chuyên đề : Phương pháp giải bài tập di truyền học quần thể

Bài tập sinh học là một nội dung khó trong chương trình sinh học phổ thông. Phần lớn học sinh cảm thấy khó khăn khi giải quyết các bài tập sinh học. Mặt khác, đề thi Đại học, Cao đẳng mấy năm gần đây đã đề cập một số dạng bài tập vận dụng với yêu cầu ngày càng cao. Qua nhiều năm giảng dạy ôn thi tốt nghiệp và ôn thi và ĐHCĐ tôi nhận thấy các bài tập phần di truyền quần thể tương đối khó và trừu tượng. Bài viết này góp phần giúp các em có cái nhìn tổng quát về các dạng bài toán di truyền quần thể. Trong chuyên đề “Phương pháp giải bài tập di truyền học quần thể” tôi đã tham khảo đề thi ĐHCĐ nhiều năm, tham khảo nhiều tài liệu chuyên đề của các tác giả lớn và kinh nghiệm giảng dạy của các đồng nghiệp trong tỉnh. Tôi hi vọng bài viết của mình sẽ giúp các em ôn thi ĐHCĐ một cách có hiệu quả.

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VĨNH PHÚC TRƯỜNG THPT ………… CHUYÊN ĐỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ GIÁO VIÊN: ………… BỘ MÔN: SINH HỌC ĐỐI TƯỢNG: HỌC SINH LỚP 12 DỰ KIẾN SỐ TIẾT BỒI DƯỠNG: 06 A LỜI NÓI ĐẦU Bài tập sinh học nội dung khó chương trình sinh học phổ thơng Phần lớn học sinh cảm thấy khó khăn giải tập sinh học Mặt khác, đề thi Đại học, Cao đẳng năm gần đề cập số dạng tập vận dụng với yêu cầu ngày cao Qua nhiều năm giảng dạy ôn thi tốt nghiệp ôn thi ĐH-CĐ nhận thấy tập phần di truyền quần thể tương đối khó trừu tượng Bài viết góp phần giúp em có nhìn tổng qt dạng toán di truyền quần thể Trong chuyên đề “Phương pháp giải tập di truyền học quần thể” tham khảo đề thi ĐH-CĐ nhiều năm, tham khảo nhiều tài liệu chuyên đề tác giả lớn kinh nghiệm giảng dạy đồng nghiệp tỉnh Tôi hi vọng viết giúp em ơn thi ĐH-CĐ cách có hiệu B NỘI DUNG I KHÁI QUÁT VỀ QUẦN THỂ Các đặc trưng di truyền quần thể 1.1 Khái niệm Quần thể tập hợp cá thể loài, chung sống khoảng không gian xác định, tồn qua thời gian định, cá thể giao phối với sinh thể hệ (quần thể giao phối) Trừ loài sinh sản vơ tính trinh sinh khơng qua giao phối 1.2 Đặc trưng di truyền quần thể Có vốn gen đặc trưng Vốn gen quần thể, thể tần số alen thành phần kiểu gen quần thể + Tần số alen: Tỉ lệ số lượng alen tổng số alen thuộc lơcut quần thể hay tỉ lệ phần trăm số giao tử mang alen quần thể thời điểm xác định + Tần số kiểu gen: Tỉ lệ cá thể có kiểu gen tổng số cá thể quần thể thời điểm xác định Cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn 2.1 Quần thể tự thụ phấn Khái niệm: Tự thụ phấn thụ phấn xảy nên tế bào sinh dục đực có kiểu gen Kết tự thụ phấn liên tiếp n hệ F1 dị hợp ban đầu thu được: Aa = n AA = aa = 1 2n Nếu cấu trúc di truyền ban đầu quần thể x(AA) + y(Aa) + z(aa) = Sau n hệ tự thụ phấn liên tiếp, cấu trúc di truyền quần thể là: 1 n y  ( )n y y  ( )n y (x + )AA + ( ) y Aa + (z + )aa = 2 2 Kết luận: Quần thể tự thụ phấn qua hệ, tần số alen khơng đổi, tần số kiểu gen thay đổi theo hướng tăng dần tỉ lệ kiểu gen đồng hợp, giảm dần tần số kiểu gen dị hợp Kết quần thể phân hố thành dòng có kiểu gen khác 2.2 Giao phối cận huyết (Giao phối gần) Khái niệm: Giao phối cá thể bố mẹ, bố mẹ với chúng Giao phối cận chuyết động vật làm tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp, giảm dần tần số kiểu gen dị hợp Đây sở khoa học việc cấm kết hôn gần người, nhằm hạn chế khả mắc bệnh di truyền hệ sau, cá thể có kiểu gen đồng hợp lặn Cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối 3.1 Khái niệm Là tượng cá thể lựa chọn giao phối với hồn tồn ngẫu nhiên gọi q trình ngẫu phối Kết quả: + Tạo nhiều biến dị tổ hợp + Duy trì tần số alen thành phần kiểu gen trạng tái cân 3.2 Định luật Hardy-Weinberg Trong quần thể lớn ngẫu phối, 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(AA) +2pq(Aa) + q2(aa) = - Điều kiện nghiệm định luật Hardy-Weinberg: + Quần thể có kích thước lớn + Các cá thể quần thể giao phối ngẫu nhiên + Các cá thể có kiểu gen khác phải có sức sống khả sinh sản + Đột biến không xảy xảy với tần số đột biến thuận tần số đột biến nghịch + Quần thể cách li di truyền với quần thể khác, khơng có biến động di truyền di nhập gen - Ý nghĩa định luật Hardy-Weinberg: + Định luật Hardy-Weinberg giải thích có quần thể tồn ổn định thời gian dài, chúng đạt đến trạng thái cân để tồn + 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, biết tần số alen tính tần số kiểu gen, kiểu hình quần thể II CÁC DẠNG BÀI TẬP VỀ DI TRUYỀN QUẦN THỂ Xác định tần số alen 1.1 Xác định tần số alen biết cấu trúc di truyền quần thể - Theo định nghĩa: Tần số alen tỉ lệ giao tử mang alen quần thể BÀI TẬP MẪU Câu 1: Một quần thể thực vật có 1000 Trong có có 500 AA, 300 Aa, 200 aa Xác định tần số alen quần thể Hướng dẫn: Tần số alen A là: p(A) = [500.2 + 300] / (1000.2) = 0,65 => q(a)=1 - 0,65 = 0,35 - Nếu biết cấu trúc di truyền quần thể là: d (AA) + h (Aa) + r (aa) = Thì tần số alen A là: p(A) = d + h q(a) = r + h = - p(A) Câu 2: Ở quần thể có cấu trúc di truyền 0,5AA + 0,3Aa + 0,2aa =1 Xác định tần số alen quần thể? Hướng dẫn: Tần số alen A (p(A)) là: p(A) = 0,5 + 0,3/2 = 0,65, q(a) = - 0,65 = 0,35 BÀI TẬP TỰ GIẢI ĐH 2008 Ở quần thể thực vật gen A qui định đỏ, alen a qui định vàng Ở quần thể loài trạng thái cân di truyền có 75% số đỏ : 25% số vàng Tần số tương đối alen A a quần thể A 0,2A : 0,8a B 0,4A : 0,6a C 0,5A : 0,5a D0,6A : 0,4a 1.2 Đối với gen NST thường, quần thể trạng thái cân di truyền tần số alen lặn bậc hai tần số kiểu hình lặn Nếu biết tần số kiểu hình lặn q2 (aa) => q (a) = q (aa) BÀI TẬP MẪU Câu 1: 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: q(a) = 0,6 => p(A) = – 0,6 = 0,4 BÀI TẬP TỰ GIẢI ĐH 2012: Ở quần thể thực vật lưỡng bội, xét gen có hai alen nằm nhiễm sắc thể thường: alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng Khi quần thể trạng thái cân di truyền có số hoa trắng chiếm tỉ lệ 4% Cho toàn hoa đỏ quần thể giao phấn ngẫu nhiên với nhau, theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu hình thu đời là: A 35 hoa đỏ : hoa trắng B 15 hoa đỏ : hoa trắng C 24 hoa đỏ : hoa trắng D hoa đỏ : hoa trắng 1.3 Đối với gen NST thường, tần số alen giới đực khác Ta xét trường hợp gen với alen : A a Giả thiêt : - Tần số tương đối A phần đực quần thể p’ - Tần số tương đối a phần đực quần thể q’ - Tần số tương đối A phần quần thể p’’ - Tần số tương đối a phần quần thể q’’ Đối với quần thể xác định giá trị p q (kí hiệu pn qn): Pn = 1 (p’ + p”) qn = (q’ + q”) 2 1.4 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) = - q(Xa) *Cấu trúc quần thể cân : Giới XX: p2(XAXA) + 2pq(XAXa) + q2(XaXa) = Giới đực XY: p(XAY) + q(XaY) = *Nếu tần số alen giới đực giới khác tần số chung alen quần thể giới đực là: p(A) = p(A)♂+ p(A)♀ 3 => qa = - p(A) BÀI TẬP MẪU Câu 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% Câu 2: Trong quần thể người điều tra thấy 12% bị mù màu Xác định tỉ lệ nam, nữ mù màu? Biết quần thể người trạng thái cân di truyền 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% Câu 3: Ở quần thể côn trùng ngẫu phối trạng thái cân di truyền, giới đực có 10% mắt trắng Hãy xác định tần số tương đối alen tần số phân bố kiểu gen quần thể Biết giới đực XY Hướng dẫn: -Theo ta có q(Xa)=0,1 + Tỉ lệ kiểu gen giới đực là: 0,9XAY : 0,1XaY + Tỉ lệ kiểu gen giới cái: 0,81XAXA: 0,18XAXa : 0,01XaXa + Tỉ lệ kiểu gen chung hai giới : 0,45XAY + 0,05XaY + 0,405XAXA + 0,09XAXa + 0,05XaXa = BÀI TẬP TỰ GIẢI Câu 1: Ở người gen đột biến lặn (m: qui định mù màu) NST X khơng có alen tương ứng Y Alen M không gây mù màu Trong quần thể người trạng thái cân Hardy – Weinberg bệnh mù màu có tần số người bị mù màu 5,25% Xác định cấu trúc di truyền quần thể A nam: 0,95XAY; 0,05XaY; nữ: 0,9025XAXA: 0,095XAXa: 0,0025XaXa B nam: 0,05XAY; 0,95XaY; nữ: 0,9025XAXA: 0,095XAXa: 0,0025XaXa C nam: 0,95XAY; 0,05XaY; nữ: 0,095XAXA: 0,95XAXa: 0,025XaXa D nam: 0,95XAY; 0,05XaY; nữ: 0,925XAXA: 0,095XAXa: 0,25XaXa HSG Quốc gia năm 2003 Bệnh mù màu (mù màu đỏ mù màu lục) gen lặn nhiễm sắc thể X quy định Cho biết quần thể người tần số nam bị bệnh mù màu 0,08 Hãy tính tần số nữ bị mù màu tần số nữ bình thường khơng mang alen gây bệnh ĐA: Tỉ lệ nữ mù màu q 2(XaXa) = (0,08)2 Tỉ lệ nữ bình thường khơng mang gen gây bệnh p2/(p2+2pq)=0,922/(0,922+2.0,92.0,08) HSG 12 Vĩnh Phúc 2008 Ở người bệnh mù màu gen m qui định nằm NST X khơng có alen tương ứng NST Y, alen M qui định bình thường Một quần thể người trạng thái cân di truyền có 5% nam mù màu Xác định tỉ lệ nữ mù màu quần thể ĐA: Tỉ lệ nữ mù màu q2(XaXa) = (0,05)2 1.5 Đối với gen có nhiều alen có tần số tương ứng p(A), q(a’), r(a) Thì cấu trúc di truyền [p(A) + q(a’) + r(a) + ]2 = quần thể cân là: 1.5.1 Trường hợp gen di truyền theo kiểu đồng trội - Xét di truyền nhóm máu người có ba alen IA, IB, IO với tần số tương ứng p, q, r Khi quần thể cân di truyền cấu trúc di truyền quần thể [p(IA) + q(IB) + r(IO)] = - Tần số nhóm máu A là: p2(IAIA) + 2pr(IAIO) - Tần số nhóm máu B là: q2(IBIB) + 2qr(IBIO) - Tần số nhóm máu AB là: 2pq(IAIB) - Tần số nhóm máu O là: r2 (IOIO) BÀI TẬP MẪU Câu 1: Trong quần thể người nhóm máu O chiếm 4%, nhóm máu B chiếm 21% Xác định tỉ lệ nhóm máu A quần thể, biết cấu trúc di truyền trạng thái cân A 0,45 B 0,30 C 0,25 D 0.15 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 Câu 2: 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 p 2(IAIA) + 2pr(IAIO) = 0,63, tần số nhóm máu B 0,08 1.5.2 Trường hợp gen di truyền theo kiểu thứ tự trội lặn khác - Xét lôcut A có alen a1, a2, a3 theo thứ tự trội lặn hoàn toàn a 1>a2> a3 với tần số tương ứng p, q, r Cấu trúc di truyền quần thể cân là: p2(a1a1) + 2pq(a1a2) + 2pr(a1a3) + q2(a2a2) + 2qr(a2a3) +r2(a3a3) = Tần số kiểu hình 1: p2(a1a1) + 2pq(a1a2) + 2pr(a1a3) Tần số kiểu hình 2: q2(a2a2) + 2qr(a2a3) Tần số kiểu hình lặn: r2(a3a3) BÀI TẬP MẪU Câu 1: Màu sắc vỏ ốc sên gen có alen kiểm sốt: C 1: 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 C 1, 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 1.6 Xác định tần số alen trường hợp có tác động chọn lọc tự nhiên 1.6.1 Ở quần thể tự thụ phấn 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 ĐH 2008: Một quần thể thực vật tự thụ phấn có kiểu gen hệ P: 0,45AA: 0,30Aa: 0,25aa Biết có kiểu gen aa khơng có khả sinh sản Tính theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu gen thu hệ F1 là: A 0,7AA: 0,2Aa : 0,1aa B 0,36AA: 0,24Aa : 0,40aa C 0,36AA: 0,48Aa : 0,16aa D 0,525AA: 0,150Aa : 0,325aa 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; Aa = 0,2; AA = 1- 0,1- 0,2 = 0,7 1.6.2 Ở quần thể giao phối - Giả sử hệ số chọn lọc kiểu gen AA, Aa, aa tương ứng h 1, h2, h3 Xác định tần số p ( AA).h1 alen sau hệ chọn lọc f(AA)= p ( AA).h1  pq( Aa).h2  q (aa).h3 f(Aa)= pq( Aa).h p ( AA).h1  pq( Aa).h2  q (aa).h3 aa = 1-[f(AA) + f(Aa)] - Nếu kiểu gen đồng hợp tử lặn gây chết tần số alen lặn sau hệ là: q1 = Chứng minh: q(a) = q 1 q pq q q   p  pq p  2q  q - Nếu ban đầu quần thể trạng thái cân di truyền, điều kiện sống thay đổi làm kiểu gen đồng hợp tử lặn gây chết tần số alen lặn sau n hệ là: qn = q0  n.q0 BÀI TẬP MẪU Câu 1: Quần thể bướm bạch dương ban đầu có p B = 0,01 qb = 0,99, với B alen đột biến gây màu đen, b màu trắng Do nhiễm bụi than thân mà lồi bướm đậu bị nhuộm đen, nên kiểu hình trội ưu kiểu hình lặn (chim ăn sâu khó nhìn thấy bướm màu đen môi 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 Câu 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 Câu 3: Sau quần thể đạt trạng thái cân di truyền có cấu trúc di truyền p 02(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 Hướng dẫn: Áp dụng công thức qn = C q0-(1/5.q0)n D (1-q0)n/2 q0  n.q0 HSG Quốc gia 2010: Giả sử quần thể động vật ngẫu phối có tỉ lệ kiểu gen: - Ở giới cái: 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa - Ở giới đực: 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa a Xác định cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân b Sau quần thể đạt trạng thái cân di truyền, điều kiện sống thay đổi, cá thể có kiểu gen aa trở nên khơng có khả sinh sản Hãy xác định tần số alen quần thể sau hệ ngẫu phối ĐA : Cấu trúc di truyền quần thể cân : 0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa Tần số alen quần thể sau hệ ngẫu phối : q(a)=0,3/(1+5.0,3); p(A)=1-q(a) BÀI TẬP TỰ GIẢI ĐH 2010 Một quần thể ngẫu phối, hệ xuất phát có thành phần kiểu gen 0,36BB+0,48Bb+0,16bb=1 Khi quần thể này, cá thể có kiểu gen dị hợp có sức sống khả sinh sản cao hẳn so với cá thể có kiểu gen đồng hợp A alen trội có xu hướng bị loại bỏ hoàn toàn khỏi quần thể B tần số alen trội tần số alen lặn có xu hướng C tần số alen trội tần số alen lặn có xu hướng khơng thay đổi D alen lặn có xu hướng bị loại bỏ hồn tồn khỏi quần thể ĐH 2011 Trong quần thể thực vật giao phấn, xét lơcut có hai alen, alen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy định thân thấp Quần thể ban đầu (P) có kiểu hình thân thấp chiếm tỉ lệ 25% Sau hệ ngẫu phối không chịu tác động nhân tố tiến hóa, kiểu hình thân thấp hệ chiếm tỉ lệ 16% Tính theo lí thuyết, thành phần kiểu gen quần thể (P) là: A 0,45AA : 0,30Aa : 0,25aa B 0,25AA : 0,50Aa : 0,25aa C 0,30AA : 0,45Aa : 0,25aa D 0,10AA : 0,65Aa : 0,25aa 1.7 Xác định tần số alen trường hợp xảy đột biến gen 1.7.1 Đột biến xảy chiều Giả sử quần thể có tần số alen A trước đột biến p o, tần số alen a trước đột biến q o Tần số alen A sau hệ đột biến p 1, tần số alen A sau n hệ đột biến p n, tần số alen a sau hệ đột biến q1, tần số alen a sau n hệ đột biến qn * Nếu đột biến alen A thành a (đột biến thuận) với tốc độ u - Sau hệ đột biến tần số loại alen là: p1 = po – upo = po (1- u) q1 = – p1 - Sau n hệ đột biến tần số loại alen là: pn = po (1- u)n = po e-u.n (Biết e = 2,71) qn = – pn * Nếu đột biến alen a thành A (đột biến nghịch) với tốc độ v - Sau hệ đột biến tần số loại alen là: q1 = qo – vqo = qo (1- v) p1 = – q1 - Sau n hệ đột biến tần số loại alen là: qn = qo (1- v)n = qo e-v.n pn = – qn 7.1.2 Đột biến xảy theo chiều (thuận nghịch) Sự thay đổi tần số alen phụ thuộc vào tần số đột biến thuận (u) tần số đột biến nghịch (v): ∆p = vq0 – up0; ∆q = up0 – vq0 Sau hệ đột biến p1 = po + Δp = po + (vqo – upo) q1 = – p1 ( Nếu Δp> đột biến nghịch lớn đột biến thuận ngược lại; Δq >0 đột biến thuận lớn đột biến nghịch ngược lại) Câu 1: 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 Câu 2: 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= lg(0,5  0,5.1,5%) lg[0,5(1  10  )] 1.8 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) Câu 1: 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 Câu 2: Một quần thể cho có q(a) = 0,4 phát tán với tốc độ m=0,1 vào quần thể I: q a=0,9, II: qa=0,1 Thì sau khoảng 30 hệ quần thể nhận I, II có q a xấp xỉ q a quần thể cho Xác định cấu trúc di truyền quần thể 2.1 Quần thể tự thụ phấn Quần thể tự phối ban đầu có cấu trúc di truyền x(AA) + y(Aa) + z(aa) = Sau n hệ tự thụ phấn liên tiếp, cấu trúc di truyền quần thể là: 1 n y  ( )n y y  ( )n y ( ) y (x + )AA + Aa + (z + ) aa = 2 2 BÀI TẬP TỰ GIẢI Câu 1: Ở ngô, gen A: hạt đỏ, gen a: hạt trắng Trong quần thể ban đầu toàn Aa Xác định tỉ lệ phân li kiểu hình hệ F3 tự thụ phấn? A 62,5% hạt đỏ: 37,5% hạt trắng B 50% hạt đỏ : 50% hạt trắng C 56,25% hạt đỏ : 43,75% hạt trắng D 75% hạt đỏ : 25% hạt trắng Câu 2: Cho biết tỉ lệ kiểu gen quần thể sau: 1%AA: 64%Aa: 35%aa Xác định cấu trúc di truyền quần thể sau hệ tự phối ? A 65%AA: 4% Aa: 31% aa C 31%AA: 4%Aa: 65%aa B 1%AA: 64%Aa: 35%aa D 46,875%AA: 6,25%Aa: 46,875%aa ĐH 2007 Ở quần thể có 100% cá thể có kiểu gen Aa tự thụ phấn liên tiếp qua hệ Tính theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu gen hệ thứ A 0,2AA: 0,4Aa: 0,4aa B 0,4375AA: 0,125Aa: 0,4375aa C 0,25AA: 0,5Aa: 0,25aa D 0,375AA: 0,25Aa: 0,375aa ĐH 2010 Một quần thể thực vật có tỉ lệ kiểu gen hệ xuất phát (P) 0,25AA : 0,40Aa : 0,35aa Tính theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu gen quần thể sau ba hệ tự thụ phấn bắt buộc (F3) là: A 0,375AA : 0,100Aa : 0,525aa B 0,25AA : 0,40Aa : 0,35aa C 0,425AA : 0,050Aa : 0,525aa D 0,35AA : 0,20Aa : 0,45aa ĐH 2011 Ở loài thực vật, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa vàng Thế hệ xuất phát (P) quần thể tự thụ phấn có tần số kiểu gen 0,6AA: 0,4Aa Biết khơng có yếu tố làm thay đổi tần số alen quần thể, tính theo lí thuyết, tỉ lệ hoa đỏ F1 là: A 64% B 90% C 96% D 32% ĐH 2011: Từ quần thể thực vật ban đầu (P), sau hệ tự thụ phấn thành phần kiểu gen quần thể 0,525AA : 0,050Aa : 0,425aa Cho quần thể không chịu tác động nhân tố tiến hóa khác, tính theo lí thuyết, thành phần kiểu gen (P) là: A 0,400AA : 0,400Aa : 0,200aa B 0,250AA : 0,400Aa : 0,350aa C 0,350AA : 0,400Aa : 0,250aa D 0,375AA : 0,400Aa : 0,225aa ĐH 2011 Ở lời thực vật, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa vàng Cho (P) có kiểu gen Aa tự thụ phấn thu F 1; tiếp tục cho F1 tự thụ phấn thu F2 Biết khơng có đột biến xẩy ra, số tạo cho F tự thụ phấn tương đương Tính theo lí thuyết, có kiểu hình hoa đỏ F2 chiếm tỉ lệ A 62,5% B 37,5% C 75,0% D 50,0% CĐ 2011: Ở loài thực vật, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa vàng Cho (P) có kiểu gen Aa tự thụ phấn thu F 1; tiếp tục cho F1 tự thụ phấn thu F2 Biết khơng có đột biến xảy ra, số tạo ra, F tự thụ phấn tương đương nhau, Tính theo lí thuyết, có kiểu hình đỏ F2 chiếm tỉ lệ: A 50,0% B 37,5% C 62,5% D 75,0% CĐ 2011: Ở loài thực vật, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa vàng Thế hệ xuất phát (P) quần thể tự thụ phấn có tần số kiểu gen 0,6AA : 0,4Aa Biết khơng có yếu tố làm thay đổi tần số alen quần thể tính theo lí thuyết, tỉ lệ hoa đỏ F1 là: A 90% B 96% C 32% D 64% 2.2 Quần thể ngẫu phối cân Hardy – Weinberg: p2(AA) +2pq(Aa) + q2(aa) = Xác định cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân di truyền: Câu 1: Ở vùng tỉ lệ người bị bệnh bạch tạng 1/400 Xác định tỉ lệ kiểu gen quần thể trạng thái cân di truyền? A 0,95AA: 0,095Aa:0,005aa B 0,81AA: 0,18Aa: 0,01aa C 0,9025AA: 0,095Aa: 0,0025aa D 0,095AA: 0,9025Aa: 0,0025aa ĐH 2008 Ở lồi thực vật gen A qui định hạt có khả nảy mầm đất bị nhiễm mặn alen a qui định khơng có khả Từ quần thể trạng thái cân di truyền thu 10000 hạt Đem gieo hạt đất bị nhiễm mặn thu 6400 hạt nảy mầm Trong số hạt nảy mầm, tỉ lệ hạt có kiểu gen đồng hợp tính theo lí thuyết A 36% B 16% C 48% D 25% ĐH 2008 Một quần thể giao phối trạng thái cân di truyền, xét gen có alen (A, a) người ta thấy số cá thể đồng hợp trội nhiều gấp lần số cá thể đồng hợp lặn Tỉ lệ phần trăm số cá thể dị hợp quần thể A 37,5% B 18,75% C 3,75% D 56,25% ĐH 2012: Ở quần thể, cấu trúc di truyền hệ liên tiếp sau: F1 : 0,12AA; 0,56Aa; 0,32aa F2 : 0,18AA; 0,44Aa; 0,38aa F3 : 0,24AA; 0,32Aa; 0,44aa F4 : 0,28AA; 0,24Aa; 0,48aa Cho biết kiểu gen khác có sức sống khả sinh sản Quần thể có khả chịu tác động nhân tố sau đây? A Các yếu tố ngẫu nhiên B Giao phối không ngẫu nhiên C Giao phối ngẫu nhiên D Đột biến gen ĐH 2013 Ở loài thực vật, xét gen có alen, alen A qui định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a qui didnhj hoa trắng Thế hệ xuất phát (P) quần thể có tỉ lệ phân li kiểu hình hoa đỏ: hoa trắng Sau hệ tự thụ phấn, F có kiểu gen dị hợp chiếm 7,5% Theo lí thuyết, câu trúc di truyền quần thể hệ P A 0,6AA + 0,3Aa + 0,1aa = B 0,3AA + 0,6Aa + 0,1aa = C 0,1AA + 0,6Aa + 0,3aa = D 0,7AA + 0,2Aa + 0,1aa = Xác định trạng thái cân di truyền quần thể 3.1 Dấu hiệu xác định quần thể cân di truyền + Tần số alen giới phải Nếu tần số alen giới khơng quần thể chưa đạt trạng thái cân di truyền + Cấu trúc di truyền thoả mãn công thức định luật Hardy-Weinberg: p2 (AA) + 2pq (Aa) + q2 (aa) = + Hoặc tỉ lệ kiểu gen dị hợp kiểu gen đồng hợp thoả mãn: h pq   p2.q2=(2pq/2)2 h = 2 d r p q d r Ví dụ: Cho cấu trúc di truyền quần thể sau: (1) 100% cá thể quần thể có kiểu hình lặn (2) 100% cá thể quần thể có kiểu hình trội (3) 100% cá thể quần thể có kiểu gen đồng hợp trội (4) 0,16XAXA:0,48XAXa:0,36XaXa:0,4XAY:0,6XaY (5) xAA+yAa+zaa=1 với (y/2)2=x2.z2 (6) Quần thể có tần số alen A giới XX 0,8, giới XY 0,2 (7) 0,49AA : 0,42Aa: 0,09aa (8) 0,25AA: 0,5Aa: 0,25aa Nhưng kiểu gen aa khả sinh sản Quần thể đạt trạng thái cân di truyền gồm: A 1,3,4,7 B 2,4,5,8 C 1,3,4,5,7 D 2,4,6,8 ĐH 2007: Quần thể sau đạt trạng thái cân di truyền? A 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa B 0,7AA : 0,2Aa : 0,1aa C 0,4AA : 0,4Aa : 0,2aa D 0,6AA : 0,2Aa : 0,2aa 3.2 Nếu quần thể chưa cân di truyền sau hệ ngẫu phối quần thể cân di truyền? 3.2.1 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 3.2.2 Trường hợp 2: Nếu tần số alen giới khác *Nếu gen NST thường sau hệ quần thể cân di truyền Ta xét trường hợp gen với alen : A a Giả thiêt : - Tần số tương đối A phần đực quần thể p’ - Tần số tương đối a phần đực quần thể q’ - Tần số tương đối A phần quần thể p’’ - Tần số tương đối a phần quần thể q’’ Khi cấu trúc di truyền quần thể hệ sau nhận cách nhân nhị thức sau : ( p’A + q’a ) ( p’’A + q’’a ) = p’p’’AA+( p’q’’ + p’’q’)Aa + q’q’’aa Đối với quần thể xác định giá trị p q (kí hiệu p n qn): 1 (p’ + p”) qn = (q’ + q”) 2 Pn = Nếu quần thể ngẫu phối đến hệ thứ quần thể đạt trạng thái cân có cấu trúc: p2nAA + 2pnqnAa + q2naa = Ví dụ 1: Ở lồi động vật ngẫu phối, xét gen gồm alen A a nằm NST thường Tần số alen A giới đực 0,6 giới 0,8 Xác định cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân di truyền Giải: Tần số alen a giới đực - 0,6 = 0,4; giới - 0,8 = 0,2 Cấu trúc di truyền quần thể F1 sau ngẫu phối (0,6A : 0,4a) (0,8A : 0,2a) = 0,48 AA : 0,44 Aa : 0,08 aa F1 chưa đạt cân di truyền Tần số alen F1: p(A) = 0,48 + 0,22 = 0,7; q(a) = - 0,7 = 0,3 Cấu trúc di truyền quần thể F2 : (0,7A : 0,3a) (0,7A : 0,3a) = 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa F2 đạt cân di truyền Ví dụ 2: 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 *Nếu gen NST giới tính sau 5-7 hệ quần thể cân di truyền tuân theo biểu thức: 0.5p2 X A X A + pq X A X a + 0.5q2 X a X a + 0.5p X AY + 0.5q X aY = 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 alen mẹ Con nhận 1X từ bố 1X từ mẹ, nên tần số alen liên kết giới tính nhận trung bình cộng tần số alen bố mẹ Ví dụ: Cấu trúc di truyền quần thể: ♀ 0,2XAXA : 0,6XAXa : 0,2XaXa; ♂ 0,2XAY : 0,8XaY Quần thể cân di truyền chưa? Hướng dẫn: ♀ 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;  Cấu trúc di truyền quần thể cân bằng: q(Xa) = 1-0,4 = 0,6 ♀: 0,16XAXA : 0,48XAXa : 0,36XaXa ♂: 0,4XAY : 0,6XaY *Sau hệ quần thể đạt cân di truyền: Thế hệ Xuất phát ♂ 0,2XA 0,5XA 0,35XA 0,425XA 0,3875XA ♀ 0,5XA 0,35XA 0,425XA 0,3875XA 0,40625XA Vậy sau 5-6 hệ quần thể đạt trạng thái cân di truyền 0,40625XA 0,39785XA 0,39785XA 0,4XA 3.3 Trạng thái cân di truyền cho locut, locut gồn alen - Gọi tần số alen A, a, B, b là: p, q, r,s - Tần số kiểu gen (ở trạng thái cân bằng) triển khai đa thức (p + q)2(r + s)2 = hay (p2 AA + 2pqAa + q2aa)(r2BB + 2rsBb + s2bb) = Triển khai ta có: STT Kiểu gen Tỉ lệ 1AABB p2r2 2AABb 2p2rs 2AaBB 2pqr2 4AaBb 4pqrs 1AAbb p2 s2 2Aabb 2pqs2 1aaBB q2r2 2aaBb 2q2rs 1aabb q2s2 Khi đạt trạng thái cân tần số tương đối loại giao tử sau: AB = pr; Ab = ps; aB = qr, ab = qs Ngược lại, tần số giao tử đạt trạng thái cân tần số kiểu gen trạng thái Nếu quần thể khởi đầu cá thể dị hợp AaBb  tần số alen nhau( p = q = r = s = 0,5) kiểu giao tử đuợc sinh với tần số cân sau hệ ngẫu phối quần thể đạt trạng thái cân di truyền Nếu quần thể khởi đầu có tần số alen khơng phải cần nhiều hệ thiết lập tần số cân cho giao tử trạng thái cân di truyền cho quần thể Ví dụ 1: ( Casio Vĩnh Phúc 2009) Một quần thể có cấu trúc di truyền hệ xuất phát là: 100% AaBb Tính tỉ lệ kiểu gen AaBb sau hệ tự phối Tính tỉ lệ kiểu gen AaBb sau hệ ngẫu phối Hướng dẫn: a Xét kiểu gen thứ ta có 100%Aa tự phối qua hệ tỉ lệ kiểu gen Aa = (1/2) = 1/32 Tương tự ta có tỉ lệ kiểu gen Bb = (1/2)5 = 1/32 Do tỉ lệ kiểu gen AaBb = 1/32 x 1/32 = 1/1024 b Cách 1: AaBb cho loại giao tử giảm phân, tỉ lệ loại 1/4 Sau cho ngẫu phối (lập khung pennet) ta có tỉ lệ AaBb = 4/16=1/4 Ngay sau hệ ngẫu phối, quần thể cân nên tỉ lệ kiểu gen AaBb sau hệ ngẫu phối Cách 2: Xét Aa cho f(a) = f(A) = 0,5 Sau ngẫu phối QT đạt cân với Aa = 0,5 Tương tự tính cho Bb = 0,5 Do tỉ lệ kiểu gen AaBb sau hệ ngẫu phối 0,5 x 0,5 = 0,25 Ví dụ 2: Một quần thể ngẫu phối có tần số alen f(A) = 0,6, f(a) = 0,4, f(B) = 0,5, f(b) = 0,5 Hãy tính Tần số loại giao tử AB, Ab, aB, ab? Cấu trúc di truyền quần thể hệ thứ sau ngẫu phối? Tỉ lệ kiểu hình hạt vàng-trơn, vàng – nhăn, xanh – trơn, xanh - nhăn? Biết gen nằm NST thường khác nhau? Alen A qui định hạt vàng, a qui định hạt xanh, B qui định hạt trơn, b qui định hạt nhăn Hướng dẫn: - Tần số loại giao tử là: AB = f(A) x f(B) = 0,6x 0,5 = 0,3; Ab = f(A) x f(b) = 0,6 x 0,5 = 0,3 aB = f(a) x f(B) = 0,4 x 0,5 = 0,2; ab = f(a) x f(b) = 0,4 x 0,5 = 0,2 - Cấu trúc di truyền quần thể sau ngẫu phối (0,6 A + 0,4 a)2 x (0,5B + 0,5b)2 = (0,36AA + 0,48Aa + 0,16aa) x (0,25BB + 0,5Bb + 0,25bb) = 0,09AABB + 0,18 AABb + 0,12 AaBB + 0,24 AaBb + 0,09 AAbb + 0,12 Aabb + 0,04 BBbb + 0,08 Bbbb + 0,04 aabb - Tỉ lệ loại kiểu hình là: Hạt vàng – trơn = 0,09 + 0,18 + 0,12 + 0,24 = 0,63 Hạt vàng – nhăn = 0,09 + 0,12 = 0,21 Hạt xanh – trơn = 0,04 + 0,08 = 0,12 Hạt xanh – nhăn = 0,04 Ví dụ 3: Trong quần thể lưỡng bội ngẫu phối, xét gen: gen có alen A,a; gen có alen B,b Các gen nằm NST thường khác Cho P: 1AABb : AaBb a Tính tần số loại giao tử? b Cấu trúc di truyền quần thể sau ngẫu phối? Hướng dẫn: a Xét kiểu gen AaBb giảm phân cho loại giao tử, loại chiếm 1/4 Ở hệ xuất phát kiểu gen chiếm 1/2 nên tỉ lệ loại giao tử là: AB = Ab = aB = ab = 1/8 Xét kiểu gen AABb giảm phân cho loại giao tử, loại chiếm 1/2 Ở hệ xuất phát kiểu gen chiếm 1/2 nên tỉ lệ loại giao tử là: AB = Ab = 1/4 Do tần số loại giao tử là: AB = 1/8 + 1/4 = 3/8; Ab = 1/8 + 1/4 = 3/8; aB = 1/8; ab = 1/8 b Cấu trúc di truyền quần thể sau ngẫu phối f(A) = 3/8 + 3/8 = 6/8 = 3/4 = 0,75; f(a) = - 3/4 = ¼ = 0,25 f(B) = 3/8 + 1/8 = 4/8 = 1/2 = 0,5; f(b) = - 1/2 = 1/2 = 0,5 Cấu trúc di truyền quần thể là: (3/4A + 1/4a) x (1/2B + 1/2b)2 = (9/16AA + 6/16Aa + 1/16aa) x (1/4BB + 2/4Bb + 1/4bb) = 9/64AABB + 18/64 AABb + 6/64AaBB + 12/64AaBb + 9/64AAbb + 6/64Aabb + 1/64 aaBB + 2/64aaBb + 1/64 aabb Ví dụ 4: Ở lồi thực vật ngẫu phối có hạt tròn (D) trội so với hạt dài(d), hạt màu đỏ(E) trội so với hạt màu trắng(e) Khi thu hoạch quần thể cân di truyền, người ta thu được: Hạt tròn, đỏ: 14,25%; hạt tròn, trắng: 4,75% : hạt dài, đỏ: 60,75%; hạt dài, trắng: 20,25% Biết rằng: gen nói phân li độc lập Hãy xác định: Tần số alen, tần số kiểu gen qui định hình dạng hạt, tần số kiểu gen qui định màu hạt? Nếu vụ sau mang tất hạt có kiểu hình dài, đỏ trồng tỉ lệ kiểu hình hạt mong đợi thu hoạch nào? Hướng dẫn: a Tách riêng cặp tính trạng: - Xét dạng hạt ta có: Hạt tròn : hạt dài = 19% : 81%, tần số alen f(d) = 0,9, f(D) = 0,1 => Tần số kiểu gen qui định dạng hạt là: 0,01DD : 0,18Dd : 0,81dd - Xét màu hạt ta có: Hạt đỏ : hạt trắng = 75% : 25%, tần số alen f(e) = f(E) = 0,5 => Tần số kiểu gen qui định màu hạt là: 0,25 EE : 0, 5Ee : 0,25ee b Các hạt dài, đỏ có kiểu gen tương ứng ddEE : ddEe với tỉ lệ kiểu gen 0,81 x 0,25 : 0,81 x 0,5 = 0,2025: 0,405 = 1: Nếu đem hạt trồng ta có tỉ lệ loại giao tử de = 2/3 x 1/2 = 1/3 Nên hạt dài, trắng vụ sau là: 1/3 x 1/3 = 1/9 Vì có kiểu gen ddEE ddEe nên vụ sau thu loại kiểu hình dài, đỏ dài, trắng Do dài, đỏ 8/9 Vậy tỉ lệ kiểu hình hạt mong đợi thu hoạch dài, đỏ (ddE-) : dài, trắng (ddee) Xác định số kiểu gen tối đa số kiểu giao phối quần thể 4.1 Xác định kểu gen tối đa quần thể Cho gen có n alen, gen có m alen, số kiểu gen tối đa, số kiểu gen đồng hợp tính theo bảng sau: Số kiểu gen Trường hợp Gen Số kiểu gen tối đa đồng hợp NST thường n n(n  1) 2 Các gen PLĐL Các gen liên kết Giới XX Gen NST thường, gen NST X khơng có Y Giới XY Chung Giới XX Gen NST thường, gen NST Y khơng có X Giới XY Chung Cả gen nằm NST X khơng có alen tương ứng Y Cả gen nằm NST Y khơng có alen tương ứng X Giới XX Giới XY Chung Giới XX m(m  1) n(n  1) m(m  1) 2 n.m(n.m  1) n(n  1) m(m  1) 2 n(n  1) m n(n  1) m(m  1) n(n  1) + m 2 n(n  1) n(n  1) m n(n  1) n(n  1) + m 2 n.m(n.m  1) n.m n.m(n.m  1) + n.m XX: (XX) m n.m n.m n.m n.m n n n.m n.m Giới XY Chung n.m n.m + 1 n.m(n.m  1) Giới XX n.m Cả gen nằm đoạn tương đồng NST X Giới XY n2.m2 NST Y n.m(n.m  1) Chung + n2.m2 n.m Ví dụ 1: Gen I có alen A a; gen II có alen B b, biết gen nằm cặp NST thường Số kiểu gen tối đa (2+2) (2+2+1)/2 = 10 kiểu gen Tổng quát: gen I có n alen; gen II có m alen nằm cặp NST Coi gen có số alen r = n.m số kiểu gen tối đa QT r(r+1)/2 Ví dụ 2: Trong QT lồi thú, xét hai lơcut: lơcut có alen A 1, A2, A3; lơcut hai có alen B b Cả hai lôcut nằm đoạn khơng tương đồng nhiễm sắc thể giới tính X alen hai lôcut liên kết không hồn tồn Biết khơng xảy đột biến, tính theo lí thuyết, số KG tối đa hai lơcut QT là: Hướng dẫn: - Giới XX: 2x3(2x3 +1)/2 = 21 - Giới XY: 2x3 = → Nếu khơng xảy đột biến, tính theo lí thuyết, số KG tối đa hai lôcut QT là: 21 + = 27 loại KG Ví dụ 3: (Câu 13 –Mã 279 Đề thi ĐH 2012).Trong quần thể loài động vật lưỡng bội, xét lơcut có ba alen nằm vùng tương đồng nhiễm sắc thể giới tính X Y Biết khơng xảy đột biến, theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa lôcut quần thể A 15 B C D 12 Hướng dẫn: Ở giới XX có kiểu gen tối đa : 3(3+1)/2 = Ở giới XY số kiểu gen là: Vậy tổng có + = 15 kiểu gen → đáp án A 4.2 Bài tập xác định số kiểu giao phối quần thể Trường hợp Các gen nằm NST thường không tính đến Số kiểu giao phối quần thể n(n  1) = n + C2n (trong n số kiểu gen) vai trò bố mẹ phép lai Các gen nằm NST thường có tính đến vai n2 (trong n số kiểu gen) trò bố mẹ phép lai a.b Các gen nằm NST giới tính a – số kiểu gen giới b – số kiểu gen giới đực Ví dụ 1: (Câu 10 – Đề thi HSG lớp 12 năm học 2012- 2013 tỉnh Vĩnh Phúc) 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 Ví dụ 2: (Câu – Đề thi GVG THPT năm học 2012 - 2013 tỉnh Vĩnh Phúc) Ở loài động vật xét locut gồm alen, locut gồm alen, locut gồm alen, locut gồm alen Hãy xác định số kiểu giao phối khác có lồi trường hợp sau: - Trường hợp 1: Các locut nằm cặp nhiễm sắc thể thường khác Giải: - Số loại kiểu gen khác quần thể: 2(2  1) 3(3  1) 2(2  1) 3(3  1) x x x = 324 2 2 - Số kiểu giao phối có: 324 x 324 = 104976 Ví dụ 3: (Câu – Đề thi GVG THPT năm học 2012- 2013 tỉnh Vĩnh Phúc) Ở loài động vật xét locut gồm alen, locut gồm alen, locut gồm alen, locut gồm alen Hãy xác định số kiểu giao phối khác có lồi trường hợp sau: - Trường hợp 2: Locut locut nằm cặp nhiễm sắc thể thường, locut locut nằm nhiễm sắc thể giới tính X khơng có alen tương ứng Y Hướng dẫn: - Số loại kiểu gen hai giới quần thể Giới XX: 2.3(2.3  1) 2.3(2.3  1) = 441 2 Giới XY: 2.3(2.3  1) x2x3 = 126 => Số kiểu giao phối: 441 x 126 = 55.566 Bài tập di truyền xác suất quần thể 5.1 Xác định tỉ lệ kiểu hình trội thơng qua tỉ lệ kiểu hình lặn Cơ sở: Tỉ lệ kiểu hình trội = 100% - tỉ lệ kiểu hình lặn Câu 1: Trong quần thể người nhóm máu O chiếm 4%, nhóm máu B chiếm 21% Hai vợ chồng có nhóm máu B Tính xác suất họ sinh trai đầu lòng có nhóm máu B? A 45/98 B 45/49 C 3/16 D 47/49 Hướng dẫn: Ta tính tần số alen tương ứng I A = 0,5, IB= 0,3, IO = 0,2 Tần số nhóm máu B 0,21 Xác suất người có nhóm máu B có kiểu gen I BIO là: 2pr / (q2 + 2qr) = 0,12 / 0,21 = 4/7 Vậy xác suất cặp vợ chồng sinh đầu lòng có máu O là: 4/7.4/7.1/4= 4/49 Vậy xác suất họ sinh trai đầu lòng có nhóm máu A (1- 4/49).1/2 = 45/98 5.2 Xác suất kiểu gen dị hợp số cá thể có kiểu hình trội 2pq/(p2 + 2pq) BÀI TẬP MẪU Câu 1: Ở quần thể ruồi giấm có thân xám trội so với thân đen Quần thể có tần số thân đen 36% Chọn ngẫu nhiên 10 cặp thân xám giao phối với theo cặp Tính xác suất để 10 cặp cá thể có kiểu gen dị hợp tử? A (2/3)10 B (3/4)20 C (3/4)10 D (2/3)20 Hướng dẫn : Ta có q2(aa) = 0,36 => q(a) = 0,6, p(A) = 0,4 Xác suất cá thể có kiểu hình trội có kiểu gen dị hợp : 2pq/(p2 + 2pq) = 0,48/0,64=3/4 Xác suất để 10 cặp cá thể thân xám có kiểu gen dị hợp tử : (3/4)2.10 Câu 2: Ở quần thể người tỉ lệ bị bệnh bạch tạng 1/10.000 Xác suất để cặp vợ chồng bình thường mang gen gây bệnh bao nhiêu? A 4% B 0,04% C 1% D 0,01% Hướng dẫn: ta có q2(aa) = 1/10.000 => q(a) = 0,01; p(A) = 0,99 Xác suất để cặp vợ chồng bình thường mang gen gây bệnh (có kiểu gen dị hợp Aa) là: [2pq/(p2 + 2pq)]2 = 0,04% Câu : Ở người gen đột biến lặn (m) nằm NST X khơng có alen Y Alen trội tương ứng (M) không gây mù màu Trong quần thể người trạng thái cân Hacđi-Vanbec bệnh mù màu có tần số nam giới bị mù màu 5% Xác định tỉ lệ người mang gen lặn qui định bệnh bạch tạng kiểu gen ? A 14,75% B 7,375% C 0,25% D 9,75% Hướng dẫn: Ta có q(XA) = 0,05 Tỉ lệ người mang gen lặn qui định bệnh bạch tạng kiểu gen : [q(XAY) + 2pq (XAXa) + q2(XaXa)]/2 = 0,07375 5.3 Xác suất gen nằm NST giới tính Câu Trong đảo biệt lập có 5800 người sống, có 2800 nam giới Trong số có 196 nam bị mù màu xanh đỏ Kiểu mù màu alen lặn m nằm NST giới tính X Kiểu mù màu không ảnh hưởng đến thích nghi cá thể Khả có phụ nữ đảo bị mù màu xanh đỏ bao nhiêu? A – 0,99513000 B 0,073000 C (0,07 x 5800)3000 D 3000 x 0,0056 x 0,99442999 Hướng dẫn: Vì đảo biệt lập nên cấu trúc di truyền quần thể trạng thái cân XM gen quy kiểu gen bình thường, X m gen quy định bệnh mù màu đỏ lục, cấu trúc di truyền quần thể có dạng: Giới cái: p2 XMXM + 2pq XMXm + q2 XmXm = Giới đực: p XMY + q XmY + Nam mù màu có kiểu gen XmY chiếm tỉ lệ: Xác suất để người nữ bị bệnh 0,0049 196  0, 07 2800 q = 0,07 q2 XaXa = 0,0049 Xác suất để người nữ không bị bệnh – 0,0049 = 0,9951 Số lượng nữ đảo 5800 - 2800=3000 Xác suất để 3000 người nữ không bị bệnh (0,9951)3000 Vì biến cố có người nữ bị bệnh biến cố đối biến cố 3000 người nữ không bị bệnh Xác suất để có người nữ bị bệnh là: – 0,99513000 BÀI TẬP TỰ GIẢI Câu (ĐH 2008) Ở người, gen lặn qui định bệnh bạch tạng nằm NST thường, gen trội tương ứng qui định da bình thường Giả sử quần thể người 100 người da bình thường có người mang gen bạch tạng Một cặp vợ chồng bình thường, xác suất bị bạch tạng họ A 0,0125% B 0,025% C 0,25% D 0,0025% Câu (ĐH 2012) Ở người, gen NST thường có alen: A qui định thuận phải trội hoàn toàn so với a qui định thuận trái Một quần thể người trạng thái cân di truyền có 64% số người thuận tay phải Một người nam thuận tay trái kết hôn với người phụ nữ thuận tay phải thuộc quần thể Xác suất để người đầu lòng cặp vợ chồng thuận tay phải A 37,5% B 50% C 43,75% D 62,5% Câu Một gen có alen nằm NST giới tính X đoạn không tương đồng với Y, alen lặn quy định tính trạng bệnh, alen trội quy định tính trạng bình thường Tỉ lệ người bị bệnh quần thể người 0,0208 Hai người bình thường khơng có quan hệ họ hàng kết hôn với nhau, cho quần thể có cân di truyền tính trạng Xác suất sinh bị bệnh cặp vợ chồng A 1,92% B 1,84% C 0,96% D 0,92% Vận dụng di truyền quần thể để giải tập di truyền Menđen BÀI TẬP MẪU Câu 1: Ở đậu Hà Lan A: hoa đỏ, a: hoa trắng Cho hoa đỏ dị hợp tự thụ phấn thu F Chọn ngẫu nhiên hoa đỏ F cho giao phấn ngẫu nhiên Tính theo lí thuyết, tỉ lệ phân li kiểu hình F2 A đỏ : trắng B đỏ : trắng C đỏ : trắng D đỏ : trắng Hướng dẫn: Cây hoa đỏ F1 có thành phần kiểu gen 1AA : 2Aa Vậy, tần số alen q(a)=1/3 Tần số kiểu hình lặn q2(aa)=(1/3)2=1/9, A- =1-1/9=8/9 Tỉ lệ phân li kiểu hình đỏ : trắng BÀI TẬP TỰ GIẢI Câu 1: Một quần thể thực vật, xét gen có alen, alen A: hoa đỏ, a: qui định hoa trắng Ở hệ xuất phát (P) có thành phần kiểu gen 1AA : 3Aa Cho cá thể hệ (P) giao phấn ngẫu nhiên với Tính theo lí thuyết, tỉ lệ hoa đỏ có kiểu gen dị hợp A 6/11 B 15/32 C 15/64 D 55/64 ĐH 2011 Một loài thực vật, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng Thế hệ ban đầu (P) quần thể có tần số kiểu gen 0,5Aa: 0,5aa Các cá thể quần thể ngẫn phối khơng có yếu tố làm thay đổi tần số alen, tính theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu hình hệ F1 là: A hoa đỏ : hoa trắng B hoa đỏ : hoa trắng C hoa đỏ : hoa trắng D hoa đỏ : hoa trắng ĐH 2012: Ở loài thực vật lưỡng bội, lai hai hoa trắng chủng với nhau, thu F1 toàn hoa trắng Cho F1 giao phấn với thu F2 gồm 81,25% hoa trắng 18,75% hoa đỏ Cho F1 giao phấn với tất hoa đỏ F2 thu đời Biết không xảy đột biến, theo lí thuyết, đời số có kiểu gen đồng hợp tử lặn hai cặp gen chiếm tỉ lệ A 1/12 B 1/16 C 1/8 D 1/24 ĐH 2013 Ở loài động vật, gen qui định độ dài cánh có alen, alen A qui định cánh dài trội hoàn toàn so với alen a qui định cánh ngắn Cho đực cánh dài giao phối ngẫu nhiên với cánh ngắn (P), thu F1 gồm 75% cánh dài : 25% cánh ngắn Tiếp tục cho F1 giao phối ngẫu nhiên thu F2 Tính theo lí thuyết, F2 số cánh ngắn chiếm tỉ lệ A 25/64 B 39/64 III KẾT QUẢ TRIỂN KHAI Ở ĐƠN VỊ C 1/4 D 3/8 - Sau dạy nội dung chuyên đề học sinh trường THPT Bình Sơn tơi nhận thấy học sinh thường cảm thấy khó khăn tiếp cận dạng tập di truyền đặc biệt tập di truyền quần thể - Tuy nhiên, với nỗ lực học sinh, em cố gắng tìm hiểu giải tập di truyền quần thể đề thi Đại học, Cao đẳng IV KIẾN NGHỊ - Tuỳ đối tượng học sinh mà giáo viên lồng ghép dạng tập di truyền quần thể vào tiết dạy ơn thi Đại học - Có thể sử dụng nội dung viết cho đối tượng học sinh thi Học sinh giỏi giải toán máy tính Casio TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Đồn Long, Đỗ Lê Thăng 2009 Cơ sở di truyền học phân tử tế bào Nxb ĐHQG HN Đỗ Lê Thăng 2006 Giáo trình di truyền học Nxb GD Chuyên đề hội thảo trường THPT Chuyên khu vực Duyên hải Đồng Bắc Bộ Chuyên đề đồng nghiệp: đ/c Nguyễn Mạnh Hà trường THPT Sáng Sơn, đ/c Nguyễn Thị Phương trường THPT Yên Lạc, đ/c Tăng Văn Đại trường THPT Lê Xoay, đ/c Nguyễn Thị Thu Hằng trường THPT Văn Quán,… ... thấy tập phần di truyền quần thể tương đối khó trừu tượng Bài viết góp phần giúp em có nhìn tổng qt dạng toán di truyền quần thể Trong chuyên đề Phương pháp giải tập di truyền học quần thể ... 2,4,6,8 ĐH 200 7: Quần thể sau đạt trạng thái cân di truyền? A 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa B 0,7AA : 0,2Aa : 0,1aa C 0,4AA : 0,4Aa : 0,2aa D 0,6AA : 0,2Aa : 0,2aa 3.2 Nếu quần thể chưa cân di truyền sau... Ví d : Cấu trúc di truyền quần th : ♀ 0,2XAXA : 0,6XAXa : 0,2XaXa; ♂ 0,2XAY : 0,8XaY Quần thể cân di truyền chưa? Hướng dẫn: ♀ p(XA) = 0,5 q(Xa) = 0,5 ♂ p(XA) = 0,2 q(Xa) = 0,8 ==> Quần thể chưa