Những điểm mới về tính quy luật của hiện tượng di truyền và di truyền học quần thể

Ch−¬ng tr×nh tËp huÊn Thay s¸ch gi¸o khoa m«n sinh häc líp 12 N¨m häc: 2008 - 2009 Së Gi¸o dôc vμ §μo t¹o Qu¶ng Ninh Nh÷ng kiÕn thøc cÇn lμm râ. I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN SGK Sinh học 12 mới khác SGK cũ ở 3 vấn đề: -Số lượng quy luật. -Bản chất quy luật. -Cách trình bày quy luật. I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN 1- Số lượng quy luật SGK mớiSGK cũ *Trình bày thành 3 định luật: - Định luật 1 Menden ( định luật đồng tính) . -Định luật 2 Menden ( định luật phân tính). -Định luật 3 Menden ( định luật phân ly độc lập). *Trình bày thành 2 quy luật: - Quy luật phân li - Quy luật phân ly độc lập. I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN Điều kiện nghiệm đúng của quy luật phân ly Menđen là: A- Bố mẹ phải thuần chủng về cặp tính trạng đem lai. B- Tính trạng trội phải trội hoàn toàn. C- Số lượng cá thể phân tích phải lớn. D- Quá trình giảm phân diễn ra bình thường. E- Tất cả các phương án trên. th ng. I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN 2- Bản chất quy luật SGK mớiSGK cũ *Phát biểu định luật 1,2: - Định luật 1 Menden: Khi lai hai cơ thể bố mẹ t/c khác nhau về 1 cặp tính trạng tương phản thì cơ thể lai F1 chỉ biểu hiện tính trạng của 1 bên bố hoặc mẹ. - Định luật 2 Menden: Khi cho các cơ thể lai F1 tự thụ phấn thì F2 phân tính theo tỉ lệ 3 trội : 1 lặn. *Phát biểu quy luật phân li: - Mỗi tính trạng được quy định bởi 1 cặp Alen. Do sự phân li đồng đều của cặp alen trong giảm phân nên mỗi giao tử chỉ chứa 1 alen của cặp. I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN 2- Bản chất quy luật SGK mớiSGK cũ *Phát biểu định luật 3 Menđen: - Khi lai hai cơ thể t/c khác nhau về hai hay nhiều cặp tính trạng tương phản thì sự di truyền của tính trạng này không phụ thuộc vào sự di truyền của tính trạng kia. *Phát biểu quy luật phân li độc lập của Menđen: - Các cặp gen phân li độc lập với nhau trong quá trình hình thành giao tử. I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN Điều kiện nghiệm đúng của quy luật phân ly độc lập Menđen là: A- Bố mẹ phải thuần chủng về cặp tính trạng đem lai. B- Tính trạng trội phải trội hoàn toàn và số lượng cá thể phân tích phải lớn. C- Các cặp gen quy định các cặp tính trạng phải nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau. D- Các cặp gen phải tác động riêng rẽ lên sự hình thành tính trạng. E- Tất cả các phương án trên. phải nằ trên các cặp NST tương đồng khác nhau. I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN 3- Cách trình bày SGK 12 Ban cơ bản tập trung giới thiệu phương pháp nghiên cứu khoa học của Menđen. Đặc biệt là việc tích hợp kiến thức toán xác suất vào việc giải thích các kết quả lai. MEN§EN LμM THÝ NGHIÖM X I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN Cho c¸c c©y F2 tù thô phÊn ®Ó t¹o F3 KÕt qu¶ thÝ nghiÖm: -1/3 sè c©y hoa đỏ F2 tù thô phÊn cho ra toμn c©y hoa ®á. - 2/3 sè c©y hoa ®á F2 tù thô phÊn cho tû lÖ ph©n ly kiÓu h×nh F3 lμ 3 ®á: 1 tr¾ng. - TÊt c¶ sè c©y F2 hoa tr¾ng tù thô phÊn cho F3 toμn hoa tr¾ng. =>Nh− vËy, ®»ng sau tû lÖ 3: 1 ë F2 lμ tû lÖ 1: 2: 1 I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN T¹i sao l¹i cã tû lÖ 1: 2:1 ? I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN Men®en ®−a ra gi¶ thuyÕt - Mçi tÝnh tr¹ng do mét cÆp nh©n tè di truyÒn (alen) quy ®Þnh. - C¸c nh©n tè di truyÒn tån t¹i trong tÕ bμo mét c¸ch riªng biÖt kh«ng hoμ trén vμo nhau. - Khi h×nh thμnh giao tö, mçi giao tö chØ chøa mét trong hai thμnh viªn cña mét cÆp nh©n tè di truyÒn. I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN VÝ dô c©y lai hoa ®á F1 cã cÆp gen Aa sÏ t¹o ra 2 lo¹i giao tö, mét chøa alen A vμ mét chøa alen a víi tØ lÖ b»ng nhau. øng dông x¸c suÊt ®Ó gi¶i thÝch kÕt qu¶ thÝ nghiÖm Giao tö F1 0,5 A 0,5a 0,5 A 0,5 a 0,25 AA 0,25 aa0,25 Aa 0,25 Aa Qua thô tinh t¹o ra c¸c hîp tö nh− sau: I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN KiÓm ®Þnh gi¶ thuyÕt Men®en lμm thÝ nghiÖm lai ph©n tÝch: X I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN ViÖc ¸p dông c¸c quy luËt x¸c suÊt vμo gi¶I c¸c bμi tËp di truyÒn lμmét nÐt míi cña SGK 12 míi. I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN VÝ dô: bμi tËp 1 (66) BÖnh Pheninketo niÖu ë ng−êi do gen lÆn n»m trªn NST th−êng quy ®Þnh vμ di truyÒn theo quy luËt cña Men®en. Mét ng−êi ®μn «ng cã c« em g¸i bÞ bÖnh lÊy ng−êi vî cã ng−êi anh trai bÞ bÖnh.cÆp vî chång nμy lo sî con m×nh sinh ra sÏ bÞ bÖnh. H·y tÝnh x¸c xuÊt ®Ó cÆp vî chång nμy sinh ®øa con ®Çu lßng bÞ bÖnh? BiÕt ngoμi ng−êi em chång vμ anh vî bÞ bÖnh ra c¶ bªn vî vμ bªn chång kh«ng cßn ai bÞ bÖnh. I- CÁC QUY LUẬT MENĐEN Gi¶i: - V× ng−êi em chång vμ anh vî ®Òu m¾c bÖnh Æ KiÓu gen cña bè mÑ vî vμ bè mẹ chång ®Òu dÞ hîp (Aa). -X¸c xuÊt ®Ó ng−êi chång vμ ng−êi vî cã kiÓu gen Aa ®Òu lμ 2/3. -X¸c xuÊt sinh con ®Çu lßng bÞ bÖnh lμ 1/4. Æ VËy x¸c xuÊt ®Ó cÆp vî chång nμy sinh con ®Çu lßng bÞ bÖnh lμ: 2/3 x 2/3 x 1/4= 1/9 Nh÷ng kiÕn thøc cÇn lμm râ. II- TƯƠNG TÁC GEN BÀI TẬP TÌNH HUỐNG X ? -Với kiến thức học ở bài trước, HS sẽ trả lời ngay TLKH ở F2 là: 3 đỏ : 1 trắng. Ở cây đậu thơm -GV: Đưa ra kết quả thực tế thu được TLKH ở F2 là: 9 đỏ: 7 trắng. ÆMâu thuẫn Æ Tình huống có vấn đề II- TƯƠNG TÁC GEN -Về mặt sinh hoá, người ta giải thích tỉ lệ 9 đỏ : 7 trắng như sau: Chất A ( trắng) Chất B ( trắng) Sp P (Đỏ) Gen A Enzim A Gen B Enzim B - Gen a, b không tổng hợp được 2 loại Enzim trên. (?) Tại sao kiểu gen A- B-: màu đỏ; A-bb, aaB-, aabb: trắng? Nh÷ng kiÕn thøc cÇn lμm râ. III- LIÊN KẾT GEN VÀ HOÁN VỊ GEN -SGK 12 mới chỉ tập trung vào phần hoán vị gen còn phần liên kết gen chỉ tái hiện lại (do đã được học kĩ ở sinh học lớp 9). - Tần số hoán vị gen trong thí nghiệm của Moocgan là 17% chứ không phải là 18% như sách giáo khoa cũ ( hơi lẻ nhưng đúng số liệu). Nh÷ng kiÕn thøc cÇn lμm râ. IV- DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH ở ruồi giấm, A: lông dài trội hoàn toàn so với a: lông ngắn và nằm trên NST giới tính.Người ta cho lai ruồi giấm thuần chủng: con cái lông ngắn với con đực lông dàiÆ F1. Cho F1 x F1 Æ F2. TLPL kiểu hình ở F2 là: A- 1 cái lông dài; 1 đực lông dài; 1 cái lông ngắn; 1 đực lông ngắn. B- 3 lông dài; 1 lông ngắn (con cái) C- 3 lông dài; 1 lông ngắn(con đực) D- A hoặc B Nh÷ng kiÕn thøc cÇn lμm râ. IV- DI TRUYỀN LIÊN KẾT VỚI GIỚI TÍNH vùng tương đồng Nh÷ng kiÕn thøc cÇn lμm râ. V- ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG LÊN SỰ HÌNH THÀNH TÍNH TRẠNG •SGK cũ: •Mức phản ứng: là giới hạn thường biến của 1 kiểu gen trước những điều kiện môi trường khác nhau. Trong 1 kiểu gen, mỗi gen có 1 mức phản ứng riêng. •SGK mới: • Mức phản ứng: Tập hợp các kiểu hình của cùng một kiểu gen tương ứng với các môi trường khác nhau. VI- THỰC HÀNH Đánh giá kết quả lai bằng phương pháp thống kê χ2: Giả sử: P quả tròn x quả dài F1: 161 quả tròn : 39 quả dài Vậy tỉ lệ trên có thể được xem là tỉ lệ 3 : 1 không? Để trả lời được câu hỏi này, người ta sử dụng phương pháp thống kê χ2. VI- THỰC HÀNH Phương pháp thống kê χ2 -Bước 1: Lập giả thuyết Ho: Cho rằng TLPL kiểu hình trong phép lai trên đúng là tỉ lệ 3: 1 và sự sai khác mà ta thu được trong phép lai hình thành do yếu tố ngẫu nhiên. VI- THỰC HÀNH -Bước 2: Lập bảng tính giá trị χ2 - Công thức tính: χ2 = ∑ (O - E)2/ E TLKH O E (O – E)2 (O - E)2/ E Tròn 161 150 121 0,81 Dài 39 50 121 2,42 ∑ 200 200 χ2 = 3,23 VI- THỰC HÀNH -Bước 3: So sánh χ2 với số liệu trong bảng 14.2 SGK tr 62 trên cột p = 0,05 và n (số bậc tự do) = số KH – 1 = 2 – 1 = 1. + Nếu χ2 trong thí nghiệm ≤ χ2 trong bảng thì giả thuyết H0 đúng. + Còn nếu lớn hơn thì giả thuyết H0 sai. Trong TH trên ta có χ2 = 3,23 < χ2 = 3,841 (trong bảng 14.2 ở cột p = 0,05 và n = 1) Æ Như vậy có thể coi TLKH trong thí nghiệm trên đúng là: 3 : 1. I- Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối Thế hệ KG đồng hợp tử trội KG dị hợp tử KG đồng hợp tử lặn 0 1 2 3 .... n Aa 2 Aa 4 Aa 8 Aa ?Aa 2 AA 1 AA 4 AA 24 AA ? AA 4 AA 1 aa 2 aa 4 aa 4 aa 24 aa ? aa -Hãy điền tiếp số liệu vào bảng trên ở thế hệ thứ 4. - Tỉ lệ KG AA, Aa, aa ở thế hệ n? I- Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối Thế hệ KG đồng hợp tử trội KG dị hợp tử KG đồng hợp tử lặn 0 1 2 3 n n Aa 2 Aa 4 Aa 8 Aa 1/ 2n Aa 2 AA 1 AA 4 AA 24 AA 1 – 1/2n AA 112 AA 4 AA 1 aa 2 aa 4 aa 4 aa 24 aa 16 Aa8 AA 8 aa 112 aa 2 1 – 1/2n aa 2 I- Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối Bài tập Trong một quần thể tự phối, cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu như sau: 0,45AA + 0,3 Aa + 0,25aa. Hãy cho biết cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ tiếp theo. Biết những cá thể lặn không có khả năng sinh sản. II- Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối Trong một quần thể lớn, ngẫu phối nếu không có các yếu tố làm thay đổi tần số alen thì thành phần kiểu gen của quần thể ở trạng thái cân bằng và được duy trì không đổi từ thế hệ này sang thể hệ khác. 1- Nội dung Định luật Hacđi – Vanbec II- Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối 2- Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể •Trường hợp 1 gen gồm 2 alen: Ví dụ A, a Một quần thể được coi là đang ở trạng thái cân bằng di truyền khi thành phần kiểu gen của quần thể tuân theo công thức: (pA + qa)2 = p2AA + 2pqAa + q2aa =1 II- Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối 2- Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể •Trường hợp 1 gen gồm 3 alen: Ví dụ IA, IB, Io Một quần thể được coi là đang ở trạng thái cân bằng di truyền khi thành phần kiểu gen của quần thể tuân theo công thức: (pIA + qIB + mIo )2 = p2IAIA + q2IBIB + m2IoIo + 2pqIAIB + 2pmIAIo + 2qmIBIo =1 II- Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối 2- Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể Bài tập Giả sử, trong 1 quần thể người ở trạng thái cân bằng có tỉ lệ %các loại nhóm máu O: 9%, nhóm máu A:24%, nhóm máu B: 27%,nhóm máu AB: 40%. Hãy cho biết tỉ lệ PLKG của quần thể trên? II- Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối 2- Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể •Trường hợp quần thể có sự khác nhau về tần số gen ở các cơ thể đực và cái( ví dụ nuôi gà đẻ trứng, nuôi bò sữa). - Thành phần kiểu gen của quần thể theo Hacđi – Vanbec sẽ như thế nào? •Trường hợp quần thể có sự khác nhau về tần số gen ở các cơ thể đực và cái( ví dụ nuôi gà đẻ trứng, nuôi bò sữa). -Xét trường hợp 1 gen gồm 2 alen: A, a: Gọi TSTĐ của alen A ở phần đực là p’ Gọi TSTĐ của alen a ở phần đực là q’ Gọi TSTĐ của alen A ở phần cái là p” Gọi TSTĐ của alen a ở phần cái là q” -Xét trường hợp 1 gen gồm 2 alen: A, a: Gọi TSTĐ của alen A ở phần đực là p’ Gọi TSTĐ của alen a ở phần đực là q’ Gọi TSTĐ của alen A ở phần cái là p” Gọi TSTĐ của alen A ở phần cái là p” Æ Cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ F1: (p’A + q’a)(p”A + q”a) = p’p” AA + (p’q” + p”q’)Aa + q’q” aa Æ Cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ F1: (p’A + q’a)(p”A + q”a) = p’p” AA + (p’q” + p”q’)Aa + q’q” aa - Tính TSTĐ của alen A,a của quần thể F1? -TSTĐ của alen A của quần thể F1: p = 1/2(p’ + p”) -TSTĐ của alen a của quần thể F1: q = 1/2(q’ + q”) Cho F1 ngẫu phốiÆ Cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ F2: p2AA + 2pqAa + q2aa = 1 Æ Sự cân bằng của quần thể sẽ đạt được sau 2 thế hệ ngẫu phối. -TSTĐ của alen A của quần thể F1: p = 1/2(p’ + p”) -TSTĐ của alen a của quần thể F1: q = 1/2(q’ + q”) Bài tập: giả sử một quần thể P có: TSTĐ của alen A,a ở phần đực lần lượt là: 0,8 và 0,2; TSTĐ của alen A, a ở phần cái lần lượt là: 0,4 và 0,6. Hãy cho biết cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng?