PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TIẾN HÓA
(Chủ yếu là các bài tập liên quan đến bài 37 SGK nâng cao: Các nhân tố tiến hóa)
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
A1, A2, A3 ...
An) và đây chính là nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hoá.
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
1
- 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.
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:
+Tần số alen a :
qa =
u
3v
=
= 0,75
u + v 3v + u
+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?
2
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.
a) Để p0 giảm đi
1
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 )
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 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 = M (P - p)
3
- ∆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 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
a)
Các
hình
thức
di-nhập
gen:
2.
- 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
4
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
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.
5
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 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 (Aa)
gấp 5 lần tần số đột biến nghịch (aA). 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
0,5 điểm
thực vật là: 0,5x 60 = 30 cá thể.
Vậy tổng cá thể mang alen A của quần thể sóc trong vườn thực vật sau
6
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
192
Tần số alen A =
= 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:
m=
(q − q ' )
(q ' − mqm ) (0,5625 − 0,1x0, 2575)
q =
=
≈ 0,5964
( q − qm )
(1 − m)
1 − 0,1
1 điểm
1 điểm
0,5 điểm
1 điểm
Vậy tần số alen (a) là: 0,5964
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
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
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
Do đó tần số alen nhanh trong quần thể mới là p=
1080 + 36
=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
8
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:
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)
9
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 áp lực chọn lọc:
B. 0,16 AA: 0,48 Aa: 0,36 aa
A. 0,1612 AA: 0,4835 Aa: 0,3551 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).
10
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% (wA = 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 Wa = 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:
+ Tốc độ thay đổi tần số alen A:
+ ∆q = q1 − q =
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=
=
1 − Sq
1 − Sq
1 − Sq
11
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 2
p
hệ xuất phát
2pq
q2
1
- Giá trị thích nghi
1
1-S
1
- Đóng góp vào vốn
gen chung tạo ra thế p
hệ sau:
2
- Tổng số kiểu hình
p2
1 - Sq 2
sau chọ lọc
2pq
q (1-S)
= p2+2pq+q2(1-S)
=1-Sq2
2pq
1 - Sq 2
q 2 (1 - S)
1 - Sq 2
1
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 = p1 − p =
p
p − p + Spq 2
Spq 2
−
p
=
=
1 - Sq 2
1 - Sq 2
1 - Sq 2
Tổng số alen a sau chọn lọc:
q1 =
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 + Sq 3 − 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 :
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.
12
q0
q0
q0
q0
q0
q
q
1 + q0
1 + q0
q1 = 0 ; q2 = 1 =
=
=
;q =
;q =
1 + 2q0 1 + 2q0 3 1 + 3q0 n 1 + nq0
1 + q0
1 + q1 1 + q0
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
2
2
2
p1
2p1q1
q1
p0 + p0q0 / p0 + 2p0q0 =
p0q0 / p02+ 2p0q0 =
1
p0 + q0 / p0 + 2q0
q0 / p0 + 2q0
2
2
2
2
p2
2p2q2
q2
p1 + p1q1 / p1 + 2p1q1 =
p1q1 / p12+ 2p1q1 =
2
p0 + 2q0 / p0 + 3q0
q0 / p0 + 3q0
2
2
2
2
p2q2 / p22+ 2p2q2 =
p3
2p3q3
q3
p2 + p2q2 / p2 + 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.
13
* 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
. Nếu S = 1 → p = u nghĩa là A gây chết. Lúc này tần số
S
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 q2 → tần số alen a bị đào thải là: q2
.S
Vậy quần thể cân bằng khi: u = q2 . S → q2 =
u
→q=
S
u
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:
0,16
0,3528
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
14
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
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
15
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:
Kiểu gen AA:
Kiểu gen aa =
0, 35
1, 4
0, 48
0, 96
= 1,4
= 1; Kiểu gen Aa =
= 0,96
= 0,685;
0, 25
1, 4
0,5
1, 4
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.
a) Để p0 giảm đi
1
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
* 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.
16
- 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
1,00
1,00
0,00
nghi
- 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
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
0,160
B. 0,146
D. 0,284
C.
Áp dụng công thức qn = q0/1+ nq0 = 0,8/1+5x0,8 = 0,16
17
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
0,3513 aa
D. 0,1610 AA: 0,4875 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)
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
18
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
19
- 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
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.
20
- Xem thêm -