Hệ thống công thức và bài tập môn Sinh học THPT

Nội dung text: Hệ thống công thức và bài tập môn Sinh học THPT

1. r(r 1) - Tổng số KG trong QT= 2 r(r 1) a(a 1) b(b 1) Nếu có nhiều lô cút= x x . 2 2 2 + Gen tồn tại trên NST giới tính X (gen nằm trên vùng không tương đồng trên X, không có alen tương ứng trên Y) r(r 1) - Tổng số KG trong QT = + r 2 r(r 1) * Trên giới XX : Số KG = (Vì cặp NST tương đồng nên giống như trên NST thường) 2 * Trên giới XY :Số KG = r ( vì alen chỉ có trên X,không có trên Y) r.a.b(r.a.b 1) * Nếu có nhiều nhóm liên kết trên X: Tổng số KG trong quần thể = + r.a.b 2 + Gen tồn tại trên NST giới tính X và Y (gen nằm trên vùng không tương đồng trên X và gen nằm trên vùng không tương đồng trên Y) * Trên giới XX : r(r 1) Số KG = (Vì cặp NST tương đồng nên giống như trên NST thường) 2 * Trên giới XY :có m alen trên locút 1 Số KG = r.m ( vì alen chỉ có trên X, không có trên Y) r(r 1) - Tổng số KG trong QT = + r.m 2 + Gen tồn tại trên NST giới tính X và Y (gen nằm trên vùng tương đồng trên X và Y) r(r 1) - Tổng số KG trong QT = + r2 2 r(r 1) * Ở giới XX : 2 * Ở giới XY: r2 (vì XAYB khác XBYA) + Gen tồn tại trên NST giới tính X và Y b) Số KH và số KG trong các phép lai: Phép lai dù có nhiều cặp gen ta tách ra thành từng cặp + Aa x Aa 3 KG và 2 KH + Aa x aa 2 KG và 2 KH + Aa x AA 2KG và 1 KH + XAXa x XaY 4 KG và 2 KH (hoặc 4 KG-4KH xét tính trạng theo giới đực và cái) + dị hợp 2 cặp gen x dị hợp 2 cặp gen * Nếu HVG 1 bên cho 7 KG và 4 KH * Nếu HVG 2 bên cho 10 KG và 4 KH + Phân li độc lập số KH=2n (n số cặp gen dị hợp) c) Số kiểu giao phối= số KG cơ thể đực x số KG cơ thể cái 53
2. a. Xác định vốn gen của QT 1 sau khi có hiện tượng nhập cư. Biết gen A-xanh, a-đỏ b. Nhận xét vai trò của nhập cư Giải: a. + QT 1: đỏ=0,04->qa=0,2->pA=0,8=>AA=0,64x400=256;aa=16,Aa=128 + QT2: Xanh/đỏ=16/9-> đỏ=0,36->qa=0,6->pA=0,4=> 0,16AA+0,48Aa+0,36aa => Số cá thể nhập cư vào QT 1: AA=0,16 x 100=16, Aa=48, aa=36 => QT 1 sau nhập cư: AA=272, Aa=176, aa=52-> TPKG 0,544AA+0,352Aa+0,104aa->qa=0,28, pA=0,72 b. Nhập cư của nhóm cá thể cùng loài có TPKG khác vào QT làm thay đổi T/S Alen và TPKG Dạng 16: Ảnh hưởng đột biến tới cấu trúc di truyền của quần thể 1. Phương pháp giải: + Xác định T/S tương đối alen ở mỗi thế hệ khi chưa có ĐB + Xác định T/S tương đối alen ở mỗi thế hệ khi có ĐB + Xác định TPKG ở mỗi thế hệ 2. Các ví dụ: Ví dụ 1: Một QT CBDT có tỷ lệ DH gấp 18 lần tỷ lệ ĐH lặn. Nếu ĐB thuận xảy ra ở mỗi thế hệ đều hơn ĐB nghịch bằng 1/10 T/S Alen của nó, thì ở thế hệ 1,2 TPKH của QT như thế nào? Biết A-xanh, a-đỏ, gen trên NST thường. Kích thước của QT là 20000. Giải: + Ở P: 2pq=18q2 p=9q, p+q=1 p=0,9; q=0,1=> TPKG 0,81AA+0,18Aa+0,01aa + Ở thế hệ 1: p=0,9-(0,9x1/10)=0,81 q=0,19=> TPKG 0,6561AA+0,3078Aa+0,0361aa Xanh=19278, đỏ=722 + Ở thế hệ 2: p=0,729 q=0,271=> TPKG 0,5314AA+0,3952Aa+0,0734aa Xanh=18532, đỏ=1468 Dạng 17: Ảnh hưởng các yếu tố ngẫu nhiên tới cấu trúc di truyền của quần thể. 1. Phương pháp giải: + Xác định T/S tương đối alen ở mỗi thế hệ khi chưa có yếu tố ngẫu nhiên + Xác định T/S tương đối alen ở mỗi thế hệ khi có yếu tố ngẫu nhiên + Xác định TPKG ở mỗi thế hệ 2. Các ví dụ: Ví dụ 1: Một QT bọ rùa có hình thức dinh sản ngẫu phối, gen A-đỏ, a-xanh, đạt TTCB pA=0,4. Qua 1 trận bão có 80% con màu xanh chết, 10% con màu đỏ chết. a. Xác định CTDT QT ở thời điểm trước và sau bão b. Rút ra nhận xét về tiến hoá Giải: a. + Trước bão: pA=0,4; qa=0,6=> 0,16AA+0,48Aa+0,36aa + Sau bão: AA= 0,16-(0,1x0,16)=0,144; Aa=0,432; aa=0,072=> 144/648AA+432/648Aa+72/648aa pA=0,555, qa=0,455=> 0,31AA+0,49Aa+0,2aa b. nhận xét: + Nhân tố ngẫu nhiên (bão .) làm biến đổi TLKH biến đổi TPKG biến đổi T/S Alen nhân tố tiến hoá + Nhân tố ngẫu nhiên làm biến đổi nhanh chóng CTDT của QT (TPKH, T/S Alen) + Nhân tố ngẫu nhiên làm biến đổi CTDT của QT theo cách không có hướng xác định 55
3. Số liệu trên cho ta khẳng định cơ sở di truyền của trí thông minh, đồng thời cũng cho thấy môi trường có vai trò không kém quan trọng. b. Phương pháp nghiên cứu gia đình Đây là thực tế làm cơ sở để đi sâu làm rõ 2 mặt trong sự hình thành và phát triển tài năng. - Mặt di truyền, cơ sở gen của sự chi phối các quy luật di truyền từ tổ tiên, quy luật quay về giá trị trung bình, biến dị đột biến mới và biến dị tổ hợp. - Mặt môi trường , bao gồm các lĩnh vực vi mô và vĩ mô, từ giai đoạn bào thai (tâm lý, tình cảm của người mẹ mang thai, dinh dưỡng , sức khoẻ người mẹ, ) đến tuổi sơ sinh, nhà trẻ mẫu giáo cho đến tuổi học đường, tuổi trưởng thành, Có thể thấy, thông minh, tài năng phải có nền sinh học của nó; nhưng cũng phải cần đi kèm cơ hội phát triển, ra hoa, kết quả. c. Nghiên cứu mối tương quan giữa các chỉ số huyết học với IQ 3. Cơ sở di truyền học trí thông minh a. Quy luật di truyền nhiều nhân tố Trí thông minh là tính trạng không phải chỉ do 1 gen quy định tại riêng lẻ 1 locut, mà được chi phối bởi nhiều gen tại nhiều locut khác nhau. Các alen tương ứng của từng gen trong các locut có sự tác động lẫn nhau và tương tác với môi trường. b. IQ và bộ não * Những vùng não tương ứng với IQ Nhiều nguồn thông tin khác nhau cùng đồng ý ở một điểm là não trước đóng một vai trò quyết định trong việc hình thành những "dòng suy nghĩ". * Cấu trúc của bộ não và IQ Nghiên cứu cho thấy có một sự liên quan nào đó giữa IQ và cấu trúc của vỏ não – những người có trí thông minh cao thường có vỏ não mỏng khi nhỏ và dày dần thêm khi lớn lên. III.2. Phân dạng bài tập di truyền học người: * Dạng 1: Bài tập liên quan đến phả hệ * Dạng 2: Bài tập xác định kiểu gen ở các đời * Dạng 3: Bài tập ứng dụng toán xác suất * Dạng 4: Bài tập liên quan đến di truyền nhóm máu * Dạng 5: Bài tập liên quan đến chỉ số IQ * Dạng 6: Các bài tập tổng hợp III.3.1.DẠNG 1-BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN PHẢ HỆ III.3.1.1 Phương pháp giải + B1: xác định gen gây bệnh do nằm trên NST thường hay giới tính + Nếu trên NST thường khi có tỷ lệ mắc bệnh đồng đều ở cả 2 giới hoặc mẹ mắc bệnh, con trai lại không bị bệnh. + Nếu trên NST giới tính khi mang các đặc điểm của gen trên NST giới tính như: gen bị bệnh chỉ biểu hiện ở con trai, có sự di truyền chéo + B2: Tính xác xuất xuất hiện bệnh ở đời con. (Lưu ý với những bài xác định khả năng xuất hiện ở đời con nhưng là con trai hoặc con gái đầu lòng (thứ 2,3 ) thì phải nhân với 1/2 vì con trai/con gái=1/1) •Ở một số bài cần áp dụng phương pháp nhân xác suất để tính toán. • Chú ý dựa vào các điều kiện đầu bài và trạng thái biểu hiện bệnh ở phả hệ để xác định bệnh do gen trội hay do gen lặn quy định 57
4. VD1: Khi gieo hai xúc sắc độc lập với nhau. Xác suất để nhận được hai mặt cùng lúc đều là mặt 6 là bao nhiêu? Việc gieo 2 xúc sắc là độc lập với nhau. Xác suất xuất hiện mặt 6 ở xúc sắc thứ nhất là 1/6 . Xác suất xuất hiện mặt 6 ở xúc sắc 2 cũng là 1/6. Vì vậy xác suất xuất hiện đồng thời cả hai mặt 6 là 1/6 ×1/6 = 1/36. VD2: Cho đậu hà lan hạt vàng thân cao dị hợp tự thụ phấn. Xác suất gặp cây hạt vàng thân thấp là bao nhiêu? Vì 2 tính trạng này nằm trên 2 NST khác nhau nên hai tính trạng này di truyền độc lập. Tính trạng hạt vàng khi tự thụ phấn cho ra 3/4 hạt vàng: 1/4 hạt xanh. Xác suất bắt gặp hạt vàng là 3/4. Tính trạng thân cao khi tự thụ phấn cho ra 3/4 thân cao: 1/4 thân thấp. Xác suất bắt gặp thân thấp 1/4. Như vậy xác suất bắt gặp cây đậu hạt vàng thân thấp là 3/4 × 1/4 = 3/16 * Nguyên tắc nhân xác suất và cộng xác suất thường được áp dụng đồng thời VD: Tính xác suất để một cặp vợ chồng có một con trai và một con gái? Một cặp vợ chồng có 1 con trai và một con gái sẽ xảy ra 2 trường hợp ảnh hưởng qua lại lẫn nhau. + Con trai đầu lòng, con gái thứ hai. Xác suất con trai đầu lòng là 1/2, con gái thứ 2 là 1/2. Xác suất sinh con trai đầu lòng và con gái thứ hai là 1/2 × 1/2 = 1/4 + Con gái đầu lòng, con trai thứ hai. Tương tự như trên xác suất là 1/2 × 1/2 = 1/4 Xác suất để cặp vợ chồng sinh con trai và con gái là 1/4 + 1/4 = 1/2 Như vậy sự hoán đổi hoặc con đầu là trai, con thứ hai là gái hoặc con đầu là gái con thứ hai là trai là hai phép hoán vị (hay còn gọi là cách tổ hợp). 4. Phép hoán vị Phép hoán vị là cách sắp xếp thứ tự các yếu tố khác đi nhưng kết quả cuối cùng không thay đổi. VD1: Ở người bệnh phenylketo niệu (PKU) do gen lặn qui định. Một cặp vợ chồng dị hợp về bệnh này có 3 người con, thì xác suất để một trong 3 người con bị bệnh (2 người còn lại là bình thường) là bao nhiêu? Bố mẹ dị hợp nên các con sinh ra có 3/4 bình thường, 1/4 bệnh. Thực tế, đứa trẻ bị bệnh có thể là con đầu, con thứ hai hoặc con thứ 3. Như vậy có 3 cách hoán vị khác nhau. Xác suất để một đứa con của họ bị bệnh (B) và hai đứa bình thường (T) là: P(1B + 2T) = P(B+T+T) + P(T+B+T) + P(T+T+B) = (1/4×3/4×3/4) + (3/4×1/4×3/4) + (3/4×3/4×1/4) = 3 [(3/4)2 × 1/4] Như vậy trong kết quả này 3 là số khả năng hoán vị, (3/4)2 × 1/4 là xác suất các sự kiện xảy ra theo một thứ tự nhất định. - Số các hoán vị của dãy n phần tử bằng n! - Chỉnh hợp và tổ hợp: + Tổ hợp: Cho tập hợp gồm n phân tử. Mỗi chập con k phân tử (1<k<n) được gọi là một tổ hợp chập k của n k phân tử. Số tổ hợp chập k của n phân tử: C n = n!/k!(n-k) + Chỉnh hợp: Mỗi bộ k phần tử có thứ tự rút từ tập n phân tử được gọi là một chỉnh hợp chập k của n. Số chỉnh k hợp chập k của n: A n = n! = n(n-1)(n-2) (n-k+1) * Số khả hoán vị trong bài toán: Trong một bài toán đơn giản (như trong VD) thì số khả năng hoán vị có thể dễ dàng tính được. Song trong các bài toán phức tạp thì số khả năng hoán vị khó có thể tính được theo cách thông thường. Để xác định được số khả năng hoán vị trong các trường hợp đó ta dùng hàm nhị thức mở rộng (p+q)n Trong đó: - p là xác suất hiện sự kiện này (theo VD xác xuất đứa trẻ bình thường là 3/4) - q là xác suất xuất hiện sự kiện kia (theo VD xác suất đứa trẻ bị bệnh PKU là 1/4) - n là số sự kiện có thể xảy ra (số đứa con sinh ra trong gia đình là 3). Trong n đứa con có s đứa bình thường (2đứa bình thường), t đứa bị bệnh PKU (1đứa bị bệnh) lưu ý n = s + t. Như 2 s vậy số khả năng hoán vị hay hệ số của (3/4)×(1/4) tính bằng C n = n!/s!(n-s)! = n!/s!t! (1) . Trong VD nêu trên số khả năng hoán vị C = 3!/2!1! = 3 + Xác suất các sự kiện xảy ra theo một trật tự nhất định Theo VD xác suất các sự kiện xảy ra theo trật tự nhất định là (3/4)2×1/4 hay psqt (2) Từ (1) và (2) ta có xác suất để s đứa bình thường và t đứa bị bệnh là (n!/s!t!)psqt Ta có xác suất để cặp vợ chồng đó sinh 2 bình thường và 1 người bị bệnh là (3!/2!1!)(3/4)2 (1/4)1 = 27/64. VD2: Vẫn cặp vợ chồng nói trên. Tính xác suất 5 trong 8 người con bình thường. Áp dụng công thức ta có (8!/5!3!)(3/4)5(1/4)3 * Nếu từ 2 tính trạng trở lên, công thức trên trở thành: P = n!/(s! t! u! )(p)s (q)t (r)u III.3.2.2. Các ví dụ cụ thể: Ví dụ 1: (ĐH 2012) Ở người, xét một gen nằm trên nhiễm sắc thể thường có hai alen: alen A không gây bệnh trội hoàn toàn so với alen a gây bệnh. Một người phụ nữ bình thường nhưng có em trai bị bệnh kết hôn với một người 59