CHƯƠNG III DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ BÀI 16 +17 CẤU TRÚC DI TRUYỀN QUẦN THỂ KIẾN THỨC TỰ PHỐI NGẪU PHỐI Biến đổi qua các thế hệ theo hướng giảm dần tỉ lệ dị hợp, tăng dần tỉ lệ đồng hợp nhưng không làm t[.]
Trang 1CHƯƠNG III DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ BÀI 16 +17 CẤU TRÚC DI TRUYỀN QUẦN THỂ
KIẾN THỨC
Biến đổi qua các thế hệ theo hướng
giảm dần tỉ lệ dị hợp, tăng dần tỉ lệ
đồng hợp nhưng không làm thay đổi tần
số tương đối của các alen.
TSKG: THAY ĐỔI
TS ALEN: KHÔNG ĐỔI
* Vai trò của phương pháp tự thụ phấn bắt
buộc và giao phối cận huyết:
- Duy trì, củng cố một số tính trạng mong
muốn
- Tạo dòng thuần chủng, để củng cố tính
trạng tốt, phát hiện, loại bỏ các tính trạng xấu
- Là biện pháp trung gian để chuẩn bị cho lai
khác dòng tạo ưu thế lai
- Là cơ sở khoa học để ngăn cấm việc kết hôn
gần, tránh việc xuất hiện các gen lặn ở trạng
thái đồng hợp gây thoái hóa nòi giống
PHƯƠNG PHÁP GIẢI
1.Một quần thể có thành phần kiểu gen
100%Aa, sau n thế hệ tự phối thì:
2.Một quần thể có thành phần kiểu gen
xAA + yAa + zaa, sau n thế hệ tự phối thì:
- Tỉ lệ kiểu gen Aa =
y
2n .
- Tỉ lệ kiểu gen AA = x+
y (1−1
2n)
- Tỉ lệ kiểu gen aa = z+
y (1− 1
2n)
Định luật Hacđi – Vanbec Trong những điều kiện nhất định thì thành phần kiểu gen và tần số tương đối các alen của quần thể ngẫu phối được ổn định qua các thế hệ tuân theo công thức: CÂN BẰNG TSKG: không ĐỔI
TS ALEN: KHÔNG ĐỔI
p2AA + 2pqAa + q2 aa= 1.
→Quần thể giao phối đa dạng
về kiểu gen và kiểu hình.
- Nếu quần thể xAA + yAa + zaa cân bằng thì:
=> hoặc
- Nếu √ x+ √ z=1 ⇒ quần thể cân bằng
- Nếu √ x+ √ z≠1 ⇒ quần thể chưa cân bằng
1
2n
n
2
AA = aa =
;
Trang 2LUYỆN TẬP
Câu 1 (2018): Một quần thể có thành phần kiểu gen là 0,16 AA : 0,48 Aa : 0,36 aa.
Tần số alen A của quần thể này là 0,16 + 0,48/2 = 0,4
A =
Câu 2 (2018): Một quần thể có thành phần kiểu gen là 0,16 AA : 0,48 Aa : 0,36 aa.
Tần số alen a của quần thể này là
Câu 3 (MH-2017-LẦN 1) Một quần thể gồm 2000 cá thể trong đó có 400 cá thể
có kiểu gen DD, 200 cá thể có kiểu gen Dd và 1400 cá thể có kiểu gen dd Tần số alen D trong quần thể này là
A 0,30 B 0,40 C 0,25 D 0,20.
DD = 400/2000= 0,2
Dd= 200/2000 = 0,1
Câu 4 Quần thể xuất phát 100%Aa tự thụ qua 3 thế hệ Tìm TSKG AA; aa; Aa
Aa = ½3 = 1/8
AA= aa = 7/16
Câu 5 Quần thể xuất phát 0,16 AA : 0,48 Aa : 0,36 aa Tìm TSKG AA; aa; Aa tự
thụ qua 3 thế hệ
Aa =0,48 1/8 =3/50 = 0,06
AA=
aa=
Tỉ lệ kiểu gen Aa =
y
2n
- Tỉ lệ kiểu gen AA = x+
y (1−1
2n)
- Tỉ lệ kiểu gen aa = z+
y (1− 1
2n)
Trang 3Câu 6 : Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu: 31AA : 11aa Sau 5 thế hệ tự phối thì
quần thể có cấu trúc di truyền như thế nào?
A.31AA:11aa B.30AA:12aa
C.29AA:13aa D.28AA:14aa
Câu 7: Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu: 0.1AA+0.8Aa+0.1aa=1 Sau 3 thế hệ tự
phối thì quần thể có cấu trúc di truyền như thế nào?
A 0.2AA+0.6Aa+0.2aa=1 B 0.3AA+0.4Aa+0.3aa=1
C 0.45AA+0.1Aa+0.45aa=1 D 0.64AA+0.32Aa+0.04aa=1
Tỉ lệ kiểu gen Aa =
y
2n .
- Tỉ lệ kiểu gen AA = x+
y (1−1
2n)
- Tỉ lệ kiểu gen aa = z+
y (1− 1
2n)
Câu 8 : Một quần thể có 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa Sau 3 thế hệ tự phối có tỉ lệ đồng hợp
là
A 0,48 B 0,97 C 0,94 D 0,52
Tỉ lệ kiểu gen Aa =
y
2n .
- Tỉ lệ kiểu gen AA = x+
y (1−1
2n)
- Tỉ lệ kiểu gen aa = z+
y (1− 1
2n)
Câu 9 (2021): Một quần thể thực vật tự thụ phấn, xét 1 gen có 2 alen là E và e.
Theo lí thuyết, quần thể có cấu trúc di truyền nào sau đây có tần số cá kiểu gen
không đổi qua các thế hệ?
A 50% EE: 50% Ee B 100% Ee
C 50% Ee : 50% ee D 100% EE
Câu 10: Trong một quần thể xét một gen có 2 alen A quy định hoa đỏ
trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa trắng Biết quần thể đang ở
TTCB và có tỉ lệ kiểu hình hoa trắng là 0.09
Trang 4Hãy tính tần số các alen và viêt cấu trúc di truyền quần thể ?
GIẢI
Vì quần thể cân bằng nên có cấu trúc theo công thức:
p2AA + 2pqAa + q2aa = 1
Theo đề bài tỉ lệ kiểu hình hoa trắng có kiểu gen aa = 0,09 <=> q2 = 0,09
=> q = = 0,3
=> Tần số alen a = q = 0,3
=> Tần số alen A = p = 1- q =1- 0,3 = 0,7
=> cấu trúc DTQT: (0,7)2 AA +2(0,7x0,3)Aa + (0,3)2aa = 1
<=> 0,49AA +0,42Aa + 0,09aa = 1
Câu 11: Các quần thể sau quần thể nào đạt trạng thái cân bằng di truyền.
QT1: 0,36AA; 0,48Aa; 0,16aa CB
QT2: 0,7AA; 0,2Aa; 0,1aa KHÔNG CB
QT3: 0,04AA; 0,47Aa; 0,49aa KCB
GIẢI áp dụng công thức - Nếu √ x+ √ z=1 ⇒ quần thể cân bằng
- Nếu √ x+ √ z≠1 ⇒ quần thể chưa cân bằng
Hoặc
Câu 12 (2018): Một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có tần số alen a là 0,7 Theo lí thuyết, tần số kiểu gen aa của quần thể này là:
Câu 13 (2018): Một quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có tần số alen A là 0,4 Theo
lí thuyết, tần số kiểu gen AA của quần thể này là
Câu 14 (MH-2017-LẦN 1) Theo định luật Hacđi - Vanbec, có bao nhiêu quần thể sinh vật ngẫu phối sau đây đang ở trạng thái cân bằng di truyền? x.z= (y/2)2
(1) 0,5AA : 0,5aa (2) 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa (3) 0,2AA : 0,6Aa : 0,2aa (4) 0,75AA : 0,25aa (5) 100% AA (6) 100% Aa
A
2 B 3 C 4 D 5.
- Nếu √ x+ √ z=1 ⇒ quần thể cân bằn
- Nếu √ x+ √ z≠1 ⇒ quần thể chưa cân bằng
Trang 5Câu 15(2017) Một loài sinh vật ngẫu phối, xét một gen có hai alen nằm trên nhiễm sắc thể thường, alen A trội hoàn toàn so với alen a Bốn quần thể của loài này đều đang ở trạng thái cân
bằng di truyền và có tỉ lệ các cá thể mang kiểu hình trội như sau:
Theo lí thuyết, phát biểu nào sau đây đúng?
A Tần số kiểu gen Aa của quần thể I lớn hơn tần số kiểu gen Aa của quần thể II.
B Quần thể III có tần số kiểu gen AA bằng tần số kiểu gen aa.
C Tần số kiểu gen Aa của quần thể IV nhỏ hơn tần số kiểu gen Aa của quần thể II.
D Quần thể IV có tần số kiểu gen Aa lớn gấp 2 lần tần số kiểu gen aa.
HƯỚNG DẪN GIẢI
TS alen
I aa = 0,04 →a = 0,2→A = 0,8
II aa = 0,36 →a = 0,6→A = 0,4
III aa = 0,25 →a = 0,5→A = 0,5
IV aa = 0,16 →a = 0,4→A = 0,6
TS kiểu gen
I 0,64AA : 0,32Aa : 0,04 aa =1
II 0,16 AA: 0,48 Aa : 0,36aa =1
III 0,25 AA: 0,5 Aa : 0,25aa =1
IV 0,36 AA: 0,48 Aa : 0,16aa =1
Câu 16 Ở một quần thể thực vật giao phấn ngẫu nhiên, alen quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen quy định thân thấp Ở thế hệ xuất phát (P), số cây thân thấp chiếm tỉ lệ 10% Ở F1, số cây thân thấp chiếm
tỉ lệ 9% Biết rằng quần thể không chịu tác động của các nhân tố tiến hóa Theo lí thuyết, trong tổng số cây thân cao ở P, số cây có kiểu gen dị hợp tử chiếm tỉ lệ
HƯỚNG DẪN GIẢI
Quy định : A : cao >> a: thấp
P: aa = 0,1; AA + Aa = 0,9 → AA = 0,9 -x
gọi tỉ lệ kiểu gen Aa ở thế thệ P là x ta có: P: (0,9 - x)AA : xAa : 0,1 aa = 1
Trang 6F1 : aa = 0,09; vì quần thể là giao phấn ngẫu nhiên nên qua một thế hệ ngẫu phối quần thể cân bằng di truyền, mà aa = 0,09 → tần số alen a = 0,3
→ tần số alen A = 1 - 0,3 = 0,7
- Theo bài ra ta có: tần số alen A = (0,9 - x) + x/2 = 0,7 → x = 0,4
→ P : 0,5AA : 0,4Aa : 0,laa = 1
- Trong tổng số cây thân cao ở P, số cây có kiểu gen dị hợp tử chiếm tỉ lệ: 0,4/0,9= 4/9
Câu 17(2017) Một quần thể thực vật lưỡng bội, alen A quy định hoa tím trội hoàn toàn so với
alen a quy định hoa trắng Thế hệ xuất phát (P) của quần thể này có số cây hoa trắng chiếm 5% Sau 4 thế hệ tự thụ phấn, thu được F4 có số cây hoa tím chiếm 57,5% Biết rằng quần
thể không chịu tác động của các nhân tố tiến hóa khác Theo lí thuyết, có bao nhiêu phát biểu sau
đây đúng?
I Thế hệ P có 80% số cây có kiểu gen dị hợp tử
II Thế hệ P có tần số alen A là 0,55
III F3 có số cây hoa tím bằng 1,5 lần số cây hoa trắng
IV Trong tổng số cây hoa tím ở F4, số cây có kiểu gen dị hợp tử chiếm tỉ lệ 2/23
HƯỚNG DẪN GIẢI
Theo bài ra, ta có:
Tự thụ phấn
F4 : A- = 57,5% → aa = 42,5%
Đặt tỉ lệ cây Aa ở P là x
Có F4 :
Giải ra, ta có, x = 0,8
Vậy P : 0,15AA : 0,8Aa : 0,05aa
I Thế hệ P có 80% số cây có kiểu gen dị hợp tử → I đúng
II Thế hệ P có tần số alen A là 0,55.→ (0,8/2 )+ 0,15 II đúng
III F3 có số cây hoa tím bằng 1,5 lần số cây hoa trắng
F3 có : số cây hoa trắng là:
→ F3 có số cây hoa tím A- là 0,6
Vậy F3 có số cây hoa trắng bằng 3/2 số cây hoa tím
→ III đúng
IV Trong tổng số cây hoa tím ở F4, số cây có kiểu gen dị hợp tử chiếm tỉ lệ 2/23
(Ở P : Trong cây hoa tím ở P (A-) = (0,15 +0,8 = 0,95) cây đồng hợp AA chiếm tỉ
lệ : 0,15 : 0,95 = 3/19)
Trang 7Ở F4 có Aa = 0,8 x (1/2)4= 0,05
Vậy tỉ lệ Aa / A- ở F4 là 0,05/0,575 = 2/23
→ IV đúng
Câu 18 (MH - 2019): Một quần thể thực vật tự thụ phấn, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn
toàn so với alen a quy định hoa trắng Thế hệ xuất phát (P) có 20% số cây hoa trắng Ở F3,
số cây hoa trắng chiếm 25% Cho rằng quần thể không chịu tác động của các nhân tố tiến hóa khác Theo lí thuyết, có bao nhiêu phát biểu sau đây đúng?
I Tần số kiểu gen ở thế hệ P là 24/35 AA : 4/35 Aa : 7/35 aa
II Tần số alen A ở thế hệ P là 9/35
III Tỉ lệ kiểu hình ở F1 là 27 cây hoa đỏ : 8 cây hoa trắng
IV Hiệu số giữa tỉ lệ cây hoa đỏ có kiểu gen đồng hợp tử với tỉ lệ cây hoa trắng giảm dần qua các thế hệ
Câu 19 (MH 2021) : Một loài thực vật, alen A quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen a quy định hoa vàng; alen B quy định quả tròn trội hoàn toàn so với alen b quy định quả dài;
2 gen này trên 2 cặp NST Trong 1 quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền có 27% cây
hoa vàng, quả tròn; 9% cây hoa vàng, quả dài; còn lại là các cây hoa đỏ, quả tròn và các cây hoa đỏ, quả dài Theo lí thuyết, trong số cây hoa đỏ, quả tròn của quần thể này, tỉ lệ cây đồng hợp 1 cặp gen là
HƯỚNG DẪN GIẢI
Ta có aaB- = 0,27; aabb = 0,09 → aa = 0,27 + 0,09 = 0,36 → tần số alen a
=√0,36 = 0,6 → tần số alen A = 0,4
Thay ngược aa = 0,36 vào aabb → bb = 0,25 → B- = 0, 75.
Cấu trúc di truyền của quần thể: (0,16AA:0,48Aa:0,36aa )
(0,25BB:0,5Bb:0,25bb)
A-B- = (1-0,36aa) x 0,75 = 0,48
Trong số cây hoa đỏ, quả tròn của quần thể này, tỉ lệ cây đồng hợp 1 cặp gen là: AaBB+AABb/A−B−=( 0,48×0,25 + 0,16×0,50 )/ 0,48= 0,20/0,48=5/12
Trang 8CHỦ ĐỀ: ỨNG DỤNG DI TRUYỀN HỌC
Bài 18,19,20 CHỌN GIỐNG VẬT NUÔI VÀ CÂY
TRỒNG
KIẾN THỨC
BIẾN DỊ TỔ HỢP
Nguồn nguyên liệu cho chọn giống là
+ Biến dị di truyền : biến dị tổ hợp + đột biến
+ ADN tái tổ hợp nhờ công nghệ gen
1 Tạo ra dòng thuần bằng cách nào ? tự thụ phấn hoặc giao phối gần Quy trình
+
+
+
2 Ưu thế lai là gì?
- Ưu thế lai là hiện tượng con lai có năng suất, phẩm chất, sức chống chịu, khả năng
sinh trưởng và phát triển vượt trội so với bố mẹ.
- Ưu thế lai còn biểu hiện ở lai khác thứ, khác loài, nhưng rõ nhất trong lai khác dòng vì
con lai thu được có độ đồng đều cao về phẩm chất và năng suất
3 Vì sao ưu thế lai biểu hiện cao nhất ở F1 ? Vì sao không dùng con lai F1
làm giống?
- Ưu thế lai thường biểu hiện cao nhất ở F1 vì Giả thuyết siêu trội ở trạng thái dị hợp về
nhiều cặp gen khác nhau, con lai có kiểu hình vượt trội về nhiều mặt so với các dạng bố mẹ
thuần chủng sau đó giảm dần qua các thế hệ, do tỉ lệ dị hợp giảm, tỉ lệ đồng hợp tăng, các gen trở về trạng thái đồng hợp => không dùng con lai F1 làm giống
BÀI 19 TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ TẾ BÀO
1 Công nghệ tế bào thực vật
Trang 9a Nuôi cấy tế bào thực vật in vitro tạo mô sẹo (Nuôi cấy mô)
Kỹ thuật này cho phép nhân nhanh các giống cây trồng có năng suất cao, chất lượng tốt, thích nghi với điều kiện sinh thái nhất định, chống chịu tốt với nhiều loại sâu bệnh.
b Dung hợp tế bào trần (lai tế bào xôma)
- Ví dụ: Tạo cây pomato là cây lai giữa khoai tây và cà chua.
- Ý nghĩa: Tạo giống mới mang đặc điểm của 2 loài mà lai hữu tính không thực hiện được
c Nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh trong ống nghiệm
- Các dòng đơn bội qua chọn lọc được lưỡng bội hóa bằng 2 cách:
+ Gây lưỡng bội dòng tế bào 1n thành 2n rồi cho mọc thành cây lưỡng bội.
+ Cho mọc thành cây đơn bội, sau đó lưỡng bội hóa thành cây lưỡng bội 2n bằng cách gây đột biến đa bội.
- Ưu điểm: Các giống cây trồng nhận được đều thuần chủng về tất cả các
kiểu gen
2 Công nghệ tế bào động vật
1 Cấy truyền phôi (công nghệ tăng sinh sản ở động vật)
Sau khi phôi được lấy ra từ động vật cho và trước khi cấy phôi vào động vật nhận cần trải qua các bước:
- Tách phôi thành hai hay nhiều phần, mỗi phần sau đó sẽ phát triển thành
một hợp tử riêng biệt Cách này áp dụng đối với thú quý hiếm hoặc các giống vật nuôi sinh sản chậm và ít, ví dụ như bò.
2 Nhân bản vô tính bằng kỹ thuật chuyển nhân
Điển hình cho kỹ thuật này là thành công nhân bản vô tính cừu Đôly (1997),
được thực hiện theo các bước sau:
- Tác tế bào tuyến vú của cừu cho nhân và nuôi trong phòng thí nghiệm.
- Tách tế bào trứng của cừu khác, sau đó loại bỏ nhân của tế bào trứng này.
- Chuyển nhân của tế bào tuyến vú vào tế bào trứng đã bị bỏ nhân.
- Nuôi cấy trên môi trường nhân tạo cho trứng phát triển thành phôi.
- Chuyển phôi vào tử cung của một cừu mẹ để nó mang thai Sau thời gian
mang thai giống như trong tự nhiên, cừu mẹ này đã đẻ ra cừu con (cừu Đôly)
giống y hệt cừu cho nhân tế bào.
BÀI 20 TẠO GIỐNG BẰNG CÔNG NGHỆ GEN
1 Khái niệm công nghệ gen
2 Các bước cần tiến hành trong kỉ thuật chuyển gen
Trang 10a Tạo ADN tái tổ hợp
- Tách ADN trong NST của tế bào cho và tách plasmit ra khỏi tế bào vi khuẩn
- Cắt (enzim restrictaza) và nối (enzim ligaza ) ADN của tế bào cho và ADN plasmit ở
những điểm xác định, tạo nên ADN tái tổ hợp
b2 Chuyển ADN tái tổ hợp vào tế bào nhận
- Phương pháp biến nạp: dùng muối CaCl2 hoặc xung điện làm dãn màng sinh chất của tế bào
- Phương pháp tải nạp: dùng thể truyền là virut, khi chúng mang gen cần chuyển và xâm nhập vào tế bào vật chủ Ngoài ra, còn có thể chuyển gen trực tiếp bằng kỹ thuật vi tiêm, kỹ thuật súng bắn gen
- Tế bào nhận thông thường là vi khuẩn E.coli vì có khả năng sinh sản nhanh và dễ
nuôi trong ống nghiệm.
c Tách dòng tế bào chứa ADN tái tổ hợp
Chọn thể truyền có các dấu chuẩn hoặc các gen đánh dấu (có thể là gen kháng sinh) để nhận biết sự có mặt của ADN tái tổ hợp trong tế bào nhận Dòng tế bào này được nuôi để sản xuất ra sản phẩm mong muốn
3 Thành tựu ứng dụng công nghệ gen
1 Tạo giống vi sinh vật
- Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất insulin của người.
- Tạo chủng vi khuẩn E.coli sản xuất somatostatin (điều hòa hoocmon sinh trưởng và insulin đi
vào máu)
- Tạo vacxin viêm gan B để phòng viêm gan B,…
- Vi sinh vật biến đổi gen có khả năng làm sạch môi trường như phân hủy rác thải, dầu loang,
2 Tạo giống thực vật
- Lúa chuyển gen tổng hợp β -carôten (GẠO VÀNG ): sau quá trình tiêu hóa, β -carôten
được chuyển hóa thành vitamin A
- Chuyển gen trừ sâu từ vi khuẩn vào cây bông
3 Tạo giống động vật
- Tạo giống cừu sản xuất prôtêin của người: Cừu được chuyển gen tổng hợp prôtêin
huyết thanh của người, dùng để làm thuốc trị bệnh u xơ nang và một số bệnh về đường hô hấp ở người
- Tạo giống bò chuyển gen: sản xuất r-prôtêin của người biểu hiện trong tuyến sữa, qua
chế biến sản xuất ra prôtêin C chữa bệnh máu vón cục gây tắc mạch ở người
- Chuyển gen hoocmon sinh trưởng của chuột cống vào chuột bạch → khối lượng tăng gấp đôi
LUYỆN TẬP
Câu 1 (MH-2017-LẦN 1) Phương pháp nào sau đây có thể tạo được giống cây trồng mới mang
bộ nhiễm sắc thể của hai loài khác nhau?
A Nuôi cấy đỉnh sinh trưởng thực vật
B gây đột biến nhân tạo.
C Nuôi cấy hạt phấn hoặc noãn chưa thụ tinh.
D Lai xa kèm theo đa bội hoá Hoặc lai tế bào sinh dưỡng