CLTN va CTDTQT

phụ thuộc vào mức độ biến dị của tính trạng, độ lớn của quần thể cũng như tần số tương đối của các loại kiểu hình trong quần thể.. 2.Điều kiện hoạt động của CLTN[r]

Bài tiểu luận :

MÔN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

Chọn lọc tự nhiên cấu trúc di truyền quần thể

Nhóm 3-lớp K57A

Giảng viên : Ths Phan Thị Thanh Hương Sinh viên : Phạm Thị Thu Hà

Nguyễn Thị Hoài Hiên Nguyễn Thị Hiển

Đặt vấn đề : Theo quan niệm đại “tiến hóa thay đổi vốn gen quần thể theo thời gian “ Và nhân tố tiến hóa nhân tố làm thay đổi tần số

alen,tần số kiểu gen quần thể Một nhân tố tiến hóa chọn lọc tự nhiên

Nội dung nghiên cứu :

Cấu trúc di truyền quần

thể(CTDTQT)và chọn lọc tự nhiên(CLTN)

Tác động CLTN lên CTDTQT

Áp lực CLTN(cơ sở lý thuyết)

Bằng chứng thực nghiệm

Các hình thức CLTN

I.Cấu trúc di truyền quần thể chọn lọc tự nhiên

1 Cấu trúc di truyền quần thể

 - Quần thể : + tập hợp cá thể loài

 + sống khoảng không gian,cùng

thời gian

 + giao phối tự cách li định với

quần thể khác

 - Cấu trúc di truyền quần thể

 + Vốn gen(geen pool) : tổng số gen có mặt

tất cá thể quần thể

+ Tần số kiểu gen tỉ lệ kiểu gen khác

locus quần thể

 CT tính :  fKG =

 +Tần số alen tỉ lệ alen khác locus

quần thể



1.Giá trị chọn lọc(w) hệ số chon lọc(s)

Giá trị chọn lọc hay độ phù hợp (w)là giá trị phản ánh mức độ sống sót truyền lại cho hệ sau kiểu gen(hoặc alen)

VD: Cá thể có kiểu hình trội dại (AA) sinh 100 tất sống sót sinh sản tạo hệ tiếp theo, kiểu hình đột biến lặn aa

với số lượng cá thể tương đương tạo 100 có 90 sống sót sinh sản, người ta nói w(A)= 1,0; w(a)=0.9

b Hệ số chọn lọc( s)

Hệ số chọn lọc (s) phản ánh chênh lệch giá trị thích nghi alen, phản ánh mức độ ưu alen so với

q trình CLTN.Do đó, s phản ánh áp lực chọn lọc kiểu gen tính tốn theo w

Theo ví dụ , s kiểu gen aa 0.1( s=1.0- 0.9=0.1)

Tất cá Hệ số chọn loc với kiểu gen AA Aa (s=0)

2.Mơ hình chọn lọc alen chống lại giao tử hay thể đơn bội

Nếu quần thể tạo loại giao tử A,a f(A)=p; f(a)=q

Trường hợp chon lọc loại bỏ kiểu gen a ,hệ số chọn lọc s

Kiểu gen

A a

Tần số alen

trước chon lọc p q

Tỷ lệ vốn đóng

góp alen p q(1-s)

Tần số alen sau chọn lọc Sự thay đổi tần

số alen

Sự thay đổi tần số alen tác dụng chọn lọc tự nhiên Xét locus có alen A, a với : f(A) =p, f(a) = q

KG: AA; Aa; aa với giá trị thích nghi w0, w1, w2 Giả sử KG AA biểu kiểu hình thích nghi (w0 =1)

Kiểu gen Tổng vốn gen

AA Aa Aa

Giá trị thích nghi W0=1 W1=1-s1 W2=1-s2 Tần số KG thể hệ

trước chọn lọc

p2 2pq q2 1

Tỉ lệ vốn đóng góp KG

p2w

0 2pqw1 q2w2 Wtb<1 Tần số alen hệ

sau chọn lọc

Wtb= p2w

Tần số alen a sau chọn lọc (thế hệ 1) q1 tính sau

q1=

a.Tác dụng chọn lọc alen trội alen lặn

Đặc điểm Kiểu gen Vốn gen tổng cộng

AA Aa aa

Tần số kiểu gen ban đầu

p 2pq q

Giá trị thích nghi 1-s

Tỷ lệ vốn đóng góp p2 2pq q2(1-s) 1-sp2 Tần số kiểu gen sau

chon lọc

a.Tác dụng chọn lọc alen trội alen lặn

Tần số alen a sau chu kỳ chọn lọc p1 tính sau:

q1=

Để ước lượng tốc độ thay đổi tần số alen sau chu kỳ tác động chọn lọc sử dụng công thức :

tương tự ta tính tần số alen a hệ thứ n :

Tương tự tần số alen A sau hệ chọn lọc :

 ∆p=p1-p= >0 .tần số alen A tăng

Từ ta tính số hệ cần thiết để CLTN

làm thay đổi tần số alen a từ q thể hệ khởi đầu thành qn hệ thứ n :

Ví dụ : tần số alen a quần thể hệ

khới đầu 0.96 Số hệ cần thiết để CLTN làm giảm tần số alen a xuống 0.03 :

 32 hệ

→ Rõ rang áp lực CLTN đáng kể lớn

hơn nhiều so với áp lực đột biến(cần tới 3×106 hệ) việc làm thay đổi tần

b.tác dụng chọn lọc trì đa hình dị hợp tử thích

nghi đồng hợp tử

Nghiên cứu quần thể quan tâm tới locus có alen A

a Sự giao phối tự tạo KG : AA,Aa,aa với giá trị thích nghi : 1-s1,1,1-s2

Tần số alen A sau hệ chọn lọc :  P1=

Trạng thái cân đạt p1=p 1-ps1=1-p2s1-q2s2

Vì q=1-p suy (p-1)((s1+s2)p-s2)=0 Cân đạt

Ví dụ : KG AA aa có giá trị thích nghi s1=s2 p=1/2 lúc cân bằng,nếu s1<s2 hay KG AA thích nghi aa p<1/2

→ Do dạng dị hợp tử thích nghi tốt đồng hợp tử chọn lọc hướng đến trì đa hình quần thể

Kiểu gen HbA/HbA HbA/HbS HbS/HbS

Giá trị thích nghi 1-s1 1-s2 Tần số kiểu gen P2(1-s

1) 2pq q2(1-s2)

Kiểu gen Tần số quan sát người lớn(O)

Tần số lý thuyết (E)

Tỷ lệ O/E Giá trị chọn lọc

HbS/HbS 29 187.4 0.155 0.155/1.12=0 14=1-s2

HbS/HbA 2993 2672.4 1.12 1.12/1.12=1 HbA/HbA 9365 9527.2 0.983 0.983/1.12=0

88=1-s1 Cộng 12387 12387

Khi điều tra KG số quần thể người Nigeria thu kết sau :

III Bằng chứng thực nghiệm chứng tỏ chọn lọc làm thay đổi cấu trúc di truyền

1 Hiện tượng hóa đen bướm sâu đo bạch dương

_ Cánh loài bướm có màu trắng đốm

đen, thích nghi theo kiểu ngụy trang giúp cho bướm hoà lẫn vào vỏ bạch dương sáng màu có địa y sống bám ngồi, nhờ chúng

 Dạng bướm màu đen phát lần đầu

tiên vào năm 1848 vùng Manchester

nước Anh Sau tỷ lệ bướm màu đen tăng nhanh nhiều vùng công nghiệp Đến

 Đó thí nghiệm Merrelem

Drosophila melanogaster Quần thể khởi đầu ông gồm cá thể bình thường,

những cá thể đồng hợp tử dị hợp tử theo gen lặn raspberry (ras – mắt có màu huyết dụ)

2 Thí nghiệm ruồi giấm

Tần số gen ras giới lúc đầu

0,5 Như quần thể khởi đầu trạng thái cân Chọn lọc tiến hành chống lại gen ras

tần số gen ras giảm mạnh sau chậm

IV Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu chọn lọc điều kiện hoạt động chọn lọc tự nhiên

1 nhân tố ảnh hưởng đến hiệu CLTN

- Tác dụng chọn lọc alen trội nhanh

hơn alen lặn

-Hiệu chọn lọc phụ thuộc vào giá trị

Bảng ảnh hưởng hệ số chọn lọc đến tốc độ thay đổi tần số alen

Thế hệ Hệ số chọn lọc (s = 0,05) Hệ số chọn lọc (s = 0,01)

P q p q

0 0,01 0,99 0,01 0,99

100 0,44 0,56 0,026 0,947

200 0,81 0,19 0,067 0,933

300 0,89 0,11 0,15 0,85

400 0,93 0,07 0,28 0,72

500 0,95 0,05 0,43 0,57

600 0,96 0,04 0,55 0,45

700 0,96 0,04 0,65 0,35

800 0,97 0,03 0,72 0,28

900 0,97 0,03 0,77 0,23

- Ngoài áp lực chọn lọc tự nhiên

2.Điều kiện hoạt động CLTN

Hoạt động CLTN quần thể

dẫn tới tiến hóa quần thể Tuy nhiên CLTN hoạt động quần thể :

-quần thể có biến dị di truyền

-khả thích ứng cá thể

quần thể khác hay giá trị thích nghi w khác nhau

V Các hình thức chọn lọc tự nhiên

 Chọn lọc định hướng hay chọn lọc vận

động

3.Chọn lọc phân hóa hay chọn lọc đứt đoạn

Đây hình thức chọn lọc chống lại các thể có giá trị

CLTN nhân tố làm gây biến đổi định hướng tần

số gen quần thể : tích lũy KG mang KH tỏ ra thích nghi hơn,đào thải KG mang KH thích

nghi tích lũy alen có lợi,đào thải alen có hại.



Hiệu kiểu di truyền làm thay đổi tần số alen a

dưới tác động CLTN tổng hợp bảng sau :

Kiểu chọn lọc Giá trị thích nghi kiểu gen Sự thay đổi alen sau hệ chọn lọc

AA Aa aa

Chọn lọc loại bỏ

alen trội 1-s 1-s

Chọn lọc loại bỏ alen lặn trường hợp trội

khơng hồn tồn

1 1-s

Chọn lọc trì

thể dị hợp 1-s1 1-s2

Chọn lọc loại bỏ

thể dị hợp 1-s

-Áp lực CLTN lên CTDTQT lớn

-Khi dạng dị hợp tử tỏ thích nghi tốt đồng hợp

tử chọn lọc hướng đến đa hình quần thể

-Tác động chọn lọc chấm dứt hệ số chọn lọc

0 ( nghĩa khơng có chênh lệch giá trị thích nghi alen quần thể hay alen tỏ thích nghi nhau)

Chọn lọc chấm dứt p(q)=1 Mặc dù số gen

này khó đạt giá trị