CHUYÊN ĐỀ : PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ MÔN: SINH HỌC A Tác giả chuyên đề: Vũ Thu Trang – Giáo viên Tổ chuyên môn: Toán – Lí – Hóa – Sinh –Tin Đơn vị công tác: Trường THPT DTNT Tỉnh Vĩnh Phúc B Đối tượng học sinh bồi dưỡng: Học sinh lớp12 Số tiết bồi dưỡng: tiết C Hệ thống kiến thức sử dụng chuyên đề: I Khái niệm quần thể: Khái niệm: Quần thể tập hợp cá thể loài, sinh sống khoảng không gian xác định thời gian định, có khả sinh sản để trì nòi giống qua nhiều hệ Đặc trưng di truyền quần thể: Mỗi quần thể có vốn gen đặc trưng Vốn gen tập hợp alen tất gen có quần thể thời điểm xác định Vốn gen thể qua thông số: a, Tần số kiểu gen tần số alen quần thể + Tần số alen gen tính tỉ lệ số alen tổng số alen thuộc locut quần thể thời điểm xác định(hay tỉ lệ phần trăm số giao tử mang alen quần thể) + Tần số kiểu gen tính tỉ lệ số cá thể có kiểu gen tổng số cá thể quần thể II Cấu trúc di truyền quần thể tự phối - Quần thể tự phối điển hình quần thể thực vật tự thụ phấn, động vật lưỡng tính tự thụ tinh, quần thể giao phối cận huyết (Giao phối cận huyết hình thức giao phối cá thể có quan hệ huyết thống) - Cấu trúc di truyền quần thể tự phối biến đổi qua hệ theo hướng giảm dần tỉ lệ dị hợp tử tăng dần tỉ lệ đồng hợp tử, không làm thay đổi tần số alen III Cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối - Quần thể ngẫu phối diễn bắt cặp giao phối ngẫu nhiên cá thể đực quần thể - Định luật Hacđi – Vanbec: Trong điều kiện định lòng quần thể giao phối, tần số tương đối alen gen có khuynh hướng trì không đổi từ hệ sang hệ khác - Điều kiện nghiệm định luật Hacđi – Vanbec: + Quần thể phải có giao phối tự + Quần thể phải có kích thước lớn + Các giao tử phải có sức sống khả thụ tinh + Không có áp lực đột biến, chọn lọc tự nhiên di - nhập gen + Các kiểu gen phải có giá trị thích nghi - Ý nghĩa định luật: + Về lí luận: Giải thích tự nhiên có quần thể ổn định thời gian dài + Về thực tiễn: Từ tần số tương đối alen, dự đoán tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình quần thể Biết tần số kiểu hình ta xác định tần số tương đối alen tỉ lệ kiểu gen - Các yếu tố làm thay đổi thành phần kiểu gen tần số alen quần thể là: trình đột biến, trình chọn lọc tự nhiên, di nhập gen chế cách li D Hệ thống dạng tập đặc trưng phương pháp giải tập * Dạng 1: Cách tính tần số len, tần số kiểu gen xác định cấu trúc di truyền loại quần thể I Xét gen gồm alen NST thường Cách xác định tần số alen, tần số kiểu gen cấu trúc di truyền quần thể Xét gen gồm alen, alen trội (A) alen lặn (a) Khi đó, QT có KG khác AA, Aa, aa Gọi N tổng số cá thể QT D số cá thể mang KG AA H số cá thể mang KG Aa R số cá thể mang KG aa Khi N = D + H + R d tần số KG AA  d = D/N Gọi h tần số KG Aa  h = H/N r tần số KG aa  r = R/N (d + h + r = 1)  Cấu trúc di truyền QT là: d AA : h Aa : r aa Gọi p tần số alen A q tần số alen a Ta có: p= 2D + H h =d+ ; 2N q= 2R + H h =r+ 2N VD1: Xét QT gồm 1000 cá thể, có 500 cá thể có KG AA, 200 cá thể có KG Aa, số lại có kiểu gen aa a Tính tần số alen A a QT b Tính tần số KG QT, từ suy cấu trúc di truyền QT Giải: a Ta có Số cá thể có kiểu gen aa = 1000 – (500 + 200) = 300 Tổng số alen quần thể = x 1000 = 2000 Tần số alen A = Tần số alen a = = 0,6 x300 + 200 = 0,4 x1000 b Tần số kiểu gen - Tần số kiểu gen AA = 500 = 0,5 1000 - Tần số kiểu gen Aa = 200 = 0,2 1000 - Tần số kiểu gen aa = 300 = 0,3 1000 => Cấu trúc di truyền quần thể 0,5 AA : 0,2 Aa : 0,3 aa VD2: Một quần thể có cấu trúc di truyền 0,7 AA : 0,2 Aa : 0,1 aa Tính tần số alen A, a quần thể Giải Ta có: Tần số alen A = 0,7 + 0,2/2 = 0,8 Tần số alen a = 0,1 + 0,2/2 = 0,2 VD3: Một quần thể sóc gồm 1050 sóc lông nâu đồng hợp tử, 150 sóc lông nâu dị hợp tử 300 sóc lông trắng Biết tính trạng màu lông gen gồm hai alen quy định Tính tần số kiểu gen tần số alen quần thể Giải: Ta có tổng số sóc quần thể = 1050 + 150 + 300 = 1500 Quy ước: A: lông nâu a: lông trắng Tần số kiểu gen xác định sau 1050/1500 AA + 150/1500Aa + 300/1500 aa = Hay 0,7 AA + 0,1 Aa + 0,2 aa = Từ suy ra: Tần số kiểu gen AA, Aa aa 0,7, 0,1 0,2 Tần số alen A = 0,7 + 0,1/2 = 0,75 Tần số alen a = 0,2 + 0,1/2 = 0,25 Cấu trúc di truyền loại quần thể 2.1 Cấu trúc di truyền quần thể tự phối (nội phối) a Nếu quần thể khởi đầu có KG Aa (P0: 100% Aa) Số Tỉ lệ thể dị hợp Tỉ lệ thể đồng hợp (AA+aa) Tỉ lệ thể đồng hợp AA hệ tự Aa lại tạo aa phối … n Suy ra: (1/2)1 - (1/2)1 [1 - (1/2)1] : (1/2)2 (1/2)3 … (1/2)n - (1/2)2 - (1/2)3 … - (1/2)n [1 - (1/2)2] : [1 - (1/2)3] : … [1 - (1/2)n] : - Sau hệ tự phối, tỉ lệ thể dị hợp Aa giảm nửa so với hệ trước - Khi n  ∞ tỉ lệ thể dị hợp Aa = lim [(1/2)n] = Tỉ lệ thể đồng hợp AA = aa = lim [1 - (1/2)n] : 2] = 1/2  Cấu trúc di truyền QT hệ xuất phát P0 : AA : Aa : aa Cấu trúc di truyền QT hệ n Pn:1/2 AA : Aa : 1/2 aa hay 0,5 AA : 0Aa : 0,5aa b Nếu quần thể tự phối khởi đầu có cấu trúc di truyền P0: d AA : h Aa : r aa (d + h + r = 1) Số hệ tự phối … n Aa h (1/2)1 h (1/2)2 h (1/2)3 h … (1/2)n h Tỉ lệ KG QT AA d d + [h - (1/2)1 h] : d + [h - (1/2)2 h] : d + [h - (1/2)3 h] : … d + [h - (1/2)n h] : aa r r + [h - (1/2)1 h] : r + [h - (1/2)2 h] : r + [h - (1/2)3 h] : … r + [h - (1/2)n h] : Chú ý: - Quá trình tự phối làm cho QT phân thành dòng có kiểu gen khác - Cấu trúc di truyền QT tự phối biến đổi qua hệ theo hướng giảm dần tỉ lệ dị hợp, tăng dần tỉ lệ đồng hợp không làm thay đổi tần số alen VD: Cho QT: QT1: 100% Aa QT2: 0,7AA + 0,2 Aa + 0,1 aa = a Tính tần số alen A a QT b Xác định tỉ lệ thể dị hợp lại tỉ lệ thể đồng hợp tạo QT sau hệ tự phối Giải: a - QT1: Tần số alen A = a = 1/2 = 0,5 - QT2: Tần số alen A = 0,7 + 0,2/2 = 0,8 Tần số alen a = 0,1 + 0,2/2 = 0,2 b - QT1: Tỉ lệ thể dị hợp lại sau hệ tự phối 1/25 = 0,03125 Tỉ lệ thể đồng hợp tạo AA = aa = [1 - (1/2)5] : = 0,484375 - QT2: Tỉ lệ thể dị hợp lại sau hệ tự phối 0,2x1/25 = 0,00625 Tỉ lệ thể đồng hợp AA tạo = 0,7 + [0,2 - (1/2)5 0,2] : = 0,796875 Tỉ lệ thể đồng hợp aa tạo = 0,1 + [0,2 - (1/2)5 0,2] : = 0,196875 2.2 Cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối * Trạng thái cân di truyền quần thể Quần thể đạt trạng thái cân di truyền có tần số kiểu gen thoã mãn công thức p2AA + 2pq Aa + q2 aa = Trong p tần số alen A q số alen a (p + q = 1) Hoặc Quần thể có cấu trúc di truyền dạng d AA : h Aa : r aa đạt cân di truyền thỏa mãn biểu thức dr = (h/2)2 VD1: QT sau đạt cân DT QT1: 0,36AA + 0,60 Aa + 0,04 aa = QT2: 0,64AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = QT3: 0,7AA + 0,2 Aa + 0,1 aa = QT4: 0,36AA + 0,48 Aa + 0,16 aa = Giải: Áp dụng công thức ta thấy QT có cấu trúc di truyền đạt cân QT2 QT4 VD2: Một QT ngẫu phối cân di truyền có tần số alen A/a = 0,3/0,7 Xác định cấu trúc di truyền QT Giải: Cấu trúc di truyền quần thể 0,09AA + 0,42 Aa + 0,49 aa = VD3: Chứng bạch tạng người đột biến gen lặn NST thường gây nên Tần số người bạch tạng QT người 1/10000 Biết quần thể đạt cân di truyền Xác định tần số alen cấu trúc di truyền QT Giải: Từ giả thuyết suy ra: Tần số người bạch tạng quần thể q2 = 1/10000 = 0,0001 > q = 0,01 > Tần số alen lặn (b) gây bạch tạng = 0,01 > Tần số alen trội (B) p = - 0,01 = 0,99 > Cấu trúc di truyền quần thể 0,992 BB + 2x0,99x0,01 Bb + 0,012 bb = Hay 0,9801 BB + 0,0198 Bb + 0,0001 bb = * Định luật Hacđi – Vanbec + Xét QT có cấu trúc di truyền trạng thái cân P0: 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa Suy ra: pA = tỉ lệ % số loại giao tử mang A QT = 0,6 qa = tỉ lệ % số loại giao tử mang A QT = 0,4 Ở hệ ngẫu phối tiếp theo, cấu trúc di truyền QT xác định sau 0,6A 0,4a 0,6A 0,36 AA 0,24 Aa 0,4a 0,24 Aa 0,16 aa  cấu trúc di truyền QT là: 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa  thành phần KG tần số alen không thay đổi so với hệ trước + Xét QT có cấu trúc di truyền không đạt cân P0: 0,68 AA : 0,24 Aa : 0,08 aa Suy ra: pA = tỉ lệ % số loại giao tử mang A QT = 0,8 qa = tỉ lệ % số loại giao tử mang A QT = 0,2 Ở hệ ngẫu phối tiếp theo, cấu trúc di truyền QT xác định sau 0,8A 0,2a 0,8A 0,64 AA 0,16 Aa 0,2a 0,16 Aa 0,04 aa  Cấu trúc di truyền QT hệ đạt cân di truyền là: 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa  Nếu hệ xuất phát QT không đạt trạng thái cân di truyền qua hệ ngẫu phối QT đạt cân (ĐL giao phối ổn định) VD1: Cho QT có cấu trúc DT 0,7AA + 0,2 Aa + 0,1 aa = Xác định cấu trúc DT QT sau hệ ngẫu phối Giải: Ta có: Tần số alen A = 0,7+0,2/2 = 0,8 Tần số alen a = 0,1+0,2/2 = 0,2 Cấu trúc di truyền hệ thứ (P1) 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = P1 đạt cân di truyền nên P6 có cấu trúc di truyền P1 VD2: Ở quần thể thực vật giao phấn, xét locut có hai alen, alen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy định thân thấp Quần thể ban đầu (P) có kiểu hình thân thấp chiếm tỉ lệ 25% Sau hệ ngẫu phối không chịu tác động nhân tố tiến hóa, kiểu hình thân thấp hệ chiếm tỉ lệ 16% Tính theo lí thuyết, thành phần kiểu gen quần thể (P) là: A 0,45AA : 0,3Aa : 0,25aa B 0,25AA : 0,5Aa : 0,25aa C 0,3AA : 0,45Aa : 0,25aa D 0,1AA : 0,65Aa : 0,25aa Giải: Thế hệ (P), tần số KG aa = 0,25; (P) ngẫu phối cho F1 có r = 0,16 Vì F1 trạng thái cân di truyền nên r = q2 = 0,16 -> q = 0,4 Ở (P) có tần số alen a: q = r + h/2 = 0,4 -> h = 0,3 d = 1- (h + r) =0,45 VD3: Ở quần thể thực vật lưỡng bội, xét gen có hai alen nằm NST thường: alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng Khi quần thể trạng thái cân di truyền có số hoa trắng chiếm tỉ lệ 4% Cho toàn hoa đỏ quần thể giao phối với nhau, theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu hình thu đời là: A 15 hoa đỏ : hoa trắng B 35 hoa đỏ : hoa trắng C 24 hoa đỏ : hoa trắng D hoa đỏ : hoa trắng Giải: Quần thể trạng thái cân di truyền, hoa trắng, KG aa có tần số q2 = 0,04 -> q = 0,2 Tần số KG AA p2 = (0,8)2 = 0,64 ; tần số KG Aa = 2pq = 0,32 Cho toàn hoa đỏ ngẫu phối: tần số KG AA = 0,64 : 0,96 = 2/3 ; tần số KG Aa = 0,32 : 0,96 = 1/3 Tần số alen A: p = 2/3 + 1/3:2 = 5/6 ; tần số alen a = 1/6 Qua ngẫu phối -> tỉ lệ KG đời (5/6 A : 1/6 a)2 = 25/36 AA : 10/36 Aa : 1/36 aa Tỉ lệ KH đời con: 35/36 hoa đỏ : 1/36 hoa trắng VD4: Ở người bệnh bạch tạng gen lặn b NST thường chi phối Trong quần thể ổn định di truyền, có tỉ lệ người bị bệnh bạch tạng 1/40.000, tỉ lệ người bình thường mang gen bị bệnh quần thể là: A 0,5% B 0,99% C 9,9% D 99% Giải: Quần thể trạng thái cân di truyền nên tần số KG bb q2 = 1/40.000 -> q = 1/200 = 0,005 Tần số KG Bb 2pq = x 0,995 x 0,005 = 0,00995 hay 0,99% VD5: Một quần thể thực vật có thành phần KG P: 0,4 BB : 0,5 Bb : 0,1 bb cho tự thụ phấn bắt buộc qua ba hệ liên tiếp, sau cá thể F3 giao phối tự ngẫu nhiên Xác định cấu trúc di truyền quần thể hệ F4 A 0,4BB : 0,5Bb : 0,1bb B 0,4225BB : 0,455Bb : 0,1225bb C 0,61875BB : 0,0625Bb : 0,31875bb D 0,525BB : 0,25Bb : 0,225bb Giải: Ta biết đặc trưng quần thể tự phối tần số alen không thay đổi qua hệ nên không cần để ý đến tần số kiểu gen trình tự thụ mà cần sử dụng p q hệ xuất phát P Cụ thể, hệ P: p = d + h/2= 0,40+ 0,25 = 0,65; q = - p =0,35 F4: (0,65B : 0,35b)2 = 0,4225 BB : 0,4550 bb : 0,1225 bb II Xét gen đa alen nằm NST thường Ví dụ: Gen quy định tính trạng nhóm máu người gồm alen IA, IB, Io Trong IA = IB> Io Gọi p, q, r tần số alen IA, IB, Io (p + q + r = 1) Sự ngẫu phối tạo trạng thái cân di truyền tính trạng nhóm máu sau (pIA : qIB : rIo)2 = p2IAIA : 2pq IAIB : q2IBIB : 2qr IBIo : r2IoIo : 2pr IAIo Kiểu gen Tần số kiểu gen Kiểu hình IAIA p2 Nhóm máu A IAIo 2pr Nhóm máu A IBIB q2 Nhóm máu B IBIo 2qr Nhóm máu B IAIB 2pq Nhóm máu AB IoIo r2 Nhóm máu O Gọi a, b, o tần số kiểu hình nhóm máu A, B, O Tần số alen Io = r2 = o Tần số alen IA: Ta có: p2+2pr+r2 = a + o  (p+r)2 = a+o p= a+o -r= a+o - o Tần số alen IB = – p – r tính tương tự tính tần số IA q2+2qr+r2 = b + o  (q+r)2 = b+o b+o -r= b+o - o Do p + q + r =  a+o - o + q= b+o - o + o =1 Từ đó, suy công thức p=1- b+o q=1- a+o r= o VD1: Một quần thể người đạt cân di truyền Xét gen quy định tính trạng nhóm máu gồm alen IA, IB Io Biết tần số alen IA , IB, Io 0,3; 0,5; 0,2 Xác định cấu trúc di truyền quần thể Giải: Tần số kiểu gen quần thể xác định qua bảng sau pIA = 0,3 qIB = 0,5 rIo = 0,2 pIA = 0,3 0,09 IAIA 0,15 IAIB 0,06 IAIo qIB = 0,5 0,15 IAIB 0,25 IBIB 0,10 IBIo rIo = 0,2 0,06 IAIo 0,10 IBIo 0,04 IoIo  Quần thể có cấu trúc di truyền trạng thái cân 0,09 IAIA : 0,12 IAIo: 0,3 IAIB : 0,25 IBIB : 0,2 IBIo : 0,04 IoIo VD2: Tần số tương đối nhóm máu QT người là: Máu A: 0,45; B: 0,21; AB: 0,3; O: 0,04 Biết quần thể đạt cân di truyền a Tính tần số alen IA, IB Io b Xác định cấu trúc di truyền quần thể Giải: a Gọi tần số alen IA, IB Io p, q, r Ta có p = - 0,21 + 0,04 = 0,5; q=1- 0,45 + 0,04 = 0,3; r= 0,04 = 0,2 b Cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân 0,25IAIA: 0,2 IAIo : 0,3 IAIB : 0,09IBIB : 0,12 IBIo : 0,04IoIo III Xét gen NST giới tính Xét gen NST giới tính X (Không có alen tương ứng Y) Xét gen NST giới tính X gồm alen A a Quá trình ngẫu phối tạo kiểu gen sau: Giới cái: XAXA, XAXa, XaXa Giới đực: XAY, XaY Gọi N1 tổng số cá thể N2 tổng số cá thể đực D số lượng cá thể mang kiểu gen XAXA R số lượng cá thể mang kiểu gen XAXa H số lượng cá thể mang kiểu gen XaXa K số lượng cá thể mang kiểu gen XAY L số lượng cá thể mang kiểu gen XaY Gọi p tần số alen A, q tần số alen a (p + q = 1) Ta có: p= xD + R + K xN1 + N q= xH + R + L xN1 + N - Cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân 1/2(p2 XAXA : 2pq XAXa : q2 XaXa) : 1/2(p XAY : q XaY) Xét gen NST giới tính Y (Không có alen tương ứng X) - Xét gen NST giới tính Y gồm alen A a Quá trình ngẫu phối tạo kiểu gen giới đực sau: XYA XYa Gọi N tổng số cá thể đực K số lượng cá thể đực mang kiểu gen XYA L số lượng cá thể đực mang kiểu gen XYa Gọi p tần số alen A, q tần số alen a (p + q = 1) Ta có: p= K N q= L N - Cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân 1/2XX : 1/2 (p XYA : q XYa) Xét gen nằm vùng tương đồng NST X Y Xét gen gồm alen A a nằm vùng tương đồng X Y Gọi p, q tần số alen A a Khi cấu trúc di truyền quần thể xác định trường hợp gen nằm NST thường Ta có cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân di truyền p2 (XAXA + XAYA) : 2pq (XAXa+ XAYa+ XaYA) : q2 (XaXa+ XaYa) VD1: Ở loài mèo nhà, cặp alen D d quy định tính trạng màu lông nằm NST giới tính X DD: lông đen; Dd: lông tam thể; dd: lông vàng Trong quần thể mèo thành phố Luân Đôn người ta ghi số liệu kiểu hình sau: Mèo đực: 311 lông đen, 42 lông vàng Mèo cái: 277 lông đen, 20 lông vàng, 54 lông tam thể Biết quần thể đạt cân di truyền a Hãy tính tần số alen D d b Viết cấu trúc di truyền quần thể Giải a Áp dụng công thức trên, ta có Tần số alen D = x 277 + 54 + 311 = 0,871 x351 + 353 Tần số alen d = x 20 + 54 + 42 = 0,129 x351 + 353 b Cấu trúc di truyền quần thể 1/2(0,8712 XDXD + x 0,871 x 0,129 XDXd + 0,1292 XdXd) + 1/2(0,871 XDY+ 0,129 XdY) = Hay 0,3793205 XDXD + 0,112359 XDXd +0,0083205 XdXd + 0,4355 XDY + 0,0645 XdY = VD2: Biết gen nằm NST giới tính trạng thái cân di truyền Biết tần số alen A/a = 0,7/0,3 Xác định cấu trúc di truyền quần thể Giải: - TH1: Gen nằm NST X alen tương ứng Y Cấu trúc di truyền quần thể 1/2(0,72 XAXA + 2x0,7x0,3 XAXa + 0,32 XaXa) + 1/2(0,7 XAY + 0,3 XaY) = Hay 0,245 XAXA + 0,21 XAXa + 0,045 XaXa + 0,35 XAY + 0,15 XaY = - TH2: Gen nằm NST Y alen tương ứng X Cấu trúc di truyền quần thể 1/2 XX + 1/2 (0,7 XYA + 0,3 XYa) = Hay 0,5 XX + 0,35 XYA + 0,15 XYa = - TH3: Gen nằm vùng tương đồng X Y 10 Cấu trúc di truyền quần thể 0,72 (XAXA + XAYA) + 2x0,7x0,3 (XAXa + XAYa + XaYA) + 0,32 (XaXa + XaYa) = Hay 0,49 (XAXA + XAYA) + 0,42 (XAXa + XAYa + XaYA) + 0,09 (XaXa + XaYa) = * Dạng 2: Sự cân di truyền quần thể có khác tần số alen phần đực Xét gen với alen A a Giả sử, hệ xuất phát (Po) Tần số alen A phần đực QT p' Tần số alen a phần đực QT q' Tần số alen A phần QT p'' Tần số alen a phần QT q'' Khi cấu trúc DT QT hệ sau (P1) P1: (p'A + q'a) (p''A + q''a) = p'p''AA + (p'q'' + p''q') Aa + q'q'' aa = Lúc này, tần số alen A a QT P1 tính Tần số alen A = pN = p'p'' + (p'q'' + p''q')/2 Thay q = – p vào ta pN = p'p'' + [p'(1-p'') + p''(1-p')]/2 = (p'+p'')/2 Tương tự, ta tính Tần số alen a = qN = (q’+q’’)/2 Khi cấu trúc DT QT hệ (P2) p2N AA + pNqN Aa + q2N aa = KL Nếu QT có tần số alen phần đực phần khác cân DT đạt sau hệ ngẫu phối - Ở hệ thứ diễn san tần số alen giới - Ở hệ thứ đạt cân di truyền - Tần số cân alen tổng tần số alen giao tử đực VD1 Giả sử QT khởi đầu (Po)có p' = 0,8; q' = 0,2; p'' = 0,4; q'' = 0,6 Khi P1 có cấu trúc DT P1: 0,32 AA + 0,56 Aa + 0,12 aa = (P1 chưa đạt cân DT) Từ công thức (hoặc từ P1) ta xác định pN = 0,6; qN = 0,4  P2: 0,36 AA + 0,48 Aa + 0,16 aa = (P2 đạt cân DT) VD2: 11 Ở hệ thứ quần thể giao phối, tần số alen A cá thể đực 0,9 Qua ngẫu phối, hệ thứ QT có cấu trúc DT là: P2: 0,5625 AA + 0,375 Aa + 0,0625 aa = Nếu ĐB, di nhập gen CLTN xảy QT cấu trúc DT QT hệ thứ (P1) nào? Giải: Theo giả thuyết, phần đực có tần số alen A a p'A = 0,9, q'a = 0,1 Gọi tần số alen A a phần p'' q'' Ta có pN = 0,5625 + 0,375/2 = 0,75 Mà pN = (p'+p'')/2 => p'' = 2pN - p' = 2x0,75 - 0,9 = 0,6 Tương tự tính qN = 0,4 Vậy cấu trúc di truyền hệ P1 (0,9A + 0,1a) (0,6A + 0,4a) Hay P1: 0,54 AA + 0,42 Aa + 0,04 aa = VD3: Ở loài động vật ngẫu phối, xét gen gồm alen A a nằm NST thường Tần số alen A giới đực 0,6 giới 0,8 Xác định cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân di truyền Giải: Tần số alen a giới đực - 0,6 = 0,4; giới - 0,8 = 0,2 Cấu trúc di truyền quần thể F1 sau ngẫu phối (0,6A : 0,4a) (0,8A : 0,2a) = 0,48 AA : 0,44 Aa : 0,08 aa F1 chưa đạt cân di truyền Tần số alen F1: p(A) = 0,48 + 0,22 = 0,7; q(a) = - 0,7 = 0,3 Cấu trúc di truyền quần thể F2 : (0,7A : 0,3a) (0,7A : 0,3a) = 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa F2 đạt cân di truyền VD4: Tần số tương đối alen a phần quần thể ban đầu 0,2 Tần số alen A phần đực 0,7 Cấu trúc di truyền quần thể sau ngẫu phối A 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa B 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa C 0,56 AA : 0,38 Aa : 0,06 aa D 0,04 AA : 0,32 Aa : 0,64 aa Giải: Tần số alen phần cái: q’’ = 0,2 -> p’’ = 1- 0,2 = 0,8 Tần số alen phần đực: p’ = 0,7 -> q’ = 1- 0,7 = 0,3 Cấu trúc di truyền quần thể F1 sau cho ngẫu phối P 12 P: ♀(0,8 A : 0,2a) x ♂(0,7 A : 0,3a) -> F1 : 0,56 AA + 0,38 Aa + 0,06 aa = VD5: Tần số tương đối alen A phần đực quần thể ban đầu 0,7 Qua ngẫu phối, quần thể F2 đạt cân với cấu trúc di truyền 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa Cấu trúc di truyền quần thể F1 A 0,63 AA : 0,34 Aa : 0,03 aa B 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa C 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa A 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa Giải: p’ = 0,7 -> q’ = 0,3 Khi ngẫu phối P P: ♀(0,7 A : 0,3a) x ♂(p’’ A : q’’a) -> F1 : 0,7 p’’ AA + 0,3p’’Aa + 0,7q’’ Aa + 0,3q’’ aa = Từ thành phần kiểu gen F2 đạt cân bằng, ta suy tần số alen tần số giống tần số alen quần thể F1 F2: 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = Suy ra: p1 = 0,64 + (0,32 : 2) = 0,8 ; q1 = 0,2 Ta có : 0,7p’’ + (0,32 : 2)p’’ + (0,7 : 2)q’’ = 0,8 0,85p’’ + 0,35q’’ = 0,8 q’’ = 1- p’’  p’’ = 0,9 ; q’’ = 0,1  Thành phần KG F1 ngẫu phối P : P: ♀(0,9 A : 0,1a) x ♂(0,7 A : 0,3a) -> F1 : 0,63 AA + 0,34 Aa + 0,03 aa = 13 * Dạng 3: Sự thay đổi tần số alen, tần số kiểu gen quần thể áp lực nhân tố tiến hoá Sự thay đổi tần số alen quần thể áp lực trình đột biến Quá trình đột biến CLTN thường xuyên xảy làm cho tần số alen bị biến đổi, ĐB gen xảy theo chiều thuận nghịch Gọi p0 q0 tần số alen A a QT ban đầu Gọi u tần số ĐB gen trội thành lặn (A  a) Gọi v tần số ĐB gen lặn thành trội (a  A) - Nếu u = v áp lực trình ĐB =  tần số alen không thay đổi - Nếu u >0, v = o tần số alen A giảm, alen a tăng Sau n hệ, tần số alen A lại QT Pn = p0 (1 - u)n - Nếu u ≠ v, n>0, v>0 sức sống A a ngang Sau hệ, tần số alen A p1 = p0 – up0 + vq0 Lượng biến thiên tần số alen A ∆ p = p1 – p0 Thay p1 vào, ta có ∆ p = (p0 – up0 + vq0) – p0 = vq0 – up0 Tần số alen A a đạt cân số lượng ĐB thuận nghịch bù trừ cho nhau, nghĩa ∆ p = o  vq – up, mà q = – p Từ suy p= v u q = u+ v v+u VD1: Trong QT, tần số ĐB gen lặn thành trội 10-6, tần số ĐB gen trội thành lặn gấp lần so với tần số ĐB gen lặn thành trội Xác định tần số alen A a QT đạt cân Giải: Theo giả thuyết, ta có Tần số ĐB gen lặn thành gen trội: v = 10-6 tần số ĐB gen trội thành gen lặn: u = 3v Cân đạt tần số alen a = q = u 3v = = 0,75 u+v 3v + v  Tần số alen A = q = – 0,75 = 0,25 VD2: QT ban đầu loài TV có 301 hoa đỏ, 402 hoa hồng, 304 hoa trắng Hãy xác định tỉ lệ KG KH QT sau hệ ngẫu phối biết trình phát sinh giao tử 14 xảy ĐB gen A thành a với tần số 20% QT không chịu tác động CL, sức sống alen A a hoa đỏ trội so với hoa trắng Giải: Cấu trúc di truyền quần thể ban đầu 301/1007 AA : 402/1007 Aa : 304/1007 Hay 0,3 AA : 0,4 Aa : 0,3 aa Tần số alen A = 0,3 + 0,2 = 0,5 > tần số alen a = - 0,5 = 0,5 Từ giả thuyết ta có: Tần số alen A bị đột biến thành alen a 0,5.20% = 0,1 Sau đột biến, tần số alen A = 0,5 - 0,1 = 0,4; Tần số alen a = 0,5 + 0,1 = 0,6 Cấu trúc di truyền quần thể sau hệ ngẫu phối (0,4A : 0,6a) (0,4A : 0,6a) = 0,16 AA : 0,48 Aa : 0,36 aa Từ suy tỉ lệ loại kiểu hình quần thể sau hệ ngẫu phối 16% hoa đỏ : 48% hoa hồng : 36% hoa trắng Sự thay đổi tần số alen quần thể có di nhập gen Gọi M tốc độ di nhập gen p tần số alen A QT nhận p' tần số alen A QT cho Ta có - M = số giao tử mang gen di nhập / số giao tử hệ QT Hoặc M = số cá thể nhập cư / Tổng số cá thể QT nhận - Lượng biến thiên tần số alen A QT nhận sau hệ ∆ p = M (p’ – p) VD: Tần số alen A QT I 0,8 QT II 0,3 Tỉ lệ số cá thể nhập cư từ QT II vào QT I 0,2 Sau hệ nhập cư, lượng biến thiên tần số alen A QT I bao nhiêu? Giải: Sau hệ nhập cư, lượng biến thiên tần số alen A QT nhận (I) ∆ p = 0,2 (0,3 – 0,8) = - 0,1 Giá trị cho thấy tần số alen A quần thể nhận (I) giảm 0,1, nghĩa lại p = 0,7 Sự thay đổi tần số alen quần thể áp lực trình CLTN Trong trình làm thay đổi tần số alen QT, áp lực CLTN lớn gấp nhiều lần so với áp lực trình ĐB VD1: Xét gen gồm alen A a, A trội hoàn toàn so với a Trong QT cân di truyền, tần số alen A a 0,01 0,99 Nếu sau thời gian chọn lọc, 20% cá thể mang tính trạng trội 10% cá thể mang tính trạng lặn sống sót sinh sản Tính tần số alen A a lại sau chọn lọc 15 Giải: Ta có, cấu trúc di truyền QT ban đầu 0,0001 AA + 0,0198 Aa + 0,9801 aa = Tần số KG lại sau CL 20%(0,0001 AA : 0,0198 Aa) : 10% 0,9801 aa 0,00002 AA : 0,00396 Aa : 0,09801 aa  Sau chọn lọc Số alen A lại = 0,00002 + 0,00396 = 0,004 Số alen a lại = 0,09801 + 0,00396 = 0,19998 Mặt khác, tổng số alen QL sau CL 0,00002 + 0,00396 + 0,09801 = 0,20398 Vậy, tần số alen sau CL Tần số alen A = Tần số alen a = 0,004 = 0,02 0,20398 0,19998 = 0,98 0,20398 VD2: Một quần thể có cấu trúc di truyền 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa Do điều kiện sống thay đổi nên tất cá thể có kiểu gen đồng hợp lặn aa khả sinh sản Xác định cấu trúc di truyền quần thể sau hệ ngẫu phối Giải: Áp dụng công thức: qn = q + nq Trong đó, qn tần số alen a hệ n, q tần số alen a trước chon lọc, n số hệ ngẫu phối Ta có : qn = 0,3 = 0,16 > pn = - 0,16 = 0,84 + 3.0,3 > Cấu trúc di truyền hệ thứ 0,7056AA : 0,2688Aa : 0,0256aa E Các tập tự giải Câu 1: Gọi p, q, r tần số alen IA, IB, IO qui định nhóm máu Khi đạt trạng thái cân di truyền tần số tương đối alen IA quần thể : A p2 + pq B q2 + pr + pq C p2 + pr + pq D p2 + 2pq (Đáp án : C) Câu 2: Một quần thể thực vật tự thụ phấn nghiêm ngặt, hệ xuất phát P có thành phần kiểu gen 0,64AA + 032Aa + 0,04aa Tỉ lệ kiểu gen hệ thứ : A 0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa B 0,795AA + 0,01Aa + 0,195aa 16 C 0,915AA + 0,001Aa + 0,085aa D 0,865AA + 0,01Aa + 0,135aa (Đáp án : B) Câu 3: Một quần thể thực vật ban đầu có thành phần kiểu gen : 7AA : 2Aa : 1aa Nếu quần thể xảy trình tự thụ phấn thành phần kiểu gen quần thể hệ F3 : A 0,725AA : 0,1Aa : 0,125aa B 0,7125AA : 0,175Aa : 0,1125aa C 0,7725AA : 0,025Aa : 0,1725aa D 0.7875AA : 0,025Aa : 0,1875aa (Đáp án : D) Câu 4: Cho cấu trúc di truyền quần thể người hệ nhóm máu A, B, O : 0,25 IAIA + 0,20 IAIO + 0,09 IBIB + 0,12 IBIO + 0,30 IAIB + 0,04 IOIO =1 Tần số tương đối alen IA, IB, IO : A 0,3 : 0,5 : 0,2 B 0,5 : 0,2 : 0,3 C 0,5 : 0,3 : 0,2 D 0,2 : 0,5 : 0,3 (Đáp án : C) Câu 5: Trong quần thể giao phối A qui định tròn, a qui định bầu Tần số alen A quần thể 0,9 Cấu trúc di truyền quần thể lúc đạt cân A 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa B 0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa C 0,81AA : 0,18Aa : 0,01aa D 0,01AA : 0,18Aa : 0,81aa (Đáp án : C) Câu 6: Biết A qui định lông xám trội hoàn toàn so với a qui định lông trắng, alen nằm NST thường Một quần thể chuột hệ xuất phát có 1020 chuột lông xám đồng hợp, 510 chuột có kiểu gen dị hợp Khi quần thể đạt trạng thái cân có 8000 cá thể Số lượng chuột kiểu gen đạt trạng thái cân A AA = 2880; Aa = 3840; aa = 1280 B AA = 6480; Aa = 1440; aa = 80 C AA = 2000; Aa = 4000; aa = 2000 D AA = 4500; Aa = 3000; aa = 500 (Đáp án : D) Câu 7: Ở ruồi giấm, B gen qui định mắt thỏi, b gen qui định mắt kiểu dại, alen liên kết NST giới tính X alen NST Y Ruồi giấm mắt kiểu dại đem lai với ruồi giấm đực mắt thỏi, tần số tương đối alen B b có tỉ lệ nào? A B : b = 0,5 : 0,5 B B : b = : C B : b = : D B : b = 0,7 : 0,3 (Đáp án: B) Câu 8: Trong quần thể loài động vật lưỡng bội, xét locut có ba alen nằm vùng tương đồng NST giới tính X Y Biết không xảy đột biến, theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa locut quần thể là: A 12 B 15 C D (Đáp án: B) 17 Câu 9: Từ quần thể thực vật ban đầu (P), sau hệ tự thụ phấn thành phần kiểu gen quần thể 0,525AA : 0,050Aa : 0,425aa Cho quần thể không chịu tác động nhân tố tiến hóa khác, tính theo lí thuyết, thành phần kiểu gen (P) là: A 0,400AA : 0,400Aa : 0,200aa B 0,250AA : 0,400Aa : 0,350aa C 0,350AA : 0,400Aa : 0,250aa D 0,375AA : 0,400Aa : 0,225aa Câu 10: Trong quần thể loài thú, xét hai lôcut: lôcut có alen A1, A2, A3; lôcut hai có alen B b Cả hai lôcut nằm đoạn không tương đồng NST giới tính X alen hai lôcut liên kết không hoàn toàn Biết không xảy đột biến, tính theo lí thuyết, số kiểu gen tối đa hai lôut quần thể là: A 18 B 36 C 30 D 27 (Đáp án: D) Câu 11: Biết A: quy định ; a: quy định chua Thế hệ xuất phát toàn dị hợp Kết phân li kiểu gen qua hệ tự thụ phấn liên tiếp A 7AA : 2Aa : 7aa B 3AA : 2Aa : 1aa C 1AA : 2Aa : 1aa D 15AA : 2Aa : 15aa (Đáp án: A) Câu 12: Một quần thể thực vật có tỉ lệ kiểu gen hệ xuất phát (P) 0,25 AA : 0,4Aa : 0,35aa Tính theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu gen quần thể sau ba hệ tự thụ phấn bắt buộc (F3) là: A 0,375AA : 0,100Aa : 0,525aa B 0,25AA : 0,4Aa : 0,35aa C 0,425AA : 0,050Aa : 0,525aa D 0,35AA : 0,2Aa : 0,45aa (Đáp án: C) Câu 13: Ở quần thể ngẫu phối, xét hai gen: gen thứ có alen, nằm đoạn không tương đồng NST giới tính X; gen thứ hai có alen, nằm NST thường Trong trường hợp không xảy đột biến, số loại kiểu gen tối đa hai gen tạo quần thể A 45 B 90 C.15 D 135 (Đáp án: D) Câu 14: Ở cừu, gen A quy định lông dài trội hoàn toàn so với gen a quy định lông ngắn Quần thể ban đầu có thành phần kiểu gen 0,4AA : 0,4Aa : 0,2aa Vì nhu cầu lấy lông nên người ta giết thịt toàn cừu lông ngắn Qua ngẫu phối, thành phần kiểu gen quần thể hệ sau dự đoán A 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa B 0,5625AA : 0,375Aa : 0,0625aa C 0,625AA : 0,25Aa : 0,125aa D 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa (Đáp án: B) 18 [...]... trúc di truyền của quần thể F1 sau ngẫu phối là (0,6A : 0,4a) (0,8A : 0,2a) = 0,48 AA : 0,44 Aa : 0,08 aa F1 chưa đạt cân bằng di truyền Tần số các alen của F1: p(A) = 0,48 + 0,22 = 0,7; q(a) = 1 - 0,7 = 0,3 Cấu trúc di truyền của quần thể F2 : (0,7A : 0,3a) (0,7A : 0,3a) = 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa F2 đã đạt cân bằng di truyền VD4: Tần số tương đối của alen a của phần cái trong quần thể ban đầu là 0,2... trúc di truyền ở thế hệ P1 là (0,9A + 0,1a) (0,6A + 0,4a) Hay P1: 0,54 AA + 0,42 Aa + 0,04 aa = 1 VD3: Ở một loài động vật ngẫu phối, xét 1 gen gồm 2 alen A và a nằm trên NST thường Tần số alen A của giới đực là 0,6 và của giới cái là 0,8 Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền Giải: Tần số alen a ở giới đực là 1 - 0,6 = 0,4; ở giới cái là 1 - 0,8 = 0,2 Cấu trúc di truyền. .. 0,06 aa = 1 VD5: Tần số tương đối của alen A trong phần đực của quần thể ban đầu là 0,7 Qua ngẫu phối, quần thể F2 đạt cân bằng với cấu trúc di truyền là 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa Cấu trúc di truyền của quần thể F1 A 0,63 AA : 0,34 Aa : 0,03 aa B 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa C 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa A 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa Giải: p’ = 0,7 -> q’ = 0,3 Khi ngẫu phối giữa P P: ♀(0,7 A : 0,3a)... 1 - 0,16 = 0,84 1 + 3.0,3 > Cấu trúc di truyền ở thế hệ thứ 3 là 0,7056AA : 0,2688Aa : 0,0256aa E Các bài tập tự giải Câu 1: Gọi p, q, r lần lượt là tần số các alen IA, IB, IO qui định các nhóm máu Khi đạt trạng thái cân bằng di truyền thì tần số tương đối alen IA của quần thể là : A p2 + pq B q2 + pr + pq C p2 + pr + pq D p2 + 2pq (Đáp án : C) Câu 2: Một quần thể thực vật tự thụ phấn nghiêm ngặt,... Tần số alen A = Tần số alen a = 0,004 = 0,02 0,20398 0,19998 = 0,98 0,20398 VD2: Một quần thể có cấu trúc di truyền là 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa Do điều kiện sống thay đổi nên tất cả các cá thể có kiểu gen đồng hợp lặn aa không có khả năng sinh sản Xác định cấu trúc di truyền của quần thể sau 3 thế hệ ngẫu phối Giải: Áp dụng công thức: qn = q 1 + nq Trong đó, qn là tần số alen a ở thế hệ n, q là... 0,135aa (Đáp án : B) Câu 3: Một quần thể thực vật ban đầu có thành phần kiểu gen : 7AA : 2Aa : 1aa Nếu quần thể xảy ra quá trình tự thụ phấn thì thành phần kiểu gen của quần thể ở thế hệ F3 là : A 0,725AA : 0,1Aa : 0,125aa B 0,7125AA : 0,175Aa : 0,1125aa C 0,7725AA : 0,025Aa : 0,1725aa D 0.7875AA : 0,025Aa : 0,1875aa (Đáp án : D) Câu 4: Cho cấu trúc di truyền của 1 quần thể người về hệ nhóm máu A, B,... Trong một quần thể giao phối A qui định quả tròn, a qui định quả bầu Tần số alen A của quần thể là 0,9 Cấu trúc di truyền của quần thể lúc đạt cân bằng là A 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa B 0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa C 0,81AA : 0,18Aa : 0,01aa D 0,01AA : 0,18Aa : 0,81aa (Đáp án : C) Câu 6: Biết A qui định lông xám trội hoàn toàn so với a qui định lông trắng, các alen nằm trên NST thường Một quần thể chuột... trội so với hoa trắng Giải: Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu là 301/1007 AA : 402/1007 Aa : 304/1007 Hay 0,3 AA : 0,4 Aa : 0,3 aa Tần số alen A = 0,3 + 0,2 = 0,5 > tần số alen a = 1 - 0,5 = 0,5 Từ giả thuyết ta có: Tần số alen A bị đột biến thành alen a là 0,5.20% = 0,1 Sau đột biến, tần số alen A = 0,5 - 0,1 = 0,4; Tần số alen a = 0,5 + 0,1 = 0,6 Cấu trúc di truyền của quần thể sau 1 thế hệ ngẫu... loại kiểu hình của quần thể sau 1 thế hệ ngẫu phối là 16% cây hoa đỏ : 48% cây hoa hồng : 36% cây hoa trắng 2 Sự thay đổi tần số các alen của quần thể nếu có di nhập gen Gọi M là tốc độ di nhập gen p là tần số của alen A ở QT nhận p' là tần số của alen A ở QT cho Ta có - M = số giao tử mang gen di nhập / số giao tử của mỗi thế hệ trong QT Hoặc M = số cá thể nhập cư / Tổng số cá thể của QT nhận - Lượng... Tần số alen A của phần đực là 0,7 Cấu trúc di truyền của quần thể sau ngẫu phối A 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa B 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa C 0,56 AA : 0,38 Aa : 0,06 aa D 0,04 AA : 0,32 Aa : 0,64 aa Giải: Tần số các alen trong phần cái: q’’ = 0,2 -> p’’ = 1- 0,2 = 0,8 Tần số các alen trong phần đực: p’ = 0,7 -> q’ = 1- 0,7 = 0,3 Cấu trúc di truyền của quần thể F1 sau khi cho ngẫu phối giữa P 12 P: ... Cấu trúc di truyền loại quần thể 2.1 Cấu trúc di truyền quần thể tự phối (nội phối) a Nếu quần thể khởi đầu có KG Aa (P0: 100% Aa) Số Tỉ lệ thể dị hợp Tỉ lệ thể đồng hợp (AA+aa) Tỉ lệ thể đồng... 0,796875 Tỉ lệ thể đồng hợp aa tạo = 0,1 + [0,2 - (1/2)5 0,2] : = 0,196875 2.2 Cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối * Trạng thái cân di truyền quần thể Quần thể đạt trạng thái cân di truyền có tần... 300 = 0,3 1000 => Cấu trúc di truyền quần thể 0,5 AA : 0,2 Aa : 0,3 aa VD2: Một quần thể có cấu trúc di truyền 0,7 AA : 0,2 Aa : 0,1 aa Tính tần số alen A, a quần thể Giải Ta có: Tần số alen A