VietJack com Facebook Học Cùng VietJack Học trực tuyến khoahoc vietjack com Youtube VietJack TV Official PHẦN III BÀI TẬP VỀ DI TRUYỀN QUẦN THỂ VÀ TIẾN HÓA A CÁC DẠNG BÀI TẬP 1 Bài tập về di truyền qu[.]
VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack PHẦN III: BÀI TẬP VỀ DI TRUYỀN QUẦN THỂ VÀ TIẾN HÓA A CÁC DẠNG BÀI TẬP Bài tập di truyền quần thể có tác động nhân tố tiến hóa Bài 1: Xét gen có alen A alen a Một quần thể sóc gồm 180 cá thể trưởng thành sống vườn thực vật có tần số alen A 0,9 Một quần thể sóc khác sống khu rừng bên cạnh có tần số alen 0,5 Do thời tiết mùa đông khắc nghiệt đột ngột 60 sóc trưởng thành từ quần thể rừng di cư sang quần thể vườn thực vật để tìm thức ăn hịa nhập vào quần thể sóc vườn thực vật a) Tính tần số alen A alen a quần thể sóc sau di cư mong đợi bao nhiêu? b) Ở quần thể sóc vườn thực vật sau di cư, giả sử tần số đột biến thuận (A→ a) gấp lần tần số đột biến nghịch (a→A) Biết tần số đột biến nghịch 10-5 Tính tần số alen sau hệ quần thể sóc c) Giả sử tần số alen (a) quần thể sóc sống rừng 0,2575 0,5625 quần thể hỗn hợp (sau nhập cư), cho biết tốc độ nhập cư 0,1 Tính tần số alen (a) quần thể sóc vườn thực vật ban đầu? Hướng dẫn giải a) Ở quần thể vườn thực vật số cá thể sóc mang alen A là: 180 0,9 = 162 cá thể Ở quần thể rừng số cá thể sóc mang alen A di cư sang quần thể vườn thực vật là: 0,5 60 = 30 cá thể Vậy tổng cá thể mang alen A quần thể sóc vườn thực vật sau di cư là: 162 + 30 = 192 cá thể Tổng số cá thể sóc vườn thực vật: 180 + 60 = 240 cá thể → Tần số alen A = 192 = 0,8 , tần số alen a = − 0,8 = 0, 240 b) p A = vq − up = (10−5 0, ) − ( 5.10−5 0,8 ) = −3,8.10 −5 q a = up − vq = ( 5.10−5 0,8 ) − (10−5 0, ) = 3,8.10 −5 Vậy tần số alen A alen a sau hệ là: p A = 0,8 − 3,8.10−5 q a = 0, + 3,8.10−5 c) m = 0,1; q m = 0, 2575; q = 0,5625 Ta có phương trình: Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com m= Facebook: Học Cùng VietJack ( q − q) → q = ( q − mq m ) = ( 0,5625 − 0,1 0, 2575) 0,5964 − 0,1 ( q − qm ) (1 − m ) Vậy tần số alen (a) là: 0,5964 Bài 2: Trong quần thể lúa có tần số bị bệnh bạch tạng 100/40000 Biết quần thể trạng thái cân di truyền a) Hãy tính tần số alen xác định cấu trúc di truyền quần thể? b) Nếu tiến hành tự thụ phấn bắt buộc qua hệ cấu trúc di truyền quần thể nào? Hướng dẫn giải a) Gọi p tần số alen A, q tần số alen a Theo ta có: q2 = 100 / 40000 = 0,0025 q = 0, 0025 = 0, 05 ( a ) p = − 0, 05 = 0,95 ( A ) Cấu trúc di truyền quần thể cho là: 0,952 AA + 0,95 0,05Aa + 0,052 aa = 0,9025AA + 0,095Aa + 0,0025aa = b) Quần thể tự thụ phấn bắt buộc qua hệ thì: 1 Thể Aa = 0, 095 = 0, 0059 2 Thể AA = Thể aa = ( 0, 095 − 0, 0059 ) + 0,9025 = 0,94705 ( 0, 095 − 0, 0059 ) + 0, 0025 = 0, 04705 - Cấu trúc di truyền quần thể là: 0,94705AA + 0,0059Aa + 0,04705aa = Bài 3: Thế hệ xuất phát quần thể ngẫu phối có 0,5AA : 0,4Aa : 0,1aa Giả sử kiểu hình lặn (aa) khơng có khả sinh sản Ở hệ F3, lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể có kiểu gen dị hợp bao nhiêu? Hướng dẫn giải Bước 1: Xác định tỉ lệ kiểu gen Aa hệ F3 Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack - Ở hệ xuất phát có tần số a = 0,1 + - Ở hệ F3, tần số a = 0, = 0,3 q 0,3 0,3 = = 0,16 + 3q + 3.0,3 1,9 → Tần số A = − 0,16 = 0,84 - Tỉ lệ kiểu gen F3 = ( 0,84 ) AA + 2.0,84.0,16Aa + ( 0,16 ) aa = 2 → Kiểu gen dị hợp (Aa) chiếm tỉ lệ = 0,84 0,16 0, 27 Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất Ở hệ F3, lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể có kiểu gen Bài tập quần thể ngẫu phối Bài 1: Một quần thể cân di truyền có số cá thể mang kiểu gen dị hợp lần số cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn Lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể mang gen a bao nhiêu? Hướng dẫn giải Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền quần thể - Khi quần thể cân cấu trúc di truyền Số cá thể mang kiểu gen dị hợp có tỉ lệ 2pq Aa; Số cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn q2 aa - Theo ta có: 2pq = 8q2 → p = 4q Mà p + q = nên → q = = 0, 2; p = − 0, = 0,8 - Cấu trúc di truyền quần thể là: 0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa = Bước 2: Tìm tỉ lệ cá thể mang gen a - Cá thể mang gen a gồm có 0,32Aa + 0,04aa = 0,36 - Cá thể khơng mang gen a có tỉ lệ – 0,36 = 0,64 Bước 3: Sử dụng tốn tổ hợp để tính xác suất Lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể mang gen a C35 ( 0,36 ) ( 0, 64 ) 0,19 Bài 2: Ở loài thực vật, gen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy định thân thấp; Gen B quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen b quy định hoa trắng; hai cặp alen Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack nằm cặp NST khác Ở quần thể cân di truyền có tần số A = 0,6; a = 0,4 tần số B = 0,7; b = 0,3 Lấy ngẫu nhiên cá thể kiểu hình thân cao, hoa đỏ Xác suất để thu cá thể chủng bao nhiêu? Hướng dẫn giải Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền quần thể - Cấu trúc di truyền gen A ( 0, ) AA + ( 0, ) ( 0, ) Aa + ( 0, ) aa = → 0,36AA + 0, 48Aa + 0,16aa = - Cấu trúc di truyền gen B ( 0, ) BB + ( 0, ) ( 0,3 ) Bb + ( 0,3 ) bb = → 0, 49BB + 0, 42Bb + 0,09bb = Bước 2: Tìm tỉ lệ kiểu gen chủng số cá thể có thân cao, hoa đỏ quần thể - Cây thân cao, hoa đỏ có kí hiệu kiểu gen A-B- có tỉ lệ = tích (A-) nhân với tích (B-) Mà kiểu hình A- có tỉ lệ = – aa = 1- 0,16 = 0,84 Kiểu hình B- có tỉ lệ = – bb = – 0,09 = 0,91 → Kiểu hình thân cao, hoa đỏ (A-B-) có tỉ lệ = 0,84 0,91 = 0,7644 - Cây thân cao, hoa đỏ chủng có kiểu gen AABB nên có tỉ lệ = 0,36AA 0, 49BB = 0,1764 - Trong số thân cao, hoa đỏ chủng chiếm tỉ lệ = 0,1764 0, 23 0, 7644 Cây không chủng chiếm tỉ lệ = – 0,23 = 0,67 Bước 3: Sử dụng tốn tổ hợp để tính xác suất Lấy ngẫu nhiên cá thể có kiểu hình thân cao, hoa đỏ, xác suất để thu cá thể chủng C13 ( 0, 23) ( 0, 67 ) 0,31 Bài 3: Cho biết tính trạng màu hoa cặp gen Aa Bb nằm cặp NST tương tác theo kiểu bổ sung Khi kiểu gen có A B có hoa đỏ; Khi có gen trội A B hoa vàng; Kiểu gen đồng hợp lặn có hoa trắng Một quần thể cân di truyền có tần số A 0,5 tỉ lệ hoa trắng 12,25% Lấy ngẫu nhiên quần thể, xác suất để thu hoa vàng bao nhiêu? Hướng dẫn giải Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền quần thể đạt cân di truyền Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack Gọi tần số alen b x - Cây hoa trắng có kiểu gen aabb chiếm tỉ lệ = 12,25% = 0,1225 Vì quần thể cân di truyền nên kiểu gen aabb có tỉ lệ = aa bb = ( 0,5 ) x = 0, 25.x = 0,1225 → x2 = 0,1225 = 0, 49 → x = 0, 0, 25 Vậy tần số alen b = 0,7 → Tần số alen B = 0,3 Cấu trúc di truyền theo gen A là: 0,25AA + 0,5Aa + 0,25aa = Cấu trúc di truyền theo gen B là: 0,09BB + 0,42Bb + 0,49bb = Bước 2: Tìm tỉ lệ loại kiểu hình hoa vàng Kiểu hình hoa vàng có kí hiệu aaB- A-bb - Tỉ lệ aaB- = 0, 25aa (1 − 0, 49bb ) = 0, 25 0,51 = 0,1275 - Tỉ lệ A-bb = (1 − 0, 25aa ) 0, 49bb = 0, 75 0, 49 = 0,3675 → Kiểu hình hoa vàng có tỉ lệ = 0,1275 + 0,3675 = 0,495 Các cá thể khơng có kiểu hình hoa vàng có tỉ lệ = – 0,495 = 0,505 Bước 3: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất Lấy ngẫu nhiên quần thể, xác suất để thu hoa vàng C32 ( 0, 495 ) 0,505 0,37 Bài 4: Ở loài thú vật, gen A nằm NST thường quy định lông đỏ trội hồn tồn so với gen a quy định lơng trắng Thế hệ xuất phát quần thể ngẫu phối có 200 đực mang kiểu gen AA, 200 mang kiểu gen Aa, 100 mang kiểu gen aa Khi quần thể đạt trạng thái cân di truyền, lấy ngẫu nhiên cá thể lông đỏ, xác suất để thu cá thể chủng bao nhiêu? Hướng dẫn giải Bước 1: Tìm tần số alen quần thể - Tần số alen giới: + Ở giới đực có 200 cá thể AA (100% AA) Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack → Tần số A = + Ở giới có 200 cá thể Aa 100 cá thể aa → Tần số A = ; a = 3 - Tần số alen quần thể đạt trạng thái cân di truyền trung bình cộng tần số alen hai giới = 2; Tần số A = 1+ Tần số a = − = 3 Bước 2: Xác định cấu trúc di truyền quần thể đạt cân di truyền Tỉ lệ kiểu gen quần thể đạt trạng thái cân di truyền: 2 2 1 AA + Aa + aa=1 3 3 3 4 → AA + Aa + aa=1 9 Bước 3: Tìm tỉ lệ kiểu gen chủng số cá thể lông đỏ - Khi quần thể cân di truyền, cá thể lông đỏ gồm có 4 AA Aa 9 → Cá thể chủng chiếm tỉ lệ = 4 + 9 = Bước 4: Sử dụng tốn tổ hợp để tính xác suất Khi quần thể đạt trạng thái cân băng di truyền, lấy ngẫu nhiên cá thể lông đỏ, xác suất để thu cá thể chủng = = 50% Bài 5: Ở quần thể thực vật cân di truyền, alen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy định thân thấp; alen B quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen b quy định hoa trắng Các gen phân li độc lập Sau số hệ ngẫu phối, thu F1 có 27% thân cao, hoa đỏ; 9% thân cao, hoa trắng; 48% thân thấp, hoa đỏ; 16% thân thấp, hoa trắng Cho tất thân cao, hoa trắng giao phấn ngẫu nhiên thu F1 Lấy ngẫu nhiên F1, xác suất để thu thân cao, hoa trắng bao nhiêu? Hướng dẫn giải Bước 1: Xác định tần số alen Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack - Tìm tần số alen A: Tỉ lệ kiểu hình tính trạng chiều cao thân Thân cao : thân thấp = ( 27% + 9% ) : ( 48% + 16% ) = 36% : 64% Cây thân thấp (aa) có tỉ lệ = 0,64 → Tần số a = 0, 64 = 0,8 → Tần số A = 0,2 - Tìm tần số alen B: Tỉ lệ kiểu hình tính trạng màu sắc hoa Hoa đỏ : hoa trắng = ( 27% + 48% ) : ( 9% + 16% ) = 75% : 25% Cây hoa trắng (bb) có tỉ lệ = 0,25 → Tần số b = 0, 25 = 0,5 → Tần số B = 0,5 Ở F1 AABB chiếm tỉ lệ = ( 0, ) ( 0,5 ) = 0, 01 2 Trong thân cao, hoa đỏ F1, đồng hợp tử hai cặp gen chiếm tỉ lệ = 0, 01 = 0, 27 27 Bước 2: Tìm tỉ lệ loại kiểu hình thân cao, hoa trắng F1 Cho thân cao, hoa trắng lai với để F1 Cây thân cao, hoa trắng lai với để F1 Cây thân cao, hoa trắng có kiểu gen Aabb Aabb Kiểu gen AAbb có tỉ lệ = ( 0, ) ( 0,5 ) = 0, 01 2 Kiểu gen Aabb có tỉ lệ = 0, 0,8 ( 0,5 ) = 0, 08 Các thân cao, hoa trắng có kiểu gen với tỉ lệ AAbb : Aabb 9 Các cho loại giao tử với tỉ lệ Ab ab 9 Ở đời con, thân thấp, hoa trắng (aabb) chiếm tỉ lệ 16 = = 81 → Cây thân cao, hoa trắng (A-bb) chiếm tỉ lệ = − 16 65 = 81 81 Bước 3: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack Lấy ngẫu nhiên F1, xác suất để thu thân cao, hoa trắng 65 4225 = = 0, 64 6561 81 Bài tập quần thể giao phối có lựa chọn Bài 1: Thế hệ xuất phát quần thể ngẫu phối có cấu trúc di truyền 0,1AABB + 0, 2AaBB + 0, 2AABb + 0, 2AaBb + 0,1Aabb + 0, 2aabb = Ở F2, lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể có kiểu gen AaBb bao nhiêu? Hướng dẫn giải Bước 1: Tìm tần số alen quần thể - Ở quần thể ngẫu phối, tỉ lệ kiểu gen đời (từ F1 đến Fn) đạt cân theo công thức Định luật Hacđi – Vanberg - Tần số alen A = 0,1 + 0, 0, 0,1 + 0, + + = 0,55 2 → Tần số alen a = − 0,55 = 0, 45 - Tần số alen B = 0,1 + 0, + 0, 0, + = 0,5 2 → Tần số alen b = − 0,5 = 0,5 Bước 2: Tìm tỉ lệ loại kiểu gen AaBb F2 Kiểu gen AaBb = 0,55 0, 45 0,5 0,5 = 0, 2475 Các kiểu gen cịn lại có tỉ lệ = − 0, 2475 = 0,7525 Bước 3: Sử dụng tốn tổ hợp để tính xác suất Ở F2, lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể có kiểu gen AaBb C12 0, 2475 0, 7525 0,3725 = 37, 25% Bài 2: Thế hệ xuất phát quần thể nội phối có cấu trúc di truyền 0,3AA + 0, 4Aa + 0,3aa = Giả sử hệ số nội phối 0,2 Ở hệ F3, lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể chủng bao nhiêu? Hướng dẫn giải Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền quần thể hệ F3 Áp dụng cấu trúc di truyền quần thể nội phối, ta có: - Thế hệ xuất phát có 0,3AA + 0, 4Aa + 0,3aa = Hệ số nội phối = 0,2 F3 Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack Kiểu gen Aa có tỉ lệ = 0, (1 − 0, ) = 0, 2048 → Kiểu gen AA có tỉ lệ = 0,3 + Kiểu gen aa có tỉ lệ = 0,3 + 0, − 0, 2048 = 0,3976 0, − 0, 2048 = 0,3976 → Cấu trúc di truyền hệ F3 0,3976AA + 0, 2048Aa + 0,3976aa = Bước 2: Tìm tỉ lệ loại kiểu gen đồng hợp F3 Ở F3, kiểu gen đồng hợp gồm có AA aa có tỉ lệ = 0,3976 + 0,3976 = 0,7952 Bước 3: Sử dụng tốn tổ hợp để tính xác suất Ở hệ F3, lấy ngẫu nhiên cá thể, xác suất để thu cá thể chủng 0,7952 = 79,52% Xác suất quần thể người Bài 1: Ở người, gen A nằm NST thường quy định tóc xoăn trội hồn tồn so với a quy định tóc thẳng Một quần thể cân di truyền có người tóc thẳng chiếm tỉ lệ 64% Một cặp vợ chồng quần thể có tóc xoăn, họ dự định sinh Xác suất để người có đứa tóc xoăn bao nhiêu? Hướng dẫn giải Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền quần thể - Người tóc thẳng chiếm tỉ lệ 64% = 0,64 Vì quần thể cân di truyền nên cấu trúc p2 AA + 2pqAa + q2aa = → Tần số a q = q = 0, 64 = 0,8 → Tần số A = − 0,8 − 0, - Cấu trúc di truyền quần thể ( 0, ) AA + ( 0, ) ( 0,8 ) Aa + ( 0,8 ) aa = = 0,04AA + 0,32Aa + 0,64aa = Bước 2: Tìm xác suất kiểu gen bố mẹ - Cặp vợ chồng có tóc xoăn nên có kiểu gen AA Aa, có tỉ lệ 0,04AA : 0,32Aa Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack - Vậy quần thể này, số người tóc xoăn, người dị hợp Aa chiếm tỉ lệ 0,32 = = 0, 04 + 0,32 64 → Xác suất để vợ chồng có tóc xoăn có kiểu gen dị hợp = 81 Bước 3: Tìm tỉ lệ kiểu hình đời - Khi hai vợ chồng có kiểu gen Aa tỉ lệ sinh tóc thẳng (aa) = xoăn với tỉ lệ = , sinh có tóc Bước 4: Sử dụng tốn tổ hợp để tính xác suất Xác suất để người có đứa tóc xoăn đứa tóc thẳng 64 64 1 64 27 C32 = = = 0,33 81 81 64 81 Bài 2: Ở người, tính trạng hói đầu gen quy định Gen B quy định hói đầu, alen b quy định kiểu hình bình thường Kiểu gen Bb quy định hói đầu nam khơng hói nữ Trong quần thể cân di truyền, trung bình 10000 người có 100 người bị hói Một cặp vợ chồng thuộc quần thể bị hói đầu, họ dự định sinh Xác suất để có đứa bị hói bao nhiêu? Hướng dẫn giải Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền quần thể - Gọi tần số alen b q → Tần số alen B – q - Người bị hói gồm có: + Người nam bị hói có: q BB + 2q (1 − q ) Aa + Người nữ bị hói có: q BB Tính chung quần thể người bị hói có tỉ lệ q + 2q (1 − q ) q q + q + 2q (1 − q ) = + = 2 = q + q (1 − q ) = q Trong quần thể này, người bị hói chiếm tỉ lệ q = 100 = 0, 01 10000 → Tần số B = 0,01; tần số b = 0,99 Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official VietJack.com Facebook: Học Cùng VietJack Cấu trúc di truyền quần thể : 0,0001 BB + 0,0198 Bb + 0,9801bb = Bước 2: Tìm xác suất kiểu gen bố mẹ Người chồng bị hói đầu có kiểu gen BB Bb với tỉ lệ 0,0001 BB 0,0198Bb = 1BB:198Bb Người chồng có kiểu gen 1BB 198Bb Người vợ bị hói đầu có kiểu gen BB Bước 3: Tìm tỉ lệ kiểu hình đời Người chồng có kiểu gen 1BB 198Bb cho loại giao tử với tỉ lệ 100 giao tử B 99 giao tử b Người vợ bị hói đầu có kiểu gen BB ln cho loại giao tử B ♀ ♂ 1B 100B 99b 100BB 99Bb Tỉ lệ kiểu hình đời nam: 199 bị hói; nữ 100 bị hói, 99 bình thường → Tỉ lệ bị hói = 100 + 199 0, 75 ; 199 + 100 + 99 Tỉ lệ khơng bị hói = – 0,75 = 0,25 Bước 4: Sử dụng tốn tổ hợp để tính xác suất Xác suất để có đứa bị hói C12 0, 75 0, 25 = 0,375 Học trực tuyến: khoahoc.vietjack.com Youtube: VietJack TV Official