1 THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010-2011 Chuyên ñề PHƯƠNG PHÁP XÁC ðỊNH NHANH TỶ LỆ KIỂU GEN, KIỂU HÌNH F1 KHI BỐ MẸ DỊ HỢP HAI CẶP GEN NẰM TRÊN NST THƯỜNG I. ðặt vấn ñề : Năm 1910 Morgan phát hiện học thuyết di truyền liên kết gen, hoán vị gen trên ñối tượng ruồi dấm. ðến 1912 từ những nghiên cứu về bài toán di truyền trao ñổi chéo của Morgan ñã dẫn ñến kỹ thuật xác ñịnh khoảng cách các gen trên NST và phương pháp lập bản ñồ di truyền, mang lại nhiều ý nghĩa to lớn ñến di truyền học và sinh học. Trong quá trình giải các bài toán di truyền về qui luật liên kết gen, hoán vị gen hầu hết các tác giả phải dùng phương pháp lập khung pennet hoặc phép nhân ñại số ñể xác ñịnh tỉ lệ kiểu gen, kiểu hình của ñời con F1, F2; cách làm này không những mất rất nhiều thời gian, công sức mà còn tiềm ẩn nhiều nguy cơ sai lầm do phải thực hiện nhiều khâu tính toán phức tạp, khó kiểm tra. Những năm gần ñây trong các kỳ thi tốt nghiệp trung học phổ thông, thi ðại Học, thi Cao ðẳng; ñề thi sinh học ñã chuyển sang hình thức trắc nghiệm khách quan ñòi hỏi học sinh cần phải xác ñịnh nhanh chóng và chính xác kết quả bài toán. Qua quá trình giảng dạy và nghiên cứu tôi phát hiện trong bài toán di truyền “bố mẹ dị hợp hai cặp gen”; các kiểu gen, các kiểu hình ở ñời con có mối quan hệ với nhau theo quy luật rất ñặc sắc; nếu nắm chắc qui luật này sẽ giúp cho giáo viên và học sinh có thể xác ñịnh tỷ lệ kiểu gen, kiểu hình của ñời con F 1 một cách nhanh chóng và chính xác. 2 THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010-2011 II. Một số dạng bài toán di truyền: 2.1. Bài toán một : Ở cà chua, A qui ñịnh hoa ñỏ, a qui ñịnh hoa vàng, B qui ñịnh thân cao, b qui ñịnh thân thấp. Hai cặp alen cùng nằm trên một cặp NST tương ñồng. Xác ñịnh kết quả các phép lai theo các ñiều kiện sau ñây: TT Kiểu gen P Tỷ lệ kiểu hình của F1 1 ♀ AB ab (f = 20%) x♂ AB ab (f = 20%) Hoa ñỏ, thân cao = ? 2 ♀ AB ab (f = 40%) x♂ Ab aB (f = 20%) Hoa ñỏ, thân cao = ? 3 ♀ Ab aB (f = 20%) x♂ Ab aB (f = 30%) Hoa ñỏ, thân thấp = ? 4 ♀ AB ab (f = 0%) x♂ Ab aB (f = 20%) Hoa trắng, thân cao =? 5 ♀ AB ab (f = 40%) x♂ Ab aB (f = 0%) Hoa trắng thân thấp =? 2.2. Bài toán hai : Ở một loài thực vật, A qui ñịnh quả ñỏ, a qui ñịnh quả vàng, B qui ñịnh quả ngọt, b qui ñịnh quả chua. Hai cặp alen cùng nằm trên một cặp NST thường. Khi lai giữa hai cây bố mẹ thuần chủng khác nhau bởi hai cặp tính trạng tương phản nói trên ñược F1, cho F1 giao phấn với nhau ñược F2 có tỉ lệ kiểu hình là: 21% vàng, ngọt. 1.Tính tỷ lệ kiểu hình quả vàng, chua. Biết rằng quá trình giảm phân tạo giao tử ñực và cái là như nhau. A 4%. B 54% C 29%. D 21%. 2.Tính tỷ lệ kiểu hình quả ñỏ, ngọt. Biết rằng quá trình giảm phân tạo giao tử ñực và cái là như nhau. A 4%. B 54% C 29%. D 21%. 3 THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010-2011 3.Tính tỷ lệ kiểu hình quả ñỏ, chua. Biết rằng quá trình giảm phân tạo giao tử ñực và cái là như nhau. A 4%. B 54% C 29%. D 21%. 2.3. Bài toán ba : Ở cà chua, A qui ñịnh quả ñỏ, a qui ñịnh quả vàng, B qui ñịnh quả tròn, b qui ñịnh quả bầu dục. Hai cặp alen cùng nằm trên một cặp NST tương ñồng. Khi lai giữa hai thứ cà chua thuần chủng khác nhau bởi hai cặp tính trạng tương phản nói trên ñược F1, cho F1 giao phấn với nhau ñược F2 có tỉ lệ kiểu hình là: 9% vàng, bầu dục. 1.Tính tỷ lệ kiểu hình quả vàng tròn. Biết rằng quá trình giảm phân tạo giao tử ñực và cái là như nhau. A 59%. B 16% C 9%. D 34%. 2.Tính tỷ lệ kiểu hình quả ñỏ bầu dục. Biết rằng quá trình giảm phân tạo giao tử ñực và cái là như nhau. A 59%. B 16% C 9%. D 34%. 3.Tính tỷ lệ kiểu hình quả ñỏ tròn. Biết rằng quá trình giảm phân tạo giao tử ñực và cái là như nhau. A 59%. B 16% C 9%. D 34%. 2.4. Bài toán bốn : Ở cà chua, A qui ñịnh quả ñỏ, a qui ñịnh quả vàng, B qui ñịnh quả tròn, b qui ñịnh quả bầu dục. Hai cặp alen cùng nằm trên một cặp NST tương ñồng. Khi lai giữa hai thứ cà chua thuần chủng khác nhau bởi hai cặp tính trạng tương phản nói trên ñược F1, cho F1 giao phấn với nhau ñược F2 có tỉ lệ kiểu hình là: 66% quả ñỏ, tròn. 1.Tính tỷ lệ kiểu hình quả vàng tròn. Biết rằng quá trình giảm phân tạo giao tử ñực và cái là như nhau. A 34%. B 4% C 9%. D 16%. 4 THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010-2011 2.Tính tỷ lệ kiểu hình quả ñỏ bầu dục. Biết rằng quá trình giảm phân tạo giao tử ñực và cái là như nhau. A 34%. B 4% C 9%. D 16%. 3.Tính tỷ lệ kiểu gen AB ab ở F2 A 32%. B 16% C 8%. D 4%. 4.Tính tỷ lệ kiểu gen Ab ab ở F2 A 32%. B 8% C 4%. D 16%. 5.Tính tỷ lệ các kiểu gen: a. Ab aB ; Ab Ab ; aB aB ; AB Ab b. AB aB ; Ab ab ; aB ab ; ab ab Với các bài tập trong các vị dụ trên nếu giải bằng phướng pháp lập bảng pennet hoặc phép nhân ñại số học sinh sẽ mất rất nhiều thời gian và công sức; hơn nữa còn chứa ñựng nhiều nguy cơ sai sót do thiếu kinh nghiệm tính toán. III. Cách giải thông thường và cách giải mới: 3.1. Bài toán một : (Câu 1) Ở cà chua, A qui ñịnh hoa ñỏ, a qui ñịnh hoa vàng, B qui ñịnh thân cao, b qui ñịnh thân thấp. Hai cặp alen cùng nằm trên một cặp NST tương ñồng. Xác ñịnh kết quả các phép lai theo các ñiều kiện sau ñây: TT Kiểu gen P Tỷ lệ kiểu hình của F1 1 ♀ AB ab (f = 20%) x♂ AB ab (f = 20%) Hoa ñỏ, thân cao = ? 5 THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010-2011 3.1.1. Cách giải thông thường : P : AB ab x AB ab (Hoa ñỏ, thân cao) (Hoa ñỏ, thân cao) G: 0.4AB, 0.1 Ab, 0.1 aB , 0.4 ab; 0.4AB, 0.1 Ab, 0.1 aB , 0.4 ab F1 0.4 AB 0.1 Ab 0.1 aB 0.4 ab 0.4 AB 0.16 AB AB 0.04 AB Ab 0.04 AB aB 0.16 AB ab 0.1 Ab 0.04 AB ab 0.01 Ab ab 0.01 Ab aB 0.16 ab Ab 0.1 aB 0.04 AB aB 0.01 Ab aB 0.01 aB aB 0.04 aB ab 0.4 ab 0.16 AB ab 0.04 Ab ab 0.04 aB ab 0.16 ab ab Tỷ lệ kiểu hình F1 Hoa ñỏ, thân cao A-B- = 0.16 x3 + 0.04 x 4 + 0.01 x 2 = 0.66 3.1.2. Cách giải mới: -Tìm tỷ lệ giao tử mang toàn gen lặn của bố và mẹ ab = 0.4 -Tính tỷ lệ kiểu hình lăn ở ñời con F1 ( aabb) = 0.4 x 0.4 = 0.16 -Tính tỷ lệ kiểu hình ñề bài yêu cầu Hoa ñỏ, thân cao: A-B- = 0.5 + 0.16 = 0.66 3.2. Bài toán một (Câu 2) TT Kiểu gen P Tỷ lệ kiểu hình của F1 2 ♀ AB ab (f = 40%) x♂ Ab aB (f = 20%) Hoa ñỏ, thân cao = ? 6 THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010-2011 3.2.1. Cách giải thông thường : P : ♀ AB ab x ♂ Ab aB (Hoa ñỏ, thân cao) (Hoa ñỏ, thân cao) G: 0.3AB, 0.1 Ab, 0.1 aB , 0.3 ab; 0.1AB, 0.4 Ab, 0.4 aB , 0.1 ab F1 0.1 AB 0.4 Ab 0.4 aB 0.1 ab 0.3 AB 0.03 AB AB 0.12 AB Ab 0.12 AB aB 0.03 AB ab 0.2 Ab 0.02 AB ab 0.08 Ab ab 0.08 Ab aB 0.02 ab Ab 0.2 aB 0.02 AB aB 0.08 Ab aB 0.08 aB aB 0.02 aB ab 0.3 ab 0.03 AB ab 0.12 Ab ab 0.12 aB ab 0.03 ab ab Tỷ lệ kiểu hình F1 Hoa ñỏ, thân cao A-B- = 0.12 x2 + 0.02 x 2 + 0.03 x 3 +0.08 x 2= 0.53 3.2.2.Cách giải mới: -Tìm tỷ lệ giao tử mang toàn gen lặn của bố ab = 0.1 và ở mẹ ab =0.3 -Tính tỷ lệ kiểu hình lăn ở ñời con F1 ( aabb) = 0.1 x 0.3 = 0.03 -Tính tỷ lệ kiểu hình ñề bài yêu cầu Hoa ñỏ, thân cao = A-B- = 0.5 + 0.03 = 0.53 3.3. Bài toán bốn : Ở cà chua, A qui ñịnh quả ñỏ, a qui ñịnh quả vàng, B qui ñịnh quả tròn, b qui ñịnh quả bầu dục. Hai cặp alen cùng nằm trên một cặp NST tương ñồng. Khi lai giữa hai thứ cà chua thuần chủng khác nhau bởi hai cặp tính trạng tương phản nói trên ñược F1, cho F1 giao phấn với nhau ñược F2 có tỉ lệ kiểu hình là: 66% quả ñỏ, tròn. 7 THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010-2011 3.Tính tỷ lệ kiểu gen AB ab ở F2 4.Tính tỷ lệ kiểu gen Ab ab ở F2 3.3.1. Cách giải thông thường : Tốn rất nhiều thời gian và công sức (Các bạn giải thử nhé !) 3.3.2. Cách giải mới: A-B- = 66% ===> aabb = 0.66-0.5 = 0.16 = x 2 ====> giao tử mang gen lặn ab = x = 0.16 = 0.4 ====> Tính tỷ lệ kiểu gen AB ab ở F2 = 2 x 2 = 2 (0.4) 2 = 0.32 (ñáp án A) ====> Tính tỷ lệ kiểu gen Ab ab ở F2 = 2x(0.5-x) =2(0.4)(0.5-0.4) =0.08 (ñáp án B) IV. Chứng minh cách giải mới: -Bố, mẹ dị hợp hai cặp gen, hai locut gen cùng nằm trên một cặp NST thường, tần số hoán vị ở hai bên bố mẹ khác nhau. kiểu gen của P: AB ab , Ab aB . Trong tất cả các trường hợp kiểu gen dị hợp hai locut ñều cho tối ña 4 loại giao tử Tỷ lệ giao tử mang alen A,B luôn = tỷ lệ giao tử mang alen a, b Tỷ lệ giao tử mang alen A, b luôn = tỷ lệ giao tử mang alen a, B ðể tiện tính toán ta ñặt tỷ lệ các loại giao tử ñược sinh ra từ P như sau: Giao tử ở cơ thể mẹ: AB = ab = x và Ab = aB = x’ với x + x’ = 0.5 Giao tử ở cơ thể bố AB = ab = y và Ab = aB = y’ với y + y’ = 0.5 8 THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010-2011 -Quan hệ các loại kiểu gen với tần số hoán vị và tỷ lệ từng loại giao tử ở P : + Ở cơ thể mẹ Tỷ lệ mỗi loại giao tử TT Kiểu gen P AB ab Ab aB Tần số hoán vị f 1 AB ab x = 0.5 x = 0.5 x’=0 x’= 0 0 2 AB ab x x x’ x’ 2x’ 3 Ab aB x = 0 x = 0 x’=0.5 x’= 0.5 0 4 Ab aB x x x’ x’ 2x + Ở cơ thể bố Tỷ lệ mỗi loại giao tử TT Kiểu gen P AB ab Ab aB Tần số hoán vị f 1 AB ab y = 0.5 y = 0.5 y’=0 y’= 0 0 2 AB ab y y y’ y’ 2y’ 3 Ab aB y = 0 y = 0 y’=0.5 y’= 0.5 0 4 Ab aB y y y’ y’ 2y ðể ñơn giản trong ghi chép các loại kiểu hình tôi xin quy ước : A-B-: Kiểu hình có hai tính trạng trội A-bb: Kiểu hình có tính trạng thứ nhất là trội, tính trạng thứ hai là lặn aaB- :Kiểu hình có tính trạng thứ nhất là lặn, tính trạng thứ hai là trội. aabb :Kiểu hình có hai tính trạng lặn 9 THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010-2011 P: AB ab , Ab aB ! G: x AB, x’Ab, x’ aB , x ab ; y AB, y’ Ab, y’ aB, y ab ; F1 x AB x’ Ab x’ aB x ab y AB xy AB AB x’y AB Ab x’y AB aB xy AB ab y’ Ab xy’ AB Ab x’y’ Ab Ab x’y’ Ab aB xy’ Ab ab y’ aB xy’ AB aB x’y’ Ab aB x’y’ aB aB xy’ aB ab y ab xy AB ab x’y Ab ab x’y aB ab xy ab ab Tỷ lệ kiểu hình F1 :  aabb = xy  A-bb = aaB- = x’y’+ x’y + xy’ = (0.5-x)(0.5-y) +(0.5-x)y +x(0.5-y) = 0.25- 0.5y - 0.5x +xy + 0.5y – xy+ 0.5x – xy = 0.25 – xy  A-B- = 1 – (0.25 –xy) –(0.25 –xy) – xy = 0.5 + xy Tỷ lệ các kiểu gen F1 : % AB ab = 2 (% AB AB ) = 2 (% ab ab ) = 2 xy % Ab aB = 2 (% Ab Ab ) = 2 (% aB aB ) = 2 x’y’ % AB Ab = % AB aB = % Ab ab = % aB ab = x’y + xy’ 10 THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010-2011 Trường hợp ñơn giản hơn: Nếu mọi diễn biến về NST trong quá trình giảm phân ở hai bên bố mẹ như nhau ( cả hai bên bố, mẹ không hoán vị hay hoán vị với tần số bằng nhau) Giao tử ở cơ thể mẹ: AB = ab = x và Ab = aB = x’ với x + x’ = 0.5 Giao tử ở cơ thể bố AB = ab = x và Ab = aB = x’ với x + x’ = 0.5 G: x AB, x’Ab, x’ aB , x ab ; x AB, x’ Ab, x’ aB, x ab F1 x AB x’ Ab x’ aB x ab x AB x 2 AB AB xx’ AB Ab xx’ AB aB x 2 AB ab x’ Ab xx’ AB Ab (x’) 2 Ab Ab (x’) 2 Ab aB xx’ Ab ab x’ aB xx’ AB aB (x’) 2 Ab aB (x’) 2 aB aB xx’ aB ab x ab x 2 AB ab xx’ Ab ab xx’ aB ab x 2 ab ab ===> Tỷ lệ các kiểu hình F1 Kiểu hình F1 A-B- A-bb aaB- aabb Tỷ lệ 0.5+ x 2 0.25 - x 2 0.25 - x 2 x 2 ===>Tỷ lệ các kiểu gen F1 : % AB ab = 2 (% AB AB ) = 2 (% ab ab ) = 2 x 2 % Ab aB = 2 (% Ab Ab ) = 2 (% aB aB ) = 2 (x’) 2 = 2(0.5-x) 2 % AB Ab = % AB aB = % Ab ab = % aB ab = 2xx’ = 2x (0.5-x) [...]... tòi h c h i ch c ch n có th còn nhi u thi u sót; r t mong quý th y cô nhi t tình ñóng góp Xin chân thành cám ơn! Long M , ngày 28.tháng 02 năm 2011 Giáo viên Mai Văn Phương THPT Long M - Huy n Long M – T nh H u Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm h c 2010 -2011 ... 2(0.5-x)2 aB aB Ab % A- bb = % aaB- = 25% - X2 % A- B- = 50% + X2 % AB AB Ab aB =% =% =% = 2x(0.5-x) Ab aB ab ab THPT Long M - Huy n Long M – T nh H u Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm h c 2010 -2011 12 VI K t lu n Trong bài toán di truy n “b m d h p hai c p gen” Các ki u gen, các ki u hình ñ i con có m i quan h v i nhau theo quy lu t r t ñ c s c B ng gi i pháp m i giúp h c sinh n m v ng quy . THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010 -2011 Chuyên ñề PHƯƠNG PHÁP XÁC ðỊNH NHANH TỶ LỆ KIỂU GEN, KIỂU HÌNH F1 KHI BỐ MẸ DỊ HỢP HAI CẶP. Phương – Năm học 2010 -2011 3.Tính tỷ lệ kiểu hình quả ñỏ, chua. Biết rằng quá trình giảm phân tạo giao tử ñực và cái là như nhau. A 4%. B 54% C 29%. D 21%. 2.3. Bài toán ba : Ở cà chua, A. THPT Long Mỹ - Huyện Long Mỹ – Tỉnh Hậu Giang - Giáo viên : Mai Văn Phương – Năm học 2010 -2011 II. Một số dạng bài toán di truyền: 2.1. Bài toán một : Ở cà chua, A qui ñịnh hoa ñỏ, a