Hướng dẫn giải Vì quá trình tự phối và ngẫu phối đề không làm thay đổi tần số tương đối của các alen nên sau 3 thế hệ tự phối rồi 2 thế hệ ngẫu phối quần thể cân bằng, ta có: Bước 1: xác[r]
Trang 1BAI 14: CAU TRUC DI TRUYEN CUA QUAN THE (TIEP)
Muc tiéu
% Kiến thức
+ Nêu được những đặc trưng di truyền của quân thể giao phối
+ Phát biểu được nội dung của định luật Hacđi — Vanbec Trình bày được ý nghĩa và điều kiện
nghiệm đúng của định luật Hacđi — Vanbec
+ Chứng minh được tần số tương đối của các alen và kiểu gen trong quân thể ngẫu phối không đổi qua các thế hệ
+ Nêu được công thức khái quát khi quần thê ở trạng thái cân bằng di truyền
s* Kĩ năng
+ Kĩ năng đọc và phân tích vấn đề
+ So sánh, tổng hợp, khái quát hoá — hệ thông hoá
+ Quan sat tranh hình, xử lí thông tin
+ Rèn luyện kĩ năng giải bài tập toán di truyền học
I Li THUYET TRONG TAM
1 Khái niệm quân thể giao phối
Là quân thê mà các cá thể giao phối tự do ngẫu nhiên với xác suất ngang nhau
2 Đặc điểm của quần thể giao phối
Quan thé ngau phối được xem là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên do đó mỗi quần thể
có tần số alen, tần số kiểu gen va tan s6 kiéu hinh dac trung
Quân thê ngẫu phối là quân thể đa hình; là kho dự trữ nguyên liệu thứ cấp cho tiến hoá và chọn giống Quân thê ngẫu phối có khả năng duy trì sự đa dạng di truyền trong những điều kiện nhất định
3 Dinh luat Hacdi — Vanbec
3.1 Nội dung
Trong một quân thể lớn, ngẫu phối; nếu không có các yếu tố làm thay đối tần số alen thì thành phần kiểu gen của quân thể sẽ duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác theo đăng thức
p AA+2pgAa+qaa=1
3.2 Điều kiện nghiệm đúng
Quân thể có kích thước lớn
Các cá thể giao phối ngẫu nhiên với tần suất ngang nhau
Các loại giao tử, hợp tử khác có khả năng thụ tinh và có sức sống, sức sinh sản ngang nhau
Không xảy ra đột biến, nếu có thì tần số đột biến thuận bằng tần số đột biến nghịch
Quân thê được cách li sinh sản với các quân thể khác thuộc loài
3.3 Ý nghĩa của định luật
- Ý nghĩa lí luận:
+ Định luật là cơ sở giải thích sự tôn tại lâu đài của một số quân thê trong tự nhiên
Trang 1
Trang 2
+ Là định luật cơ bản để nghiên cứu di truyền học quân thê
- Ý nghĩa thực tiễn:
+ Khi quân thể ở trạng thái cân bằng thì từ tần số kiểu hình (lặn) tính được tân số các alen và tần số các kiểu gen cũng như ngược lại
+ Trong y học sử dụng định luật để xác định tỉ lệ người bị bệnh — tư vấn cho người bệnh
+ Câu hỏi hệ thống kiến thức:
Quần thể ngẫu phối là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên
+ Mỗi loài gdm nhiéu quan thể tồn tại thực trong tự nhiên
+ Các cá thể trong quân thê phụ thuộc nhau về mặt sinh sản (quan hệ đực cái, cha con)
=> Do do su tồn tại và phát triển của loài phụ thuộc vào sự tồn tại và phát triển của quân thể
Quần thể đa hình
Là quân thê đa dạng về kiểu gen —> đa dạng về kiểu hình
Chứng minh ngẫu phối qua 1 thế hệ quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền
+ Thế hệ P, quân thể có cấu trúc di truyền
P:0,4AA + 0,4Aa+0,2aa=1
+ Ở thế hệ P, quần thể không cân bang di truyền vì cấu trúc di truyền của quân thể không tuân theo cầu trúc p’AA+2pqAa+ g’aa=1
+ Tinh tan sô tương đôi của các alen:
D, =04+ =0,6 >q, =1-0,6=0,4
+ Quá trình ngẫu phối tạo F¡
F,: 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa
Ở thế hệ F¡ quân thể đạt trạng thái cân bằng di truyễn
Chứng minh ngẫu phối duy trì sự đa dạng cân bằng di truyền
+ Ở thế hệ P, câu trúc di truyền của quân thé 14 P: 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa
+ Tính tân số tương đối của các alen:
Dạ =0,36+ = =0,6>4, =1-0,6=0,4
+ Quá trình ngẫu phối tao Fi:
Trang 3
Kết luận: quá trình ngẫu phối duy tri trạng thái cân băng di truyền của quân thẻ
SƠ ĐỎ HỆ THÓNG HÓA
DI TRUYEN HOC
QUAN THE
duing voi dinh luat Hacdi - Vanbec}-> có điều kiện nghiệm đúng
nội dung: nếu không không tiến hóa |£—— sẽ có các yếu tố làm thay
đổi tần số các alen thì
i Pltan sé cdc kiéu gen
quan thé đạt cân bằng di truyền của quần thể không
các cá thế giao phối tự do, ngẫu nhiên
Ý nghĩa |} biết tần số kiểu gen và
alen
N -.Ÿ Be en ve " ‘ ứng dụng trong
tân sô tương đôi của các alen, các và nghiên cứu quần thể
kiêu gen không đôi qua các thê hệ
Ỷ
II CAC DANG BÀI TẬP
Dang 1: Cau héi li thuyét co ban
+ Phương pháp giải
Đề làm được dạng câu hỏi lí thuyết cơ bản này, cần phải:
Trình bày được thế nào là quần thê ngẫu phối
Phân tích được đặc điểm của quần thể ngẫu phối
Mô tả được câu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối
Phân tích được nội dung, điều kiện nghiệm đúng và ý nghĩa của định luật Hacđi — Vanbec
+ Ví dụ mẫu
Ví dụ 1: Định luật Hacđi — Vanbec cho thấy
A kích thước quân thể ồn định theo thời gian gọi là cân bằng quân thẻ
B với quân thê ngẫu phối, tần số alen và thành phần kiểu gen của quân thể
C su thay đổi tần số alen theo một chiều hướng xác định
D sự biến động về tỉ lệ kiểu gen trong quân thể giao phối
Hướng dẫn giải
Định luật Hacđi — Vanbec là định luật về sự cân bằng cấu trúc di truyền của quân thể theo thời gian, trong
đó 2 yêu tô quan trọng của câu trúc di truyện quân thê là tân sô alen và thành phân kiêu gen
Chọn B
Ví dụ 2: Một quân thể giao phối có thành phần kiểu gen là Py th,, +4, =1 sé can bang di truyén khi
Trang 3 - https://thi247.com/
Trang 4A tan s6 Alen A=a B g=h=p
2
Hướng dẫn giải
Trong một quân thể cân bằng di truyền ta có: ø°+2pg+đŸ =1
2
Tron ø mọi trường hợp ta có: ?.q= D.q <© pˆ.gø = _ ` 2 _ 2 2 _{ 2pq (*) %
Ở trạng thái cân bằng di truyền p`.=P;q =Q và H=2pq
2
Thay các gia tri trén vao (*) ta duoc: PxQ= BH , có nghĩa khi quân thê ở trạng thái cân băng di truyện tích tỉ lệ kiểu gen đồng hợp băng bình phương một nửa tỉ lệ kiểu gen đồng hợp
Chọn D
% Bai tap tự luyện dạng 1
Bài tập cơ bản
Câu 1: Đặc điểm nào dưới đây không đúng với quân thể ngẫu phối?
A Quân thể là nhóm cá thể thuộc cùng một loài hoặc khác loài
B Các cá thé trong quần thể ngẫu phối tự do giao phối với nhau và sinh con hữu thụ
C Quan thé giao phối cách li sinh sản ở một mức độ nhất định với các cá thể của quân thê khác
D Các cá thể của một quần thê có thể chung sống qua nhiều thế hệ trong khoảng không gian xác định Câu 2: Nội dung định luật Hacđi — Vanbec đề cập đến vân đề nào sau đây?
A Trạng thái động của quân thể
B Tỉ lệ phân bó kiểu hình trong quân thể
C Trạng thái ồn định về câu trúc di truyền qua các thế hệ
D Sự thay đổi tân số alen qua các thế hệ
Câu 3: Định luật Hacđi — Vanbec phản ánh
A trạng thái động của quần thể
B sự cân bằng di truyền của quân thể ngẫu phối
C trạng thái ồn định của các tân số alen trong quân thẻ
D sự tăng tỉ lệ kiêu hình có lợi
Câu 4: Nhận định nào dưới đây là không đúng khi nói về quần thê ngẫu phối?
A Quân thể đang tiễn hóa là quân thể đúng với định luật Hacđi — Vanbec
B Quân thể có thành phần kiêu gen thay đổi là quần thể đang tiễn hóa
C Quá trình đột biến và di nhập gen luôn xảy ra trong quân thể là nguyên nhân làm cho quan thé da dạng
D CLTN luôn tác động nên quân thể ngẫu phối có câu trúc động
Trang 5
Câu 5: Nếu biết quân thể đáp ứng được các điều kiện nghiệm đúng của định luật Hacđi — Vanbec, quan
thé 6 trạng thái cân băng di truyên, biết số lượng cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn Ta không xác định duoc gia tri nao dưới đây?
A Tan so alen lặn của lôcut nghiên cứu B Tân sô alen trội của lôcut nói trên
Œ Tỉ lệ đột biên của lôcut nói trên D Câu trúc di truyện của quân thê
Câu 6: Một trong những điều kiện quan trọng nhất để quân thê từ chưa cân bằng chuyển thành quân thể cân băng về thành phân kiểu gen là gì?
A Cho quân thể sinh sản hữu tính B Cho quần thể tự phối
C Cho quan thé sinh sản sinh dưỡng D Cho quân thể giao phối tự do
Bài tập nâng cao
Câu 7: Có bao nhiêu đặc điềm của quân thê ngẫu phối trong số các đặc điểm dưới đây?
(1) Có thành phần kiểu gen đặc trưng và Ổn định
(2) Có tần số các alen không thay đổi qua các thế hệ
(3) Có thành phần các kiểu gen không đổi qua các thế hệ
(4) Đa dạng về kiểu gen và kiểu hình
Câu 8: Có bao nhiêu nhận định dưới đây nói về quân thể ngẫu phối?
(1) Có sự đa dạng về kiểu gen và kiểu hình
(2) Quá trình ngẫu phối là nguyên nhân dẫn đến sự đa dạng di truyền cho quân thể
(3) Các cá thể không giao phối với cá thể thuộc quần thể khác
(4) Các cá thể trong quân thể giống nhau ở những nét cơ bản và khác nhau về nhiều chỉ tiết
Câu 9: Những điểm nào dưới đây là điểm hạn chế của định luật Hacđi — Vanbec?
(1) Sức sông của các giao tử và các kiểu gen là giỗng nhau
(2) Quá trình đột biến làm thay đổi tần số tương đối của các alen
(3) Trong mỗi loài luôn có sự lan truyền gen từ quân thể này sang quân thê khác
(4) Số lượng cá thể trong loài lớn do đó sự ngẫu phối được diễn ra
DAP AN
Dang 2: Xác định tần số tương đối của các alen
* Phương pháp giải
1 Một gen có 2 alen
1.1 Giới đực và cái có tần số các alen như nhau
Quân thê có câu trúc di truyện:
Trang 5 - https://thi247.com/
Trang 6
X AA: y Aa: z aa
Gọi p là tần số alen A; q là tần số alen a
+ Tinh p, q theo x, y, z:
=x+~“;q=|z+—|:p+q=l
+ Khi quân thể cân bằng di truyên thì quần thể có cấu trúc: p° aa t 2PA ag +4 „ =1
Tính q theo tần số kiểu hình lặn
1.2 Giới đực và cái có tần số cắc alen khác nhau
Đây là những quân thê có kích thước nhỏ hoặc đang chịu tác động của yêu tô ngẫu nhiên
Sau 2 thế hệ ngẫu phối quân thể sẽ đạt trạng thái cân băng di truyén
GỌI:
+ Dog lần lượt là tần số alen A và a của giới đực
+ pig” lần lượt là tần số alen A và a của giới cái
+ P g, lân lượt là tần số alen A va a của quần thẻ
° Ta co:
1.3 Khi CLTN đào thải các cá thể có kiểu hình lặn (aa)
+ Thế hệ P: x AA + y Aa + z aa = I, tần số alen A và a là p và q
+ Thế hệ P' (sau CLTN) có tần số alen A va a là po và qo
Đối với quân thể ngẫu phối:
đọ
l+ng,
—> Thé hé Fn: g, =
Đối với quân thể tự phối:
ch 2” (1 — ) +o 1.4 Xảy ra đột biến với tần số f
—> Thé hé Fa: ¢, =
Nếu quân thê ban đâu có tân số các alen A, a lân lượt là Pa và qa Qua mỗi thế hệ xảy ra đột biển biến a thành A với tần số f thì sau n thế hệ tần số alen A và a là:
Im =9x(1-f)
Py =1-]ax(I-s) |
1.5 Khi có di - nhập gen
Khi 2 quân thể nhỏ nhập thành 1 quân thể lớn
Trang 7Goi:
+ m là tổng cá thể của quân thể được nhập cư trước khi có nhập cư
+ N là số cá thể đến nhập cư
+ p1⁄q¡ là tần số A/a của quân thê được nhập cư trước khi có nhập cư
+ pz/q› là tần số A/a của quân thê đến nhập cư
m.p, + np,
Cong thuc: p, =
m+n
2 Néu gen da alen
Giả sử gen có 3 alen AI; A2 và a với tần số p, q, r (p+g+r=I) Diễn ra quá trình ngẫu phối:
(b„,:4a,:1)(Pa :4.,:72}
Ir
2
Câu trúc di truyền của quân thể khi cân bằng di truyễn:
P aa +O aa, +P og +2P4 44, +2pr,, +24F,„ =1
Do đó tần số tương đối của các alen A1; A2 và a được tính theo
Công thức:
PẠ = P + pqạ+ pr
q„ =4 + pq+qr
r,=r +pr+qr
+ Câu hỏi hệ thống kiến thức:
Ví dụ 1: Ở cừu alen A quy định lông đen, alen a quy định lông xám Thống kê kiêu hình trong quân thể thây có 500 con lông đen có kiểu gen đồng hợp : 640 con lông đen có kiểu gen dị hợp : 360 con lông xám Xác định tần số các alen trong quân thể tại thời điểm thống kê
Hướng dẫn giải
Bước 1: xac định tân sô các kiêu gen
500+ 640+360 3
Kiểu gen Aa =—— = —
500+6404+360 75
Trang 7 - https://thi247.com/
Trang 8
Kiéu gen da= 6
25 Vậy câu trúc di truyền của quân thê là
P: LAA: 32 Aa: © aa
Bước 2: tính tần số tương đối của các alen
PA=—+|—x—|=—_ và qa=Ì-—=—_-
Ví dụ 2: Ở cừu, alen A quy định lông đen, alen a quy định lông xám Quân thể đang cân bằng di truyền thây 640 con lông đen : 360 con lông xám Xác định cấu trúc di truyền của quân thể?
Hướng dẫn giải
Bước 1: xác định tần số các kiểu hình
P: 0,64A— : 0,36aa
Quan thé dang can bang di truyén nén
ga=0,36 >q,=0,6 va p, =0,4
Bước 2: xác định câu trúc di truyền của quần theo theo công thức pˆAA : 2pqAa : q2aa
P: 0,16AA: 0,48Aa: 0,36aa
Vi dụ 3: Một quân thể có kích thước nhỏ, ở thế hệ p giới đực có pA = 0.4 Sau 2 thế hệ quân thể cân băng
di truyền có câu trúc 0,25AA : 0.5Aa : 0,25aa Hãy tính tần số các alen ở thể hệ P?
Hướng dẫn giải
Bước 1: tính tần số tương đối của các alen ở thể hệ Fs khi quần thể cân bằng di truyền
Fo: 0,25AA : 0,5Aa : 0,25aa
p, =0,25+ = =0,5 va g, =0,5
Bước 2: tính tần số tương đối của các alen ở thế hệ P
P 4 p
+ Ở thể hệ P, giới đực có pø, =0,4-—> tính p” của phân cái theo công thức Ð, =
+ Do d6 p’ =(2x0,5)—0,4=0,6
Kết luận: ở thế hệ P, giới duc c6: p’, =0,4 va g’ =0,6; gidi cái có: ø=0,6 và g”=0,4
Vi dụ 4: Một quân thể, ở thể hệ p có cấu trúc di truyền là 0,25AA: 0,5Aa : 0,25aa Những cá thể có kiểu
hình lặn (aa) không có khả năng sinh sản Tính tần số tương đối của các alen A và a sau 5 thế hệ sinh sản?
Hướng dẫn giải
Bước 1: tính tần số các kiểu gen ở thể hệ P sau khi có tác động của CLTN
P: 0.25AA : 0.5Aa: 0,25aa
Trang 9Sau CLTN, P’: = AA : = Ad
Bước 2: tính tần số tương đối của các alen sau CLTN
Bước 3: tính tần số tương đối của các len ở thể hệ Fs
+ Từ thế hệ P đến Fs là 5 thế hệ —> m = 5
+ Áp dụng công thức ta có:
1
3 1
I+5x1 8
3
1 7
p.(A)=l-o= 5
Ví dụ 5: Một gen có 2 alen A và a ở thế hệ p có ga =0,38 Qua mỗi thế hệ xảy ra đột biễn a —> A với tần
số 10% Tính PA và qa ở Fs
Hướng dẫn giải
ƒ(a—> A) nghĩa là 10% số alen a biến thành A
-> Sau mỗi thế hệ qa còn lại 90% của thế hệ trước
—> Sau 3 thế hệ ạ, =0,38x(0,9) =0,277 và p, =1-0,277
% Bài (ập tự luyện dạng 2
Câu 1: Một quân thể ở trạng thái cân băng Hacđi — Vanbec có 2 alen A, a; trong đó số cá thể dd chiếm tỉ
lệ 16% Tân số alen của mỗi alen trong quân thể là
Câu 2: Trong một quân thể cây trồng tự thụ phần bắt buộc, alen A quy định thân cao là trội hoàn toàn so với alen a quy định thân lùn Các cây thân lùn không có giá trị kinh tế, bị loại bỏ sau mỗi thế hệ gieo
trồng Tỉ lệ hạt đem gieo có cấu trúc 0,45AA: 0,3Aa : 0,25aa, cho rang ti 1é nảy mầm vào tạo cây là 100%, tần số alen ở thế hệ sau là
Câu 3: Một quần thê có cầu trúc di truyền ban dau 0,4AA : 0,5Aa : 0,1 aa Tần số alen của quần thê này
là
Câu 4: 6 ngudi gen I* quy định máu A, gen I quy định máu B, II quy định máu O, IÊIP quy định máu
AB Một quân thê người khi đạt trạng thái cân bằng có số người mang máu B (kiểu gen IPIP và IÊI9)
Trang 9 - https://thi247.com/
Trang 10
chiém ti 16 21%, mau A (kiểu gen IÊIÊ và IÊI9) chiếm tỉ lệ 45%, nhóm máu AB (kiểu gen IÊI) chiếm
30%, còn lại ià máu O Tân số tương đối của các alen I, I, I2 trong quần thể này là
A I = 0,5, 8 = 0,3, 1° = 0,2 B I“ = 0,6, I? = 0,1, 19 = 0,3
Cc I4 = 0,4, I® = 0,2, 1° = 0,4 D I* = 0,2, I® = 0,7, I° = 0,1
Câu 5: Ở một quân thể vật nuôi, do chọn lọc giới tính bởi con người nên cấu trúc di truyền của quân thể này 0 thế hệ xuất phát ở hai giới có sự khác biệt: ở giới đực 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa còn ở giới cái là 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa Do điều kiện thay đôi, quần thể nói trên được trả về tự nhiên và tự do ngẫu phối Tuy nhiên từ thể hệ thứ 2 do không được chăm sóc bởi bàn tay con người các cá thể đòng hợp lặn
đều bị chết từ giai đoạn còn non Tân số alen của quân thể ở thế hệ thứ 7 là
A ga = 0,109; pA= 0,891 B ga = 0,21; pA=0,79
C ga = 0,112; pA= 0,888 D ga = 0,19; pA=0,81
Bai tap nang cao
Câu 6: Ở một quân thể động vật ngẫu phối, xét một gen nằm trên NST thường gồm 2 alen, alen A trội hoàn toàn so với alen a Dưới tác động của CLTN, những cá thể có kiểu hình lặn bị đào thải hoàn toàn ngay sau khi sinh ra Thế hệ xuất phát (P) của quân thể này có cấu trúc di truyền là 0,4AA : 0,6Aa Cho
rang không có tác động của các nhân tổ tiễn hóa khác Theo lí thuyết, thế hệ F5 của quân thể này có tần
số alen a là
Câu 7: Trên quân dao Madoro ở một loài côn trùng cánh cứng, gen A quy định cánh dài trội không hoàn toàn so với gen a quy định không cánh, kiểu gen Aa quy định cánh ngăn Một quân thể của loài này lúc mới sinh có thành phần kiểu gen là 0,25AA : 0,6Aa : 0,15aa, khi vừa mới trưởng thành các cá thể có cánh dài không chịu nổi gió mạnh bị cuốn ra biển Tính theo lí thuyết thành phần kiểu gen của quần thể mới
sinh ở thế hệ kế tiếp là
A 0,16AA : 0,48Aa : 0,36aa B 0.64AA : 0,32Aa : 0,04aa
C 0,3025AA : 0,495Aa : 0,2025aa D 0,2AA : 0,4Aa : 0,4aa
Câu 8: Cho biét tính trạng màu hoa do hai cặp gen A, a và B, b năm trên hai cặp NST cùng tương tác quy định Khi trong kiểu gen có cả A và B thì hoa màu đỏ, khi chỉ có một gen A hoặc B thì hoa màu vàng và kiéu gen đồng hợp lặn aabb thì hoa mau trang Mot quan thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có tần
số A là 0,5 và tỷ lệ cây hoa trắng là 12,25% Cho các nhận định sau:
(1) Tan sé alen B = 0,3, b = 0,7 (2) Tỉ lệ kiểu hình hoa đỏ là 0,3825
(3) Tỉ lệ kiểu hình hoa vàng là 0,495 (4) Tỉ lệ kiểu hình hoa vàng đồng hợp là 0,145
Có bao nhiêu nhận định đúng?
Câu 9: Hệ nhóm máu MN của người do 2 gen M vàN quy định Trong đó M là trội không hoàn toàn so
với N Một quần thé gồm 3600 người, trong đó người có nhóm máu MN và N đều bằng 1620 Tân số tương đối của M và N là
A 0,67 và 0,33 B 0,32 va 0,68 C 0,33 va 0,67 D 0,325 va 0,675
Câu 10: ở người, bệnh máu khó đông do gen lặn năm trên NST giới tính X, không có alen tương ứng trên
NST Y Một quan thể có 10000 người, trong đó có 2500 người bị bệnh, trong số này nam giới có số
lượng gấp 3 nữ giới Hãy tính số gen gây bệnh được biểu hiện trong quân thể?