Di truyền học quần thể và tiến hoá ppsx

Đ ĐĐ ĐĐ ĐĐ Đại học khoa học tự nhiên ại học khoa học tự nhiên ại học khoa học tự nhiên ại học khoa học tự nhiên ại học khoa học tự nhiên ại học khoa học tự nhiên ại học khoa học tự nhiên ại học khoa học tự nhiên - - Đ ĐĐ ĐĐ ĐĐ Đại học quốc gia hà nội ại học quốc gia hà nộiại học quốc gia hà nội ại học quốc gia hà nộiại học quốc gia hà nội ại học quốc gia hà nộiại học quốc gia hà nội ại học quốc gia hà nội Khoa sinh học Khoa sinh học Khoa sinh học Khoa sinh học Khoa sinh học Khoa sinh học Khoa sinh học Khoa sinh học - - bộ môn di truyền học bộ môn di truyền họcbộ môn di truyền học bộ môn di truyền họcbộ môn di truyền học bộ môn di truyền họcbộ môn di truyền học bộ môn di truyền học DI TRUYềN DI TRUYềN HọCHọC quầnquần thểthể && tiếntiến hóahóa quầnquần thểthể && tiếntiến hóahóa Di Di Di Di Di Di Di Di truyền truyềntruyền truyềntruyền truyềntruyền truyền học họchọc họchọc họchọc học cơ cơ cơ cơ cơ cơ cơ cơ sở sởsở sởsở sởsở sở đINH đOàN đINH đOàN đINH đOàN đINH đOàN đINH đOàN đINH đOàN đINH đOàN đINH đOàN lONG lONGlONG lONGlONG lONGlONG lONG Một số định nghĩa Sự di truyền trong quần thể Các yếu tố ảnh hởng đến trạng thái cần bằng di truyền của quần thể Nội dung 2 cần bằng di truyền của quần thể Di truyền học quần thể và sự hình thành các loài Tiến hóa học phân tử Một số định nghĩa Sự di truyền trong quần thể Các yếu tố ảnh hởng đến trạng thái cần bằng di truyền của quần thể Nội dung 3 cần bằng di truyền của quần thể Di truyền học quần thể và sự hình thành các loài Tiến hóa học phân tử Một số định nghĩa Theo di truyền học, loài (species) là tập hợp các cá thể sinh vật thực sự hoặc có tiềm năng giao phối với nhau. Các thành viên của một loài cùng chia xẻ vốn gen chung. Các loài khác nhau trong tự nhiên không có khả năng trao đổi vật chất di truyền với nhau. Nh vậy, sự ngăn cách các loài chủ yếu dựa trên tiêu chuẩn sự ng ă n cách giao phối ( ng ă n cách di truyền/ng ă n cách 4 sự ng ă n cách giao phối ( ng ă n cách di truyền/ng ă n cách sinh sản?). Vốn gen (gen pool) là tập hợp toàn bộ các thông tin di truyền, tức là bộ đầy đủ các alen của tất cả các gen có trong một quần thể hay một loài tại thời điểm xác định. Một số định nghĩa Tần số alen (alen frequency, đôi khi gọi tắt là tần số gen ) là số bản sao của một alen chia cho tổng số bản sao của Quần thể (population) là tập hợp các cá thể trong cùng một loài có cùng môi trờng sinh cảnh, tồn tại trong cùng một thời điểm nhất định, có tiềm năng giao phối với nhau. 5 là số bản sao của một alen chia cho tổng số bản sao của tất cả các alen có trong quần thể. Di truyền học quần thể (population genetics) là một chuyên ngành của di truyền học chuyên nghiên cứu về tần số các kiểu gen và tần số alen qua các thế hệ. Một số định nghĩa Sự di truyền trong quần thể Các yếu tố ảnh hởng đến trạng thái cần bằng di truyền của quần thể Nội dung 6 cần bằng di truyền của quần thể Di truyền học quần thể và sự hình thành các loài Tiến hóa học phân tử Sự di truyền trong quần thể Xét về tần số kiểu gen, quá trình tự thụ phấn (ở thực vật) là quá trình đồng hợp tử hóa. Qua từng thế hệ, tần số cá thể đồng hợp tử tăng dần, ngợc lại số dị hợp tử giảm dần. Đối với quần thể tự thụ Hiện tợng tơng tự cũng xảy ra đối với động vật khi xảy ra hiện tợng giao phối gần (nội phối). Đối với ngời là hôn nhân cận huyết. Aa I 7 Aa Aa Aa Aa Aa aa aa aa aa aa aa aa AA AA AA AA AA AA AA I II III IV V VI VII VIII Sự di truyền trong quần thể Trên cơ sở của cơ chế giảm phân, tạo giao tử và thụ tinh có thể dễ dàng nhận thấy rằng đối với các quần thể ngẫu phối tỉ lệ một kiểu gen nào đó sẽ là tích tần số các alen tơng ứng. Đối với quần thể ngẫu phối Quần thể đợc coi là cân bằng khi tần số các alen và kiểu 8 Quần thể đợc coi là cân bằng khi tần số các alen và kiểu gen trong quần thể duy trì ổn định qua các thế hệ. Năm 1908, Hardy & Weiberg phát hiện ra công thức về tần số kiểu gen của một quần thể ngẫu phối cân bằng luôn là: Tần số kiểu gen: p 2 [A 1 A 1 ] : 2pq[A 1 A 2 ] : q 2 [A 2 A 2 ], Trong đó, p và q lần lợt là tần số hai alen A 1 và A 2 (giả sử locut chỉ có 2 alen), nghĩa là p + q = 1. Sự di truyền trong quần thể Đối với quần thể ngẫu phối Có thể dễ dàng nhận thấy công thức Hardy-Weinberg thực chất là nhị thức Newton Tần số kiểu gen: (pA 1 + q A 2 ) 2 , với p + q = 1. Các quần thể ngẫu phối có tần số các kiểu gen và alen không phù hợp với công thức Hardy Weinberg là các 9 không phù hợp với công thức Hardy Weinberg là các quần thể không cân bằng. Tuy vậy, nếu hiện tợng ngẫu phối xảy ra hoàn toàn và quần thể đủ lớn, chi sau 1 thế hệ duy nhất, quần thể không cân bằng sẽ chuyển về trạng thái cân bằng. Sự di truyền trong quần thể Đối với quần thể ngẫu phối Đối với các locút nhiều hơn hai alen, công thức Hardy Weinberg đợc mở rộng theo nguyên tắc biểu thức Newton, ví dụ: tần số kiểu gen = (pA 1 + q A 2 + rA 3 ) 2 , với p + q + r = 1 (với locut có 3 alen); hoặc (pA 1 + qA 2 + rA 3 + sA 4 ), với p + q + r + s = 1 (với locut có 4 alen), v.v 10 Các quần thể ngẫu phối có tần số các kiểu gen và alen không phù hợp với công thức Hardy Weinberg là các quần thể không cân bằng. Tuy vậy, nếu hiện tợng ngẫu phối xảy ra hoàn toàn và quần thể đủ lớn, chi sau 1 thế hệ duy nhất, quần thể không cân bằng sẽ chuyển về trạng thái cân bằng. [...]... đổi tần số alen trong quần thể Di nhập c Tần số alen A (p) ở quần thể y sau khi một số cá thể di c đến từ quần thể x và chiếm tần số m ở quần thể y mới là: Trong đó, px và py là tần số alen A tơng ứng tại các quần thể x và y, m là tỉ lệ cá thể từ quần thể x trong quần thể y mới Sự thay đổi tần số alen ở quần thể y sau khi có sự nhập c: 23 Các lực làm thay đổi tần số alen trong quần thể Chọn lọc tự nhiên... số nội phối từ số dị hợp tử quan sát và số dị hợp tử lý thuyết T vấn di truyền 12 Nội dung Một số định nghĩa Sự di truyền trong quần thể Các yếu tố ảnh hởng đến trạng thái cần bằng di truyền của quần thể Di truyền học quần thể và sự hình thành các loài Tiến hóa học phân tử 13 Các yếu tố ảnh hởng trạng thái cân bằng di truyền Đột biến ở mỗi thế hệ, vốn gen của quần thể thờng đợc bổ sung thêm bởi những... lặn gây hại 30 Một số công thức tính hệ số tơng đồng và hồi quy Công thức tính hệ số tơng đồng Công thức hồi quy cho hàm y = ax + b 31 Nội dung Một số định nghĩa Sự di truyền trong quần thể Các yếu tố ảnh hởng đến trạng thái cần bằng di truyền của quần thể Di truyền học quần thể và sự hình thành các loài Tiến hóa học phân tử 32 di truyền học quần thể và sự hình thành các loài Ngay từ những thời kỳ sơ... thớc quần thể ảnh hởng trực tiếp đến lỗi lấy mẫu Nên chúng ta dự đoán đợc mức độ ảnh hởng (cờng độ) của sự sai lạc di truyền, qua kích thớc quần thể hữu hiệu (Ne) 20 Các lực làm thay đổi tần số alen trong quần thể Sai lạc di truyền Nếu tỉ lệ đực/cái trong quần thể là nh nhau và mọi cá thể có sức sinh sản tơng đơng thì kích thớc quần thể hữu hiệu đúng bằng tần số của cá thể ở tuổi sinh sản của quần thể, ... cá thể đực/cái không bằng nhau thì kích thớc quần thể hữu hiệu (Ne) bằng: Với: Nf = số cá thể cái trong quần thể tham gia sinh sản Nm = số cá thể đực trong quần thể tham gia sinh sản 21 Các lực làm thay đổi tần số alen trong quần thể Sai lạc di truyền Sự cân bằng giữa đột biến và sai lạc di truyền ngẫu nhiên Trong đó: H là tỉ lệ số các thể dị hợp tử; à: tỉ lệ đột biến trung tính Ne: kích thớc quần thể. .. lớn, còn chim trống thì ngợc lại Chọn lọc tách ly có thể là một cơ chế tiến hóa thành hai loài mới, nhng cần có cơ chế cách ly trớc giao phối để ngăn cản sự giao phối giữa chúng có thể di n ra 15 Các yếu tố ảnh hởng trạng thái cân bằng di truyền Kích thớc quần thể Kích thớc quần thể càng nhỏ, hệ số nội phối càng lớn, làm tăng các thể đồng hợp tử, và ngợc lại Nhập c Mang đến các kiểu gen từ một vốn gen...Sự di truyền trong quần thể Đối với quần thể ngẫu phối Đối với quần thể nội phối một phần, công thức HardyWeinberg đợc hiệu chỉnh l : (p2 + fpq) (A1A1) + (2pq - 2fpq) (A1A2) + (q2 + fpq) (A2A2) Trong đó, f l tần số cá thể nội phối trong quần thể Trong thực tế, f đợc tính bằng: [1 (tần số dị hợp tử quan sát / tần số dị hợp... trong quần thể Sai lạc di truyền Định luật Hardy-Weiberg giả thiết các quần thể có kích thớc lớn, giao phối hoàn toàn ngẫu nhiên Các quần thể trong thực tế thờng có kích cỡ không phải luôn luôn ổn định; tuy vậy, chúng cũng đủ lớn để các yếu tố ngẫu nhiên chỉ gây tác động nhỏ đến các tần số alen Mọi sự thay đổi tần số alen của quần thể bởi các sự kiện ngẫu nhiên (đột xuất) đợc gọi là sự sai lạc di truyền. .. vai trò quan trọng trong tiến hóa ở các quần thể nhỏ 19 Các lực làm thay đổi tần số alen trong quần thể Sai lạc di truyền Sự biến động ngẫu nhiên so với lý thuyết gọi là lỗi lấy mẫu, giống nh khi chúng ta tung đồng xu 4 lần thu đợc 3 mặt xấp : 1 mặt ngửa, thậm chí cả 4 mặt đều ngửa Khi số mấu càng nhỏ, lỗi lấy mẫu càng lớn Sai lạc di truyền là ngẫu nhiên, nên chúng ta không thể dự đoán đợc sự thay đổi... tử Nếu quần thể ở trạng thái cân bằng, tần số alen lặn tính bằng căn bậc hai tần số kiểu hình lặn Nếu quần thể ở trạng thái cân bằng, tần số alen lặn liên kết NST X bằng số cá thể đực biểu hiện tính trạng / tổng số cá thể đực Quần thể ở trạng thái cân bằng, nhng tần số đồng hợp tử cao hơn lý thuyết là do nội phối (nội phối làm thay đổi tần số kiểu gen nhng không làm thay đổi tần số alen) Có thể xác . truyền học bộ môn di truyền họcbộ môn di truyền học bộ môn di truyền học DI TRUYềN DI TRUYềN HọCHọC quầnquần th thể && tiếntiến hóahóa quầnquần th thể && tiếntiến hóahóa Di Di. HọCHọC quầnquần th thể && tiếntiến hóahóa quầnquần th thể && tiếntiến hóahóa Di Di Di Di Di Di Di Di truyền truyềntruyền truyềntruyền truyềntruyền truyền học họchọc họchọc họchọc học cơ cơ cơ cơ cơ cơ cơ cơ sở sởsở sởsở sởsở sở đINH. học Khoa sinh học Khoa sinh học Khoa sinh học Khoa sinh học Khoa sinh học Khoa sinh học - - bộ môn di truyền học bộ môn di truyền họcbộ môn di truyền học bộ môn di truyền họcbộ môn di