Bên cạnh di truyền tự phối, quần thể có thể thực hiện ngẫu phối và được gọi là di truyền của quần thể ngẫu phối. Đây là quá trình di truyền diễn ra trong quần thể với sự kết hợp ngẫu nhiên của gen từ các cá thể. Điều này tạo nên sự đa dạng và thay đổi gen trong quần thể, góp phần vào tiến hóa và thích nghi của các loài sinh vật. Vậy cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phối có đặc điểm gì cần lưu ý? Công thức tính như thế nào? Mời các em tham khảo qua bài viết sau: Show
1. Di truyền quần thể ngẫu phốiQuần thể sinh vật được gọi là ngẫu phối khi các cá thể trong quần thể lựa chọn bạn tình để giao phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên. 2. Đặc điểm cấu trúc di truyền quần thể ngẫu phốiTrong quần thể ngẫu phối, các cá thể có kiểu gen khác nhau kết đôi với nhau một cách ngẫu nhiên. Ngoài ra, trong quần thể, một gen có thể có rất nhiều alen khác nhau. Tạo nên một lượng biến dị di truyền rất lớn trong quần thể làm nguồn nguyên liệu cho quá trình tiến hóa và chọn giống. Quần thể ngẫu phối trong những điều kiện nhất định có thể duy trì tần số các kiểu gen khác nhau trong quần thể một cách không đổi. Như vậy, một đặc điểm quan trọng của quần thể ngẫu phối là duy trì được sự đa dạng di truyền của quần thể. 3. Trạng thái cân bằng di truyền quần thể ngẫu phối3.1. Nội dung định luật Hacđi - VanbecTrong một quẩn thể ngẫu phối kích thước lớn, nếu như không có các yếu tố làm thay đổi tần số alen thì thành phần kiểu gen của quần thể sẽ duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác theo đẳng thức Ví dụ: Trong quần thể, xét 1 gen chỉ có 2 loại alen là A và a : tần số của alen trội; : tần số của alen lặn và : tần số kiểu gen AA; : tần số kiểu gen Aa và là tần số kiểu gen aa 3.2. Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền
Trong các điều kiện này thì điều kiện các cá thể trong quần thể phải giao phối với nhau một cách ngẫu nhiên là điều kiện cơ bản nhất. 3.3. Mặt hạn chế của định luật
3.4. Ý nghĩa của định luật Hacđi - Vanbec3.4.1. Về mặt lý luận
3.4.2. Về mặt thực tiễn
4. Công thức di truyền quần thể ngẫu phốiQuần thể cân bằng thỏa hằng đẳng thức: Ví dụ: Trong quần thể gen chỉ có 2 loại alen là A và a : tần số của alen trội; : tần số của alen lặn và là tần số kiểu gen AA ; là tần số kiểu gen Aa và là tần số kiểu gen aa Với P:d(AA):h(Aa):r(aa) Tính tần số alen Tính tần số alen Kiểm tra sự cân bằng của quần thể Nếu quần thể đạt trạng thái cân bằng thì ; ; Nếu quần thể chưa đạt trạng thái cân bằng thì d chỉ là tần số của kiểu gen AA; h chỉ là tần số của kiểu gen Aa và r chỉ là tần số của kiểu gen aa. 5. Bài tập vận dụng cấu trúc di truyền ngẫu phốiCâu 1: Một quần thể có cấu trúc di truyền 0,04 AA + 0,32 Aa + 0,64 aa = 1. Tần số tương đối của alen A, a lần lượt là:
P: d(AA) = 0,04; h(Aa) = 0,32; r(aa) = 0,64 Tính tần số alen Tính tần số alen Tần số tương đối của alen Tần số tương đối của alen Đáp án D Câu 2: Xét một quần thể có 2 alen (A, a). Quần thể khởi đầu có số cá thể tương ứng với từng loại kiểu gen là: 65AA:26Aa:169aa. Tần số tương đối của mỗi alen trong quần thể này là:
Cách 1: Toàn bộ quần thể có 260 cây chứa alen khác nhau của gen quy định màu hoa, trong đó có 65 cây có kiểu gen AA, 26 cây có kiểu gen Aa và 169 cây có kiểu gen aa. Tổng số alen A trong quần thể: Tổng số alen a trong quần thể: Tần số alen Tần số alen Cách 2: Tỉ lệ các kiểu gen Tần số kiểu gen: 0,25 AA:0,1 Aa:0,65aa. Tần số alen Tần số alen Đáp án A Câu 3: Khi P tự thụ phấn liên tiếp qua 3 thế hệ, theo lý thuyết, trong tổng số cây thân cao ở F3, cây mang kiểu gen dị hợp tử chiếm tỷ lệ?Một quần thể thực vật lưỡng bội, alen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy định thân thấp. Ở thể hệ xuất phát (P) có cấu trúc di truyền 0,5AA:0,4Aa:0,1 aa.
P: 0,5AA:0,4Aa:0,1 aa và (n = 3) Trong tổng số cây thân cao ở , cây mang kiểu gen dị hợp tử chiếm tỷ lệ: Đáp án B Câu 4: Theo định luật Hardy - Weinberg, có bao nhiêu quần thể sinh vật ngẫu phối sau đây đang ở trạng thái cân bằng di truyền?(1) 0,5AA : 0,5aa. (2) 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa. (3) 0,2AA : 0,6Aa: 0,2aa. (4) 0,75AA : 0,25aa. (5) 100% AA. (6) 100% Aa.
Quần thể (2) Quần thể (5) Chỉ có quần thể (2) , (5) là thỏa điều kiện Đáp án A Câu 5: Một quần thể (P) có 60 cá thể AA; 40 cá thể Aa; 100 cá thể aa. Cấu trúc di truyền của quần thể sau một lần ngẫu phối là:
Tỉ lệ các kiểu gen là: Tần số kiểu gen P: 0,3 AA:0,2 Aa:0,5aa. Nhận thấy khác 1 Quần thể này chưa cân bằng di truyền. Sau khi ngẫu phối thì sẽ đạt trạng thái cân bằng di truyền. Tần số alen Tần số alen QT ngẫu phối : 0,4²(AA):2.0,4.0,6(Aa):0,6²(aa) \=0,16AA:0,48Aa:0,36aa Đáp án C Câu 6: Một quần thể có 1050 cá thể AA, 150 cá thể Aa và 300 cá thể aa. Nếu lúc cân bằng, quần thể có 6000 cá thể thì số cá thể dị hợp trong đó là:
Tổng số cá thể trong quần thể: 1050 + 150 + 300 = 1500 Thành phần kiểu gen P: 0,7AA:0,1Aa:0,2aa Nhận thấy khác 1,0 Quần thể chưa cân bằng Để quần thể đạt trạng thái cân bằng, các cá thể trong quần thể ngẫu phối. Tần số tương đối của Tần số tương đối của Quần thể ngẫu phối sẽ đạt trạng thái cân bằng và thỏa đẳng thức: p²(AA)+2pq(Aa)+q²(aa)=1,0 : 0,75²(AA)+2.0,75.0,25(Aa)+0,252(aa)=1 : 0,5625AA:0,375Aa:0,0625aa Số cá thể dị hợp trong quần thể khi đạt trạng thái cân bằng và có 6000 cá thể: Đáp án D Câu 7: Một quần thể ở trạng thái cân bằng Hardy-Weinberg có 2 alen D, d ; trong đó số cá thể dd chiếm tỉ lệ 16%. Tần số tương đối của mỗi alen trong quần thể là bao nhiêu?
Quần thể cân bằng di truyền có cấu trúc thỏa đẳng thức: p²(DD)+2pd(Dd)+q²(dd)=1,0 Đáp án D Câu 8: Một quần thể đang cân bằng về mặt di truyền, trong đó kiểu gen AA bằng 9 lần kiểu gen aa. Tỉ lệ kiểu gen dị hợp Aa của quần thể là:
Quần thể cân bằng di truyền có cấu trúc thỏa đẳng thức: p²(AA)+2pq(Aa)+q²(aa)=1,0 Mà p + q = 1,0 p = 0,75 ; q = 0,25 2pq = 2 .0,75 .0,25 = 0,375 Tỉ lệ kiểu gen dị hợp Aa của quần thể = 37,5% Đáp án B Trên đây là lý thuyết và bài tập chuyên đề cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối. VOH Giáo dục hy vọng rằng sẽ giúp các em hiểu về sự kết hợp ngẫu nhiên của gen trong quần thể và cách di truyền diễn ra. Cũng như có nguồn tài liệu hữu ích phục vụ các em trong quá trình ôn tập và giải bài tập liên quan đến chuyên đề. |