Title Chuyên đề 12. Di truyền quần thể.doc ✅

Trang 1 CHUYÊN ĐỀ 12. DI TRUYỀN QUẦN THỂ I. TRỌNG TÂM LÍ THUYẾT. - Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài. Quần thể là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên. - Mỗi quần thể có một vốn gen chung và đặc trưng. Vốn gen là tập hợp toàn bộ các alen của tất cả các gen có trong quần thể. - Quần thể tự phối có đặc điểm: Các cá thể tự thụ phấn hoặc tự thụ tinh, kiểu gen gồm các dòng thuần. Quần thể tự phối có tính đa dạng về kiểu gen và kiểu hình thấp nên kém thích nghi. Do vậy khi môi trường thay đổi thì quần thể tự phối có khả năng thích nghi kém, do đó dễ bị tuyệt diệt. Vì vậy trong quá trình tiến hóa, các loài tự phối ngày càng ít dần. - Quần thể giao phối có đặc điểm: Các cá thể giao phối tự do, thành phần kiểu gen rất đa dạng và thường ở trạng thái cân bằng di truyền, tính đa hình về kiểu gen và kiểu hình rất cao. Một gen có n alen thì quá trình giao phối tự do sẽ tạo ra n.n1 2  loại kiểu gen, trong đó có n kiểu gen đồng hợp và nn1 2  kiểu gen dị hợp. Nếu hai gen A và B nằm trên hai cặp NST tương đồng khác nhau, trong đó gen A có x alen, gen B có y alen thì số kiểu gen có thể có trong quần thể là: x.x1y.y1 .. 22  - Trong điều kiện không phát sinh đột biến mới, không có chọn lọc tự nhiên, khả năng thụ tinh của các giao tử là như nhau, sức sống của các hợp tử là ngang nhau, không có hiện tượng di – nhập gen thì quá trình giao phối ngẫu nhiên sẽ tạo nên trạng thái cân bằng về di truyền của quần thể, khi đó thành phần kiểu gen của quần thể là 22pAA2pqAaqaa (p là tần số của alen A, q là tần số của alen a.pq1 ). - Dòng thuần là một tập hợp các cá thể của cùng một loài có kiểu gen giống nhau và đồng hợp về tất cả các cặp gen. Một gen có n alen thì sẽ tạo ra n dòng thuần về gen này. Nếu gen A có x alen, gen B có y alen, gen D có z alen thì quá trình tự phối liên tục sẽ tạo ra số dòng thuần là: x.y.z II. CÂU HỎI KHÁI QUÁT Câu 1. Ở một quần thể thực vật lưỡng bội, gen A nằm trên nhiễm sắc thể số 1 có 5 alen, gen B nằm trên nhiễm sắc thể số 3 có 8 alen. Hãy xác định: a. Quần thể có tối đa bao nhiêu kiểu gen đồng hợp về cả hai gen? b. Quần thể có tối đa bao nhiêu kiểu gen dị hợp về cả hai gen? c. Quần thể có tối đa bao nhiêu kiểu gen đồng hợp về gen A và dị hợp về gen B? d. Quần thể có tối đa bao nhiêu kiểu gen về cả hai gen? Hướng dẫn giải Khi bài toán có nhiều gen và các gen phân li độc lập với nhau thì chúng ta tính riêng từng gen, sau đó nhân lại. a. – Cặp gen đồng hợp là cặp gen có 2 alen giống nhau. Vì vậy số kiểu gen đồng hợp đúng bằng số alen của gen đó. - Gen A có 5 alen 12335A,A,A,A,A thì số kiểu gen đồng hợp về gen A là 5 kiểu gen. 1122334455AA,AA,AA,AA,AA. - Gen B có 8 alen thì số kiểu gen đồng hợp về gen B là 8 kiểu gen. - Số loại kiểu gen đồng hợp về cả hai gen nói trên là 5.840 kiểu gen. b. – Cặp gen dị hợp là cặp gen gồm 2 alen có cấu trúc khác nhau. Vì vậy một gen có n alen thì số loại kiểu gen dị hợp bằng chỉnh hợp chập 2 của n phần tử 2 n n.n1 C. 2   - Số kiểu gen dị hợp về gen A là 5.51 10 2   kiểu gen. - Số kiểu gen dị hợp về gen B là 8.81 28 2   kiểu gen. - Số loại kiểu gen dị hợp về cả hai gen là 10.28280 kiểu gen.
Trang 2 c. Số kiểu gen đồng hợp về gen A và dị hợp về gen B 5.28140 kiểu gen. d. Ở mỗi gen, số loại kiểu gen bằng số loại kiểu gen dị hợp cộng số loại kiểu gen đồng hợp 2 n n.n1n.n1 nCn. 22   - Số loại kiểu gen về gen 5.51 A15 2   kiểu gen. - Số loại kiểu gen về gen 8.81 B36 2   kiểu gen. Số kiểu gen về cả hai gen 15.36540 kiểu gen. Một gen có n alen thì số loại kiểu gen n.n1 . 2   Hai gen A và B phân li độc lập với nhau thì số loại kiểu gen bằng tích số loại kiểu gen của gen A và gen B. Câu 2. Ở một quần thể của một loài động vật, gen A nằm trên NST X (không có alen trên Y) có 7 alen; gen B nằm trên NST Y (không có alen trên X) có 5 alen. Trong trường hợp không có đột biến mới, trong quần thể có tối đa bao nhiêu loại kiểu gen? Hướng dẫn giải Khi gen nằm trên NST giới tính thì số loại kiểu gen được tính theo từng giới, sau đó cộng lại. - Ở giới XX, chỉ có gen A mà không có gen B. Số loại kiểu gen ở giới 7.8 XX28 2 kiểu gen. - Ở giới XY, trên NST X có gen A, trên NST Y có gen B. Số loại kiểu gen ở XY5735 kiểu gen. - Tổng số kiểu gen ở cả hai giới 283563 kiểu gen. Câu 3. Một quần thể tự phối ở thế hệ xuất phát có 0,1AA:0,4Aa;0,5aa. a. Tính tần số của A, a. Quần thể có cân bằng về di truyền hay không? b. Xác định tỉ lệ kiểu gen ở thế hệ 12nF,F,F . Từ đó có nhận xét gì về quá trình tự phối? Hướng dẫn giải a. Tần số của 0,4 A0,10,3. 2 Tần số của 0,4 a0,50,7. 2 Quần thể nói trên không ở trạng thái cân bằng vì nếu ở trạng thái cân bằng thì kiểu gen AA có tỉ lệ bằng bình phương tần số của nó và bằng 20,30,09. b. Khi các cá thể tự phối thì 0,1AA sinh ra 0,1AA. 0,5aa sinh ra 0,5aa. 0,4Aa sinh ra 3 loại kiểu gen với tỉ lệ 111 0,4.AA:Aa:aa. 424    - Vậy tỉ lệ kiểu gen ở 1F là: 1 AA0,10,4.0,2. 4 1 aa0,50,4.0,6. 4 1 Aa0,4.0,2. 2 - Ở đời 2F , cơ thể Aa tự phối sẽ sinh ra 3 loại kiểu gen với tỉ lệ là 111 0,2.AA:Aa:aa 424    . Do vậy tỉ lệ mỗi loại kiểu gen ở 2F là: 1 AA0,20,2.0,25. 4 1 aa0,60,2.0,65. 4 1 Aa0,2.0,1. 2
Trang 3 - Qua quá trình tự phối, Aa sẽ tạo ra 3 loại kiểu gen AA, Aa, aa. Trong đó đến thế hệ tự phối thứ n thì nn 10,4 Aa0,4.. 22 Vậy số lượng kiểu gen AA và aa được sinh ra từ kiểu gen Aa là n 0,4 0,4, 2 trong đó n 0,4 0,4 2 AAaa 2    Tự phối đến thế hệ thứ nF thì: Kiểu gen Aa tự phối đã tạo ra 3 loại kiểu gen (Aa; AA và aa) với tỉ lệ mỗi loại là n 0,4 Aa 2 n 0,4 0,4 2 AA, 2  n 0,4 0,4 2 aa. 2  Vậy ở nF , tỉ lệ các kiểu gen là: n 0,4 0,4 2 AA0,1. 2   n 0,4 Aa. 2 n 0,4 0,4 2 aa0,5. 2   Nếu n tiến tới  thì n 0,4 2 sẽ tiến tới 0 (khi n thì n 0,4 lim0 2 ). Khi đó tỉ lệ kiểu gen Aa0 , cho nên thành phần kiểu gen của quần thể là: 0,400,40 AA0,10,3.aa0,50,7. 22    Thành phần kiểu gen của quần thể là 0,3AA : 0,7aa. - Một quần thể tự phối ở thế hệ xuất phát có xAA : y Aa : zaa thì ở thế hệ nF có tỉ lệ kiểu gen là nn n yy yy y 22 xAA:Aa:zaa. 222        - Một quần thể có tỉ lệ kiểu gen xAA : yAa : zaa. Quần thể này đang cân bằng di truyền nếu 2 y4.x.z Câu 4. Ở một loài giao phối, A quy định thân cao trội hoàn toàn so với a quy định thân thấp; B quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với b quy định hoa trắng; hai cặp gen này nằm trên 2 cặp NST khác nhau. Ở một quần thể đang cân bằng về di truyền có tần số A là 0,6; a là 0,4 và tần số B là 0,7; b là 0,3. a. Theo lí thuyết, tỉ lệ kiểu gen aaBb ở đời con có tỉ lệ bao nhiêu %? b. Trong quần thể này, cây có kiểu hình thân cao hoa trắng có tỉ lệ bao nhiêu %? Hướng dẫn giải a. Tỉ lệ của một kiểu gen nào đó bằng tích tỉ lệ của từng cặp gen có trong kiểu gen đó. - Đây là một quần thể giao phối ngẫu nhiên nên theo lí thuyết thì thành phần kiểu gen đang ở trạng thái cân bằng di truyền, do đó tỉ lệ từng cặp gen đều theo công thức của định luật Hacđi – Vanbec. Xét từng cặp gen thì kiểu gen aa có tỉ lệ 20,40,16. Kiểu gen Bb có tỉ lệ 2.0,7.0,30,42. Hai cặp gen này phân li độc lập nên tỉ lệ kiểu gen aaBb bằng tích tỉ lệ kiểu gen aa với tỉ lệ kiểu gen Bb ở trong quần thể và bằng 0,160,420,06726,72%. b. Cây thân cao hoa trắng có kiểu gen AAbb, Aabb. Trong đó tỉ lệ của các kiểu gen này là: Kiểu gen AAbb có tỉ lệ 220,6.0,30,0324. Kiểu gen Aabb có tỉ lệ 22.0,6.0,4.0,30,0432. Vậy ở trong quần thể này, cây thân cao hoa trắng có tỉ lệ
Trang 4 0,03240,04320,07567,56%. - Theo lí thuyết, khi các cá thể giao phối ngẫu nhiên thì tỉ lệ mỗi loại kiểu gen tuân theo định luật Hacđi – Vanbec. - Khi quần thể đang cân bằng về di truyền, tỉ lệ của một kiểu gen nào đó bằng tích tần số của các alen có trong kiểu gen nhân với n2 (n là số cặp gen dị hợp có trong kiểu gen). Ví dụ kiểu gen AabbDd có tỉ lệ 22.A.a.b.b.D.d Câu 5. Thế hệ xuất phát của một quần thể ngẫu phối có 200 cá thể đực mang kiểu gen AA, 400 cá thể cái mang kiểu gen Aa, 600 cá thể cái mang kiểu gen aa. a. Hãy xác định tần số alen của quần thể. b. Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen của quần thể ở thế hệ 1F : c. Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng di truyền. Hướng dẫn giải a. Hãy xác định tần số alen của quần thể. Khi quần thể cho biết số lượng cá thể ở giới đực và số lượng cá thể ở giới cái thì phải tính tần số alen theo từng giới, sau đó tính trung bình cộng của cả hai giới. Tỉ lệ kiểu gen ở thế hệ xuất phát: Ở giới đực có 200 AA  100%AA  Tần số alen A1 Ở giới cái có 400 Aa, 600 aa  0,4Aa : 0,6aa.  Tần số alen 0,4 A0,2. 2 Tần số của a10,20,8. Tần số alen tính chung cho cả hai giới (cả quần thể) là: 10,2 A0,6. 2   a10,60,4. b. Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen của quần thể ở thế hệ 1F : Đời 1F được sinh ra do sự kết hợp ngẫu nhiên giữa các giao tử đực với các giao tử cái: Ở đực chỉ có kiểu gen AA nên cho duy nhất 1 loại giao tử A với tỉ lệ 1. Ở cái có 0,4Aa và 0,6 aa nên có 2 loại giao tử là 0,2A và 0,8a. Sự giao phối ngẫu nhiên sẽ sinh ra đời con: ♀ ♂ 0,2A 0,8a 1A 0,2AA 0,8Aa Tỉ lệ kiểu gen 1F là 0,2AA : 0,8Aa c. Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng di truyền. Khi quần thể đạt trạng thái cân bằng thì tỉ lệ kiểu gen tuân theo định luật Hacđi – Vanbec: 220,6AA:2.0,6.0,4Aa:0,4aa 0,36AA:0,48Aa:0,16aa. - Thế hệ xuất phát có tần số alen ở giới đực khác với tần số alen ở giới cái thì tần số alen bằng trung bình cộng tần số alen của cả hai giới. - Thế hệ xuất phát có tỉ lệ kiểu gen ở giới đực khác tỉ lệ kiểu gen ở giới cái thì việc xác định tỉ lệ kiểu gen 1F phải thực hiện sơ đồ lai giữa giao tử đực với giao tử cái. Từ thế hệ 2F trở đi, quần thể mới đạt trạng thái cân bằng di truyền. Câu 6. Ở một loài thực vật sinh sản bằng tự thụ phấn nghiêm ngặt có A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với a quy định hoa trắng. Thế hệ xuất phát (P) có 100 cá thể đều có kiểu hình trội, quá trình tự thụ phấn liên tục thì đến đời 3F thấy có tỉ lệ kiểu hình là 43 cây hoa đỏ : 21 cây hoa trắng. Trong số 100 cây (P) nói trên, có bao nhiêu cây thuần chủng? Hướng dẫn giải Thế hệ P gồm có kiểu gen AA và kiểu gen Aa