Tài liệu Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập di truyền quần thể ở trường thpt triệu sơn 5

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ Ở TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5 Người thực hiện : Lê Quang Hưng Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực: Sinh học THANH HÓA NĂM 2018 1 MỤC LỤC TT Mục Trang A Mở đầu 2 I Lí do chọn đề tài 2 II Mục đích nghiên cứu 2 III Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 IV Phương pháp nghiên cứu 3 B Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 4 I Cơ sở lý luận của SKKN 4 II Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng SKKN 4 III Nội dung 5 1 Các dạng bài toán về tần số alen và cấu trúc di truyền của quần thể. 5 2 Các dạng bài toán về tính số loại kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể ngẫu phối. 12 IV Hiệu quả của sáng kiến 25 C Kết luận, kiến nghị 26 1 MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ Ở TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 5 A. Mở đầu I. Lí do chọn đề tài. Từ năm 2007 Bộ GD & ĐT đã tổ chức thi đại học và cao đẳng bằng phương pháp thi trắc nghiệm đối với môn sinh học. Phương pháp thi này đã khai thác được lượng lớn kiến thức, kiến thức sâu và mở rộng hơn đặc biệt từ khi thay sách giáo khoa. Do đó để đem lại kết quả cao trong các kì thi thì học sinh phải hiểu, vận dụng các kiến thức đã học trong các kì thi một cách thành thục mới đem lại kết quả cao trong các kì thi[ 4 ] . Các năm gần đây trong các đề thi THPT Quốc gia cũng như đề thi minh họa của BGD - ĐT năm 2018 có câu bài tập về di truyền quần thể ở các mức độ khác nhau (nhận biết, hiểu, vận dụng thấp, vận dụng cao), đặc biệt là các câu dạng bài tập khó ở dạng đếm các đáp án đúng hoặc số đáp án sai chỉ có những học sinh khá giỏi có tư duy tốt, cần nhiều thời gian mới làm được. Tuy nhiên việc yêu cầu kiến thức phần này ở mức độ cao, nhưng tài liệu tham khảo viết chi tiết về phương pháp giải các dạng còn hướng dẫn chung chung chưa cụ thể hoặc có tài liệu chỉ viết cho một phần nào đó[ 4 ] . Trong các bài tập về môn sinh học nói chung và về dạng bài tập về di truyền quần thể nói riêng việc hiểu bản chất hiện tượng sinh học rất quan trọng. Nếu học sinh không hiểu bản chất của các dạng bài tập thì khi vận dụng để giải sẽ khó xác định phương án trả lời sai; hoặc câu hỏi có nhiều mệnh đề thì học sinh sẽ không xác định được mệnh đề nào đúng, mệnh đề nào sai từ đó sẽ không chọn được phương án trả lời đúng. Nếu học sinh xác định được các dạng bài và cách giải từng dạng thuần thục thì thực hiện tốt yêu cầu của đề bài ra, nên chọn phương án trả lời chắc chắn sẽ chính xác. Trên cơ sở như vậy, để giúp học sinh nắm được phương pháp giải các dạng bài tập di truyền quần thể một cách cơ bản, có hệ thống, xác định cho nhiều trường hợp, dễ hiểu và đơn giản, áp dụng thuận lợi, đặc biệt tạo ra sự hứng thú cho học sinh khi làm các bài tập về di truyền quần thể nên tôi đã lựa chọn đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập di truyền quần thể ở trường THPT Triệu sơn 5”. II. Mục đích nghiên cứu. Giúp học sinh nắm được cơ sở của di truyền quần thể trong các trường hợp như: tính tần số các alen, tần số các kiểu gen, cấu trúc di truyền của quần thể tự phối và giao phối ngẫu nhiên, số loại kiểu gen, số kiểu giao phối... từ đó áp dụng vào hệ thống, phân loại và cách giải từng dạng bài tập di truyền quần thể. Đồng thời giúp học sinh hình thành kĩ năng làm các bài tập tích hợp từ đó các em sẽ giải nhanh, và chọn được phương án đúng trong các kì thi, nhất là thi trắc nghiệm trong một thời gian ngắn nhất. 2 III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Nội dung chương 3, di truyền quần thể sinh học 12, trong đó phần quần thể tự phối và quần thể ngẫu phối là chủ yếu. Học sinh lớp 12 trường THPT Triệu Sơn 5 năm học từ 2009 - 2018. Hệ thống và xây dựng cách nhận biết, phương pháp giải, kĩ năng tính, chọn lọc các các bài toán có hệ thống trong giảng dạy, ôn thi học sinh giỏi, ôn thi đại học và cao đẳng, ôn thi THPT Quốc gia. Trên cơ sở ôn cho học sinh đi thi học sinh giỏi, thi đại học và cao đẳng, dạy học ở THPT thì thấy các em chưa nắm vững kiến thức về kỹ năng phân loại, nhận biết các dạng và cách giải từng dạng nên khi làm bài hay bị nhầm lẫn dẫn đến kết quả không cao trong các kì thi. Để cho học sinh học tốt, cần làm rõ các vấn đề: - Xác định dạng quần thể là tự phối hay ngẫu phối? - Xác định thế hệ quần thể đề bài yêu cầu cần tìm? - Bài toán thuộc dạng nào? Bài toán phải sử dụng những kiến thức nào? Kĩ năng giải như thế nào? - Xác định kiểu gen của từng quần thể, số kiểu giao phối? Các câu hỏi liên quan đến nội dung bài tập? IV. Phương pháp nghiên cứu. Xuất phát từ đối tượng và nhiệm vụ nghiên cứu, để đạt được mục đích đã đề ra trong quá trình nghiên cứu tôi đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu tài liệu: sách giáo khoa, sách giáo viên, tài liệu và sách tham khảo,…… - Nghiên cứu và tổng kết kinh nghiệm giảng dạy. - Thực nghiệm sư phạm. - Phân loại, phân tích, tổng hợp và hệ thống lí thuyết. - Tổng hợp tài liệu tham khảo có nội dung liên quan tới nội dung SKKN. - Tổng hợp các dạng bài toán có liên quan đến nội dung nghiên cứu. 3 B. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm. I. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm. Dựa trên cơ sở sách giáo khoa ban cơ bản và nâng cao yêu cầu đối với học sinh THPT. Dựa trên nội dung các bài tập trong sách bài tập sinh học 12 yêu cầu đối với học sinh THPT. Dựa trên nội dung các câu hỏi và bài tập yêu cầu đối với thí sinh dự thi trong các đề thi của bộ GD $ ĐT như thi THPT Quốc gia, thi đại học và cao đẳng trong các năm có liên quan đến nội dung nghiên cứu. Dựa trên các câu hỏi và bài tập trong các kì thi học sinh giỏi tỉnh Thanh Hóa yêu cầu đối với các thí sinh dự thi ở các kì thi như: giải toán trên máy tính cầm tay và học sinh giỏi các môn văn hóa. Trên cơ sở như vậy, tôi thiết nghĩ đề tài sáng kiến kinh nghiệm này sẽ có ích cho học sinh đang ôn thi THPT Quốc gia, dùng cho ôn thi học sinh giỏi, ôn thi đại học và cao đẳng. II. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm. Trong các bài toán về quy luật di truyền thì bài toán về tích hợp tương tác gen với các quy luật di truyền khác luôn là dạng học sinh gặp rất nhiều khó khăn trong việc giải quyết bài tập dạng này vì: - Học sinh chưa xác định đúng dạng quần thể mà đề bài yêu cầu. - Học sinh chưa xác định được dạng bài, cách làm từng dạng. - Cách tính số loại kiểu gen, số loại giao tử, số kiểu giao phối còn gặp nhiều khó khăn hay nhầm lẫn. Sau nhiều năm dạy ôn luyện cho đội tuyển học sinh giỏi và ôn thi THPT Quốc gia, tôi nhận thấy học sinh giải các dạng bài tập di truyền quần thể còn gặp nhiều khó khăn, trong khi các tài liệu hướng dẫn chưa được đầy đủ, nhiều bước các tác giả bỏ qua nên học sinh khó hiểu. Với thực trạng như vậy tôi thiết nghĩ sáng kiến kinh nghiệm này góp phần giúp các em làm bài tập phần này sẽ dễ hơn, hứng thú, taọ tính tư duy lôgic ở học sinh, đồng thời giúp các em giải quyết các câu hỏi phụ trong bài, đặc biệt là các câu hỏi vận dụng cao với nhiều mệnh đề trong đề thi THPT quốc gia năm 2018 sẽ đạt kết quả cao. 4 III. Nội dung. 1. Các dạng bài toán về tần số alen và cấu trúc di truyền của quần thể. 1.1. Khái quát về tính tần số alen và tần số các kiểu gen trong quần thể.[ 1 ] Giả sử trong quần thể ta xét 1 gen gồm 2 alen A và a, trong quần thể có 3 loại kiểu gen: - Gọi D là số cá thể mang kiểu gen AA. - Gọi H là số cá thể mang kiểu gen Aa. - Gọi R là số cá thể mang kiểu gen aa. - Gọi N là tổng số cá thể trong quần thể. Ta có: N = D + H + R. D - Gọi d là tần số kiểu gen AA => d = N H - Gọi h là tần số kiểu gen Aa => h = N R - Gọi r là tần số kiểu gen aa => r = N (d + h + r = 1) Mỗi cá thể trong tế bào chứa cặp NST tương đồng nên sẽ có 2 alen => Tổng số alen trong quần thể = 2N. Tổng số alen A = 2D + H, tổng số alen a = 2R + H. 2 D+ H Gọi p là tần số alen A => P = 2 N h =d+ 2 2 R+ H h Gọi q là tần số alen a => q = 2 N = r + 2 ; nên p + q = 1. 1.2. Các dạng bài toán về tần số alen và cấu trúc di truyền của quần thể tự phối (tự thụ phấn, giao phối gần, giao phối có lựa chọn). 1.2.1. Đặc điểm của quần thể tự phối:[ 1 ] - Tần số các kiểu gen thay đổi theo hướng: tần số kiểu gen dị hợp giảm dần qua các thế hệ, tần số kiểu gen đồng hợp tăng dần qua các thế hệ. - Tần số các alen không đổi qua các thế hệ nếu không có sự tác động của các nhân tố tiến hóa. - Trong quần thể xuất hiện các dòng thuần mang các kiểu gen khác nhau. 1.2.2. Các dạng bài tập. 1.2.2.1. Xác định cấu trúc di truyền qua các thế hệ tự phối khi các kiểu gen có sức sống và sinh sản như nhau. 1.2.2.1.1. Quần thể có 1 gen gồm 2 alen[ 3 ] . * Giả sử một quần thể thực vật tự thụ phấn, thế hệ P có cấu trúc di truyền như sau: d AA + h Aa + r aa = 1. Nếu sau n thế hệ tự thụ phấn: + Tần số các kiểu gen trong quần thể như sau: n 1 Tần số kiểu gen Aa còn lại = h( ) 2 1 n d +(h−h ) 2 Tần số kiểu gen AA = 2 () 5 () 1 n r +( h−h ) 2 Tần số kiểu gen aa = 2 + Số dòng thuần trong quần thể: 2n (n là số cặp gen dị hợp) * Ví dụ: Một quần thể thực vật tự thụ phấn, ở thế hệ P có cấu trúc di truyền như sau: 0,4 AA + 0,4 Aa + 0,2 aa = 1. 1. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F2? 2. Sau n thế hệ tự thụ phấn, cấu trúc di truyền sẽ như thế nào? Giải: 1. 1 2 0,4 ( ) = 0,1 => Aa bị giảm = 0,4 – 0,1 = 0,3. - Tần số kiểu gen Aa ở F2 = 2 0,3 - Tần số kiểu gen AA = 0,4 + 2 = 0,55 0,3 - Tần số kiểu gen aa = 0,2 + 2 = 0,35 Cấu trúc di truyền ở F2: 0,55 AA + 0,1 Aa + 0,35 aa = 1. 2. Khi n đủ lớn thì kiểu gen Aa -> 0. Ở F n: 0,6 AA + 0,4 aa = 1 (Tần số kiểu gen Aa giảm xuống bao nhiêu thì tăng đều về kiểu gen AA và aa). 1.2.2.1.2. Quần thể có hai hay nhiều gen, mồi gen gồm hai alen, các gen phân ly độc lập[ 2 ]. * Cách giải: - Bước 1: Cho từng kiểu gen tự phối cho đến thế hệ mà đề bài yêu cầu. - Bước 2: Cộng tỉ lệ các kiểu gen giống nhau => cấu trúc di truyền của quần thể cần tìm. * ví dụ[ 4 ] : Cho quần thể tự thụ phấn, ở F1 có cấu trúc di truyền: 0,4 AABb + 0,4AaBb + 0,2aabb = 1. a. Tính tần số các alen A, a, B, b? b. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F2? Giải: a. Tần số các alen: - Tách tỉ lệ các kiểu gen về alen A, a ta có: 0,4 AA + 0,4Aa + 0,2aa = 1. Ta có: A = 0,6; a = 0,4. - Tách tỉ lệ các kiểu gen về alen B, b ta có: 0,8Bb + 0,2bb = 1. Ta có B = 0,4; b = 0,6. b. Từ F1 đến F2 quần thể trải qua một thế hệ: - F1: 0,4 AABb => F2: 0,4(0,25AABB : 0,5AABb : 0,25AAbb) = 0,1AABB : 0,2AABb : 0,1AAbb. - F1: 0,4 AaBb=> F2: 0,4(0,0625AABB : 0,125AABb : 0,125AaBB : 0,25AaBb : 0,0625AAbb : 0,125Aabb : 0,0625aaBB : 0,125aaBb : 0,0625aabb) = 0,025AABB : 0,05AABb : 0,05AaBB : 0,1AaBb : 0,025AAbb : 0,05Aabb : 0,025aaBB : 0,05aaBb : 0,025aabb. - F1: 0,2 aabb=> F2: 0,2 (aabb) = 0,2 aabb. Cấu trúc di truyền ở F2: 6 0,125AABB : 0,25AABb : 0,05AaBB : 0,1AaBb : 0,125AAbb : 0,05Aabb : 0,025aaBB : 0,05aaBb : 0,225aabb. Chú ý: Nếu bài toán trắc nghiệm, chỉ cần tìm kiểu gen mà đề bài yêu cầu. 1.2.2.2. Xác định cấu trúc di truyền qua các thế hệ tự phối khi các kiểu gen có sức sống và sinh sản khác nhau. Cho quần thể tự phối ở P: dAA + hAa + raa = 1. 1.2.2.2.1. Kiểu gen aa không có khả năng sống (hoặc kiểu gen AA, Aa là tương tự).[ 2 ] * Muốn xác định cấu trúc di truyền của quần thể ta thực hiện các bước sau: - Bước 1: Bỏ kiểu gen aa ở thế hệ P. - Bước 2: Tính lại tỉ lệ các kiểu gen ở P (Quần thể chỉ còn kiểu gen AA, Aa). - Bước 3: Cho quần thể P sau khi đã tính lại kiểu gen tự phối được F1. - Bước 4: Bỏ kiểu gen aa ở thế hệ F 1 và tính lại tỉ lệ các kiểu gen ở F 1 ta được quần thể cần tìm ở F1. Cách tính ở F2 lặp lại các bước như tính ở F1. * Ví dụ[ 4 ] : Một quần thể thực vật tự thụ phấn, ở thế hệ P có cấu trúc di truyền như sau: 0,4 AA + 0,4 Aa + 0,2 aa = 1. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F 1 nếu kiểu gen aa không có khả năng sống? Giải: - Quần thể P: 0,4AA : 0,4Aa => P: 0,5AA + 0,5Aa = 1. - F1: 0,625AA + 0,25Aa + 0,125aa = 1. - F1: 0,625AA : 0,25Aa => F1: 0,714AA + 0,286Aa = 1 (Quần thể cần tìm). 1.2.2.2.2. Kiểu gen aa không có khả năng sinh sản (hoặc kiểu gen AA, Aa là tương tự)[ 3 ] . * Muốn xác định cấu trúc di truyền của quần thể ta thực hiện các bước sau: - Bước 1: Bỏ kiểu gen aa ở thế hệ P. - Bước 2: Tính lại tỉ lệ các kiểu gen ở P (Quần thể chỉ còn kiểu gen AA, Aa). - Bước 3: Cho quần thể P sau khi đã tính lại kiểu gen tự phối được F1. Cách tính ở F2 lặp lại các bước như tính ở F1. * Ví dụ: Một quần thể thực vật tự thụ phấn, ở thế hệ P có cấu trúc di truyền như sau: 0,4 AA + 0,4 Aa + 0,2 aa = 1. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F 1 nếu kiểu gen aa không có khả năng sinh sản? Giải: - Quần thể P: 0,4AA : 0,4Aa => P: 0,5AA + 0,5Aa = 1. - F1: 0,625AA + 0,25Aa + 0,125aa = 1. (QT cần tìm). * Chú ý: Cách xác định cấu trúc di truyền đối với quần thể có nhiều cặp gen, các gen phân ly độc lập ta làm tương tự. 1.3. Các dạng bài toán về tần số alen và cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối 1.3.1. Đặc điểm của quần thể ngẫu phối.[ 1 ] - Khái niệm: Quần thể được xem là ngẫu phối khi các cá trong quần thể lựa chọn bạn tình giao phối với nhau hoàn toàn ngẫu nhiên. 7 - Quần thể có khả năng duy trì thành phần các kiểu gen một cách không đổi qua các thế hệ nếu không có các yếu tố làm thay đổi tần số các alen. - Tần số các alen không đổi qua các thế hệ. 1.3.2. Các dạng bài tập do gen trên NST thường. 1.3.2.1. Quần thể có 1 gen gồm 2 alen, tần số alen ở 2 giới bằng nhau, sức sống và sinh sản của các kiểu gen như nhau.[ 2 ] Cho quần thể ngẫu phối ở thế hệ P: dAA + hAa + raa = 1. Hãy xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F1, F2, …Fn? - Bước 1: Tính tần số các alen A, a. - Bước 2: Thay tần số các alen vào công thức của định luật Hacđi – Vanbec. P2AA + 2pqAa + q2aa = 1. Ta được cấu trúc di truyền ở F1. - Bước 3: Sau một thế hệ ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền do đó cấu trúc di truyền ở F2, …Fn giống F1. 1.3.2.2. Quần thể có 1 gen gồm nhiều alen, tần số alen ở 2 giới bằng nhau, sức sống và sinh sản của các kiểu gen như nhau.[ 2 ] Gen quy định nhóm máu ở người có 3 alen IA, IB, I0 di truyền theo kiểu đồng trội (IA = IB > I0) quy định 4 nhóm máu: A, B, AB, O. Trong đó: - Nhóm máu A do kiểu gen IAIA, IAI0 quy định. - Nhóm máu B do kiểu gen IBIB, IBI0 quy định. - Nhóm máu AB do kiểu gen IAIB quy định. - Nhóm máu O do kiểu gen I0I0 quy định. Ta gọi p, q, r lần lượt là tần số các alen IA, IB, I0. Ta gọi tần số các kiểu gen IAIA, IAI0, IBIB, IBI0, IAIB, I0I0 lần lượt là a, b, c, d, m, n . * Tần số các alen như sau: b m b d d - Tần số alen IA => p = a + 2 + 2 m - Tần số alen IB => q = c + 2 + 2 - Tần số alen I0 => r = n + 2 + 2 => p + q + r = 1. * Cấu trúc di truyền của quần thể: Sau một thế hệ ngẫu phối quần thể sẽ đạt trạng thái cân bằng di truyền và có dạng: P2 IAIA + 2pr IAI0 + q2 IBIB + 2qr IBI0 + 2pq IAIB + r2 I0I0 = 1. Như vậy tần số các nhóm máu khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền là: - Nhóm máu A: P2 + 2pr - Nhóm máu B: q2 + 2qr - Nhóm máu AB: 2pq - Nhóm máu O: r2 Căn cứ vào tần số các kiểu gen ta có thể tính được tần số các alen, tỉ lệ kiểu hình ở các thế hệ. * Ví dụ[ 4 ] : Một quần thể người có tần số các kiểu gen quy định các nhóm máu như sau: 0,2IAIA; 0,2 IAI0; 0,1IBIB; 0,1IBI0; 0,3IAIB; 0,1I0I0. Hãy tính tần số các alen? Giải: 0,2 0,3 0,1 0,3 - Tần số alen IA => p = 0,2 + 2 + 2 = 0,45 - Tần số alen IB => q = 0,1 + 2 + 2 = 0,3 0,2 0,1 - Tần số alen I0 => r = 0,1 + 2 + 2 = 0,25 8 1.3.2.3. Quần thể có nhiều gen, mỗi gen gồm 2 alen phân ly độc lập, tần số alen ở 2 giới bằng nhau, sức sống và sinh sản của các kiểu gen như nhau[ 3 ] . * Cách giải: - Bước 1: Tách tần số các kiểu gen về mỗi cặp gen. - Bước 2: Tính tần số các alen của mỗi gen. - Bước 3: Thay tần số các alen vào công thức của định luật Hac đi – Vanbec, ta được cấu trúc di truyền của quần thể cân bằng về mỗi gen. - Bước 4: Nhân cấu trúc di truyền của quần thể cân bằng về mỗi gen với nhau ta được cấu trúc di truyền chung về các gen (đã cân bằng di truyền). * Ví dụ[ 4 ] : Cho một quần thể ngẫu phối có cấu trúc di truyền ở thế hệ P như sau: 0,4AABb + 0,2AaBB + 0,4AaBb = 1. Hãy xác định cấu trúc di truyền ở F2? Giải: - Bước 1: Tách tần số các kiểu gen về mỗi cặp gen. + Cặp gen A,a: P 0,4AA + 0,6Aa = 1 + Cặp gen B, b: P 0,2BB + 0,8Bb = 1 - Bước 2: Tính tần số các alen của mỗi gen. + Tần số alen A = 0,7; a = 0,3. + Tần số alen B = 0,6; b = 0,4. - Bước 3: + Cấu trúc di truyền về gen A, a ở F1: 0,49AA + 042Aa + 0,09aa = 1. Do F1 đã cân bằng di truyền nên F2: 0,49AA + 042Aa + 0,09aa = 1. + Cấu trúc di truyền về gen B, b ở F 1: 0,36BB + 0,48Bb + 0,16bb = 1. Do F1 đã cân bằng di truyền nên F2: 0,36BB + 0,48Bb + 0,16bb = 1. - Bước 4: F2: (0,49AA : 042Aa : 0,09aa)( 0,36BB : 0,48Bb : 0,16bb) = 0,1764AABB + 0,2352AABb + 0,0784Aabb + 0,1512AaBB + 0,2016AaBb + 0,0672Aabb + 0,0324aaBB + 0,0432aaBb + 0,0144aabb. (QT đã CBDT) 1.3.2.4. Quần thể có 1 gen gồm 2 alen, tần số alen ở 2 giới bằng nhau, sức sống và sinh sản của các kiểu gen khác nhau[ 3 ] . Cho quần thể ngẫu phối ở P: dAA + hAa + raa = 1. a. Kiểu gen aa không có khả năng sống (hoặc kiểu gen AA, Aa là tương tự). * Muốn xác định cấu trúc di truyền của quần thể ta thực hiện các bước sau: - Bước 1: Tính tần số alen a ở P là q0. - Bước 2: Tính tần số alen a ở thế hệ thứ n mà đề bài cần tìm là qn => qo qn = 1+ n qo , ta có tần số alen A ở thế hệ thứ n, pn = 1 - qn. - Bước 3: Thay tần số các alen ở thế hệ thứ n vào công thức của định luật Hacđi – Vanbec được cấu trúc di truyền ở Fn. - Bước 4: Bỏ kiểu gen aa ở thế hệ F n và tính lại tỉ lệ các kiểu gen ở F n ta được quần thể cần tìm ở Fn. * Ví dụ[ 4 ] : Một quần thể thực vật giao phấn, ở thế hệ P có cấu trúc di truyền như sau: 0,4 AA + 0,4 Aa + 0,2 aa = 1. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F 2 nếu kiểu gen aa không có khả năng sống? Giải: - Bước 1: Tần số alen a ở P: q0 = 0,4. 9 0,4 - Bước 2: Tính tần số alen a ở thế hệ thứ 2 là : q2 = 1+ 2.0,4 = 0,22; ta có tần số alen A ở thế hệ thứ n, p2 = 1 – 0,22 = 0,78. - Bước 3: Cấu trúc di truyền ở F2: 0,6084AA + 0,3432Aa + 0,0484aa = 1. - Bước 4: Bỏ kiểu gen aa ở thế hệ F 2 và tính lại tỉ lệ các kiểu gen ở F 2 ta được quần thể cần tìm ở F2: 0,638AA + 0,362Aa = 1. b. Kiểu gen aa không có khả năng sinh sản (hoặc kiểu gen AA, Aa là tương tự). * Muốn xác định cấu trúc di truyền của quần thể ta thực hiện các bước sau: - Bước 1: Tính tần số alen a ở P là q0. - Bước 2: Tính tần số alen a ở thế hệ thứ n mà đề bài cần tìm là qn => qo qn = 1+ n qo , ta có tần số alen A ở thế hệ thứ n, pn = 1 - qn. - Bước 3: Thay tần số các alen ở thế hệ thứ n vào công thức của định luật Hacđi – Vanbec được cấu trúc di truyền ở Fn. * Ví dụ: Một quần thể thực vật giao phấn, ở thế hệ P có cấu trúc di truyền như sau: 0,4 AA + 0,4 Aa + 0,2 aa = 1. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở F 2 nếu kiểu gen aa không có khả năng sinh sản? Giải: - Bước 1: Tần số alen a ở P: q0 = 0,4. 0,4 - Bước 2: Tính tần số alen a ở thế hệ thứ 2 là : q2 = 1+ 2.0,4 = 0,22 ta có tần số alen A ở thế hệ thứ n, p2 = 1 – 0,22 = 0,78. - Bước 3: Cấu trúc di truyền ở F2: 0,6084AA + 0,3432Aa + 0,0484aa = 1. 1.3.2.4. Quần thể có 1 gen gồm 2 alen, tần số alen ở 2 giới không bằng nhau, sức sống và sinh sản của các kiểu gen khác nhau[ 3 ] . Xét một gen gồm hai alen A, a trong quần thể có tối đa 3 loại kiểu gen. * Khi đó ta tính tần số các kiểu gen cho từng giới: - Ở giới cái, tần số các kiểu: dAA; hAa; raa h Gọi p là tần số alen A ở giới cái => p = d + 2 h Gọi q là tần số alen a ở giới cái => q = r + 2 - Ở giới đực, tần số các kiểu: aAA; bAa; caa b Gọi p1 là tần số alen A ở giới đực => p1 = a + 2 b Gọi q1 là tần số alen a ở giới đực => q1 = c + 2 * Cấu trúc di truyền của quần thể ở F1, F2, …Fn. - Bước 1: Tính tần số các alen A, a ở giới đực và cái. - Bước 2: Ta được cấu trúc di truyền ở F1: Đực pA qa Cái p1A pp1 AA p1qAa q1a pq1 Aa q q1aa F1: pp1 AA + pq1 Aa + p1qAa + q q1aa. 10 Tần số các alen ở F1: gọi p2, q2 lần lượt là tần số các alen A, a ở F1: P2 = pp1 + pq 1+ p 1 q 2 q2 = q q1 + pq 1+ p 1 q 2 Bản chất ở F1 là sự trung hòa tần số alen ở hai giới: P2 = p đực+ p 1cái 2 q2 = q đực+ q 1 cái 2 - Bước 3: Cấu trúc di truyền của quần thể ở F 2 , ta hay tần số các alen ở F1 vào công thức định luật Hacđi – Vanbec ta có: p22AA + 2p2q2Aa + q22aa = 1. Như vậy quần thể ở F2 đã cân bằng di truyền. - Kết luận: + Nếu tần số alen ở hai giới bằng nhau, thì quần thể sẽ đạt trạng thái cân bằng di truyền sau 1 thế hệ ngẫu phối. + Nếu tần số alen ở hai giới không bằng nhau, thì quần thể sẽ đạt trạng thái cân bằng di truyền sau 2 thế hệ ngẫu phối. 1.3.3. Các dạng bài tập do gen trên NST giới tính. 1.3.3.1. Gen có 2 alen trên NST giới tính X, không có alen trên NST Y.[ 2 ] * Xét 1 gen có 2 alen, giả sử ở thế hệ P có tỉ lệ các kiểu gen: - Ở giới đồng giao, ta gọi tần số các kiểu gen: dXAXA, hXAXa, rXaXa. - Ở giới dị giao, ta gọi tần số các kiểu gen: mXAY, nXaY. Ta gọi p, q lần lượt là tần số các alen XA , Xa ở giới đồng giao. Ta gọi p1, q1 lần lượt là tần số các alen XA , Xa ở giới dị giao. h h + Ở giới đồng giao: p = d + 2 ; q = r + 2 (p +q = 1) + Ở giới dị giao: p1 = m; q1 = n (p1 + q1 = 1) * Cấu trúc di truyền của quần thể F1: + Nếu tần số alen ở 2 giới bằng nhau: p = p1; q = q1 Sau một thế hệ ngẫu phối cấu trúc di truyền của quần thể cho từng giới là: - Giới đồng giao: p2 XAXA + 2pq XAXa + q2 XaXa = 1. - Giới dị giao: pXAY + qXaY = 1. Cấu trúc di truyền chung cho cả quần thể: p2 A A q2 a a p A q a A a X X + pq X X + X X + X Y + XY=1 2 2 2 2 + Nếu tần số alen ở 2 giới không bằng nhau: Tần số các kiểu gen ở hai giới thay đổi qua các thế hệ và không đạt trạng thái cân bằng di truyền, quần thể chỉ đạt trạng thái cân bằng khi có sự trung hòa tần số của mỗi alen ở 2 giới. * Kết luận: + Nếu tần số alen ở hai giới bằng nhau, thì quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền sau một thế hệ ngẫu phối. + Nếu tần số alen ở hai giới không bằng nhau, thì quần thể không thể đạt trạng thái cân bằng di truyền. 1.3.3.2. Gen có 2 alen trên vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY.[ 2 ] * Xét 1 gen có 2 alen, giả sử ở thế hệ P có tỉ lệ các kiểu gen: - Ở giới đồng giao, ta gọi tần số các kiểu gen: dXAXA, hXAXa, rXaXa (d + h + r = 1). - Ở giới dị giao, ta gọi tần số các kiểu gen: aXAYA, bXAYa, cXaYa, mXaYA (a + b + c + m = 1) 11 Ta gọi p, q lần lượt là tần số các alen XA , Xa lần lượt là tần số alen ở giới đồng giao (p +q = 1). Ta gọi p1, q1, p2, q2 lần lượt là tần số các alen XA , Xa ,YA, Ya, lần lượt là tần số alen ở giới dị giao (p1 + q1 + p2 + q2 = 1). h h + Ở giới đồng giao: p = d + 2 ; q = r + 2 + Ở giới dị giao: a b c m a m b c Tần số alen XA => p1 = 2 + 2 ; Tần số alen Xa => q1 = 2 + 2 ; Tần số alen YA => p2 = 2 + 2 ; Tần số alen Ya => q2 = 2 + 2 ; * Cấu trúc di truyền của F1: - Ở giới đồng giao: (pp1XAXA + pq1XAXa + p1qXAXa + qq1XaXa )2 = 1 - Ở giới dị giao: (pp2XAYA + pq2XAYa + p2qXaYA + qq2XaYa )2 = 1 Nếu tiếp tục cho F1 ngẫu phối thì F2 cấu trúc quần thể không cân bằng di truyền. * Kết luận: Nếu gen nằm ở vùng tương đồng của cặp nhiễm sắc thể giới tính XY thì cấu trúc di truyền của quần thể không cân bằng di truyền. 1.3.3.3. Gen có 2 alen trên NST giới tính Y, không có alen trên NST X.[ 2 ] * Xét 1 gen có 2 alen, giả sử ở thế hệ P có tỉ lệ các kiểu gen: - Ở giới đồng giao: XX = 1. - Ở giới dị giao, ta gọi tần số các kiểu gen: mXYA, nXYa (m + n = 1) Ta gọi p, q lần lượt là tần số các alen YA, Ya. + Ở giới đồng giao: X =1. m n m n + Ở giới dị giao: Tần số alen YA => p = 2 ; Tần số alen Ya => q = 2 ; X = 2 + 2 - Nếu cho các kiểu gen ở P ngẫu phối ở F1: m n 0,5XX + 2 XYA + 2 XYa = 1, quần thể đã đạt trạng thái cân bằng di truyền. * Kết luận: Nếu gen nằm trên nhiễm sắc thể Y không có alen trên nhiễm sắc thể X thì quần thể luôn đạt trạng thái cân bằng di truyền. 1.4. Kết luận. - Cách tính tần số alen: + Từ tỉ lệ kiểu hình => tần số các kiểu gen => tần số các alen. + Quần thể đang CBDT thì từ tỉ lệ kiểu hình lặn q2 => tần số alen lặn = q => p. - Cách tính xác định cấu trúc di truyền qua các thế hệ: tùy vào từng dạng quần thể và dữ kiện đề bài cho mà cách làm tương ứng với từng dạng ở trên. 2. Các dạng bài toán về tính số loại kiểu gen và số kiểu giao phối trong quần thể ngẫu phối. 2.1.Gen nằm trên nhiễm sắc thể thường (NST). 2.1.1. Một gen có r alen nằm trên một cặp NST thường tương đồng.[ 1 ] Ta có các công thức: - Tổng số kiểu gen ( tối đa) = r (r +1) 2 - Số loại kiểu gen đồng hợp = số alen của gen đó = r - Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp 12 = r (r +1) r (r −1) -r= 2 2 - Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen của giới đực x số loại kiểu gen của giới cái [ ] 2 r (r +1) = (vì gen nằm trên NST thường nên số loại kiểu gen của giới đực = số 2 r (r +1) loại kiểu gen của giới cái = ) 2 Ví dụ[ 4 ] : Một quần thể ngẫu phối xét gen B có 4 alen (B,b,b1,b2) nằm trên cặp NST thường. Hãy tính: a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể? b. Số kiểu gen đồng hợp và số kiểu gen dị hợp tử, hãy viết các kiểu gen đó? c. Số kiểu giao phối trong quần thể về gen trên? Giải. a. Tổng số kiểu gen = 4 (4 +1) = 10 (kiểu gen) 2 b. -Số kiểu gen đồng hợp tử = 4; gồm: BB, bb, b1b1, b2b2. - Số kiểu gen dị hợp tử = 10 – 4 = 6 kiểu; gồm: Bb, Bb1, Bb2, bb1, bb2, b1b2. c. Số kiểu giao phối = 10 x 10 = 100 (kiểu) 2.1.2. Các gen nằm trên các cặp NST thường tương đồng khác nhau (mỗi gen nằm trên một cặp NST tương đồng khác nhau hay mỗi gen thuộc một nhóm liên kết khác nhau, hay các gen không cùng nhóm liên kết).[ 2 ] Có nhiều gen mỗi gen nằm trên một cặp NST thường tương đồng khác nhau: gen 1 có a alen, gen 2 có b alen, gen 3 có c alen,... các gen này thuộc các cặp NST khác nhau (các gen này thuộc các nhóm liên kết gen khác nhau). Ta có các công thức tính sau: * Tổng các loại kiểu gen trong quần thể = tích các loại kiểu gen được tạo ra ở từng gen nằm trên từng cặp NST tương đồng = a(a+1) b(b +1) c (c +1) . . .… 2 2 2 Nếu trường hợp có n gen, mỗi gen có cùng số alen là r thì tổng số kiểu gen được [ r (r +1) tính bằng công thức. Tổng số kiểu gen = 2 ] n * Số kiểu gen đồng hợp tử = tích các kiểu gen đồng hợp ở từng gen nằm trên từng cặp NST tương đồng = a .b.c…. * Số kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp tử. * Số kiểu giao phối = bình phương của tổng kiểu gen trong quần thể. Ví dụ:[ 4 ] Một quần thể ngẫu phối xét 3 gen, gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen 3 có 4 alen. Ba gen trên nằm trên nằm trên 3 cặp NST thường tương đồng khác nhau. Hãy tính: a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 3 gen trên? b. Số loại kiểu gen đồng hợp về 3 gen trên? c. Số loại kiểu gen dị hợp về một cặp gen? d. Số loại kiểu gen dị hợp về hai cặp gen? e. Số loại kiểu gen dị hợp về ba cặp gen? 13 f. Số kiểu giao phối trong quần thể? Giải. - Gen 1 tạo ra tổng số kiểu gen = 2(2+1) = 3 (kiểu gen) 2 + Số kiểu gen đồng hợp = 2 + Số kiểu gen dị hợp = 3 – 2 = 1 - Gen 2 tạo ra tổng số kiểu gen = 3(3+1) = 6 (kiểu gen) 2 + Số kiểu gen đồng hợp = 3 + Số kiểu gen dị hợp = 6 – 3 = 3 - Gen 3 tạo ra tổng số kiểu gen = 4 (4 +1) = 10 (kiểu gen) 2 + Số kiểu gen đồng hợp = 4 + Số kiểu gen dị hợp = 10 – 4 = 6 a. Tổng số kiểu gen trong quần thể = 3.6.10 = 180 (kiểu gen) b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2.3.4 = 24 ( kiểu gen) c. Số loại kiểu gen dị hợp về 1 cặp gen (hai cặp còn lại là đồng hợp tử) = 1.3.4 + 2.3.4 + 2.3.6 = 72 ( kiểu gen) d. Số loại kiểu gen dị hợp về 2 cặp gen (cặp còn lại là đồng hợp tử) = 1.3.4+ 1.6.3 + 3.6.2 = 36 (kiểu gen) e. Số loại kiểu gen dị hợp về 3 cặp gen = tích các kiểu gen dị hợp của từng gen = 1.3.6 = 18 (kiểu gen) f. Số kiểu giao phối trong quần thể = 1802 = 32400 (kiểu) 2.1.3. Các gen cùng nằm trên một cặp NST thường tương đồng (các gen cùng nhóm liên kết)[ 2 ] Trên cặp NST thường tương đồng có nhiều gen: gen 1 có a alen, gen 2 có b alen, gen 3 có c alen, gen 4 có d alen,…. biết các gen thuộc một cặp NST thường tương đồng. Nếu ta gọi m là tích số các alen có ở các gen: m = a.b.c.d…. Ta có các công thức: - Tổng số kiểu gen (tối đa) = m(m+1) 2 - Số loại kiểu gen đồng hợp = tích các alen của các gen = m - Số loại kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen – số kiểu gen đồng hợp = m(m+1) m(m−1) -m= 2 2 - Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen của giới đực x số loại kiểu gen của giới cái [ ] 2 m(m+1) = (vì gen nằm trên NST thường nên số loại kiểu gen của giới đực = 2 m(m+1) số loại kiểu gen của giới cái = ). 2 Ví dụ: [ 4 ] Một quần thể ngẫu phối xét 3 gen, gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen 3 có 4 alen. Ba gen trên nằm trên nằm trên 1 cặp NST thường tương đồng (3 gen cùng nhóm liên kết). Hãy tính: a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 3 gen trên? 14 b. Số kiểu gen đồng hợp và số kiểu gen dị hợp tử? c. Số kiểu giao phối trong quần thể về 3 gen trên? Giải. Gọi m là tích số các alen của 3 gen, ta có m = 2.3.4 = 24 a. Tổng số kiểu gen trong quần thể = 24(24 +1) = 300 ( kiểu gen) 2 b. - Số kiểu gen đồng hợp = m = 24 - Số kiểu gen dị hợp = 300 – 24 = 276 c. Số kiểu giao phối trong quần thể = 3002 = 90000 (kiểu) 2.1.4. Bài toán tổng hợp về các gen nằm trên NST thường.[ 2 ] Trong bài toán: - Có a gen nằm trên a cặp NST thường tương đồng khác nhau. - Có b gen nằm trên 1 cặp NST thường tương đồng (b gen cùng nhóm liên kết) Khi tính ta có thể thực hiện các bước sau: Bước 1: Tính số loại kiểu gen được tạo ra ở từng cặp NST tương đồng. Bước 2: - Tổng số các loại kiểu gen về các gen trong quần thể = tích số các loại kiểu gen được tạo ra ở các cặp NST tương đồng. - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = tích số các kiểu gen đồng hợp tạo ra ở các cặp NST tương đồng. - Số kiểu gen dị hợp = tổng số kiểu gen trong quần thể – số kiểu gen đồng hợp tử. - Số kiểu giao phối = bình phương của tổng các loại kiểu gen trong quân thể. Ví dụ. [ 4 ] Một quần thể ngẫu phối xét 5 gen: gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen 3 có 4 alen, 3 gen này thuộc 3 cặp NST thường tương đồng khác nhau. Gen 4 và gen 5 mỗi gen có 3 alen, 2 gen này thuộc 1 cặp NST thường tương đồng khác (5 gen này thuộc 4 cặp NST thường tương đồng khác nhau). Hãy tính: a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 5 gen trên? b. Số kiểu gen đồng hợp và số kiểu gen dị hợp tử? c. Số kiểu giao phối trong quần thể về 5 gen trên? Giải. - Gen 1 tạo ra tổng số kiểu gen = 2(2+1) = 3 (kiểu gen) 2 + Số kiểu gen đồng hợp = 2 (kiểu gen) + Số kiểu gen dị hợp = 3 – 2 = 1 - Gen 2 tạo ra tổng số kiểu gen = 3(3+1) = 6 (kiểu gen) 2 + Số kiểu gen đồng hợp = 3 + Số kiểu gen dị hợp = 6 – 3 = 3 - Gen 3 tạo ra tổng số kiểu gen = 4 (4 +1) = 10 (kiểu gen) 2 + Số kiểu gen đồng hợp = 4 + Số kiểu gen dị hợp = 10 – 4 = 6 - Gen 4 và gen 5: Gọi m là tích số các alen của 2 gen, ta có m = 3.3 = 9 15 + Số kiểu gen tạo ra từ gen 4 và gen 5 = 9(9+ 1) = 45 (kiểu gen) 2 + Số kiểu gen đồng hợp = m = 9 + Số kiểu gen dị hợp = 45 – 9 = 36 a. Tổng số kiểu gen có thể có trong quần thể về 5 gen trên = 3.6.10.45 = 8100 (kiểu gen) b. - Số kiểu gen đồng hợp về 5 gen = 2.3.4.9 = 216 (kiểu gen) - Số kiểu gen dị hợp = 8100 – 216 = 7884 (kiểu gen) c. Số kiểu giao phối về 5 gen = 81002 = 65610000 (kiểu) 2.2. Gen nằm trên NST giới tính. 2.2.1. Quần thể ngẫu phối có cặp NST giới tính kiểu XX, XY.[ 2 ] * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XY 2.2.1.1. Gen thuộc vào vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY (gen nằm trên NST X và có alen tương ứng trên NST Y). 2.2.1.1.1. Một gen với r alen nằm trên vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY.[ 2 ] * Số kiểu gen ở giới XX (đây là cặp NST tương đồng, giống như cặp NST thường tương đồng), nên số kiểu gen = r (r +1) . 2 - Số kiểu gen đồng hợp tử ở giới XX = r - Số kiểu gen dị hợp ở giới XX = r (r +1) r (r −1) -r= 2 2 * Số kiểu gen ở giới XY: - Số kiểu gen đồng hợp tử = r - Số kiểu gen dị hợp = r (r −1) r (r −1) + = r(r – 1) (có dị hợp tử chéo như: XAYa, 2 2 XaYA) - Số kiểu gen ở giới XY = r + r(r – 1) = r2 Ta có công thức tính: * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY = r (r +1) r (3 r +1) + r2 = 2 2 * Số kiểu gen đồng hợp tử = r + r = 2r * Số kiểu gen dị hợp = r (r −1) 3 r (r−1) + r(r – 1) = 2 2 * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XY r (r +1) 2 r 3 (r +1) .r = = 2 2 [ 4 ] Ví dụ. Một quần thể ngẫu phối , xét 1 gen gồm 5 alen nằm trên vùng tương đồng của cặp NST giới tính. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về gen này? b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử, viết các kiểu gen đó? c. Số kiểu giao phối có trong quần thể? Giải. 16 a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể = r (3 r +1) 5(3.5+ 1) = = 40 2 2 (kiểu gen) b. -Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2r = 2.5 = 10 (kiểu gen) 3 r (r−1) 3 .5( 5−1) = = 30 (kiểu gen) 2 2 r 3 (r +1) 53 (5+1) c. Số kiểu giao phối có trong quần thể = = = 375 (kiểu) 2 2 -Số kiểu gen dị hợp = 2.2.1.1.2. Trên vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY mang nhiều gen[ 3 ] . Trên vùng tương đồng của cặp NST XY có nhiều gen: gen 1 có a alen, gen 2 có b alen, gen 3 có c alen,…. Ta gọi m là tích số các alen của các gen, ta có : m = a.b.c….. Ta có các công thức tính: * Số loại kiểu gen ở giới XX = m(m+ 1) 2 * Số loại kiểu gen ở giới XY = m2 * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY = m(m+1) m(3 m+1) + m2 = 2 2 * Số kiểu gen đồng hợp tử = 2m 3 m( m−1) 2 3 m (m+1) * Số kiểu giao phối = 2 Ví dụ. [ 4 ] Một quần thể ngẫu phối, xét 3 gen: gen 1 có 2 alen, gen 2 có 4 alen, gen * Số kiểu gen dị hợp = 3 có 5 alen nằm trên vùng tương đồng của cặp NST giới tính XY. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về gen này? b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử? c. Số kiểu giao phối có trong quần thể? Giải. Gọi m là tích số các alen của 3 gen, ta có : m = 2.4.5 = 40 Áp dụng các công thức trên ta có. a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể = m(3 m+1) 40(3.40+1) = = 2 2 2420 (kiểu gen) b. -Số loại kiểu gen đồng hợp tử = 2m = 2.40 = 80 (kiểu gen) -Số kiểu gen dị hợp = 3 m(m−1) 3.40 (40−1) = = 2340 (kiểu gen) 2 2 c. Số kiểu giao phối có trong quần thể: - Số loại kiểu gen ở giới XX = m(m+ 1) 40(40+1) = = 820 (kiểu gen) 2 2 - Số loại kiểu gen ở giới XY = m2 = 402 =1600 (kiểu gen) Số kiểu giao phối = 820 . 1600 = 1312000 (kiểu) 2.2.1.2. Gen nằm trên vùng không tương đồng của cặp NST giới tính XY. 2.2.1.2.1. Gen nằm trên NST X, không có alen tương ứng trên NST Y. 17 2.2.1.2.1.1.Trên NST X có 1 gen với r alen, NST Y không mang alen tương ứng[ 3 ] . * Số kiểu gen ở giới XX = r (r +1) 2 - Số kiểu gen đồng hợp tử ở giới XX = r - Số kiểu gen dị hợp ở giới XX = r (r −1) 2 * Số kiểu gen ở giới XY: - Số kiểu gen đồng hợp tử = 0 (NST Y không mang alen, NST X mang alen, nên trong kiểu gen các alen tồn tại thành từng alen). - Số kiểu gen dị hợp = r. - Số kiểu gen ở giới XY = r + 0 = r (bằng số alen của gen đó). Ta có công thức tính: * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY = r (r +1) r (r +3) +r= . 2 2 * Số kiểu gen đồng hợp tử = r. * Số kiểu gen dị hợp = r (r −1) r (r +1) +r= . 2 2 * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XY. r (r +1) r 2 (r +1) .r= . 2 2 Ví dụ . [ 4 ] Một quần thể ngẫu phối, xét 1 gen gồm 2 alen (A,a), nằm trên vùng = không tương đồng của cặp NST giới tính, gen nằm trên NST X không có alen tương ứng trên NST Y. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về gen này? b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử, viết các kiểu gen đó? c. Số kiểu giao phối có trong quần thể? Giải. Áp dụng công thức ,ta có: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể = r (r +3) 2(2+3) = = 5 (kiểu gen) 2 2 b. - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = r = 2, gồm : XAXA, XaXa. r (r +1) 2(2+1) =¿ 3, gồm: XAXa,XAY, XaY. = 2 2 r 2 (r +1) 22 (2+ 1) = = 6 (kiểu) c. Số kiểu giao phối có trong quần thể = 2 2 - Số loại kiểu gen dị hợp tử = 2.2.1.2.1.2. Trên NST X có nhiều gen, không có alen tương ứng trên NST Y[ 3 ] . Trên NST X có nhiều gen: gen1 có a alen, gen 2 có b a alen, gen 3 có c alen, gen 4 có d alen, … các gen này cùng nằm trên NST X, không có alen tương ứng trên NST Y. Ta gọi m là tích số các alen của các gen, ta có : m = a.b.c.d….Sau đó ta áp dụng các công thức ở phần 2.1.2.1.1. Như vậy ta có công thức tính: * Tổng số kiểu gen = m(m+3) 2 * Số kiểu gen đồng hợp tử = m 18 m(m+3) m(m+1) -m= 2 2 2 m (m+1) * Số kiểu giao phối = 2 Ví dụ. [ 4 ] Một quần thể ngẫu phối, xét 3 gen: gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen * Số kiểu gen dị hợp = 3 có 4 alen, các gen này cùng nằm trên NST X, không có alen tương ứng trên NST Y. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể về 3 gen này? b. Số loại kiểu gen đồng hợp tử và dị hợp tử? c. Số kiểu giao phối có trong quần thể? Giải. Gọi m là tích số các alen của 3 gen trên, ta có : m = 2.3.4 = 24, áp dụng các công thức ở trên ta có: a. Tổng số loại kiểu gen có thể có trong quần thể = m(m+3) 24(24 +3) =¿324 = 2 2 (kiểu gen) b. - Số loại kiểu gen đồng hợp tử = m = 24 (kiểu gen) - Số loại kiểu gen dị hợp tử = m(m+ 1) 24(24 +1) =¿ 300 (kiểu gen) = 2 2 c. Số kiểu giao phối có trong quần thể - Số loại kiểu gen ở giới XX = m(m+ 1) 24(24 +1) = = 300 (kiểu gen) 2 2 - Số loại kiểu gen ở giới XY = m = 24 (kiểu gen) Số kiểu giao phối = 300 . 24 = 7200 (kiểu) 2.2.1.2.2. Gen nằm trên NST Y, không có alen không có alen tương ứng trên X. 2.2.1.2.2.1. Trên NST giới tính Y có một gen với r alen, NST X không mang alen tương ứng[ 3 ] . * Số kiểu gen ở giới XX = 1 - Số kiểu gen đồng hợp tử ở giới XX = 1 - Số kiểu gen dị hợp ở giới XX = 0 * Số kiểu gen ở giới XY: - Số kiểu gen đồng hợp tử = 0 (NST Y mang alen, NST X không mang alen, nên trong kiểu gen các alen tồn tại thành từng alen). - Số kiểu gen dị hợp = r - Số kiểu gen ở giới XY = r (bằng số alen của gen đó). Ta có công thức tính: * Tổng số kiểu gen = số loại kiểu gen ở giới XX + số loại kiểu gen ở giới XY = r +1 * Số kiểu gen đồng hợp tử = 1 * Số kiểu gen dị hợp = r * Số kiểu giao phối = số loại kiểu gen ở giới XX x số loại kiểu gen ở giới XY = 1 . r = r. Ví dụ . [ 4 ] Một quần thể ngẫu phối, xét 1 gen gồm 4 alen (A,a,a1,a2) nằm trên vùng không tương đồng của cặp NST giới tính, gen nằm trên NST Y không có alen tương ứng trên NST X. Biết loài này có kiểu giới tính XX, XY. Xác định: 19