chuyên đề “ Cấu trúc di truyền của quần thể”

Trong chương trình Sinh học phổ thông thì bài tập di truyền nói chung và bài tập di truyền quần thể nói riêng là những bài tập tương đối khó và nhiều dạng, đòi hỏi các học sinh phải biết vận dụng tương đối cao. Cũng đã có nhiều thầy cô giáo đề cập đến phương pháp giải bài tập quần thể, nhưng chưa thực sự đầy đủ. Vì vậy, tôi lựa chọn chuyên đề “ Cấu trúc di truyền của quần thể” giúp các em biết chi tiết và đầy đủ hơn về các dạng bài tập về di truyền quần thể, từ đó các em cảm thấy việc giải bài tập di truyền quần thể dễ dàng hơn. Trong bài viết của mình, tôi đã tham khảo đề thi ĐHCĐ nhiều năm, đề thi học sinh giỏi, tham khảo nhiều tài liệu chuyên đề của các tác giả lớn và kinh nghiệm giảng dạy của các thầy cô. Tôi hy vọng bài viết của mình sẽ giúp các em ôn thi ĐHCĐ và ôn thi học sinh giỏi có hiệu quả cao.

MỤC LỤC A Lời nói đầu…………………………………………………………………………… B Nội dung…………………………………………………………………………… B1.Hệ thống kiến thức bản………………………………………………………… B2 Các dạng tập…………………………………………………………………… I Dạng 1: Tìm tần số alen thành phần kiểu gen………………………………….… II Dạng 2: Cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn giao phối gần………… III Dạng 3: Cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối………………………………… IV Dạng 4: Cấu trúc di truyền quần thể đa len………………………………… … V Dạng 5: Xác định số kiểu gen tối đa quần thể…………………………… … B3 Bài tập tự luận………………………………………………………………….… B4 Bài tập trắc nghiệm……………………………………………………………… C Kết luận…………………………………………………………………………… D Tài liệu tham khảo……………………………………………………………….… 2 3 11 12 15 22 25 26 A LỜI NĨI ĐẦU Trong chương trình Sinh học phổ thơng tập di truyền nói chung tập di truyền quần thể nói riêng tập tương đối khó nhiều dạng, đòi hỏi học sinh phải biết vận dụng tương đối cao Cũng có nhiều thầy giáo đề cập đến phương pháp giải tập quần thể, chưa thực đầy đủ Vì vậy, tơi lựa chọn chuyên đề “ Cấu trúc di truyền quần thể” giúp em biết chi tiết đầy đủ dạng tập di truyền quần thể, từ em cảm thấy việc giải tập di truyền quần thể dễ dàng Trong viết mình, tơi tham khảo đề thi ĐH-CĐ nhiều năm, đề thi học sinh giỏi, tham khảo nhiều tài liệu chuyên đề tác giả lớn kinh nghiệm giảng dạy thầy cô Tôi hy vọng viết giúp em ơn thi ĐH-CĐ ơn thi học sinh giỏi có hiệu cao B NỘI DUNG B1 HỆ THỐNG KIẾN THỨC CƠ BẢN I Khái quát quần thể Khái niệm quần thể Quần thể tập hợp cá thể lồi, sống khoảng khơng gian xác định, thời gian định giao phối với sinh thể hệ (quần thể giao phối) Trừ lồi sinh sản vơ tính trinh sinh không qua giao phối Đặc trưng di truyền quần thể - Mỗi quần thể có vốn gen đặc trưng Vốn gen tập hợp tất alen tất gen khác quần thể thời điểm xác định - Vốn gen thể qua thông số: tần số alen tần số kiểu gen + Tần số alen: tỉ lệ số lương alen tổng số alen loại alen khác quần thể + Tần số kiểu gen: tỉ lệ số cá thể có kiểu gen tổng số cá thể có quần thể II Cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn quần thể giao phối gần Đặc điểm - Tần số alen không thay đổi - Thành phần kiểu gen thay đổi theo hướng tăng kiểu gen đồng hợp, có kiểu gen đồng hợp lặn thường biểu kiểu hình bất lợi gây thối hóa giống; giảm tỉ lệ kiểu gen dị hợp, giảm ưu lai + Tính đa dạng thấp Cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn qua n hệ Giả sử quần thể ban đầu có 100% Aa, sau n hệ tự thụ phấn giao phối gần: Aa = (1/2)n AA = aa = [ – (1/2)n ]/2 Giao phối cận huyết (Giao phối gần) - Khái niệm: Giao phối cá thể bố mẹ, bố mẹ với chúng - Cơ sở việc cấm kết hôn gần: Hạn chế gen lặn có hại biểu kiểu hình thể đồng hợp III Cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối Khái niệm quần thể ngẫu phối Quần thể ngẫu phối gồm cá thể giao phối tự với Đặc điểm - Đặc trưng vốn gen - Trong điều kiện định, thành phần kiểu gen trì khơng đổi qua hệ - Tính đa dạng cao, tạo nhiều biến dị tổ hợp Trạng thái cân di truyền quần thể - Một quần thể trạng thái cân di truyền thành phần kiểu gen tuân theo công thức: p2 + 2pq + q2 = - Định luật Hacdi – Vanbec: Trong quần thể lớn, ngẫu phối, khơng có yếu tố làm thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể trì khơng đổi từ hệ sang hệ khác theo đẳng thức: p2 + 2pq + q2 = - Điều kiện nghiệm định luật: + Số lượng cá lớn + Các cá thể giao phối ngẫu nhiên + Khơng có đột biến xảy với tần số đột biến thuận tần số đột biến nghịch + Khơng có chọn lọc tự nhiên : Các cá thể có kiểu gen khác phải có sức sống khả sinh sản + Khơng có di nhập gen, quần thể cách li di truyền với quần thể khác, khơng có biến động di truyền -Ý nghĩa: Khi quần thể trạng thái cân bằng, biết tần số cá thể có kiểu hình lặn, ta tính tần số alen lặn, alen trội thành phần kiểu gen quần thể ngược lại B2 CÁC DẠNG BÀI TẬP I Dạng 1: Tìm tần số alen thành phần kiểu gen Xác định tần số alen biết cấu trúc di truyền quần thể - Giải thiết: quần thể ban đầu có dạng: x AA : y Aa : z aa (x+y+z = 100%) - Cơng thức tính tần số alen: + Tần số alen A = x + y/2 + Tần số alen a = z +y/2 - Cơng thức tính thành phần kiểu gen: AA = x Aa = y Aa = z Ví dụ: Một quần thể thực vật có 500 có kiểu gen AA, 200 có kiểu gen Aa 300 có kiểu gen aa Tính tần số alen thành phần kiểu gen? Hướng dẫn * Tần số alen - Cách 1: + Tần số alen A = [500 + 200/2] / (500 + 200 + 300) = 0,6 + Tần số alen a = [300 + 200/2] / (500 + 200 + 300) = 0,4 - Cách 2: Quần thể có dạng 500/(500 + 200 + 300) AA ; 200/ (500 + 200 + 300) Aa; 300/ (500 + 200 + 300) aa Hay 0,5 AA; 0,2 Aa ; 0,3 aa + Tần số alen A = 0,5 + 0,2/2 = 0,6 + Tần số alen a = 0,3 + 0,2/2 = 0,4 * Thành phần kiểu gen: AA = 500/ (500 + 200 + 300) = 0,5 Aa = 200/ (500 + 200 + 300) = 0,2 Aa = 300/ (500 + 200 + 300) = 0,3 Đối với gen NST thường, quần thể trạng thái cân di truyền tần số alen lặn bậc hai tần số kiểu hình lặn Biết tần số kiểu hình lặn q2 (aa) => q (a) = Ư q2 aa Ví dụ: Ở lồi gen A quy định lơng đen trội hồn tồn so với a quy định lơng trắng Quần thể trạng thái cân di truyền có tỉ lệ lơng đen 64% Tính tần số alen A? Hướng dẫn: Tỉ lệ lông trắng là: – 0,64 = 0,36 Tần số alen a là: qa = 0,6 => pA = – 0,6 = 0,4 Đối với gen lặn NST X khơng có alen tương ứng NST Y Nếu quần thể cân bằng, tần số alen lặn liên kết với NST X (qXa) tính (số cá thể đực mắc bệnh / tổng số cá thể đực quần thể) q(Xa) = q(XaY) => p(XA) = 1- q(Xa) *Cấu trúc quần thể cân : Giới XX: p2(XAXA) + 2pq(XAXa) + q2(XaXa) = Giới đực XY: p(XAY) + q(XaY) = Tính chung quần thể: 0,5 p2 XAXA + pq XAXa + 0,5 q2 XaXa + 0,5 XAY + 0,5 XaY = *Chú ý: Nếu xét quần thể có số cá thể mắc bệnh (cả đực cái) x% Ta có: q(X aY) + q2(XaXa) = 2.x Từ ta xác định q(Xa) => Cấu trúc di truyền quần thể Ví dụ 1: Trong quần thể người tỉ lệ nam mắc bệnh mù màu 1% Khả nữ giới mắc bệnh mù màu là: A 0,01% B 0,05% C 0,04% D 1% Hướng dẫn: Ta có q(Xa) = q(XaY) = 0,01 Vậy tỉ lệ nữ mù màu q2(aa) = 0,012 = 0,01% Ví dụ 2: Trong quần thể người điều tra thấy 12% bị mù màu Xác định tỉ lệ nam, nữ mù màu? A 12% nam mù màu, 4% nữ mù màu B 20% nam mù màu, 4% nữ mù màu C 2% nam mù màu, 4% nữ mù màu D 20% nam mù màu, 2% nữ mù màu Hướng dẫn: Ta có q(XaY) + q2(XaXa) = 2.0,12 => q(a) = 0,2 Tỉ lệ nam mù màu q(XaY) =20%, tỉ lệ nữ mù màu q2(XaXa) = 0,22 = 4% Xác định tần số alen trường hợp có tác động chọn lọc tự nhiên 4.1 Ở quần thể tự phối Đối với quần thể tự thụ phấn có gen gây chết (hoặc khơng có khả sinh sản) phải xác định lại cấu trúc di truyền quần thể sau có chọn lọc Ví dụ 1: Một quần thể tự thụ phấn có kiểu gen hệ P: 0,45AA: 0,30Aa: 0,25aa Biết có kiểu gen aa khơng có khả kết hạt Tính theo lí thuyết khơng có khả kết hạt hệ F1 là: A 0,1 B 0,16 C 0,15 D 0,325 Hướng dẫn: - Cấu trúc di truyền quần thể sau có chọn lọc là: AA = 0,45 / (0,45+0,3) = 0,6 Aa = 1- 0,6 = 0,4 - Vậy sau hệ tự thụ phấn tần số kiểu gen aa = 0,4.1/4=0,1 4.2 Ở quần thể giao phối - Quần thể ban đầu: p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = - Nếu kiểu gen đồng hợp tử lặn gây chết khơng có khả sinh sản quần thể sinh sản có: p2 AA + 2pq Aa với tỉ lệ kiểu gen: AA = p2 / (p2 + 2pq); Aa = 2pq/ (p2 + 2pq) - Tần số alen sau hệ chọn lọc: qa = pq/(p2 + 2pq) = q/(1+q) => pA = – qa = 1/(1+q) - Nếu kiểu gen đồng hợp tử lặn gây chết không sinh sản sau n hệ chọn lọc: + Tần số alen a = q/(1+n.q) + Tần số alen A = [1+ (n-1).q]/(1+n.q) Ví dụ 1: Quần thể bướm bạch dương ban đầu có pB = 0,01 qb = 0,99, với B alen đột biến gây màu đen, b màu trắng Do nhiễm bụi than thân mà loài bướm đậu bị nhuộm đen, nên kiểu hình trội ưu kiểu hình lặn (chim ăn sâu khó nhìn thấy bướm màu đen mơi trường màu đen) Nếu trung bình 20% bướm đen sống sót sinh sản, bướm trắng sống sót đến sinh sản 10%, sau hệ tần số alen là: A p = 0,02; q = 0,98 B p= 0,004, q= 0,996 C p = 0,01; q = 0,99 D p= 0,04 ; q = 0,96 Hướng dẫn: Tần số alen qB: qB = (0,992.10% + 0,01.0,99.20%) / [0,012.20% + 2.0,01.0,99.20% + 0,992.10%]=0,96 Ví dụ 2: Quần thể ban đầu cân di truyền có q(a)=0,01, đồng hợp tử lặn chết Hãy tính tần số alen sau hệ? A p(A)=0,9901; q(a)=0,0099 B p(A)=0,9001; q(a)=0,0999 C p(A)=0,9801; q(a)=0,0199 D p(A)=0,901; q(a)=0,099 Hướng dẫn: q(a) = q0/(1+q0) = 0,0099, p(A) = 0,9901 Ví dụ 3: Sau quần thể đạt trạng thái cân di truyền có cấu trúc di truyền p02(AA) : 2p0.q0(Aa) : q02(aa), điều kiện sống thay đổi, cá thể có kiểu gen aa trở nên khơng có khả sinh sản Hãy xác định tần số alen q(a) quần thể sau hệ ngẫu phối? A q0/(1+5q0) B (1/5.q0)n C q0-(1/5.q0)n D (1-q0)n/2 Hướng dẫn: Áp dụng công thức qn = q0/(1+n.q0) Xác định tần số alen trường hợp xảy đột biến gen 5.1 Với gen có alen, thay đổi tần số alen phụ thuộc vào tần số đột biến thuận (u) tần số đột biến nghịch (v): ∆p = vq-up; ∆q = up – vq Ví dụ : Một quần thể có p = 0,8, q = 0,2 Nếu tần số đột biến thuận u = 5.10-5, tần số đột biến nghịch v=2.10-5 Hãy tính tần số alen sau hệ? Hướng dẫn: ∆p = vq-up = -3,6.10-5 Vậy p1 = 0,8 - 3,6.10-5 q1 = 0,2 + 3,6.10-5 5.2 Tần số đột biến thuận (u) không thay đổi qua thể hệ -Tần số đột biến gen A thành a sau hệ u -Sau hệ, tần số alen A: p(A)= p(A) - p(A).u Ví dụ: Quần thể ban đầu có p(A) = q(a) = 0,5 Tần số đột biến A -> a sau hệ 10-6 Sau hệ tần số alen a tăng lên 1,5% Hướng dẫn: Ban đầu p(A) = q(a) = 0,5 F1: p(A)1 = 0,5 - 0,5.10-6 = 0,5(1-10-6) F2: p(A)2 = p(A)1 – p(A)1.10-6 =0,5(1-10-6)2 Fn: p(A)n = p(A)n-1 – p(A)n-1.10-6 = 0,5(1-10-6)n Theo ta có: p(A)n = 0,5(1-10-6)n = 0,5 – 0,5.1,5% => n= Xác định tần số alen trường hợp xảy nhập cư - Tốc độ di-nhập gen: m=Số giao tử mang gen di nhập / Số giao tử hệ quần thể m=Số cá thể nhập cư / tổng số cá thể quần thể -Nếu gọi: q0 : tần số alen trước có di nhập qm: tần số alen phận di nhập q’: tần số alen sau di nhập m: kích thước nhóm nhập cư -Thì: q’ = q0 - m(q0-qm) Ví dụ : Trong quần thể gồm 900 bướm, tần số alen quy định cấu tử chuyển động nhanh enzyme (p) 0,7, tần số alen quy định cấu tử chuyển động chậm (q) 0,3 90 bướm từ quần thể nhập cư đến quần thể có q=0,8 Tính tần số alen quần thể Hướng dẫn: Ta tính m= 90/ 900 = 0,1 Ta có q’ = q0 - m(q0-qm) = 0,8 – 0,1.(0,8-0,3) = 0,75 p’ = – 0,75 = 0,25 II Dạng 2: Tìm cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn giao phối gần Quần thể ban đầu có 100% Aa, tự thụ phấn sau n hệ - Cấu trúc di truyền quần thể: Aa = (1/2)n AA = aa = [1- (1/2)n]/ 2 Quần thể ban đầu có y Aa, tự thụ phấn qua n hệ Aa = y (1/2)n AA = aa = y [1- (1/2)n]/ Quần thể ban đầu có : x AA : y Aa : z aa, tự thụ phấn qua n hệ Aa = y (1/2)n AA = x + y [1- (1/2)n]/ aa = z + y [1- (1/2)n]/ Ví dụ 1: Viết cấu trúc di truyền quần thể sau hệ tự thụ phấn: a 100 % Aa b 50% AA: 50% aa c 40% Aa d 0,4 AA: 0,4 Aa: 0,2 aa e 0,2 AA: 0,4 Aa: 0,4 aa ( Cá thể có KG aa không sinh sản được) Hướng dẫn a Aa = (1/2)4 = 1/16 AA = aa = [1- (1/2)4]/2 = 15/32 Vậy cấu trúc DT quần thể tự thụ phấn sau hệ là: 15/32 AA: 1/16 Aa : 25/32 aa b AA = 0,5 aa = 0,5 Vậy cấu trúc DT quần thể tự thụ phấn sau hệ là: 0,5 AA: 0,5 aa c Aa = 0,4 (1/2)4 = 0,025 AA = aa = 0,4 [1-(1/2)4]/2 = 0,1875 d Aa = 0,4 (1/2)4 = 0,025 AA = 0,4 + 0,4 [1-(1/2)4]/2 = 0,5875 Aa = 0,2 + 0,4 [1-(1/2)4]/2 = 0,3875 Vậy cấu trúc DT quần thể tự thụ phấn sau hệ là: 0,5875 AA: 0,025 Aa: 0,3875 aa e Viết lại tỉ lệ KG sinh sản AA = 0,2 / (0,2 + 0,4) = 1/3 Aa = 0,4/ (0,2 + 0,4) = 2/3 Sau hệ tự thụ phấn: Aa = 2/3 (1/2)4 = 1/24 AA = 1/3 + 2/3 [1 – (1/2)4] /2 = 31/48 Aa = 2/3 [1 – (1/2)4] /2 = 5/16 Vậy cấu trúc DT quần thể tự thụ phấn sau hệ là: 31/48 AA: 1/24 Aa: 5/16 aa Ví dụ 2: Quần thể tự thụ có thành phần kiểu gen hệ P 0,4BB + 0,2 Bb + 0,4bb = Cần hệ tự thụ phấn để có tỷ lệ đồng hợp trội chiếm 0,475 ? Hướng dẫn Gọi n số hệ tự thụ phấn Ta có, sau n hệ tự thụ phấn, thành phần kiểu gen quần thể Bb = 0,2 (1/2)n BB = 0,4 + 0,2 [1 – (1/2)n]/2 = 0,475 Û n = Vậy sau hệ tự thụ phấn tỉ lệ đồng hợp trội chiếm 0,475 III Dạng 3: Tìm cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối Giả thiết: quần thể ban đầu có dạng: xAA + yAa + zaa = Gọi p tần số alen A => pA = x + y/2 Gọi q tần số alen a => qa = z + y/2 ( p + q = 1) Khi xảy ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân theo định luật Hacđi-Vanbec Khi thoả mãn đẳng thức: p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = Kiểm tra cân quần thể : + Quần thể đạt cân di truyền thỏa mãn: p2 q = (2pq/2)2 Hay x z = (y/2)2 + Quần thể không cân khi: p2 q ≠ (2pq/2)2 Ví dụ 1: Các quần thể sau quần thể đạt trạng thái cân bằng? QT1: 0,36AA: 0,48Aa: 0,16aa QT2: 0,7AA: 0,2Aa: 0,1aa Hướng dẫn * Cách giải 1: QT1: 0.36AA; 0.48Aa; 0.16aa - Gọi p tần số tương đối alen A - Gọi q tần số tương đối alen a Quần thể đạt trạng thái cân thoả mãn p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = có p2 q = (2pq/2)2 Ở quần thể có p2 = 0,36 , q2 = 0,16, 2pq = 0,48 0,36 x 0,16 = (0,48/2)2 Vậy quần thể ban đầu cho cân * Cách giải 2: QT2: 0,7AA; 0,2Aa; 0,1aa - Gọi p tần số tương đối alen A - Gọi q tần số tương đối alen a p = 0,7 + 0,2/2 = 0,8 q = 0,1 +0,2/2 = 0,2 Quần thể đạt trạng thái cân thoả mãn p2AA + 2pqAa + q2 aa Tức 0,82 AA + 2.0,8.0,2Aa + 0,22 aa ≠ 0,7AA + 0,2Aa + 0,1aa Vậy quần thể khơng cân Ví dụ 2: Quần thể quần thể đạt trạng thái cần Quần thể Tần số KG AA Tần số KG Aa Tần số KG aa 1 0 0 0,2 0,5 0,3 Hướng dẫn Quần thể 1: Nếu cân p2 q = (2pq/2)2 =>1 x = (0/2)2 => quần thể cân Quần thể 2: Nếu cân p2 q = (2pq/2)2 =>0 x ≠ (1/2)2 => quần thể không cân Quần thể 3: Nếu cân p2 q = (2pq/2)2 =>0 x = (0/2)2 => quần thể cân Quần thể 4: Nếu cân p2 q = (2pq/2)2 =>0,2 x 0,3 ≠ (0,5/2)2 => quần thể khơng cân Ví dụ 3: Viết cấu trúc di truyền quần thể sau hệ ngẫu phối a 0,7 AA : 0,2 Aa : 0,1 aa b 0,2 AA: 0,6 Aa: 0,2 aa ( Cá thể có KG aa khơng sinh sản được) Hướng dẫn a Ta có: pA = 0,7 + 0,2/2 = 0,8 qa = 0,1 + 0,2/2 = 0,2 Sau hệ ngẫu phối, quần thể đạt cân di truyền Do đó, sau hệ ngẫu phối, CTDT quần thể không đổi: 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa =1 b Do cá thể có KG aa khơng có khả sinh sản nên quần thể sinh sản có KG: AA = 0,2/(0,2+0,6) = 0,25 Aa = 0,6/ ( 0,2+0,6) = 0,75 => 0,25 AA : 0,75 Aa Tần số alen: pA = 0,25 + 0,75/2 =0,625; qa = 0,75/2 = 0,375 Sau hệ ngẫu phối, CTDT quần thể: 0,6252 AA + 2.0,625.0,375 Aa + 0,3752 aa = 0,390625 AA+ 0,46875 Aa + 0,140625 aa = Ví dụ 4: Nghiên cứu di truyền bệnh bạch tạng người thấy quần thể cân di truyền, 10000 người có người bị bệnh bạch tạng Biết bệnh bạch tạng gen lặn nằm NST thường quy định Viết cấu trúc di truyền quần thể cân di truyền? Hướng dẫn Qui ước: A – bình thường; a – bạch tạng Người bị bệnh bạch tạng có KG aa => q2 aa = 1/10000 = 10-4 => qa = 0,01 => pA = – 0,01 = 0,99 Cấu trúc di truyền quần thể: p2 AA + 2pq Aa + q2 aa =  0,992 AA + 2.0,01.0,99 Aa + 0,012 aa =  0,9801 AA + 0,0198 Aa + 0,0001 aa = Ví dụ 5: Quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân với loại kiểu hình hoa đỏ(do B trội hoàn toàn quy định) hoa trắng(do b quy định) Tỷ lệ hoa đỏ 84% Xác định cấu trúc di truyền quần thể? Hướng dẫn - Gọi p tần số tương đối alen B - q tần số tương đối alen b - %hoa trắng bb = 100%- 84%= 16%=q2 => q = 0,4 => p = 0,6 - Áp dụng công thức định luật p2 BB + 2pq Bb + q2 bb = => cấu trúc di truyền quần thể :0,36 BB + 0,48 Bb + 0,16 bb = Nếu quần thể chưa cân di truyền sau hệ quần thể cân di truyền? -Trường hợp 1: Nếu tần số alen giới quần thể chưa cân di truyền, cần sau hệ quần thể đạt trạng thái cân di truyền -Trường hợp 2: Nếu tần số alen giới khác nhau: +Nếu gen NST thường sau hệ quần thể cân di truyền +Nếu gen NST giới tinh sau 5-7 hệ quần thể cân di truyền Giải thích: +Khi cân tần số alen giới nhau: có 2X, đực có 1X (tổng số 3X) p(A)=1/3p(XA)♂ + 2/3p(XA)♀ q(a)= 1/3q(Xa)♂ + 2/3q(Xa)♀ +Sau hệ đực nhận 1X từ mẹ nên tần số alen liên kết giới tính tần số kiểu gen mẹ Con nhận 1X từ bố 1X từ mẹ, nên tần số alen liên kết giới tính nhận trung bình cộng tần số kiểu gen bố mẹ Ví dụ 1: Trong quần thể ngẫu phối có: Giới đực : 0,8A :0,2a Giới có: 0,4A: 0,6a Gen qui định tính trạng NST thường Sau hệ quần thể cân di truyền? A hệ B hệ C hệ D 5-6 hệ A A A a Ví dụ 2: Cấu trúc di truyền quần thể: ♀0,2X X : 0,6X X : 0,2XaXa ♂0,2XAY : 0,8XaY Quần thể đạt cân di truyền hay chưa? Xác định cấu trúc di truyền quần thể cân di truyền? Sau hệ quần thể cân di truyền? Hướng dẫn: - Ta có: ♀ p(XA) = 0,5 q(Xa) = 0,5 ♂ p(XA) = 0,2 q(Xa) = 0,8 => Quần thể chưa đạt trạng thái cân di truyền -Khi quần thể cân tần số alen xác định sau: p(XA) = 1/3.0,2 + 2/3.0,5 = 0,4 q(Xa) = 1-0,4 = 0,6 -Cấu trúc di truyền quần thể cân bằng: ♀: 0,16XAXA : 0,48XAXa : 0,36XaXa ♂: 0,4XAY : 0,6XaY *Sau hệ quần thể đạt cân di truyền: 10 Hướng dẫn Ta có r2 (IOIO) = 0,04 => r(IO) = 0,2 (1) q2(IBIB) + 2qr(IBIO) =0,21 (2) Từ (1), (2) suy q(IB) = 0,3, p(IA) = 0,5 Vậy tần số nhóm máu A quần thể p2(IAIA) + 2pr(IAIO) =0,45 Ví dụ 4: Trong quần thể người cân kiểu gen người ta thấy xuất 1% có nhóm máu O 28% nhóm máu AB Tỉ lệ người có nhóm máu A B quần thể Biết tần số nhóm máu A cao nhóm máu B A 56%; 15% B 62%; 9% C 49%; 22% D 63%; 8% Hướng dẫn Ta có r2 (IOIO) = 0,01 => r(IO) = 0,1 (1) 2pq(IBIO) =0,28 (2) P + q+ r =1 (3) Từ (1), (2, (3) suy q(IB) = 0,2, p(IA) = 0,7 Vậy tần số nhóm máu A quần thể p2(IAIA) + 2pr(IAIO) =0,63, tần số nhóm máu B 0,08 Ví dụ 5: Màu sắc vỏ ốc sên gen có alen kiểm sốt: C1: nâu, C2: hồng, C3: vàng Alen qui định màu nâu trội hoàn toàn so với alen kia, alen qui định màu hồng trội hoàn toàn so với alen qui định màu vàng Điều tra quần thể ốc sên người ta thu số liệu sau: Màu nâu có 360 con; màu hồng có 550 con; màu vàng có 90 Xác định tần số alen C1, C2, C3? Biết quần thể cân di truyền A 0,4; 0,4; 0,2 B 0,2 ; 0,5; 0,3 C 0,3; 0,5; 0,2 D 0,2; 0,3; 0,5 Hướng dẫn Ta có tần số kiểu hình nâu : hồng : vàng tương ứng 0,36 : 0,55 : 0,09 Ta có r2(C3C3) = 0,09 => r(C3) = 0,3 Ta có q2(C2C2) + 2qr(C2C3) =0,55 = q(C3) = 0,5 => p(C1) = 0,2 V Dạng 5: Xác định số loại kiểu gen tối đa quần thể: Xét gen trên NST thường khác 1.1 Giả sử NST có gen có m alen Trong quần thể có: - Số kiểu gen đồng hợp: m - Số kiểu gen dị hợp: [m (m-1)] / - Số kiểu gen tối đa quần thể: [m (m+1)]/2 Ví dụ: Một gen có alen Thì có kiểu gen đồng hợp, kiểu gen dị hợp số kiểu gen tối đa? A 4;6; 10 B 4; 10; C 4; 10; D 6; ; 10 Hướng dẫn: Áp dụng công thức với m = 1.2 Trên NST khác nhau, cặp gen phân li độc lập với Þ Số KG tối đa tích kiểu gen tối đa NST: [m(m+1)]/2 x [n(n+1)]/2 x [r (r+1)]/2… Ví dụ: Gen A có alen Gen B có alen Các gen phân li độc lập với tạo tơí đa kiểu gen quần thể? A 120 B 180 C 90 D 60 Hướng dẫn [3(3+1)]/2+ [5(5+1)/2] = 90 Xét gen NST 12 2.1 Giả sử NST thường có nhiều locut Locut có m alen Locut có n alen Locut có r alen… => Số KG tối đa: [ m.n.r ( m.n.r + 1)]/2 Ví dụ: Gen A có alen, gen B có alen, gen C có alen, gen nằm NST di truyền Tính số kiểu gen tối đa quần thể? Hướng dẫn [4.6.2 ( 4.6.2 + 1)]/2 = 1176 2.2 Giả sử xét nhiều NST thường có nhiều locut Ta tính số KG tối đa NST sau nhân vào => Số KG tối đa: [m1.n1 r1 (m1.n1 r1 + 1)]/2 x [m2.n2 r2 (m2.n2 r2 + 1)]/2… Ví dụ: Ở ruồi giấm, xét NST số có locut, locut có alen NST số có locut, locut có alen Tính số kiểu gen tối đa quần thể? Hướng dẫn [2.2.2.(2.2.2 + 1)]/2 x [(3.3.(3.3 +1)]/2 = 1620 2.3 Gen nằm NST X khơng có alen tương ứng Y * Xét gen có m alen: + Giới XX: [m (m+ 1)]/2 + Giới XY: m => Số KG tối đa quần thể: [m(m+1)]/2 + m Ví dụ: Ở loài (2n = 30), cặp NST số xét gen ( gen I có alen, gen II có alen) Trên cặp NST giới tính, đoạn NST X khơng có alen tương ứng Y xét gen có alen Tính số kiểu gen tối đa quần thể? Hướng dẫn - NST số 1: [2.4 (2.4 +1)]/2 = 36 - NST giới tính: [3 (3 + 1)]/2 + = - Số kiểu gen tối đa quần thể: 36 x = 324 * Xét nhiều gen đa alen + Giới XX: [m.n.r ( m.n.r + 1)]/2 + Giới XY: m.n.r => Số KG tối đa quần thể: [m.n.r ( m.n.r + 1)]/2 + m.n.r Ví dụ: Ở thực vật, cặp NST thường, xét gen có alen Trên cặp giới tính, đoạn NST X khơng có alen tương ứng Y, xét gen có alen Tính số kiểu gen tối đa quần thể? Hướng dẫn - Trên NST thường: [5.(5 + )]/2 = 15 - Trên cặp giới tính: [4.4.4 ( 4.4.4 + 1)]/2 + 4.4.4 = 2144 - Số kiểu gen tối đa quần thể: 15 x 2144 = 32160 2.4 Gen nằm Y khơng có alen tương ứng X * Xét gen có m alen: 13 + Giới XX: + Giới XY: m => Số KG tối đa quần thể: m + Ví dụ: Ở lồi, đoạn NST Y khơng có alen tương ứng X xét gen có alen Tính số kiểu gen tối đa quần thể? Hướng dẫn Áp dụng công thức với m = => Số kiểu gen tối đa: 3+ = * Xét nhiều gen đa alen + Giới XX: + Giới XY: m.n.r => Số KG tối đa quần thể: m.n.r + Ví dụ: Ở loài động vật, cặp NST số xét locut ( locut I có alen, locut II có alen) Trên cặp NST giới tính, đoạn NST Y khơng có alen tương ứng X xét locut có alen Tính số kiểu gen tối đa quần thể? Hướng dẫn - Trên NST số 5: [2.4.(2.4 + 1)]/2 = 36 - Trên NST giới tính: 3.3 + = 10 - Số KG tối đa: 36 x10 = 360 2.5 Gen nằm đoạn tương đồng X Y * Xét gen có m alen: + Giới XX: [m (m+1)]/2 + Giới XY: m2 => Số KG tối đa quần thể: [m (m+1)]/2 + m2 Ví dụ: Ở lồi, cặp NST thường xét gen có alen Trên cặp NST giới tính, đoạn tương đồng X Y xét gen có alen Tính số kiểu gen tối đa quần thể? Hướng dẫn - NST thường: [2.(2+1)]/2 = - NST giới tính: [4.(4+1)]/2 + 42 = 26 - Số KG tối đa: x 26 = 78 * Xét nhiều gen đa alen + Giới XX: [m.n.r ( m.n.r + 1)]/2 + Giới XY: (m.n.r)2 => Số KG tối đa quần thể: [m.n.r ( m.n.r + 1)]/2 + (m.n.r)2 Ví dụ: Ví dụ: Ở thực vật, cặp NST thường, xét gen có alen Trên cặp giới tính, đoạn tương đồng X Y, xét gen ( gen I có alen, gen II III có alen) Tính số kiểu gen tối đa quần thể? Hướng dẫn - NST thường: [4.(4+1)]/2 = 10 - NST giới tính: [2.3.3.(2.3.3 + 1)]/2 + (2.3.3)2 = 495 14 - Số KG tối đa: 10 x 495 = 4950 B3 BÀI TẬP TỰ LUẬN Bài a Cấu trúc di truyền quần thể tự phối quần thể giao phối? b Ở người có khả cuộn lưỡi gen trội nằm nhiễm sắc thể thường qui định Trong quần thể người đạt cân di truyền có 64% người có khả cuộn lưỡi Một người có khả cuộn lưỡi kết với người khơng có khả Hãy tính: - Tần số alen qui định khả cuộn lưỡi tần số loại kiểu gen quần thể - Xác suất để cặp vợ chồng sinh có khả cuộn lưỡi Hướng dẫn a Cấu trúc di truyền quần thể tự phối quần thể giao phối? * Quần thể tự phối: -Tỷ lệ kiểu gen dị hợp tử ngày giảm, đồng hợp tử ngày tăng - Quần thể phân li thành dòng đồng hợp kiểu gen khác - giảm đa dạng di truyền - Tần số alen không thay đổi * Quần thể giao phối: -Đa hình kiểu gen, đa hình kiểu hình => trì đa dạng di truyền quần thể -Tạo trạng thái cân di truyền b Qui ước: Gen A: có khả cuộn lưỡi Gen a: khơng có khả cuộn lưỡi Tỷ lệ người khơng có khả cuộn lưỡi: 1- 0,64 = 0,36 Gọi tần số A = p; a = q Quần thể đạt cân di truyền q2 aa = 0,36 qa = 0,6 pA = 1-0,6 = 0,4 Tần số loại kiểu gen quần thể: KG AA = p2= 0,16, Aa= 0,48 , aa = 0,36 -Xác xuất cặp vợ chồng sinh có khả cuộn lưỡi: +Người khơng có khả cuộn lưỡi có KG aa + Người có khả cuộn lưỡi có kiểu gen Aa AA Tần số Aa = 0,48/ (0,16 + 0,48) = 3/4 - Xác suất sinh khơng có khả cuộn lưỡi: 3/4 x1 x 1/2 = 3/8 - Xác suất sinh có khả cuộn lưỡi : 1- 3/8= 5/8 = 62,5% Bài 2: Một loài thực vật giao phấn có alen A quy định hạt tròn trội hoàn toàn so với alen a qui định hạt dài; alen B qui định hạt đỏ trội hoàn toàn so với alen b qui định hạt trắng Hai cặp gen A, a B, b phân li độc lập Khi thu hoạch quần thể cân di truyền, người ta thu 475 hạt tròn, trắng; 6075 hạt dài, đỏ; 1425 hạt tròn, đỏ; 2025 hạt dài, trắng a Hãy xác định tần số alen (A, a; B, b) tần số kiểu gen quần thể nêu 15 b.Nếu vụ sau mang tất hạt có kiểu hình dài, đỏ trồng tỉ lệ kiểu hình hạt thu hoạch nào? Hướng dẫn a Xét tính trạng quần thể: - Dạng hạt: 19% hạt tròn : 81% hạt dài ^ tần số alen a = 0,9; A = 0,1 ^ cấu trúc di truyền gen qui đinh hình dạng hạt là: 0,01AA : 0,18Aa : 0,81aa - Màu hạt: 75% hạt đỏ : 25% hạt trắng ^ tần số alen b = 0,5; B = 0,5 ^ cấu trúc di truyền gen qui đinh màu hạt là: 0,25BB : 0,5Bb: 0,25bb Tần số KG quần thể : (0,01AA : 0,18Aa : 0,81aa)x(0,25BB : 0,5Bb: 0,25bb) = 0,0025 AABB : 0,005 AABb : 0,0025Aabb : 0,045 AaBB: 0,09AaBb : 0,045Aabb :0,2025aaBB : 0,405aaBb : 0,2025 aabb b Các hạt dài,đỏ có tần số kiểu gen là: 1aaBB: 2aaBb - Nếu đem hạt trồng có tỉ lệ phân li kiểu hình tính (theo lí thuyết) thu vụ sau là: hạt dài đỏ(aaB-): dài trắng (aabb) Bài 3: Một quần thể tự thụ phấn bắt buộc có cấu trúc di truyền ban đầu là: P: 50% AA : 50% aa a Hãy xác định thành phần kiểu gen quần thể sau hệ b Quần thể đạt trạng thái cân di truyền chưa? Tại sao? c Nêu điều kiện cần thiết để quần thể đạt trạng thái cân di truyền Hướng dẫn a Nếu QT tự thụ phấn bắt buộc: QT đồng hợp, tự thụ phấn bắt buộc qua hệ thành phần kiểu gen không đổi -> F5 giống P: 50% AA : 50% aa b Quần thể đạt trạng thái cân di truyền Vì: - Quần thể tự thụ phấn bắt buộc qua hệ thành phần kiểu gen không đổi (Fn giống P: 50% AA : 50% aa) - Do thành phần kiểu gen không đổi -ỳ tần số tuông đối alen gen không đổi: A = 0,5, a = 0,5 Cấu trúc di truyền không đổi qua hệ tự thụ phấn bắt buộc c Điều kiện để QT đạt trạng thái cân là: + Các cá thể quần thể phải tự thụ phấn bắt buộc hệ; + Sức sống loại giao tử, hợp tử khác phải nhu nhau; + QT không chịu tác động chọn lọc tự nhiên; + QT không xảy đột biến, di nhập gen, Bài 4: Trong quần thể ruồi giấm xét cặp nhiễm sắc thể: cặp số I có hai locut (locut có alen, locut có alen), cặp số II có locut với alen Trên nhiễm sắc thể X vùng khơng 16 tương đồng có locut, locut có alen Biết gen liên kết khơng hồn tồn Tính số kiểu gen tối đa tạo thành quần thể liên quan đến locut Hướng dẫn - Số kiểu gen tối đa tạo thành quần thể cặp NST thường sô I là: 2x3(2x3+l) = 21 - Số kiểu gen tối đa tạo thành quần thể cặp NST thường sô II là: 5(5+1)/2 = 15 - Số kiểu gen tối đa tạo thành quần thể cặp NST giới tính là: 2x2(2x2 +1) + 9x9 = 14 Tổng số loại kiểu gen là: 21 x 15 x 14 = 4410 (kiểu gen) Bài 5: Mét qn thĨ P cã cÊu tróc di trun lµ 0,6 AA : 0,2 Aa : 0,2aa a Quần thể P nói có trạng thái cân di truyền không? Tại sao? b Khi quần thể trạng thái cân di truyền, muốn trì trạng thái cân di truyền cần điều kiện gì? Hớng dẫn a Xác định trạng thái cân - Nếu quần thể P cân di truyền cÊu tróc di trun cđa nã tho¶ 2 m·n phơng trình HacđI - Vanbec: p AA : pqAa : q aa ⇔ ( 0,7 ) AA : ( ⋅ 0,7 ⋅ 0,3) Aa : ( 0,3) aa ⇔ 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09aa - Nh vËy cÊu tróc di trun cđa qn thĨ P ( 0,6 AA : 0,2 Aa : 0,2aa ) cho cha thoả mãn phơng trinhg Hacđi - Vanbec nên cha cân di truyền b Điều kiện: - Quần thể có số lợng lớn - Giao phối ngẫu nhiên - Không có đột biến - Không có chọn lọc tự nhiên - Không có di nhập gen Bài 6: Một quần thể thực vật hệ ban đầu( P) có thành phần kiểu gen nh sau: 0,3 AA: 0,6 aa: 0,1 aa a NÕu qn thĨ trải qua hệ tự thụ phấn liên tiếp thành phần kiểu gen quần thể hệ F3 nh nào? b Tại quần thể giao phấn tiến hành tự thụ phấn bắt buộc qua nhiều hệ bị thoái hoá gièng? Híng dÉn - TØ lƯ c¸ thĨ cã kiĨu gen aa ë F3 lµ: ( )3 0,6 = 0,075 17 - TØ lƯ c¸ thĨ cã kiĨu gen AA ë F3 lµ: 0,6 − 0,075 = 0,5625 0,3+ -TØ lƯ c¸ thĨ cã kiĨu gen aa ë F3 lµ: 0,6 − 0,075 = 0,3625 0,1 + - Vậy thành phần kiểu gen quần thể ë thÕ hƯ F lµ: 0,5625 AA: 0,075 aa: 0,3625 aa b Qua nhiỊu thÕ hƯ tù thơ phÊn bắt buộc, làm cho số cá thể mang kiểu gen dị hợp quần thể giảm dần, số cá thể mang kiểu gen đồng hợp tăng dần, dẫn đến gen lặn thờng có hại biểu trạng thái đồng hợp tử lặn-> gây thoái hoá giống Bài 7: Một quần thể thực vật hệ xuất phát (P) có tỉ lệ kiểu gen 0,1 AA : 0,6 Aa : 0,3 aa, qua số hệ tự thụ phấn hệ quần thể có tỉ lệ thể đồng hợp 96,25% Quần thể xuất phát (P) trải qua hệ tự thụ phấn? Híng dÉn Gọi n số hệ tự thụ phấn quần thể (P) − (1 / 2) n Tỉ lệ thể đồng hợp sau n hệ: 0,1 + 0,3 + x 0,6 [ ] = 96,25% => n = => Quần thể xuất phát (P) trải qua hệ tự thụ phấn Bài 8: a Một quần thể thực vật tự thụ phấn có tỉ lệ kiểu gen hệ P: 0,45AA : 0,30Aa : 0,25aa Biết có kiểu gen aa khơng có khả kết hạt Theo lí thuyết, tỉ lệ khơng kết hạt hệ F1 bao nhiêu? b Trong huyện có 800000 dân, thống kê có 320 người bị bệnh bạch tạng (aa) Giả sử quần thể cân di truyền, cho biết: - Số người mang kiểu gen dị hợp Aa bao nhiêu? - Xác suất để vợ chồng có màu da bình thường sinh đứa bị bạch tạng quần thể bao nhiêu? Hướng dẫn a Tỉ lệ khơng kết hạt hệ F1: - Vì có kiểu gen aa khơng có khả kết hạt nên cấu trúc quần thể P tham gia sinh sản là: 0,6 AA : 0, Aa - Tỉ lệ khơng có khả kết hạt hệ F1: 0,4 x 1/4 = 0,1 b Số người mang kiểu gen dị hợp: - Tần số alen a: q2 = 320/800000 = 0,0004 => q(a) = 0,02 => p(A) = 0,98 - Số người mang kiểu gen Aa = x 0,02 x 0,98 x 800000 = 31360 * Xác suất để vợ chồng sinh bạch tạng : (2 x 0,02 x 0,98) x 1/4 = 0,00038 Bài 9: Một quần thể đông vật hệ xuất phát (P), chưa chưa xẩy ngẫu phối có : Tần số alen A phần đực quần thể 0,8; tần số alen a phần đực quần thể 0,2 ; tần số alen A phần quần thể 0,4; tần số a phần quần thể 0,6 ( 18 Biết alen nằm nhiễm sắc thể thường) Nếu quần thể thực ngẫu phối : - Cấu trúc di truyền quần thể hệ thứ (F1) nào? - Cấu trúc di truyền F2 trạng thái cân di truyền nào? Hướng dẫn - Lập bảng: Ta có cấu trúc quần thể hệ F1 là: 0,32 AA + 0,56 Aa + 0,12 aa = -> Tần số alen F1 : p(A) = 0,6 ; q(a) = 0,4 - Đến F2 đạt cân di truyền -> Cấu trúc quần thể hệ F2 trạng thái cân di truyền là: 0,36AA + 0,48Aa + 0,16aa = Bài 10: Trong quần thể giao phối, xét gen: gen I có alen; gen II có alen, hai gen nằm cặp nhiễm sắc thể thường; gen III có alen nằm cặp nhiễm sắc thường khác Xác định số kiểu gen tối đa quần thể số kiểu giao phối quần thể (khơng tính trường hợp thay đổi vai trò giới tính đực kiểu giao phối) Hướng dẫn - Gen I(2 alen), gen II( alen) nằm cặp NST số kiểu gen là: 2.3(2.3+1)/2 = 21 - Gen III(4 alen) nằm cặp NST thường số kiểu gen là: 4(4+1)/2 = 10 kiểu gen - Số kiểu gen tối đa quần thể với gen là: 21 x 10 = 210 kiểu gen Số kiểu giao phối quần thể là: 210 + C2210 = 22155 Bài 11: a Phân biệt đặc điểm di truyền quần thể nội phối quần thể ngẫu phối b Hệ thống nhóm máu ABO người gen có alen quy đinh - Một quần thể người có 400 người máu O, 1600 người máu A, 3400 người máu B 4600 người máu AB Khi quần thể cân tính trạng có cấu trúc di truyền nào? - Tính khả sinh đươc máu O từ cặp vợ chồng máu A quần thể Hướng dẫn a QUẦN THỂ GIAO PHÓI QUẦN THỂ NỘI PHÓI 19 - Kiểu hình đa dạng - Kiểu hình đa dạng - Các gen chủ yếu trạng thái dị hợp - Các gen chủ yếu trạng thái đồng hợp, dị - Gen gây chết, nửa gây chết có hại tồn hợp thể dị hợp, tích lũy tăng cường - Ít tồn gen gây chết, nửa gây chết có hại - Sự trao đổi thong tin di truyền cá - Sự trao đổi thong tin di truyền cá thể quần thể lân cận mạnh mẽ thể quần thể lân cận hạn chế - Đột biến gen lặn có điều kiện tồn trạng - Đột biến nhanh chóng biểu kiểu hình thái dị hợp lâu dài chịu tác dụng chọn lọc b Tần số người nhóm máu O: r2 = 400/10000 = 0,04 => r = 0,2 - Nhóm máu A: p2 + 2pr = 1600/10000 = 0,16 => p = 0,2472 => q =1 – 0,2 – 0,2472 = 0,5528 - Cấu trúc DT quần thể CBDT: p2IAIA + 2pq IAIB + q2 IBIB + 2prIAIO + 2qrIBIO + r2IOIO = = 0,0611IAIA + 0,2733IAIB + 0,3056 IBIB + 0,0989IAIO + 0,2211IBIO + 0,04IOIO = - Khả sinh đươc máu O từ cặp vợ chồng máu A quần thể [2pr/(p2+2pr)]2 x 0,25 = = [0,0989/(0,0611+0,0989)]2 x 0,25 = 0,0955 Bài 12: Màu sắc vỏ ốc sên gen có alen kiểm sốt: A : nâu, A2: hồng, A3: vàng Alen qui định màu nâu trội hoàn toàn so với alen kia, alen qui định màu hồng trội hoàn toàn so với alen qui định màu vàng Điều tra quần thể ốc sên người ta thu số liệu sau: Màu nâu có 720 con; màu hồng có 1100 con; màu vàng có 180 Biết quần thể trạng thái cân di truyền a- Hãy xác định kiểu gen qui định màu b- Hãy tính tần số tương đối alen quần thể Hướng dẫn * Các kiểu gen qui định màu: A1A1, A1A2, A1A3: màu nâu A2A2, A2A3: màu hồng A3A3: màu vàng * Gọi p tần số tương đối alen A 1, q tần số tương đối alen A 2, r tần số tương đối alen A3 * Quần thể cân có dạng: (p+q+r)2 = p2A1A1 + q2A2A2 + r2A3A3 + 2pqA1A2 + 2qrA2A3 + 2prA1A3 * Tần số tương đối loại kiểu hình: Nâu = 720/2000 = 0,36; Hồng = 1100/2000 = 0,55; vàng = 180/2000 = 0,09 * Tần số tương đối alen, ta có: Vàng = 0,09 = r2 => r = 0,3 20 Hồng = 0,55 = q2 + 2qr => q = 0,5 Nâu = 0,35 = p2 + 2pq + 2pr => p = 0,2 Bài 13: Ở chuột lang, kiểu hình lơng đốm quy định gen gồm hai alen A a Nếu có alen A chuột có kiểu hình lơng đốm Sau điều tra quần thể, học sinh tìm thấy 84% chuột có kiểu hình lơng đốm Giả sử quần thể trạng thái cân Hacđi-Venbec a Hãy tính tần số alen A b Vào ngày, tất chuột khơng có kiểu hình lơng đốm quần thể bị chuyển nơi khác Tần số chuột khơng có kiểu hình lơng đốm quần thể hệ sau bao nhiêu? Hướng dẫn a A- đốm; a- không đốm KH đốm: 84% => KH không đốm ( q2): 1= 84% = 16% => qa = 0,4 => pA = 0,6 b Khi cá thể aa bị chuyển nơi khác => qa = q/(1+q) = 0,4/(1+0,4) = 0,29 => Tần số KH không đốm hệ sau: q2 aa = 0,292 = 0,0841 Bài 14: a Giả sử có quần thể ong mắt đỏ (là lồi trùng ngẫu phối có tác dụng diệt sâu hại trồng) trạng thái cân di truyền Trong quần thể này, có locut gồm alen: alen Al qui định tính trạng cánh có vết xẻ sâu, alen A2 qui định cánh có vết xẻ nơng, alen A3 qui định cánh khơng có vết xẻ Các alen có quan hệ trội, lặn hoàn toàn theo thứ tự A 1> A2> A3 Ngồi ra, có mặt alen không làm thay đổi sức sống sinh sản vật Trong 1000 ong mắt đỏ phân tích ngẫu nhiên từ quần thể, người ta thấy có 250 cánh không xẻ, 10 cánh xẻ sâu Khi cho lai 10 cánh xẻ sâu với cánh không xẻ sinh tất cá thể có cánh xẻ sâu Tính tần số alen tần số khả kết cặp ngẫu nhiên hai cá thể có kiểu hình cánh xẻ mong đợi quần thể bao nhiêu? b Từ quần thể ong mắt đỏ nêu (câu a), người ta chọn ngẫu nhiên 1000 cá thể cánh xẻ nông đem đến nuôi vùng sinh thái vốn trước chưa có lồi ong Sau thời gian, chúng hình thành nên quần thể trạng thái cân di truyền có tỷ lệ kiểu hình cánh xẻ 84% Hãy cho biết tần số mong đợi alen quần thể bao nhiêu? Biết điều kiện khơng có đột biến xảy Hướng dẫn a Gọi p, q, r tần số alen A1, A2 , A3, ta có: - 10 cánh xẻ sâu lai với cánh không xẻ sinh tất cá thể có cánh xẻ sâu => 10 cánh xẻ sâu chủng (A1A1) => p2 = 10/1000 =1/100 ^ p = 0,1 - 250 cánh không xẻ ^ r2 = 0,25 => r = 0,5 => q = - 0,1 - 0,5 = 0,4 => Tần số kiểu hình cánh xẻ 0,75 => Tần số khả kêt cặp ngẫu nhiên hai cá thể có kiểu hình cánh xẻ là: 0,75x 0,75 = 0,5625 21 b Tỉ lệ KH cánh xẻ 84% => KH cánh không xẻ 16% => r = 0,4 Ta có: q2 + 2pr = 0,84 => q = 0,6 => p = ( Quần thể ban đầu khơng có cánh xẻ sâu) Bài 15: Ở loài động vật, gen trội A quy định lông đen, alen lặn a quy định lơng nâu Một quần thể lồi trạng thái cân di truyền có % cá thể lơng đen chủng Giả sử có tượng cá thể từ quần thể khác di nhập vào quần thể để hình thành nên quần thể mới, phân di nhập vào có số lượng cá thể chiếm 10% số lượng cá thể quần thể có tần số alen A 0,7; alen a 0,3 Biết cá thể di nhập độ tuổi sinh sản, tính theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu gen quần thể qua hệ ngẫu phối sau có di nhập gen bao nhiêu? Hướng dẫn - Tính tần số alen QT ban đầu: Có p2 AA=4 % → pA=0,2 →qa=0,8 -Tính tần số alen QT sau có di nhập gen: + pA= 0,2 x (100%-10%) + 0,7 x 10% = 0,25 + qa=1-0,25 = 0,75 (hoặc qa= 0,8 x (100%-10%)+ 0,3 x10%= 0,75) - Tỉ lệ kiểu gen quần thể qua hệ ngẫu phối sau có di nhập gen 0,252 AA : x 0,25 x 0,75 Aa : 0,752aa → 0,06 AA : 0,38 Aa : 0,56aa Bài 16: Trong quần thể ruồi giấm xét cặp nhiễm sắc thể: cặp số I có hai locut (mỗi locut có alen), cặp số II có locut với alen Trên nhiễm sắc thể X vùng không tương đồng có locut, locut có alen Biết gen liên kết khơng hồn tồn Tính số kiểu gen tối đa tạo thành quần thể liên quan đến locut trên? Hướng dẫn Số kiểu gen tối đa tạo thành quần thể cặp NST thường số I là: × 2(2 × + 1) = 10 - Số kiểu gen tối đa tạo thành quần thể cặp NST thường sô II là: 3(3 + 1) =6 - Số kiểu gen tối đa tạo thành quần thể cặp NST giới tính là: × 2(2 × + 1) + × = 14 - Tổng số loại kiểu gen là: 10 x x 14 = 840 (kiểu gen) B4 BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Bài Quần thể có 0,36AA; 0,48Aa; 0,16aa Xác định cấu trúc di truyền quần thể qua hệ tự phối A 0,57AA : 0,06Aa : 0,37aa B 0,7AA : 0,2Aa ; 0,1aa C 0,36AA : 0,24Aa : 0,40aa D 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa Bài Một quần thể thực vật hệ xuất phát có kiểu gen Aa Tính theo lí thuyết tỉ lệ kiểu gen AA quần thể sau hệ tự thụ phấn bắt buộc là: A 46,875 % B 48,4375 % C 43,75 % D 37,5 % Bài Nếu P tần số kiểu gen quần thể là: 20%AA :50%Aa :30%aa, sau hệ tự thụ phấn, tần số kiểu gen AA :Aa :aa : A 51,875 % AA : 6, 25 % Aa : 41,875 % aa B 57, 250 % AA : 6,25 % Aa : 36,50 %aa 22 C 41,875 % AA : 6,25 % Aa : 51,875 % aa D 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa Bài Xét quần thể tự thụ phấn có thành phân kiểu gen hệ P là: 0,3 BB + 0,3 Bb + 0,4 bb = 1.Các cá thể bb khơng có khả sinh sản, thành phần kiểu gen F1 nào? A 0,25AA + 0,15Aa + 0,60aa = B 0,7AA + 0,2Aa + 0,1aa = C 0,625AA + 0,25Aa + 0,125 aa = D 0,36AA + 0,48Aa + 0,16aa = Bài Một quần thể thực vật tự thụ phấn có tỉ lệ kiểu gen hệ xuất phát: 0,45AA : 0,30Aa : 0,25aa Cho biết cá thể có kiểu gen aa khơng có khả sinh sản Tính theo lí thuyết tỉ lệ kiểu gen thu F1 là: A 0,525AA : 0,150Aa : 0,325aa B 0,7AA : 0,2Aa ; 0,1aa C 0,36AA : 0,24Aa : 0,40aa D.0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa Bài Xét quần thể thực vật có thành phần kiểu gen 25% AA : 50% Aa : 25% aa Nếu tiến hành tự thụ phấn bắt buộc tỉ lệ kiểu gen đồng hợp hệ F2 A 12,5% B 25% C 75% D 87,5% Bài Ở quần thể sau trải qua hệ tự phối, tỉ lệ thể dị hợp quần thể 8% Biết hệ xuất phát, quần thể có 20% số cá thể đồng hợp trội cánh dài tính trội hồn tồn so với cánh ngắn Hãy cho biết trước xảy trình tự phối, tỉ lệ kiểu hình sau quần thể trên? A 36% cánh dài : 64% cánh ngắn B 64% cánh dài : 36% cánh ngắn C 84% cánh dài : 16% cánh ngắn D 16% cánh dài : 84% cánh ngắn Bài Quần thể sau trạng thái cân di truyền? A QT I : 0,32 AA : 0,64 Aa : 0,04 aa B.QT II: 0,04 AA : 0,64 Aa : 0,32 aa C QT III: 0,64 AA : 0,04 Aa : 0,32 aa D QT IV: 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa Bài Một quần thể bao gồm 120 cá thể có kiểu gen AA, 400 cá thể có kiểu gen Aa, 680 cá thể có kiểu gen aa Tần số alen A a quần thể : A 0,265 0,735 B.0,27 0,73 C 0,25 0,75 D.0,3 0,7 Bài 10 Gen BB qui định hoa đỏ, Bb qui định hoa hồng, bb qui định hoa trắng Một quần thể có 300 cá thể đỏ, 400 cá thể hoa hồng 300 cá thể hoa trắng tiến hành giao phấn ngẫu nhiên Nếu khơng có tác động nhân tố tiến hóa thành phần kiểu gen quần thể F1 A 0,25 BB+0,50Bb+0,25bb=1 B 0,36 BB+0,48Bb+0,16bb=1 C 0,81 BB+0,18Bb+0,01bb=1 D 0,49 BB+0,42Bb+0,09bb=1 Bài 11 Biết alen A quy định lông xám trội hoàn toàn so với alen a quy định lông trắng, alen nằm NST thường Một quần thể chuột hệ xuất phát có 1020 chuột lơng xám đồng hợp, 510 chuột có kiểu gen dị hợp Khi quần thể đạt trạng thái cân có 3600 cá thể Tần số tương đối alen là: A A: a = 1/6 : 5/6 B A: a = 0,35 : 0,65 C A: a = 4/6 : 2/6 D A: a = 0,7 : 0,3 Bài 12 Đàn bò có thành phần kiểu gen đạt cân bằng, với tần số tương đối alen qui định lông đen 0,6, tần số tương đối alen qui định lơng vàng 0,4 Tỷ lệ kiểu hình đàn bò 23 ? A 84% bò lơng đen, 16% bò lơng vàng B 16% bò lơng đen, 84% bò lơng vàng C 75% bò lơng đen, 25% bò lơng vàng D 99% bò lơng đen, 1% bò lơng vàng Bài 13 Quần thể giao phấn có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân bằng, có hoa đỏ chiếm 84% Thành phần kiểu gen quần thể (B qui định hoa đỏ trội hoàn toàn so b qui định hoa trắng)? A.0,16 BB + 0,48 Bb + 0,36 bb = B.0,36 BB + 0,48 Bb + 0,16 bb = C.0,25 BB + 0,50 Bb + 0,25 bb = D 0,64 BB + 0,32 Bb + 0,04 bb = Bài 14 Quần thể người có tỷ lệ máu A chiếm 0,2125; máu B chiếm 0,4725; máu AB chiếm 0,225; máu O chiếm 0,09 Tần số tương đối alen bao nhiêu? A p(IA) = 0,25; q(IB) = 0,45; r(i) = 0,30 B p(IA) = 0,35; q(IB) = 0,35; r(i) = 0,30 C p(IA) = 0,15; q(IB) = 0,55; r(i) = 0,30 D p(IA) = 0,45; q(IB) = 0,25; r(i) = 0,30 Bài 15 Cho cấu trúc di truyền quần thể người hệ nhóm máu A, B, AB, O: 0,25 I AIA + 0,20 IAIO + 0,09 IBIB + 0,12 IBIO + 0,30 IAIA + 0,04IOIO = Tần số tương đối alen IA, IB, IO là: A 0,3 : 0,5 : 0,2 B 0,5 : 0,2 : 0,3 C 0,5 : 0,3 : 0,2 D 0,2 : 0,5 : 0,3 Bài 16 Về nhóm máu A, O, B quần thể người trạng thái cân di truyền.Tần số alen IA = 0,1 , IB = 0,7, IO = 0,2.Tần số nhóm máu A, B, AB, O là: A 0, 3; 0, 4; 0, 26; 0, 04 B 0,05; 0,7 ; 0,21; 0,04 C 0, 05; 0, 77; 0, 14; 0, 04 D 0,05; 0,81; 0,10; 0,04 Bài 17 Ở người gen qui định màu mắt có alen ( A, a ), gen qui định dạng tóc có alen (B, b) gen qui định nhóm máu có alen ( IA IB, IO ) Cho biết gen nằm nhiễm sắc thể thường khác Số kiểu gen khác tạo từ gen nói quần thể người là: A 54 B 24 C 10 D 64 Bài 18 Một quần thể động vật, xét gen có alen nằm NST thường gen có alen nằm NST giới tính khơng có alen tương ứng Y Quần thể có số loại kiểu gen tối đa gen là: A 30 B 60 C 18 D 32 Bài 19 Ở người gen A qui định mắt nhìn màu bình thường, alen a qui định bệnh mù màu đỏ lục; gen B qui định máu đơng bình thường, alen b qui định bệnh máu khó đơng Các gen nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Gen D quy định thuận tay phải, alen d quy định thuận tay trái nằm NST thường Số kiểu gen tối đa locut quần thể người là: A.42 B.36 C.39 D.27 Bài 20 Một quần thể ban đầu có cấu trúc di truyền là: 0,7AA + 0,3Aa Sau hệ ngẫu phối người ta thu đời 4000 cá thể Tính theo lí thuyết, số cá thể có kiểu gen dị hợp đời là: A 90 B.2890 C.1020 D.7680 24 C KẾT LUẬN Với quần thể tự phối, sau n hệ tần số alen khơng thay đổi tần số kiểu gen thay đổi theo hướng giảm tỉ lệ dị hợp đồng thời tăng tỉ lệ đồng hợp Với quần thể ngẫu phối, quần thể ln có xu hướng đạt cân di truyền theo định luật Hacdi – Vanbec: p2 + 2pq + q2 = ( p+q = 1) Tính tần số alen phải dựa vào giả thiết đề bài: - Biết loại KH (KG) hay tất KH (KG) - Gen nằm NST thường hay NST giới tính - Quần thể có bị tác động chọn lọc, đột biến hay di nhập gen hay không - Gen có alen hay gen đa alen Tính số KG tối đa quần thể cần xác định: - Gen NST thường hay NST giới tính - Xét gen NST hay xét nhiều gen NST 25 D TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ giáo dục đào tạo ( năm từ 2010-2014), Đề thi Đại học – Cao đẳng Bộ Giáo dục đào tạo (2015), Đề thi THPT Quốc gia Bộ giáo dục đào tạo (2007), Bài tập Sinh học 12 ( nâng cao) Bộ Giáo dục đào tạo (2007), Sinh học 12 (cơ nâng cao) Phan Khắc Nghệ (2014), Bài giảng Sinh học 12, NXB Đại học Sư Phạm Hà Nội Tỉnh Vĩnh Phúc, Đề thi học sinh giỏi lớp 12 môn Sinh học (các năm) Tỉnh khác, Đề thi học sinh giỏi lớp 12 môn Sinh học (các năm) Webside - http://www.quangvanhai.net - http://giaoan.violet.vn - http://hocmai.vn 26 ... chọn chun đề “ Cấu trúc di truyền quần thể” giúp em biết chi tiết đầy đủ dạng tập di truyền quần thể, từ em cảm thấy việc giải tập di truyền quần thể dễ dàng Trong viết mình, tơi tham khảo đề thi... thể thường) Nếu quần thể thực ngẫu phối : - Cấu trúc di truyền quần thể hệ thứ (F1) nào? - Cấu trúc di truyền F2 trạng thái cân di truyền nào? Hướng dẫn - Lập bảng: Ta có cấu trúc quần thể hệ F1... trúc di truyền quần thể: ♀0,2X X : 0,6X X : 0,2XaXa ♂0,2XAY : 0,8XaY Quần thể đạt cân di truyền hay chưa? Xác định cấu trúc di truyền quần thể cân di truyền? Sau hệ quần thể cân di truyền? Hướng