Cập nhật nội dung chi tiết về Di Truyền Học Quần Thể mới nhất trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng thông tin trong bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu ngoài mong đợi của bạn, chúng tôi sẽ làm việc thường xuyên để cập nhật nội dung mới nhằm giúp bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
Loại bài Tóm tắt kiến thức được thực hiện nhằm giúp các em học sinh hệ thống hóa kiến thức, từ đó có sự rèn luyện nâng cao hơn.
I. PHẦN LÍ THUYẾT:
1. Khái niệm:
– Khái niệm quần thể.
– Đặc trưng của quần thể: là vốn gen của quần thể đó. Vốn gen là tập hợp tất cả các alen trong quần thể.
Vốn gen của quần thể được biểu hiện ở 2 đặc điểm là tần số alen và tần số kiểu gen.
Thành phần kiểu gen (hay tần số kiểu gen): Là tỉ lệ giữa số cá thể mang kiểu gen nào đó với tổng số cá thể trong quần thể.
Tần số alen: là tỉ lệ giữa số alen nào đó trên tổng số alen của tất cả các alen khác nhau (thuộc cùng một gen) trong quần thể.
2. Cấu trúc di truyền của quần thể:
– Khi xét cấu trúc di truyền của một quần thể, có nghĩa là ta xét đến
thành phần kiểu gen (tần số kiểu gen)
tần số các alen
trong quần thể.
– Những đặc trưng này có sự biến thiên khác nhau trong quần thể tự phối và quần thể ngẫu phối .
a) Quần thể tự phối:
– Quần thể tự phối là quần thể mà trong đó các cá thể không có sự giao phối ngẫu nhiên với nhau, con được sinh ra do quá trình tự thụ phấn (hay giao phối cận huyết). Đây là dạng đặc trưng hầu như chỉ có ở quần thể thực vật.
– Trong quần thể tự phối: (đặc điểm di truyền của quần thể tự phối)
thành phần kiểu gen thay đổi theo hướng tăng dần tỉ lệ dị hợp, giảm dần tỉ lệ đồng hợp (bao gồm cả đồng hợp trội và đồng hợp lặn).
tần số alen không đổi qua các thế hệ tự phối cho dù thành phần kiểu gen có sự biến động. Đây là đặc điểm rất đặc trưng mà các em học sinh cần nhớ.
– Do không phải là quần thể ngẫu phối nên cấu trúc di truyền của quần thể không tuân theo định luật Hacđi – Vanbec.
b) Quần thể ngẫu phối:
– Quần thể ngẫu phối là quần thể mà trong đó các cá thể giao phối tự do với nhau và được cách li ở mức độ nhất định với các nhóm cá thể lân cận thuộc loài đó.
– Trong quần thể ngẫu phối: (đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối) cấu trúc di truyền của quần thể tuân theo định luật Hacđi – Vanbec:
Trong những điều kiện nhất định, trong lòng một quần thể có kích thước lớn, ngẫu phối, tần số tương đối của các alen của mỗi gen có khuynh hướng duy trì không đổi qua các thế hệ.
– Điều kiện nghiệm đúng định luật Hacđi – Vanbec:
Số lượng cá thể phải đủ lớn và không xảy ra biến động di truyền. Trong một khoảng thời gian nhất định, điều kiện này có thể được đáp ứng, nhất là ở những quần thể tách biệt với môi trường bên ngoài.
Các các thể trong quần thể phải giao phối ngẫu nhiên với nhau. Tức là không có sự chọn lọc trong quá trình giao phối. Đây là điều kiện khó xảy ra trong thực tế.
Giá trị thích nghi của các kiểu gen khác nhau là như nhau. Điều kiện này chỉ được thỏa ở một số tính trạng, phổ biến là các tính trạng số lượng có sự di truyền theo qui luật tương tác cộng gộp – các alen khác nhau có vai trò như nhau trong việc hình thành kiểu hình, và phần lớn chúng không anh hưởng nhiều đến sức sống của cá thể.
Không có áp lực của đột biến và chọn lọc tự nhiên. Rõ ràng đây là điều kiện khó đáp ứng nhất.
Không có hiện tượng di nhập gen. Có thể được đáp ứng với những quần thể sống tách biệt với các quần thể khác.
Như vậy, định luật Hacđi – Vanbec là một định luật có tính lí thuyết. Nó không được nghiệm đúng trong tất cả các trường hợp. Trong một khoảng thời gian nhất định, định luật này có thể được áp dụng.
– Ý nghĩa:
Giải thích vì sao trong thiên nhiên có những quần thể ổn định trong thời gian dài
Từ tần số tương đối của các alen có thể dự đoán tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình của quần thề. Hay ngược lại.
II. PHẦN BÀI TẬP ÁP DỤNG:
1. Xác định tần số alen:
– Một cách tổng quát, tần số tương đối của các kiểu gen trong quần thể có thể kí hiệu như sau:
x AA : y Aa : z aa
Theo đó, công thức tính tần số tương đối của các alen A và a lần lượt là:
p(A) = x + y/2 ; q(a) = z + y/2
– Nếu có tần số tuyệt đối (số lượng cá thể mang từng kiểu gen khác nhau):
X AA : Y Aa : Z aa
p(A) = (2X + Y)/2M ; q(a) = (2Z + Y)/2M
M – tổng số cá thể trong quần thể
2. Kiểm tra trạng thái cân bằng của quần thể ngẫu phối:
– Lưu ý là quần thể tự phối không cân bằng qua nhiều thế hệ, nên việc kiểm tra trạng thái cân bằng của quần thể này là “dư thừa”.
– Có 2 điều kiện phổ biến được dùng để kiểm tra:
1.
2. + = 1
Tác giả:
Trần Ngô Định Công
– Giáo viên Sinh học. – congnuong (và số). Xem tất cả bài viết của Trần Ngô Định Công
Các Đặc Trưng Di Truyền Của Quần Thể
I. Tóm tắt lí thuyết
1. Khái niệm quần thể
– Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài, chung sống trong một khoảng không gian xác định, ở một thời điểm xác định và có quan hệ với nhau về mặt sinh sản.
– Về mặt di truyền, người ta chia quần thể thành: Quần thể tự phối và quần thể giao phối
2. Vốn gen của quần thể
– Vốn gen của quần thể là toàn bộ các alen của quần thể trong một thời điểm xác định.
– Vốn gen được biểu hiện qua tần số tương đối các alen và tần số tương đối các kiểu gen.
+ Tần số tương đối của alen là tỉ lệ của loại alen đó trên tổng số alen thuộc một lôcut trong quần thể hay bằng số % giao tử mang alen đó trong quần thể.
+ Tần số tương đố của kiểu gen là tỉ số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể trong quần thể.
3. Quần thể tự phối
– Khái niệm: Quần thể tự phối ở thực vật là các quần thể thực vật tự thụ phấn. Ở động vật là các quần thể động vật lưỡng tính tự thụ tinh.
+ Quần thể tự phối phân thành nhiều dòng thuần có kiểu gen khác nhau.
+ Sự chọn lọc trong dòng thuần thường không hiệu quả.
+ Tần số alen không thay đổi qua các thế hệ
+ Tần số kiểu gen thay đổi theo hướng giảm dần thể dị hợp và tăng dần thể đồng hợp.
+ Các quần thể tự phối đều giảm mức độ đa dạng di truyền.
II. Các dạng bài tập chủ yếu
1. Xác định tần số tương đối của kiểu gen
Gọi d, h, r lần lượt là tần số tương đối các kiểu gen AA, Aa và aa.
d là số cá thể mang kiểu gen đồng hợp trội
h là số cá thể mang kiểu gen dị hợp
r là số cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn
N là tổng số cá thể trong quần thể
Lưu ý: Ta luôn có d + h + r = 1. Do vậy có thể vận dụng công thức này để tính tần số kiểu gen còn lại sau khi đã biết tần số các kiểu gen kia.
Ví dụ: Ở bò, kiểu gen AA quy định màu lông đỏ, Aa quy định màu lông khoang, aa quy định màu lông trắng. Một quần thể bò có 4169 con lông đỏ, 3780 con lông khoang và 756 con lông trắng. Hãy xác định tần số tương đối các kiểu gen AA, Aa và aa trong quần thể trên.
Giải: Tổng số bò trong quần thể là: N = 4169 + 3780 + 756 = 8705 con
Tần số tương đối của kiểu gen AA: d(AA) = 4169/8705 = 0.48
Tần số tương đối của kiểu gen Aa: h(Aa) = 3780/8705 = 0.43
Tần số tương đối của kiểu gen aa: r(aa) = 756/8705 = 0.09
Hay r(aa) – 1 – 0.48 – 0.45 = 0.09
2. Xác định tần số tương đối của alen
Gọi p và q lần lượt là tần số tương đối cảu alen A và a ta có:
p(A) = (d + h/2)/N; q(a) = (r + h/2)/N
d là số cá thể mang kiểu gen đồng hợp trội
h là số cá thể mang kiểu gen dị hợp
r là số cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn
N là tổng số cá thể trong quần thể
Ví dụ 1: Ở đậu Hà Lan, gen A quy định hoa đỏ, gen a quy định hoa trắng. Một quần thể có 1000 cây với 500 cây có kiểu gen AA, 200 cây có kiểu gen Aa và 300 cây aa. Xác định tần số tương đối của các alen A và a trong quần thể.
Tần số tương đối của alen A: p(A) = (500 + 200/2)/1000 = 0.6
Tần số tương đối của alen a: q(a) = (300 + 200/2)/1000 = 0.4
Hay q = 1 – p = 1 – 0.6 = 0.4
Ví dụ 2: Một quần thể có tần số tương đối của các kiểu gen là AA, Aa, aa lần lượt là 0.5; 0.2 và 0.3. Hãy xác định tần số tương đối của các alen A và a trong quần thể.
Tần số tương đối của alen A: p(A) = 0.5 + 0.2/2 = 0.6
Tần số tương đối của alen a: q(a) = 0.3 + 0.2/2 = 0.4
3. Tính tần số kiểu gen của quần thể tự phối
Giả sử quần thể ban đầu có tần số kiểu gen lần lượt là dAA + hAa + raa thì tần số kiểu gen của quần thể sau n thế hệ tự phối là:
Ví dụ: Một quần thể khởi đầu có tần số các kiểu gen AA, Aa và aa lần lượt là 0,5; 0,4 và 0,1. Xác định tần số các kiểu gen trong quần thể sau hai thế hệ tự thụ phấn.
Phương Pháp Giải Bài Tập Di Truyền Quần Thể
A. LỜI NÓI ĐẦU
B. NỘI DUNG
I. Khái quát về quần thể.
1. Các đặc trưng của quần thể.
1.1. Khái niệm.
Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài, chung sống trong một khoảng không gian xác định, tồn tại qua thời gian nhất định, các cá thể giao phối với nhau sinh ra thể hệ mới (quần thể giao phối). Trừ loài sinh sản vô tính và trinh sinh không qua giao phối.
1.2. Đặc trưng của quần thể.
Có vốn gen đặc trưng. Vốn gen của quần thể, thể hiện ở tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể.
+Tần số alen: Tỉ lệ giữa số lượng alen đó trên tổng số alen thuộc một locut trong quần thể hay bằng tỉ lệ phần trăm số giao tử mang alen đó trong quần thể ở 1 thời điểm xác định.
+Tần số kiểu gen: Tỉ lệ cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể trong quần thể.
2. Cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn và tự thụ tinh.
2.1. Quần thể tụ thụ phấn.
Khái niệm: Tự thụ phấn là sự thụ phấn xảy ra cùng cây nên tế bào sinh dục đực và cái có cùng kiểu gen.
Kết quả tự thụ phấn liên tiếp n thế hệ ở cây F1 dị hợp ban đầu thu được.
Aa= AA=aa=
Kết luận: Quần thể tự thụ phấn qua các thế hệ thì tần số alen không đổi, nhưng tần số kiểu gen thay đổi theo hướng tăng dần tỉ lệ kiểu gen đồng hợp, giảm dần tần số kiểu gen dị hợp. Kết quả là quần thể phân hoá thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau.
2.2. Giao phối cận huyết=Giao phối gần.
Khái niệm: Giao phối giữa các cá thể cùng bố mẹ, hoặc giữa bố mẹ với con cái của chúng.
Cơ sở của việc cấm kết hôn gần: Hạn chế gen lặn có hại biểu hiện ra kiểu hình ở thể đồng hợp.
3. Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối.
Khái niệm: Hiện tượng các cá thể có thể lựa chọn và giao phối với nhau hoàn toàn ngẫu nhiên.
Kết quả: +Tạo ra nhiều biến dị tổ hợp.
+Duy trì tần số alen và thành phần kiểu gen ở trạng tái cân bằng.
3.1. Định luật Hardy-Weinberg.
Trong 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 sẽ duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác theo đẳng thức:
p2(AA) +2pq(Aa) + q2(aa) = 1.
-Điều kiện nghiệm đúng của định luật Hardy-Weinberg.
+Quần thể có kích thước lớn.
+Các cá thể trong quần thể giao phối ngẫu nhiên.
+Các cá thể có kiểu gen khác nhau phải có sức sống và khả năng sinh sản như nhau.
+Đột biến không xảy ra hoặc xảy ra với tần số đột biến thuận bằng tần số đột biến nghịch.
+Quần thể được cách li di truyền với quần thể khác, không có biến động di truyền và di nhập gen.
-Ý nghĩa: Khi quần thể ở trạng thái cân bằng, nếu biết tần số cá thể có kiểu hình lặn, ta tính được tần số alen lặn, alen trội và thành phần kiểu gen của quần thể và ngược lại.
II. Các dạng bài tập về di truyền quần thể.
1. Xác định tần số alen.
1.1. Xác định tần số alen khi biết cấu trúc di truyền quần thể.
-Theo định nghĩa: Tần số alen bằng tỉ lệ giao tử mang alen đó trong quần thể.
Ví dụ: Một quần thể thực vật có 1000 cây. Trong có có 500 cây AA, 300 cây Aa, 200 cây aa. Xác định tần số alen của quần thể.
Hướng dẫn: Tần số alen A (p(A)) là: p(A) = [500.2 + 300] / (1000.2) = 0,65
q(a)=1 – 0,65 = 0,35.
-Nếu biết cấu trúc di truyền của quần thể là: D (AA) + H (Aa) + R (aa) = 1. Thì tần số alen A là:
p(A) = D + H/2 q(a) = R + H/2 = 1 – p(A)
Ví dụ: Ở một quần thể có cấu trúc di truyền là 0,5AA + 0,3Aa + 0,2aa =1. Xác định tần số alen
của quần thể?
Hướng dẫn: Tần số alen A (p(A)) là: p(A) = 0,5 + 0,3/2 = 0,65, q(a) = 1 – 0,65 = 0,35.
Ví dụ: Ở một loài gen A quy định lông đen là trội hoàn toàn so với a quy định lông trắng. Quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền và có tỉ lệ lông đen là 64%. Tính tần số alen A?
Hướng dẫn: Tỉ lệ lông trắng là: 1 – 0,64 = 0,36.
1.3. Đối với gen lặn trên NST X không có alen tương ứng trên NST Y. Nếu quần thể cân bằng, thì tần số alen lặn liên kết với NST X (qXa) tính bằng (số cá thể đực mắc bệnh / tổng số cá thể đực của quần thể).
*Cấu trúc của quần thể khi cân bằng :
Giới cái XX: p2(XAXA) + 2pq(XAXa) + q2(XaXa) = 1
Giới đực XY: p(XAY) + q(XaY) = 1
Ví dụ 1: Trong quần thể người tỉ lệ nam mắc bệnh mù màu là 1%. Khả năng nữ giới mắc bệnh mù màu là:
A.0,01% B. 0,05% C. 0,04% D. 1%
Hướng dẫn: Ta có q(Xa) = q(XaY) = 0,01. Vậy tỉ lệ nữ mù màu là q2(aa) = 0,012 = 0,01%.
Ví dụ 2: Trong quần thể người điều tra thấy 12% bị mù màu. Xác định tỉ lệ nam, nữ mù màu?
A. 12% nam mù màu, 4% nữ mù màu. B. 20% nam mù màu, 4% nữ mù màu.
C. 2% nam mù màu, 4% nữ mù màu. D. 20% nam mù màu, 2% nữ mù màu.
Tỉ lệ nam mù màu là q(XaY) =20%, tỉ lệ nữ mù màu là q2(XaXa) = 0,22 = 4%.
1.4. Đối với một gen có nhiều alen có tần số tương ứng p(A), q(a’), r(a)… Thì cấu trúc di truyền của quần thể khi cân bằng là: [p(A) + q(a’) + r(a) +… ]2 = 1.
1.4.1. Trường hợp các gen di truyền theo kiểu đồng trội.
-Xét sự di truyền nhóm máu ở người có ba alen IA,IB, IO với tần số tương ứng là p, q, r. Khi quần thể cân bằng di truyền thì cấu trúc di truyền của quần thể là [p(IA) + q(IB) + r(IO)] = 1.
-Tần số nhóm máu A là: p2(IAIA) + 2pr(IAIO)
-Tần số nhóm máu B là: q2(IBIB) + 2qr(IBIO)
-Tần số nhóm máu AB là: 2pq(IAIB)
-Tần số nhóm máu O là: r2 (IOIO)
Ví dụ 1:Trong quần thể người nhóm máu O chiếm 4%, nhóm máu B chiếm 21%. Xác định tỉ lệ nhóm máu A của quần thể, biết cấu trúc di truyền ở trạng thái cân bằng.
A.0,45. B. 0,30. C. 0,25 D. 0.15.
Ví dụ 2:Trong một quần thể người cân bằng kiểu gen người ta thấy xuất hiện 1% có nhóm máu O và 28% nhóm máu AB. Tỉ lệ người có nhóm máu A và B của quần thể đó là bao nhiêu. Biết rằng tần số nhóm máu A cao hơn nhóm máu B.
A. 56%; 15% B. 62%; 9% C. 49%; 22% D. 63%; 8%
1.4.2. Trường hợp các gen di truyền theo kiểu thứ tự trội lặn khác nhau.
p2(a1a1) + 2pq(a1a2) + 2pr(a1a3) + q2(a2a2) + 2qr(a2a3) +r2(a3a3) = 1.
Tần số kiểu hình 1: p2(a1a1) + 2pq(a1a2) + 2pr(a1a3).
Tần số kiểu hình 2: q2(a2a2) + 2qr(a2a3).
Tần số kiểu hình lặn: r2(a3a3).
Ví dụ: Màu sắc vỏ ốc sên do một gen có 3 alen kiểm soát: C1: nâu, C2: hồng, C3: vàng. Alen qui định màu nâu trội hoàn toàn so với 2 alen kia, alen qui định màu hồng trội hoàn toàn so với alen qui định màu vàng. Điều tra một quần thể ốc sên người ta thu được các số liệu sau: Màu nâu có 360 con; màu hồng có 550 con; màu vàng có 90 con. Xác định tần số các alen C1, C2, C3? Biết quần thể cân bằng di truyền.
A. 0,4; 0,4; 0,2 B. 0,2 ; 0,5; 0,3 C. 0,3; 0,5; 0,2 D. 0,2; 0,3; 0,5
Hướng dẫn:
Ta có tần số kiểu hình nâu : hồng : vàng tương ứng là 0,36 : 0,55 : 0,09.
1.5. Xác định tần số alen trong trường hợp có tác động của chọn lọc tự nhiên.
1.5.1. Ở quần thể tự phối.
Đối với quần thể tự thụ phấn có gen gây chết (hoặc không có khả năng sinh sản) phải xác định lại cấu trúc di truyền của quần thể sau khi có chọn lọc.
Ví dụ 1: Một quần thể tự thụ phấn có kiểu gen ở thế hệ P: 0,45AA: 0,30Aa: 0,25aa. Biết rằng cây có kiểu gen aa không có khả năng kết hạt. Tính theo lí thuyết cây không có khả năng kết hạt ở thế hệ F1 là:
A. 0,1 B. 0,16 C. 0,15 D. 0,325
Hướng dẫn: Cấu trúc di truyền của quần thể sau khi có chọn lọc là:
AA = 0,45 / (0,45+0,3) = 0,6
Aa = 1- 0,6 = 0,4. Vậy sau 1 thế hệ tự thụ phấn thì tần số kiểu gen aa = 0,4.1/4=0,1.
1.5.2. ở quần thể giao phối.
-Giả sử hệ số chọn lọc đối với kiểu gen AA, Aa, aa tương ứng là h1, h2, h3. Xác định tần số các alen sau 1 thế hệ chọn lọc. f(AA)=
f(Aa)=
aa = 1-[f(AA) + f(Aa)]
-Nếu kiểu gen đồng hợp tử lặn gây chết thì tần số alen lặn sau 1 thế hệ chọn lọc bằng q/(1+q).
Chứng minh: q(a) =
-Nếu kiểu gen đồng hợp tử lặn gây chết thì tần số alen lặn sau 1 thế hệ chọn lọc bằng q0/(1+n.q0).
Ví dụ 1:Quần thể bướm bạch dương ban đầu có pB = 0,01 và qb = 0,99, với B là alen đột biến gây ra màu đen, còn b màu trắng. Do ô nhiễm bụi than thân cây mà loài bướm này đậu bị nhuộm đen, nên kiểu hình trội ưu thế hơn kiểu hình lặn (chim ăn sâu khó nhìn thấy bướm màu đen trên nền môi trường màu đen). Nếu trung bình 20% bướm đen sống sót được cho đến khi sinh sản, trong khi bướm trắng chỉ sống sót đến sinh sản 10%, thì sau một thế hệ tần số alen là:
A. p = 0,02; q = 0,98 B. p= 0,004, q= 0,996
C. p = 0,01; q = 0,99 D. p= 0,04 ; q = 0,96
Hướng dẫn:Tần số alen qB:
qB = (0,992.10% + 0,01.0,99.20%) / [0,012.20% + 2.0,01.0,99.20% + 0,992.10%]=0,96
Ví dụ 2: Quần thể ban đầu đang cân bằng di truyền có q(a)=0,01, các đồng hợp tử lặn chết trong dạ con. Hãy tính tần số các alen sau 1 thế hệ?
A. p(A)=0,9901; q(a)=0,0099 B. p(A)=0,9001; q(a)=0,0999
C. p(A)=0,9801; q(a)=0,0199 D. p(A)=0,901; q(a)=0,099
Hướng dẫn:q(a) = q0/(1+q0) = 0,0099, p(A) = 0,9901
Ví dụ 3: Sau khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền có cấu trúc di truyền p02(AA) : 2p0.q0(Aa) : q02(aa), do điều kiện sống thay đổi, những cá thể có kiểu gen aa trở nên không có khả năng sinh sản. Hãy xác định tần số alen q(a) của quần thể sau 5 thế hệ ngẫu phối?
A. q0/(1+5q0) B. (1/5.q0)n C. q0-(1/5.q0)n D. (1-q0)n/2
Hướng dẫn: Áp dụng công thức qn = q0/(1+n.q0).
1.6. Xác định tần số alen trong trường hợp xảy ra đột biến gen.
1.6.1. Với một gen có 2 alen, sự thay đổi tần số alen phụ thuộc cả vào tần số đột biến thuận (u) và tần số đột biến nghịch (v): ∆p = vq-up; ∆q = up – vq.
Ví dụ 1: Một quần thể có p = 0,8, q = 0,2. Nếu tần số đột biến thuận u = 5.10-5, tần số đột biến nghịch v=2.10-5. Hãy tính tần số alen sau 1 thế hệ:
Hướng dẫn: ∆p = vq-up = -3,6.10-5. Vậy p1 = 0,8 – 3,6.10-5 và q1 = 0,2 + 3,6.10-5.
1.6.2. Tần số đột biến thuận (u) không thay đổi qua các thể hệ.
-Tần số đột biến gen A thành a sau mỗi thế hệ là u.
-Sau 1 thế hệ, tần số alen A: p(A)= p(A) – p(A).u
Hướng dẫn: Ban đầu p(A) = q(a) = 0,5
F1: p(A)1 = 0,5 – 0,5.10-6 = 0,5(1-10-6)
F2: p(A)2 = p(A)1 – p(A)1.10-6 =0,5(1-10-6)2
Fn: p(A)n = p(A)n-1 – p(A)n-1.10-6 = 0,5(1-10-6)n
1.7. Xác định tần số alen trong trường hợp xảy ra nhập cư.
*Tốc độ di-nhập gen: m=Số giao tử mang gen di nhập / Số giao tử mỗi thế hệ trong quần thể
m=Số cá thể nhập cư / tổng số cá thể trong quần thể.
-Nếu gọi: q0 : tần số alen trước khi có di nhập.
qm: tần số alen trong bộ phận di nhập.
q’: tần số alen sau khi di nhập.
m: kích thước nhóm nhập cư.
-Thì: q’ = q0 – m(q0-qm)
Ví dụ 1: Trong một quần thể gồm 900 con bướm, tần số alen quy định cấu tử chuyển động nhanh của 1 enzyme (p) bằng 0,7, và tần số alen quy định cấu tử chuyển động chậm (q) là 0,3. 90 con bướm từ quần thể này nhập cư đến quần thể có q=0,8. Tính tần số alen của quần thể mới.
Hướng dẫn: Ta tính được m= 90/ 900 = 0,1. Ta có q’ = q0 – m(q0-qm) = 0,8 – 0,1.(0,8-0,3) = 0,75. và p’ = 1 – 0,75 = 0,25.
Ví dụ 2: Một quần thể cho có q(a) = 0,4 phát tán với tốc độ m=0,1 vào 2 quần thể I: qa=0,9, II: qa=0,1. Thì sau khoảng 30 thế hệ trong 2 quần thể nhận I, II có qa xấp xỉ bằng nhau và bằng qa của quần thể cho.
2. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể.
2.1 Quần thể tự thụ phấn.
Quần thể tự phối ban đầu có cấu trúc di truyền x(AA) + y(Aa) + z(aa) = 1. Sau n thế hệ tự thụ phấn liên tiếp, thì cấu trúc di truyền của quần thể là:
AA = x + y.[1-(1/2)n]/2
Aa = y.(1/2)n.
Aa = z + y.[1-(1/2)n]/2 = 1 – [ AA + Aa]
Ví dụ 1: Ở ngô, gen A: hạt đỏ, gen a: hạt trắng. Trong quần thể ban đầu toàn cây Aa. Xác định tỉ lệ phân li kiểu hình ở thế hệ F3 tự thụ phấn?
A. 62,5% hạt đỏ: 37,5% hạt trắng. B. 50% hạt đỏ : 50% hạt trắng.
C.56,25% hạt đỏ : 43,75% hạt trắng. D. 75% hạt đỏ : 25% hạt trắng.
Ví dụ 2:Cho biết tỉ lệ kiểu gen của quần thể như sau: 1%AA: 64%Aa: 35%aa. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể sau 4 thế hệ tự phối ?
A. 65%AA: 4% Aa: 31% aa. B. 1%AA: 64%Aa: 35%aa.
C. 31%AA: 4%Aa: 65%aa. D. 46,875%AA: 6,25%Aa: 46,875%aa.
2.2. Quần thể ngẫu phối cân bằng Hardy – Weinberg.
Ví dụ 1: Ở một vùng tỉ lệ người bị bệnh bạch tạng là 1/400. Xác định tỉ lệ kiểu gen của quần thể ở trạng tái cân bằng di truyền?
A. 0,95AA: 0,095Aa:0,005aa C. 0,9025AA: 0,095Aa: 0,0025aa
B. 0,81AA: 0,18Aa: 0,01aa D. 0,095AA: 0,9025Aa: 0,0025aa.
Ví dụ 2: Ở người gen đột biến lặn (m: qui định mù màu) trên NST X không có alen tương ứng trên Y. Alen M không gây mù màu. Trong quần thể người ở trạng thái cân bằng Hardy – Weinberg về bệnh mù màu có tần số người bị mù màu là 5,25%. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể.
A. nam: 0,95XAY; 0,05XaY; nữ: 0,9025XAXA: 0,095XAXa: 0,0025XaXa.
B. nam: 0,05XAY; 0,95XaY; nữ: 0,9025XAXA: 0,095XAXa: 0,0025XaXa.
C. nam: 0,95XAY; 0,05XaY; nữ: 0,095XAXA: 0,95XAXa: 0,025XaXa.
D. nam: 0,95XAY; 0,05XaY; nữ: 0,925XAXA: 0,095XAXa: 0,25XaXa.
2.3. Trường hợp xét 2 locut phân li độc lập.
Ví dụ:Trong một quần thể giao phối tự do, xét một gen có 2 alen A và a có tần số tương ứng là 0,8 và 0,2; một gen khác nhóm liên kết với nó có 2 alen B và b có tần số tương ứng là 0,7 và 0,3. Trong trường hợp 1 gen quy định 1 tính trạng, tính trạng trội là trội hoàn toàn. Tỉ lệ cá thể mang kiểu hình trội cả 2 tính trạng được dự đoán xuất hiện trong quần thể sẽ là:
A. 75% B. 81,25% C. 51,17% D. 87,36%
Hướng dẫn: Tần số kiểu hình A-B- = (A-).(B-) = (1-aa).(1-bb) = 0,96.0,91 = 0,8736
3. Xác định trạng thái cân bằng di truyền của quần thể.
3.1. Dấu hiệu xác định quần thể cân bằng di truyền.
+Tần số alen 2 giới phải bằng nhau. Nếu tần số alen 2 giới không bằng nhau thì quần thể chưa đạt trạng thái cân bằng di truyền.
+Cấu trúc di truyền thoả mãn công thức định luật Hardy-Weinberg:
p2 (AA) + 2pq (Aa) = q2 (aa) = 1
+Hoặc tỉ lệ kiểu gen dị hợp và kiểu gen đồng hợp thoả mãn:
Hay p2.q2=(2pq/2)2
Ví dụ: Cho cấu trúc di truyền của các quần thể sau:
(1). 100% các cá thể của quần thể có kiểu hình lặn.
(2). 100% các cá thể của quần thể có kiểu hình trội.
(3). 100% các cá thể của quần thể có kiểu gen đồng hợp trội.
(4). 0,16XAXA:0,48XAXa:0,36XaXa:0,4XAY:0,6XaY.
(5). xAA+yAa+zaa=1 với (y/2)2=x2.z2.
(6). Quần thể có tần số alen A ở giới XX là 0,8, ở giới XY là 0,2.
(7). 0,49AA : 0,42Aa: 0,09aa
(8). 0,25AA: 0,5Aa: 0,25aa. Nhưng kiểu gen aa không có khả năng sinh sản.
-Quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền gồm:
A. 1,3,4,7 B. 2,4,5,8 C. 1,3,4,5,7 D. 2,4,6,8
3.2. Nếu quần thể chưa cân bằng di truyền thì sau bao nhiêu thế hệ quần thể sẽ cân bằng di truyền?
-Trường hợp 1: Nếu tần số alen 2 giới bằng nhau nhưng quần thể chưa cân bằng di truyền, thì chỉ cần sau 1 thế hệ quần thể sẽ đạt trạng thái cân bằng di truyền.
-Trường hợp 2: Nếu tần số alen 2 giới khác nhau:
+Nếu gen trên NST thường thì sau 2 thế hệ quần thể sẽ cân bằng di truyền.
+Nếu gen trên NST giới tinh thì sau 5-7 thế hệ quần thể sẽ cân bằng di truyền.
Giải thích:
+Khi cân bằng thì tần số alen 2 giới bằng nhau: con cái có 2X, con đực có 1X (tổng số 3X).
p(A)=1/3p(XA)♂ + 2/3p(XA)♀
q(a)= 1/3q(Xa)♂ + 2/3q(Xa)♀
+Sau mỗi thế hệ con đực nhận 1X từ mẹ nên tần số alen liên kết giới tính bằng tần số kiểu gen của mẹ. Con cái nhận 1X từ bố và 1X từ mẹ, nên tần số alen liên kết giới tính nhận được bằng trung bình cộng tần số kiểu gen của bố và mẹ.
Ví dụ 1: Trong 1 quần thể ngẫu phối có: Giới đực : 0,8A :0,2a. Giới cái có: 0,4A: 0,6a. Gen qui định tính trạng trên NST thường. Sau bao nhiêu thế hệ thì quần thể cân bằng di truyền?
A. 1 thế hệ B. 2 thế hệ C. 3 thế hệ D. 5-6 thế hệ
-Ví dụ 2: Cấu trúc di truyền của quần thể: ♀0,2XAXA : 0,6XAXa : 0,2XaXa
♂0,2XAY : 0,8XaY
Hướng dẫn: ♀ p(XA) = 0,5 q(Xa) = 0,5
-Khi quần thể cân bằng tần số alen được xác định như sau:
p(XA) = 1/3.0,2 + 2/3.0,5 = 0,4.
q(Xa) = 1-0,4 = 0,6.
-Cấu trúc di truyền khi quần thể cân bằng:
♀: 0,16XAXA : 0,48XAXa : 0,36XaXa
♂: 0,4XAY : 0,6XaY
*Sau bao nhiêu thế hệ thì quần thể đạt cân bằng di truyền:
Thế hệ
xuất phát
1
2
3
4
5
6
♂
0,2XA
0,5XA
0,35XA
0,425XA
0,3875XA
0,40625XA
0,39785XA
♀
0,5XA
0,35XA
0,425XA
0,3875XA
0,40625XA
0,39785XA
0,4XA
Vậy sau 5-6 thế hệ thì quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền.
4. Bài tập di truyền xác suất về quần thể.
4.1. Xác định tỉ lệ kiểu hình trội thông qua tỉ lệ kiểu hình lặn.
Cơ sở: Tỉ lệ kiểu hình trội = 100% – tỉ lệ kiểu hình lặn.
Ví dụ: Trong quần thể người nhóm máu O chiếm 4%, nhóm máu B chiếm 21%. Hai vợ chồng cùng có nhóm máu B. Tính xác suất họ sinh con trai đầu lòng có nhóm máu B?
A.45/98. B. 45/49. C. 3/16 D. 47/49.
Hướng dẫn: Ta tính được tần số alen tương ứng là IA = 0,5, IB= 0,3, IO = 0,2. Tần số nhóm máu B là 0,21. Xác suất một người có nhóm máu B có kiểu gen IBIO là: 2pr / (q2 + 2qr) = 0,12 / 0,21 = 4/7. Vậy xác suất cặp vợ chồng này sinh con đầu lòng có máu O là: 4/7.4/7.1/4= 4/49.
Vậy xác suất họ sinh con trai đầu lòng có nhóm máu A là (1- 4/49).1/2 = 45/98.
4.2. Xác suất kiểu gen dị hợp trong số cá thể có kiểu hình trội 2pq/(p2 + 2pq).
Ví dụ 1:Ở quần thể Ruồi giấm có thân xám là trội so với thân đen. Quần thể này có tần số thân đen 36%. Chọn ngẫu nhiên 10 cặp thân xám giao phối với nhau theo từng cặp. Tính xác suất để 10 cặp cá thể này đều có kiểu gen dị hợp tử?
A. (2/3)10 B.(3/4)20 C. (3/4)10 D. (2/3)20.
Xác suất cá thể có kiểu hình trội có kiểu gen dị hợp là : 2pq/(p2 + 2pq) = 0,48/0,64=3/4
Xác suất để 10 cặp cá thể thân xám đều có kiểu gen dị hợp tử là : (3/4)2.10
Ví dụ 2: Ở 1 locut trên NST thường có n+1 alen. Tần số của 1 alen là ½, trong khi tần số mỗi alen còn lại là là 1/2n. Giả sử quần thể ở trạng thái cân bằng Hardy-Weinberg. Xác định tần số các cá thể dị hợp tử?
A. (3n-1)/4n B. (2n-1)/3n C. (3n-1)/2n D. (3n-1)/2n
Hướng dẫn :
Tần số của 1 alen là ½. Vậy tần số của mỗi alen còn lại đều là 1/2n.
Tần số kiểu gen đồng hợp là : ¼ + n.(1/2n)2
Tần số kiểu gen dị hợp là : 1 – (¼ + n.(1/2n)2) = (3n-1)/4n
Ví dụ 3: Ở quần thể người tỉ lệ bị bệnh bạch tạng là 1/10.000. Xác suất để 1 cặp vợ chồng bình thường mang gen gây bệnh là bao nhiêu?
A. 4% B.0,04% C. 1% D. 0,01%.
Xác suất để 1 cặp vợ chồng bình thường mang gen gây bệnh (có kiểu gen dị hợp Aa) là:
[2pq/(p2 + 2pq)]2 = 0,04%.
Ví dụ 4 :Ở người gen đột biến lặn (m) nằm trên NST X không có alen trên Y. Alen trội tương ứng là (M) không gây mù màu. Trong quần thể người ở trạng thái cân bằng Hacđi-Vanbec về bệnh mù màu có tần số nam giới bị mù màu là 5%. Xác định tỉ lệ những người mang gen lặn qui định bệnh bạch tạng trong kiểu gen ?
A. 14,75% B. 7,375% C. 0,25% D. 9,75%
Hướng dẫn: Ta có q(XA) = 0,05. Tỉ lệ những người mang gen lặn qui định bệnh bạch tạng trong kiểu gen là : [q(XAY) + 2pq (XAXa) + q2(XaXa)]/2 = 0,07375.
· Tăng Văn Đại – Giáo viên Trường THPT Lê Xoay
Các Công Thức Thường Sử Dụng Trong Di Truyền Quần Thể
Bài viết cung cấp các công thức tính tần số kiểu gen của quần thể trong quần thể tự thụ phần và giao phối ngẫu phối, xác định số kiểu gen tối đa trong quần thể.
I. CÔNG THỨC TÍNH TẦN SỐ ALEN TRONG QUẦN THỂ
Tính tần số alen trong quần thể :
Ví dụ 1 quần thể có tần số các alen lần lượt là :
Gọi (f_{A} ; f_{a}) lần lượt là tần số alen A và a thì ta có công thức
II. CÔNG THỨC TÍNH THÀNH PHẦN KIỂU GEN TRONG QUẦN THỂ NỘI PHỐI (tự thụ phấn, tự phối)
Xét 1 gen gồm 2 alen A và a. Giả sử quần thể ban đầu có 100% Aa với n: số thế hệ tự phối.
Tỉ lệ KG dị hợp qua n lần tự phối = (frac{1}{2^n})
Tỉ lệ KG đồng hợp mỗi loại (AA = aa) qua n lần tự phối =(frac{1- frac{1}{2^n}}{2})
Chú ý: Nếu quần thể ban đầu không phải là 100% Aa mà có dạng:
Qua n thế hệ tự phốithì ta phải tính phức tạp hơn. Lúc này, tỉ lệ kiểu gen Aa, AA, aa lần lượt là:
Aa = (frac{y}{2^n}). ; AA = x + (frac{1- frac{1}{2^n}}{2}) . y ; aa = z + (frac{1- frac{1}{2^n}}{2}). y
IIi.CÔNG THỨC TÍNH THÀNH PHẦN KIỂU GEN TRONG QUẦN THỂ NGẪU PHỐI.( giao phấn, giao phối tự do)
Ta có: xAA + yAa + zaa = 1 .
Nếu gọi p là tần số alen A, q là tần số alen a thì:
Khi xảy ra ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân bằng theo định luật Hacđi-Vanbec. Khi đó thoả mãn đẳng thức:
2. Kiểm tra sự cân bằng của quần thể :
3. Tính cân bằng của quần thể khi gen nằm trên NST giới tính
Xét một gen nằm trên NST giới tính có 2 alen
Số kiểu gen trong quần thể tối đa là 5 kiểu gen: (X^{A}X^{a}; X^{a}X^{a}; X^{A}X^{A};X^{A}Y; X^{a}Y;)
Các cá thể cái có 2 alen trên NST X vì vậy khi xét trong phạm vi giới cái thì tần số các kiểu gen , , được tính giống trường hợp các alen trên NST thường, có nghĩa là tần số các kiểu gen ở trạng thía cân bằng Hacdi – Vanbec là: p2 + 2pq + q2 = 1.
Các cá thể đực chỉ có 1 alen trên X nên tần số các kiểu gen ở giới đực p+ q=1. (Khi xét chỉ trong phạm vi giới đực).
IV. CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH SỐ KIỂU GEN TRONG QUẦN THỂ
Xét trên các cặp NST thường thì ta có :
Xét một gen có r alen thì số kiểu gen có thể được tạo ra từ gen đó là
Số kiểu gen =(frac{r(r+1)}{2})
Nếu có n gen khác nhau các gen phân li độc lập và mỗi gen có r alen thì số kiểu gen là
Số kiểu gen = (left ( frac{r(r+1)}{2} right )^n)
Nếu có n gen khác nhau các gen phân li độc lập và số alen (r) của mỗi gen là khác nhau thì tính số kiểu gen của từng locut à nhân kết quả tính từng locut.
Số kiểu gen = (left ( frac{r_0(r_0+1)}{2} right )times left ( frac{r_1(r_1+1)}{2} right )times …times left ( frac{r_n(r_n+1)}{2} right ))
Nếu n gen nằm trên cùng một NST và mỗi gen có r alen thì tổng kiểu gen là:
Số kiểu gen = (frac{r^n(r^n+1)}{2})
Xét cặp NST giới tính XX và XY thì ta có :
Nếu 1 gen có r alen nằm trên vùng không tương đồng của NST giới tính X thì ta có số kểu gen là
Số kiểu gen = (frac{r(r+1)}{2}) + r = (frac{r(r+3)}{2})
Nếu 1 gen có r alen nằm trên vùng không tương đồng của NST giới tính Y thì ta có số kiểu gen là
Số kiểu gen = r
Nếu 1 gen có r alen nằm trên vùng tương đồng của NST giới tính thì tổng kiểu gen là:
Số kiểu gen là = (frac{r(r+1)}{2}) + r 2
Ví dụ: Quần thể Người: ( 1 gen có 3 alen – Người có 4 nhóm máu: A, B, AB, O )
Số kiểu gen quy định nhóm máu của người là : (frac{3(3+1)}{2} = 6)
Bạn đang đọc nội dung bài viết Di Truyền Học Quần Thể trên website Sieuphampanorama.com. Hy vọng một phần nào đó những thông tin mà chúng tôi đã cung cấp là rất hữu ích với bạn. Nếu nội dung bài viết hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!