SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO HẢI DƯƠNG TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN TRÃI o0o Chuyên đề: MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ Hải Dương, 8 – 2012 PHẦN I: MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, ở các đề thi Đại học, đề thi chọn học sinh giỏi Quốc gia, Quốc tế thường xuyên có các dạng bài tập về di truyền quần thể. Đặc biệt thi học sinh giỏi Quốc, các em học sinh thường gặp rất nhiều khó khăn khi giải bài tập quần thể, nhất là bài tập quần thể trong trường hợp: Xác định số kiểu gen toó đa trong quần thể, bài tập các nhân tố làm thay đổi tần số alen của quần thể Hiện nay trong sách giáo khoa phổ thông, sách giáo khoa chuyên viết về phần này rất sơ sài, đúng hơn là chưa đề cập đến. Trong một số tài liệu tham khảo như: Bài tập di truyền hay và khó - Vũ Đức Lưu; Phương pháp giải bài tập sinh học - Nguyễn Văn Sang, Nguyễn Thảo Nguyên, Nguyễn Thị Vân; Di truyền học – Hoàng Trọng Phán; Di truyền quần thể - Đỗ Lê Thăng… đã đưa ra các công thức để giải các thể loại này. Tuy nhiên, trong quá trình hướng dẫn giải bài tập học sinh vẫn gặp nhiều khó khăn bởi lẽ các tài liệu đưa ra cơ sở lí luận, cách xây dựng công thức tổng quát nên học sinh gặp khó khăn khi áp dụng và áp dụng một cách máy móc, dễ quên công thức và khi gặp bài tập mới thường không làm được. Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi lựa chọn chuyên đề : "Một số dạng bài tập di truyền quần thể " Tuy nhiên, do thời gian soạn thảo ngắn, trình độ còn hạn chế, cho nên chuyên đề không tránh khỏi sai sót. Chúng tôi rất mong nhận được sự góp ý tận tình của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để chuyên đề này hoàn thiện hơn. PHẦN II: NỘI DUNG I. XÁC ĐỊNH SỐ KIỂU GEN TỐI ĐA TRONG QUẦN THỂ A. Công thức: 1.Một gen có n alen. - Nếu gen nằm trên NST thường thì sẽ có tối đa ( 1) 2 n n + kiểu gen. - Nếu gen nằm trên NST X (không có alen tương ứng trên Y) thì sẽ có số kiểu gen tối đa là: ( 1) 2 n n + + n = ( 3) 2 n n + - Nếu gen nằm trên NST Y (không có alen tương ứng trên X) thì sẽ có số kiểu gen tối đa là: n+1 - Nếu gen nằm ở vùng tương đồng trên NST X và NST Y thì sẽ có số kiểu gen tối đa là: ( 1) 2 n n + + n 2 , trong đó số kiểu gen tối đa của XX là ( 1) 2 n n + , của XY là n 2 2.Hai hoặc nhiều gen. a.Các gen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau (phân ly độc lập) Giả sử gen I có n alen nằm trên NST thường, gen II có m alen nằm trên NST thường, gen III có k alen nằm trên NST X (không có alen tương ứng trên Y): +) Số kiểu gen tối đa về gen I và gen II là: ( 1) 2 n n + × ( 1) 2 m m + +) Số kiểu gen tối đa về gen I, gen II và gen III là: ( 1) 2 n n + × ( 1) 2 m m + × ( 3) 2 k k + b.Các gen nằm trên một cặp NST tương đồng: Giả sử gen I có n alen, gen II có m alen, gen III có k alen *Trường hợp 1: Các gen nằm trên một cặp NST thường: - Số loại giao tử tối đa về 3 gen trên là: n×m×k. - Số kiểu gen tối đa về 3 gen trên là: ( 1) 2 n m k n m k× × × × + Ví dụ: Trong quần thể của một loài thú, xét hai lôcut: lôcut một có 3 alen là A 1 , A 2 , A 3 ; lôcut hai có 2 alen là B và b. Cả hai lôcut đều nằm trên cùng một nhiễm sắc thể thường và các alen của hai lôcut này liên kết không hoàn toàn. Biết rằng không xảy ra đột biến, tính theo lí thuyết, số kiểu gen tối đa về hai lôcut trên trong quần thể này là bao nhiêu? Hướng dẫn trả lời Số kiểu gen tối đa về 2 gen trên là: ( 1) 2 n m n m× × + = 3 2(3 2 1) 21 2 × × + = *Trường hợp 2: Các gen nằm trên một cặp NST X (không có alen tương ứng trên Y): - Số loại giao tử X tối đa về 3 gen trên là: n×m×k. - Số kiểu gen tối đa về 3 gen trên là: ( 1) 2 n m k n m k n m k × × × × + + × × , trong đó số kiểu gen tối đa của XX là ( 1) 2 n m n m× × + và số kiểu gen tối đa của XY trong quần thể là n m k × × Ví dụ: Trong quần thể của một loài thú, xét hai lôcut: lôcut một có 3 alen là A 1 , A 2 , A 3 ; lôcut hai có 2 alen là B và b. Cả hai lôcut đều nằm trên đoạn không tương đồng của nhiễm sắc thể giới tính X và các alen của hai lôcut này liên kết không hoàn toàn. Biết rằng không xảy ra đột biến, tính theo lí thuyết, số kiểu gen tối đa về hai lôcut trên trong quần thể này là: A.18 B. 36 C.30 D. 27 (ĐH 2011) Hướng dẫn trả lời Số kiểu gen tối đa về 2 gen trên là: ( 1) 2 n m n m n m × × + + × = 3 2(3 2 1) 3 2 27 2 × × + + × = *Trường hợp 3: Các gen I có n alen, gen II có m alen nằm trên một cặp NST X (không có alen tương ứng trên Y), gen III có k alen nằm trên Y (không có alen tương ứng trên X): +) Giới XX có số kiểu gen tối đa là: ( 1) 2 n m n m× × + +) Giới XY có kiểu gen tối đa về 3 gen trên là: n m k× × Vậy, số kiểu gen tối đa trong quần thể là: ( 1) 2 n m n m n m k × × + + × × , Ví dụ: Gen A có 5 alen, gen B có 2 alen, cả 2 gen này cùng nằm trên NST X (không có alen tương ứng nằm trên NST Y); gen B nằm trên NST Y (không có alen tương ứng trên NST X) có 3 alen. Số loại kiểu gen tối đa được tạo ra trong quần thể là: A. 1260. B. 85. C. 125. D. 2485. Hướng dẫn trả lời Số kiểu gen tối đa trong quần thể là: ( 1) 2 n m n m n m k × × + + × × = 5 2(5 2 1) 5 2 3 85 2 × × + + × × = B. Bài tập vận dụng Câu 1: Một lôcút có 5 alen A1, A2, A3, A4, A5. Có bao nhiêu kiểu gen khác nhau có thể tồn tại trong quần thể nếu thứ bậc trội của các alen này là: A1 > A2 > A3 > A4 > A5 . A. 5 B. 8 C. 10 D. 15. Câu 2: Ở người, tính trạng thuận tay phải hay thuận tay trái do một gen có 2 alen nằm trên nhiễm sắc thể thường quy định, tính trạng tóc quăn hay tóc thẳng do một gen có 2 alen nằm trên một cặp nhiễm sắc thể thường khác quy định. Trong trường hợp không xảy ra đột biến mới, tính theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa có thể có về 2 tính trạng trên trong quần thể người là A. 27. B. 9. C. 18. D. 16. Câu 3 : Trong quần thể ngẫu phối của một loài động vật lưỡng bội xét một gen có 5 alen nằm trên nhiễm sắc thể thường. Biết không có đột biến mới xảy ra, số loại kiểu gen tối đa có thể tạo ra trong quần thể này là A. 4 B. 6 C. 10 D. 15 Câu 4: Ở người, gen quy định màu mắt có 2 alen (A và a), gen quy định dạng tóc có 2 alen (B và b), gen quy định nhóm máu có 3 alen (I A , I B và I 0 ). Cho biết các gen nằm trên các cặp nhiễm sắc thể thường khác nhau. Số kiểu gen tối đa có thể được tạo ra từ 3 gen nói trên ở trong quần thể người là A. 24 B. 64 C. 10 D. 54 (ĐH năm 2008) Câu 5 : Một quần thể động vật, xét một gen có 3 alen trên nhiễm sắc thể thường và một gen có 2 alen trên nhiễm sắc thể giới tính X, không có alen tương ứng trên Y. Quần thể này có số loại kiểu gen tối đa về hai gen trên là A. 30 B. 60 C. 18 D. 32 Câu 6: Ở người, xét 3 gen: gen thứ nhất có 3 alen nằm trên NST thường, các gen 2 và 3 mỗi gen đều có 2 alen nằm trên NST X (không có alen trên Y). Các gen trên X liên kết hoàn toàn với nhau. Theo lý thuyết số kiểu gen tối đa về các lôcut trên trong quần thể người là A. 30 B. 15 C. 84 D. 42 Câu 7 : Ở một quần thể ngẫu phối, xét hai gen: Gen thứ nhất có 3 alen, nằm trên đoạn không tương đồng của nhiễm sắc thể giới tính X; Gen thứ hai có 5 alen, nằm trên nhiễm sắc thể thường. Trong trường hợp không xảy ra đột biến, số loại kiểu gen tối đa về cả hai gen trên có thể được tạo ra trong quần thể này là A. 45 B. 90 C. 15 D. 135 (ĐH năm 2010) Câu 8 : Ở người , gen A quy định mắt nhìn màu bình thường, alen a quy định bệnh mù màu đỏ và lục; gen B quy định máu đông bình thường, alen b quy định bệnh máu khó đông. Các gen này nằm trên nhiễm sắc thể giới tính X, không có alen tương ứng tren Y. Gen D quy định thuận tay phải, alen d quy định thuận tay trái nằm trên nhiễm sắc thể thường. Số kiểu gen tối đa về 3 locut trên trong quần thể người là A. 36 B. 39 C. 42 D. 27 (Trích ĐH năm 2009) Câu 9 : Gen A nằm trên NST X (không có alen tương ứng trên Y) có 5 alen.; Gen B nằm trên NST Y (không có alen tương ứng trên Y) có 7 alen. Số loại kiểu gen tối đa được tạo ra trong quần thể là: A. 420. B. 50. C. 35. D. 525. Câu 10: Trong quần thể của một loài thú, xét hai lôcut: lôcut một có 4 alen là A 1 , A 2 , A 3 , A 4 ; lôcut hai có 2 alen là B và b. Cả hai lôcut đều nằm trên đoạn không tương đồng của nhiễm sắc thể giới tính X và các alen của hai lôcut này liên kết không hoàn toàn. Biết rằng không xảy ra đột biến, tính theo lí thuyết, số kiểu gen tối đa về hai lôcut trên trong quần thể này là: A.44 B. 36 C.42 D. 27 Câu 11: Ở một quần thể côn trùng ngẫu phối, gen quy định tính trạng màu mắt có 6 alen, gen quy định tính trạng kích thước cánh có 3 alen, cả 2 gen này cùng nằm trên NST X (không có alen tương ứng nằm trên NST Y); gen quy định tính trạng màu sắc thân nằm trên NST Y (không có alen tương ứng trên NST X) có 5 alen. Tính theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa về 3 gen trên được tạo ra trong quần thể là: A. 63. B. 261. C. 171. D. 144. Câu 12: Trong quần thể của một loài động vật lưỡng bội, xét một lôcut có ba alen nằm trên vùng tương đồng của nhiễm sắc thể giới tính X và Y. Biết rằng không xảy ra đột biến, theo lí thuyết, số loại kiểu gen tối đa về lôcut trên trong quần thể là A. 12. B. 15. C. 6. D. 9. III.CÁC NHÂN TỐ LÀM THAY ĐỔI TẦN SỐ ALEN CỦA QUẦN THỂ A. Quá trình đột biến 1. Cơ sở lí luận: Đột biến làm cho mỗi gen phát sinh ra nhiều alen (A đột biến A 1, A 2, A 3 A n ) và đây chính là nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hoá. Giả sự 1 locut có hai alen A và a. Trên thực tế có thể xảy ra các trường hợp sau: Gen A đột biến thành gen a (đột biến thuận) với tần số u. A u a. Chẳng hạn, ở thế hệ xuất phát tần số tương đối của alen A là p o . Sang thế hệ thứ hai có u alen A bị biến đổi thành a do đột biến. Tần số alen A ở thế hệ này là: p 1 = p o – up o = p o (1-u) Sang thế hệ thứ hai lại có u của số alen A còn lại tiệp tục đột biến thành a. Tần số alen A ơ thế hệ thứ hai là: P 2 = p 1 – up 1 = p 1 (1-u) = p o (1-u) 2 Vậy sau n thế hệ tần số tương đối của alen A là: p n = p o (1-u) n Từ đó ta thấy rằng: Tần số đột biến u càng lớn thì tần số tương đối của alen A càng giảm nhanh. Như vậy, quá trình đột biến đã xảy ra một áp lực biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể. Áp lực của quá trình đột biến biểu hiện ở tốc độ biến đổi tần số tương đối của các alen bị đột biến. Alen a cũng có thể đột biến thành A (đột biến nghịch) với tần số v. a v A + Nếu u = v thì tần số tương đối của các alen vẫn được giữ nguyên không đổi. + Nếu v = 0 và u > 0 → chỉ xảy ra đột biến thuận. + Nếu u ≠ v; u > 0, v > 0 → nghĩa là xảy ra cả đột biến thuận và đột biến nghịch. Sau một thế hệ, tần số tương đối của alen A sẽ là: p 1 = p o – up o + vq o Kí hiệu sự biến đổi tần số alen A là ∆p Khi đó∆p = p 1 – p o = (p o – up o + vq o ) – p o = vq o - up o Tần số tương đối p của alen A và q của alen a sẽ đạt thế cân bằng khi số lượng đột biến A→ a và a → A bù trừ cho nhau, nghĩa là ∆p = 0 khi vq = up. Mà q = 1- p. → up = v(1 – p) ↔ up + vp = v ↔ vu u q vu v p + =→ + = 2. Các dạng bài tập - Biết tỉ lệ kiểu hình → xác định tần số alen, tần số phân bố kiểu gen và trạng thái cân bằng của quần thể sau khi xảy ra 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: Ở trâu, tính trạng lông dài do gen D quy định, tính trạng lông ngắn do gen d quy định. Trong một quần thể người ta thấy trâu lông ngắn chiếm 81%. Quá trình đột biến xảy ra d→ D với tần số v = 5.10 -3 . Tần số alen của quần thể sau đột biến sẽ nnhư thế nào? Biết quần thể gồm 10000 và quần thể ban đầu (khi chưa xảy ra đột biến) ở trạng thái cân bằng di truyền. Giải: - Gọi p là tần số tương đối của alen D q là tần số tương đối của alen d Quần thể cân bằng có cấu trúc theo công thức định luật Hardy - Weinberg. p 2 DD + 2pqDd + q 2 dd = 1 ↔ p + q = 1 - Theo bài ra ta có: q 2 = 0,81% = 0,0081 ↔ q = 0,09 ↔ p 2 = 1 – 0,09 = 0,91 - Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu là: 0,091 2 DD + 2(0,91.0,09)Dd + 0,09 2 dd = 1 ↔ 0,8281DD + 0,1638Dd + 0,0081dd = 1 - Tổng tần số alen D trong quần thể là: 0,91 x 20000 = 18200 + Số lượng alen D sinh ra do đột biến: 18200 x 5.10 3 = 91 (alen) → Tần số alen D đột biến trong quần thể : 91 0,00455 2000 = - Vậy sau đột biến tần số alen D và d là: + Tần số alen D: 0,91 + 0,00455 = 0,91455 + Tần số alen d: 0,09 – 0,00455 = 0,08545 Bài 2: Một quần thể động vật 5.10 4 con. Tính trạng sừng dài do gen A quy định, sừng ngắn do gen a quy định. Trong quần thể trên có số gen A đột biến thành a và ngược lại, với số lượng bù trừ nhau. 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 của alen A và q là tần số của alen a -Tổng số alen trong quần thể: 5.10 4 x 2 = 10 5 (alen) -Tần số alen trội, lặn khi có cân bằng mới được thiết lập: +Tần số alen a : q a = 3 3 u v u v v u = + + = 0,75 +Tần số alen A : p A = 1- 0,75 = 0,25 -Số lượng mỗi alen trong quần thể: +Số lượng alen A là: 0,25 . 10 5 = 2,5.10 4 +Số lượng alen a là: 0,75 . 10 5 = 7,5.10 4 -Số lượng đột biến thuận bằng đột biến nghịch và bằng. 3.10 -3 x 2,5.10 4 = 75 (alen) hoặc 10 -3 x 7,5.10 4 = 74 (alen) BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1:Trong một quần thể, một alen có 2 alen B và b có tổng tần số alen là 10 10 , trong đó p B = 60% tổng số alen trong quần thể. Nếu quá trình đột biến xảy ra ( v b B→ ) với tần số v= 5.10 -9 Sau khi đột biến xảy ra cấu trúc di truyền của quần thể như thế nào? Bài 2:Quần thể ban đầu có 1000000 alen A và a. Tốc độ đột biến của alen A là 3.10 -5 , còn của alen a là 10 -5 . Khi cân bằng thì quần thể có số lượng của từng alen là bao nhiêu? Cho biết không tính áp lực của các nhân tố khác làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể? Trong một quần thể gồm 2.10 5 alen. Tần số alen a bằng 25%. Khi quần thể có 7 alen A bị đột biến thành a và 11 alen a đột biến thành A thì tần suất đột biến trong mỗi trường hợp bằng bao nhiêu? Bài 3: Trong một quần thể gồm 2.10 5 alen. Tần số alen a bằng 25%. Khi quần thể có 7 alen A bị đột biến thành a và 11 alen a đột biến thành A thì tần suất đột biến trong mỗi trường hợp bằng bao nhiêu? Bài 4 : Trong một quần thể có 10 6 cá thể. Tần số alen a = 15 %. Trong quần thể có 5 alen A bị đột biến thành a và 7 alen a đột biến thành A thì tần số đột biến trong mỗi trường hợp bao nhiêu. Giả thiết quần thể ban đầu cân bằng di truyền. B.Quá trình chọn lọc tự nhiên (CLTN) 1. Cơ sở lí luận a . Giá trị thích nghi và hệ số chọn lọc Mặt chủ yếu của chọn lọc tự nhiên là sự phân hoá khả năng sinh sản tức là khả năng truyền gen cho thế hệ sau. Khả năng này được đánh giá bằng hiệu suất sinh sản, ước lượng bằng con số trung bình của một cá thể trong một thế 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 thế hệ sau của một kiểu gen (hoặc của một alen). Ví dụ: kiểu hình dại trội (AA và Aa để lại cho đời sau 100 con cháu mà kiểu hình đột biến lặn (aa) chỉ để lại được 99 con cháu, thì ta nói giá trị thích nghi của alen A là 100% (w A = 1) và giá trị thích nghi của các alen a là 99% (w a = 0,99). Sự chênh lệch giá trị chọn lọc của 2 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 của 2 alen, phản ánh mức độ ưu thế của các alen với nhau trong quá trình chọn lọc. Như vậy trong ví dụ trên thì thì S = w A – w a = 1 – 0,99 = 0,01 + Nếu w A = w a → S = 0, nghĩa là giá trị thích nghi của alen A và a là bằng nhau và tần số tương đối của alen A và a trong quần thể sẽ không đổi. + Nếu w A = 1, w a = 0 → S=1, nghĩa là các cơ thể có kiểu gen aa bị đào thải hoàn toàn vì đột biến a gây chết hoặc bất dục ( không sinh sản được). Như vậy, giá trị của S càng lớn thì tần số tương đối của các alen biến đổi càng nhanh hay nói cách khác, giá trị của hệ số chọn lọc (S) phản ánh áp lực của chọn lọc tự nhiên. b. Chọn lọc alen chống lại giao tử hay thể đơn bội. - Giả sử trong 1 quần thể chỉ có 2 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 = 1 - 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 + 1 - S - p + Sp = 1 - S(1 - p) = 1 - 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: 1 1 p Sq p = − + Tốc độ thay đổi tần số alen A: p Sq Spq Sq Sqppp ppp Sq p ∆= − = − +− =−=− − 111 1 Sq qSq Sq SqqqSq q Sq Sq qqq − −− = − +−− =− − − =−=∆+ 1 )1( 11 )1( 2 1 c. Chọn lọc chống lại alen trội và alen lặn ở cơ thể lưỡng bội: 1. Xét trường hợp chọn lọc chống lại alen lặn: Kiểu gen AA Aa aa Vốn gen tổng cộng Tổng số alen ở thế hệ xuất phát p 2 2pq q 2 1 - Giá trị thích nghi 1 1 1-S - Đóng góp vào vốn gen chung tạo ra thế hệ sau: p 2 2pq q 2 (1-S) = p 2 +2pq+q 2 (1-S) =1-Sq 2 - Tổng số kiểu hình sau chọ lọc 2 2 Sq-1 p 2 Sq-1 2pq 2 2 Sq-1 S)-(1q 1 - Tần số alen A sau chọn lọc: = 1 p 222 2 Sq-1Sq-1 )( Sq-1 p pqpppq = + = + - Tốc độ biến đổi tần số alen A: 2 2 2 2 2 1 Sq-1Sq-1Sq-1 SpqSpqpp p p ppp = +− =−=−=∆ - Tổng số alen a sau chọn lọc: 22 222 2 2 2 2 1 Sq-1 )1( Sq-1Sq-1 )1()1( Sq-1 )1( SqqSqqqqSqqqSqpq q − = −+− = −+− = −+ = - Tốc độ biến đổi tần số alen a sau chọn lọc: 2 2 2 32 1 Sq-1 )1( Sq-1 qSqSqqSqq qqq −− = +−− =−=∆ (Giá trị âm vì chọn lọc chống lại alen a) d. Số thế hệ cần thiết để thay đổi tần số gen a từ q ở thế hệ khởi đầu thành q n : Trường hợp S = 1 - q qqqSqq q + = − = − = 1q-1 )1( Sq-1 )1( 22 1 - Các thế hệ kế tiếp 0,1,2, ,n. 00 00 0 0 000 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2 0 0 1 11 . .)1.()1.( 1 ; 31 ; 21 1 21 1 1 1 1 1 ; 1 qqqq qq n q qq qn q q qnqqqn nq q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q nn n n n n n n −= − =⇔ − =⇔=+⇔=+ + = + = + = + + + = + + + = + = + = d. Sự cân bằng giữa đột biến và chọn lọc: Sự cân bằng áp lực chọn lọc và áp lực đột biến sẽ đạt được khi số lượng đột biến xuất hiện thêm bù trừ cho số lượng đột biến bị chọn lọc loại trừ đi. * Trường hợp 1: Alen đột biến trội tăng lên với tần số u và chịu tác động của áp lực chọn lọc S. Thế cân bằng các alen trong quần thể đạt được khi số lượng alen đột biến xuất hiện bằng số alen A bị đào thải đi, hoặc tần số các alen đột biến A xuất hiện phải bằng tần số alen A bị đào thải đi, tức là: u = p.S → p = u S . Nếu S = 1 → p = u nghĩa là A gây chết. Lúc này tần số kiểu hình xuất hiện ra cũng 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 một cách rõ rệt, thì chúng được tích luỹ trong quần thể cho đến lúc có thể biểu hiện ra thể đồng hợp. Thế cân bằng đạt được khi tần số alen xuất hiện do đột biến bằng tần số alen bị đào thải đi mà cá thể bị đào thải có kiểu gen aa chiếm tỉ lệ là q 2 → tần số alen a bị đào thải là: q 2 . S Vậy quần thể cân bằng khi: u = q 2 . S → q 2 = u u q S S → = 2. Các dạng bài tập BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI Bài 1: Một quần thể có cấu trúc di truyền như sau: 0,25AA + 0,5Aa + 0,25aa = 1. Nếu quá trình chọn lọc đào thải những cơ thể có kiểu gen aa xảy ra với áp lực S = 0,1. Sau 1 thế hệ chọn lọc lượng biến thiên của alen A và a sẽ như thế nào? Xác đinh tần số của alen A và a sau chọn lọc? Giải: Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu là: 0,25AA + 0,5Aa + 0,25aa = 1 + Tần số tương đối của alen A: p A = 0,25 + = 0,5 + Tần số tương đối của alen a: q a = 0,5 Gọi ∆p, ∆q là lượng biến thiên của alen A, a sau 1 thế hệ chọn lọc: 2 2 2 2 2 2 . . 0,1.0,5.(0,5) 0,0128 1 1 0,1.0,5 0,0128 1 S p q p Sq Spq q Sq ∆ = = = − − − ∆ = = − − b) - Tần số của alen A sau chọn lọc 1 thế hệ sẽ là: 0,5 + 0,0128 = 0,5128 - Tần số của alen a sau chọn lọc 1 thế hệ sẽ là: 0,5 - 0,0128 = 0,4872 Bài 2: Một quần thể ở trạng thái cân bằng về 1 gen có 2 alen A, a. Trong đó tần số p = 0,4. Nếu quá trình chọn lọc đào thải những cơ thể có kiểu gen aa xảy ra với áp lực S = 0,02. Hãy xác định cẩu trúc di truyền của quần thể sau khi xảy ra chọn lọc. Giải: - Quần thể cân bằng di truyền, nên ta có: p A + q a = 1 → q a = 1 – 0,4 = 0,6 - Cấu trúc di truyền của quần thể cân bằng là: (0,4) 2 AA + 2(0,4 x 0,6)Aa + (0,6) 2 aa = 1 → 0,16AA : 0,48Aa : 0,36aa -Sau khi 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 của quần thể khi xảy ra chọn lọc là: 0,16 0,9928 AA : 0,483Aa : 0,3528 0,9928 aa ↔ 0,161AA : 0,483Aa : 0,356aa Bài 3: Trên một quần đảo biệt lập có 5800 người sống, trong dó có 2800 nam giới. trong số này có 196 nam bị mù màu xanh đỏ. Kiểu mù màu này là do 1 gen lặn r nằm trên NST X. kiểu mù màu này không ảnh hưởng tới sự thích nghi của cá thể. Khả năng có ít nhất 1 phụ nữ của 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 ở nam: pX A Y + qX a Y = 1 Theo bài: qX a Y = 07,0 2800 196 = => p = 1 – 0,07 = 0,93. Cấu trúc di truyền ở nữ: p 2 X A X A + 2pqX A X a + q 2 X a X a = 1  0,8649.X A X A + 0,1302.X A X a + 0,0049X a X a = 1  Tần số cá thể nữ bình thường là: 0,8649 + 0,1302 = 0,9951 [...]... tần số các alen như sau: p(A) = 0,7; q(a) = 0,3.Giả sử quần thể ban đầu đang đạt trạng thái cân bằng di truyền Sau 3 thế hệ giao phối cấu trúc di truyền của quần thể như sau: 0,65464 AA + 0,09072 Aa + 0,25464 aa = 1 Biết rằng đã xảy ra hiện tượng nội phối Tính hệ số nội phối? PHẦN III KẾT LUẬN Chuyên đề: "Một số dạng bài tập di truyền quần thể nâng cao" tập trung vào ba nội dung cơ bản là: bài tập. .. = 0,3 Tần số dị hợp tử theo lý thuyết: 2pq = 2(0,3)(0,7) = 0,42 Hệ số nội phối = 1 – (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 đang đạt trạng thái cân bằng di truyền Sau một số thế hệ giao phối thấy tần số kiểu gen aa là 0,301696 Biết trong quần thể đã xảy ra nội phối với hệ số là 0,2 Tính số thế hệ giao phối? Giải Tần số alen a là 0,4 Do quần thể đạt trạng... [(tần số dị hợp tử quan sát được)/(tần số dị hợp tử theo lý thuyết)] Hay bằng (tần số dị hợp tử theo lý thuyết – tần số dị hợp tử quan sát được)/tần số dị hợp tử theo lý thuyết 2 Các dạng bài tập BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI Bài 1: Trong một 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 trong quần thể Giải Tần số các... trúc di truyền như thế nào? Bài 3: Một quần thể ở thế hệ xuất phát có 10000 cá thể trong đó có 4000 cá thể mắt đỏ kiểu hình trội, 1000 cá thể mắt trắng kiểu hình lặn Ngoài hai loại kiểu hình trên trong quần thể không còn loại kiểu hình nào khác Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu? Nếu quá trình chọn lọc đào thải những cơ thể gen đồng hợp lặn xảy ra với áp lực S = 0,1 Xác định cấu trúc di truyền. .. của quần thể là: 0,301696AA+ 0,48Aa + 0,16aa = 1 Sau một số thế 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 2 = 0,283392 Tần số Aa sau n thế 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 = 4 Vậy hệ số giao phối là 4 BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Một quần thể. .. Tần số để 3000 cá thể nữ đều bình thường là: 0,99513000 =>Tần số để có ít nhất 1 phụ nữ bị bệnh mù màu là: 1 - 0,99513000 BÀI TẬP TỰ LUYỆN Bài 1: Giả sử một 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 của quần thể ở trạng thái cân bằng b) Sau khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di. .. di truyền, do điều kiện sống thay đổi, những cá thể có kiểu gen aa trở nên không có khả năng sinh sản Hãy xác định tần số các alen của quần thể sau 5 thế hệ ngẫu phối (Đề thi học sinh giỏi Quốc gia năm 2010) Bài 2: Một quần thể có cấu trúc di truyền như sau:0,04AA : 0,32Aa : 0,64aa Nếu quá trình chọn lọc đào thải những cơ thể mang tính trạng trội xảy ra với áp lực S = 1, thì sau khi chọn lọc quần thể. .. hoàn toàn là quần thể vừa ngẫu phối vừa nội phối Nội phối làm tăng tỷ lệ đồng hợp tử bằng với mức giảm tỷ lệ dị hợp tử Nội phối có thể làm thay đổi tần số kiểu gen, nhưng không làm thay đổi tần số alen.Tần số các thể đồng hợp tử cao hơn lý thuyết là kết quả của nội phối Nếu trong một 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 được... lực S = 0,1 Xác định cấu trúc di truyền quần thể sau khi xảy ra chọn lọc Bài 4: Để giảm tần số alen a từ 0,96 xuống 0,03 chỉ do áp lực của quá trình chọn lọc pha dưỡng bội phải cần bao nhiêu thế hệ? Cho biết thế hệ số chọn lọc S = 1 Bài 5: Trong 1 quần thể thực vật lưỡng bội sống 1 năm ở trên đảo, tần số alen năm 1999 là p(A) = 0,90 và q(a) = 0,10 Giả sử rằng quần thể đó có 50 cây vào thời điểm năm 2000... phối Tính hệ số nội phối? PHẦN III KẾT LUẬN Chuyên đề: "Một số dạng bài tập di truyền quần thể nâng cao" tập trung vào ba nội dung cơ bản là: bài tập xác định số kiểu gen tối đa trong quần thể, bài tập các nhân tố làm thay đổi tần số alen của quần thể, thiết lập trạng thái cân bằng cho hai hay nhiều lout gen, ngẫu phối không hoàn toàn Khi áp dụng vào giảng dạy cho học sinh chuyên, bước đầu cũng đã thu . hệ số nội phối? PHẦN III. KẾT LUẬN Chuyên đề: " ;Một số dạng bài tập di truyền quần thể nâng cao" tập trung vào ba nội dung cơ bản là: bài tập xác định số kiểu gen tối đa trong quần thể, . xuyên có các dạng bài tập về di truyền quần thể. Đặc biệt thi học sinh giỏi Quốc, các em học sinh thường gặp rất nhiều khó khăn khi giải bài tập quần thể, nhất là bài tập quần thể trong trường. dụng một cách máy móc, dễ quên công thức và khi gặp bài tập mới thường không làm được. Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi lựa chọn chuyên đề : " ;Một số dạng bài tập di truyền quần thể