Chuyên đề di truyền học quần thể

Chuyên đề di truyền học quần thể Chuyên đề di truyền học quần thể Chuyên đề di truyền học quần thể Chuyên đề di truyền học quần thể Chuyên đề di truyền học quần thể Chuyên đề di truyền học quần thể Chuyên đề di truyền học quần thể Chuyên đề di truyền học quần thể

DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ GV: NGUYỄN THỊ HUỲNH HOA_ TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN QUANG DIÊU A QUẦN THỂ TỰ PHỐI Xác định sự thay đổi tần số kiểu gen dị hợp tử sau n thế hệ tự thụ phấn Áp dụng công thức: Một quần thể ban đầu có 100% dị hợp tử, sau n thế hệ tự thụ phấn thì tỉ lệ kiều gen dị hợp tử giảm xuống còn (1/2)n x 100% Ví dụ Giả sử ta có một quần thể đậu Hà Lan gồm toàn cây dị hợp tử Aa Tỉ lệ kiểu gen của dị hợp tử quần thể sẽ là nếu quần thể đó tự thụ phấn qua thế hệ Giải Sau thế hệ tự thụ phấn, tỉ lệ kiểu gen quần thể sẽ là (1/2) x100% = 12,5% Xác định sự thay đổi tần số kiểu gen quần thể sau n thế hệ tự thụ phấn Tỉ lệ tăng lên của các kiểu gen đồng hợp tự quần thể đúng bằng tỉ lệ giảm của kiểu gen dị hợp (h – h × (1/2)n) Tỉ lệ mỗi kiểu gen đồng hợp bằng ½ tỉ lệ giảm của kiểu gen dị hợp (h x (1-(1/2)n)/2) → Giả sử quẩn thể ban đầu có tần số các kiểu gen lần lượt là dAA + hAa + r aa thì tần số các kiểu gen sau n thế hệ tự thụ phấn là n + Aa = ( ) h 1− ( )n + AA = d + h 1− ( )n + aa = r + h Ví dụ Một quần thể khởi đầu có tần số các kiểu gen AA, Aa và aa lần lượt là 0,5; 0,4; 0,1 Xác định tần số các kiểu gen quần thể sau thế hệ tự thụ phấn? Giải Tần số kiểu gen AA sau thế hệ quần thể tự thụ phấn là 0,5 + 0,4 × (1-(1/2)2)/2 = 0,65 Tần số kiểu gen Aa sau thế hệ quần thể tự thụ phấn là 0,4 × (1/2)2 = 0,1 Tần số kiểu gen aa sau thế hệ quần thể tự thụ phấn là 0,1 + 0,4 × (1-(1/2)2)/2 = 0,25 Ví dụ Ở ngô, tính trạng hạt đỏ là trội hoàn toàn so với tính trạng hạt trắng Có ngô tự thụ phấn, mang kiểu gen Aa, mang kiểu gen aa Mỗi tạo được bắp, mỗi bắp trung bình 200 hạt Tính chung thu hoạch có hạt đỏ, hạt trắng? Giải Ta có thành phần kiểu gen của quần thể trước thụ phấn là 0,5Aa : 0,5aa Sau thế hệ tự thụ phấn, thành phần kiểu gen của quần thể là AA : + 0,5 × (1-(1/2)1)/2 = 0,125 Aa : 0,5 × (1/2)1 = 0,25 aa : 0,5 + 0,5 × (1-(1/2)1)/2 = 0,625 Tổng số hạt thu được sau thế hệ tự thụ phấn là: × × 200 = 800 (hạt) Trong đó số hạt đỏ (có kiểu gen AA và Aa) là: (0,125 + 0,25) × 800 = 300 Số hạt trắng (có kiểu gen aa) là: 0,625 × 800 = 500 B QUẦN THỂ NGẪU PHỐI Xác định một quần thể có ở trạng thái cần bằng di truyển hay không? Có cách xác định • Cách Quần thể dAA + hAa + raa cân bằng di truyền khi: d.r = ( Ví dụ Cho các quần thể có cấu trúc di truyền sau: Quần thể 1: 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa Quần thể 2: 0,5 AA + 0,4 Aa + 0,1 aa Các quần thể có ở trạng thái cân bằng hay không? Giải Xét quần thể Ta có: 0,64 × 0,04 = ( Xét quần thể Ta có: 0,5 × 0,1 ≠ ( → Quần thể cân bằng → Quần thể không cân bằng • Cách Một quần thể cân bằng có cấu trúc di truyền: p 2AA + 2pqAa + q2 (trong đó p là tần số alen A, q là tần số alen a) Ví dụ Cho các quần thể có cấu trúc di truyền sau: Quần thể 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09aa Quần thể 0,7 AA + 0,2 Aa + 0,1aa Các quần thể có ở trạng thái cân bằng di truyền không? Giải -Xét quần thể Ta có pA = 0,49 + (0,42/2) = 0,7 ; qa = 0,09 + ( 0,42/2) = 0,3 Quần thể có pA = 0,7 ; qa = 0,3 cân bằng di truyền có cấu trúc (0,7)2AA + 2×0,7×0,3Aa + (0,3)2aa hay 0,49AA + 0,42Aa + 0,9aa, chính là cấu trúc di truyền của quần thể → Quần thể cân bằng di truyền -Xét quần thể Ta có pA = 0,7 + (0,2/2) = 0,8 ; qa = 0,1 + (0,2/2) = 0,2 Quần thể có pA = 0,8 ; qa = 0,2 cân bằng di truyền có cấu trúc (0,8)2AA + 2×0,8×0,2Aa + (0,2)2aa hay 0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa, khác với cấu trúc di truyền của quần thể → Quần thể không cân bằng di truyền 2 Xác định tần số các alen biết tần số của các kiểu gen quần thể cân bằng di truyền Khi một quần thể ở trạng thái cân bằng thì cấu trúc di truyền của nó ở dạng p 2AA + 2pqAa + q2aa Do vậy tần số alen được xác định đơn giản dựa vào vao tần số kiểu gen đồng hợp PA = ; qa = Ví dụ Một quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền có cấu trúc 0,81AA + 0,18Aa + 0,01aa Xác định tần số alen A và a quần thể Giải Tần số A: PA = = 0,9 Tần số a: qa = = 0,1 (hay qa = – 0,9) * Lưu y: nhiều trường hợp, bài toán không cho toàn bộ tần số của các kiểu gen mà chỉ cho tần số của các kiểu gen đồng hợp lặn dưới hình thức cho tỉ lệ kiểu hình lặn quần thể Khi đó, ta xác định tần số alen lặn trước rồi vận dụng công thức p A + qa = 1để xác định tần số alen trội Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối biết các tần số alen Ví dụ Một quần thể ngẫu phối có tần số alen ở cả giới P A = 0,8 và qa = 0,2 Xác định cấu trúc di truyền của quần thể sau một thế hệ ngẫu phối? Giải Khi quần thể ngẫu phối có sự tổ hợp của các giao tử với tần số alen được thể hiện bảng sau: 0,8A 0,2a ♂ ♀ 0,8A 0,64AA 0,16Aa 0,2a 0,16Aa 0,04aa Vậy cấu trúc di truyền của quần thể là 0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa C MỘT SỐ CÔNG THỨC KHÁC: Có giao tử đực khác (gen NST thường) - Qua hệ QT ngẫu phối cân - alen cân = trung bình cộng alen đực Có giao tử đực khác (gen NST X Y) - Qua nhiều hệ QT ngẫu phối cân Công thức tính kiểu gen a gen có r alen - Nằm NST thường: KG đồng hợp: r; KG dị hợp: C2r  KG: r + C2r - Nằm NST giới tính: + X, không alen Y: KG 2r + C2r + Y, không alen X: KG r + + X, có alen Y: 2r + 3C2r b gen, gen có r1 alen, gen có r2 alen - Nếu gen nằm chung NST: Thì tìm alen lớn chung R = r 1x r2 sử dụng công thức tương tự (xét gen) + TD: Gen có alen A, a (r1 = 2) gen có (r2 = 2) alen B, b  R = 2x = (A, a).(B, b) = AB, Ab, aB, ab - Nếu gen nằm riêng NST khác nhau: KG gen x KG gen D MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP NÂNG CAO VỀ DI TRUYỀN QUẨN THỂ Xác định số kiểu gen quần thể a các gen nằm NST thường Nếu gen có n1 alen, gen có n2 alen… gen n có nn alen, và các gen phân li độc lập thì Tổng số kiểu gen quần thể về n gen là × ×…× - Số kiểu gen đồng hợp về n gen là - Số gen dị hợp về n gen là × ×…× × ×…× Ví dụ Ở một loài thực vật, gen có alen, gen có alen, gen có alen Giả sử mỗi gen nói nằm cặp NST Số kiểu gen tối đa có thể có quần thể về gen là bao nhiêu? Giải Số kiểu gen tối đa có thể quần thể là × × = 180 Nếu gen có n1 alen, gen có n2 alen… gen n có nn alen và liên kết với một NST thì số kiểu gen quần thể vể n gen là - Số kiểu gen đồng hợp về n gen là × ×…× b Khi các gen nằm NST giới tính * Khi các gen nằm NSTgiới tính X - Nếu một gen có n alen và nằm NST X thì + Số kiểu gen ở giới đồng giao là: + Số kiểu gen ở giới dị giao tử là: n + Số kiểu gen tối đa có thể có quần thể là: - Nếu gen có n1 alen, gen có n2 alen… gen n có nn alen và liên kết với một NST X thì + Số kiểu gen ở giới đồng giao là + Số kiểu gen ở giới dị giao tử là × ×…× + Số kiểu gen tối đa có thể có quần thể là * Khi các gen nằm NST giới tính Y - Nếu một gen có n alen và nằm NST giới tính Y thì số kiểu gen tối đa có thể tạo quần thể là n +1 - Nếu gen có n1 alen, gen có n2 alen… gen n có nn alen và liên kết với một NST Y thì số kiểu gen tối đa có thể có quần thể về các gen đó là × ×…× +1 Ví dụ Ở ruồi giấm, gen có alen, gen có alen, gen có alen, gen có alen Giả sử gen và nằm cặp NST số I, gen nằm cặp NST số II, gen nằm NST giới tính X số kiểu gen tối đa có thể có quần thể về gen là bao nhiêu? Giải Số kiểu gen tối đa có thể có quần thể là Xác định tần số các alen và tần số các kiểu gen các gen nằm NST giới tính X * Khi tần số các alen bằng ở giới và quần thể cân bằng - Tần số các alen bằng tần số các kiểu gen ở giới dị giao tử - Tần số các kiểu gen ở giới đồng giao là p2 XAXA + 2pq XAXa + q2 XaXa - Tần số các kiểu gen ở giới dị giao tử: p XAY + q XaY Ví dụ Bệnh mù màu gen lặn nằm NST X gây Cho biết quần thể người, tần số nam bị mù màu là 0,08 Tỉ lệ kiểu gen nữ quần thể là bao nhiêu? Giải Tần số các alen giới tính nam chính bằng tần số các kiểu gen nên ta có qXa = 0,08 ; pXA = 1- 0,08 = 0,92 Tần số các kiểu gen ở giớ nữ đó là 0,922 XAXA + 2×0,92×0,08 XAXa + 0,082 XaXa Định luật Hacdi – Vanbec cho các gen có nhiều alen Khi cần xác định giá trị các kiểu gen ở trang thái cân bằng cho hay nhiều alen, chúng ta phải coi các alen là thành phần của một đa thức Cụ thể, nếu một locut gen có alen A 1, A2 và A3 với tần số tương ứng là p, q và r và tần các kiểu gen ở trạng thái cân bằng là kết triển khai của tam thức ( p + q + r ) các tần số đó là p2A1A1+ q2 A2A2 + r2A3A3 + 2pqA1A2+ 2qrA2A3 + 2rpA3A1 Tương tự, công thức tổng quát để xác định trạng thái cân bằng cho một gen của n alen, kí hiệu là A1, A2, A3… An với tần số tương ứng là p 1, p2, p3…pn là kết quả khai triển của biểu thức (p1 + p2 + p3+…+pn)2 Ví dụ Sự di truyền nhóm máu A, B, AB và O ở người đo alen chi phối là I A, IB và IO, đó Kiểu gen IAIA qui định nhóm máu A Kiểu gen IBIB, IBIO qui định nhóm máu B Kiểu gen IAIB qui định nhóm máu AB Kiểu gen IOIO qui định nhóm máu O Giả thiết một quần thể người, tần số tương đối của các nhóm máu là: nhóm máu A: 0,36; nhóm máu B: 0,23; nhóm máu AB: 0,08; nhóm máu O: 0,33 Hãy xác định tần số tương đối của các alen qui định nhóm máu Giải Gọi tần các alen IA, IB và IO lần lượt là p, q và r Ta có tần số các kiểu gen quần thể ở trạng thái cân bằng tương ứng với cái tần số sau: (pIA + qIB + rIO)2 = p2 IAIA+ q2 IBIB + r2 IOIO + 2pq IAIB + 2qr IBIO + 2rp IAIO Theo bài ta có hệ phương trình p2 + 2pr = 0,36 q2 + 2qr = 0,23 2pq = 0,08 r2 = 0,33 → r = 0,57; p = 0,26; q = 0,17