PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ Phần 1: CÁC CÔNG THỨC CẦN NHỚ I. QUẦN THỂ NỘI PHỐI (Tự thụ phấn, tự phối) Xét 1 gen gồm 2 alen A và a. Giả sử QT ban đầu có 100%Aa với n: số thế hệ tự phối. -Nếu 1 quần thể chỉ có 1 kiểu gen đồng hợp (AA hoặc aa) thi quần thể đó thụ phấn không bị thoái hóa. Tỉ lệ KG dị hợp qua n lần tự phối = 1 2 n Tỉ lệ KG đồng hợp mỗi loại (AA = aa) qua n lần tự phối = 1 1 2 2 n *Chú ý: Nếu quần thể ban đầu không phải là 100% Aa mà có dạng: xAA + yAa + zaa = 1 qua n thế hệ tự phối thì ta phải tính phức tạp hơn. Lúc này, tỉ lệ KG Aa, AA, aa lần lượt là: Aa = 1 2 n . y AA = x + 1 1 2 2 n . y aa = z + 1 1 2 2 n . y II. QUẦN THỂ NGẪU PHỐI: ( Định luật Hacđi-Vanbec ) Ta có: xAA + yAa + zaa = 1 ; Nếu gọi p là tần số alen A, q là tần số alen a thì: pA = x + 2 y ; qa = z + 2 y 1. Nội dung định luật: Khi xảy ra ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân bằng theo định luật Hacđi -Vanbec. Khi đó thoả mãn đẳng thức: p 2 AA + 2pqAa + q 2 aa = 1, QT cân bằng p + q = 1 2. Kiểm tra sự cân bằng của quần thể : Nếu p 2 x q 2 = 2 2 2 pq quần thể cân bằng. Nếu : p 2 x q 2 # 2 2 2 pq Quần thể không cân bằng 3. Trường hợp gen đa alen: Ví dụ: Quần thể Người: ( 1 gen có 3 alen – Người có 4 nhóm máu: A, B, AB, O ) Gọi : p(I A ); q(I B ), r(I O ) lần lượt là tần số tương đối các alen I A , I B , I O . Ta có : p + q + r = 1
13
Embed
PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ222.255.28.81/data/file/2018/09/11/bai-tap-di... · PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ
Phần 1: CÁC CÔNG THỨC CẦN NHỚ
I. QUẦN THỂ NỘI PHỐI (Tự thụ phấn, tự phối)
Xét 1 gen gồm 2 alen A và a. Giả sử QT ban đầu có 100%Aa với n: số thế hệ tự
phối.
-Nếu 1 quần thể chỉ có 1 kiểu gen đồng hợp (AA hoặc aa) thi quần thể đó thụ
phấn không bị thoái hóa.
Tỉ lệ KG dị hợp qua n lần tự phối = 1
2
n
Tỉ lệ KG đồng hợp mỗi loại (AA = aa) qua n lần tự phối =
11
2
2
n
*Chú ý: Nếu quần thể ban đầu không phải là 100% Aa mà có dạng: xAA + yAa + zaa
= 1 qua n thế hệ tự phối thì ta phải tính phức tạp hơn. Lúc này, tỉ lệ KG Aa, AA, aa lần
lượt là:
Aa =
1
2
n
. y AA = x +
11
2
2
n
. y aa = z +
11
2
2
n
. y
II. QUẦN THỂ NGẪU PHỐI: ( Định luật Hacđi-Vanbec )
Ta có: xAA + yAa + zaa = 1 ; Nếu gọi p là tần số alen A, q là tần số alen a thì:
pA = x + 2
y; qa = z +
2
y
1. Nội dung định luật:
Khi xảy ra ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân bằng theo định luật Hacđi-Vanbec.
Khi đó thoả mãn đẳng thức: p2AA + 2pqAa + q2aa = 1, QT cân bằng p + q = 1
2. Kiểm tra sự cân bằng của quần thể :
Nếu p2 x q2 = 2
2
2
pq
quần thể cân bằng.
Nếu : p2 x q2 # 2
2
2
pq
Quần thể không cân bằng
3. Trường hợp gen đa alen:
Ví dụ: Quần thể Người: ( 1 gen có 3 alen – Người có 4 nhóm máu: A, B, AB, O )
Gọi : p(IA); q(IB), r(IO) lần lượt là tần số tương đối các alen IA, IB, IO .
Ta có : p + q + r = 1
Nhóm máu A B AB O
Kiểu gen
IA IA + IA IO
IB IB + IBI0
IA IB
IO IO
Tần số kiểu gen
p2 + 2 pr q2 + 2 pr 2pq r2
III. GEN TRÊN NST GIỚI TÍNH
Đối với 1 locus trên NST giới tính X có 2 alen sẽ có 5 kiểu gen: A AX X , A aX X , a aX X , AX Y , aX Y
Các cá thể cái có 2 alen trên NST X vì vậy khi xét trong phạm vi giới cái thì tần số
các kiểu gen A AX X , A aX X , a aX X được tính giống trường hợp các alen trên NST
thường, có nghĩa là tần số các kiểu gen ở trạng thái cân bằng Hacdi – Vanbec là:
p2 A AX X + 2pq A aX X + q2 a aX X = 1.
Các cá thể đực chỉ có 1 alen trên X nên tần số các kiểu gen ở giới đực
p AX Y + q aX Y =1. (Khi xét chỉ trong phạm vi giới đực).
Vì tỉ lệ đực : cái là 1: 1 nên tỉ lệ các kiểu gen trên mỗi giới tính phải giảm đi một
nửa khi xết trong phạm vi toàn bộ quần thể, vì vậy ở trạng thái cân bằng quần thể Hacdi
– Vanbec, công thức tính kiểu gen liên quan đến locus gen trên NST trên NST X ( vùng
không tương đồng) gồm 2 alen là:
0.5p2 A AX X + pq A aX X + 0.5q2 a aX X + 0.5p AX Y + 0.5q aX Y = 1.
Phần 2: PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP
I. BÀI TẬP QUẦN THỂ TỰ PHỐI
1. Dạng 1:
Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P (thế hệ xuất phát) 100% dị hợp Aa qua n
thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ Fn
*Cách giải:
Quần thể P Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau
Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là
AA = 2
2
11
n
Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là
Aa = n
2
1
Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là
aa = 2
2
11
n
*Ví dụ: Quần thể ban đầu 100% cá thể có kiểu gen dị hợp. Sau 3 thế hệ tự thụ
phấn thành phần kiểu gen của quần thể như thế nào?
Giải nhanh:
Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau (Với n=3)
Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là
AA = 2
2
11
n
=
3
2
2
11
= 0,4375
Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là
Aa = n
2
1=
3
2
1
= 0,125
Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là
aa = 2
2
11
n
=
3
2
2
11
= 0,4375
2. Dạng 2:
Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P qua n thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu
gen của thế hệ Fn
*Cách giải:
Quần thể tự phối có thành phần kiểu gen của thể hệ P ban đầu như sau:xAA +
yAa + zaa
Quần thể P Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau
Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là
AA = x + 2
y.2
1y
n
Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là
Aa = y.2
1n
Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là
aa = z + 2
y.2
1y
n
* Ví dụ 1: Quần thể P có 35AA, 14Aa, 91aa =1
Các cá thể trong quần thể tự phối bắt buộc qua 3 thế hệ tìm cấu trúc của
quần thể qua 3 thế hệ
Giải:
Cấu trúc của quần thể P 0,25AA + 0,1Aa + 0,65aa
Cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ
AA = x + 2
y.2
1y
n
= 0,25 + 2
1,0.2
11,0
3
= 0,29375
Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là
Aa = y.2
1n
= 1,0.
2
13
= 0,0125
Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là
aa = z + 2
y.2
1y
n
= 0,65 + 2
1,0.2
11,0
3
= 0,69375
Vậy cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ
0,29375 AA + 0,125 Aa + 0,69375 aa = 1
*Ví dụ 2 : Quần thể tự thụ phấn có thành phần kiểu gen ở thế hệ P là
0,8Bb + 0,2bb = 1. Sau 3 thế hệ tự thụ phấn cấu trúc của quần thể như thế nào?
Giải:
Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể F3 là
BB = x + 2
y.2
1y
n
= 2
8,0.2
18,0
0
3
= 0,35
Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể F3 là
Bb = y.2
1n
= 8,0.
2
13
= 0,1
Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể F3 là
bb = z + 2
y.2
1y
n
= 2
8,0.2
18,0
2,0
3
= 0,55
Vậy cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ tự thụ phấn là: 0,35 BB + 0,1 Bb + 0,55 bb = 1
*Ví dụ 3 : Quần thể tự thụ có thành phần kiểu gen ở thế hệ P là
0,4BB + 0,2 Bb + 0,4bb = 1. Cần bao nhiêu thế hệ tự thụ phấn để có được tỷ lệ
đồng hợp trội chiếm 0,475 ?
Giải:
Tỷ lệ thể đồng hợp trội BB trong quần thể Fn là
BB = x + 2
y.2
1y
n
= 2
2,0.2
12,0
4,0
n
= 0,475
n=2
Vậy sau 2 thế hệ BB = 0,475.
II. BÀI TẬP QUẦN THỂ NGẪU PHỐI
1. Dạng 1:
Từ cấu trúc di truyền quần thể chứng minh quần thể đã đạt trạng thái cân bằng
hay không, qua bao nhiêu thế hệ quần thể đạt trạng thái cân bằng.
* Cách giải 1:
- Gọi p là tần số tương đối của alen A
- Gọi q là tần số tương đối của alen a
p+q = 1
Cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng:
p2 AA + 2pqAa + q2 aa
Như vậy trạng thái cân bằng của quần thể phản ánh mối tương quan sau:
p2 q2 = (2pq/2)2
Xác định hệ số p2, q2, 2pq
Thế vào p2 q2 = (2pq/2)2 quần thể cân bằng.
Thế vào p2 q2 # (2pq/2)2 quần thể không cân bằng.
* Cách giải 2:
- Từ cấu trúc di truyền quần thể tìm tần số tương đối của các alen. Có tần số
tương đối của các alen thế vào công thức định luật.
- Nếu quần thể ban đầu đã cho nghiệm đúng công thức định luật (tức trùng công
thức định luật) suy ra quần thể cân bằng
- Nếu quần thể ban đầu đã cho không nghiệm đúng công thức định luật (tức
không trùng công thức định luật) suy ra quần thể không cân bằng
* Ví dụ 1: Các quần thể sau quần thể nào đã đạt trạng thái cân bằng
QT1: 0,36AA; 0,48Aa; 0,16aa
QT2: 0,7AA; 0,2Aa; 0,1aa
Cách giải 1:
QT1: 0.36AA; 0.48Aa; 0.16aa
- Gọi p là tần số tương đối của alen A
- Gọi q là tần số tương đối của alen a
Quần thể đạt trạng thái cân bằng khi thoả mãn p2AA + 2pqAa + q2 aa = 1
và khi đó có được p2 q2 = (2pq/2)2 .
Ở quần thể 1 có p2 = 0.36 , q2 = 0.16, 2pq = 0.48
0.36 x 0.16 = (0.48/2)2 vậy quần thể ban đầu đã cho là cân bằng.
Cách giải 2:
QT2: 0,7AA; 0,2Aa; 0,1aa
- Gọi p là tần số tương đối của alen A
- Gọi q là tần số tương đối của alen a
p = 0,7 + 0,1 q = 0.1 +0.1
Quần thể đạt trạng thái cân bằng khi thoả mãn p2AA + 2pqAa + q2 aa
Tức 0,82 AA + 2.0,8.0,2Aa + 0,22 aa = 0,7AA + 0,2Aa + 0,1aa vậy quần thể
không cân bằng.
*Ví dụ 2: Quần thể nào trong các quần thể dưới đây đạt trạng thái cần bằng
Quần thể Tần số kiểu gen AA Tần số kiểu gen Aa Tần số kiểu gen
aa
1 1 0 0
2 0 1 0
3 0 0 1
4 0,2 0,5 0,3
Giải nhanh
Quần thể 1: Nếu cân bằng thì p2 q2 = (2pq/2)2 =>1 x 0 = (0/2)2 => quần thể cân
bằng.
Quần thể 2: Nếu cân bằng thì p2 q2 = (2pq/2)2 =>0 x 0 ≠ (1/2)2 => quần thể không
cân bằng.
Quần thể 3: Nếu cân bằng thì p2 q2 = (2pq/2)2 =>0 x 1 = (0/2)2 => quần thể cân
bằng.
Quần thể 4: Nếu cân bằng thì p2 q2 = (2pq/2)2 =>0,2 x 0,3 = (0,5/2)2 => quần thể
không cân bằng.
2. Dạng 2:
Từ số lượng kiểu hình đã cho đã cho xác định cấu trúc di truyền của quần thể
(cho số lượng tất cả kiểu hình có trong quần thể).
Cách giải:
Cấu trúc di truyền của quần thể
- Tỷ lệ kiểu gen đồng trội = số lượng cá thể do kiểu gen đồng trội qui định/Tổng số
cá thể của quần thể
-Tỷ lệ kiểu gen dị hợp = số cá thể do kiểu gen dị hợp quy định/ Tổng số cá thể của
quần thể
- Tỷ lệ kiểu gen đồng lặn = Số cá thể do kiểu gen lặn quy định/ Tổng số cá thể của
quần thể.
* Ví dụ 1: Ở gà, cho biết các kiểu gen: AA qui định lông đen, Aa qui định lông
đốm, aa qui định lông trắng. Một quần thể gà có 410 con lông đen, 580 con lông
đốm, 10 con lông trắng.
a. Cấu trúc di truyền của quần thể nói trên có ở trạng thái cân bằng không?
b. Quần thể đạt trạng thái cân bằng với điều kiện nào?
c. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng?
Giải: P: 0,41AA: 0,58Aa: 0,01aa
a. Cấu trúc di truyền của quần thể được xác định dựa vào tỉ lệ của các kiểu gen:
Tổng số cá thể của quần thể: 580 + 410 + 10 =1000
Tỉ lệ thể đồng hợp trội AA là 410/1000 = 0,41
Tỉ lệ thể dị hợp Aa là 580/1000 = 0,58
Tỉ lệ thể đồng hợp lặn aa là 10/1000 = 0.01
Cấu trúc di truyền của quần thể như sau:
0.41 AA + 0.58aa + 0.01aa
Cấu trúc này cho thấy quần thể không ở trạng thái cân bằng vì
0,41 x 0,01 = (0,58/2)2
=> 0,0041 = 0.0841.
b. Điều kiện để quần thể đạt vị trí cân bằng di truyền khi quá trình ngẫu phối diễn ra
thì ngay ở thế hệ tiếp theo quần thể đã đat sự cân bằng di truyền
c. Tần số alen A là 0,41 + 0,58/2 = 0.7
Tần số của alen a là 1 - 0.7 = 0,3
Sau khi quá trình ngẫu phối xãy ra thì cấu trúc di truyền của quần thể ở thể hệ sau là
(0,7A:0,3a) x (0,7A:0,3a) => 0,49AA + 0,42Aa + 0,09aa
Với cấu trúc trên quần thể đạt trạng thái cân bằng vì thoả mãn
(0,9)2 AA + 2(0,7 x 0,3) Aa + (0,3)2 aa
* Ví dụ 2: Một quần thể sóc có số lượng như sau 1050 con lông nâu đồng hợp, 150
con lông nâu dị hợp, 300 con lông trắng, màu lông do một gen gồm 2 alen qui định.
Tìm tần số tương đối của các alen?
Giải:
Tính trạng lông nâu là trội do A quy định
Tính trạng lông trắng là lặn do a quy định
Tỉ lệ thể đồng hợp trội AA là 1050/1500 = 0,7
Tỉ lệ thể dị hợp Aa là 150/1500 = 0,1
Tỉ lệ thể đồng hợp lặn aa là 300/1500 = 0,2
Vậy cấu trúc di truyền của quần thể là: 0,7AA; 0,1Aa; 0,2aa
A = 0,75; a= 0,25
3. Dạng 3:
Từ số lượng kiểu hình đã cho xác định cấu trúc di truyền của quần thể (chỉ cho
tổng số cá thể và số cá thể mang kiểu hình lặn hoặc trội).
Cách giải:
- Nếu tỷ lệ kiểu hình trội=> kiểu hình lặn = 100% - Trội.
- Tỷ lệ kiểu gen đồng lặn = Số cá thể do kiểu gen lặn quy định/ Tổng số cá thể của
quần thể.
+ Từ tỷ lệ kiểu gen đồng lặn => Tần số tương đối của alen lặn tức tần số của q
=> Tần số tương đối của alen trội tức tần số p.
+ Áp dụng công thức định luật p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1 => cấu trúc di truyền
quần thể.
* Ví dụ 1: Quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân bằng với
2 loại kiểu hình là hoa đỏ(do B trội hoàn toàn quy định) và hoa trắng(do b quy
định). Tỷ lệ hoa đỏ 84%. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể?