- 0,3 = 0,7.
b, Tỉ lệ cá thể dị hợp tử trong các cá thể con ở thế hệ tiếp theo.
Ta có S = 1- 0,9 = 0,1 nên sự biến đổi tần số alen a sau chọn lọc là:


học 2010 -2011)
Cách giải:
a, Cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền
- Tần số alen a ở giới đực là 1-0,6= 0,4; ở giới cái là 1-0,8=0,2.
- Khi quần thể cân bằng tần số alen A trong quần thể là
P( A) = (0,6 + 0,8) : 2 = 0,7; q(a) = 0 3.
13
- Cấu trúc của quần thể cân bằng là 0,49AA : 0,42Aa : 0,09 aa.
b, Cấu trúc di truyền của quần thể ở 3 thế hệ ngẫu phối.
áp dụng công thức q(n) =
0
0
.1 qn
q
+
=
16,0
3,0.31
3,0
=
+

p(n) = 1 - 0,16 = 0,84.
Cấu trúc di truyền của quần thể sau 3 thế hệ là:
0,7056AA : 0,2688Aa : 0,0256aa.
Chú ý:Ta có thể áp dụng công thức q(n) =
0
0
.1 qn
q

0
0
3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
2
0
0
1
11
.
.)1.()1.(
1
;
31
;
21
1
21
1

q
q
q
q
q
q
q
nn
n
n
n
n
n
n
=

=

==+=+
+
=
+
=
+
=
+
+
+
=
+

Cách giải:
- Tc di nhp gen: M = 400/(1600 + 400) = 0,2.
- Sau mt th hờ, lng bin thiờn tn s tng i ca alen A trong qun th
nhn Y l: p = 0,2 (0,3 0,8) = - 0,1. Nh vy, tn s tng i ca alen A
trong qun th nhn gim xung cũn: p = 0,8 0,1 =0,7.
Bài 2. Một con sông có 2 quần thể ốc sên, một quần thể lớn nằm ở bờ trái
( quần thể chính) và 1 quần thể nhỏ hơn nằm ở cuối dòng phía dới bên cạnh
một đảo ( quẩn thể đảo). Xét 1 lôcut có 2 alen G và g trong quần thể đảo.
Quần thể lớn alen G đợc cố định ( có tần số bằng 1). Gọi p là tần số của alen g
trong quần thể đảo nhỏ.
Do dòng nớc chảy xuôi nên ốc chỉ di chuyển từ quần thể chính đến
quần thể nhỏ gần đảo mà không thể di chuyển ngợc lại. Giả sử p = 0,6 trớc khi
có sự di c. Sau khi có sự di c thì 12% ốc của quần thể đảo nhỏ có nguồn gốc từ
quần thể lớn. Hãy tính p sau khi có sự di c?
Cách giải: Tần số biến thiên alen G trong quần thể nhỏ sau 1 thế hệ di c là:
p = M( P-p) = 0,12(1-0,6) = 0,048.
Giá trị này cho thấy tần số alen G trong quần thể nhận tăng 0,048.
Sau khi di c tần số alen G là: 0,6 + 0,048 = 0,648. Sau khi di c tần số alen
G là: p = 0,648.
15
PhÇn 3. kÕt luËn
I. Kết quả thực nghiệm
Sau khi áp dụng SKKN học sinh từ trung bình trở lên dễ dàng nhận ra
dạng bài tập và giải một cách nhẹ nhàng. Học sinh hứng thú, say mê, tích cực
học tập và yêu thích môn Sinh học hơn.Sau đây là bảng thống kê kết quả
kiểm tra:
Lớp
Năm học
Tỉ lệ học sinh làm được bài
tập

Trên đây là nội dung sáng kiến kinh nghiệm mà tôi đã áp dụng cho
nhiều đối tượng học sinh khác nhau thấy có hiệu quả rõ rệt. Tuy nhiên, tuổi
đời, tuổi nghề còn ít, năng lực còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót, rất
mong được sự góp ý chân thành của quý thầy cô, các bạn đồng nghiệp để
ngày càng hoàn thiện hơn.
16
Xin chân thành cảm ơn.

ĐôngS¬n, ngày 20 tháng 4 năm 2012
Tác giả
Ng« ThÞ Hµ
17