Lý thuyết Sinh 12-loga.vn: Bài 17: Cấu Trúc Di Truyền Của Quần Thể ( tiếp theo)

BÀI 17 : CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ ( tiếp theo )

I) LÝ THUYẾT CẦN NHỚ:

A) CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ NGẪU PHỐI:

1) Quần thể ngẫu phối : Quần thể sinh vật được gọi là ngẫu phối khi các cá thể trong quần thể lựa chọn bạn tình để giao phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên. Tuy nhiên, một quần thể nào đó được coi là ngẫu phối hay không phụ thuộc vào tính trạng mà ta đang xét.

- Ví dụ:

+Quần thể có thể được coi là quần thể ngẫu phối khi giao phối một cách ngẫu nhiên. ( như việc lựa chọn bạn tình không phụ thuộc vào nhóm máu, kích thước cơ thể, tiếng kêu...)

+ Có thể coi là quần thể giao phối không ngẫu nhiên khi lựa chọn bạn tình dựa vào đặc điểm hình thái của cơ thể hoặc tính tình, tôn giáo, trình độ học vấn, hoặc tiếng kêu...

2) Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối :

- Quần thể ngẫu phối được xem là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên

- Trong quần thể ngẫn phối, các cá thể có kiểu gen khác nhau giao phối ngẫu nhiên là nguyên nhân làm cho quần thể đa hình (đa dạng) vềthành phần kiểu gen => đa dạng về thành phần kiểu hình

=> Tạo nguồn biến dị tổ hợp lớn => là nguồn nguyên liệu cho chọn giống và tiến hóa

- Tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể ngẫu phối được duy trì ổn định từ thế hệ này qua thế hệ khác trong những điều kiện nhất định.

- các cá thể trong quần thể chỉ giống nhau ở những nét cơ bản, chúng sai khác về nhiều chi tiết ( khó có thể tìm được 2 cá thể giống hệt nhau trừ trường hợp sinh đôi cùng trứng)

* Gọi r là số alen của một gen

Gọi n là số gen khác nhau

=> số kiểu gen khác nhau trong quần thể được tính bằng công thức :

3) Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể và định luật Hacdi vanbec :

=> Quần thể được gọi là cân bằng di truyền khi thỏa mãn công thức:

p2 + 2pq + q2 = 1

trong quần thể chỉ có 2 loại alen, trong đó p là tần số alen trội, q là tần số alen lặn

Trong đó : p2: tần số kiểu gen đồng hợp trội

2pq: tần số kiểu gen dị hợp

q2: tần số kiểu gen đồng hợp lặn

* ) Nội dung định luật hacđi vanbec: 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 sẽ duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác theo đẳng thức p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1

-Xét một quần thể ngẫu phối với alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với a quy định hoa trắng

Gọi p là tần số tương đối của alen A

Gọi q là tần số tương đối của alen a.

Với p + q = 1

=>Quần thể cân bằng di truyền (cân bằng hacđi-vanbec )khi thỏa mãn công thức về thành phần kiểu gen : p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1:

Trong đó : p2: tần số kiểu gen AA

2pq: tần số kiểu gen Aa

q2: tần số kiểu gen aa

4) Điều kiện nghiệm đúng của định luật hacđi-vanbec :

(1)Quần thể phải có kích thước lớn,

(2) Các cá thể trong quần thể phải giao phối với nhau 1 cách ngẫu nhiên

(3) Số lượng cá thể nhiều - các cá thể có kiểu gen khác nhau phải có sức sống và khẳ năng sinh sản như nhau( không có chọn lọc tự nhiên )

(4) Đột biến không xảy ra hay có xảy ra thì tần số đột biến thuận phải bằng tần số đột biến nghịch

(5) Quần thể phải được cách li với các quần thể khác ( không có sự di nhập gen giữa các quần thể )

Tuy nhiên trên thực tế rất khó có thể đáp ứng được tất cả các điều kiện trên nên tần số alen và thành phần kiểu gen của một quần thể liên tục bị biến đổi ( ngoài ra một quần thể có thể ở trạng thái cân bằng về thành phần kiểu gen của một kiểu gen nào đó nhưng có thể không cân bằng về thành phần các kiểu gen của những gen khác)

5) Ý NGHĨA CỦA ĐỊNH LUẬT HACĐI-VANBEC:

- Phản ánh trạng thái cân bằng của quần thể. Nó giải thích vì sao trong thiên nhiên có những quần thể được duy trì ổn định qua thời gian dài.

- Khi biết được quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền thì dựa vào các cá thể có kiểu hình lặn để tính tần số alen trội, lặn và dự đoán sự xuất hiện kiểu hình lặn nào đó trong quần thể (xác định tần số tương đối của các kiểu gen và các alen từ tỉ lệ các kiểu hình => từ đó cho ta thấy khi biết được tần số xuất hiện đột biến nào đó có thể dự tính xác suất bắt gặp thể đột biến đó trong quần thể hoặc dự đoán khả năng tiềm tàng các gen hay các đột biến có hại trong quần thể ) => rất quan trọng trong y học và chọn giống.

II ) BÀI TẬP:

Câu 1: ở thế hệ xuất phát của một quần thể ngẫu phối có 0,4AA : 0,4Aa : 0,2aa. Tần số của alen A và a lần lượt là :

A) 0,3 và 0,3

B) 0,6 và 0,4

C) 0,4 và 0,6

D) 0,5 và 0,5

=> Chọn B

Vì tần số của A = 0,4+ 0,4:2=0,6

Tần số của a = 0,2 + 0,4 : 2=0,4

Câu 2:ở một quần thể thực vật lưỡng bội, gen A nằm trên NST số 1 có 5 alen, gen B nằm trên NST số 3 có 8 alen, chọn số ý đúng trong các ý sau:

1) Quần thể có tối đa 40 kiểu gen đồng hợp về cả hai gen

2) Quần thể có tối đa 28 kiểu gen dị hợp về cả 2 gen

3) Quần thể có tối đa 280 kiểu gen đồng hợp về gen A, dị hợp về gen B

4) Quần thể có tối đa 540 kiểu gen về cả 2 gen

A)1 B) 2 C)3 D)4

C => chọn B

Cặp gen đồng hợp là cặp gen có 2 alen giống nhau.vì vậy số kiểu gen đồng hợp đúng bằng số alen của gen đó

Gen A có 5 alen thì số kiểu gen đồng hợp về gen A là 5 kiểu gen

Gen B có 8 alen thì số kiểu gen đồng hợp về gen B là 8 kiểu gen

ð Số loại kiểu gen đồng hợp về cả hai gen nói trên là 5.8=40 kiểu gen

ð => 1 đúng

2) => 2 Sai

Vì cặp gen dị hợp là cặp gen có 2 alen có cấu trúc khác nhau. Vì vậy một gen có n alen thì số loại kiểu gen dị hợp bằng chỉnh hợp chập 2 của n phần tử = 2Cn =

Số kiểu gen dị hợp của gen A là = =10 kiểu gen

Số kiểu gen dị hợp của gen B là = =28 kiểu gen

ð Số loại kiểu gen dị hợp về cả 2 gen là 10.28 =140

2) => 3 Sai

Vì số kiểu gen đồng hợp về gen A và dị hợp về gen B = 5 . 28=140

3) => 4 Đúng

Vì ở mỗi gen, số loại kiểu gen bằng số loại kiểu gen dị hợp cộng số loại kiểu gen đồng hợp = n+ 2Cn =n +

Số loại kiểu gen về gen A ==15 kiểu gen

Số loại kiểu gen về gen B = =36 kiểu gen

ð số kiểu gen về cả 2 gen = 15.36 =540 kiểu gen

ð Vậy chọn đáp án B

Câu 3 : Cho biết tần số alen A của giới cái trong quần thể bố mẹ P là 0,7. Qua ngẫu phối thu được quần thể F2 đạt trạng thái cân bằng với cấu trúc 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa. Tần số các alen A và a của giới đực trong quần thể P bằng bao nhiêu?

A) 0,9 và 0,1

B) 0,1 và 0,9

C) 0,4 và 0,6

D) 0,6 và 0,4

=> Chọn : A

Tần số alen A ở giới cái = 0,7 => tần số alen a ở giới cái = 0,3.

- Gọi m là tần số alen A ở giới đực
n là tần số alen a ở giới đực.

Với m +n =1

- Sau khi ngẫu phối giữa P, thu được F1 chưa đạt cân bằng với cấu trúc di truyền là:

F1 : 0,7m AA + ( 0,3m + 0,7n ) Aa + 0,3n aa = 1.

- Tần số alen A, a của F1 cũng bằng của F2:

A = 0,64 + 0,32:2 = 0,8

ð a = 1 – 0,8 =0,2

Ta có : 0,7 m + 0,3m:2 + 0,7n:2 = 0,8 (1)

Lại có : m + n =1 => n = 1 – m (2)

Từ (1) , (2) => m = 0,9 => n= 1- 0,9 = 0,1

Câu 4 : một quần thể có thành phần kiểu gen : 0,4 AA : 0,6Aa. Quần thể này có đang ở trạng thái cân bằng di truyền hay không?

A) Không

B) Có

C) Không xác định được

D) Không có đáp án nào đúng

=> chọn : A

Vì x= 0,4 ( AA ) * z=0( aa ) =0 khác với =0,6:2=0,3

ð Vậy quần thể không ở trạng thái cân bằng

Câu 5: Ở gà, cho biết các kiểu gen: AA qui định chân to, Aa qui định chân nhỏ, aa qui định chân dài. Một quần thể gà có 410 con chân to, 580 con chân nhỏ, 10 con chân dài.Cấu trúc di truyền của quần thể nói trên có ở trạng thái cân bằng không?

A) Không

B) Có

C) Không xác định được

D) Không có đáp án nào đúng

=> chọn A

Vì cấu trúc di truyền của quần thể được xác định dựa vào tỉ lệ của các kiểu gen:

Tổng số cá thể của quần thể: 580 + 410 + 10 =1000

Tỉ lệ thể đồng hợp trội AA là : 410 : 1000 = 0,41

Tỉ lệ thể dị hợp Aa là : 580 : 1000 = 0,58

Tỉ lệ thể đồng hợp lặn aa là : 10 : 1000 = 0.01

Cấu trúc di truyền của quần thể là :

0.41 AA + 0.58aa + 0.01aa

Cấu trúc này cho thấy quần thể không ở trạng thái cân bằng vì

0,41 x 0,01 ≠ (0,58/2)2

Câu 6: Quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân bằng với 2 loại kiểu hình là hoa đỏ(do A trội hoàn toàn quy định) và hoa trắng(do a quy định). Tỷ lệ hoa đỏ 84%. Xác định cấu trúc di truền của quần thể?

A) 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16aa

B) 0,8AA: 0,15 Aa : 0,05aa

C) 0,5AA: 0,5aa

D) 0,64 AA: 0,24Aa: 0,12aa

=> chọn A

Gọi p tần số tương đối của alen A

- q tần số tương đối alen a

- % hoa trắng aa = 100% - 84% = 16% = q2 => q = 0,4 => p = 0,6

Áp dụng công thức định luật p2 AA + 2pq Aa+ q2 aa = 1

=> Cấu trúc di truyền quần thể :

0.62 AA + 2.0,6.0,4 Aa + 0,42 aa = 0,36AA + 0,48Aa + 0,16aa = 1

Câu 7: Ở một loài động vật, alen A quy định tính trạng không sừng là tính trạng trội so với alen a quy định tính trạng có sừng. Khi nghiên cứu một quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền thấy có 84% cá thể không sừng. Hãy tính tần số của mỗi alen trong quần thể ?

A) 0,75 và 0,35

B) 0,64 và 0,36

C) 0,5 và 0,5

D) 0,6 và 0,4

=> chọn D

Vì trong quần thể có 84% cá thể không sừng. Vậy số cá thể có sừng là 16%.
Cá thể có sừng là tính trạng lặn có kiểu gen aa = 0,16. Vậy tần số của alen a = 0,4 à tần số alen A : pA = 1 – 0,4 = 0,6

Câu 8: Ở một loài động vật có : Cặp alen AA quy định lông đen gồm có 205 cá thể. Cặp alen Aa quy định lông nâu gồm có 290 cá thể. Cặp alen aa quy định lông trắng có 5 cá thể. Xác định tỉ lệ của mỗi loại kiểu hình khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền ?
A) 0,49AA : 0,42Aa: 0,09aa

B) 0,36AA : 0,36Aa:0,28aa

C) 0.49 lông đen : 0,42 lông nâu : 0,09 lông trắng

D) 0,36 lông đen : 0,36 lông nâu: 0,28 lông trắng

=> chọn C

Ta có cấu trúc di truyền của quần thể là :
0,41AA : 0,58 Aa : 0,01 aa.
=> Tần số alen A : pA = 0,41 + (0,58 : 2) = 0,7
=> Tần số alen a : qa = 0,01 + (0,58 : 2) = 0,3
Cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng thỏa mãn công thức của định luật Hacđi – Vanbec : p2 AA + 2pq Aa+ q2 aa = 1 (1)
Thay pA = 0,7 ; qa = 0,3 vào (1)
ta có : 0,72 AA : 2 x 0,7 x 0,3 Aa : 0,32 aa

<=> 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa
Vậy, tỉ lệ mỗi loại kiểu hình của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng di truyền là
Lông đen (AA) : 49%
Lông đốm (Aa) : 42%

Lông trắng (aa) : 9%

Câu 9: trong quần thể cân bằng Hacđi- vanbec, có 2 alen B và b, trong đó có 9% kiểu gen bb. Tần số tương đối của alen B và b trong quần thể đó là :

A) B=0,92 ;b=0,08

B) B= 0,84 ; b= 0,16

C) B = 0,7 ; b = 0,3

D) B = 0,94 ; b=0,06

=> chọn C

bb = 0,09 = => b =q = 0,3