Di truyền quần thể

•Tần số tương đối của gen tần số alen được tính bằng tỉ lệ giữa số alen được xét đến trên tổng số alen thuộc một locut trong quần thể hay bằng tỉ lệ % số giao tử mang alen đó trong quần

Trang 1

Chương III: DI TRUYỀN HỌC

QUẦN THỂ

Trang 2

BÀI 20: CẤU TRÚC DI TRUYỀN

CỦA QUẦN THỂ

Trang 3

I KHÁI NIỆM QUẦN THỂ

- Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài, chung sống trongmột khoảng không gian xác định, ở một thời điểm xác định, có mối quan hệ về mặt sinh sản

* Về mặt di truyền học, người ta phân biệt quần thể tự phối và quần thể giao phối.

Trang 4

II TẦN SỐ TƯƠNG ĐỐI CỦA CÁC ALEN VÀ KIỂU GEN

- Mỗi quần thể được đặc trưng bằng một vốn gen nhất định Vốngen là toàn bộ các alen của tất cả các gen trong quần thể Vốn genbao gồm những kiểu gen riêng biệt, được biểu hiện thành những kiểu hình nhất định

- Mỗi quần thể còn được đặc trưng bởi tần số tương đối các alen, các kiểu gen, kiểu hình

•Tần số tương đối của gen (tần số alen) được tính bằng tỉ lệ

giữa số alen được xét đến trên tổng số alen thuộc một locut trong quần thể hay bằng tỉ lệ % số giao tử mang alen đó trong quần thể.

•Tần số tương đối của một kiểu gen được xác định bằng tỉ số cá

thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể trong quần thể.

Trang 5

•Tần số tương đối của gen (tần số alen) được tính bằng tỉ lệ

giữa số alen được xét đến trên tổng số alen thuộc một locut trong quần thể hay bằng tỉ lệ % số giao tử mang alen đó trong quần thể.

•Tần số tương đối của một kiểu gen được xác định bằng tỉ số cá

thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể trong quần thể.

Trang 6

Nếu quần thể ban đầu có tần số các loại kiểu gen như sau:

dAA + hAa + raa = 1

trong đó: d là tần số của kiểu gen AA, h là tần số của kiểu gen Aa

và r là tần số của kiểu gen aa

thì tần số tương đối của các alen được xác định như sau:

- Tần số tương đối của alen A (pA) = d + h/2

- Tần số tương đối của alen a (qa) = r + h/2

Trang 7

III QUẦN THỂ TỰ PHỐI

(điển hình là các quần thể thực vật tự thụ phấn, động vật lưỡng tính tự thụ tinh).

- Quần thể dần dần bị phân hóa thành những dòng thuần có kiểu gen khác nhau và chọn lọc trong dòng không có hiệu quả

- Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối biến đổi qua các thế hệ theo hướng giảm dần tỉ lệ dị hợp tử và tăng dần tỉ lệ đồng hợp

tử, nhưng không làm thay đổi tần số tương đối của các alen.

Trang 8

III QUẦN THỂ TỰ PHỐI

0,5 0,5 0,375 0,25 0,375

1

0,5 0,5

0 1 0 0

Tần số tương đối của các alen

Trang 9

CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ TỰ PHỐI

Nếu quần thể tự phối ban đầu có tần số các loại kiểu gen như sau: dAA + hAa + raa = 1

trong đó: d là tần số của kiểu gen AA, h là tần số của kiểu gen Aa

và r là tần số của kiểu gen aa

thì tần số tương đối của các kiểu gen sau n thế hệ tự phối là:

- Aa = h(1/2)n = H’

- AA = d + (h – H’)/2

- aa = r + (h – H’)/2

Trang 10

BÀI TẬP VẬN DỤNG

Ở đậu Hà lan, hạt vàng là trội hoàn toàn so với hạt xanh Cho giao phối giữa cây hạt vàng thuần chủng với cây hạt xanh thu được F 1 Cho cây F 1 tự thụ phấn thì tỉ lệ kiểu hình về màu sắc của hạt trên cây F 2 sẽ như thế nào?

Trang 13

BÀI 21: TRẠNG THÁI CÂN BẰNG

CỦA QUẦN THỂ GIAO PHỐI NGẪU

NHIÊN

Trang 14

I QUẦN THỂ GIAO PHỐI NGẪU NHIÊN

- Quan hệ phụ thuộc lẫn nhau giữa các cá thể về mặt sinh sản (giữa đực và cái, giữa bố mẹ và con)

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

Trang 15

- Quần thể giao phối có sự đa hình về kiểu gen dẫn đến sự đa hình về kiểu hình

• Nếu goi r là số alen thuộc 1 gen (locut), còn n là số gen trong

đó các gen phân li độc lập thì số kiểu gen khác nhau trong quần thể được tính bằng công thức: [r(r + 1)/ 2 ] n

• Trong quần thể các loài động, thực vật giao phối thì số gen

trong kiểu gen của cá thể rất lớn, số gen có nhiều alen, vì thế quần thể rất đa hình.

Trang 16

- Tuy quần thể giao phối là đa hình nhưng một quần thể xác định được phân biệt với quần thể khác cùng loài ở những tần số tương đối các alen, các kiểu gen, các kiểu hình

Trang 17

II ĐỊNH LUẬT HACĐI – VANBEC

1 Nội dung định luật.

- Thành phần kiểu gen và tần số tương đối của các alen trong

quần thể ngẫu phối được ổn định qua các thế hệ trong những

điều kiện nhất định.

2 Chứng minh

Quần thể ban đầu có cấu trúc di truyền là:

0,36 AA + 0,48 Aa + 0,16 aa = 1

Xác định tần số tương đối của các alen A và a ở thế hệ xuất phát

và cấu trúc di truyền ở các thế hệ tiếp theo qua ngẫu phối?

Trang 18

- Tần số tương đối của alen A là: 0,36 + 0,48/2 = 0,6

- Tần số tương đối của alen a là: 0,16 + 0,48/2 = 0,4

• Như vậy, số giao tử mang alen A chiếm 60%, số giao tử mang alen a chiếm 40%

• Sự kết hợp ngẫu nhiên của các loại giao tử ♂, ♀ thì sẽ tạo ra

thế hệ tiếp theo với thành phần kiểu gen và tần số tương đối

của các alen giống như ở thế hệ xuất phát

Trang 19

* Trong trường hợp tần số các alen của locut/ NST thường ở

phần đực và cái là không giống nhau thì sự cân bằng di truyền của quần thể sẽ đạt được sau 2 thế hệ ngẫu phối

Trang 20

3 Nhận xét

- Nếu trong một quần thể, xét 1 gen có 2 alen với p là tần số của alen trội và q là tần số của alen lặn thì quần thể được gọi là cânbằng di truyền (cân bằng Hacđi – Vanbec) khi thỏa mãn công thức về thành phần kiểu gen như sau: p2 + 2pq + q2 = 1

- Trạng thái cân bằng Hacđi – Vanbec không chỉ giới hạn cho trường hợp 1 gen có 2 alen mà có thể mở rộng cho trường hợp 1 gen có nhiều alen

- Nếu thế hệ xuất phát của quần thể không ở trạng thái cân bằng

di truyền thì chỉ cần qua 1 thế hệ ngẫu phối đã tạo trạng thái cân bằng di truyền cho quần thể ở thế hệ tiếp theo

Trang 21

5 Ý nghĩa của định luật Hacđi - Vanbec

- Định luật Hacđi – Vanbec phản ánh trạng thái cân bằng di truyền trong quần thể Giải thích vì sao trong thiên nhiên có những quần thể được duy trì ổn định qua một thời gian dài

- Từ tỉ lệ các loại kiểu hình có thể xác định được tần số tương đối của các kiểu gen và các alen Khi biết được tần số xuất hiện một đột biến nào đó có thê dự tính xác suất xuất hiện thể đột biến đó trong quần thể hoặc dự đoán sự tiềm tàng của các gen hoặc các đột biến có hại trong quần thể → rất quan trọng trong y học và chọn giống

Trang 22

BÀI TẬP VẬN DỤNG

* Một quần thể người có tần số người bị bệnh bạch tạng là 1/10000 Giả sử quần thể này cân bằng di truyền.

- Hãy tính tần số các alen và thành phần các kiểu gen của

quần thể Biết rằng, bệnh bạch tạng là do một gen lặn nằm trên NST thường quy định.

- Tính xác suất để 2 người bình thường trong quần thể này

lấy nhau sinh ra một người con đầu lòng bị bệnh bạch tạng.

* Gọi alen A quy định tính trạng bình thường, alen a quy định bệnh bạch tạng

- pA là tần số của alen A, qa là tần số của alen a trong quần thể

- Quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền nên thỏa mãn công thức về thành phần kiểu gen sau: p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1

Trang 23

- Người bình thường có kiểu gen AA hoặc Aa.

- Hai người bình thường lấy nhau sinh ra người con bị bệnh bạch tạng thì phải có kiểu gen Aa

- Tần số người có kiểu gen dị hợp tử (Aa) trong số những người bình thường là:

2pq/ p2 + 2pq = 0,0198 / (0,9801 + 0,0198)

= 0,0198/0,9999

Trang 25

MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ LÝ THUYẾT XÁC

SUẤT

- Xác suất là sự đánh giá về khả năng xuất hiện một biến cố

ngẫu nhiên.

* Trong sinh học, đối với những loài đa thai thì số lượng con sinh

ra ở mỗi lứa là lớn nên thống kê được tỉ lệ của 1 loại tính trạng quan tâm Đối với loài đơn thai, số lượng con sinh ra mỗi lứa là ít nên phải sử dụng xác suất để đánh giá khả năng xuất hiện một

loại tính trạng nào đó

+ Nếu có 2 sự kiện xảy ra độc lập thì xác suất để 2 sự kiện đó xảy

ra đồng thời sẽ bằng tích xác suất của 2 sự kiện đó

p = p1 p2 ….pn

Trang 26

MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ LÝ THUYẾT XÁC

- Tỉ lệ kiểu gen AA hoặc aa là tích xác xuất

- Tỉ lệ kiểu gen Aa gồm tích và tổng xác suất

Trang 27

MỘT SỐ BÀI TẬP DI TRUYỀN CÓ SỬ DỤNG TOÁN

XÁC SUẤT

Bài 3 – trang 66 (sách cơ bản)

+ Gọi gen M quy định tính trạng bình thường, gen m quy định bệnh

F1: 1/4 XmY = 25%

Trang 28

XÁC SUẤT

+ Gọi gen M quy định tính trạng bình thường, gen m quy định bệnh

F1: XmXm = 1/4 = 25%

Trang 29

XÁC SUẤT

+ Gọi gen A quy định tính trạng bình thường, gen a quy định bệnh Phêninkêtôniệu

- Xét sự di truyền tính trạng này ở gia đình người chồng:

+ Chỉ có cô em gái bị bệnh còn không có ai bị bệnh nên bố mẹ của

họ phải có kiểu gen dị hợp tử Aa

+ Do đó, xác suất xuất hiện những người bình thường (trong đó có

cả người chồng) là 3/4 gồm: 1/4 AA+ 2/4 Aa còn cô em gái bị bệnh

với xác suất 1/4

+ Người chồng có kiểu hình bình thường có khả năng sinh con đầu

lòng bị bệnh thì phải có kiểu gen là Aa với xác suất 2/3 (3 phần này

gồm 1 AA + 2 Aa)

Trang 30

XÁC SUẤT

+ Gọi gen A quy định tính trạng bình thường, gen a quy định bệnh Phêninkêtôniệu

- Xét sự di truyền tính trạng này ở gia đình người vợ:

+ Chỉ có anh trai bị bệnh còn không có ai bị bệnh nên bố mẹ của

họ phải có kiểu gen dị hợp tử Aa

+ Do đó, xác suất xuất hiện những người bình thường là 3/4 còn anh trai bị bệnh với xác suất 1/4

+ Người vợ có kiểu hình bình thường có khả năng sinh con đầu lòng bị bệnh thì phải có kiểu gen là Aa với xác suất 2/3

Trang 31

XÁC SUẤT

Sơ đồ lai F1: ♂ Bình thường x ♀ Bình thường

(1/3 AA + 2/3 Aa) (1/3 AA + 2/3 Aa)

Trang 32

XÁC SUẤT

Câu 1: Tính xác suất để cả 5 hạt cho ra cả 5 cây đều có hoa trắng

- Gọi gen A quy định tính trạng hoa đỏ còn gen a quy định tính trạng hoa trắng

- Sơ đồ lai: P : ♂ Aa (hoa đỏ) X ♀ Aa (hoa đỏ)

GP: 1/2 A, 1/2 a 1/2 A, 1/2 a

F1(hạt trên cây P): 1/4 aa

Như vậy, xác suất để xuất hiện 1 hạt cho cây có hoa trắng là 0,25;

vì vậy xác suất để cả 5 hạt cho ra cả 5 cây đều có hoa trắng

là (0,25)5

Trang 33

XÁC SUẤT

Câu 2: Tính xác suất để trong số 5 cây con có ít nhất 1 cây hoa đỏ?

- Gọi gen A quy định tính trạng hoa đỏ còn gen a quy định tính trạng hoa trắng

- coi như có 2 sự kiện: cả 5 hạt cho ra cả 5 cây đều có hoa trắng

và trong 5 hạt cho ra ít nhất 1 cây có hoa đỏ.

- Tổng xác suất xuất hiện 2 sự kiện này là 100%.

- Vì vậy, xác suất để trong số 5 cây con có ít nhất 1 cây hoa đỏ là:

100% - xác suất để cả 5 hạt cho ra cả 5 cây đều có hoa trắng

= 1- (0,25)5

Trang 34

SỰ DI TRUYỀN CỦA THỂ DỊ BỘI (LỆCH BỘI)

- Ở động vật, các thể lệch bội hầu như không có khả năng

sinh sản hữu tính còn thể lệch bội ở thực vật có khả năng sinh sản hữu tính Tuy nhiên, tỉ lệ các giao tử bất thụ là cao trong đó tinh tử (♂) n + 1 hoặc n - 1 bị bất thụ còn các giao tử

♀ đều hữu thụ.

- Chính vì vậy, lai thuận và lai nghịch cho kết quả khác nhau.

Trang 35

SỰ DI TRUYỀN CỦA THỂ DỊ BỘI (LỆCH BỘI)

Ở động vật các thể lệch bội hầu như không có khả năng sinh sản hữu tính còn thể dị bôi ở thực vật có khả năng sinh sản hữu tính Tuy nhiên, tỉ lệ các giao tử bất thụ là cao trong đó tinh tử (hạt phấn) n + 1 hoặc n - 1 bị bất thụ.

Trang 36

Công thức tính tần số alen trong trường hợp giá trị thích nghi của các loại kiểu gen là không

như nhau

Ở thế hệ xuất phát, tần số của alen a là giá trị q o Cho rằng cá thể có kiểu gen aa không sống sót ở các thế hệ sau (1→ n) và tần số alen a ở thế hệ thứ n là q n Xác định số thế hệ (n) để chọn lọc đã làm giảm tần số alen này xuống giá trị q n ?

n = 1/q n – 1/q o

Định dạng
Số trang	36
Dung lượng	1,25 MB