Tài liệu Iv.dth quần thể

DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ GV: NGUYỄN THỊ HUỲNH HOA_ TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN QUANG DIÊU A. QUẦN THỂ TỰ PHỐI 1. Xác định sự thay đổi tần số kiểu gen dị hợp tử sau n thế hê ê tự thụ phấn. Áp dụng công thức: Mô ôt quần thể ban đầu có 100% dị hợp tử, sau n thế hê ô tự thụ phấn thì tỉ lê ô kiều gen dị hợp tử giảm xuống còn (1/2)n x 100%. Ví dụ. Giả sử ta có mô ôt quần thể cây đâ ôu Hà Lan gồm toàn cây cây dị hợp tử Aa. Tỉ lê ô kiểu gen của dị hợp tử trong quần thể sẽ là bao nhiêu nếu quần thể đó tự thụ phấn qua 3 thế hê ô. Giải 3 Sau 3 thế hê ô tự thụ phấn, tỉ lê ô kiểu gen trong quần thể sẽ là (1/2) x100% = 12,5%. 2. Xác định sự thay đổi tần số kiểu gen trong quần thể sau n thế hê ê tự thụ phấn. Tỉ lê ô tăng lên của các kiểu gen đồng hợp tự trong quần thể đúng bằng tỉ lê ô giảm đi của kiểu gen dị hợp (h – h × (1/2)n) Tỉ lê ô mỗi kiểu gen đồng hợp bằng ½ tỉ lê ô giảm của kiểu gen dị hợp (hx (1-(1/2)n)/2). → Giả sử quẩn thể ban đầu có tần số các kiểu gen lần lượt là dAA + hAa + r aa thì tần số các kiểu gen sau n thế hê ô tự thụ phấn là + Aa = ( 1 n ) h 2 + AA = d + + aa = r + 1 n ) h 2 2 1 ( 1 n ) h 2 2 1 ( Ví dụ 1. Mô ôt quần thể khởi đầu có tần số các kiểu gen AA, Aa và aa lần lượt là 0,5; 0,4; 0,1. Xác định tần số các kiểu gen trong quần thể sau 2 thế hê ô tự thụ phấn? Giải Tần số kiểu gen AA sau 2 thế hê ô quần thể tự thụ phấn là 0,5 + 0,4 × (1-(1/2)2)/2 = 0,65 Tần số kiểu gen Aa sau 2 thế hê ô quần thể tự thụ phấn là 0,4 × (1/2)2 = 0,1 Tần số kiểu gen aa sau 2 thế hê ô quần thể tự thụ phấn là 0,1 + 0,4 × (1-(1/2)2)/2 = 0,25 Ví dụ 2. Ở ngô, tính trạng hạt đỏ là trô ôi hoàn toàn so với tính trạng hạt trắng. Có 2 cây ngô tự thụ phấn, 1 cây mang kiểu gen Aa, 1 cây mang kiểu gen aa. Mỗi cây tạo được 2 bắp, mỗi bắp trung bình 200 hạt. Tính chung khi thu hoạch có bao nhiêu hạt đỏ, bao nhiêu hạt trắng? Giải Ta có thành phần kiểu gen của quần thể trước thụ phấn là 0,5Aa : 0,5aa. Sau 1 thế hê ô tự thụ phấn, thành phần kiểu gen của quần thể là AA : 0 + 0,5 × (1-(1/2)1)/2 = 0,125 1 Aa : 0,5 × (1/2)1 = 0,25 aa : 0,5 + 0,5 × (1-(1/2)1)/2 = 0,625 Tổng số hạt thu được sau 1 thế hê ô tự thụ phấn là: 2 × 2 × 200 = 800 (hạt). Trong đó số hạt đỏ (có kiểu gen AA và Aa) là: (0,125 + 0,25) × 800 = 300 Số hạt trắng (có kiểu gen aa) là: 0,625 × 800 = 500 B. QUẦN THỂ NGẪU PHỐI 1. Xác định mô êt quần thể có ở trạng thái cần bằng di truyển hay không? Có 2 cách xác định.  Cách 1. Quần thể dAA + hAa + raa cân bằng di truyền khi: d.r = ( 2 Ví dụ. Cho các quần thể có cấu trúc di truyền sau: Quần thể 1: 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa Quần thể 2: 0,5 AA + 0,4 Aa + 0,1 aa Các quần thể trên có ở trạng thái cân bằng hay không? Giải 2 Xét quần thể 1. Ta có: 0,64 × 0,04 = ( Xét quần thể 2. Ta có: 0,5 × 0,1 ≠ ( 2 → Quần thể 1 cân bằng. → Quần thể 2 không cân bằng.  Cách 2. Mô t quần thể cân bằng khi có cấu trúc di truyền: p2AA + 2pqAa + q2 ô (trong đó p là tần số alen A, q là tần số alen a). Ví dụ. Cho các quần thể có cấu trúc di truyền sau: Quần thể 1. 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09aa Quần thể 2. 0,7 AA + 0,2 Aa + 0,1aa Các quần thể trên có ở trạng thái cân bằng di truyền không? Giải -Xét quần thể 1. Ta có pA = 0,49 + (0,42/2) = 0,7 ; qa = 0,09 + ( 0,42/2) = 0,3 Quần thể có pA = 0,7 ; qa = 0,3 cân bằng di truyền khi có cấu trúc (0,7)2AA + 2×0,7×0,3Aa + (0,3)2aa hay 0,49AA + 0,42Aa + 0,9aa, chính là cấu trúc di truyền của quần thể 1. → Quần thể 1 cân bằng di truyền. -Xét quần thể 2. Ta có pA = 0,7 + (0,2/2) = 0,8 ; qa = 0,1 + (0,2/2) = 0,2 Quần thể có pA = 0,8 ; qa = 0,2 cân bằng di truyền khi có cấu trúc (0,8)2AA + 2×0,8×0,2Aa + (0,2)2aa hay 0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa, khác với cấu trúc di truyền của quần thể 2. → Quần thể 2 không cân bằng di truyền. 2 2. Xác định tần số các alen khi biết tần số của các kiểu gen trong quần thể cân bằng di truyền Khi mô ôt quần thể ở trạng thái cân bằng thì cấu trúc di truyền của nó ở dạng p2AA + 2pqAa + q2aa. Do vâ ôy tần số alen được xác định đơn giản dựa vào vao tần số kiểu gen đồng hợp. PA = ; qa = Ví dụ. Mô ôt quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền có cấu trúc 0,81AA + 0,18Aa + 0,01aa. Xác định tần số alen A và a trong quần thể. Giải Tần số A: PA = = 0,9. Tần số a: qa = = 0,1 (hay qa = 1 – 0,9) * Lưu y: trong nhiều trường hợp, bài toán không cho toàn bô ô tần số của các kiểu gen mà chỉ cho tần số của các kiểu gen đồng hợp lă n dưới hình thức cho tỉ lê ô kiểu hình lă n trong ô ô quần thể. Khi đó, ta xác định tần số alen lă n trước rồi vâ ôn dụng công thức p + qa = 1để ô A xác định tần số alen trô ôi. 3. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối khi biết các tần số alen. Ví dụ. Mô ôt quần thể ngẫu phối có tần số alen ở cả 2 giới PA = 0,8 và qa = 0,2. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể sau mô t thế hê ô ngẫu phối? ô Giải Khi quâân thê ngââu phôôi co sư tô h ơp c ua cac giao tư v ơi tâân sôô alen đ ươc th ê hi êên trong b ang sau: ♂ ♀ 0,8A 0,2a 0,8A 0,2a 0,64AA 0,16Aa 0,16Aa 0,04aa Vâ ôy cấu trúc di truyền của quần thể là 0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa. C. MỘT SỐỐ CỐNG THỨC KHÁC: 1. Co giao tư đưc và cai khac nhau (gen trên NST thường) - Qua 2 thêô hệ QT ngââu phôôi mơi cân bằâng - alen cân bằâng = trung bình cộng cua alen đưc và cai Co giao tư đưc và cai khac nhau (gen trên NST X không co trên Y) - Qua nhiêâu thêô hệ QT ngââu phôôi mơi cân bằâng 2. Công thức tnh kiêu gen a. 1 gen co r alen 3 - Nằâm trên NST thường: KG đôâng hơp: r; KG dị hơp: C2r  KG: r + C2r - Nằâm trên NST giơi tnh: + X, không alen trên Y: KG là 2r + C2r + Y, không alen trên X: KG là r + 1 + X, co alen trên Y: 2r + 3C2r b. 2 gen, gen 1 co r1 alen, gen 2 co r2 alen - Nêôu 2 gen này nằâm chung trên 1 NST: Thì tm alen lơn chung R = r 1x r2 rôâi sư dụng cac công thức tương tư như trên (xét 1 gen) + TD: Gen 1 co 2 alen A, a (r1 = 2) và gen 2 co 2 (r2 = 2) alen B, b  R = 2x 2 = 4 (A, a).(B, b) = AB, Ab, aB, ab - Nêôu 2 gen này nằâm riêng trên 2 NST khac nhau: KG cua gen 1 x KG c ua gen 2 D. MÔêT SỐ DẠNG BÀI TÂêP NÂNG CAO VỀ DI TRUYỀN QUẨN THỂ 1. Xác định số kiểu gen trong quần thể a. khi các gen nằm trên NST thường. Nếu gen 1 có n1 alen, gen 2 có n2 alen… gen n có nn alen, và các gen phân li đô ôc lâ p ô thì Tổng số kiểu gen trong quần thể về n gen là × ×…× - Số kiểu gen đồng hợp về n gen là - Số gen dị hợp về n gen là × ×…× × ×…× Ví dụ. Ở mô ôt loài thực vâ ôt, gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen 3 có 4 alen. Giả sử mỗi gen nói trên nằm trên 1 că ôp NST. Số kiểu gen tối đa có thể có trong quần thể về 3 gen trên là bao nhiêu? Giải Số kiểu gen tối đa có thể trong quần thể là × × = 180. Nếu gen 1 có n1 alen, gen 2 có n2 alen… gen n có nn alen và liên kết với nhau trên mô ôt NST thì số kiểu gen trong quần thể vể n gen là - Số kiểu gen đồng hợp về n gen là × ×…× b. Khi các gen nằm trên NST giới tính * Khi các gen nằm trên NSTgiới tính X. 4 - Nếu mô ôt gen có n alen và nằm trên NST X thì + Số kiểu gen ở giới đồng giao là: + Số kiểu gen ở giới dị giao tử là: n + Số kiểu gen tối đa có thể có trong quần thể là: - Nếu gen 1 có n1 alen, gen 2 có n2 alen… gen n có nn alen và liên kết với nhau trên mô ôt NST X thì + Số kiểu gen ở giới đồng giao là + Số kiểu gen ở giới dị giao tử là × ×…× + Số kiểu gen tối đa có thể có trong quần thể là * Khi các gen nằm trên NST giới tính Y. - Nếu mô ôt gen có n alen và nằm trên NST giới tính Y thì số kiểu gen tối đa có thể tạo ra trong quần thể là n +1 - Nếu gen 1 có n1 alen, gen 2 có n2 alen… gen n có nn alen và liên kết với nhau trên mô ôt NST Y thì số kiểu gen tối đa có thể có trong quần thể về các gen đó là × ×…× +1 Ví dụ 1. Ở ruồi giấm, gen 1 có 2 alen, gen 2 có 3 alen, gen 3 có 4 alen, gen 4 có 2 alen. Giả sử gen 1 và 2 nằm trên că ôp NST số I, gen 3 nằm trên că ôp NST số II, gen 4 nằm trên NST giới tính X. số kiểu gen tối đa có thể có trong quần thể về 4 gen trên là bao nhiêu? Giải Số kiểu gen tối đa có thể có trong quần thể là 2. Xác định tần số các alen và tần số các kiểu gen khi các gen nằm trên NST giới tính X. * Khi tần số các alen bằng nhau ở 2 giới và quần thể cân bằng. - Tần số các alen bằng tần số các kiểu gen ở giới dị giao tử. - Tần số các kiểu gen ở giới đồng giao là p2 XAXA + 2pq XAXa + q2 XaXa - Tần số các kiểu gen ở giới dị giao tử: p XAY + q XaY Ví dụ. Bê nh mù màu do gen lă n nằm trên NST X gây ra. Cho biết trong quần thể người, ô ô tần số nam bị mù màu là 0,08. Tỉ lê ô 3 kiểu gen nữ trong quần thể là bao nhiêu? Giải Tần số các alen giới tính nam chính bằng tần số các kiểu gen nên ta có qXa = 0,08 ; pXA = 1- 0,08 = 0,92 5 Tần số các kiểu gen ở giớ nữ khi đó là 0,922 XAXA + 2×0,92×0,08 XAXa + 0,082 XaXa 3. Định luâ êt Hacdi – Vanbec cho các gen có nhiều alen Khi cần xác định giá trị các kiểu gen ở trang thái cân bằng cho 3 hay nhiều alen, chúng ta phải coi các alen là thành phần của mô ôt đa thức. Cụ thể, nếu mô ôt locut gen có 3 alen A1, A2 và A3 với tần số tương ứng là p, q và r và tần các kiểu gen ở trạng thái cân bằng là kết triển khai của tam thức ( p + q + r ) 2 các tần số đó là p2A1A1+ q2 A2A2 + r2A3A3 + 2pqA1A2+ 2qrA2A3 + 2rpA3A1 Tương tự, công thức tổng quát để xác định trạng thái cân bằng cho mô ôt gen của n alen, kí hiê u là A1, A2, A3… An với tần số tương ứng là p1, p2, p3…pn là kết quả khai triển ô của biểu thức (p1 + p2 + p3+…+pn)2 Ví dụ . Sự di truyền nhóm máu A, B, AB và O ở người đo 3 alen chi phối là I A, IB và IO, trong đó. Kiểu gen IAIA qui định nhóm máu A Kiểu gen IBIB, IBIO qui định nhóm máu B Kiểu gen IAIB qui định nhóm máu AB Kiểu gen IOIO qui định nhóm máu O Giả thiết trong mô t quần thể người, tần số tương đối của các nhóm máu là: nhóm máu A: ô 0,36; nhóm máu B: 0,23; nhóm máu AB: 0,08; nhóm máu O: 0,33. Hãy xác định tần số tương đối của các alen qui định nhóm máu. Giải Gọi tần các alen IA, IB và IO lần lượt là p, q và r. Ta có tần số các kiểu gen trong quần thể ở trạng thái cân bằng tương ứng với cái tần số sau: (pIA + qIB + rIO)2 = p2 IAIA+ q2 IBIB + r2 IOIO + 2pq IAIB + 2qr IBIO + 2rp IAIO Theo bài ra ta có hê ô phương trình. p2 + 2pr = 0,36 q2 + 2qr = 0,23 2pq = 0,08 r2 = 0,33 → r = 0,57; p = 0,26; q = 0,17 6