Cac bai tap dinh luong tien hoa

Cấu trúc di truyền và tiến Tương tác sinh thái giữa các hóa của các loài loài Có quan hệ di truyền và tiến Cạnh tranh loại trừ diễn ra ở các loài hóa gần nhau con cháu Tiến hóa kiểu thíc[r]

PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TIẾN HÓA (Chủ yếu là các bài tập liên quan đến bài 37 SGK nâng cao: Các nhân tố tiến hóa) I/ NHÂN TỐ TIẾN HÓA ĐỘT BIẾN Cơ sở lí luận: Đột biến làm cho gen phát sinh nhiều alen (A là nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hoá đột biến A 1, A2, A3 An) và đây chính Giả sử1 locut có hai alen A và a Trên thực tế có thể xảy các trường hợp sau: u Gen A đột biến thành gen a (đột biến thuận) với tần số u A a.Chẳng hạn, hệ xuất phát tần số tương đối alen A là po Sang hệ thứ hai có u alen A bị biến đổi thành a đột biến Tần số alen A hệ này là: p1 = po – upo = po(1-u) Sang hệ thứ hai lại có u số alen A còn lại tiệp tục đột biến thành a Tần số alen A hệ thứ hai là: P2 = p1 – up1 = p1(1-u) = po(1-u)2 Vậy sau n hệ tần số tương đối alen A là: pn = po(1-u)n Từ đó ta thấy rằng: Tần số đột biến u càng lớn thì tần số tương đối alen A càng giảm nhanh Như vậy, quá trình đột biến đã xảy áp lực biến đổi cấu trúc di truyền quần thể Áp lực quá trình đột biến biểu tốc độ biến đổi tần số tương đối các alen bị đột biến Alen a có thể đột biến thành A (đột biến nghịch) với tần số v a v A + Nếu u = v thì tần số tương đối các alen giữ nguyên không đổi + Nếu v = và u > → xảy đột biến thuận + Nếu u ≠ v; u > 0, v > → nghĩa là xảy đột biến thuận và đột biến nghịch Sau hệ, tần số tương đối alen A là: p1 = po – upo + vqo Kí hiệu biến đổi tần số alen A là ∆p Khi đó ∆p = p1 – po = (po – upo + vqo) – po = vqo - upo Tần số tương đối p alen A và q alen a đạt cân số lượng đột biến A→ a và a → A bù trừ cho nhau, nghĩa là ∆p = vq = up Mà q = 1- p → up = v(1 – p) ↔ up + vp = v ↔ p= v u →q= u+ v u+ v Các dạng bài tập - Dạng 1: Biết tỉ lệ kiểu hình → xác định tần số alen, tần số phân bố kiểu gen và trạng thái cân quần thể sau xảy đột biến - Dạng 2: Biết số lượng alen và số lượng các alen đột biến → xác định tần số đột biến gen thuận và nghịch - Dạng 3: Biết tần số đột biến thuận và nghịch, tổng số cá thể → Xác định số lượng đột biến BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI Bài 1: Một quần thể động vật 5.104 Tính trạng sừng dài gen A quy định, sừng ngắn gen a quy định Trong quần thể trên có số gen A đột biến thành a và ngược lại, với số lượng bù trừ Tìm số đột biến đó Biết A đột biến thành a với tần số v, với u = 3v = 3.10-3 Giải: Gọi : p là tần số alen A và q là tần số alen a -Tổng số alen quần thể: 5.104 x = 105 (alen) -Tần số alen trội, lặn có cân thiết lập: +Tần số alen a : u 3v  qa = u  v 3v  u = 0,75 +Tần số alen A : pA = 1- 0,75 = 0,25 -Số lượng alen quần thể: +Số lượng alen A là: 0,25 105 = 2,5.104 +Số lượng alen a là: 0,75 105 = 7,5.104 -Số lượng đột biến thuận đột biến nghịch và 3.10-3 x 2,5.104 = 75 (alen) 10-3 x 7,5.104 = 74 (alen) BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 2:Quần thể ban đầu có 1000000 alen A và a Tốc độ đột biến alen A là 3.10 -5, còn alen a là 10-5 Khi cân thì quần thể có số lượng alen là bao nhiêu? Cho biết không tính áp lực các nhân tố khác làm biến đổi cấu trúc di truyền quần thể? Trong quần thể gồm 2.105 alen Tần số alen a 25% Khi quần thể có alen A bị đột biến thành a và 11 alen a đột biến thành A thì tần suất đột biến trường hợp bao nhiêu? Bài 3: Trong quần thể có 106 cá thể Tần số alen a = 15 % Trong quần thể có alen A bị đột biến thành a và alen a đột biến thành A thì tần số đột biến trường hợp bao nhiêu Giả thiết quần thể ban đầu cân Bài 4: Giả sử lôcut có alen A và a, hệ ban đầu có tần số tương đối alen A là p Quá trình đột biến làm cho A → a với tần số u = 10-5 a) Để p0 giảm phải cần bao nhiêu hệ? b) Từ đó em có nhận xét gì vai trò quá trình đột biến tiến hoá? Giải a)Vì đột biến diễn theo chiều thuận, nên ta có: pn = po (1- u)n đó: pn: tần số alen trội (A) hệ pn ; po: tần số alen trội (A) hệ po ; u: tốc độ đột biến theo chiều thuận; n: số hệ => po = po (1- 10-5)n <=> 0,5 = (1-10-5)n <=> ln0,5 = ln (1-10-5).n ln 0,5 5 => n = ln(1  10 ) ≈ 69.000 hệ b) Nhận xét vai trò quá trình đột biến tiến hóa: gây áp lực không đáng kể cho quá trình tiến hóa Bài 5:1.a) Thế nào là áp lực quá trình đột biến? b) Giả thiết đột biến thuận (A  a) với tần số u, đột biến nghịch (a  A) với tần số v - Nếu v = và u > làm cho tần số A giảm dần Qui ước tần số alen A hệ khởi đầu là p 0, hãy lập công thức tính tần số pn alen A sau n hệ - Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối các alen A và a đạt cân nào? Khi đó tần số tương đối alen A và alen a tính nào? Giải a) Sự ảnh hưởng số lượng đột biến đến tỉ lệ các kiểu gen và tần số các alen quần thể gọi là áp lực quá trình đột biến b) * Nếu v = và u > (1) - Tần số alen A hệ p1 là: p1 = p0 – u.p0 = p0(1-u) (2) - Tần số alen A hệ p2 là: p2 = p1 – u.p1 = p1(1-u) - Thay (1) vào (2) ta có: p2 = p0(1-u).(1-u) = p0(1-u)2  Sau n hệ, tần số alen A là: pn = p0(1-u)n * Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối các alen A và a đạt cân số lượng đột biến thuận và nghịch bù trừ cho (tức là v.qa = u.pA) Khi đó tstđ các alen tính sau: v.q = u.p mà p = 1- q; đó v.q = u(1-q)  v.q = u – u.q  v.q + u.q = u  qa = u/u+v Tương tự ta có: pA = v/u+v II/ NHÂN TỐ TIẾN HÓA DI – NHẬP GEN - Dp = M (P0 - p) - Dq = -M (Q0 - q) p là tần số tương đối gen A quần thể nhận P0 là tần số tương đối gen A quần thể khởi đầu M là tỷ lệ số cá thể nhập cư - Dp lượng biến thiên tần số alen quần thể nhận q là tần số tương đối gen A quần thể nhận Q0 là tần số tương đối gen A quần thể cho - M là tỷ lệ % số cá thể nhập cư QT sau nhập cư có 1-M số cá thể - Dq lượng biến thiên tần số alen quần thể nhận Chứng minh công thức: Q1=(1-M)Q0 + Mq = Q0 - M (Q0 - q) Lượng biến thiên tần số a len a sau hệ Dq Dq = Q1-Q0 = [Q0 - M (Q0 - q)]- Q0 = -M (Q0 - q) Ví dụ: 20 cá thể có khả sinh sản từ quần thể đã cho đã di nhập vào quần thể 20.000 cá thể (M=20/20000=0,001) Nếu quần thể đã cho có qa=0,3 và có tần số alen a quần thể nhận là 0,1 (Q0 =0,1) thì sau hệ di nhập, qa quần thể nhận Q1=(1-M)Q0 + Mq=(1-0,001).0,1+0,001x0,3=0,1002 Sang hệ thứ 2, tần số alen a quần thể này là: Q2=(1-M)Q1 + Mq=(1-0,001).0,1002+0,001x0,3=0,1004 Như thay đổi tần số gen quần thể nhận là nhỏ Nếu thay 20 cá thể 10.000 cá thể di cư vào QT 20.000 cá thể trên ta có M=0,5 Khi đó có Q1=(1-M)Q0 + Mq=(1-0,5).0,1+0,5x0,3=0,2 Q2=(1-M)Q1 + Mq=(1-0,5).0,2+0,5x0,3=0,25 Có thể tổng quát sau: p(A) =(mp1 + np2 ) : (m+n) q(a) =(mq1 + nq2 ) : (m+n) = - p Với : m: tổng số cá QT nhập cư trước thời điểm nhập cư n: số cá thể đến nhập cư p1(q1): tần số A(a) QT nhập cư trước thời điểm nhập cư p2(q2): tần số A(a) QT đến nhập cư Bài (3,0 điểm) a) Thế nào là áp lực quá trình đột biến? b) Giả thiết đột biến thuận (A  a) với tần số u, đột biến nghịch (a  A) với tần số v - Nếu v = và u > làm cho tần số A giảm dần Qui ước tần số alen A hệ khởi đầu là p 0, hãy lập công thức tính tần số pn alen A sau n hệ - Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối các alen A và a đạt cân nào? Khi đó tần số tương đối alen A và alen a tính nào? a) Nêu các hình thức di-nhập gen phổ biến các nhóm sinh vật: dương xỉ và nấm, thực vật có hoa, động vật nước thụ tinh ngoài, lớp thú b) Cho biết tần số tương đối alen A quần thể Y là 0,8; quần thể X là 0,3 Số cá thể quần thể Y là 1600, số cá thể nhập cư từ quần thể X vào quần thể Y là 400 Hãy xác định tần số p y alen A quần thể Y hệ sau di-nhập Giải: a) Sự ảnh hưởng số lượng đột biến đến tỉ lệ các kiểu gen và tần số các alen quần thể gọi là áp lực quá trình đột biến b) * Nếu v = và u > (1) - Tần số alen A hệ p1 là: p1 = p0 – u.p0 = p0(1-u) (2) - Tần số alen A hệ p2 là: p2 = p1 – u.p1 = p1(1-u) - Thay (1) vào (2) ta có: p2 = p0(1-u).(1-u) = p0(1-u)  Sau n hệ, tần số alen A là: pn = p0(1-u)n * Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối các alen A và a đạt cân số lượng đột biến thuận và nghịch bù trừ cho (tức là v.qa = u.pA) Khi đó tstđ các alen tính sau: v.q = u.p mà p = 1- q; đó v.q = u(1-q)  v.q = u – u.q  v.q + u.q = u  qa = u/u+v Tương tự ta có: pA = v/u+v a) Các hình thức di-nhập gen: - Dương xỉ và nấm: phát tán bào tử - Thực vật bậc cao: phát tán hạt phấn, quả, hạt - Động vật nước thụ tinh ngoài: di cư các cá thể, phát tán giao tử theo nước - Lớp thú: di cư các cá thể b) - Tốc độ di nhập gen: m = 400/(1600 + 400) = 0,2 - Sau hê, lượng biến thiên tần số tương đối alen A quần thể nhận Y là: Dp = 0,2 (0,3 – 0,8) = - 0,1 Như vậy, tần số tương đối alen A quần thể nhận giảm xuống còn: pY = 0,8 – 0,1 =0,7 Bài 2: Tần số tương đối gen A quần thể I là 0,8; quần thể II là 0,3.Tốc độ di- nhập gen A từ quần thể (II) vào quần thể (I) là 0,2 Tính lượng biến thiên tần số tương đối gen A Lời giải: Tỉ lệ số cá thể nhập cư, lượng biến thiên tần số gen A quần thể nhận (I) là: ∆p = 0,2(0,3-0,8) = - 0,1 Giá trị này cho thấy tần số A quần thể nhận (I) giảm 0,1 Sự du nhập đột biến Lý thuyết: Một quần thể ban đầu gồm cá thể có kiểu gen AA quần thể có alen A Quần thể có thêm alen a quá trình đột biến A → a xảy nội quần thể đã nhận a du nhập từ quần thể khác tới thông qua phát tán giao tử hay di cư các cá thể có mang đột biến a Sự du nhập đột biến là nguyên nhân làm thay đổi vốn gen quần thể Khi đó tần số a sau xảy du nhập gen có thể tính theo công thức: q1= n.qn+m.qm qn là tần số alen a trước có du nhập qm là tần số alen a phận mới du nhập n và m là tỉ lệ so sánh kích thước quần thể và phận du nhập(n+m=1) Đối với quần thể lớn thì du nhập đột biến không ảnh hưởng đáng kể tới thay đổi cấu trúc di truyền quần thể Bài 3:Trong một quần thể có 16% mắt xanh, 20% số người di cư đến quần thể chỉ có 9% số người mắt xanh Giả sử mắt xanh gen lặn quy định thuộc nhiễm sắc thể thường Tính tần số alen mắt xanh của quần thể mới? Lời giải: Gọi a là gen quy định kiểu hình mắt xanh Vì quần thể ngẫu phối nên Sự du nhập gen lặn a vào quần thể làm cho quần thể có tần số alen a là q1= n.qn+m.qm qn là tần số alen a trước có du nhập = 0,4 qm là tần số alen a phận mới du nhập = 0,3 n và m là tỉ lệ so sánh kích thước quần thể và nhóm du nhập, theo bài giá trị n = 0,8 và m = 0,2 Thay các giá trị vào biểu thức ta có tần số alen mắt xanh quần thể mới là q1= 0,8.0,4 + 0,2.0,3 = 0,38 Bài 4: a) Nêu các hình thức di-nhập gen phổ biến các nhóm sinh vật: dương xỉ và nấm, thực vật có hoa, động vật nước thụ tinh ngoài, lớp thú b) Cho biết tần số tương đối alen A quần thể Y là 0,8; quần thể X là 0,3 Số cá thể quần thể Y là 1600, số cá thể nhập cư từ quần thể X vào quần thể Y là 400 Hãy xác định tần số p y alen A quần thể Y hệ sau di-nhập GIẢI a) Các hình thức di-nhập gen: - Dương xỉ và nấm: phát tán bào tử - Thực vật bậc cao: phát tán hạt phấn, quả, hạt - Động vật nước thụ tinh ngoài: di cư các cá thể, phát tán giao tử theo nước - Lớp thú: di cư các cá thể b) - Tốc độ di nhập gen: m = 400/(1600 + 400) = 0,2 - Sau hê, lượng biến thiên tần số tương đối alen A quần thể nhận Y là: Dp = 0,2 (0,3 – 0,8) = - 0,1 Như vậy, tần số tương đối alen A quần thể nhận giảm xuống còn: p Y = 0,8 – 0,1 =0,7 Bài 5: Một sông có hai quần thể ốc sên: quần thể lớn (quần thể chính) phía trên và quần thể nhỏ nằm cuối dòng trên hòn đảo (quần thể đảo) Do nước chảy xuôi nên ốc di chuyển từ quần thể chính đến quần thể đảo mà không di chuyển ngược lại Xét gen gồm hai alen: A và a Ở quần thể chính có pA =1, quần thể đảo có pA= 0,6 Do di cư, quần thể đảo trở thành quần thể mới, có 12% số cá thể là quần thể chính a Tính tần số tương đối các alen quần thể sau di cư b Quần thể sinh sản Vì lí nào đó xảy quá trình đột biến: A  a, với tốc độ là 0,3% Không có đột biến ngược - Tính tần số tương đối các alen hệ quần thể Giải: a - Ta có: Quần thể chính có pA= 1, quần thể đảo: pA= 0,6 Quần thể chính di cư đến quần thể đảo và chiếm 12% quần thể Vậy quần thể đảo chiếm 88% quần thể - Quần thể đảo (sau di cư) có tần số tương đối các alen là: pmới = 12% x + 88% x 0,6 = 0,648 qmới = 1- pmới = 1- 0,648 = 0,352 b - Tần số đột biến: A thành a là: 0,3% Tần số các alen sau đột biến là pA= 0,648 - (0,3% x 0,648) = 0,646 qa = - 0,646 = 0,354 Câu 5: Xét gen có alen A và alen a Một quần thể sóc gồm 180 cá thể trưởng thành sống vườn thực vật có tần số alen A là 0,9 Một quần thể sóc khác sống khu rừng bên cạnh có tần số alen này là 0,5 Do thời tiết mùa đông khắc nghiệt đột ngột 60 sóc trưởng thành từ quần thể rừng di cư sang quần thể vườn thực vật để tìm thức ăn và hòa nhập vào quần thể sóc vườn thực vật a)Tính tần số alen A và alen a quần thể sóc sau di cư mong đợi là bao nhiêu? b)Ở quần thể sóc vườn thực vật sau di cư, giả sử tần số đột biến thuận (Aa) gấp lần tần số đột biến nghịch (aA) Biết tần số đột biến nghịch là 10-5 Tính tần số alen sau hệ quần thể sóc này c)Giả sử tần số alen (a) quần thể sóc sống quần thể rừng là 0,2575 và 0,5625 quần thể hỗn hợp(sau nhập cư), cho biết tốc độ nhập cư là 0,1 Tính tần số alen (a) quần thể sóc vườn thực vật ban đầu? Nội dung giải a) Ở quần thể vườn thực vật số cá thể sóc mang alen A là: 180 x 0,9=162 cá thể Ở quần thể rừng số cá thể sóc mang alen A di cư sang quần thể vườn thực vật là: 0,5x 60 = 30 cá thể Vậy tổng cá thể mang alen A quần thể sóc vườn thực vật sau di cư là : 162 + 30 = 192 cá thể Tổng số cá thể sóc ường thực vật: 180 + 60 = 240 cá thể 192 0,8 Tần số alen A = 240 , tần số alen a = 1- 0,8 = 0,2 b)pA = vq – up = (10-5 x 0,2) – (5.10-5 x 0,8) = -3,8.10-5 qa = up – vq = (5.10-5 x 0,8) – (10-5 x 0,2) = 3,8.10-5 Vậy tần số alen A và alen a sau thể hệ là: pA=0,8 - 3,8.10-5 qa = 0,2 + 3,8.10-5 c) m = 0,1; qm = 0,2575; q’ = 0,5625 (q  q ' ) (q '  mqm ) (0,5625  0,1x0, 2575) m q  0,5964 ( q  qm )  (1  m)  0,1 Ta có phương trình: Vậy tần số alen (a) là: 0,5964 Số điểm 0,5 điểm điểm điểm điểm 0,5 điểm điểm Bài 6: Cho QT và cùng loài,kích thước QT gấp đôi QT QT có TS alen A=0,3, QT có TS alen A=0,4 Nếu có 10% cá thể QT di cư qua QT và 20% cá thể QT di cư qua QT thì TS alen A QT và là: A 0,35 và 0,4 B 0,31 và 0,38 C 0,4 và 0,3 D và=0,35 Giải: gọi N1 , p1 , và N2 , p2 là số lượng cá thể (kích thước ) QT và và theo gt thì N1 =2 N1 TS alen p sau xuất và nhập cư QT: * QT1: p(1) = [(p1x 9N1/10) +(p2x 2N2/10) ] / [9N1/10 +2N2/10] = 0,31 * QT2: p(2)= [(p1x N1/10) +(p2x 8N2/10) ] / [N1/10 +8N2/10] = 0,38 (Đáp án B) Bài 7:Một QT sóc sống vườn thực vật có 160 có TS alen B = 0,9 Một QT sóc khác sống rừng bên cạnh có TS alen này là 0,5 Do mùa đông khắc nghiệt đột ngột, 40 sóc trưởng thành từ QT rừng chuyển sang QT sóc vườn tìm ăn và hòa nhập vào QT vườn, TS alen B sau di cư này là bao nhiêu ? A 0,70 B 0,90 C 0,75 D 0,82 Giải:Xét QT ban đầu: Số allele B là: 0.9.160.2 = 288 ; số allele b là: (1-0,9).160.2 = 32 Xét nhóm cá thể nhập cư: Số allele B = số allele a = 0,5.40.2 = 40 QT vườn sau nhập cư: Số allele B = 288+40 = 328 ; số allele b = 40+32=72 TS allele B QT sau nhập cư là: 328/(328+72) = 0,82 Bài 8: Trong quần thể bướm gồm 900 con, tần số alen quy định cấu tử chuyển động nhanh enzim là 0,7 và tần số len quy định cấu tử chuyển động chậm là 0,3 Có 90 bướm từ quần thể này nhập cư đến quần thể có q= 0,8 Tần số alen quần thể là A p= 0,7; q= 0,3 B p= 0,25; q= 0,75 C p= 0,75; q= 0,25 D p= 0,3; q= 0,7 Giải: số lượng cá thể ban đầu QT nhập =900, SL cá thể QT xuất cư khong cần thiết mà cần SL cá thể xuất cư và tần số alen ta có p = (N1p1 + N2p2)/(N1 + N2) = (90.0,7 + 900.0,2)/(90+900) = 0,245 = 0,25 →q = 0,75 Một cách giải khác với dạng bài này Bài 9: Trong quần thể bướm gồm 900 con, tần số alen (p) quy định tính trạng tác động nhanh enzim là 0,6 và tần số alen (q) quy đinh tác động chậm là 0,4 90 bướm từ quần thể khác di cư vào quần thể này và bướm di cư có tần số alen quy định tác động chậm enzim là 0,8 Tính tần số alen quần thể Giải: + Với 900 bướm, tổng số alen quần thể ban đầu là 2x900=1800 Số alen nhanh=1800 x0,6=1080 Số alen chậm=1080 x 0,4=720 + Trong quần thể di cư, tổng số alen= 2x90=180 Số alen nhanh=180 x 0,2=36 Số alen chậm=180 x 0,8=144 1080+36 Do đó tần số alen nhanh quần thể là p= =0,56 1800+180 III/ NHÂN TỐ TIẾN HÓA GIAO PHỐI KHÔNG NGẪU NHIÊN (THÊM GIAO PHỐI NGẪU NHIÊN) Cơ sở lí luận: Ngẫu phối không hoàn toàn là quần thể vừa ngẫu phối vừa nội phối Nội phối làm tăng tỷ lệ đồng hợp tử với mức giảm tỷ lệ dị hợp tử Nội phối có thể làm thay đổi tần số kiểu gen, không làm thay đổi tần số alen.Tần số các thể đồng hợp tử cao lý thuyết là kết nội phối Nếu quần thể có f cá thể nội phối thì tần số các kiểu gen (p2 + fpq)AA + (2pq – 2fpq)Aa + (q2 + fpq)aa Hệ số nội phối tính bằng: 1- [(tần số dị hợp tử quan sát được)/(tần số dị hợp tử theo lý thuyết)] Hay (tần số dị hợp tử theo lý thuyết – tần số dị hợp tử quan sát được)/tần số dị hợp tử theo lý thuyết Các dạng bài tập BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Trong quần thể yến mạch hoang dại, tần số đồng hợp tử trội, dị hợp tử và đồng hợp tử lặn tương ứng là: 0,67; 0,06 và 0,27 Hãy tính hệ số nội phối quần thể Giải Tần số các alen: p = 0,67 + (1/2)(0,6) = 0,7; q = – 0,7 = 0,3 Tần số dị hợp tử theo lý thuyết: 2pq = 2(0,3)(0,7) = 0,42 Hệ số nội phối = – (0,06/0,42) = 0,86 Bài 2: Một quần thể có tần số alen A là 0,6 Giả sử ban đầu quần thể đạt trạng thái cân di truyền Sau số hệ giao phối thấy tần số kiểu gen aa là 0,301696 Biết quần thể đã xảy nội phối với hệ số là 0,2 Tính số hệ giao phối? Giải Tần số alen a là 0,4 Do quần thể đạt trạng thái cân nên cấu trúc quần thể là: 0,301696AA+ 0,48Aa + 0,16aa = Sau số hệ giao phối, tần số aa là: 0,301696 => Tần số kiểu gen aa tăng là: 0,301696 - 0,16 = 0,141696 => Tần số Aa đã giảm là: 0,141696 x = 0,283392 Tần số Aa sau n hệ giao phối là: 2pq(1 - f)n = 0,48(1 - f)n = 0,48.0,8n  Tần số Aa giảm là: 0,48 – 0,48.0,8n = 0,283392  n = Vậy hệ số giao phối là BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài : Một quần thể ngẫu phối có tần số các alen sau: p(A) = 0,7; q(a) = 0,3.Giả sử quần thể ban đầu đạt trạng thái cân di truyền Sau hệ giao phối cấu trúc di truyền quần thể sau: 0,65464 AA + 0,09072 Aa + 0,25464 aa = Biết đã xảy tượng nội phối Tính hệ số nội phối? * Trường hợp giao phối có lựa chọn: làm cho tỉ lệ kiểu gen và tần số alen bị thay đổi qua các hệ Ví dụ: Bài 4: Ở quần thể cá đạt trạng thái cân bằng Hacđi – Vanbec có tỉ lệ cá màu xám : cá màu đo = 1:24 Nếu xảy hiện tượng giao phối có lựa chọn (chỉ có những cùng màu giao phối với nhau) qua thế hệ Xác định thành phần kiểu gen quần thể ở thế hệ thứ hai Biết gen quy định màu đo là trội hoàn toàn so với màu xám, gen nằm trên nhiễm sắc thể thường Lời giải: Gọi A quy định màu đỏ, a quy định màu xám và tần số alen A là p, tần số alen a là q Vì quần thể ở trạng thái cân nên q2 = 1/25 → q = 0,2 ; p = 1-0,2 = 0,8 Cấu trúc di truyền quần thể là: 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = Quần thể xảy giao phối có lựa chọn sau hệ: P: (màu đỏ ×màu đỏ)0,96 = (0,6667 AA : 0,3333 Aa) × (0,6667 AA : 0,3333 Aa) 0,96 → F1: (0,6666 AA : 0,2667 Aa : 0,0267 aa) P: (màu xám x màu xám)0,04 = (aa x aa) 0,04 → F1: 0,04 aa Thế hệ F1 thu là (0,6666 AA : 0,2667 Aa : 0,0667 aa) F1x F1: (màu đỏ x màu đỏ)0,9333 = (0,7142 AA : 0,2858 Aa) × (0,7142 AA : 0,2858 Aa) 0,9333 → F2: (0,6856 AA : 0,2286 Aa : 0,0190 aa) F1x F1: (màu xám x màu xám)0,0667 → F2:0,0667 aa Vậy cấu trúc di truyền quần thể F2: (0,6856 AA : 0,2286 Aa : 0,0857 aa) Bài 5: Có đột biến lặn trên NST thường làm cho mỏ gà dài mỏ trên Những gà mổ ít thức ăn nên yếu ớt Những chủ chăn nuôi thường phải liên tục loại chúng khỏi đàn Khi cho giao phối ngẫu nhiên 100 cặp gà bố mẹ mỏ bình thường, thu 1500 gà con, đó có 15 gà biểu đột biến trên Giả sử không có đột biến xảy ra, hãy cho biết có bao nhiêu gà bố mẹ dị hợp tử đột biến trên? A 15 B C 40 D BL: ngẫu phối=> đời Taa=15/1500=0,01 =>Ta=0,1=1/2.TAa đời bố mẹ => TAa đời bố mẹ=0,2 tương ứng 40 gà đây là 200 gà có 100 cặp Hoac C2: Gọi n là số cá thể bố mẹ dị hợp (trong số 100 cặp =200 con)→ TS q = n/2x200 = n/400 (1) theo gt thì q2 = 15/1500=1/100→q = 1/10 (2) Từ (1) và (2) → n= 40 Bài 6:Một QT TTCB gen gồm alen A và a, đó P(A) = 0,4 Nếu quá trình chọn lọc đào thải cá thể có KG aa xảy với áp lực S = 0,02 CTDT QT sau xảy áp lực chọn lọc: A 0,1612 AA: 0,4835 Aa: 0,3551 aa B 0,16 AA: 0,48 Aa: 0,36 aa C 0,1613 AA: 0,4830 Aa: 0,3455 aa D 0,1610 AA: 0,4875 Aa: 0,3513 aa GIẢI:Tan so KG AA=0,4^2=0,16 Aa=2*0,4*0,6=0,48 aa=0,6^2=0,36 qu á trình chọn lọc đào thải những cá thể có KG aa xảy với áp lực S = 0,02 aa=0,36-0,02*0,36=0,3528 sau chon loc Tan so KG aa=0,3528/(0,16+0,48+0,3528)=0,3551 BT: Ở muỗi sốt xuất huyết Aedes aegypti, bọ gậy bình thường có màu trắng đục Tính trạng màu sắc thân bọ gậy gen trên nhiễm sắc thể thường quy định Một đột biến lặn gen này làm cho bọ gậy có màu đen Trong phòng thí nghiệm, người ta cho giao phối ngẫu nhiên 100 cặp muỗi bố mẹ, thu 10.000 trứng và cho nở thành 10.000 bọ gậy, số đó có 100 bọ gậy thân đen Do muốn loại bỏ đột biến này khỏi quần thể, người ta đã loại tất số bọ gậy thân đen Giả sử không có đột biến xảy a Hãy biện luận để xác định tần số các alen quy định màu thân bọ gậy quần thể muỗi bố mẹ b Tần số các alen quần thể muỗi thay đổi nào sau đã loại bỏ các bọ gậy thân đen Giải: a Quần thể trên thỏa mãn các điều kiện quy luật Hardy - Weinberg Theo quy luật Hardy Weinberg, sau hệ giao phối ngẫu nhiên, quần thể bọ gậy đạt trạng thái cân di truyền Nếu quy ước A: quy định thân màu trắng; a: quy định thân màu đen, ta có: Tần số kiểu gen aa : q2(a) = 100/10000 = 0,01 Vậy tần số alen a = 0,1 và tần số alen A = - 0,1 = 0,9 b Áp dụng q1= q: (1+ q) ta có q1= 0,01: (1+ 0,01) = 0,0099 Vậy tần số alen a quần thể muỗi F1 là 0,0099 và tần số alen A là – 0,0099 = 0,9901 Quần thể bọ gậy trạng thái cân có thành phần kiểu gen là: (0,9)2 AA + x 0,9 x 0,1 Aa + (0,1)2aa = 0,81 AA + 0,18 Aa + 0,01 aa Với 10000 bọ gậy, số bọ gậy tương ứng với kiểu gen trạng thái cân là: AA: 0,81 x 10000 = 8100 Aa: 0,18 x 10000 = 1800 aa: 0,01 x 10000 = 100 Sau loại bỏ toàn bọ gậy thân đen, quần thể bọ gậy có số lượng cá thể kiểu gen là: 8100 AA + 1800Aa + aa Khi đó quần thể có tổng số 9900 bọ gậy và có thành phần kiểu gen là: (8100/9900)AA + (1800/9900)Aa + aa = 0,82AA + 0,18Aa + aa Tần số các alen là: • Tần số alen A • p = 0,82 + (1/2) x (0,18) = 0,91 • Tần số alen a • q = - 0,91 = 0,09 Như vậy, sau loại bỏ toàn bọ gậy thân đen, tần số các alen thay đổi sau: • Tần số alen A tăng từ 0,9 lên 0,91 • Tần số alen a giảm từ 0,1 xuống 0,09 IV/ NHÂN TỐ TIẾN HÓA CHỌN LỌC TỰ NHIÊN Cơ sở lí luận: a Giá trị thích nghi và hệ số chọn lọc Mặt chủ yếu chọn lọc tự nhiên là phân hoá khả sinh sản tức là khả truyền gen cho hệ sau Khả này đánh giá hiệu suất sinh sản, ước lượng số trung bình cá thể hệ So sánh hiệu suất sinh sản dẫn tới khái niệm giá trị chọn lọc hay giá trị thích nghi (giá trị chọn lọc hay giá trị thích ứng), kí hiệu là w), phản ánh mức độ sống sót và truyền lại cho hệ sau kiểu gen (hoặc alen) Ví dụ: kiểu hình dại trội (AA và Aa để lại cho đời sau 100 cháu mà kiểu hình đột biến lặn (aa) để lại 99 cháu, thì ta nói giá trị thích nghi alen A là 100% (w A = 1) và giá trị thích nghi các alen a là 99% (wa = 0,99) Sự chênh lệch giá trị chọn lọc alen (trội và lặn) dẫn tới khái niệm hệ số chọn lọc (Salective coeffcient), thường kí hiệu là S Hệ số chọn lọc phản ánh sự chênh lệch giá trị thích nghi alen, phản ánh mức độ ưu các alen với quá trình chọn lọc Như ví dụ trên thì thì S = wA – wa = – 0,99 = 0,01 + Nếu wA = wa → S = 0, nghĩa là giá trị thích nghi alen A và a là và tần số tương đối alen A và a quần thể không đổi + Nếu wA = 1, wa = → S=1, nghĩa là các thể có kiểu gen aa bị đào thải hoàn toàn vì đột biến a gây chết bất dục ( không sinh sản được) Như vậy, giá trị S càng lớn thì tần số tương đối các alen biến đổi càng nhanh hay nói cách khác, giá trị hệ số chọn lọc (S) phản ánh áp lực chọn lọc tự nhiên b Chọn lọc alen chống lại giao tử hay thể đơn bội - Giả sử quần thể có loại giao tử là A và giao tử mang alen a - Nếu CLTN chống lại giao tử mang mang alen a với hệ số chọn lọc S => Giá trị thích nghi W a = - S + Tần số alen A trước chọ lọc: p + Tổng tần số các giao tử trước chọn lọc: p + S + Tổng tần số các giao tử sau chọn lọc: p + q(1 - S) = p + (1 - p)(1 - S) = p + - S - p + Sp = S(1 - p) = - Sq + Tần số alen sau chọn lọc = Tần số alen trước chọn lọc/ Tổng tần số alen sau chọn lọc  Tổng số alen A sau chọn lọc: p =p 1 −Sq + Tốc độ thay đổi tần số alen A: ¿ + Δq=q1 −q= p p − p+Sqp Spq − p=p − p 1= = = Δp −Sq 1− Sq −Sq q(1 − S) q − qS −q+ Sq2 − Sq(1 −q) − q= = −Sq −Sq −Sq c Chọn lọc chống lại alen trội và alen lặn thể lưỡng bội: Xét trường hợp chọn lọc chống lại alen lặn: Kiểu gen AA Tổng số alen hệ p xuất phát - Giá trị thích nghi - Đóng góp vào vốn gen chung tạo hệ p2 sau: - Tổng số kiểu hình sau p2 chọ lọc 1-Sq - aa Vốn gen tổng cộng 2pq q2 1 1-S 2pq q2(1-S) 2pq 1-Sq = p2+2pq+q2(1-S) =1-Sq2 q (1-S) 1-Sq Tần số alen A sau chọn lọc: p1=¿ - Aa p2 +pq p( p+q) p = = 2 1-Sq 1-Sq 1-Sq Tốc độ biến đổi tần số alen A: p p − p+Spq2 Spq Δp= p1 − p= − p= = 2 1-Sq 1-Sq 1-Sq - Tổng số alen a sau chọn lọc: 2 pq+ q (1 − S) (1− q)q+q (1− S) q − q2 +q − q2 S q(1 −Sq) q1 = = = = 1-Sq2 1-Sq2 1-Sq 1-Sq2 - Tốc độ biến đổi tần số alen a sau chọn lọc: 2 q −Sq −q +Sq −Sq (1 − q) Δq=q1 − q= = 2 1-Sq 1-Sq (Giá trị âm vì chọn lọc chống lại alen a) d Số hệ cần thiết để thay đổi tần số gen a từ q ở hệ khởi đầu thành qn : Trường hợp - q1 = S=1 q(1 −Sq) q(1 − q) q = = 1+q 1-Sq 1-q - Các hệ 0,1,2, ,n q0 q0 q q 1+ q0 1+q q0 q0 q0 q1 = ; q 2= = = = ; q3= ; qn = 1+q 1+ q1 q 1+2 q 1+2 q0 1+3 q0 1+ nq0 1+ 1+q 1+q q q −q q −q 1 (n q +1) q n=q ⇔ (n q0 +1)= ⇔n q0 = n ⇔n= n = − qn qn q n q qn q0 Chọn lọc: Loại bo alen lặn aa Bài tập: Nếu QTGP trạng thái cân ,xét một gen với tần số A=(p0); a=(q0) với p0 + q0 = 1, hệ số chọn lọc s =1.Sự thay đổi tần số các alen qua các hệ nào? Chứng minh Số thế hệ CL AA Aa aa p02 p12 2p0q0 2p1q1 q02 q12 p22 2p2q2 q22 p32 2p3q3 q32 n pn2 2pnqn qn2 p(A) p0 p02 + p0q0 / p02+ 2p0q0 = p0 + q0 / p0 + 2q0 p12 + p1q1 / p12+ 2p1q1 = p0 + 2q0 / p0 + 3q0 p22 + p2q2 / p22+ 2p2q2 = p0 + 3q0 / p0 + 4q0 p0 + nq0 / p0 + (n+1)q0 = 1+ (n-1)q0 / 1+ nq0 q(a) q0 p0q0 / p02+ 2p0q0 = q0 / p0 + 2q0 p1q1 / p12+ 2p1q1 = q0 / p0 + 3q0 p2q2 / p22+ 2p2q2 = q0 / p0 + 4q0 q0 / p0 + (n+1)q0 = q0 / 1+ nq0 CÔNG THỨC TỔNG QUÁT VỀ SỰ BIẾN ĐỔI CỦA TẦN SỐ ALEN TRONG TRƯỜNG HỢP CHỌN LỌC CÁC ALEN LẶN TRONG QTNP QUA NHIỀU THẾ HỆ Nếu QTGP trạng thái cân và tần số A=(p0); a=(q0) với p0 + q0 = 1, hệ số chọn lọc( s =1) thì : Tần số alen trội và lặn sau n hệ chịu sự chọn lọc là: p(A) = p0 + nq0 / p0 + (n+1)q0 = 1+ (n-1)q0 / 1+ nq0 q(a) = q0 / p0 + (n+1)q0 = q0 / 1+ nq0 * Ví dụ: Tần số alen a ban đầu là 0,96 Quá trình chọn lọc pha lưỡng bội diễn qua 16 hệ làm tần số alen a giảm xuống còn bao nhiêu? Cho biết hệ số chọn lọc S = GIẢI Tần số alen lặn sau 16 hệ chọn lọc là: q(a) = q0 / 1+ nq0 = 0,96 / +16 x 0,96 e Sự cân đột biến và chọn lọc: Sự cân áp lực chọn lọc và áp lực đột biến đạt số lượng đột biến xuất thêm bù trừ cho số lượng đột biến bị chọn lọc loại trừ * Trường hợp 1: Alen đột biến trội tăng lên với tần số u và chịu tác động áp lực chọn lọc S Thế cân các alen quần thể đạt số lượng alen đột biến xuất số alen A bị đào thải đi, tần số các alen đột biến A xuất phải tần số alen A bị đào thải đi, tức là: u u = p.S → p = S Nếu S = → p = u nghĩa là A gây chết Lúc này tần số kiểu hình xuất biểu thị đột biến * Trường hợp 2: Các alen đột biến lặn tăng Nếu các alen lặn không ảnh hưởng đến kiểu hình dị hợp cách rõ rệt, thì chúng tích luỹ quần thể lúc có thể biểu thể đồng hợp Thế cân đạt tần số alen xuất đột biến tần số alen bị đào thải mà cá thể bị đào thải có kiểu gen aa chiếm tỉ lệ là q2 → tần số alen a bị đào thải là: q2 S u u  q S Vậy quần thể cân khi: u = q2 S → q2 = S Các dạng bài tập BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI Bài 1: Một quần thể trạng thái cân gen có alen A, a Trong đó tần số p = 0,4 Nếu quá trình chọn lọc đào thải thể có kiểu gen aa xảy với áp lực S = 0,02 Hãy xác định cẩu trúc di truyền quần thể sau xảy chọn lọc Giải: - Quần thể cân di truyền, nên ta có: pA + qa = → qa = – 0,4 = 0,6 - Cấu trúc di truyền quần thể cân là: (0,4)2AA + 2(0,4 x 0,6)Aa + (0,6)2aa = → 0,16AA : 0,48Aa : 0,36aa -Sau chọn lọc thì tỉ lệ kiểu gen aa còn lại là: 0,36 (1 – S) = 0,36(1 – 0,02) = 0,3528 Mặt khác, tổng tỉ lệ các kiểu gen sau chọn lọc là: 0,16 + 0,48 + 0,36(1 – S) = 0,9928 - Vậy cấu trúc di truyền quần thể xảy chọn lọc là: 0,16 0,3528 0,9928 AA : 0,483Aa : 0,9928 aa ↔ 0,161AA : 0,483Aa : 0,356aa Bài 2: Trên quần đảo biệt lập có 5800 người sống, dó có 2800 nam giới số này có 196 nam bị mù màu xanh đỏ Kiểu mù màu này là gen lặn r nằm trên NST X kiểu mù màu này không ảnh hưởng tới thích nghi cá thể Khả có ít phụ nữ hòn đảo này bị mù màu xanh đỏ là bao nhiêu? Giải Gọi p là tần số alen A (p +q = 1; p, q > 0); q là tần số alen a Cấu trúc di truyền nam: pXAY + qXaY = Theo bài: qXaY = 196 =0 , 07 => p = – 0,07 = 0,93 2800 Cấu trúc di truyền nữ: p2XAXA + 2pqXAXa + q2XaXa =  0,8649.XAXA + 0,1302.XAXa + 0,0049XaXa =  Tần số cá thể nữ bình thường là: 0,8649 + 0,1302 = 0,9951 => Tần số để 3000 cá thể nữ bình thường là: 0,99513000 =>Tần số để có ít phụ nữ bị bệnh mù màu là: - 0,99513000 BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 3: Giả sử quần thể động vật ngẫu phối có tỉ lệ các 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 không có khả sinh sản Hãy xác định tần số các alen quần thể sau hệ ngẫu phối Bài 4: Trong quần thể thực vật lưỡng bội sống năm trên đảo, tần số alen năm 1999 là p (A) = 0,90 và q(a) = 0,10 Giả sử quần thể đó có 50 cây vào thời điểm năm 2000 khả alen a bị (nghĩa là p(A) = 1) ngẫu phối năm 1999 và 2000 là bao nhiêu? Bài 5: Để làm giảm tần số alen a từ 0.98 xuống 0.04 tác động chọn lọc pha lưỡng bội thì cần bao nhiêu hệ biết không có ảnh hưởng đột biến và các yếu tố khác ngoài chọn lọc và hệ số chọn lọc KH lặn là S = GIẢI Ta hiểu là quá trình CL đây xảy QT ngẫu phối đã có cân Gọi tần số alen lặn hệ ban đầu là q0 , hệ n là qn Ta có: n = 1/qn – 1/q0 = 1/0,04 – / 0,98 ≈ 24 Vậy số hệ chọn lọc: n = 24 Bài 6:: Một gen có alen,ở hệ xuất phát,tần số alen A = 0,2 ; a = 0,8 Sau hệ chọn lọc loại bỏ hoàn toàn kiểu hình lặn khỏi quần thể thì tần số alen a quần thể là: A 0,186 B 0,146 C 0,160 D 0,284 công thức qn = q0/1+ nq0 = 0,16 Bài 7: Trong quần thể đặc biệt tần số các alen trước và sau đột biến xảy sau: AA Aa aa Tần số trước có chọn lọc (Fo) 0,25 0,5 0,25 Tần số sau có chọn lọc (F1) 0,35 0,48 0,17 a) Xác định giá trị thích nghi (tỉ lệ sống sót tới sinh sản) các kiểu gen b) Xác định biến đổi (lượng biến thiên) tần số các alen A và a sau hệ chọn lọc Từ đó có nhận xét gì tác động chọn lọc các alen? Giải a) Giá trị thích nghi các kiểu gen: 0,35 1, 0, 48 0,96 Kiểu gen AA: 0, 25 = 1,4  1, = 1; Kiểu gen Aa = 0,5 = 0,96  1, = 0,685; 0,17 0, 68 Kiểu gen aa = 0, 25 = 0,68  1, = 0,485 b) Lượng biến thiên tần số các alen A và a: - Trước chọn lọc: p(A) = 0,5; q(a) = 0,5 Sau chọn lọc: p(A) = 0,59; q(a) = 0,41 - Lượng biến thiên: Tần số alen A: 0,59- 0,50 = 0,09; Tần số alen a: 0,41- 0,50 = - 0,09  Chọn lọc tự nhiên đào thải alen a, bảo tồn tích luỹ alen A Bài 8: Giá trị thích nghi các kiểu gen quần thể bướm sâu đo bạch dương sau: Kiểu gen AA Aa aa Giá trị thích nghi 1,00 1,00 0,20 Quần thể này chịu tác động hình thức chọn lọc nào? Nêu đặc điểm hình thức chọn lọc đó Bài 9: Giả sử lôcut có alen A và a, hệ ban đầu có tần số tương đối alen A là p Quá trình đột biến làm cho A → a với tần số u = 10-5 a) Để p0 giảm phải cần bao nhiêu hệ? b) Từ đó em có nhận xét gì vai trò quá trình đột biến tiến hoá? Giải bài * Quần thể chịu tác động hình thức chọn lọc vận động * Đặc điểm hình thức chọn lọc vận động: - Diễn điều kiện sống thay đổi theo hướng xác định  hướng chọn lọc thay đổi - Kết quả: đặc điểm thích nghi cũ thay đặc điểm thích nghi thích nghi hoàn cảnh Giải bài a)Vì đột biến diễn theo chiều thuận, nên ta có: pn = po (1- u)n đó: pn: tần số alen trội (A) hệ pn ; po: tần số alen trội (A) hệ po ; u: tốc độ đột biến theo chiều thuận; n: số hệ => po = po (1- 10-5)n <=> 0,5 = (1-10-5)n <=> ln0,5 = ln (1-10-5).n ln 0,5 5 => n = ln(1  10 ) ≈ 69.000 hệ b) Nhận xét vai trò quá trình đột biến tiến hóa: gây áp lực không đáng kể cho quá trình tiến hóa Bài 10: a Phát biểu định luật Hacđi - Vanbec b Một quần thể động vật giao phối có số lượng cá thể và giá trị thích nghi các kiểu gen sau: Kiểu gen AA Aa aa Số lượng cá thể 500 400 100 Giá trị thích nghi 1,00 1,00 0,00 - Tính tần số alen A, a và cho biết quần thể có cân di truyền không? - Quần thể trên bị chọn lọc theo hướng đào thải alen nào khỏi quần thể? Tốc độ đào thải alen này nhanh hay chậm? Vì sao? Alen này có hẳn khỏi quần thể không? Vì sao? (Biết 100% số cá thể có kiểu gen aa bị chết độ tuổi trước sinh sản) Giải: a.Phát biểu định luật Hacdi- Vanbec b.- Tần số alen: Tỷ lệ kiểu gen quần thể ban đầu là: 0,50AA + 0,40 Aa + 0,10 aa Tần số alen A (pA ) = 0,50 + 0,40/2 = 0,70 Tần số alen a (qa ) = 1- 0,70 = 0,30 Quần thể trên không cân di truyền Giải thích Quần thể cân có tỷ lệ kiểu gen là: (pA +qA)2 = ( 0,70 + 0,30)2 = 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa =1 Quần thể này bị chọn lọc theo hướng đào thải alen lặn khỏi quần thể Tốc độ đào thải alen này nhanh vì giá trị thích nghi A =1 , giá trị thích nghi a = Alen a không hẳn khỏi quần thể vì gen lặn tồn thể trạng thái dị hợp tử, nên alen a tồn quần thể Bài 11:: Một gen có alen,ở hệ XP,TS alen A = 0,2 ; a = 0,8 Sau hệ chọn lọc loại bỏ hoàn toàn KH lặn khỏi QT thì TS alen a QT là: A 0,186 B 0,146 C 0,160 D 0,284 Áp dụng công thức qn = q0/1+ nq0 = 0,8/1+5x0,8 = 0,16 Bài 12: Có đột biến lặn trên NST thường làm cho mỏ gà dài mỏ trên Những gà mổ ít thức ăn nên yếu ớt Những chủ chăn nuôi thường xuyên phải loại bỏ chúng khỏi đàn Khi cho giao phối ngẫu nhiên 100 cặp gà bố mẹ có mỏ bình thường, người chủ thu được1500 gà con, đó có 15 gà biểu đột biến trên Giả xử ko co đột biến xảy ra, hãy cho biết có bao nhiêu gà bố mẹ là dị hợp tử ĐB trên? A 20 B 28 C 32 D 40 Gọi số cá thể bố mẹ dị hợp (Aa) = n → số cá thể ĐH (AA) = 200-n (100 cặp =200 cá thể) theo gt ta có cấu trúc QT NP là nAa + (200-n)AA X nAa + (200-n)AA → TS q = n/2x200 = n/400 (1) theo gt thì q2 = 15/1500=1/100→q = 1/10 (2) Từ (1) và (2) → n= 40 Bài 13: Một QT TTCB gen gồm alen A và a, đó P(A) = 0,4 Nếu quá trình chọn lọc đào thải cá thể có KG aa xảy với áp lực S = 0,02 CTDT QT sau xảy áp lực chọn lọc: A 0,1612 AA: 0,4835 Aa: 0,3553 aa B 0,16 AA: 0,48 Aa: 0,36 aa C 0,1613 AA: 0,4830 Aa: 0,3455 aa D 0,1610 AA: 0,4875 Aa: 0,3513 aa Ban đầu: P0 : 0,16AA +0,48Aa +0,36aa Sau CL→P1 = p2+2pq+q2(1-S) => 0,16AA +0,48Aa +0,36(1-0,02)aa = 0,1612AA +0,4835Aa +0,3553aa (A) Bài 14: Một QT có TS alen pA = 0,3 và qa = 0,7 Khi kích thước QT bị giảm còn 50 cá thể thì xác suất để alen trội A bị biến hoàn toàn khỏi QT bao nhiêu? A 0,7100 B 0,350 C 0,750 D 1- 0,750 Nghĩa là QT có alen a (ở đây không phải CLTN mà xác suất tổ hợp hoàn toàn ngẫu nhiên các alen a với nhau) XS để có cá thể kg (aa) = 0,72 →Xác suất để 50 cá thể có KG aa =(0,72)50 =(0,7)100 Bài 15:Một QT có TS alen p(A) = 0,3 và q(a) = 0,7 Khi kích thước QT bị giảm còn 50 cá thể thì xác suất để alen trội A bị biến hoàn toàn khỏi QT bao nhiêu? A 0,7100 B 0,350 C 0,750 D 1-0,750 Nghĩa là QT có alenlặn Xác suất xuất alen lặn= 0,7 50 cá thể có 50x2 =100 alen Vậy XS cần tìm = (0,7)100 (đáp án A) Quần thể cân nên có cấu trúc: 0,09AA:0,42Aa:0,49aa Để allele A biến khỏi quần thể thì các kiểu gen AA, Aa bị loại khỏi quần thể, tức là 50 cá thể thu có KG aa Từ (1) ta có xác suất để thể có KG dị hợp là 0,49 nên 50 có thể có xác suất (0,49)^50 Câu 16: có đột biến lặn trên NST thường làm cho mỏ gà dài mỏ trên Những gà mổ ít thức ăn nên yếu ớt.Những chủ chăn nuôi thường xuyên phải loại bỏ chúng khỏi đàn Khi cho giao phối ngẫu nhiên 100 cặp gà bố mẹ có mỏ bình thường, người chủ thu được1500 gà con, đó có 15 gà biểu đột biến trên Giả xử ko co đột biến xảy ra, hãy cho biết có bao nhiêu gà bố mẹ là dị hợp tử ĐB trên? Đáp án 40 Gọi n là số cá thể bố mẹ dị hợp (trong số 100 cặp =200 con)→ TS q = n/2x200 = n/400 (1) theo gt thì q2 = 15/1500=1/100→q = 1/10 (2) Từ (1) và (2) → n= 40 Bài 17: Một QT thực vật tự thụ, alen A quy định khả mọc trên đất nhiễm kim loại nặng, a: không mọc trên đất nhiễm kim loại nặng QT P có 0,16AA: 0,48Aa: 0,36aa Khi chuyển toàn QT này trồng đất nhiễm kim loại nặng, sau hệ TS alen là: A A = 0,728 ; a = 0,272 B A = 0,77 ; a = 0,23 C A = 0,87 ; a = 0,13 D A = 0,79 ; a = 0,21 Khi chuyển toàn QT này trồng đất nhiễm kim loại nặng thì cây có KG aa chết Nên tần sồ q = q0/(1+n.q0)= 0,36/(1+2.0,36) = 0.21 → p = 1-0.21 = 0.79 đáp án D 10 TÍNH GIÁ TRỊ THÍCH NGHI (tỷ lệ sống sót tới sinh sản KG) CTDT trước chọn lọc: (F0) d AA + h Aa + r aa=1 CTDT sau chọn lọc: (F1) DAA + H Aa + R aa=1  Giá trị thích nghi (tỷ lệ sống sót tới sinh sản) KG AA=D/d Aa=H/h aa=R/r Giá trị nào nho thì chọn lọc chống lại KG đó mạnh Câu 6: Ở quần thể ruồi giấm PTN, giá trị thích nghi ở một lô cút đã xác định KG AA, Aa, aa có giá thị thích nghi là 0,85, 1, 0,6 Ở điểm cân bằng tần số alen này là bao nhiêu Giải: Với các giá trị thích nghi đã cho ta thấy dạng chịn lọc giữ lại KG dị hợp, đào thải các KG đồng hợp kém thích nghi Hệ số chọn lọc KG AA=s1=1-0,85=0,15 Hệ số chọn lọc KG aa=s2=1-0,6=0,4 s1 , 15 Gọi q là tần số alen, áp dunhj công thức q= = =0,27 s 1+ s ,15+ 0,4 V/ CÁC YẾU TỐ NGẪU NHIÊN Bài 1: Người ta thả 16 sóc gồm đực và cái lên hòn đảo Tuổi sinh sản sóc là năm, cái đẻ con/năm Nếu số lượng các cá thể QT bảo toàn và TL đực cái là :1 thì sau năm, số lượng cá thể QT sóc là A 4096 B 4080 C 16384 D 16368 - gọi N0 là số lượng cá thể QT F0 - S là số / lứa - với TL đực cái tạo hệ và số cá thể bảo toàn thì ta thiết lập công thức TQ tổng số cá thể QT hệ Fn : Nn = N0 (S+2)n/2n = 16.384 Quần thể có thể hình thành từ quần thể lớn vào thời điểm số lượng cá thể giảm sút vào “cổ chai’ Ví dụ: Tần số alen không chịu tác động chọn lọc quần thể lớn là 0,7 A và 0,3 a Quần thể này bị tiêu diệt gần hết sau trận dịch, còn lại cá thể có khả sinh Hỏi xác suất để sau số năm quần thể có 100% cá thể là AA (giả sử không xảy đột biến) Lời giải: Cấu trúc di truyền quần thể là 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa = Vì quần thể không bị chọn lọc và đột biến đó từ cá thể trở thành 100% AA thì cá thể đó phải là AA Xác suất cá thể đều là AA là (0,49)4 = 0,0576 Vậy xác suất để sau số năm quần thể có 100% cá thể AA là 5,76% VI/ CÁC DẠNG BÀI TẬP KHÁC C©u 11 (1 ®iÓm) Giả sử có hai hòn đảo X và Y cùng đợc hình thành đáy đại dơng trồi lên, vào cùng thời điểm và cùng vĩ độ Sau thời gian tiến hoá ngời ta thấy trên đảo X có số lợng loài sinh vật nhiều so với đảo Y Hãy thử giải thích nguyên nhân dẫn đến khác biệt số lợng các loài trên đảo đó C©u 11 (1 ®iÓm) - Đảo X có thể có kích thớc lớn nhiều so với kích thớc đảo Y, vì nhận đợc nhiều loài di c từ đất liền nh có thể có nhiều vùng sinh thái khác biệt hay các vùng cách li địa lí với khiến cho loài dễ đợc hình thành so với đảo có kích thớc nhỏ (0,5 ®iÓm) - §¶o X cã kÝch thíc lín nªn æ sinh th¸i ®a d¹ng h¬n khiÕn sè lîng loµi bÞ tuyÖt chñng qu¸ trình tiến hoá không thắng đợc quá trình cạnh tranh ít Điều này góp phần làm cho số lợng loài trên đảo X nhiều C©u Hãy trình bày yếu tố qui định đa hình di truyền quần thể sinh vật giao phối C©u (1,0 ®iÓm) Sù ®a h×nh di truyÒn cña quÇn thÓ sinh vËt thÓ hiÖn ë chç quÇn thÓ cã rÊt nhiÒu kiÓu gen kh¸c cùng tồn Sự đa hình thờng đợc nhận biết tần số các kiểu gen dị hợp tử cao Các yÕu tè tr× sù ®a h×nh di truyÒn cña quÇn thÓ lµ: - Tr¹ng th¸i lìng béi cña sinh vËt C¸c sinh vËt giao phèi thêng tån t¹i chñ yÕu ë tr¹ng th¸i lìng bội đột biến gen dễ dàng tồn trạng thái dị hợp tử mà không bị loại thải chọn lọc tù nhiªn lµm t¨ng sù ®a d¹ng di truyÒn - u dị hợp tử: Khi các cá thể dị hợp tử có sức sống và khả sinh sản tốt các thể đồng hîp tö th× quÇn thÓ dÔ dµng tr× sù ®a h×nh di truyÒn - Các đột biến trung tính: các đột biến trung tính không bị chọn lọc tự nhiên tác động nên góp phÇn t¹o nªn sù ®a h×nh di truyÒn C©u Khi nghiªn cøu mét quÇn x· sinh vËt gåm c¸c loµi A, B, C, D vµ E, mét nhµ sinh th¸i häc nhËn thÊy nÕu lo¹i bá hoµn toµn loµi A khái quÇn x· (thÝ nghiÖm 1) th× loµi E bÞ biÕn mÊt khái quần xã và quần xã còn lại loài B, C và D đó loài B lúc này có số lợng đông nhiều so víi tríc thÝ nghiÖm Trong thÝ nghiÖm 2, nhµ khoa häc nµy l¹i lo¹i bá hoµn toµn loµi C khỏi quần xã để lại các loài A, B, D và E Sau thời gian nhà sinh thái nhận thấy quần xã chØ cßn l¹i loµi A (c¸c loµi B, D vµ E bÞ biÕn mÊt hoµn toµn khái quÇn x·) H·y gi¶i thÝch c¸c kÕt qu¶ cña thÝ nghiÖm trªn vµ rót vai trß cña c¸c loµi quÇn x· C©u (1,0 ®iÓm) a KÕt qu¶ thÝ nghiÖm cho thÊy lo¹i bá loµi A th× loµi B l¹i trë thµnh loµi u thÕ vµ loµi E bÞ biÕn mÊt chøng tá loµi A cã kh¶ n¨ng c¹nh tranh tèt h¬n so víi loµi B Khi cã mÆt loµi A th× loµi B kh«ng c¹nh tranh næi víi loµi A nªn sè lîng bÞ h¹n chÕ Khi loµi A bÞ lo¹i bá th× loµi B kh«ng bÞ khèng chÕ nªn sè lîng ph¸t triÓn m¹nh lµm cho loµi E bÞ biÕn mÊt khái quÇn thÓ §iÒu nµy chứng tỏ hai loài B và E có mức độ trùng lặp nhiều ổ sinh thái nên đã có tợng cạnh tranh loại trừ Loài B phát triển quá mức loại trừ loài E Loài B, C và D có mức độ trùng lặp vÒ æ sinh th¸i Ýt nªn loµi C vµ D Ýt bÞ ¶nh hëng lo¹i trõ loµi A khái quÇn x· b Trong thÝ nghiÖm lo¹i bá loµi C th× quÇn x· chØ cßn l¹i loµi A §iÒu nµy chøng tá loµi C có vai trò khống chế mật độ quần thể loài A và loài A có khả cạnh tranh cao so víi c¸c loµi kh¸c quÇn x· Loµi A cã æ sinh th¸i trïng lÆp víi æ sinh th¸i cña c¸c loµi B, D và E nên không bị loài C khống chế loài A có khả nang cạnh tranh cao nên đã tiêu diệt các loµi cßn l¹i Câu 32 Nhằm định lượng mức độ đa dạng di truyền loài thực vật có nguy tuyệt chủng, người ta tiến hành phân tích biến dị di truyền các tiểu quần thể (I – IV) mức độ protein Tiểu quần thể I có số cá thể lớn loài này, đó số cá thể tiểu quần thể II, III và IV 1/7 số cá thể tiểu quần thể I Từ tiểu quần thể, người ta lấy cá thể làm mẫu thí nghiệm Sơ đồ đây mô tả kết phân tích điện di protein Kiểu hình băng điện di làn, biểu có mặt các alen F và/hoặc S, cho biết kiểu gen cá thể locut phân tích Tiểu quần thể I Tiểu quần thể II Tiểu quần thể III Tiểu quần thể IV a) Hãy ước tính tần số alen F loài này Trả lời: Cách tính: 0,34 34% 0,40,7 + 0,30,1 + 0,20,1 + 0,10,1 = 0,28 + 0,03 + 0,02 + 0,01 = 0,34 b) Tiểu quần thể nào biểu mức độ cách ly cao nhất? Trả lời (bằng cách điền dấu  vào phương án đúng): I II III IV  c) Sau số hệ, người ta phát thấy tần số alen F thay đổi các tiểu quần thể II, III và IV rõ rệt so với tiểu quần thể I Nhiều khả thay đổi này là A Các yếu tố ngẫu nhiên C Đột biến gen B Di cư D Chọn lọc tự nhiên Câu 33 Các đảo thường coi là “các địa điểm thí nghiệm” cho các nghiên cứu tiến hóa sinh học và tập hợp quần xã Sơ đồ đây biểu diễn hai cây phát sinh chủng loại, cây có loài (a – i và j – r) và các tập hợp quần xã trên đảo khác Các đặc tính kiểu hình (tính trạng) loài biểu diễn kích cỡ và màu khác Đảo Đảo Đảo Đảo Đảo Đảo Giải thích nào đây là phù hợp nói các chế tập hợp quần xã diễn trên hòn đảo này? Hãy chọn các phương án đúng số các phương án từ A đến H đây Ph án Các đảo A 1, 2, B 1, 2, C 4, 5, D 4, 5, E 4, 5, F 1, 2, G 4, 5, 1, 2, so với 4, 5, H Cấu trúc di truyền và tiến Tương tác sinh thái các hóa các loài loài Có quan hệ di truyền và tiến Cạnh tranh loại trừ diễn các loài hóa gần cháu Tiến hóa kiểu thích nghi Sự phân hóa ổ sinh thái các loài tỏa tròn cháu Tiến hóa kiểu thích nghi tỏa Sự gối lên - trùng phần - tròn các ổ sinh thái các loài cháu Sự hình thành loài cùng Sự phân hóa ổ sinh thái cùng với quan khu vực phân bố hệ cạnh tranh Các loài xa di Sự phân hóa ổ sinh thái cùng với quan truyền và tiến hóa hệ cạnh tranh Thường gặp các đảo đạii dương nhiều so với các đảo thông với đất liền Thường gặp các đảo cách ly nhiều các đảo gần đất liền Các quần xã trên các đảo 4, và dễ bị tác động nhập cư loài xa lạ so với các quần xã trên các đảo 1, và