II phương pháp giải nhanh các dạng bài tập image marked

Công thức tính số loại kiểu gen của mỗi gen trong quần thể: a Gen A nằm trên NST thường có n alen thì số loại kiểu gen = 1 - Ở cơ thể lưỡng bội, gen tồn tại thành cặp alen và dưới 2 dạ

Trang 1

CHUYÊN ĐỀ 9 BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ

II PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH CÁC DẠNG BÀI TẬP

1 Các công thức giải nhanh về số loại kiểu gen của quần thể

1 Công thức tính số loại kiểu gen của mỗi gen trong quần thể:

a) Gen A nằm trên NST thường có n alen thì số loại kiểu gen = ( 1)

- Ở cơ thể lưỡng bội, gen tồn tại thành cặp alen và dưới 2 dạng là thể đồng hợp và thể dị hợp

- Gen A có n alen thì số kiểu gen đồng hợp về gen A là n Ví dụ, gen A có 3 alen là Al, A2, A3 thì số kiểu gen đồng hợp là: A1A1, A2A2, A3A3

- Gen A có n alen thì số loại kiểu gen dị hợp về gen A là tổ hợp chập 2 của n phần tử = 2

- Ở giới tính XX, vì gen tồn tại thành cặp alen cho nên số kiểu gen = ( 1)

2

m m

- Ở cơ thể XY, vì gen chỉ tồn tại ở dạng đơn gen cho nên gen B có m alen thì có số kiểu gen = m

 Tổng số kiểu gen của cả hai giới tính = (m 1) ( 3)

c) Gen D nằm trên vùng không tương đồng của NST giới tính Y có r alen thì số loại kiểu gen = r + 1

- Khi gen D nằm trên vùng không tương đồng của NST giới tính Y thì có nghĩa là gen đó chỉ nằm trên Y

mà không có trên X Do đó, ở cơ thể XX không có gen D; Ở cơ thể XY, gen D chỉ tồn tại thành từng alen riêng rẽ

- Ở giới tính XX, vì không có gen D cho nên số kiểu gen = 1

- Ở cơ thể XY, vì gen chỉ tồn tại ở dạng đơn gen cho nên gen D có r alen thì có số kiểu gen = r

 Tổng số kiểu gen của cả hai giới tính = 1 + r

d) Gen E nằm trên vùng tương đồng của NST giới tính X có t alen thì số loại kiểu gen = (3 1)

2

t t

- Khi gen nằm trên vùng tương đồng của NST giới tính thì có nghĩa là gen đó vừa nằm trên X vừa nằm trên Y Do đó, ở cơ thể XX, gen tồn tại thành cặp alen; Ở cơ thể XY, gen cũng tồn tại thành từng cặp alen

- Ở giới tính XX, vì gen tồn tại thành cặp alen cho nên số kiểu gen = ( 1)

Ví dụ 2: Gen B nằm trên vùng không tương đồng của NST giới tính X có 3 alen thì sẽ tạo ra tối đa bao

nhiêu loại kiểu gen?

Đáp án = (m 3) 3 (3 3) 9kiểu gen

Ví dụ 3: Gen D nằm trên vùng không tương đồng của NST giới tính Y có 5 alen thì sẽ tạo ra tối đa bao

nhiêu loại kiểu gen?

Đáp án = r + l = 5 + l = 6 kiểu gen

Ví dụ 4: Gen E nằm trên vùng tương đồng của NST giới tính X có 7 alen thì sẽ tạo ra tối đa bao nhiêu

loại kiểu gen?

Đáp án = (3t 1) 7 (3 7 1) 77kiểu gen

t      

2 Số loại kiểu gen của nhiều gen:

a) Các gen phân li độc lập với nhau thì số loại kiểu gen bằng tích số loại kiểu gen của các gen Ví dụ

Ví dụ minh họa:

a) Các gen phân li độc 1'ập vói nhau thì số loại kiểu gen bằng tích số loại kiểu gen của các gen.

Ví dụ: Gen A nằm trên NST số 1 có 5 alen; Gen B nằm trên NST số 2 có 8 alen Quần thể có tối đa bao

nhiêu loại kiểu gen về hai gen A và B?

 Số loại kiểu gen về cả hai gen A và B là = 15 × 36 = 540 kiểu gen

b) Các gen cùng nằm trên một NST thì xem tất cả các gen đó là một gen có số alen bằng tích số alen của tất cả các gen Sau đó, tính số loại kiểu gen theo 1 gen có tất cả các aỉen đó.

Ví dụ: Gen A và gen B cùng nằm trên một NST số 1, trong đó gen A có 4 alen, gen B có 3 alen Quần thể

có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen về cả hai gen A và B?

Hướng dẫn giải:

- Hai gen A và B cùng nằm trên một cặp NST cho nên số alen của cả 2 gen sẽ là = 4 × 3 = 12 alen

- Có 8 alen thì số kiểu gen = 12 (12 1) 78kiểu gen

2

- Dùng phương pháp đặt ẩn phụ để xác định số loại kiểu gen của tất cả các gen ở trên một nhóm liên kết Nếu có 3 gen A, B và D cùng nằm trên một NST thường và gen A có m alen, gen B có n alen, gen D có p alen thì đặt gen M = A.B.D; gen M sẽ có số alen là m.n.p Số loại kiểu gen về cả 3 gen A, B, D là

Ví dụ: Gen A nằm trên vùng không tương đồng của NST giới tính X có 3 alen; Gen B nằm trên vùng

tương đồng của NST giới tính X và Y có 5 alen, Gen D nằm trên vùng không tương đồng của NST giới tính Y có 2 alen Quần thể có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen?

Hướng dẫn giải:

- Xét theo từng NST giới tính: Ở trên NST giới tính X có 2 gen là A và B; Ở trên NST giới tính Y có 2 gen là A và D

- Tính số loại kiểu gen theo từng giới tính:

+ Ở giới XX có 2 gen là A và B với số alen = 3×5 = 15 alen

 Số kiểu gen = 15 (15 1) 120

2

+ Ở giới XY: Trên NST giới tính X có 2 gen là A và B với 15 alen; Trên NST giới tính Y có 2 gen là A

và D với số alen = 3×2 = 6 alen

 Số kiểu gen ở giới XY = 15×6 = 90

- Số kiểu gen ở cả hai giới = 120 + 90 = 210 kiểu gen

3 Số loại kiểu gen dị hợp của nhiều gen.

a) Trường hợp các gen phân li độc lập thì số loại kiểu gen dị hợp về tất cả các gen = tích số loại kiểu gen dị hợp của các gen.

Ví dụ, có 4 gen A, B, D, E nằm trên 4 cặp NST thường khác nhau, trong đó gen A có n alen; gen B

có m alen; gen D có t alen; gen E có r alen số loại kiểu gen dị hợp về cả 4 gen:

- Kiểu gen dị hợp về tất cả các cặp gen có nghĩa là cặp gen nào cũng ở dạng dị hợp

+ Gen A có n alen thì số loại kiểu gen dị hợp về gen A = 2 ( 1)

- Đối với trường hợp hai cặp gen phân li độc lập, thì với 2 cặp alen là Aa và Bb thì chỉ có 1 kiểu gen là AaBb; Nhưng cũng 2 cặp alen này, nếu cùng nằm trên một cặp NST thì sẽ có 2 kiểu gen, đó là

abd abD aBd

Abd aBD

- Đối với trường hợp bốn cặp gen phân li độc lập, thì với 4 cặp alen là Aa, Bb, Dd và Ee thì chỉ có 1 kiểu gen là AaBbDdEe; Nhưng cũng 4 cặp alen này, nếu cùng nằm trên một cặp NST và được phân bố theo trật tự ABDE thì sẽ có 8 kiểu gen, đó là ABDE ABDe ABdE AbDE ABde AbDe AbdE; ; ; ; ; ; và

abde abdE abDe aBde abDE aBdE aBDe

Abde aBDE

 Như vậy, với x cặp gen dị hợp thì khi các gen cùng nằm trên một cặp NST theo một trật tự xác định sẽ

có số loại kiểu gen = 2x1trường hợp

- Với 3 gen A, B, D cùng nằm trên một cặp NST thường và được sắp xếp theo một trật tự nhất định, trong

đó gen A có n alen; gen B có m alen; gen D có t alen Thì số loại kiểu gen dị hợp về cả 3 gen A, B và D

sẽ = 4C n2C m2C t2

Tổng quát: Nếu có x gen cùng nằm trên một cặp NST và được sắp xếp theo một trật tự nhất định thì số loại kiểu gen dị hợp về tất cả các gen = 2x1 nhân với số loại kiểu gen dị hợp của tất cả các gen

Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Xét 3 gen A, B và D nằm trên 4 cặp NST thường khác nhau Trong đó, gen A có 3 alen, gen B

có 4 alen, gen D có 6 alen Quần thể sẽ có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen dị hợp về cả 3 gen nói trên?

Ví dụ 2: Xét 4 gen A, B, c và D nằm trên một cặp NST thường và được sắp xếp theo trật tự ABCD

Trong đó, gen A có 5 alen, gen B có 6 alen, gen C có 7 alen, gen D có 8 alen Quần thể sẽ có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen dị hợp về cả 4 gen nói trên?

4 Số loại kiểu gen ở các đột biến lệch bội:

Một loài có bộ NST lưỡng bội 2n, trên mỗi cặp NST chỉ xét 1 gen có m alen.

- Trong các dạng đột biến lệch bội thể một của loài này, tối đa có số loại kiểu gen

a) Lệch bội thể một có bộ NST được kí hiệu là 2n - 1

- Tức là trong tổng số n cặp NST thì có (n-1) cặp NST có gen tồn tại theo từng cặp alen; Ở cặp NST đột biến chỉ có 1 chiếc nên gen ở dạng đơn bội

- Ở các cặp NST không đột biến, mỗi cặp xét 1 gen có m alen nên có số kiểu gen: .( 1)

b) Lệch bội thể ba có bộ NST được kí hiệu là 2n + 1

- Tức là trong tổng số n cặp NST thì có (n-1) cặp NST có gen tồn tại theo từng cặp alen; Ở cặp NST đột biến có 3 chiếc nên gen ở dạng tam bội

- Ở các cặp NST không đột biến, mỗi cặp xét 1 gen có m alen nên có số kiểu gen .( 1)

- Ở cặp NST bị đột biến lệch bội có 3 NST cho nên gen tồn tại ở dạng tam bội

Do đó, trên NST này có 1 gen với m alen thì số kiểu gen = .( 1)( 2)

1 2 3

m m m

 

Một loài thực vật có bộ NST lưỡng bội 2n = 14, trên mỗi cặp NST chỉ xét 1 gen có 3 alen.

a) Ở các đột biến lệch bội thể một sẽ có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen?

b) Ở các đột biến lệch bội thể ba sẽ có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen?

- Gen A có x alen thì sẽ tạo ra x dòng thuần về gen A.

- Gen A có x alen, gen B có y alen, gen D có z alen thì quá trình tự phối liên tục sẽ tạo ra số dòng thuần = x.y.z.

Chứng minh:

a) Gen A có x alen thì sẽ tạo ra x dòng thuần về gen A

- Dòng thuần là tập hợp các cá thể có kiểu gen giống nhau và đồng hợp về tất cả các cặp gen Vì vậy, số dòng thuần bằng số loại kiểu gen đồng hợp

- Khi gen A có x alen thì số kiểu gen đồng hợp = x  số dòng thuần = x

b) Gen A có x alen, gen B có y alen, gen D có z alen thì quá trình tự phối liên tục sẽ tạo ra số dòng thuần

= x.y.z

- Các gen A, B và D cùng nằm trên một NST hay nằm trên các NST khác nhau thì số kiểu gen đồng hợp = tích số kiểu gen đồng hợp của các gen A, B, D

- Gen A có x alen thì sẽ có số kiểu gen đồng hợp = x

- Gen B có y alen thì sẽ có số kiểu gen đồng hợp = y

- Gen D có z alen thì sẽ có số kiểu gen đồng hợp = z

 Số dòng thuần về cả 3 gen = x.y.z

Ví dụ 2: Trong một quần thể tự phối, xét 4 gen A, B, c và D nằm trên 4 cặp NST thường khác nhau

Trong đó, gen A có 2 alen, gen B có 3 alen, gen C có 4 alen, gen D có 7 alen Trong quần thể này sẽ có tối đa bao nhiêu dòng thuần về cả 4 gen?

Hướng dẫn giải:

2×3×4×7 = 168 dòng thuần

Ví dụ 3: Trong một quần thể tự phối, xét 5 gen A, B, C, D và E cùng nằm trên một cặp NST thường

Trong đó, gen A có 2 alen, gen B có 3 alen, gen C có 4 alen, gen D có 10 alen, gen E có 6 alen Trong quần thể này sẽ có tối đa bao nhiêu dòng thuần về cả 5 gen?

Hướng dẫn giải:

2×3×4×5×10 = 1200 dòng thuần

2 Các công thức tìm tần số alen của quần thể

6 Phương pháp xác định tần số alen của quần thể:

- Với một quần thể đã cho biết tỉ lệ kiểu gen là xAA + yAa + zaa = 1 thì tần số alen A = ; tần số

+ Nếu có 5 alen trội lặn theo thứ tự A1   A2 A3 A4 A5thì tần số của alen A 3

= kieu hinh A3kieu hinh A4kieu hinh A5  kieu hinh A4kieu hinh A5

Chứng minh:

a) - Vì tần số alen = tỉ lệ của alen đó trên tổng số alen có trong quần thể.

- Với một quần thể đã cho biết tỉ lệ kiểu gen là xAA + yAa + zaa = 1 thì tần số alen A = ;

b) Khi quần thể đang cân bằng di truyền thì tần số a = aa

- Quần thể cân bằng di truyền thì tỉ lệ kiểu gen tuân theo công thức của định luật Hacđi-Vanbec

- Theo công thức Hacđi-Vanbec thì kiểu gen aa có tỉ lệ = bình phương tần số a

 Tần số a = aa

c) Khi gen có nhiều alen thì tính tần số alen lặn, sau đó suy ra tần số alen trội

Nếu có 5 alen trội lặn theo thứ tự A1   A2 A3 A4 A5 thì tần số của alen

A3 = kieu hinh A3kieu hinh A4kieu hinh A5  kieu hinh A4 kieu hinh A5

Trang 9

so với nhau và thứ tự trội lặn là A1   A2 A3 A4 A5 Một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có kiểu hình A2 chiếm tỉ lệ x; kiểu hình A3 chiếm tỉ lệ y; kiểu hình A4 chiếm tỉ lệ z; kiểu hình A5 chiếm tỉ lệ t

Xác định tần số của alen A3

Cách tính:

- Kiểu hình A5 chỉ có kiểu gen A5A5  Tần số A5 = t

- Kiểu hình A4 gồm có kiểu gen A4A4 và kiểu gen A4A5

 Kiểu hình A4 + kiểu hình A5 gồm có 3 kiểu gen là A4A4 ; A4A5 và A5A5

+) Vì quần thể cân bằng di truyền nên tỉ lệ của 3 kiểu gen này lần lượt là: (A4)2; 2.A4.A5 ; (A5)2

+) Tổng tỉ lệ của 3 kiểu gen này là = (A4)2 + 2.A4.A5 + (A5)2 = (A4 + A5)2

 Tần số A4 + A5 = kieu hinh A4kieu hinh A5  z t

 Tần số A4 = z t  t

- Kiểu hình A3 gồm có kiểu gen A3A3, A3A4 và A3A5

 Kiểu hình A3 + kiểu hình A4 + kiểu hình A5 gồm có 6 kiểu gen là:

A3 A3; A3A4; A3A5; A4A4; A4A5 và A5A5

+ Vì quần thể cân bằng di truyền nên tỉ lệ của 6 kiểu gen này lần lượt là: (A3)2; 2.A3.A4 ; 2.A3.A5 ; (A4)2; 2.A4.A5 ; (A5)2

+ Tổng tỉ lệ của 6 kiểu gen này là:

(A3)2 + 2.A3.A4 + 2.A3.A5 + (A4)2 + 2.A4.A5 + (A5)2 = (A3 + A4 + A5)2

 Tần số A3 +A4 + A5 = kieu hinh A3kieu hinh A4kieu hinh A5  y z t

 Tần số A3 = y z t   z t

Ví dụ vận dụng: Một loài thú, gen A nằm trên NST thường quy định màu lông có 5 alen là Al, A2, A3,

A4, A5 Trong đó alen Al quy định hoa tím trội hoàn toàn so với các alen còn lại; Alen A2 quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen A3, A4, A5; Alen A3 quy định hoa hồng trội hoàn toàn so với alen A4, A5; Alen A4, quy định hoa vàng trội hoàn toàn so với alen A5 quy định hoa trắng Một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có 51 % cây hoa tím, 24% cây hoa đỏ, 16% cây hoa hồng, 5% cây hoa vàng, 4% cây hoa trắng Hãy xác định tần số của các alen Al, A2, A3, A4, A5

7 Gen chỉ có 2 alen và quần thể đang cân bằng di truyền,

- Tỉ lệ của kiểu gen AA bằng x lần tỉ lệ của kiểu gen aa Thì tần số alen a = 1

Ví dụ 1: Một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có tỉ lệ kiểu gen AA bằng 16 lần tỉ lệ kiểu gen

aa Hãy xác định tần số alen A của quần thể

Ví dụ 2: Một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có tỉ lệ kiểu gen đồng hợp tử trội bằng 81 lần

tỉ lệ kiểu gen đồng hợp tử lặn Hãy xác định tần số alen A của quần thể

Ví dụ 3: Một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có tần số kiểu gen đồng hợp tử trội bằng 2 lần

tần số kiểu gen dị hợp Hãy xác định tần số alen a của quần thể

Cách tính:

Áp dụng công thức, ta có: Tần số a = 1 1 1 0, 2

1 2y 1 2 2 5

Trang 11

Ví dụ 4: Một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có tần số kiểu gen dị hợp bằng 2 lần tần số

kiểu gen đồng hợp tử trội Hãy xác định tần số alen a của quần thể

Ví dụ 5: Một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có tần số kiểu gen đồng hợp tử lặn bằng 5 lần

tần số kiểu gen dị hợp Hãy xác định tần số alen a của quần thể

Ví dụ 6: Một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có tần số kiểu gen dị hợp bằng 6 lần tần số

kiểu gen đồng hợp lặn Hãy xác định tần số alen a của quần thể

8 Thế hệ xuất phát của quần thể có tần số alen của giới đực khác với tần số alen của giới cái.

- Thế hệ xuất phát có tần số alen A của giới đực là x, tần số A của giới cái là y thì phải sau 2 thế hệ ngẫu phối (đến F 2 ) quần thể mới đạt trạng thái cân bằng di truyền.

- Lúc quần thể cân bằng, tần số alen A quần thể =

2

x y

Chứng minh:

a) Tần số alen bằng trung bình cộng tần số alen của cả hai giới

- Bản chất của giao phối ngẫu nhiên là sự tổ hợp tự do của các loại giao tử với nhau

- Thế hệ P có tần số A ở giới đực là x  Giới đực có tỉ lệ giao tử A = x

 Ở giới đực có tỉ lệ giao tử a = 1 - x

- Thế hệ P có tần số A ở giới cái là y  Giới cái có tỉ lệ giao tử A = y

 Ở giới cái có tỉ lệ giao tử a = 1 - y.

- Quá trình ngẫu phối, sẽ thu được tỉ lệ kiểu gen của F1 như sau:

Tỉ lệ kiểu gen của F1 là xyAA + (x+y-2xy)Aa + (l-x)(l-y)aa = 1

Ví dụ vận dụng: Thế hệ xuất phát của quần thể có 1 con đực AA, 3 con cái Aa Hãy xác định tần số alen

khi quần thể đạt cân bằng di truyền

Cách tính:

Vì có 1 con đực AA  Tần số A ở đực = 1

Có 3 con cái Aa  Tần số A ở cái = 0,5

 Tần số A của quần thể = 1 0,5 0,75 Tần số a của quần thể = 1 - 0,75 = 0,25

2

9 Khi kiểu gen dị hợp biểu hiện kiểu hình phụ thuộc giới tính và quần thế cân bằng di truyền thì tỉ

lệ kiểu hình đúng bằng tần số alen quy định kiểu hình đó.

Ví dụ: Ở cừu AA quy định có sừng, aa quy định không sừng, kiểu gen Aa quy định có sừng ở đực, không

sừng ở cái Một quần thể đang cân bằng di truyền có tỉ lệ kiểu hình là 60% có sừng : 40% không sừng Hãy xác định tần số alen A, a

Theo công thức giải nhanh, ta có tần số A = 0,6; a = 0,4

Chứng minh:

Gọi x là tần số alen A;  Tần số alen a = 1 - x

Kiểu gen AA có tỉ lệ = x2; Kiểu gen Aa có tỉ lệ = 2.x(l-x)

Con đực có sừng có kiểu gen là AA + Aa có tỉ lệ = x2 + 2.x(l-x)

Con cái có sừng có kiểu gen AA có tỉ lệ = x2

Kiểu hình có sừng có tỉ lệ kiểu gen:

Như vậy, kiểu hình có sừng có tỉ lệ đúng bằng tần số của alen A

10 Tần số alen bị thay đổi do aa bị chọn lọc loại bỏ ở giai đoạn phôi: