PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ
A. LÝ THUYẾT CẦN NHỚ
I. QUẦN THỂ TỰ PHỐI.
Nếu gọi x là thể đồng hợp trội (AA).
y là thể dị hợp (Aa)
z là thể đồng hợp lặn (aa)
Gọi n là số thế hệ tự phối
→ Cấu trúc di truyền của quần thể có dạng :
xAA : yAa : zaa ( với x + y + z = 1 )
1. Dạng 1 : Quần thể ban đầu chỉ có một kiểu gen :
* Nếu quần thể ban đầu chỉ có một kiểu gen thì có 3 loại.
- Loại kiểu gen AA : Khi tự thụ phấn cho ra dòng thuần chủng trội
- Loại kiểu gen aa : Khi tự thụ phấn cho ra dòng thuần chủng lặn.
- Loại kiểu gen Aa :
+ Nếu quần thể tự phối ban đầu chỉ có một kiểu gen dị hợp thì :
Tỉ lệ dị hợp = $(\frac{1}{2})^{n}$
Tỉ lệ đồng hợp = 1 - $(\frac{1}{2})^{n}$
2. Dạng 2: Nếu quần thể ban đầu có kiểu gen AA và Aa / AA; Aa, aa hoặc Aa và aa thì ta đưa về dạng tổng quát:
xAA : yAa : zaa = 1 nếu tự phôi qua n thế hệ thì :
Thể dị hợp (Aa) = $(\frac{1}{2})^{y}$
Thể đồng hợp trội (AA)= x + $y- \frac{y- (\frac{1}{2})^{n}.y}{2}$
Thể đồng hợp lặn (aa) = z + $y- \frac{y- (\frac{1}{2})^{n}.y}{2}$
II. QUẦN THỂ NGẪU PHỐI
* Một số quy ước .
Gọi p là tần số của alen A
Gọi q là tần số của alen a. (p+q=1)
→ Ở một quần thể giao phối khi ở trạng thái cân bằng di truyền thì phù hợp với công thức : p2Aa: q2aa = 1.
Gọi N là tổng số cá thể trong quần thể .
Gọi D là tỉ lệ số cá thể đồng hợp trội : AA
Gọi H là tỉ lệ số cá thể đồng hợp lặn : aa
Gọi R là tỉ lệ số cá thể dị hợp : Aa
1. Dạng 1: Cách tính tần số của các alen trong quần thể :
* Để tính tần số alen trong quần thể khi biết được tỉ lệ kiểu hình và tỉ lệ kiểu gen ở dạng số lớn ta nên đưa về dạng tỉ lệ phần trăm hoặc ở dạng thập phân để dễ tính và áp dụng công thức tổng quát : p2 AA : 2pq Aa = 1
Cách tính tần số p,q :
$p= \frac{2D+R}{2N}$
$q=\frac{2H+R}{2N}$
a) Hai alen nằm trên NST thường
a.1 Trội hoàn toàn:
Thí dụ A là trội hoàn toàn so với a.
Nếu hai alen là trội hoàn toàn thì những cá thể có kiểu gen đồng hợp AA hay dị hợp Aa đều có kiểu hình trội. Như vậy không thể tính được số cá thể trội có kiểu gen là AA hay Aa. Mà chỉ có thể mang tính trạng lặn mới biết chắc chắn kiểu gen là aa do đó căn cứ trên các cá thể man tính trạng lặn để tính tần số của gen.
Nếu quần thể có sự cân bằng kiểu gen thì:
Tần số của kiểu gen aa là q2 → p=1 - q
a.2 Trội không hoàn toàn :
Dạng này chỉ cần biết tỉ lệ kiểu hình thì ta biết được tỉ lệ kiểu gen, khi tính tần số ta áp dụng công thức trên.
b. Hai alen nằm trên NST giới tính.
b.1 Trội lặn hoàn toàn.
*Ở đa số các loài động vật con đực đều là tao tử chỉ mang một alen trên NST X là đã biểu hiện thành tính trạng do đó chỉ cần căn cứ trên số cá thể, cái trong quần thể để tính tần số của các gen (với điều kiện tần số của các alen ở 2 giới đực cái như nhau ).
b.2 Trội không hoàn toàn.
Dạng này thường có nhiều kiểu gen và kiểu hình vì một số gen chỉ liên kết trên NST giới tính X không có alen trên Y nên con đực chỉ cần một alen đã biểu hiện thành kiểu hình.
B. BÀI TẬP VẬN DỤNG
VD1 : Ở một quần thể thực vật tại thế hệ P0 có 100% thể dị hợp về kiểu gen Aa nếu bắt buộc tự tự tụ qua 3 thế hệ thì có tỉ lệ dị hợp và thể đồng hợp là bao nhiêu.
Giải
Áp dụng công thức :
Tỉ lệ dị hợp = $(\frac{1}{2})^{n}$
Tỉ lệ đồng hợp = 1 - $(\frac{1}{2})^{n}$
Vậy tỉ lệ thể dị hợp, đồng hợp, ở các thế hệ theo bảng sau:
.png)
VD2. Trong một quần thể thực vật khi cân bằng di truyền có 20.000 cây trong đó có 450 cây thân thấp. Biết A quy định cây cao, a quy định cây thấp. Hãy xác định tần số tương đối của các alen.
Giải.
Lúa thân thấp có kiểu gen là aa = $\frac{450}{20000}$ x 100% = 0,0225.
→ q2 (aa) = 0,0225 → qa =0,15
→ pA =0,85
VD3 : Ở bò, kiểu gen AA quy định bò lông đen, aa quy định bò lông trắng, Aa quy định bò lông lang trắng đen. Một quần thể bò gồm có 108 con lông đen, 48 con lông trắng, 144 con lông lang trắng đen. Tính tần số của các alen A và a của quần thể bò nói trên.
Giải
Cấu trúc di truyền của quần thể bò là :
P : 108 AA : 144Aa : 48 aa= 300
→ 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa= 1.
Áp dụng công thức p(A) = $p= \frac{2D+R}{2N}$ = 0,6
q(a) = $q=\frac{2H+R}{2N}$ = 0,4
VD4 : Ở ruồi giấm gen A quy định mắt đỏ trội hoàn toàn so với a quy định mắt trắng, gen chỉ liên kết với nhiễm sắc thể giới tính X không có alen trên Y . Một quần thể ruồi giấm có : 250 con ruồi đực mắt trắng, 250 con con đực mắt đỏ, 250 con cái mắt đỏ thuần chủng, 250 con cái mắt đỏ dị hợp tìm tần số alen của quần thể trên.
Giải
Theo giả thiết ta có :
- 250 con đực mắt trắng có kiểu gen XaY → có 250 alen Xa
- 250 con cái mắt đỏ dị hợp có kiểu gen AAXa → có 250 alen XA
- 250 con đực mắt đỏ có kiểu gen XAY→ có 250 alen XA
- 250 con cái mắt đỏ thuần chủng có kiểu gen XA XA → có 500 alen XA
Vậy tổng số alen của quần thể là : 500alen Xa +1000alen XA =1500
Tần số alen a của quần thể là : 500/1500 = 0,03
Tần số alen A của quần thể là : 1000/1500 = 0,67.
C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1: Cho một quần thể ở thế hệ xuất phát như sau P: 0,55AA: 0,40Aa: 0,05aa. Phát biểu đúng với quần thể P nói trên là:
A. quần thể P đã đạt trạng thái cân bằng di truyền.
B. tỉ lệ kiểu gen của P sẽ không đổi ở thế hệ sau.
C. tần số của alen trội gấp 3 lần tần số của alen lặn.
D. tần số alen a lớn hơn tần số alen A.
Câu 2: Ở ngô (bắp), A quy định bắp trái dài, a quy định bắp trái ngắn. Quần thể ban đầu có thành phần kiểu gen 0,18AA: 0,72Aa: 0,10aa. Vì nhu cầu kinh tế, những cây có bắp trái ngắn không được chọn làm giống. Tính theo lí thuyết, thành phần kiểu gen của quần thể bắp trồng ở thế hệ sau là:
A. 0,2916AA: 0,4968Aa: 0,2116aa
B. 0,40AA: 0,40Aa: 0,20aa
C. 0,36AA: 0,48Aa: 0,16aa
D. 0,36AA: 0,36Aa: 0,28aa
Câu 3: Một quần thể cây trồng có thành phần kiểu gen 0,36AA: 0,54Aa: 0,1aa. Biết gen trội tiêu biểu cho chỉ tiêu kinh tế mong muốn nên qua chọn lọc người ta đã đào thải các cá thể lăn. Qua ngẫu phối, thành phần kiểu gen của quần thể ở thế hệ sau được dự đoán là:
A. 0,3969AA: 0,4662Aa: 0,1369aa
B. 0,55AA: 0,3Aa: 0,15aa
C. 0,49AA: 0,42Aa: 0,09aa
D. 0,495AA: 0,27Aa: 0,235aa
Câu 4: Một quần thể cân bằng có 2 alen: B trội không hoàn toàn quy định hoa đỏ, b quy định hoa trắng, hoa hồng là tính trạng trung gian, trong đó hoa trắng chiếm tỉ lệ 49%. Tỉ lệ kiểu hình hoa hồng trong quần thể là:
A. 70%
B. 91%
C. 42%
D. 21%
Câu 5: Một quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen 0,8Aa: 0,2aa. Qua chọn lọc, người ta đào thải các cá thể có kiểu hình lặn. Thành phần kiểu gen của quần thể ở thế hệ sau là
A. 0,64AA: 0,32Aa: 0,04aa
B. 0,36AA: 0,48Aa: 0,16aa
C. 0,16AA: 0,48Aa: 0,36aa
D. 0,25AA: 0,50Aa: 0,25aa
Câu 6: Quần thể nào sau đây có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân bằng?
A. 2,25%AA: 25,5%Aa: 72,25%aa
B. 16%AA: 20%Aa: 64%aa
C. 36%AA: 28%Aa: 36%aa
D. 25%AA: 11%Aa: 64%aa
Câu 7: Xét 2 alen W, w của một quần thể cân bằng với tổng số 225 cá thể, trong đó số cá thể đồng hợp trội gấp 2 lần số cá thể dị hợp và gấp 16 lần số cá thể lặn. Số cá thể có kiểu gen dị hợp trong quần thể là bao nhiêu?
A. 36 cá thể
B. 144 cá thể.
C. 18 cá thể
D. 72 cá thể.
Câu 8: Trên quần đảo Mađơrơ, ở một loài côn trùng cánh cứng, gen A quy định cánh dài trội không hoàn toàn so với gen a quy định không cánh, kiểu gen Aa quy định cánh ngắn. Một quần thể của loài này lúc mới sinh có thành phần kiểu gen là 0,25AA: 0,6Aa: 0,15aa, khi vừa mới trưởng thành các cá thể có cánh dài không chịu nổi gió mạnh bị cuốn ra biển. Tính theo lí thuyết thành phần kiểu gen của quần thể mới sinh ở thế hệ kế tiếp là:
A. 0,64AA: 0,32Aa: 0,04aa
B. 0,16AA: 0,48Aa: 0,36aa
C. 0,3025AA: 0,495Aa: 0,2025aa
D. 0,2AA: 0,4Aa: 0,4aa
Câu 9: Một quần thể loài có thành phần kiểu gen ban đầu 0,3AA: 0,45Aa: 0,25aa. Nếu đào thải hết nhóm cá thể có kiểu gen aa, thì qua giao phối ngẫu nhiên, ở thế hệ sau những cá thể có kiểu gen này xuất hiện trở lại với tỉ lệ bao nhiêu?
A. 0,09
B. 0,3
C. 0,16
D. 0,4
Câu 10: 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 loại giết thịt cừu lông ngắn. Qua ngẫu phối, thành phần kiểu gen của quần thể ở thế hệ sau được dự đoán là
A. 0,625AA: 0,25Aa: 0,125aa
B. 0,64AA: 0,32Aa: 0,04aa
C. 0,5625AA: 0,375Aa: 0,0625aa
D. 0,36AA: 0,48Aa: 0,16aa
.png)
