Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải nhanh các dạng bài tập di truyền quần thể

 A. ĐẶT VẤN ĐỀ
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
 Di truyền học quần thể là một phần nội dung khó và quan trọng trong 
chương trình sinh học lớp 12 THPT. Kiến thức về di truyền quần thể ngày 
càng xuất hiện nhiều trong đề thi học sinh giỏi các cấp, đề thi tốt nghiệp và 
đại học. Bài tập về di truyền quần thể có rất nhiều dạng từ đơn giản đến 
phức tạp đòi hỏi học sinh phải có khả năng tư duy lô gic, chặt chẽ và sáng 
tạo đặc biệt là phải phối hợp nhiều kiến thức để hoàn thiện. 
 Qua thực tiễn dạy học nhiều năm tôi thấy rằng dung lượng kiến thức 
của phần này quá nhiều và phức tạp trong khi thời lượng để giảng dạy lại 
quá ít đặc biệt là giáo viên không có thời gian để hướng dẫn học sinh cách 
nhận ra các dạng bài tập và phương pháp giải từng loại bài tập cụ thể do đó 
học sinh gặp nhiều khó khăn trong việc vận dụng kiến thức lý thuyết để suy 
luận tìm ra cách giải các bài tập đó và đặc biệt là phương pháp giải nhanh để 
phù hợp với kiểu đề thi trắc nghiệm tốt nghiệp và đại học như hiện nay.
 Từ những lý do đó, tôi đã thực hiện việc nghiên cứu đề tài “ phương 
pháp giải nhanh các dạng bài tập di truyền quần thể ” nhằm giúp học sinh 
hiểu, giải nhanh, đơn giản và chính xác các dạng bài tập của phần này để các 
em có hứng thú hơn trong học tập cũng như có kết quả cao hơn trong các kỳ 
thi. Giáo viên thuận lợi hơn trong quá trình rèn luyện kỹ năng giải bài tập để 
củng cố khắc sâu thêm kiến thức lý thuyết về di truyền quần thể cho học 
sinh. Từ đó nâng cao được hiệu quả dạy và học đặc biệt là dạy học ở các lớp 
mũi nhọn.
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
 1. Đối tượng nghiên cứu: 
 Đề tài nghiên cứu những vấn đề như sau:
 a. Nghiên cứu lý thuyết: Kiến thức lý thuyết và phương pháp giải bài 
tập di truyền quàn thể trong chương trình sinh học lớp 12 THPT.
 b. Nghiên cứu thực tiễn : Thực trạng của việc dạy học di truyền quần 
thể hiện nay ở khối lớp 12 trường THPT Lý Tự Trọng – Thạch Hà – Hà 
Tĩnh
 2. Phạm vi nghiên cứu: 
 * Đề tài tập trung vào những vấn đề chủ yếu sau:
 - Kiến thức lý thuyết để giảng dạy phần di truyền quần thể Sách gáo khoa, sách bài tập và tài liệu tham khảo về phân môn di truyền học 
đề cập chưa nhiều vào di truyền học quần thể và chưa chú trọng phân loại 
bài tập. 
 Yêu cầu của giảng dạy bài tập di truyền quần thể. 
 Bài tập di truyền quần thể gồm nhiều dạng khác nhau vì vậy để học 
sinh tiếp thu tốt cách giải từng dạng một cần có cơ sở toán học, các bước 
giải bài tập, các công thức cụ thể cho từng dạng bài tập.
II. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
 * Cơ sở sinh học: Khi dạy học phần này giáo viên và học sinh cần nắm 
vững các kiến thức sau: 
 • Các đặc trưng di truyền của quần thể.
Mỗi quần thể được đặc trưng bởi:
Vốn gen: Là toàn bộ các alen của tất cả các gen trong quần thể, gồm những 
kiểu gen biểu hiện thành những kiểu hình riêng biệt
Tần số tương đối của kiểu gen: Là tỉ lệ số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số 
cá thể của quần thể.
Tần số các alen: Tần số 1 alen bằng tỉ lệ số alen được xét trên tổng số alen 
thuộc 1 lôcút trong quần thể hoặc bằng tỉ lệ số loại giao tử mang alen đó 
trong quần thể.
 • Đặc điểm của quần thể tự thụ phấn:
Giảm dần tỉ lệ kiểu gen dị hợp, tăng dần tỉ lệ kiểu gen đồng hợp quần thể 
có xu hướng phân hoá thành các dòng thuần chủng ; nhưng tần số tương đối 
các alen không thay đổi.
Quần thể kém đa dạng về mặt di truyền.
 • Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối:
- Các cá thể giao phối với nhau 1 cách ngẫu nhiên hay nói cách khác các 
giao tử đực và cái tổ hợp với nhau 1 cách tự do, ngẫu nhiên.
- Quần thể đa dạng về kiểu gen và kiểu hình.
- Qua các thế hệ ngẫu phối cấu trúc di truyền của quần thể có xu hướng duy 
trì ở trạng thái cân bằng di truyền; thể hiện qua công thức: p 2 + 2pq + q2 = 1. 
Trong đó p2 ; 2pq; q2 lần lượt là tần số các kiểu gen AA, Aa, aa; còn p, q là 
tần số các alen A, a.
Điều này có thể hiểu như sau: Quần thể đạt cân bằng di truyền khi thành 
phần kiểu gen của quần thể thõa mãn các đẳng thức: Tỉ lệ AA = p 2; tỉ lệ Aa 
 2
= 2pq; tỉ lệ aa = q . Khi đạt cân bằng di truyền thì tần số các alen pA; qa cũng Câu 2: Nếu quần thể ban đầu gồm toàn cá thể có kiểu gen dị hợp tử thì sau 3 
thế hệ tự thụ phấn tỉ lệ kiểu gen đồng hợp tử trội sẽ là
 A. 87,5%. B. 43,75%. C. 75%. 
D. 93,75%.
Giải: Một quần thể thế hệ ban đầu có cấu trúc di truyền: 100% Aa. Cấu trúc 
di truyền của quần thể sau n thế hệ tự phối là:
AA: 1 .(1 - 1 ) Aa: 1 aa: 1 .(1 - 1 )
 2 2n 2n 2 2n
Vậy sau 3 thế hệ tự thụ phấn thì tỉ lệ kiểu gen đồng hợp trội trong quần thể 
 7
là: AA = 1 .(1 - 1 ) = 16
 2 23
Đáp án B.
Câu 3: Xét 1 gen có 2 alen A và a, A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với a 
quy định hoa trắng. Trong 1 quần thể tự thụ phấn ở thế hệ xuất phát có 40% 
số cây có kiểu gen dị hợp, hỏi sau 4 thế hệ thì tỉ lệ các kiểu hình trong quần 
thể thay đổi như thế nào?
 A. Tỉ lệ các kiểu hình không thay đổi
 B. Tỉ lệ cây hoa đỏ tăng lên 18,75%
 C. Tỉ lệ cây hoa trắng tăng lên 18,75%
 D. Tỉ lệ cây hoa đỏ và hoa trắng đều tăng 18,75%
Giải: ở thế hệ xuất phát có Aa = 0,4 Sau 4 thế hệ tự thụ phấn thì tỉ lệ kiểu 
gen dị hợp Aa còn lại là: 0,4 x 1 = 0,025
 24
Tỉ lệ kiểu gen đồng hợp trội AA và đồng hợp lặn aa được tăng lên (do các cá 
thể dị hợp tự thụ phấn Aa x Aa 1AA : 2 Aa : 1aa) bằng nhau là: AA = aa 
= 0,4 0,025 = 0,1875
 2
Như vậy sau 4 thế hệ tự thụ phấn thì tỉ lệ kiểu gen aa hay tỉ lệ kiểu hình hoa 
trắng tăng 18,75%; tỉ lệ kiểu hình hoa đỏ giảm 18,75%; tỉ lệ kiểu gen AA 
tăng 18,75%; còn tỉ lệ kiểu gen Aa giảm 0,4 – 0,025 = 0,375 hay 37,5%.
Đáp án C.
Câu 4: Ở một loài thực vật, A quy định hoa đỏ; a quy định hoa trắng, kiểu 
gen Aa biểu hiện thành hoa hồng. Quần thể ban đầu có 1000 cây, trong đó 
có 300 cây hoa đỏ, 300 cây hoa trắng. Cho quần thể tự thụ phấn qua 2 thế 
hệ. Trong trường hợp không có đột biến, tính theo lý thuyết, ở thế hệ thứ 2, 
tỷ lệ các cây là: A. 36% cánh dài : 64% cánh ngắn.B. 16% cánh dài : 84% 
cánh ngắn.
 C. 64% cánh dài : 36% cánh ngắn.D. 84% cánh dài : 16% 
cánh ngắn.
Giải: Sau 3 thế hệ tự phối tỉ lệ dị hợp trong quần thể là 8% chứng tỏ ở thế hệ 
xuất phát tỉ lệ dị hợp Aa (kiểu hình cánh dài) chiếm tỉ lệ là: 8 x 23 
= 64%.
Vậy ở thế hệ xuất phát có tỉ lệ kiểu hình là:
Cánh dài (AA, Aa) = 20+64 = 84%; Cánh ngắn (aa) = 100 – 84 = 16%
Đáp án D.
Dạng 2: Tìm số thế hệ tự thụ phấn
Câu 1: Một quần thể tự thụ phấn ban đầu có tỉ lệ các kiểu gen là: 0,3 AA : 
0,4 Aa : 0,3 aa. Sau 1 số thế hệ tự thụ phấn thì tỉ lệ kiểu hình lặn trong quần 
thể đạt 47,5%. Hỏi quần thể đã trải qua bao nhiêu thế hệ tự thụ phấn?
 A. 3B. 2C. 4D. 1
Giải: Các cá thể có kiểu hình lặn có kiểu gen aa. Ban đầu quần thể có 0,3 aa 
 Tỉ lệ aa được tạo ra do Aa tự thụ phấn là: 0,475 – 0,3 = 0,175.
 0,4 1 
Mà tỉ lệ dị hợp ban đầu là 0,4 Ta có phương trình: 1 n = 0,175 
 2 2 
với n là số thế hệ tự thụ phấn.
Giải ra ta có: n = 3. Vậy quần thể đã trải qua 3 thế hệ tự thụ phấn.
Đáp án A. 
Câu 2: Sau 1 số thế hệ tự thụ phấn thì tần số các alen B, b trong quần thể đạt 
0,7; 0,3 và các cá thể mang kiểu hình trội chiếm tỉ lệ 72,5%. Số thế hệ tự thụ 
phấn của quần thể đã trải qua là bao nhiêu, biết ban đầu quần thể có 10% số 
cá thể có kiểu hình lặn.
 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
Giải: Tỉ lệ kiểu gen đồng hợp lặn bb (kiểu hình lặn) ở thế hệ cuối là: 1 – 
0,725 = 0,275
 Tỉ lệ aa được tạo ra do Bb tự thụ phấn là: 0,275 – 0,1 = 0,175.
Mà quá trình tự thụ phấn không làm thay đổi tần số các alen nên ở thế hệ 
xuất phát ta cũng có pB = 0,7; qb = 0,3. Tỉ lệ kiểu hình lặn bb ở đời P là 0,1 
(hay 10%) Tỉ lệ Bb ở đời P là: Bb = 2x(0,3 - 0,1) = 0,4 ( Vì q b = 0,1bb + 
hBb/2 ). Câu 2: 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 kiểu gen thu được ở F1 là:
 A. 0,360AA : 0,480Aa : 0,160aa. B. 0,525AA : 0,150Aa : 
0,325aa.
 C. 0,700AA : 0,200Aa : 0,100aa. D. 0,360AA : 0,240Aa : 
0,400aa.
Giải: Ta có tỉ lệ các kiểu gen trong số các cá thể có khả năng sinh sản trong 
quần thể là:
AA = 0,45 = 0,6; Aa = 1 – 0,6 = 0,4. 
 0,45 0,3
Khi tự thụ phấn ta có AA x AA AA; Aa x Aa 1/4 AA; 1/2 Aa; 1/4 aa. 
Tính theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu gen thu được ở F1 là: AA = 0,6 + 0,4x1/4 = 0,7; 
Aa = 0,4 x 1/2 = 0,2; aa = 0,4 x 1/4 = 0,1
Đáp án C.
Câu 3: Một quần thể có tỉ lệ các kiểu gen ở đời P là: 0,5AA : 0,5Aa.Trong 
quá trình hình thành giao tử đã phát sinh đột biến A a Với tần số 0,05. Tỉ 
lệ kiểu gen Aa đời F1 là:
 A. 0,5B. 0,25C. 0,1484D. 0,025
Giải: Các loại giao tử do cơ thể AA tạo ra sau khi phát sinh đột biến là:
a = 0,5 x 0,05 = 0,025; A = 0,5 x (1 – 0,05) = 0,475
Các loại giao tử do cơ thể Aa tạo ra sau khi phát sinh đột biến là:
A = 0,5/2 x (1-0,05) = 0,2375; a = 0,5/2 + 0,5/2 x 0,05 = 0,2625
Vì đây là quần thể tự thụ phấn nên ta có tỉ lệ kiểu gen Aa ở F1 là:
2 x 0,025 x 0,475 + 2 x 0,2375 x 0,2625 = 0,1484
Đáp án C.
Câu 4: Một quần thể tự thụ phấn có 16 cá thể AA; 48 cá thể Aa; kiểu gen aa 
chết ở giai đoạn phôi. Tính tỉ lệ các kiểu gen của các cá thể ở F3 ?
Giải: Tỉ lệ các kiểu gen ở thế hệ xuất phát là: 
AA = 16 = 0,25; Aa = 0,75
 16 48
Giả sử 3 kiểu gen đều có khả năng sống và sinh sản, ta có cấu trúc di truyền 
của quần thể ở thế hệ F2 là:
 0,75 1 17 0,75 3 9
AA = 0,25 + 1 = ; Aa = = ; aa = 
 2 22 32 22 16 32
Vì aa bị chết ở giai đoạn phôi nên ta có các kiểu tự thụ phấn là: Tính cấu trúc di truyền của quần thể ở Fn là:
 h' h 
 d' 
AA = 4 ; Aa = 2 ;
 3h' 3h'
 d' d' 
 4 4
Từ đó tính tần số A, a.
2. QUẦN THỂ NGẪU PHỐI
Dạng 1: Xét 1 gen có 2 alen nằm trên NST thường không chịu tác động của 
các nhân tố tiến hóa (đột biến, di nhập gen, chọn lọc tự nhiên)
Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể thõa mãn công thức: P 2 + 2Pq 
+ q2 = 1. Trong đó p2; 2pq; q2 lần lượt là tỉ lệ các kiểu gen AA, Aa, aa; P là 
tần số của A, q là tần số của a.
Như vậy một quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền khi cấu trúc di 
truyền thõa mãn:
AA = p2; Aa = 2pq ; aa = q2
Khi quần thể cân bằng di truyền:
 2
Nếu biết tỉ lệ kiểu gen aa (hoặc kiểu hình lặn) là f aa ta có: faa = qa qa = 
 faa , PA = 1 - qa.
Nếu biết tỉ lệ kiểu hình trội tỉ lệ kiểu hình lặn faa = 1 – tỉ lệ kiểu hình 
trội qa = faa , PA =1 - qa.
 2
Nếu biết tỉ lệ kiểu gen AA là fAA ta có: f AA = PA PA = fAA , qa = 1 – PA
Nếu biết tỉ lệ kiểu gen Aa là f Aa ta có: f Aa = 2PAqa ; PA + qa = 1. Khi đó PA, 
 2 1
qa là 2 nghiệm của phương trình: x – x + fAa = 0.
 2
Từ đó ta tính được tỉ lệ các kiểu gen của quần thể: 
 2 2
 faa = qa ; f AA = PA ; f Aa = 2PAqa
Câu 1: Một loài thực vật gen trội A qui định quả đỏ, alen lặn a qui định quả 
vàng. Một quần thể của loài trên ở trạng thái cân bằng di truyền có 75% số 
cây quả đỏ; 25% số cây quả vàng. Tần số tương đối của alen A, a trong quần 
thể là:
 A. 0,4 A và 0,6 a B. 0,5 A và 0,5a C. 0,6 A và 0,4 a
 D. 0,2 A và 0,8 a
(Đề tuyển sinh đại học và cao đẳng năm 2008)
 Giải: Cây quả vàng có kiểu gen aa.