CHUYÊN ĐỀ: CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ

Chương trình sinh học lớp 12 nghiên cứu về di truyền học với những qui luật và cơ chế di truyền. Di truyền học quần thể là m t n i dung khá quan trọng, được đưa nhiều vào đề kiểm tra, đề thi chọn học sinh giỏi và có tính ứng dụng thực tiễn cao. Chuyên đề nhằm đưa ra m t hệ thống kiến thức và bài tập để đáp ứng nhu cầu học tập, ôn tập cho học sinh.

CHUYÊN ĐỀ: CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ * Lí xây dựng chun đề Chương trình sinh học lớp 12 nghiên cứu di truyền học với qui luật chế di truyền Di truyền học quần thể m t n i dung quan trọng, đưa nhiều vào đề kiểm tra, đề thi chọn học sinh giỏi có tính ứng dụng thực tiễn cao Chuyên đề nhằm đưa m t hệ thống kiến thức tập để đáp ứng nhu cầu học tập, ôn tập cho học sinh I NỘI DUNG CỦA CHUYÊN ĐỀ I Khái quát quần thể II Các dạng tập di truyền quần thể II TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ Mục tiêu * Kiến thức: - Hệ thống hóa m t số kiến thức di truyền học quần thể - Trả lời m t số c u hỏi, tập vận dụng liên quan đến kiến thức * Kỹ - Rèn kỹ ph n tích, tổng hợp, so sánh - Kỹ làm việc nhóm * Thái độ - Ý thức tự giác học tập, ôn tập - Ý thức bảo vệ đa dạng sinh hoc * Định hướng lực hình thành: - Năng lực tự học - Năng lực sáng tạo - Năng lực phát giải vấn đề - Năng lực giao tiếp hợp tác Chuẩn bị GV HS 2.1 Chuẩn bị GV - Sách giáo khoa sinh học 12 - Kế hoạch học - Máy tính, máy chiếu 2.2 Chuẩn bị HS - Nghiên cứu trước n i dung Bài 16+17: Cấu trúc di truyền quần thể Tiến trình dạy học I Khái quát quần thể Các đặc trưng quần thể 1.1 Khái niệm Quần thể m t tổ chức cá thể c ng lồi, sống c ng m t khoảng khơng gian ác định, vào m t thời điểm ác định có khả sinh hệ để trì n i giống 1.2 Đặc trưng quần thể +Có vốn gen đặc trưng - Vốn gen tập hợp tất alen có quần thể m t thời điểm ác định - Các đặc điểm vốn gen thể qua thông số tần số alen tần số kiểu gen +Tần số alen: Tỉ lệ số lượng alen tổng số alen thu c m t locut quần thể hay tỉ lệ phần trăm số giao tử mang alen quần thể thời điểm ác định +Tần số kiểu gen: Tỉ lệ cá thể có kiểu gen tổng số cá thể quần thể VD: Trong quần thể có 500 c y AA, 200 c y Aa, 300 c y aa Tần số kiểu gen AA = 500 / 1000 = 0.5 Aa = 200/1000 = 0,2 aa = 300/1000 = 0,3 Tổng số alen A 500 + 200 1200 Tổng số alen a 300 + 200 800 Tổng số alen A a là: 1000 2000 Vậy tần số alen A quần thể là: 1200 / 2000 0.6 Tần số alen a quần thể là: 800/2000 = 0,4 * Cách tính tần số alen dựa vào tần số kiểu gen: Giả sử m t quần thể có tỉ lệ kiểu gen x AA : y Aa : z aa x + y + z =1 gọi p tần số alen A, q tần số alen a p+q=1 => p = x + y/2 q = z + y/2 Vd: M t quần thể có 1000 cá thể có 360 cá thể có kiểu gen AA, 480 cá thể có kiểu gen Aa, 160 cá thể có kiểu gen aa - C u trúc di truyền quần thể là: 0.36 AA : 0.48 Aa : 0.16 aa - Tần số alen A: p 0.36 + 0.48/2 0.6 Tần số alen a: q 0.16 + 0.48/2 0.4 – p) Cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn giao phối gần 2.1 Quần thể tụ thụ phấn Khái niệm: Tự thụ phấn thụ phấn ảy c ng c y nên tế bào sinh dục đực có c ng kiểu gen - Cấu trúc di truyền thành phần kiểu gen quần thể tự thụ phấn biến đổi theo hướng + Tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp + Giảm dần tần số kiểu gen dị hợp + Tần số alen không thay đổi - Quần thể tự thụ phấn thường bao gồm d ng chủng kiểu gen khác - Công thức: + Giả sử quần thể khởi đầu có 100% cá thể có kiểu gen Aa tự thụ phấn qua n hệ > tần số kiểu gen hệ thứ n Tần số kiểu gen Aa: (½)n Tần số kiểu gen AA Tần số kiểu gen aa : [1 - (½)n ]/2 VD: +Quần thể thực vật có 100% cá thể có kiểu gen Aa Cấu trúc di truyền quần thể qua hệ tự thụ phấn là: f(Aa) = (1/2)3 = 1/8 f(AA) = f(aa) = (1-1/8) :2 + Giả sử quần thể khởi đầu có tỉ lệ kiểu gen: 0.15AA : 0.8Aa : 0.05aa Qua hệ tự thụ phấn cấu trúc di truyền quần thể là: f(Aa) = 0.8 (1/2)2 = 0.2 f(AA) = 0.15 + 0.3 = 0.45 f(aa) = 0.05 + 0.3 = 0.35 Lượng dư 0.8-0.2 0.6 chia cho bên bên 0.3 2.2 Giao phối cận huyết (giao phối gần) Là tượng giao phối cá thể có quan hệ huyết thống với VD:Giao phối c ng m t bố mẹ hay với bố mẹ chúng - Cấu trúc di truyền biến đổi theo hướng: + Tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp + Giảm dần tần số kiểu gen dị hợp * Cơ sở việc cấm kết hôn gần: Hạn chế gen lặn có hại biểu kiểu hình thể đồng hợp Cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối Khái niệm: Hiện tượng cá thể lựa chọn giao phối với hoàn toàn ngẫu nhiên Kết quả: +Tạo nhiều biến dị tổ hợp > tạo đa dạng di truyền quần thể > cung cấp nguyên liệu cho tiến hố chọn giống +Duy trì tần số alen thành phần kiểu gen trạng thái c n VD: Với alen IA, IB, IO tạo kiểu gen qui định nhóm máu người 3.1 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(AA) +2pq(Aa) + q2(aa) = 3.2 Điều kiện nghiệm định luật Hacdi-Vanbec +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 +Đ t biến không ảy ảy với tần số đ t biến thuận tần số đ t biến nghịch +Quần thể cách li di truyền với quần thể khác, khơng có biến đ ng di truyền di nhập gen -Ý nghĩa: Khi quần thể trạng thái c n bằng, biết tần số cá thể có kiểu hình lặn, ta tính tần số alen lặn, alen tr i thành phần kiểu gen quần thể ngược lại - Giả sử quần thể có alen Avà a nằm NST thường > quần thể có kiểu gen AA, Aa, aa với tỉ lệ: AA : y Aa : z aa Gọi tần số alen A p, a q p + q =1 → Quần thể c n có cấu trúc di truyền : p +q = p2AA + 2pqAa + q2aa nghĩa p2 = x, 2pq = y, q2 = z Ví du 1: M t quần thể có cấu trúc : 0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa p = 0,36 + 0,48/2 = 0,6 q = - 0,6 = 0,4 P2 = (0,6)2 = 0,36 = x 2pq = 0,6 0,4 = 0,48 = y q2 = (0,4)2 = 0,16 = z > quần thể trạng thái c n di truyền Ví du 2: Quần thể có cấu trúc 0,4 AA : 0,2 Aa : 0,4 aa p = 0,4 + 0,2/2 = 0,5 q = - 0,5 = 0,5 P2 = (0,5)2 0,25 ≠ 2pq 0,5 0,5 0,5 ≠ y q2 = (0,5)2 0,25 ≠ z > quần thể không trạng thái c n di truyền - Trường hợp gen gồm alen : A1, A2, A3 với tần số tương ứng p, q, r Cấu trúc di truyền quần thể trạng thái c n : (p + q + r)2 = II Các dạng tập di truyền quần thể Xác định tần số alen 1.1 Xác định tần số alen biết cấu trúc di truyền quần thể Ví dụ 1: M t quần thể thực vật có 1000 c y Trong có có 500 c y AA, 300 c y Aa, 200 c y aa Xác định tần số alen quần thể Hướng dẫn: Tần số alen A p 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: => p = x + y/2 q = z + y/2 Ví dụ 2: Ở m t quần thể có cấu trúc di truyền 0,5AA + 0,3Aa + 0,2aa 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 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 Biết tần số kiểu hình lặn q2 (aa) => q (a) = Ví dụ: Ở m t lồi gen A quy định lơng đen tr i hồn tồn so với a quy định lơng trắng Quần thể trạng thái c n 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 1.3 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 c n : Giới XX: p2(XAXA) + 2pq(XAXa) + q2(XaXa) = Giới đực XY: p(XAY) + q(XaY) = *Chú ý: Nếu ét quần thể có số cá thể mắc bệnh đực % Ta có: q XaY) + q2(XaXa Từ ta ác định q Xa > Cấu trúc di truyền quần thể Ví dụ 1: Trong quần thể người tỉ lệ nam mắc bệnh m màu 1% Khả nữ giới mắc bệnh m màu là: A.0,01% B 0,05% C 0,04% D 1% a a Hướng dẫn: Ta có q(X ) = q(X Y 0,01 Vậy tỉ lệ nữ m màu q (aa) = 0,012 = 0,01% Ví dụ 2: Trong quần thể người điều tra thấy 12% bị m màu Xác định tỉ lệ nam, nữ m màu? A 12% nam m màu, 4% nữ m màu B 20% nam m màu, 4% nữ m màu C 2% nam m màu, 4% nữ m màu D 20% nam m màu, 2% nữ m màu a a a Hướng dẫn: Ta có q(X Y) + q (X X ) = 2.0,12 => q(a) = 0,2 Tỉ lệ nam m màu q XaY 20%, tỉ lệ nữ m màu q2(XaXa) = 0,22 = 4% 1.4 Đối với gen có nhiều alen có tần số tương ứng p(A1), q(A2), r(A3) Thì cấu trúc di truyền quần thể cân là: [p(A1) + q(A2) + r(A3) + ]2 = 1.4.1 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 c n di truyền cấu trúc di truyền quần thể [p IA) + q(IB) + r(IO)]2 = -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) Ví dụ 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 c n A.0,45 B 0,30 C 0,25 D 0.15 O O O B B B O Hướng dẫn: Ta có r (I I ) = 0,04 => r(I ) = 0,2 (1) q (I I ) + 2qr(I I ) =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 2:Trong m t quần thể người c n kiểu gen người ta thấy uất 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 cór2 (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 1.4.2 Trường hợp gen di truyền theo kiểu thứ tự trội lặn khác -Xét locut A có alen a1, a2, a3 theo thứ tự tr i lặn hoàn toàn a1>a2> a3 với tần số tương ứng p,q, r Cấu trúc di truyền quần thể c n 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) Ví dụ: Màu sắc vỏ ốc sên m t gen có alen kiểm sốt: C1: nâu, C2: hồng, C3: vàng Alen qui định màu n u tr i hoàn toàn so với alen kia, alen qui định màu hồng tr i hoàn toàn so với alen qui định màu vàng Điều tra m t quần thể ốc sên người ta thu số liệu sau: Màu n u có 360 con; màu hồng có 550 con; màu vàng có 90 Xác định tần số alen C1, C2, C3? Biết quần thể c n 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 n u : 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 1.5 Xác định tần số alen trường hợp có tác động chọn lọc tự nhiên 1.5.1 Ở quần thể tự phối Đối với quần thể tự thụ phấn có gen g y chết khơng có khả sinh sản phải ác định lại cấu trúc di truyền quần thể sau có chọn lọc Ví dụ 1: M t quần thể tự thụ phấn có kiểu gen hệ P: 0,45AA: 0,30Aa: 0,25aa Biết c y có kiểu gen aa khơng có khả kết hạt Tính theo lí thuyết c y 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 Tính lại tổng cho mẫu Aa = 1- 0,6 0,4 Vậy sau hệ tự thụ phấn tần số kiểu gen aa 0,4.1/4=0,1 1.5.2 quần thể giao phối -Nếu kiểu gen đồng hợp tử lặn g y chết tần số alen lặn sau hệ chọn lọc q/(1+q) -Nếu kiểu gen đồng hợp tử lặn g y chết tần số alen lặn sau n hệ chọn lọc q0/(1+n.q0) Ví dụ 1: Quần thể bướm bạch dương ban đầu có pB = 0,01 qb 0,99, với B alen đ t biến g y màu đen, c n b màu trắng Do ô nhiễm bụi than th n c y mà loài bướm đậu bị nhu m đen, nên kiểu hình tr i ưu kiểu hình lặn chim ăn s u 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 m t 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 c n 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 c n 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 ác 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) 1.6 Xác định tần số alen trường hợp xảy đột biến gen 1.6.1 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 1: M t quần thể có p 0,8, q 0,2 Nếu tần số đ t biến thuận u 5.10-5, tần số đ t 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 1.6.2 Tần số đột biến thuận (u) không thay đổi qua thể hệ -Tần số đ t biến gen A thành a sau hệ u -Sau hệ, tần số alen A: p A p A - p(A).u Vd: Quần thể ban đầu có p A q a 0,5 Tần số đ t 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= 1.7 Xác định tần số alen trường hợp xảy nhập cư *Tốc đ 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 b phận di nhập q’: tần số alen sau di nhập m: kích thước nhóm nhập cư -Thì: q’ = q0 - m(q0-qm) Ví dụ 1: Trong m t quần thể gồm 900 bướm, tần số alen quy định cấu tử chuyển đ ng nhanh enzyme p 0,7, tần số alen quy định cấu tử chuyển đ ng 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 Ví dụ 2: M t quần thể cho có q a 0,4 phát tán với tốc đ m 0,1 vào quần thể I: qa=0,9, II: qa 0,1 Thì sau khoảng 30 hệ quần thể nhận I, II có qa ấp ỉ qa 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 AA + y Aa + z aa Sau n hệ tự thụ phấn liên tiếp, cấu trúc di truyền quần thể là: Aa = y.(1/2)n AA = x + y.[1-(1/2)n]/2 Lượng dư chia cho bên aa = z + y.[1-(1/2)n]/2 = - [ AA + Aa] Ví dụ 1: Ở ngơ, gen A: hạt đỏ, gen a: hạt trắng Trong quần thể ban đầu toàn c y Aa Xác định tỉ lệ ph n 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 Ví dụ 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 B 1%AA: 64%Aa: 35%aa C 31%AA: 4%Aa: 65%aa D 46,875%AA: 6,25%Aa: 46,875%aa 2.2 Quần thể ngẫu phối cân Hacdi-Vanbec Ví dụ 1: Ở m t v ng tỉ lệ người bị bệnh bạch tạng 1/400 Xác định tỉ lệ kiểu gen quần thể trạng tái c n di truyền? A 0,95AA: 0,095Aa:0,005aa C 0,9025AA: 0,095Aa: 0,0025aa B 0,81AA: 0,18Aa: 0,01aa D 0,095AA: 0,9025Aa: 0,0025aa Ví dụ 2: Ở người gen đ t biến lặn m: qui định m màu NST X khơng có alen tương ứng Y Alen M không g y m màu Trong quần thể người trạng thái c n Hardy – Weinberg bệnh m màu có tần số người bị m 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 2.3 Trường hợp xét locut phân li độc lập Ví dụ:Trong m t quần thể giao phối tự do, ét m t gen có alen A a có tần số tương ứng 0,8 0,2; m t gen khác nhóm liên kết với có alen B b có tần số tương ứng 0,7 0,3 Trong trường hợp gen quy định tính trạng, tính trạng tr i tr i hồn tồn Tỉ lệ cá thể mang kiểu hình tr i tính trạng dự đốn uất quần thể là: A 75% B 81,25% C 51,17% D 87,36% Hướng dẫn: Tần số kiểu hình A-B- = (A-).(B-) = (1-aa).(1-bb) = 0,96.0,91 = 0,8736 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 c n 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: Hay p2.q2=(2pq/2)2 Ví dụ: Cho cấu trúc di truyền quần thể sau: 100% cá thể quần thể có kiểu hình lặn 100% cá thể quần thể có kiểu hình tr i 100% cá thể quần thể có kiểu gen đồng hợp tr i (4) 0,16XAXA:0,48XAXa:0,36XaXa:0,4XAY:0,6XaY AA+yAa+zaa với y/2 2=x2.z2 Quần thể có tần số alen A giới XX 0,8, giới XY 0,2 (7) 0,49AA : 0,42Aa: 0,09aa 0,25AA: 0,5Aa: 0,25aa Nhưng kiểu gen aa khơng có khả sinh sản -Quần thể đạt trạng thái c n di truyền gồm: A 1,3,4,7 B 2,4,5,8 C 1,3,4,5,7 D 2,4,6,8 3.2 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 c n di truyền, cần sau hệ quần thể đạt trạng thái c n di truyền -Trường hợp 2: Nếu tần số alen giới khác nhau: +Nếu gen NST thường sau hệ quần thể c n di truyền +Nếu gen NST giới tinh sau 5-7 hệ quần thể c n di truyền Giải thích: +Khi c n 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 c ng 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 c n 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 Hướng dẫn: ♀ p XA) = 0,5 q(Xa) = 0,5 ♂ p XA) = 0,2 q(Xa) = 0,8 > Quần thể chưa đạt trạng thái c n di truyền -Khi quần thể c n tần số alen ác 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 c n bằng: ♀: 0,16XAXA : 0,48XAXa : 0,36XaXa ♂: 0,4XAY : 0,6XaY Bài tập di truyền xác suất quần thể 4.1 Xác định tỉ lệ kiểu hình trội thơng qua tỉ lệ kiểu hình lặn Cơ sở: Tỉ lệ kiểu hình tr i 100% - tỉ lệ kiểu hình lặn Ví dụ: Trong quần thể người nhóm máu O chiếm 4%, nhóm máu B chiếm 21% Hai vợ chồng c ng có nhóm máu B Tính ác suất họ sinh trai đầu l ng 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 IA = 0,5, IB= 0,3, IO 0,2 Tần số nhóm máu B 0,21 Xác suất m t người có nhóm máu B có kiểu gen IBIO là: 2pr / (q2 + 2qr) = 0,12 / 0,21 4/7 Vậy ác suất cặp vợ chồng sinh đầu l ng có máu O là: 4/7.4/7.1/4= 4/49 Vậy ác suất họ sinh trai đầu l ng có nhóm máu A 1- 4/49).1/2 = 45/98 4.2 Xác suất kiểu gen dị hợp số cá thể có kiểu hình trội 2pq/(p2 + 2pq) Ví dụ 1:Ở quần thể Ruồi giấm có th n ám tr i so với th n đen Quần thể có tần số th n đen 36% Chọn ngẫu nhiên 10 cặp th n ám giao phối với theo cặp Tính ác 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 tr i có kiểu gen dị hợp : 2pq/(p2 + 2pq) = 0,48/0,64=3/4 Xác suất để 10 cặp cá thể th n ám có kiểu gen dị hợp tử : (3/4)2.10 Ví dụ 2: Ở locut NST thường có n+1 alen Tần số alen ½, tần số alen c n lại là 1/2n Giả sử quần thể trạng thái c n Hardy-Weinberg Xác định tần số cá thể dị hợp tử? A (3n-1)/4n B (2n-1)/3n C (3n-1)/2n D (3n-1)/2n Hướng dẫn : Tần số alen ½ Vậy tần số alen c n lại 1/2n Tần số kiểu gen đồng hợp : ¼ + n.(1/2n)2 Tần số kiểu gen dị hợp : – (¼ + n.(1/2n)2) = (3n-1)/4n Ví dụ 3: Ở quần thể người tỉ lệ bị bệnh bạch tạng 1/10.000 Xác suất để cặp vợ chồng bình thường mang gen g y bệnh bao nhiêu? A 4% B.0,04% C 1% D 0,01% Hướng dẫn: ta có q (aa) = 1/10.000 => q(a) = 0,01; p(A) = 0,99 Xác suất để cặp vợ chồng bình thường mang gen g y bệnh có kiểu gen dị hợp Aa là: [2pq/(p2 + 2pq)]2 = 0,04% Ví dụ :Ở người gen đ t biến lặn m nằm NST X khơng có alen Y Alen tr i tương ứng M không g y m màu Trong quần thể người trạng thái c n HacđiVanbec bệnh m màu có tần số nam giới bị m 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% A Hướng dẫn: Ta có q(X 0,05 Tỉ lệ người mang gen lặn qui định bệnh bạch tạng kiểu gen : [q(XAY) + 2pq (XAXa) + q2(XaXa)]/2 = 0,07375 Tính số kiểu gen khác quần thể giao phối Ví dụ M t gen nằm NST thường Tính số kiểu gen khác quần thể giao phối trường hợp sau đ y: a) Gen có alen khác ? b) Gen có alen khác nhau? c) Gen có alen khác nhau? d) Gen có n alen khác nhau? M t gen quần thể giao phối tạo 55 kiểu gen khác Hỏi gen có alen khác nhau? Hướng dẫn: a) alen khác tạo kiểu gen 2* 2+1 /2 b) kiểu gen 3* 3+1 /2 c) 10 kiểu gen 4* 4+1 /2 d) = n*(n+1)/2 10  n*(n+1)/2 = 55  n 10 Vậy gen có 10 alen Ví dụ 2: M t gen nằm NST giới tính X khơng có alen tương ứng Y Tính số kiểu gen khác quần thể giao phối trường hợp sau đ y: a.Gen có hai alen khác nhau? b.Gen có alen? c.Gen có n alen? Hướng dẫn:  Ở giới XX Có n* n+1 /2 kiểu gen  Ở giới XY có n kiểu gen  Tổng giới có n* n+1 /2 +n  a.M t gen có alen khác NST X quần thể có kiểu gen khác b.M t gen có alen khác NST X quần thể có kiểu gen khác d n* n+1 /2 +n kiểu gen Ví dụ 3: Trong quần thể giao phối đực có NST giới tính XY, XX Xét Trên NST số có gen: gen có alen, gen có alen Trên v ng không tương đồng NST giới tính X có gen: gen có alen, gen có alen Trên v ng khơng tương đồng NST giới tính Y có gen: gen có alen, gen có alen Tính số kiểu gen khác quần thể Hướng dẫn:  Trên NST số có 2*5* 2*5 +1 /2 55 kiểu  Ở giới XX Có kiểu gen 2*3* 2*3 + /2 21 kiểu  Ở giới XY : Trên NST X có 2*3 kiểu Trên NST Y có 3*6 18 kiểu Trên XY có 6*18 108 kiểu  Vậy số kiểu gen tối đa quần thể Trên NST * (XX + XY) = 55* 21 + 108 7095 kiểu gen Hết - 11 ... vào quần thể I: qa=0,9, II: qa 0,1 Thì sau khoảng 30 hệ quần thể nhận I, II có qa ấp ỉ qa 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. .. 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 không quần thể chưa đạt trạng thái c n di truyền +Cấu trúc di truyền thoả... 2,4,6,8 3.2 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 c n di truyền, cần sau hệ quần thể đạt trạng thái c n di truyền -Trường