Tài liệu Chuyên đề bài tập tiến hóa luyện thi đại học cực hay - có lời gải chi tiết

CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP TIẾN HÓA LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỰC HAY – CÓ LỜI GẢI CHI TIẾT I/ NHÂN TỐ TIẾN HÓA ĐỘT BIẾN 1. Cơ sở lí luận: Đột biến làm cho mỗi gen phát sinh ra nhiều alen (A đột biến chính là nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hoá. A1, A2, A3 ... An) và đây Giả sử1 locut có hai alen A và a. Trên thực tế có thể xảy ra các trường hợp sau: u Gen A đột biến thành gen a (đột biến thuận) với tần số u. A a.Chẳng hạn, ở thế hệ xuất phát tần số tương đối của alen A là po. 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: p1 = po – upo = po(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: P2 = p1 – up1 = p1(1-u) = po(1-u)2 Vậy sau n thế hệ tần số tương đối của alen A là: pn = po(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: p1 = po – upo + vqo Kí hiệu sự biến đổi tần số alen A là ∆p Khi đó ∆p = p1 – po = (po – upo + vqo) – po = vqo - upo 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 ↔ p  v u q uv uv 2. Các dạng bài tập - Dạng 1: 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. 1 BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI Bài 1: Một quần thể động vật 5.104 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: 5.104 x 2 = 105 (alen) -Tần số alen trội, lặn khi có cân bằng mới được thiết lập: u 3v = 0,75  u  v 3v  u +Tần số alen a : qa = +Tần số alen A : pA = 1- 0,75 = 0,25 -Số lượng mỗi alen trong quần thể: +Số lượng alen A là: 0,25 . 105 = 2,5.104 +Số lượng alen a là: 0,75 . 105 = 7,5.104 -Số lượng đột biến thuận bằng đột biến nghịch và bằng. 3.10-3 x 2,5.104 = 75 (alen) hoặc 10-3 x 7,5.104 = 74 (alen) BÀI TẬP TỰ LUYỆN 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 2.105 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 có 106 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 Bài 4: Giả sử 1 lôcut có 2 alen A và a, thế hệ ban đầu có tần số tương đối của alen A là p0. Quá trình đột biến làm cho A → a với tần số u = 10-5. 1 a) Để p0 giảm đi phải cần bao nhiêu thế hệ? 2 b) Từ đó em có nhận xét gì về vai trò của quá trình đột biến trong tiến hoá? Giải a)Vì đột biến diễn ra theo chiều thuận, nên ta có: pn = po (1- u)n trong đó: pn: tần số alen trội (A) ở thế hệ pn ; po: tần số alen trội (A) ở thế hệ po ; u: tốc độ đột biến theo chiều thuận; n: số thế hệ. 1 => po = po (1- 10-5)n <=> 0,5 = (1-10-5)n <=> ln0,5 = ln (1-10-5).n 2 => n = ln 0,5 ≈ 69.000 thế hệ. ln(1  105 ) 2 b) Nhận xét về vai trò của quá trình đột biến trong tiến hóa: gây áp lực không đáng kể cho quá trình tiến hóa. Bài 5:1.a) Thế nào là áp lực của quá trình đột biến? b) Giả thiết đột biến thuận (A  a) với tần số u, đột biến nghịch (a  A) với tần số v. - Nếu v = 0 và u > 0 sẽ làm cho tần số A giảm dần. Qui ước tần số alen A ở thế hệ khởi đầu là p0, hãy lập công thức tính tần số pn của alen A sau n thế hệ. - Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối của các alen A và a sẽ đạt cân bằng khi nào? Khi đó tần số tương đối của alen A và alen a được tính như thế nào? Giải 1. a) Sự ảnh hưởng của số lượng đột biến đến tỉ lệ các kiểu gen và tần số các alen trong quần thể gọi là áp lực của quá trình đột biến. b) * Nếu v = 0 và u > 0 - Tần số của alen A ở thế hệ p1 là: p1 = p0 – u.p0 = p0(1-u) (1) - Tần số của alen A ở thế hệ p2 là: p2 = p1 – u.p1 = p1(1-u) (2) - Thay (1) vào (2) ta có: p2 = p0(1-u).(1-u) = p0(1-u)2.  Sau n thế hệ, tần số của alen A là: pn = p0(1-u)n. * Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối của các alen A và a sẽ đạt cân bằng khi số lượng đột biến thuận và nghịch bù trừ cho nhau (tức là v.qa = u.pA). Khi đó tstđ của các alen được tính như sau: v.q = u.p mà p = 1- q; do đó v.q = u(1-q)  v.q = u – u.q  v.q + u.q = u  qa = u/u+v Tương tự ta có: pA = v/u+v II/ NHÂN TỐ TIẾN HÓA DI – NHẬP GEN. p = M (P - p) - p là tần số tương đối của gen A ở quần thể nhận - P là tần số tương đối của gen A ở quần thể cho - M là tỷ lệ số cá thể nhập cư - p lượng biến thiên về tần số alen trong quần thể nhận Có thể tổng quát như sau: p(A) =(mp1 + np2 ) : (m+n) q(a) =(mq1 + nq2 ) : (m+n) = 1 - p Với : m: tổng số cá thế của QT được nhập cư trước thời điểm nhập cư n: số cá thể đến nhập cư p1(q1): tần số A(a) của QT được nhập cư trước thời điểm nhập cư p2(q2): tần số A(a) của QT đến nhập cư Bài 1 (3,0 điểm). 1. a) Thế nào là áp lực của quá trình đột biến? b) Giả thiết đột biến thuận (A  a) với tần số u, đột biến nghịch (a  A) với tần số v. - Nếu v = 0 và u > 0 sẽ làm cho tần số A giảm dần. Qui ước tần số alen A ở thế hệ khởi đầu là p0, hãy lập công thức tính tần số pn của alen A sau n thế hệ. - Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối của các alen A và a sẽ đạt cân bằng khi nào? Khi đó tần số tương đối của alen A và alen a được tính như thế nào? 2. a) Nêu các hình thức di-nhập gen phổ biến ở các nhóm sinh vật: dương xỉ và nấm, thực vật có hoa, động vật ở nước thụ tinh ngoài, lớp thú. b) Cho biết tần số tương đối của alen A ở quần thể Y là 0,8; ở quần thể X là 0,3. Số cá thể của quần thể Y là 1600, số cá thể nhập cư từ quần thể X vào quần thể Y là 400. Hãy xác định tần số py của alen A trong quần thể Y ở thế hệ tiếp theo sau khi di-nhập. Giải: 1. a) Sự ảnh hưởng của số lượng đột biến đến tỉ lệ các kiểu gen và tần số các alen trong quần thể 3 gọi là áp lực của quá trình đột biến. b) * Nếu v = 0 và u > 0 - Tần số của alen A ở thế hệ p1 là: p1 = p0 – u.p0 = p0(1-u) (1) - Tần số của alen A ở thế hệ p2 là: p2 = p1 – u.p1 = p1(1-u) (2) - Thay (1) vào (2) ta có: p2 = p0(1-u).(1-u) = p0(1-u)2.  Sau n thế hệ, tần số của alen A là: pn = p0(1-u)n. * Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối của các alen A và a sẽ đạt cân bằng khi số lượng đột biến thuận và nghịch bù trừ cho nhau (tức là v.qa = u.pA). Khi đó tstđ của các alen được tính như sau: v.q = u.p mà p = 1- q; do đó v.q = u(1-q)  v.q = u – u.q  v.q + u.q = u  qa = u/u+v Tương tự ta có: pA = v/u+v 2. a) Các hình thức di-nhập gen: - Dương xỉ và nấm: phát tán bào tử - Thực vật bậc cao: phát tán hạt phấn, quả, hạt - Động vật ở nước thụ tinh ngoài: di cư của các cá thể, phát tán giao tử theo nước - Lớp thú: sự di cư của các cá thể. b) - Tốc độ di nhập gen: m = 400/(1600 + 400) = 0,2 - Sau một thế hê, lượng biến thiên tần số tương đối của alen A trong quần thể nhận Y là: p = 0,2 (0,3 – 0,8) = - 0,1. Như vậy, tần số tương đối của alen A trong quần thể nhận giảm xuống còn: pY = 0,8 – 0,1 =0,7 Bài 2: Tần số tương đối của gen A ở quần thể I là 0,8; của quần thể II là 0,3.Tốc độ di- nhập gen A từ quần thể (II) vào quần thể (I) là 0,2. Tính lượng biến thiên tần số tương đối của gen A. Lời giải: Tỉ lệ số cá thể nhập cư, lượng biến thiên tần số gen A trong quần thể nhận (I) là: ∆p = 0,2(0,3-0,8) = - 0,1. Giá trị này cho thấy tần số A trong quần thể nhận (I) giảm đi 0,1. Sự du nhập đột biến Lý thuyết: Một quần thể ban đầu gồm những cá thể có kiểu gen AA như vậy quần thể chỉ có alen A. Quần thể có thêm alen mới a do quá trình đột biến A → a xảy ra trong nội bộ quần thể hoặc đã nhận được a du nhập từ một quần thể khác tới thông qua sự phát tán của giao tử hay sự di cư của các cá thể có mang đột biến a. Sự du nhập của đột biến cũng là một nguyên nhân làm thay đổi vốn gen của quần thể. Khi đó tần số mới của a sau khi xảy ra sự du nhập gen có thể tính theo công thức: q1= n.qn+m.qm qn là tần số alen a trước khi có du nhập. qm là tần số alen a trong bộ phận mới du nhập. n và m là tỉ lệ so sánh kích thước của quần thể và của bộ phận du nhập(n+m=1). Đối với những quần thể lớn thì sự du nhập đột biến không ảnh hưởng đáng kể tới sự thay đổi cấu trúc di truyền của quần thể. Bài 3:Trong một quần thể có 16% mắt xanh, 20% số người di cư đến quần thể chỉ có 9% số người mắt xanh. Giả sử mắt xanh do gen lặn quy định thuộc nhiễm sắc thể thường. Tính tần số alen mắt xanh của quần thể mới? Lời giải: Gọi a là gen quy định kiểu hình mắt xanh Vì quần thể ngẫu phối nên Sự du nhập của gen lặn a vào quần thể làm cho quần thể có tần số alen a là q1= n.qn+m.qm. qn là tần số alen a trước khi có du nhập = 0,4 qm là tần số alen a trong bộ phận mới du nhập = 0,3 n và m là tỉ lệ so sánh kích thước của quần thể và của nhóm du nhập, theo bài giá trị n = 0,8 và m = 0,2. Thay các giá trị vào biểu thức ta có tần số alen mắt xanh của quần thể mới là q1= 0,8.0,4 + 0,2.0,3 = 0,38 4 Bài 4: a) Nêu các hình thức di-nhập gen phổ biến ở các nhóm sinh vật: dương xỉ và nấm, thực vật có hoa, động vật ở nước thụ tinh ngoài, lớp thú. b) Cho biết tần số tương đối của alen A ở quần thể Y là 0,8; ở quần thể X là 0,3. Số cá thể của quần thể Y là 1600, số cá thể nhập cư từ quần thể X vào quần thể Y là 400. Hãy xác định tần số py của alen A trong quần thể Y ở thế hệ tiếp theo sau khi di-nhập. GIẢI a) Các hình thức di-nhập gen: - Dương xỉ và nấm: phát tán bào tử - Thực vật bậc cao: phát tán hạt phấn, quả, hạt - Động vật ở nước thụ tinh ngoài: di cư của các cá thể, phát tán giao tử theo nước - Lớp thú: sự di cư của các cá thể. b) - Tốc độ di nhập gen: m = 400/(1600 + 400) = 0,2 - Sau một thế hê, lượng biến thiên tần số tương đối của alen A trong quần thể nhận Y là: p = 0,2 (0,3 – 0,8) = - 0,1. Như vậy, tần số tương đối của alen A trong quần thể nhận giảm xuống còn: p Y = 0,8 – 0,1 =0,7 Bài 5: Một con sông có hai quần thể ốc sên: quần thể lớn (quần thể chính) ở phía trên và quần thể nhỏ nằm ở cuối dòng trên một hòn đảo (quần thể đảo). Do nước chảy xuôi nên ốc chỉ di chuyển được từ quần thể chính đến quần thể đảo mà không di chuyển ngược lại. Xét một gen gồm hai alen: A và a. Ở quần thể chính có pA =1, quần thể đảo có pA= 0,6. Do di cư, quần thể đảo trở thành quần thể mới, có 12% số cá thể là của quần thể chính. a. Tính tần số tương đối của các alen trong quần thể mới sau di cư. b. Quần thể mới sinh sản. Vì một lí do nào đó xảy ra quá trình đột biến: A  a, với tốc độ là 0,3%. Không có đột biến ngược. - Tính tần số tương đối của các alen ở thế hệ tiếp theo của quần thể mới. Giải: a. - Ta có: Quần thể chính có pA= 1, quần thể đảo: pA= 0,6. Quần thể chính di cư đến quần thể đảo và chiếm 12% quần thể mới. Vậy quần thể đảo chiếm 88% trong quần thể mới. - Quần thể mới ở đảo (sau di cư) có tần số tương đối của các alen là: pmới = 12% x 1 + 88% x 0,6 = 0,648 qmới = 1- pmới = 1- 0,648 = 0,352 b. - Tần số đột biến: A thành a là: 0,3% Tần số các alen sau đột biến là pA= 0,648 - (0,3% x 0,648) = 0,646 qa = 1 - 0,646 = 0,354 Câu 5: Xét một gen có 2 alen A và alen a. Một quần thể sóc gồm 180 cá thể trưởng thành sống ở một vườn thực vật có tần số alen A là 0,9. Một quần thể sóc khác sống ở khu rừng bên cạnh có tần số alen này là 0,5. Do thời tiết mùa đông khắc nghiệt đột ngột 60 con sóc trưởng thành từ quần thể rừng di cư sang quần thể vườn thực vật để tìm thức ăn và hòa nhập vào quần thể sóc trong vườn thực vật. a)Tính tần số alen A và alen a của quần thể sóc sau sự di cư được mong đợi là bao nhiêu? b)Ở quần thể sóc vườn thực vật sau sự di cư, giả sử tần số đột biến thuận (Aa) gấp 5 lần tần số đột biến nghịch (aA). Biết tần số đột biến nghịch là 10-5. Tính tần số của mỗi alen sau một thế hệ tiếp theo của quần thể sóc này. c)Giả sử tần số alen (a) của quần thể sóc sống ở quần thể rừng là 0,2575 và 0,5625 ở quần thể hỗn hợp(sau nhập cư), cho biết tốc độ nhập cư là 0,1. Tính tần số của alen (a) ở quần thể sóc ở vườn thực vật ban đầu? Nội dung giải Số điểm a) Ở quần thể vườn thực vật số cá thể sóc mang alen A là: 180 x 0,9=162 cá thể Ở quần thể rừng số cá thể sóc mang alen A di cư sang quần thể vườn thực vật là: 0,5x 60 = 30 cá thể. 0,5 điểm Vậy tổng cá thể mang alen A của quần thể sóc trong vườn thực vật sau sự di cư là : 162 + 30 = 192 cá thể. Tổng số cá thể sóc trong ường thực vật: 180 + 60 = 240 cá thể 1 điểm 5 192  0,8 , tần số alen a = 1- 0,8 = 0,2. 240 b)pA = vq – up = (10-5 x 0,2) – (5.10-5 x 0,8) = -3,8.10-5 qa = up – vq = (5.10-5 x 0,8) – (10-5 x 0,2) = 3,8.10-5 Vậy tần số của alen A và alen a sau 1 thể hệ là: pA=0,8 - 3,8.10-5 qa = 0,2 + 3,8.10-5 c) m = 0,1; qm = 0,2575; q’ = 0,5625. Ta có phương trình: (q '  mqm ) (0,5625  0,1x0, 2575) (q  q ' ) q  m   0,5964 (q  qm ) (1  m) 1  0,1 Vậy tần số alen (a) là: 0,5964 Tần số alen A = 1 điểm 1 điểm 0,5 điểm 1 điểm Bài 6: Cho 2 QT 1 và 2 cùng loài,kích thước QT 1 gấp đôi QT 2. QT 1 có TS alen A=0,3, QT 2 có TS alen A=0,4. Nếu có 10% cá thể của QT 1 di cư qua QT 2 và 20% cá thể của QT 2 di cư qua QT 1 thì TS alen A của 2 QT 1 và 2 lần lượt là: A. 0,35 và 0,4 B. 0,31 và 0,38 C. 0,4 và 0,3 D. bằng nhau và=0,35 Giải: Gọi N1 , p1 , và N2 , p2 lần lượt là số lượng cá thể (kích thước ) của QT 1 và 2 và theo gt thì N1 =2 N1 TS alen p sau khi xuất và nhập cư ở 2 QT: * QT1: p(1) = [(p1x 9N1/10) +(p2x 2N2/10) ] / [9N1/10 +2N2/10] = 0,31 * QT2: p(2)= [(p1x N1/10) +(p2x 8N2/10) ] / [N1/10 +8N2/10] = 0,38 (Đáp án B) Bài 7:Một QT sóc sống trong vườn thực vật có 160 con có TS alen B = 0,9. Một QT sóc khác sống trong rừng bên cạnh có TS alen này là 0,5. Do mùa đông khắc nghiệt đột ngột, 40 con sóc trưởng thành từ QT rừng chuyển sang QT sóc vườn tìm ăn và hòa nhập vào QT vườn, TS alen B sau sự di cư này là bao nhiêu ? A. 0,70. B. 0,90. C. 0,75. D. 0,82. Giải:Xét QT ban đầu: Số allele B là: 0.9.160.2 = 288 ; số allele b là: (1-0,9).160.2 = 32 Xét nhóm cá thể nhập cư: Số allele B = số allele a = 0,5.40.2 = 40 QT vườn sau nhập cư: Số allele B = 288+40 = 328 ; số allele b = 40+32=72 TS allele B trong QT sau nhập cư là: 328/(328+72) = 0,82 Bài 8: Trong một quần thể bướm gồm 900 con, tần số alen quy định cấu tử chuyển động nhanh của một enzim là 0,7 và tần số len quy định cấu tử chuyển động chậm là 0,3. Có 90 con bướm từ quần thể này nhập cư đến một quần thể có q= 0,8. Tần số alen của quần thể mới là. A. p= 0,7; q= 0,3 B. p= 0,25; q= 0,75 C. p= 0,75; q= 0,25 D. p= 0,3; q= 0,7 Giải: Số lượng cá thể ban đầu của QT được nhập =900, SL cá thể của QT xuất cư khong cần thiết mà chỉ cần SL cá thể xuất cư và tần số alen. Ta có: p = (N1p1 + N2p2)/(N1 + N2) = (90.0,7 + 900.0,2)/(90+900) = 0,245 = 0,25 => q = 0,75 Một cách giải khác với dạng bài này 6 Bài 9: Trong 1 quần thể bướm gồm 900 con, tần số alen (p) quy định tính trạng tác động nhanh của enzim là 0,6 và tần số alen (q) quy đinh tác động chậm là 0,4. 90 con bướm từ quần thể khác di cư vào quần thể này và bướm di cư có tần số alen quy định tác động chậm enzim là 0,8. Tính tần số alen của quần thể mới. Giải: + Với 900 bướm, tổng số alen trong quần thể ban đầu là 2x900=1800. Số alen nhanh=1800 x0,6=1080 Số alen chậm=1080 x 0,4=720 + Trong quần thể di cư, tổng số alen= 2x90=180 Số alen nhanh=180 x 0,2=36 Số alen chậm=180 x 0,8=144 1080  36 Do đó tần số alen nhanh trong quần thể mới là p= =0,56 1800  180 III/ NHÂN TỐ TIẾN HÓA GIAO PHỐI KHÔNG NGẪU NHIÊN (THÊM GIAO PHỐI NGẪU NHIÊN) 1. Cơ sở lí luận: Ngẫu phối không 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 bằng (p2 + fpq)AA + (2pq – 2fpq)Aa + (q2 + fpq)aa Hệ số nội phối được tính bằng: 1- [(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 TỰ LUYỆN 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 alen: p = 0,67 + (1/2)(0,6) = 0,7; q = 1 – 0,7 = 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 thái cân bằng nên cấu trúc 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: 7 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 3 : Một quần thể ngẫu phối có 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? * Trường hợp giao phối có lựa chọn: sẽ làm cho tỉ lệ kiểu gen và tần số alen sẽ bị thay đổi qua các thế hệ. Ví dụ: Bài 4: Ở quần thể cá đạt trạng thái cân bằng Hacđi – Vanbec có tỉ lệ cá màu xám : cá màu đỏ = 1:24. Nếu xảy ra hiện tượng giao phối có lựa chọn (chỉ có những con cùng màu mới giao phối với nhau) qua 2 thế hệ. Xác định thành phần kiểu gen của quần thể ở thế hệ thứ hai. Biết gen quy định màu đỏ là trội hoàn toàn so với màu xám, gen nằm trên nhiễm sắc thể thường. Lời giải: Gọi A quy định màu đỏ, a quy định màu xám và tần số của alen A là p, tần số của alen a là q. Vì quần thể ở trạng thái cân bằng nên q2 = 1/25 → q = 0,2 ; p = 1-0,2 = 0,8 Cấu trúc di truyền của quần thể là: 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = 1 Quần thể xảy ra giao phối có lựa chọn sau 2 thế hệ: P: (màu đỏ ×màu đỏ)0,96 = (0,6667 AA : 0,3333 Aa) × (0,6667 AA : 0,3333 Aa) 0,96 → F1: (0,6666 AA : 0,2667 Aa : 0,0267 aa) P: (màu xám x màu xám)0,04 = (aa x aa) 0,04 → F1: 0,04 aa Thế hệ F1 thu được là (0,6666 AA : 0,2667 Aa : 0,0667 aa) F1x F1: (màu đỏ x màu đỏ)0,9333 = (0,7142 AA : 0,2858 Aa) × (0,7142 AA : 0,2858 Aa) 0,9333 → F2: (0,6856 AA : 0,2286 Aa : 0,0190 aa) F1x F1: (màu xám x màu xám)0,0667 → F2:0,0667 aa Vậy cấu trúc di truyền quần thể F2: (0,6856 AA : 0,2286 Aa : 0,0857 aa) Bài 5: Có 1 đột biến lặn trên NST thường làm cho mỏ dưới của gà dài hơn mỏ trên. Những con gà như vậy mổ được ít thức ăn nên yếu ớt. Những chủ chăn nuôi thường phải liên tục loại chúng khỏi đàn. Khi cho giao phối ngẫu nhiên 100 cặp gà bố mẹ mỏ bình thường, thu được 1500 gà con, trong đó có 15 gà biểu hiện đột biến trên. Giả sử không có đột biến mới xảy ra, hãy cho biết có bao nhiêu gà bố mẹ dị hợp tử về đột biến trên? A. 15 B. 2 C. 40 D. 4 BL: ngẫu phối=> đời con Taa=15/1500=0,01 =>Ta=0,1=1/2.TAa đời bố mẹ => TAa đời bố mẹ=0,2 tương ứng 40 con gà ở đây là 200 con gà do có 100 cặp Hoac C2: Gọi n là số cá thể bố mẹ dị hợp (trong số 100 cặp =200 con) => TS q = n/2x200 = n/400 (1) theo gt thì q2 = 15/1500=1/100 => q = 1/10 (2) Từ (1) và (2) => n= 40 Bài 6:Một QT ở TTCB về 1 gen gồm 2 alen A và a, trong đó P(A) = 0,4. Nếu quá trình chọn lọc đào thải những cá thể có KG aa xảy ra với áp lực S = 0,02. CTDT của QT sau khi xảy ra 8 áp lực chọn lọc: A. 0,1612 AA: 0,4835 Aa: 0,3551 aa B. 0,16 AA: 0,48 Aa: 0,36 aa C. 0,1613 AA: 0,4830 Aa: 0,3455 aa D. 0,1610 AA: 0,4875 Aa: 0,3513 aa GIẢI:Tan so KG AA=0,4^2=0,16 Aa=2*0,4*0,6=0,48 aa=0,6^2=0,36 qu á trình chọn lọc đào thải những cá thể có KG aa xảy ra với áp lực S = 0,02 aa=0,36-0,02*0,36=0,3528 sau chon loc Tan so KG aa=0,3528/(0,16+0,48+0,3528)=0,3551 IV/ NHÂN TỐ TIẾN HÓA CHỌN LỌC TỰ NHIÊN 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% (wa = 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 = wA – wa = 1 – 0,99 = 0,01 + Nếu wA = wa → 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 wA = 1, wa = 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 9 + 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: + Tốc độ thay đổi tần số alen A: p  p1 1  Sq p p  p  Sqp Spq  p  p  p1    p 1  Sq 1  Sq 1  Sq q(1  S ) q  qS  q  Sq 2  Sq(1  q)  q  q1  q  q   1  Sq 1  Sq 1  Sq 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 Vốn gen tổng cộng Tổng số alen ở thế hệ 2 p xuất phát 2pq q2 1 - Giá trị thích nghi 1 1-S - Đóng góp vào vốn gen chung tạo ra thế hệ p2 sau: 2pq q2(1-S) = p2+2pq+q2(1-S) =1-Sq2 - Tổng số kiểu hình sau chọ lọc 2pq 1 - Sq 2 q 2 (1 - S) 1 - Sq 2 1 - AA 1 p2 1 - Sq 2 Tần số alen A sau chọn lọc: p 2  pq p( p  q) p   p1  2 2 1 - Sq 1 - Sq 1 - Sq 2 - Tốc độ biến đổi tần số alen A: p p  p  Spq 2 Spq 2 p  p1  p  p  1 - Sq 2 1 - Sq 2 1 - Sq 2 - q1  - Tổng số alen a sau chọn lọc: pq  q 2 (1  S ) (1  q)q  q 2 (1  S ) q  q 2  q 2  q 2 S q(1  Sq)    1 - Sq 2 1 - Sq 2 1 - Sq 2 1 - Sq 2 Tốc độ biến đổi tần số alen a sau chọn lọc: q  q1  q  q  Sq 2  q  Sq3  Sq 2 (1  q)  1 - Sq 2 1 - Sq 2 (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 qn : 10 Trường hợp - q1  S=1 q(1  Sq) q(1  q) q   2 2 1 - Sq 1- q 1 q - Các thế hệ kế tiếp 0,1,2,...,n. q0 q0 q q q0 q0 q0 1  q0 1  q0 q1  0 ; q2  1    ; q3  ; qn  q 1  2 q 1  q0 1  q1 1  0 1  2q0 1  3q0 1  nq0 0 1  q0 1  q0 (n.q0  1)qn  q0  (n.q0  1)  q0 q  qn q  qn 1 1  n.q0  0 n 0   qn qn qn .q0 qn q0 9. Chọn lọc: Loại bỏ alen lặn aa Bài tập: Nếu QTGP ở trạng thái cân bằng ,xét một gen với tần số A=(p0); a=(q0) với p0 + q0 = 1, hệ số chọn lọc s =1.Sự thay đổi tần số các alen qua các thế hệ sẽ như thế nào? Chứng minh Số thế AA Aa aa p(A) q(a) hệ CL p02 2p0q0 q02 p0 q0 0 2 p1 2p1q1 q12 p02 + p0q0 / p02+ 2p0q0 = p0q0 / p02+ 2p0q0 = 1 p0 + q0 / p0 + 2q0 q0 / p0 + 2q0 p22 2p2q2 q22 p12 + p1q1 / p12+ 2p1q1 = p1q1 / p12+ 2p1q1 = 2 p0 + 2q0 / p0 + 3q0 q0 / p0 + 3q0 p32 2p3q3 q32 p22 + p2q2 / p22+ 2p2q2 = p2q2 / p22+ 2p2q2 = 3 p0 + 3q0 / p0 + 4q0 q0 / p0 + 4q0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 pn 2pnqn qn p0 + nq0 / p0 + (n+1)q0 = q0 / p0 + (n+1)q0 = n 1+ (n-1)q0 / 1+ nq0 q0 / 1+ nq0 1. CÔNG THỨC TỔNG QUÁT VỀ SỰ BIẾN ĐỔI CỦA TẦN SỐ ALEN TRONG TRƯỜNG HỢP CHỌN LỌC CÁC ALEN LẶN TRONG QTNP QUA NHIỀU THẾ HỆ Nếu QTGP ở trạng thái cân bằng và tần số A=(p0); a=(q0) với p0 + q0 = 1, hệ số chọn lọc( s =1) thì : Tần số alen trội và lặn sau n thế hệ chịu sự chọn lọc là: p(A) = p0 + nq0 / p0 + (n+1)q0 = 1+ (n-1)q0 / 1+ nq0 q(a) = q0 / p0 + (n+1)q0 = q0 / 1+ nq0 * Ví dụ: Tần số alen a ban đầu là 0,96. Quá trình chọn lọc pha lưỡng bội diễn ra qua 16 thế hệ sẽ làm tần số alen a giảm xuống còn bao nhiêu? Cho biết hệ số chọn lọc S = 1. GIẢI Tần số alen lặn sau 16 thế hệ chọn lọc là: q(a) = q0 / 1+ nq0 = 0,96 / 1 +16 x 0,96 e. 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. 11 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 . Nếu S = 1 → p = u nghĩa là A gây chết. Lúc này tần số kiểu hình S xuất hiện ra cũng biểu thị đột biến. u = p.S → p = * 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 q2 → tần số alen a bị đào thải là: q2 . S Vậy quần thể cân bằng khi: u = q2 . S → q2 = u u q S S 2. Các dạng bài tập BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI Bài 1: 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: pA + qa = 1 → qa = 1 – 0,4 = 0,6 - Cấu trúc di truyền của quần thể cân bằng là: (0,4)2AA + 2(0,4 x 0,6)Aa + (0,6)2aa = 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: 0,3528 0,16 AA : 0,483Aa : aa ↔ 0,161AA : 0,483Aa : 0,356aa 0,9928 0,9928 Bài 2: 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: pXAY + qXaY = 1 Theo bài: qXaY = 196  0,07 => p = 1 – 0,07 = 0,93. 2800 Cấu trúc di truyền ở nữ: p2XAXA + 2pqXAXa + q2XaXa = 1 12  0,8649.XAXA + 0,1302.XAXa + 0,0049XaXa = 1  Tần số cá thể nữ bình thường là: 0,8649 + 0,1302 = 0,9951 => 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 3: 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 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. Bài 4: 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. vậy khả năng alen a bị mất đi (nghĩa là p(A) = 1) do ngẫu phối giữa năm 1999 và 2000 là bao nhiêu? Bài 5: Để làm giảm tần số của alen a từ 0.98 xuống 0.04 chỉ do tác động của chọn lọc pha lưỡng bội thì cần bao nhiêu thế hệ. biết không có ảnh hưởng của đột biến và các yếu tố khác ngoài chọn lọc và hệ số chọn lọc đối với KH lặn là S = 1. GIẢI Ta hiểu là quá trình CL ở đây xảy ra trong QT ngẫu phối đã có sự cân bằng. Gọi tần số alen lặn ở thế hệ ban đầu là q0 , ở thế hệ n là qn Ta có: n = 1/qn – 1/q0 = 1/0,04 – 1 / 0,98 ≈ 24 Vậy số thế hệ chọn lọc: n = 24 Bài 6:: Một gen có 2 alen,ở thế hệ xuất phát,tần số alen A = 0,2 ; a = 0,8. Sau 5 thế hệ chọn lọc loại bỏ hoàn toàn kiểu hình lặn ra khỏi quần thể thì tần số alen a trong quần thể là: A. 0,186 B. 0,146 C. 0,160 D. 0,284 công thức qn = q0/1+ nq0 = 0,16 Bài 7: Trong một quần thể đặc biệt tần số các alen trước và sau đột biến xảy ra như sau: AA Aa aa Tần số trước khi có chọn lọc (Fo) 0,25 0,5 0,25 Tần số sau khi có chọn lọc (F1) 0,35 0,48 0,17 a) Xác định giá trị thích nghi (tỉ lệ sống sót tới khi sinh sản) của các kiểu gen. b) Xác định sự biến đổi (lượng biến thiên) tần số các alen A và a sau 1 thế hệ chọn lọc. Từ đó có nhận xét gì về tác động của chọn lọc đối với các alen? Giải a) Giá trị thích nghi của các kiểu gen: 13 Kiểu gen AA: 1, 4 0, 48 0,96 0,35 = 1,4  = 1; Kiểu gen Aa = = 0,96  = 0,685; 1, 4 0, 25 1, 4 0,5 0,17 0, 68 = 0,68  = 0,485. 0, 25 1, 4 b) Lượng biến thiên tần số của các alen A và a: - Trước khi chọn lọc: p(A) = 0,5; q(a) = 0,5. Sau chọn lọc: p(A) = 0,59; q(a) = 0,41. - Lượng biến thiên: Tần số alen A: 0,59- 0,50 = 0,09; Tần số alen a: 0,41- 0,50 = - 0,09.  Chọn lọc tự nhiên đào thải alen a, bảo tồn tích luỹ alen A. Bài 8: Giá trị thích nghi của các kiểu gen trong một quần thể bướm sâu đo bạch dương như sau: Kiểu gen AA Aa aa Giá trị thích nghi 1,00 1,00 0,20 Quần thể này đang chịu tác động của hình thức chọn lọc nào? Nêu đặc điểm của hình thức chọn lọc đó. Bài 9: Giả sử 1 lôcut có 2 alen A và a, thế hệ ban đầu có tần số tương đối của alen A là p0. Quá trình đột biến làm cho A → a với tần số u = 10-5. 1 a) Để p0 giảm đi phải cần bao nhiêu thế hệ? 2 b) Từ đó em có nhận xét gì về vai trò của quá trình đột biến trong tiến hoá? Giải bài 8 Kiểu gen aa = * Quần thể đang chịu tác động của hình thức chọn lọc vận động. * Đặc điểm của hình thức chọn lọc vận động: - Diễn ra khi điều kiện sống thay đổi theo một hướng xác định  hướng chọn lọc thay đổi. - Kết quả: đặc điểm thích nghi cũ dần dần được thay thế bằng đặc điểm thích nghi mới thích nghi hơn trong hoàn cảnh mới. Giải bài 9 a)Vì đột biến diễn ra theo chiều thuận, nên ta có: pn = po (1- u)n trong đó: pn: tần số alen trội (A) ở thế hệ pn ; po: tần số alen trội (A) ở thế hệ po ; u: tốc độ đột biến theo chiều thuận; n: số thế hệ. 1 => po = po (1- 10-5)n <=> 0,5 = (1-10-5)n <=> ln0,5 = ln (1-10-5).n 2 => n = ln 0,5 ≈ 69.000 thế hệ. ln(1  105 ) b) Nhận xét về vai trò của quá trình đột biến trong tiến hóa: gây áp lực không đáng kể cho quá trình tiến hóa. Bài 10: a. Phát biểu định luật Hacđi - Vanbec. b. Một quần thể động vật giao phối có số lượng cá thể và giá trị thích nghi của các kiểu gen như sau: Kiểu gen AA Aa aa Số lượng cá thể 500 400 100 Giá trị thích nghi 1,00 1,00 0,00 - Tính tần số của alen A, a và cho biết quần thể có cân bằng di truyền không? - Quần thể trên đang bị chọn lọc theo hướng đào thải alen nào khỏi quần thể? Tốc độ đào thải alen này nhanh hay chậm? Vì sao? Alen này có mất hẳn khỏi quần thể không? Vì sao? (Biết rằng 100% số cá thể có kiểu gen aa bị chết ở độ tuổi trước sinh sản). Giải: a.Phát biểu định luật Hacdi- Vanbec b.- Tần số alen: Tỷ lệ kiểu gen trong quần thể ban đầu là: 0,50AA + 0,40 Aa + 0,10 aa Tần số alen A (pA ) = 0,50 + 0,40/2 = 0,70 Tần số alen a (qa ) = 1- 0,70 = 0,30 14 Quần thể trên không cân bằng di truyền. Giải thích. Quần thể cân bằng sẽ có tỷ lệ kiểu gen là: (pA +qA)2 = ( 0,70 + 0,30)2 = 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa =1 Quần thể này đang bị chọn lọc theo hướng đào thải alen lặn ra khỏi quần thể. Tốc độ đào thải alen này rất nhanh vì giá trị thích nghi của A =1 , giá trị thích nghi của a = 0. Alen a không mất hẳn khỏi quần thể vì gen lặn tồn tại trong cơ thể ở trạng thái dị hợp tử, nên alen a vẫn tồn tại trong quần thể. Bài 11:: Một gen có 2 alen,ở thế hệ XP,TS alen A = 0,2 ; a = 0,8. Sau 5 thế hệ chọn lọc loại bỏ hoàn toàn KH lặn ra khỏi QT thì TS alen a trong QT là: A. 0,186 B. 0,146 C. 0,160 D. 0,284 Áp dụng công thức qn = q0/1+ nq0 = 0,8/1+5x0,8 = 0,16 Bài 12: Có một đột biến lặn trên NST thường làm cho mỏ dưới của gà dài hơn mỏ trên. Những con gà như vậy mổ được rất ít thức ăn nên rất yếu ớt. Những chủ chăn nuôi thường xuyên phải loại bỏ chúng ra khỏi đàn. Khi cho giao phối ngẫu nhiên 100 cặp gà bố mẹ có mỏ bình thường, một người chủ thu được1500 gà con, trong đó có 15 con gà biểu hiện đột biến trên. Giả xử ko co đột biến mới xảy ra, hãy cho biết có bao nhiêu gà bố mẹ là dị hợp tử về ĐB trên? A. 20 B. 28 C. 32 D. 40 Gọi số cá thể bố mẹ dị hợp (Aa) = n → số cá thể ĐH (AA) = 200-n (100 cặp =200 cá thể) theo gt ta có cấu trúc của QT NP là nAa + (200-n)AA X nAa + (200-n)AA → TS q = n/2x200 = n/400 (1) theo gt thì q2 = 15/1500=1/100→q = 1/10 (2) Từ (1) và (2) → n= 40 Bài 13: Một QT ở TTCB về 1 gen gồm 2 alen A và a, trong đó P(A) = 0,4. Nếu quá trình chọn lọc đào thải những cá thể có KG aa xảy ra với áp lực S = 0,02. CTDT của QT sau khi xảy ra áp lực chọn lọc: A. 0,1612 AA: 0,4835 Aa: 0,3553 aa B. 0,16 AA: 0,48 Aa: 0,36 aa C. 0,1613 AA: 0,4830 Aa: 0,3455 aa D. 0,1610 AA: 0,4875 Aa: 0,3513 aa Ban đầu: P0 : 0,16AA +0,48Aa +0,36aa Sau khi CL→P1 = p2+2pq+q2(1-S) => 0,16AA +0,48Aa +0,36(1-0,02)aa = 0,1612AA +0,4835Aa +0,3553aa (A) Bài 14: Một QT có TS alen pA = 0,3 và qa = 0,7. Khi kích thước QT bị giảm chỉ còn 50 cá thể thì xác suất để alen trội A bị biến mất hoàn toàn khỏi QT sẽ bằng bao nhiêu? A. 0,7100 B. 0,350 C. 0,750 D. 1- 0,750 Nghĩa là QT chỉ có alen a (ở đây không phải CLTN mà xác suất do sự tổ hợp hoàn toàn ngẫu nhiên giữa các alen a với nhau) 15 XS để có một cá thể kg (aa) = 0,72 →Xác suất để 50 cá thể đều có KG aa =(0,72)50 =(0,7)100 Bài 15:Một QT có TS alen p(A) = 0,3 và q(a) = 0,7. Khi kích thước QT bị giảm chỉ còn 50 cá thể thì xác suất để alen trội A bị biến mất hoàn toàn khỏi QT sẽ bằng bao nhiêu? A. 0,7100 B. 0,350 C. 0,750 D. 1-0,750. Nghĩa là QT chỉ có alenlặn Xác suất xuất hiện 1 alen lặn= 0,7 50 cá thể có 50x2 =100 alen Vậy XS cần tìm = (0,7)100 (đáp án A) Quần thể cân bằng nên có cấu trúc: 0,09AA:0,42Aa:0,49aa Để allele A biến mất khỏi quần thể thì các kiểu gen AA, Aa đều bị loại ra khỏi quần thể, tức là 50 cá thể thu được chỉ có KG aa. Từ (1) ta có xác suất để một cơ thể có KG dị hợp là 0,49 nên 50 có thể sẽ có xác suất (0,49)^50 Câu 16: . có một đột biến lặn trên NST thường làm cho mỏ dưới của gà dài hơn mỏ trên. Những con gà như vậy mổ được rất ít thức ăn nên rất yếu ớt.Những chủ chăn nuôi thường xuyên phải loại bỏ chúng ra khỏi đàn. Khi cho giao phối ngẫu nhiên 100 cặp gà bố mẹ có mỏ bình thường, một người chủ thu được1500 gà con, trong đó có 15 con gà biểu hiện đột biến trên. Giả xử ko co đột biến mới xảy ra, hãy cho biết có bao nhiêu gà bố mẹ là dị hợp tử về ĐB trên? Đáp án 40 Gọi n là số cá thể bố mẹ dị hợp (trong số 100 cặp =200 con)→ TS q = n/2x200 = n/400 (1) theo gt thì q2 = 15/1500=1/100→q = 1/10 (2) Từ (1) và (2) → n= 40 Bài 17: Một QT thực vật tự thụ, alen A quy định khả năng mọc được trên đất nhiễm kim loại nặng, a: không mọc trên đất nhiễm kim loại nặng. QT ở P có 0,16AA: 0,48Aa: 0,36aa. Khi chuyển toàn bộ QT này trồng ở đất nhiễm kim loại nặng, sau 2 thế hệ TS của mỗi alen là: A. A = 0,728 ; a = 0,272. B. A = 0,77 ; a = 0,23. C. A = 0,87 ; a = 0,13 D. A = 0,79 ; a = 0,21. Khi chuyển toàn bộ QT này trồng ở đất nhiễm kim loại nặng thì cây có KG aa sẽ chết. Nên tần sồ của q = q0/(1+n.q0)= 0,36/(1+2.0,36) = 0.21 → p = 1-0.21 = 0.79 đáp án D V/ CÁC YẾU TỐ NGẪU NHIÊN Bài 1: Người ta thả 16 con sóc gồm 8 con đực và 8 con cái lên một hòn đảo. Tuổi sinh sản của sóc là 1 năm, mỗi con cái đẻ 6 con/năm. Nếu số lượng các cá thể trong QT vẫn bảo toàn và TL đực cái là 1 :1 thì sau 5 năm, số lượng cá thể của QT sóc là A. 4096 B. 4080 C. 16384 D. 16368 - gọi N0 là số lượng cá thể của QT ở F0 - S là số con / lứa - với TL đực cái tạo ra ở mỗi thế hệ bằng nhau và số cá thể được bảo toàn thì ta thiết lập được công thức TQ về tổng số cá thể của QT ở thế hệ Fn : Nn = N0 (S+2)n/2n = 16.384 16 Quần thể mới cũng có thể được hình thành từ một quần thể lớn vào thời điểm số lượng cá thể giảm sút ở vào thế “cổ chai’. Ví dụ: Tần số của 2 alen không chịu tác động của chọn lọc trong một quần thể lớn là 0,7 A và 0,3 a. Quần thể này bị tiêu diệt gần hết sau một trận dịch, chỉ còn lại 4 cá thể có khả năng sinh con được. Hỏi xác suất để sau một số năm quần thể có 100% cá thể là AA (giả sử không xảy ra đột biến). Lời giải: Cấu trúc di truyền quần thể là 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa = 1 Vì quần thể không bị chọn lọc và đột biến do đó từ 4 cá thể trở thành 100% AA thì 4 cá thể đó phải là AA. Xác suất 4 cá thể đều là AA là (0,49)4 = 0,0576 Vậy xác suất để sau một số năm quần thể có 100% cá thể AA là 5,76% VI/ CÁC DẠNG BÀI TẬP KHÁC C©u 11. (1 ®iÓm) Gi¶ sö cã hai hßn ®¶o X vµ Y cïng ®-îc h×nh thµnh do ®¸y ®¹i d-¬ng tråi lªn, vµo cïng mét thêi ®iÓm vµ ë cïng mét vÜ ®é. Sau mét thêi gian tiÕn ho¸ ng-êi ta thÊy trªn ®¶o X cã sè l-îng loµi sinh vËt nhiÒu h¬n so víi ë ®¶o Y. H·y thö gi¶i thÝch nguyªn nh©n dÉn ®Õn sù kh¸c biÖt vÒ sè l-îng c¸c loµi trªn 2 ®¶o ®ã. C©u 11. (1 ®iÓm) - §¶o X cã thÓ cã kÝch th-íc lín h¬n nhiÒu so víi kÝch th-íc ®¶o Y, v× thÕ sÏ nhËn ®-îc nhiÒu loµi di c- tõ ®Êt liÒn ra còng nh- cã thÓ cã nhiÒu vïng sinh th¸i kh¸c biÖt hay c¸c vïng c¸ch li ®Þa lÝ víi nhau khiÕn cho loµi míi dÔ ®-îc h×nh thµnh h¬n so víi ®¶o cã kÝch th-íc nhá. (0,5 ®iÓm) - §¶o X cã kÝch th-íc lín nªn æ sinh th¸i ®a d¹ng h¬n khiÕn sè l-îng loµi bÞ tuyÖt chñng trong qu¸ tr×nh tiÕn ho¸ do kh«ng th¾ng ®-îc trong qu¸ tr×nh c¹nh tranh còng sÏ Ýt h¬n. §iÒu nµy còng gãp phÇn lµm cho sè l-îng loµi trªn ®¶o X nhiÒu h¬n. C©u 9. H·y tr×nh bµy nh÷ng yÕu tè qui ®Þnh sù ®a h×nh di truyÒn cña quÇn thÓ sinh vËt giao phèi. C©u 9. (1,0 ®iÓm) Sù ®a h×nh di truyÒn cña quÇn thÓ sinh vËt thÓ hiÖn ë chç quÇn thÓ cã rÊt nhiÒu kiÓu gen kh¸c nhau cïng tån t¹i. Sù ®a h×nh th-êng ®-îc nhËn biÕt b»ng tÇn sè c¸c kiÓu gen dÞ hîp tö cao. C¸c yÕu tè duy tr× sù ®a h×nh di truyÒn cña quÇn thÓ lµ: - Tr¹ng th¸i l-ìng béi cña sinh vËt. C¸c sinh vËt giao phèi th-êng tån t¹i chñ yÕu ë tr¹ng th¸i l-ìng béi do vËy ®ét biÕn gen dÔ dµng tån t¹i ë tr¹ng th¸i dÞ hîp tö mµ kh«ng bÞ lo¹i th¶i bëi chän läc tù nhiªn lµm t¨ng sù ®a d¹ng di truyÒn. - -u thÕ dÞ hîp tö: Khi c¸c c¸ thÓ dÞ hîp tö cã søc sèng vµ kh¶ n¨ng sinh s¶n tèt h¬n c¸c thÓ ®ång hîp tö th× quÇn thÓ dÔ dµng duy tr× sù ®a h×nh di truyÒn. - C¸c ®ét biÕn trung tÝnh: c¸c ®ét biÕn trung tÝnh kh«ng bÞ chän läc tù nhiªn t¸c ®éng nªn gãp phÇn t¹o nªn sù ®a h×nh di truyÒn. C©u 8. Khi nghiªn cøu mét quÇn x· sinh vËt gåm c¸c loµi A, B, C, D vµ E, mét nhµ sinh th¸i häc nhËn thÊy nÕu lo¹i bá hoµn toµn loµi A ra khái quÇn x· (thÝ nghiÖm 1) th× loµi E bÞ biÕn mÊt khái quÇn x· vµ quÇn x· chØ cßn l¹i loµi B, C vµ D trong ®ã loµi B lóc nµy cã sè l-îng ®«ng h¬n nhiÒu so víi tr-íc khi thÝ nghiÖm. Trong thÝ nghiÖm 2, nhµ khoa häc nµy l¹i lo¹i bá hoµn toµn loµi C ra khái quÇn x· chØ ®Ó l¹i c¸c loµi A, B, D vµ E. Sau mét thêi gian nhµ sinh th¸i nhËn thÊy quÇn x· chØ cßn l¹i loµi A (c¸c loµi B, D vµ E bÞ biÕn mÊt hoµn toµn khái quÇn x·). H·y gi¶i thÝch c¸c kÕt qu¶ cña 2 thÝ nghiÖm trªn vµ rót ra vai trß cña c¸c loµi trong quÇn x·. C©u 8. (1,0 ®iÓm) a. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm 1 cho thÊy lo¹i bá loµi A th× loµi B l¹i trë thµnh loµi -u thÕ vµ loµi E bÞ biÕn mÊt chøng tá loµi A cã kh¶ n¨ng c¹nh tranh tèt h¬n so víi loµi B. Khi cã mÆt loµi A th× 17 loµi B kh«ng c¹nh tranh næi víi loµi A nªn sè l-îng bÞ h¹n chÕ. Khi loµi A bÞ lo¹i bá th× loµi B kh«ng bÞ khèng chÕ nªn sè l-îng ph¸t triÓn m¹nh lµm cho loµi E bÞ biÕn mÊt khái quÇn thÓ. §iÒu nµy chøng tá hai loµi B vµ E cã møc ®é trïng lÆp nhiÒu vÒ æ sinh th¸i nªn ®· cã hiÖn t-îng c¹nh tranh lo¹i trõ. Loµi B ph¸t triÓn qu¸ møc sÏ lo¹i trõ loµi E. Loµi B, C vµ D cã møc ®é trïng lÆp vÒ æ sinh th¸i Ýt nªn loµi C vµ D Ýt bÞ ¶nh h-ëng khi lo¹i trõ loµi A ra khái quÇn x·. b. Trong thÝ nghiÖm 2 khi lo¹i bá loµi C th× quÇn x· chØ cßn l¹i loµi A. §iÒu nµy chøng tá loµi C cã vai trß khèng chÕ mËt ®é quÇn thÓ cña loµi A vµ loµi A cã kh¶ n¨ng c¹nh tranh cao nhÊt so víi c¸c loµi kh¸c trong quÇn x·. Loµi A cã æ sinh th¸i trïng lÆp víi æ sinh th¸i cña c¸c loµi B, D vµ E nªn khi kh«ng bÞ loµi C khèng chÕ loµi A cã kh¶ nan-g c¹nh tranh cao nªn ®· tiªu diÖt c¸c loµi cßn l¹i. Câu 32. Nhằm định lượng mức độ đa dạng di truyền của một loài thực vật có nguy cơ tuyệt chủng, người ta tiến hành phân tích biến dị di truyền ở các tiểu quần thể (I – IV) ở mức độ protein. Tiểu quần thể I có số cá thể lớn nhất trong loài này, trong khi đó số cá thể ở mỗi tiểu quần thể II, III và IV đều bằng 1/7 số cá thể của tiểu quần thể I. Từ mỗi tiểu quần thể, người ta lấy ra 5 cá thể làm mẫu thí nghiệm. Sơ đồ dưới đây mô tả kết quả phân tích điện di protein. Kiểu hình băng điện di ở mỗi làn, biểu hiện sự có mặt của các alen F và/hoặc S, cho biết kiểu gen của mỗi cá thể ở một locut được phân tích. Tiểu quần thể I Tiểu quần thể II Tiểu quần thể III Tiểu quần thể IV a) Hãy ước tính tần số alen F của loài này. Trả lời: Cách tính: ____0,34 hoặc 34% ____ 0,40,7 + 0,30,1 + 0,20,1 + 0,10,1 = 0,28 + 0,03 + 0,02 + 0,01 = 0,34 b) Tiểu quần thể nào biểu hiện mức độ cách ly cao nhất? Trả lời (bằng cách điền dấu  vào phương án đúng): I II III IV  18 c) Sau một số thế hệ, người ta phát hiện thấy tần số alen F thay đổi ở các tiểu quần thể II, III và IV rõ rệt hơn so với tiểu quần thể I. Nhiều khả năng sự thay đổi này là do A. Các yếu tố ngẫu nhiên C. Đột biến gen B. Di cư D. Chọn lọc tự nhiên Câu 33. Các đảo thường được coi là “các địa điểm thí nghiệm” cho các nghiên cứu về tiến hóa sinh học và tập hợp quần xã. Sơ đồ dưới đây biểu diễn hai cây phát sinh chủng loại, mỗi cây có 9 loài (a – i và j – r) và các tập hợp quần xã trên 6 đảo khác nhau. Các đặc tính kiểu hình (tính trạng) của mỗi loài được biểu diễn bằng kích cỡ và màu khác nhau. Đảo 1 Đảo 2 Đảo 3 Đảo 4 Đảo 5 Đảo 6 Giải thích nào dưới đây là phù hợp khi nói về các cơ chế tập hợp quần xã diễn ra trên những hòn đảo này? Hãy chọn các phương án đúng trong số các phương án từ A đến H dưới đây. Ph. án Các đảo A 1, 2, 3 B 1, 2, 3 C 4, 5, 6 D 4, 5, 6 E 4, 5, 6 F 1, 2, 3 G 4, 5, 6 1, 2, 3 so với 4, 5, 6 H Cấu trúc di truyền và tiến Tương tác sinh thái giữa các hóa của các loài loài Có quan hệ di truyền và tiến Cạnh tranh loại trừ diễn ra ở các loài hóa gần nhau con cháu Tiến hóa kiểu thích nghi Sự phân hóa ổ sinh thái ở các loài con tỏa tròn cháu Tiến hóa kiểu thích nghi tỏa Sự gối lên nhau - trùng một phần - của tròn các ổ sinh thái ở các loài con cháu Sự hình thành loài tại cùng Sự phân hóa ổ sinh thái cùng với quan khu vực phân bố hệ cạnh tranh Các loài xa nhau về di Sự phân hóa ổ sinh thái cùng với quan truyền và tiến hóa hệ cạnh tranh Thường gặp ở các đảo giữa đạii dương nhiều hơn so với các đảo thông với đất liền Thường gặp ở các đảo cách ly nhiều hơn ở các đảo gần đất liền Các quần xã trên các đảo 4, 5 và 6 dễ bị tác động do sự nhập cư của một loài xa lạ hơn so với các quần xã trên các đảo 1, 2 và 3 19