1. Các đặc trưng di truyền quần thể
1.1 Quần thể là gì?
Quần thể là một tập hợp những thành viên cùng loài, cùng sống trong một khoảng chừng khoảng trống xác lập, vào một thời gian nhất định, có năng lực sinh sản tạo ra những thế hệ mới .
Ví dụ: Quần thể cá chép sống ở trong ao
1.2 Vốn gen là gì?
Vốn gen là tập hợp toàn bộ những alen có trong quần thể ở một thời gian xác lập, vốn gen bộc lộ qua tần số alen và tần số kiểu gen của quần thể :
- Tần số kiểu gen: Là tỉ lệ giữa số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể có trong quần thể, ở một thời điểm nhất định.
- Tần số alen: là tỉ lệ giữa số lượng alen đó trên tổng số alen của các loại alen khác nhau của gen đó trong quần thể tại một thời điểm xác định.
Ví dụ: Một quần thể cây đậu có 1000 cây với 500 cây có kiểu gen AA, 200 cây có kiểu gen Aa và 300 cây có kiểu gen aa (với alen A: hoa màu đỏ ; alen a: hoa màu trắng)
Tỉ lệ các kiểu gen là:
AA = 5001000 = 0,5
Aa = 2001000 = 0,2
aa = 3001000 = 0,3
⇒ Tần số kiểu gen : 0,5 AA : 0,2 Aa : 0,3 aa .
Công thức tần số alen A và a:
Toàn bộ quần thể có 1000 cây ⇒ có 1000 × 2 = 2000 alen khác nhau của gen pháp luật màu hoa, trong đó có 500 cây có kiểu gen AA, 200 cây có kiểu gen Aa và 300 cây có kiểu gen aa .
Tổng số alen A trong quần thể:
500 × 2 + 200 = 1200
Tổng số alen a trong quần thể:
200 + 300 × 2 = 800
Tần số alen A:
12002000 = 0,6
Tần số alen a:
8002000 = 0,4
Lưu ý: Tùy theo hình thức sinh sản của từng loài mà các đặc trưng về vốn gen cũng như các yếu tố làm biến đổi vốn gen của quần thể ở mội loài có khác nhau.
2. Cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn và quần thể giao phối gần
2.1 Khái niệm
Tự thụ phấn (ở thực vật): là hiện tượng hạt phấn và noãn tham gia thụ tinh là thuộc cùng một cây
Giao phối gần (ở động vật): là sự giao phối giữa các cá thể cùng bố mẹ hoặc giữa bố mẹ với con của chúng.
2.2 Đặc điểm di truyền quần thể tự thụ phấn và giao phối gần
| Thế hệ | Tỉ lệ KG AA | Tỉ lệ KG Aa | Tỉ lệ KG aa | Tần số alen A | Tần số alen a |
| I0 | 0 | 1 | 0 | 12 | 12 |
| I1 | 1-1212 | 121 | 1-1212 | 12 | 12 |
| I2 | 1-1222 | 122 | 1-1222 | 12 | 12 |
| I3 | 1-1232 | 123 | 1-1232 | 12 | 12 |
| In | 1-12n2 | 12n | 1-12n2 | 12 | 12 |
Trong quá trình tự phối liên tục qua nhiều thế hệ : tần số những alen không đổi khác, chỉ có tần số những kiểu gen biến hóa .
Sự tự phối làm cho quần thể có số thành viên dị hợp ngày càng giảm dần, số thành viên đồng hợp ngày càng tăng dần, quần thể từ từ bị phân thành những dòng thuần có kiểu gen khác nhau, làm giảm tính phong phú của sinh vật. Thành phần kiểu gen của quần thể tự thụ phấn đổi khác theo hướng giảm dần tần số kiểu gen dị hợp tử và tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp .
3. Công thức và bài tập ứng dụng di truyền quần thể tự phối
3.1 Công thức di truyền quần thể tự phối
Với P. : d ( AA ) : h ( Aa ) : r ( aa )
Fn : AA = d + h-h1222
Aa = h12n
aa = r + h-h12n2
3.2 Một số bài tập ứng dụng
Bài tập tự luận
Trả lời câu hỏi SGK cơ bản trang 73:
Một quần thể người có tần số người bị bệnh bạch tạng là 1/1000 0. Giả sử quần thể này cân đối di truyền .
- Hãy tính tần số các alen và thành phần các kiểu gen của quần thể. Biết rằng bệnh bạch tạng là do một gen lặn nằm trên nhiễm sắc thể thường quy định.
- Tính xác suất để hai người bình thường trong quần thể này lấy nhau sinh ra người con đầu lòng bị bệnh bạch tạng.
Giải thích
Tần số các alen và thành phần các kiểu gen của quần thể.
Quy ước gen:
- Alen D: da bình thường
- Alen d: da bạch tạng
Theo đề: quần thể này đạt trạng thái cân bằng di truyền nên tần số người bị bệnh bạch tạng (dd) là 1/10000
⇒q2=110000
⇒ qd = 1100 = 0,01
⇒ pd = 1-0, 01 = 0,99
Tần số kiểu gen :
DD = p2 = 0,992 = 0,9801
Tần số kiểu gen :
Dd=2pq
= 2 × 0,99 × 0,01 = 0,0198
Tần số kiểu gen :
dd = q2 = 0,012 = 0,0001
Xác suất để hai người thông thường trong quần thể này lấy nhau sinh ra người con đầu lòng bị bệnh bạch tạng .
Để sinh ra người con đầu lòng bị bệnh bạch tạng thì hai người này phải có kiểu gen Dd .
Xác suất người chồng thông thường có kiểu gen :
Dd = 0,01980,9801 + 0,0198 = 2101
Xác suất người vợ thông thường có kiểu gen :
Dd = 0,01980,9801 + 0,0198 = 2101
Xác suất hai người thông thường trong quần thể này lấy nhau :
2101 × 2101 = 410201
Xác suất hai người thông thường trong quần thể này lấy nhau sinh ra người con đầu lòng bị bệnh bạch tạng ( dd ) :
410201 × 14 = 110201
Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu : 0,2 AA + 0,6 Aa + 0,2 aa = 1. Sau 2 thế hệ tự phối thì cấu trúc di truyền của quần thể sẽ là
A. 0,35 AA + 0,30 Aa + 0,35 aa = 1 .
B. 0,425 AA + 0,15 Aa + 0,425 aa = 1 .
C. 0,25 AA + 0,50 Aa + 0,25 aa = 1 .
D. 0,4625 AA + 0,075 Aa + 0,4625 aa = 1 .
Giải thích
P. : d ( AA ) = 0,2 ; h ( Aa ) = 0,6 ; r ( aa ) = 0,2 và n = 2
F2 : Aa = h12
F2 : Aa = 0,6 × 122 = 0,15
Đáp án: B
Câu 2: Một quần thể có thành phần kiểu gen: 0,6AA + 0,4Aa = 1. Tỉ lệ cá thể có kiểu gen aa của quần thể ở thế hệ sau khi tự phối là
A. 0,7 AA : 0,2 Aa : 0,1 aa
B. 0,25 AA : 0,5 Aa : 0,25 aa
C. 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa
D. 0,6 AA : 0,4 Aa
Giải thích
P. : d ( AA ) = 0,6 ; h ( Aa ) = 0,4 ; r ( aa ) = 0 và n = 1
F1 : aa = r + h-h12n2
F1 : aa = 0,4 – 0,41222 = 0,1
Đáp án: A
——————————
Hy vọng bài viết sẽ hỗ trợ các em trong quá trình tự học và ôn tập kiến thức Sinh học
Người biên soạn:
Giáo viên: Trương Thị Hữu Nhơn
Trường THCS và THPT Nguyễn Khuyến
