CHUYÊN ĐỀ: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP QUẦN THỂ NGẪU
PHỐI VÀ QUẦN THỂ TỰ PHỐI
Giáo viên: Trần Thị Thu Huyền
Đơn vị: Trường THPT Tam Dương II.
Môn: Sinh học
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn chuyên đề:
Để học tốt và thi tốt các kỳ thi với hình thức trắc nghiệm như hiện nay học
sinh cần đổi mới phương pháp học tập và làm quen với hình thức thi cử. Nếu
trước đây học và thi môn sinh học, học sinh cần học thuộc và nhớ từng câu, từng
chữ hoặc đối với bài toán học sinh phải giải trọn vẹn các bài toán. Nay học sinh
lưu ý trước hết đến sự hiểu bài, hiểu thấu đáo các kiến thức cơ bản đã học vận
dụng những hiểu biết đó vào việc phân tích, xác định nhận biết các đáp án đúng
sai trong các câu trắc nghiệm. Đặc biệt đối với các câu bài tập làm thế nào để có
được kết quả nhanh nhất? Đó là câu hỏi lớn đối với tất cả các giáo viên. Trước
thực tế đó đòi hỏi mỗi giáo viên cần xây dựng cách dạy riêng của mình. Ngoài
khó khăn đã nêu, cả giáo viên và học sinh còn gặp phải khó khăn hơn nữa đó là:
Chương trình sinh học lớp 12 thời gian dành cho phần bài tập quần thể
giao phối và quần thể tự phối rất ít nhưng ngược lại trong các đề thi tỉ lệ điểm của
phần này không nhỏ (đối với đề thi tốt nghiệp 2 câu, đối với thi đại học 3 câu.
Theo cấu trúc đề thi của bộ 2011). Khối lượng kiến thức nhiều, nhiều bài tập áp
dụng, trong khi đó thời gian hạn hẹp giáo viên khó có thể truyền đạt hết cho học
sinh. Do đó mỗi giáo viên có cách dạy riêng cho mình.Với tôi khi dạy phần này
tôi thường thống kê một số công thức cơ bản và phương pháp giải những dạng
bài tập đó. Tôi hướng dẫn các em vận dụng lí thuyết tìm ra công thức và cách giải
nhanh để các em hiểu bài sâu hơn và làm bài trong các lần kiểm tra cũng như thi
cử đạt hiệu quả. Tôi có ý tưởng viết chuyên đề " Một số phương pháp giải bài
tập quần thể ngẫu phối và quần thể tự phối".
2. Mục đích nghiên cứu:
Góp phần nghiên cứu một cách có hệ thống, làm rõ hơn các bài tập về di
truyền học quần thể.
Quần thể P Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau:
- Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là:
n
1
y − .y
AA = x +
.
2
2
- Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là:
n
1
Aa = .y .
2
- Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là:
n
1
y − .y
aa = z +
.
2
2
* Thành phần kiểu gen của quần thể tự phối đã qua n thế hệ tự phối là x nBB +
ynBb + znbb
- Thành phần kiểu gen của thế hệ P:
yn
n
I. Bài tập về quần thể ngẫu phối
1. Các dạng
Dạng 1:
Từ cấu trúc di truyền quần thể chứng minh quần thể đã đạt trạng thái
cân bằng hay không, qua bao nhiêu thế hệ quần thể đạt trạng thái cân bằng.
Dạng 2:
-Từ số lượng kiểu hình đã cho xác định cấu trúc di truyền của quần thể.
-Chú ý đề dạng này thường có 2 kiểu:
+ Kiểu 1 cho số lượng cá thể của tất cả kiểu hình có trong quần thể.
+ Kiểu 2 chỉ cho tổng số cá thể và số cá thể mang kiểu hình lặn hoặc
trội
Dạng 3:
-Cho số lượng kiểu hình xác định tần số tương đối của các alen
Dạng 4:
Từ tần số tương đối của các alen tìm cấu trúc di truyền quần thể.
2. Cách giải các dạng bài tập ở trên
a. Dạng 1:
Từ cấu trúc di truyền quần thể chứng minh quần thể đã đạt trạng thái cân
bằng hay không, qua bao nhiêu thế hệ quần thể đạt trạng thái cân bằng:
Cách giải 1:
-Gọi p là tần số tương đối của alen A
-Gọi q là tần số tương đối của alen a
p+q = 1
- Cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng:
p2 AA + 2pqAa + q2 aa = 1.
- Như vậy trạng thái cân bằng của quần thể phản ánh mối tương quan sau:
p2 q2 = (2pq/2)2 .
- Xác định hệ số p2, q2, 2pq.
- Thế vào p2 q2 = (2pq/2)2 quần thể cân bằng.
- Thế vào p2 q2 ≠ (2pq/2)2 quần thể không cân bằng.
Tức 0,82 AA + 2.0,8.0,2Aa + 0,22 aa ≠ 0,7AA + 0,2Aa + 0,1aa vậy quần thể
không cân bằng.
Bài 2:Quần thể nào trong các quần thể dưới đây đạt trạng thái cần bằng ?
Quần thể
Tần số kiểu gen AA
Tần số kiểu gen Aa
Tần số kiểu gen
aa
0
0
1
0,3
1
1
0
2
0
1
3
0
0
4
0,2
0,5
Giải nhanh
Quần thể 1: Nếu cân bằng thì p 2 q2 = (2pq/2)2 =>1 x 0 = (0/2) 2 => quần thể cân
C. 0,4 AA : 0,4 Aa : 0,2 aa.
D. 0,6 AA : 0,2 Aa : 0,2 aa.
Câu 4: Một quần thể thực vật tự thụ phấn có tỉ lệ kiểu gen ở thế hệ P là: 0,45AA
: 0,30Aa : 0,25aa. Cho biết các cá thể có kiểu gen aa không có khả năng sinh
sản. Tính theo lí thuyết, tỉ lệ các kiểu gen thu được ở F1 là:
A. 0,525AA : 0,150Aa : 0,325aa.
B. 0,7AA : 0,2Aa : 0,1aa.
C. 0,36AA : 0,24Aa : 0,40aa.
D. 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa.
Đáp án: 1D, 2C, 3A, 4B.
b. Dạng 2:
+Từ số lượng kiểu hình đã cho xác định cấu trúc di truyền của quần thể.
-Kiểu 1: cho số lượng tất cả kiểu hình có trong quần thể.
Cách giải:
Cấu trúc di truyền của quần thể:
-Tỷ lệ kiểu gen đồng trội = số lượng cá thể do kiểu gen đồng trội qui
định/Tổng số cá thể của quần thể.
-Tỷ lệ kiểu gen dị hợp = số cá thể do kiểu gen dị hợp quy định/ Tổng
số cá thể của quần thể.
-Tỷ lệ kiểu gen đồng lặn = Số cá thể do kiểu gen lặn quy định/ Tổng số
cá thể của quần thể.
- Kiểu 2: chỉ cho tổng số cá thể và số cá thể mang kiểu hình lặn hoặc trội.
Cách giải:
* Nếu tỷ lệ kiểu hình trội=> kiểu hình lặn = 100% - Trội.
* Tỷ lệ kiểu gen đồng lặn = Số cá thể do kiểu gen lặn quy định/ Tổng số cá thể
của quần thể.
- Từ tỷ lệ kiểu gen đồng lặn => Tần số tương đối của alen lặn tức tần số của q =>
Tần số tương đối của alen trội tức tần số p.
- Áp dụng công thức định luật p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1 => cấu trúc di truyền
quần thể.
(0,7A:0,3a) x (0,7A:0,3a)
=> 0,49AA + 0,42Aa + 0,09aa
Với cấu trúc trên quần thể đạt trạng thái cân bằng vì thoả mãn:
(0,9)2 AA + 2(0,7 x 0,3) Aa + (0,3)2 aa = 1.
Bài 2:
Một quần thể sóc có số lượng như sau 1050 con lông nâu đồng hợp, 150
con lông nâu dị hợp, 300 con lông trắng, màu lông do một gen gồm 2 alen
qui định. Tìm tần số tương đối của các alen?
Giải:
Tính trạng lông nâu là trội do A quy định
Tính trạng lông trắng là lặn do a quy định
Tỉ lệ thể đồng hợp trội AA là 1050/1500 = 0,7
Tỉ lệ thể dị hợp Aa là
150/1500 = 0,1
Tỉ lệ thể đồng hợp lặn aa là 300/1500 = 0,2
Vậy cấu trúc di truyền của quần thể là: 0,7AA : 0,1Aa : 0,2aa.
Bài 3:(kiểu 2)
Quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân bằng với 2 loại kiểu
hình là hoa đỏ(do B trội hoàn toàn quy định) và hoa trắng(do b quy định). Tỷ lệ
hoa đỏ 84%. Xác định cấu trúc di truền của quần thể?
Giải:
-Gọi p tần số tương đối của alen B
-q tần số tương đối alen b
-%hoa trắng bb = 100%- 84%= 16%=q2 => q = 0,4 => p = 0,6
- Áp dụng công thức định luật p2 BB + 2pq Bb + q2 bb = 1
- => cấu trúc di truyền quần thể :0.6 2 BB + 2.0,6.0,4 Bb + 0,42 bb = 0,36BB
+ 0,48Bb + 0,16bb = 1
Bài 4:
Ở bò A qui định lông đen, a: lông vàng. Trong một quần thể bò lông vàng
chiếm 9% tổng số cá thể của đàn. Biết quần thể đạt trạng thái cân bằng.
Vậy xác suất để 2 người bình thường trong quần thể lấy nhau sinh ra người con
2 pq
2 pq
1
đầu lòng bị bạch tạng là: p 2 + 2 pq x p 2 + 2 pq x
4
2 pq
2 pq
1
thế p=0,01 , q= 0,99 => p 2 + 2 pq x p 2 + 2 pq x = 0,00495
4
Câu 6: Trong một quần thể cân bằng có 90% alen ở lôcus Rh là R. Alen còn lại là
r . Cả 40 trẻ em của quần thể này đến một trường học nhất định . Xác suất để tất
cả các em đều là Rh dương tính là bao nhiêu?
Giải nhanh:
Tần số tương đối của alen R là: p(R)= 0,9 => tần số alen r=q = 0,1
Rh dương có kiểu gen RR, Rr tần số của 2 nhóm kiểu gen trên là
RR= p2= 0,92 = 0,81, Rr = 2pq = 2.0,9.0,1 = 0,18.
Tần số 1 học sinh có Rh dương là: 0,81+0,18 = 0,99.
Xác suất để 40 học sinh có Rh dương là (0,99)40.
Bài 7:
Trong một đàn bò, số con lông đỏ chiếm 64%, số con lông khoang chiếm 36%.
Biết con lông đỏ là trội hoàn toàn, được qui định bởi alen A, lông khoang là tính
trạng lặn, qui định bởi alen a. Tìm tần số tương đối của các alen trong quần thể?
y
y
; tần số alen a = z + .
2
2
Bài 1: Quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân bằng với 2
loại kiểu hình là hoa đỏ(do B trội hoàn toàn quy định) và hoa trắng(do b quy
định). Tỷ lệ hoa đỏ 84%. Xác định tần số tương đối của các alen?
Giải:
-Theo cách giải ở trên cấu trúc di truyền của quần thể là: 0,36BB + 0,48Bb +
0,16bb = 1.
y
0,48
= 0,36 +
= 0,6
2
2
y
0,48
-Tần số tương đối của alen b = z + = 0,16 +
= 0,4
2
2
-Tần số tương đối của alen B = x +
Bài 2: Quần thể gồm 120 cá thể có kiểu gen BB. 400 cá thể có kiểu gen Bb và
480 cá thể có kiểu gen bb. Tìm tần số tương đối của mỗi alen?
Bài 3:
A. IA = 0,69; IB = 0,13; IO = 0,18
B. IA = 0,13; IB = 0,18; IO = 0,69
C. IA = 0,17; IB = 0,26; IO = 0,57
D. IA = 0,18; IB = 0,13; IO = 0,69
8
Câu 5: : Một quần thể giao phối ở trạng thái cân bằng di truyền, xét một gen có
hai alen (A và a), người ta thấy số cá thể đồng hợp trội nhiều gấp 9 lần số cá thể
đồng hợp lặn. Tỉ lệ phần trăm số cá thể dị hợp trong quần thể này là
A. 37,5%.
B. 18,75%.
C. 3,75%.
D. 56,25%
Đáp án: 1A, 2C, 3A, 4B, 5A.
d. Dạng 4:Từ tần số tương đối của các alen tìm cấu trúc di truyền quần thể.
Bài 1:
Giả thiết trong một quần thể người, tần số của các nhóm máu là:
Nhóm A = 0,45
Nhóm B = 0,21
Nhóm AB = 0,3
Nhóm O = 0,004
Xác định tần số tương đối của các alen qui định nhóm máu và cấu trúc di
truyền của quần thể?
Giải:
-Gọi p là tần số tương đối của alen IA.
-Goi q là tần số tương đối của alen IB
-Gọi r là tần số tương đối của alen IO
Nhóm máu
A
Cấu trúc di truyền của quần thể được xác định là:
(0,5 IA + 0,3 IB + 0,2IO) (0,5 IA + 0,3 IB + 0,2IO) = 0,25IAIA + 0,09IBIB + 0,04
IOIO + 0,3IAIB + 0,2IAIO + 0,12IBIO.
Bài 2:
Tần số tương đối của alen a ở quần thể 1 là 0,3, còn ở quần thể 2 là 0,4 .
Vậy quần nào có nhiều cá thể dị hợp hơn? Biết rằng cả 2 quần thể đều
ngẫu phối. Xác định cấu trúc di truyền của 2 quần thể đó .
Bài 3:
Ở người bệnh bạch tạng do gen a gây ra. Những người bạch tạng thường
gặp với tần số khoảng 1/20000. Xác định tỉ lệ phần trăm số người mang
gen bạch tạng ở thể dị hợp.
Bài 4:
Tần số tương đối của A của phần đực trong quần thể là 0,8
Tần số tương đối của a của phần đực trong quần thể là 0,2
Tần số tương đối của A của phần cái trong quần thể là 0,4
Tần số tương đối của a của phần cái trong quần thể là 0,6
a. Xác định cấu trúc di truyền ở thế hệ thứ nhất ?
b. Khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền thì có cấu trúc như thế
nào.
Các câu trắc nghiệm
9
Câu 1: Một quần thể có tần số tương đối
quần thể là
A 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa.
C. 0,64 AA + 0,04 Aa + 0,32 aa.
A 0,8
= 0,2 có tỉ lệ phân bố kiểu gen trong
2. Cách giải các dạng bài tập ở trên
1. Dạng 1: Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P (thế hệ xuất phát) 100% dị hợp
Aa qua n thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ Fn
Quần thể P sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau:
- Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là:
1
1−
AA =
2
2
n
- Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là:
Aa =
1
2
n
- Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là:
1
1−
aa = 2
2
n
1
1
= = 0,125.
2
2
Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là:
1
1−
aa = 2
2
n
3
1
1−
= 2 = 0,4375.
2
2. Dạng 2:
Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P qua n thế hệ tự phối tìm thành phần
kiểu gen của thế hệ Fn
Quần thể tự phối có thành phần kiểu gen của thể hệ P ban đầu như
sau:xAA + yAa + zaa
Quần thể P sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau
- Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là:
n
1
0,1 − .0,1
AA = x +
= 0,25 +
= 0,29375
2
2
2
2
- Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là:
n
1
Aa = .y =
2
3
1
.0,1 = 0,0125
2
- Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là:
n
3
1
1
y − .y
0,1 − .0,1
aa = z +
= 0,65 +
n
3
1
1
Bb = .y = .0,8 = 0,1
2
2
- Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể F3 là:
n
3
1
1
y − .y
0,8 − .0,8
bb = z +
=
= 0,55
2
2
0,2 +
2
2
Vậy cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ tự thụ phấn là:
0,35BB+0,1Bb+0,55bb.
Bài 3:
Quần thể tự thụ có thành phần kiểu gen ở thế hệ P là
Để kiểu gen bb chiếm 0,55, sự tự phối xảy ra bao nhiêu thế hệ?
Bài 7:
Xét quần thể tự thụ phấn có thành phần kiểu gen ở thế hệ P là
0,3AA+0,4Aa + 0,3aa =1 Qua bao nhiêu thế hệ tự thụ phấn thì tỷ lệ đồng hợp
chiếm 0,95?
* Các câu trắc nghiệm
12
Câu 1: Một quần thể có 36 % AA; 48% Aa ; 16% aa.Cấu trúc di truyền của quần
thể này sau 3 thế hệ tự phối liên tiếp là
A. 57 % AA ; 16% Aa ; 27 % aa.
B. 57% AA; 6% Aa;37 % aa.
C.57 AA ;36% Aa;7% aa .
D. 57% AA; 26 % Aa;17 % aa.
Câu 2: Một quần thể tự phối, ban đầu có 50% số cá thể đồng hợp. Sau 7 thế hệ tỉ lệ
dị hợp sẽ là:
A. 1/128.
B. 127/128.
C. 255/ 256.
D. 1/ 256
Câu 3: Xét cá thể dị hợp Aa. Tiến hành tự thụ phấn qua 4 thế hệ liên tiếp.Tỉ lệ
xuất hiện thể đồng hợp bằng:
A. 93,75%.
B. 46,875%.
C. 6,25%.
D.
1
y − .y
AA = z +
2
2
n
1
y − .y
AA = y +
2
2
Câu 6: Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể ở thế hệ Fn là
n
1
y − .y
A.
aa = x +
2
2
n
B.
1
aa = .y
2
Aa = x + .y
2
B.
1
Aa = y + .y
2
C.
1
Aa = z + .y
2
D.
1
Aa = .y
2
n
n
n
Đáp án : 1B, 2D, 3A, 4C, 5A, 6C, 7D.
3. Dạng 3:
Cho thành phần kiểu gen của quần thể qua n thế hệ tự phối tìm thành phần
y − .y
bb = zn = z (với y =
2
2
yn
n
1 )
2
Bài 1:
Quần thể tự thụ phấn sau 3 thế hệ tự thụ phấn có thành phần kiểu gen
0,4375BB+0,125Bb + 0,4375bb. Cấu trúc di truyền ở thế hệ P như thế
nào?
Giải:
0,125
yn
n
Bb = 1 = y
2
3
=> y = 1 = 1
bb = zn = z (với y =
2
2
yn
n
1 =1)
2
3
1
1 − .1
=> z = 0,4375 - 2 = 0
2
Vậy cấu trúc quần thể ở thế hệ P là: 1Bb.
Bài 2:
Cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ tự thụ phấn là 0,35AA+0,1 Aa+0,55aa.
Xác định cấu trúc của quần thể ở thế hệ P ?
Giải:
Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể P là:
0,1
yn
3
0,8 − .0,8
n
aa = zn = z (với y = 1 ) => z = 0,55 = 0,2
2
2
2
2
2
3
Vậy cấu trúc di truyền ở thế hệ P là: 0,8Aa + 0,2aa = 1.
KẾT LUẬN
Trên đây là phương pháp giải một số dạng bài tập phần quần thể ngẫu phối
và tự phối của sinh học 12 mà thực tế tôi đã dạy trên lớp. Tôi nhận thấy các em
nắm được kiến thức, đồng thời các em hiểu sâu hơn về mặt lí thuyết và thấy được
ý nghĩa của định luật về mặt thực tế. Đặc biệt các em giải nhanh các bài toán
quần thể dưới dạng trắc nghiệm rất tốt. Tuy nhiên chuyên đề này tôi viết được
tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu nên chắc chắn còn nhiều thiếu sót mà tôi chưa
15
phát hiện ra được. Tôi rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô, đồng
nghiệp và bạn bè.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sách giáo khoa sinh học 12 của nhà xuất bản giáo dục, xuất bản 2006.
2. Sách bài tập sinh học 12 của nhà xuất bản giáo dục, xuất bản 2006