Tài liệu Skkn vận dụng một số phép toán giúp học sinh giải nhanh các dạng bài tập trắc nghiệm về di truyền quần thể.

Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå A. PHẦN MỞ ĐẦU Đổi mới phương pháp dạy học, thực hiê ên dạy học dựa vào hoạt đô nê g tích cực, chủ đô nê g của học sinh với sự tổ chức và hướng dẫn đúng mực của giáo viên nhằm phát triễn tư duy đô êc lâ êp, sáng tạo hình thành phương pháp và nhu cầu tự học, bồi dưỡng hứng thú học tâ êp, tạo niềm tin và niềm vui trong học tâ pê . Nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông nói chung, chất lượng môn sinh học nói riêng là nhiệm vụ cấp thiết của người thầy giáo. Một trong những yêu cầu cơ bản trong dạy học sinh học là giáo viên phải tìm ra giải pháp phù hợp nhằm nâng cao tính tích cực, chủ động, độc lập của học sinh, từ đó nâng cao hiệu quả của quá trình tiếp thu, lĩnh hội kiến thức và hình thành kĩ năng, giải quyết được các vấn đề một cách sáng tạo và có hiệu quả. Trong chương trình sinh học phổ thông, ở khối lớp 12 học sinh được học về di truyền quần thể (Chương III – Phần Di truyền học). Đây là một phần khó vì khá phức tạp đòi hỏi tư duy cao nên rất khó nhớ, khó hiểu và đặc biệt khó vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các bài tập. Thực tế hiện nay có khá nhiều tài liệu đề cập đến cách giải các dạng bài tập về di truyền quần thể. Tuy nhiên, hiệu quả của việc hướng dẫn cho học sinh vận dụng phương pháp giải phù hợp với các dạng bài tập cụ thể còn nhiều hạn chế, đặc biệt các bài tập trắc nghiệm. Học sinh chưa hiểu hết tầm quan trọng của mối liên hệ hữu cơ giữa các môn học, đặc biệt giữa toán học và sinh học. Điều đó dẫn đến việc hiểu và vận dụng kiến thức đã học một cách máy móc rập khuôn, thiếu tính hệ thống theo kiểu học từng bài tập chứ chưa phải học và nắm phương pháp giải từng dạng bài tập. Đại đa số học sinh chưa có được kĩ năng giải bài tập trắc nghiệm về dạng này. Bắt đầu từ năm học 2006 – 2007, bài thi môn sinh học làm theo hình thức trắc nghiê êm. Đề thi trắc nghiê êm được cấu trúc số câu nhiều theo từng nhóm chủ đề, rải đều khắp các nô êi dung của chương trình, do đó học sinh cần phải học toàn bô ê nô êi dung môn học. Kiến thức nhiều nếu không có phương pháp học tâ êp đúng, với thói quen “học vẹt, học tủ” thiếu khả năng tư duy thì kết quả học tâ êp sẽ thấp dẫn đến thiếu tự tin, thiếu tích cực hứng thú trong học tâ êp. Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 1 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå Vì vậy việc tìm ra mối liên quan giữa phép toán và dạng bài tập cụ thể, tìm được cách giải phù hợp cho từng dạng bài tập, giúp học sinh dễ hiểu, dễ nhớ, có thể giải một cách nhanh gọn đáp ứng được với việc kiểm tra và thi theo hình thức trắc nghiệm. Qua đó tạo được sự hứng thú và niềm tin trong học tập, góp phần nâng cao hiệu quả của việc dạy và học bộ môn sinh học trong nhà trường là một việc làm cần thiết. Từ thực tiễn giảng dạy và kinh nghiệm của bản thân, tôi viết đề tài : “Vận dụng một số phép toán giúp học sinh giải nhanh các dạng bài tập trắc nghiệm về di truyền quần thê” trao đổi cùng các đồng nghiệp với mong muốn góp một phần nào đó nâng cao chất lượng giảng dạy sinh học trong nhà trường. Giúp các em học sinh có thể hiểu và dễ nhớ, làm tốt các bài tâ êp trắc nghiê êm có liên quan đến di truyền quần thể. Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 2 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå B. PHẦN NỘI DUNG I. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ - Bài tập di truyền quần thể tương đối đa dạng, phức tạp, đòi hỏi tư duy cao, khá khó lại liên quan nhiều đến toán học. Thực tế, phần đông học sinh chưa nắm được cách giải nên không giải được. - Di truyền quần thể tương đối khó trong khi đó theo phân phối chương trình sinh học 12, sự di truyền quần thể chỉ có thời lượng giảng dạy 2 tiết cho phần lí thuyết, không có tiết bài tập. Điều đó đòi hỏi người thầy giáo phải đầu tư nhiều cho việc tìm giải pháp nhằm giúp học sinh có thể nắm được kiến thức và vận dụng để giải các dạng bài tập. Trong khi hiện nay đa phần giáo viên còn lúng túng trong việc tìm phương pháp phù hợp để giải bài tập và chưa hệ thống hóa được các cách giải bài tập di truyền quần thể để có thể giúp học sinh dễ dàng làm được các dạng bài tập này. - Hiện nay, môn sinh học kiểm tra và thi theo hình thức trắc nghiệm. Thời gian làm bài theo hình thức trắc nghiệm là một thách thức lớn đối với học sinh; đòi hỏi các em phải hết sức khẩn trương, tiết kiệm thời gian; phải vận dụng nhanh kiến thức, kĩ năng để nhanh chóng quyết định chọn phương án trả lời đúng. Trong khi đó học sinh chưa có được kĩ năng giải bài tập trắc nghiệm liên quan đến phần di truyền quần thể. Điều này ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả thi của học sinh. Với thực trạng nêu trên nếu không tìm được giải pháp thích hợp để khắc phục chắc rằng sẽ ít nhiều ảnh hưởng đến kết quả giảng dạy trong nhà trường, ảnh hưởng đến kết quả thi tốt nghiê êp THPT và kết quả thi tuyển vào các trường Đại học và Cao đẳng của học sinh. II. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 1. Bài tâ âp trắc nghiê âm về di truyền của quần thể tự phối 1.1 Cơ sở lý thuyết - Quần thể tự phối điển hình là các quần thể thực vâ êt tự thụ phấn, đô nê g vâ êt lưỡng tính tự thụ tinh. Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 3 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå - Quá trình tự phối làm cho quần thể dần dần phân thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau. - Cấu trúc di truyền của quần thể biến đổi qua các thế hê ê theo hướng giảm dần tỷ lê ê dị hợp tử và tăng dần tỷ lê ê đồng hợp tử, nhưng không làm thay đổi tần số tương đối của các alen. - Cấu trúc di truyền của quần thể qua n thế hê ê tự phối : P : dAA + hAa + raa = 1 (với : d + h + r = 1) Qua n thế hê ê tự phối, thành phần kiểu gen của quần thể ở Fn là : dAA  dAA raa  raa 1  (1/ 2)n h 2 hAa  Aa = (1/2)nh và AA = aa = 1  (1/ 2)n 1  (1/ 2)n h h 2 2 Fn : (d + )AA + (1/2)nhAa + (r + )aa = 1 1.2 Vâ ân dụng để giải bài tâ âp 1.2.1 Trường hợp thế hê êxuất phát chỉ gồm các cá thê có kiêu gen đồng hợp Cấu trúc di truyền của quần thể qua các thế hê ê không thay đổi Ví dụ : Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu như sau : 1AA : 1aa. Nếu đây là mô êt quần thể tự thụ phấn thì cấu trúc di truyền của quần thể sau 6 thế hê ê là : A. 0,25AA : 0,50Aa : 0,25aa B. 0,375AA : 0,25Aa : 0,375aa C. 0,5AA : 0,5aa D. 0,0625AA : 0,875Aa : 0,0625aa Höôùng daãn giaûi Quần thể ban đầu gồm các cá thể có kiểu gen đồng hợp nên cấu trúc di truyền của quần thể luôn không đổi qua các thế hê ê khi cho tự thụ phấn 1AA : 1aa = 0,5AA : 0,5aa  Chọn C 1.2.2 Trường hợp thế hê êxuất phát chỉ gồm các cá thê có kiêu gen dị hợp Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 4 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå Cứ sau 1 thế hê ê thì tỷ lê ê kiểu gen dị hợp giảm đi 1/2  sau n thế hê ê tỷ lê ê 1  (1/ 2)n n 2 thể dị hợp Aa = (1/ 2) . Khi đó tỷ lê ê của kiểu gen đồng hợp AA = aa = Ví dụ : Ở cà chua, cho biết A – quả đỏ, a – quả vàng. Giả sử mô êt quần thể cà chua ở thế hê ê xuất phát gồm toàn cây quả đỏ dị hợp. Khi cho quần thể này tự thụ phấn liên tiếp, tính theo lý thuyết tỷ lê ê các kiểu hình thu được ở F3 là A. 50% cây quả đỏ : 50% cây quả vàng. B. 56,25% cây quả đỏ : 43,75% cây quả vàng. C. 75% cây quả đỏ : 25% cây quả vàng. D. 100% cây quả đỏ. Höôùng daãn giaûi - Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu P : 100%Aa 1 1  0,125 ( )3 2 - Ở F3 : Aa = 2 = 0,125 và AA = aa = = 0,4375. - Tỷ lê ê kiểu hình ở F3 : Cây quả đỏ (AA, Aa) = 0,4375 + 0,125 = 0,5625 Cây quả vàng (aa) = 0,4375  Chọn B 1.2.3 Trường hợp thế hê êxuất phát có cả 2 loại kiêu gen : đồng hợp và dị hợp - Chuyển P về cấu trúc di truyền : dAA + hAa + raa = 1 (d + h + r = 1) - Chỉ thực hiê ên phép tính với kiểu gen dị hợp : hAa hu Aa = (1/2)nh = (u)  AA = aa = 2 = (v) - Cấu trúc di truyền của quần thể ở Fn là : (d + v)AA + uAa + (r + v)aa = 1 Ví dụ 1 : Một quần thể đâ êu Hà Lan ở thế hê ê thứ nhất có cấu trúc di truyền là : 0,3AA + 0,3Aa + 0,4aa = 1. Khi cho tự thụ phấn liên tiếp thì đến thế hê ê thứ tư, thành phần kiểu gen của quần thể là Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 5 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå A. 0,48125AA : 0,0375Aa : 0,48125aa. B. 0,440625AA : 0,01875Aa : 0,540625aa. C. 0,1450AA : 0,3545Aa : 0,5005aa. D. 0,43125AA : 0,0375Aa : 0,53125aa. Höôùng daãn giaûi - Chỉ thực hiê ên tính toán đối với kiểu gen dị hợp và lưu ý từ thế hê ê thứ nhất đến thế hê ê thứ tư, quần thể trải qua 3 thế hê ê tự thụ liên tiếp nên ta có : 1 ( )3 x 0,3  0,0375 Aa = 2 0,3  0,0375  0,13125 2 AA = aa = - Thành phần kiểu gen của quần thể ở thế hê ê thứ tư là : (0,3 + 0,13125)AA + 0,0375Aa + (0,4 + 0,13125)aa = 1 0,43125AA + 0,0375Aa + 0,53125aa = 1  Chọn D Ví dụ 2 : (Câu 24 - Mã đề 357 - Đề thi tuyển sinh Đại học năm 2011) Từ một quần thể thực vật ban đầu (P), sau 3 thế hệ tự thụ phấn thì thành phần kiểu gen của quần thể là 0,525AA : 0,050Aa : 0,425aa. Cho rằng quần thể không chịu tác động của các nhân tố tiến hóa khác, tính theo lí thuyết, thành phần kiểu gen của (P) là: A. 0,400AA : 0,400Aa : 0,200aa B. 0,250AA : 0,400Aa : 0,350aa C. 0,350AA : 0,400Aa : 0,250aa D. 0,375AA : 0,400Aa : 0,225aa Höôùng daãn giaûi - Ở F3 có Aa = (1/2)3h = 0,05  ở P có Aa = 0,4 - Tỷ lê ê đồng hợp tăng thêm : AA = aa = (0,4 – 0,05)/2 = 0,175 - Suy ra ở P có : + AA = 0,525 – 0,175 = 0,35 + aa = 0,425 – 0,175 = 0,25 Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT  Chọn C Trang 6 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå Ví dụ 3 : Quần thể ban đầu có 2 cây hoa màu hồng (Aa), 3 cây hoa trắng (aa). Ở mô êt thế hê ,ê trong quần thể thấy có 0,3125% cây hoa màu hồng. Quần thể ban đầu đã trãi qua bao nhiêu thế hê ê tự thụ phấn liên tiếp? A. 7 thế hê ê B. 6 thế hê ê C. 5 thế hê ê D. 4 thế hê ê Höôùng daãn giaûi - Cấu trúc di truyền của P : 0,4Aa + 0,6aa = 1 - Tỷ lê ê cây hoa màu hồng (Aa) trong quần thể ở Fn : (1/ 2) n x0, 4  0,3125%  n = 7  Chọn A 1.2.4 Trường hợp có kiêu gen không có khả năng sinh sản (hoăcê chết) - Loại bỏ kiểu gen không có khả năng sinh sản, sau đó tính tỷ lê ê các kiểu gen còn lại sao cho tổng bằng 1. - Thực hiê ên tính toán như các trường hợp trên. Ví dụ : (Câu 15 - Mã đề 980 - Đề thi tuyển sinh Đại học năm 2008) 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. 0,36AA : 0,24Aa : 0,40aa. C. 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa. D. 0,7AA : 0,2Aa : 0,1aa. Höôùng daãn giaûi - Thành phần các kiểu gen ở P có khả năng sinh sản : 0,45AA + 0,30Aa = 0,75  0,6AA + 0,4Aa = 1 - Khi cho tự thụ phấn F1 thu được : Aa = (1/2)0,4 = 0,2 AA = 0,6 + (0,4 – 0,2)/2 = 0,7 và aa = (0,4 – 0,2)/2 = 0,1  Chọn D 2. Bài tâ âp trắc nghiê âm về di truyền của quần thể ngẫu phối 2.1. Cơ sở lý thuyết Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 7 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå - Quần thể ngẫu phối được xem là đơn vị sinh sản của loài trong tự nhiên. Quần thể ngẫu phối nổi bâ êt ở đă cê điểm đa hình. Quá trình ngẫu phối là nguyên nhân làm cho quần thể đa hình về kiểu gen, dẫn đến đa hình về kiểu hình. - Theo định luâ êt Hacđi – Vanbec, thành phần kiểu gen và tần số tương đối các alen của quần thể ngẫu phối được duy trì ổn định qua các thế hê ê trong những điều kiê ên nhất định. Định luâ êt Hacđi – Vanbec được thể hiê ên bằng đẳng thức : p2AA + 2pqAa + q2aa = 1 - Mô tê quần thể được xem là đang ở trạng thái cân bằng di truyền khi tỷ lê ê các kiểu gen (còn gọi là thành phần kiểu gen) của quần thể tuân theo đẳng thức trên. - Cách tính tần số kiểu gen : Số cá thể có kiểu hình tương ứng với kiểu gen / Tổng số cá thể - Cách tính tần số tương đối của mỗi alen : P : dAA + hAa + raa = 1 p(A) = d (d + h + r = 1) h h r 2 và q(a) = 2 =1–p (p + q = 1) - Cách viết cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu khi đạt trạng thái cân bằng + Tìm tần số tương đối của mỗi alen + Bình phương của tổng tần số tương đối mỗi alen. (pA + qa)2 = p2(AA) + 2pq(Aa) + q2(aa) = 1 - Cách xét xem quần thể đã cho có ở trạng thái cần bằng di truyền hay chưa? P : dAA + hAa + raa = 1 (d + h + r = 1) h ( )2 Nếu d.r = 2  P cân bằng h ( )2 Nếu d.r  2  P chưa cân bằng Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 8 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå 2.2. Vâ ân dụng để giải bài tâ âp 2.2.1 Trường hợp gen quy định tính trạng gồm 2 alen (gen nằm trên NST thường) Ví dụ 1 : (Câu 27 - Mã đề 980 - Đề thi tuyển sinh Đại học năm 2000) Ở một loài thực vật, gen trội A - quả đỏ, alen lặn a - quả vàng. Một quần thể của loài trên ở trạng thái cân bằng di truyền có 75% số cây quả đỏ và 25% số cây quả vàng. Tần số tương đối của các alen A và a trong quần thể là A. 0,2A và 0,8a. B. 0,4A và 0,6a. C. 0,5A và 0,5a. D. 0,6A và 0,4a. Höôùng daãn giaûi - Khi quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền thì tỷ lê ê cây quả vàng (aa) aa = q2  q(a) = 25% = 0,5. - Suy ra p(A) = 1 – 0,5 = 0,5  Chọn C Ví dụ 2 : Cho P có thành phần kiểu gen là 30AA : 10Aa : 10aa. Khi cho giao phối ngẫu nhiên, đến F3 cấu trúc di truyền quần thể là A. 0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa B. 0,6875AA : 0,025Aa : 0,2875aa C. 0,6AA : 0,2Aa : 0,2aa D 0,09AA : 0,42Aa : 0,49aa Höôùng daãn giaûi - Chuyển P về cấu trúc chung : 0,6AA + 0,2Aa + 0,2aa = 1 - Tìm tần số mỗi alen : p(A) = 0,6 + 0,2/2 = 0,7, q(a) = 1 – 0,7 = 0,3. - Cấu trúc di truyền quần thể ở F3 : (0,7A + 0,3a)2 = 0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa  Chọn A Ví dụ 3 : Quần thể nào sau đây đang ở trạng thái cân bằng di truyền? A. 0,42 AA : 0,48Aa : 0,10aa B. 0,01AA : 0,18Aa : 0,81aa C. 0,36 AA : 0,39Aa : 0,25aa D. 0,49AA : 0,50Aa : 0,01aa Höôùng daãn giaûi - Tính d.r và (h/2)2 , sau đó so sánh chúng (đối với từng phương án). - Trường hợp ở phương án B thu được kết quả : Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 9 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå 0,01 x 0,81 = (0,18/2)2 = 0,081  Chọn B Ví dụ 4 : (Câu 37 - Mã đề 864 - Đề thi tuyển sinh Đại học năm 2010) Một quần thể ban đầu có cấu trúc di truyền là: 0,6AA : 0,4Aa. Sau một thế hệ ngẫu phối, người ta thu được ở đời con 8000 cá thể. Tính theo lí thuyết, số cá thể có kiểu gen dị hợp ở đời con là A. 2560. B. 320. C. 7680. D. 5120. Höôùng daãn giaûi - Tìm tần số mỗi alen : p(A) = 0, 6  0, 4  0,8 2 qa = 1 – 0,8 = 0,2 - Tỷ lê ê cá thể có kiểu gen di hợp (Aa) = 2pq = 2(0,8)(0,2) = 0,32 - Số cá thể có kiểu gen dị hợp ở đời con là : 0,32 x 8000 = 2560  Chọn A Ví dụ 5 : (Câu 12 - Mã đề 980 - Đề thi tuyển sinh Đại học năm 2008) 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. 18,75%. B. 56,25%. C. 37,5%. D. 3,75%. Höôùng daãn giaûi - Từ cấu trúc di truyền quần thể ở trạng thái cân bằng : AA = p2 và aa = q2 - Ta có hê ê phương trình : p2 = 9q2 và p + q = 1  p = 0,75 và q = 0,25 - Tỉ lệ % số cá thể dị hợp trong quần thể là : Aa = 2pq = 2(0,75)(0,25) = 0,375  Chọn C Ví dụ 6 : (Câu 19 - Mã đề 357 - Đề thi tuyển sinh Đại học năm 2011) Trong một quần thể thực vật giao phấn, xét một lôcut có hai alen, alen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy định thân thấp. Quần thể ban đầu (P) có kiểu hình thân thấp chiếm tỉ lệ 25%. Sau một thế hệ ngẫu phối và không chịu tác động của các nhân tố tiến hóa, kiểu hình thân thấp ở thế hệ con chiếm tỉ lệ 16%. Tính theo lí thuyết, thành phần kiểu gen của quần thể (P) là: A. 0,45AA : 0,30Aa : 0,25aa Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT B. 0,25AA : 0,50Aa : 0,25aa Trang 10 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå C. 0,30AA : 0,45Aa : 0,25aa D. 0,10AA : 0,65Aa : 0,25aa Höôùng daãn giaûi - Sau mô êt thế hê ê ngẫu phối thì quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền  Tỷ lê ê kiểu hình thân thấp (aa) = q2 = 16%  q(a) = 0,4 - Tần số q(a) ở thế hê ê xuất phát = (h/2) + r = (0,3/2) + 0,25 = 0,4  Chọn A 2.2.2 Trường hợp gen quy định tính trạng gồm nhiều alen (gen nằm trên NST thường) ( x  1) x - Số kiểu gen tạo ra từ mô êt gen có x alen = 2 . - Tỷ lê ê kiểu gen đồng hợp bằng bình phương tần số alen. Tỷ lê ê kiểu gen dị hợp bằng 2 lần tích các tần số alen. - Từ giả thiết đề cho thiết lâ êp phương trình hoă êc hê ê phương trình để giải. Ví dụ 1 : (Câu 47 - Mã đề 980 - Đề thi tuyển sinh Đại học năm 2008) Ở người, gen quy định màu mắt có 2 alen (A và a), gen quy định dạng tóc có 2 alen (B và b), gen quy định nhóm máu có 3 alen (I A, IB và IO). Cho biết các gen nằm trên các cặp nhiễm sắc thể thường khác nhau. Số kiểu gen tối đa có thể được hình thành từ 3 gen nói trên ở trong quần thể người là A. 24 B. 64 C. 10 D. 54 Höôùng daãn giaûi (2  1)2 3 - Số kiểu gen quy định màu mắt = 2 (2  1)2 3 - Số kiểu gen quy định dạng tóc = 2 3(3  1) 6 - Số kiểu gen quy định nhóm máu = 2 Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 11 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå - Số kiểu gen tối đa có thể được tạo ra từ 3 gen nói trên ở trong quần thể người là : 3 x 3 x 6 = 54  Chọn D Ví dụ 2 : Mô êt quần thể người, thống kê thấy có 45% số người có nhóm máu A và 4% số người có nhóm máu O. Cho rằng quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền. Tỷ lê ê số người có nhóm máu B trong quần thể là A. 30% B. 21% C. 25,5% D. 20%B Höôùng daãn giaûi - Tỷ lê ê nhóm máu O (IOIO) = r2 = 0,04  r(IO) = 0,04 = 0,2. - Tỷ lê ê nhóm máu A (IAIA , IAIO) = p2 + 2pr = 0,45 Giải phương ta được p(IA) = 0,5  q(IB) = 1 – (0,5 + 0,2) = 0,3. - Tỷ lê ê nhóm máu B (IBIB , IBIO) = q2 + 2qr = (0,3)2 + 2(0,3)(0,2) = 0,21  Chọn B Ví dụ 3 : Ở cú mèo màu lông chịu sự kiểm soát của mô êt gen gồm 3 alen : A (lông nâu)  a (lông đen)  a1 (lông xám). Đếm ngẫu nhiên trong quần thể của loài này ở mô êt khu rừng thấy có 57 con lông nâu, 216 con lông đen, 27 con lông xám. Nếu quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền, thì tần số tương đối của các alen A, a, a1 lần lượt là A. 0,3 : 0,1 : 0,6. B. 0,2 : 0,6 : 0,2. C. 0,2 : 0,5 : 0,3. D. 0,1 : 0,6 : 0,3. Höôùng daãn giaûi 27  0,09 - Lông xám (a1a1) = r = 57  216  27 r= 2 0,09 = 0,3. 216  0,72 - Lông đen (aa, aa1) = q + 2qr = 57  216  27 2 - Thay r vào và giải phương trình ta được q = 0,6  p = 0,1  Chọn D Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 12 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå 2.2.3 Trường hợp gen quy định tính trạng gồm 2 alen (gen nằm trên NST giới tính X không có alen tương ứng trên Y) Cấu trúc di truyền của quần thể khi : - Chỉ xét giới XX : (pXA + qXa)2 = p2(XAXA) + 2pq(XAXa) + q2(XaXa) = 1 - Chỉ xét giới XY : (pXA + qXa)Y = pXAY + qXaY = 1 p q - Xét chung : (pXA + qXa)( 2 XA + 2 Xa + 0,5Y) = ……= 1 Ví dụ 1 : Ở mèo, gen quy định màu lông nằm trên NST X không có alen tương ứng trên Y. Gen D quy định lông đen trô êi không hoàn toàn so với alen d quy định lông hung nên kiều gen dị hợp quy định màu lông tam thể. Một quần thể mèo đang ở trạng thái cân bằng di truyền có 10% mèo đực lông đen và 40% mèo đực lông hung, còn lại là mèo cái. Tỷ lệ mèo có lông tam thể trong quần thể là A. 16%. B. 32%. C. 50%. D. 8%. Höôùng daãn giaûi p q - Từ biểu thức (pXA + qXa)( 2 XA + 2 Xa + 0,5Y)  pXA = 0.2 và qXa = 0.8 - Mèo tam thể (XAXa) = pq = 0,2 x 0,8 = 0,16 hay 16%  Chọn A Ví dụ 2 : Ở người, bệnh mù màu do một alen lặn nằm trên NST giới tính X (không có alen tương ứng trên NST Y) quy định. Xét một quần thể ở một đảo nhỏ có 100 cá thể trong đó có 50 phụ nữ và 50 đàn ông, có hai người đàn ông bị bệnh mù màu. Nếu quần thể ở trạng thái cân bằng thì tỷ lê ê người bình thường mang gen gây bệnh trong số phụ nữ trên là A. 4%. B. 7,68%. C. 96%. D. 99,84%. Höôùng daãn giaûi - Cấu trúc quần thể khi chỉ xét đàn ông : pXAY + qXaY = 1. Đàn ông bị bê nê h (XaY) chiếm 2/50  q = 0,04 và p = 1 – 0,04 = 0,96 - Cấu trúc quần thể khi chỉ xét phụ nữ : p2(XAXA) + 2pq(XAXa) + q2(XaXa)= 1 Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 13 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå - Tỷ lê ê phụ nữ bình thường mang gen gây bệnh (XAXa) là : 2pq = 0,04 x 0,96 = 0,0798 hay 7,68%  Chọn B 2.2.4 Trường hợp cho tự phối môtê vài thế hê êsau đó cho ngẫu phối. - Quá trình tự phối không làm thay đổi tần số tương đối của mỗi alen, cho nên tìm tần số mỗi alen ở ngay quần thể xuất phát. - Cấu trúc di truyền của quần thể cần tìm = (pA + qa)2 Ví dụ : Mô êt quần thể thực vâ êt ở thế hê ê xuất phát có thành phần kiểu gen là 2Aa : 1aa. Cho tự thụ phấn liên tục qua 3 thế hê ê, sau đó cho giao phấn ngẫu nhiên ở các thế hê ê tiếp theo. Biết A – hạt đỏ, a – hạt trắng. Xác định tỷ lê ê kiểu hình thu được? A. 5 cây hạt đỏ : 4 cây hạt trắng. B. 4 cây hạt đỏ : 5 cây hạt trắng. C. 3 cây hạt đỏ : 1 cây hạt trắng. D. 2 cây hạt đỏ : 1 cây hạt trắng. Höôùng daãn giaûi 1 2 1 2 aa  Aa  1 3 - Cấu trúc di truyền ở thế hê ê xuất phát : 3  pA = 3 ; qa = 3 1 2 1 4 4 ( A  a )  AA  Aa  aa  1 3 9 9 9 - Cấu trúc di truyền thu được khi giao phấn : 3 - Tỷ lê ê kiểu hình thu được là 5/9 cây hạt đỏ : 4/9 cây hạt trắng  Chọn A 2.2.5 Trường hợp tần số alen ở phần đực và phần cái khác nhau - Cấu trúc di truyền của quần thể ở F1 : (pđựcA + qđựca)(pcái A + qcáia) - Cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng di truyền : 2 q  qc   pđ  pc A đ a  2  2  Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 14 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå Ví dụ : Trong mô êt quần thể cây trồng ở thế hê ê xuất phát người ta xác định được tần số tương đối của alen a ở phần cái là 0,2 và tần số tương đối của alen A ở phần đực là 0,7. a. Qua ngẫu phối cấu trúc di truyền của quần thể thu được ở F1 là A. 0,64 AA : 0,32Aa : 0,06aa B. 0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa C. 0,56 AA : 0,38Aa : 0,06aa D. 0,04AA : 0,32Aa : 0,64aa b. Cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng di truyền là A. 0,64 AA : 0,32Aa : 0,06aa B. 0,5625AA : 0,375Aa : 0,0625aa C. 0,56 AA : 0,38Aa : 0,06aa D. 0,04AA : 0,32Aa : 0,64aa Höôùng daãn giaûi a. (0,7A + 0,3a)(0,8A + 0,2a) = 0,56 AA + 0,38Aa + 0,06aa  Chọn C 2 0,3  0, 2   0, 7  0,8 A a  2  = (0,75A + 0,25a)2 b.  2 = 0,5625AA : 0,375Aa : 0,0625aa  Chọn B III. KẾT QUẢ THU ĐƯỢC 1. Kết quả của các bài tập khảo sát Các bài tập khảo sát (mỗi bài gồm 10 bài tâ êp trắc nghiệm về di truyền quần thể, thời gian làm bài 15 phút) được tiến hành ở 2 nhóm (mỗi nhóm có số học sinh bằng nhau và được lựa chọn có lực học tương đương nhau căn cứ vào điểm trung bình môn sinh và kết quả xếp loại học tập của năm học trước) : - Nhóm thực nghiệm : có cung cấp tài liệu, hướng dẫn vận dụng một số phép toán để giải nhanh các bài tập trắc nghiệm về di truyền quần thể. - Nhóm đối chứng : giảng dạy bình thường. Hai bài khảo sát được tiến hành ở 2 thời điểm : làm bài số 1 vào thời điểm sau khi học xong chương di truyền quần thể và làm bài số 2 vào cuối học kì I. Kết quả thu được thể hiện ở bảng 1 và biểu đồ 1. Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 15 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå Bảng 1 : Tỷ lệ % điểm giỏi, khá, trung bình, dưới trung bình của các bài kiểm tra khảo sát Số Điểm của các bài kiểm tra khảo sát (số lượng - %) lượng Giỏi Khá (bài) (9 - 10) (7 – 8) Thực 30x2 10 33 13 nghiệm = 60 16,7% 55,0% Đối chứng 30x2 7 29 Nhóm = 60 11,7% 48,3% T.Bình Yếu Dưới Trên TB TB 4 4 56 21,6% 6,7% 6,7% 93,3% 18 6 6 54 30,0% 10,0% 10,0% 90,0% (5 – 6) (3 – 4) Tyû leä % Biểu đồ 1 : So sánh tỷ lệ % điểm giỏi, điểm khá và điểm dưới trung bình của các bài kiểm tra khảo sát 2 Kết quả học tập bộ môn Sinh học của học sinh khối 12 qua 3 năm học (2008 – 2009, 2009 - 2010 và 2010 - 2011) Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 16 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå Kết quả học tập bộ môn Sinh học của học sinh khối 12 qua 3 năm học (2008 – 2009, 2009 - 2010 và 2010 - 2011) thể hiện ở bảng 2 và biểu đồ 2. Bảng 2 : Tỷ lệ % điểm từ trung bình trở lên và điểm dưới trung bình của điểm trung bình môn qua 3 năm học (2008 - 2009, 2009 – 2010 và 2010 - 2011) Năm học Tổng số học sinh Đạt TB trở lên Số lượng % Số lượng % 2008 - 2009 364 359 98.6 5 1.4 2009 - 2010 351 350 99,7 1 0,3 2010 - 2011 388 388 100 0 0 Dưới TB ( 5) Tyû leä % Biểu đồ 2 : So sánh tỷ lệ % điểm từ trung bình trở lên và điểm dưới trung bình của điểm TB môn qua 3 năm học (2008 - 2009, 2009 – 2010 và 2010 - 2011) Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 17 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå 3 Kết quả điểm thi đại học môn Sinh học qua 3 năm học (2008 - 2009, 2009 – 2010 và 2010 - 2011) Kết quả điểm thi đại học môn Sinh học qua 3 năm học (2008 - 2009, 2009 – 2010 và 2010 - 2011) thể hiện ở bảng 3 và biểu đồ 3. Bảng 3 : Tỷ lệ % điểm từ trung bình trở lên và điểm dưới trung bình của các bài thi Đại học qua 3 năm học (2008 - 2009, 2009 – 2010 và 2010 - 2011) Năm học Tổng số bài thi Đạt TB trở lên Số lượng % Số lượng % 2008 - 2009 197 159 80.71 38 19,29 2009 - 2010 203 145 71,43 58 28,57 2010 - 2011 224 195 87,05 29 12,95 Dưới TB ( 5) Tyû leä % Biểu đồ 3 : So sánh tỷ lệ % điểm từ trung bình trở lên và điểm dưới trung bình của bài thi Đại học qua 3 năm học (2008 - 2009, 2009 – 2010 và 2010 - 2011) Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 18 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå Nhận xét : - Kết quả ở bảng 1 và biểu đồ 1 cho thấy : + Tỷ lệ điểm giỏi và điểm khá của học sinh ở nhóm thực nghiệm cao hơn ở nhóm đối chứng. + Tỷ lệ điểm dưới trung bình của học sinh ở nhóm thực nghiệm thấp hơn ở nhóm đối chứng. Qua kết đó cho thấy viê cê “Vận dụng một số phép toán giúp học sinh giải nhanh các bài tập trắc nghiệm về di truyền quần thể” đã góp phần nâng cao kết quả học tâ pê của học sinh. - Kết quả học tập bộ môn sinh học và điểm thi Đại học của học sinh 12 qua 3 năm học : 2008 - 2009, 2009 – 2010 và 2010 - 2011 (thể hiện bảng 2, 3 và biểu đồ 2, 3) cho thấy : + Tỷ lệ học sinh có điểm từ trung bình trở lên khá cao, tỉ lệ học sinh có điểm dưới trung bình rất thấp. + Việc đánh giá kết quả học tập bộ môn sinh học của học sinh trong nhà trường khá chính xác, phản ánh đúng thực chất. + Chất lượng giảng dạy bộ môn sinh học trong nhà trường những năm học vừa qua luôn duy trì ở mức cao. Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 19 Vaän duïng moât soá pheùp toaùn giuùp hoïc sinh giaûi nhanh caùc daïng baøi taäp traéc nghieäm veà di truyeàn quaàn theå C . PHẦN KẾT LUẬN Hiệu quả của việc dạy và học trong nhà trường THPT chịu sự chi phối của nhiều yếu tố. Kết quả thu được trình bày ở trên còn khiêm tốn. Tuy nhiên, qua những kết quả đó ít nhiều đã cho thấy tầm quan trọng, sự cần thiết và tính hiệu quả của việc tìm ra phương pháp thích hợp để giải nhanh các dạng bài tập trắc nghiệm về di truyền quần thể. Đề tài “Vận dụng một số phép toán giúp học sinh giải nhanh các dạng bài tập trắc nghiệm về di truyền quần thể” phần nào đã thể hiê ên hiê êu quả thiết thực trong viê êc nâng cao chất lượng dạy và học trong nhà trường phổ thông. Muốn nâng cao chất lượng và hiệu quả giảng dạy bộ môn sinh học cần khuyến khích học sinh tận dụng các phương pháp trong việc giành lấy và vận dụng các kiến thức đã học được, tạo cho học sinh sự hứng thú và niềm yêu thích học tập bộ môn. Cần cho học sinh ý thức rằng các khoa học Sinh học ngày càng tăng cường dựa vào tri thức Toán học, Lí học, Hóa học…Chính nhờ thế Sinh học phát hiện ra tính quy luật của các cấu trúc và quá trình Sinh học, nhận ra tính vật chất của Sinh giới. Suy nghĩ để tìm ra các phương pháp hữu hiệu để giảng dạy tốt phần di truyền quần thể, nhằm giúp các em có được sự hứng thú, nắm được kiến thức và biết vận dụng kiến thức đã học vào việc giải quyết các vấn đề có liên quan. Theo tôi, đây là một việc làm có ý nghĩa trong công tác giảng dạy Sinh học và đòi hỏi sự quan tâm nhiều hơn nữa của các giáo viên. Vì thế đề tài “Vận dụng một số phép toán giúp học sinh giải nhanh các dạng bài tập trắc nghiệm về di truyền quần thể” ở mô êt khía cạnh nào đó có thể giúp giáo viên dùng làm tài liê êu tham khảo sử dụng cho giảng dạy, giúp học sinh biết và nắm được phương pháp giải các dạng bài tâ êp trắc nghiê êm về di truyền quần thể, nâng cao kết quả học tâ êp của mình. Trên đây là những suy nghĩ và một vài biện pháp đã được bản thân vận dụng trong quá trình giảng dạy thời gian vừa qua. Do năng lực có hạn nên không sao tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý của các đồng nghiệp cũng như Hội đồng xét duyệt, giúp bản thân tôi ngày càng có thêm kinh Thaïc só : NGUYEÃN QUYEÁT Trang 20