Bài 16. Cấu trúc di truyền của quần thể

CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
1.Các đặc trưng di truyền của quần thể:
Mỗi quần thể có một vốn gen đặc trưng.
Mỗi quần thể được đặc trưng bởi tần số tương đối của các alen, các kiểu gen.
2. Công thức tính.
II.Cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn, giao phối gần và quần thể ngẫu phối.
I. CÁC ĐẶC TRƯNG DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
- Vốn gen: Là tập hợp tất cả các alen có trong quần thể ở một thời điểm xác định
- Các đặc điểm của vốn gen thể hiện qua các thông số:
+ Tần số alen
+ Tần số kiểu gen
Tần số alen( kiểu gen ) là tỷ lệ alen ( kiểu gen ) trong quần thể
- Phương pháp tính tần số alen và tần số kiểu gen
* Ví dụ: Một quần thể cây đậu Hà Lan. gen A: hoa đỏ, gen a: hoa trắng
+ Cây hoa đỏ KG AA: 2 alen A
+ Cây hoa đỏ KG Aa: 1 alen A và 1 alen a
+ Cây hoa trắng KG aa: 2 alen a
* Giả sử P có 1000 cây: 500 cây kiểu gen AA; 200 cây kiểu gen Aa; 300 cây kiểu gen aa.
Tổng số alen A = (500 x 2) + 200 = 1200
Tổng số alen a = (300 x 2) + 200 = 800
Tổng số alen A và a = 1200 + 800 = 2000
CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
Gọi: d: số lượng cá thể có KG AA
h: số lượng cá thể có KG Aa
r: số lượng cá thể có KG aa
N: Số lượng tất cả các KG của quần thể: N = d+h+r
Tần số KG =
Số cá thể có KG đó
∑ cá thể có trong quần thể
Tần số alen =
Số lượng alen đó
∑ số alen của các loại alen khác nhau
- Tính tần số kiểu gen
- Tính tần số alen:
- Phương pháp tính tần số alen và tần số kiểu gen
CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
Tần số KG =
Số cá thể có KG đó
∑ cá thể có trong quần thể
* Phương pháp tính:
Tần số kiểu gen Aa =
Tần số kiểu gen AA =
Tần số kiểu gen aa =
Tần số alen =
Số lượng alen đó
∑ số alen của các loại alen khác nhau
- Tính tần số kiểu gen
- Tính tần số alen:
Số lượng alen A = 2d + h
Số lượng alen a = 2h + r
* Phương pháp tính:
Tần số alen A =
Tần số alen a =
2d + h
2N
2r + h
2N
Nếu gọi p: là tần số alen A
q: là tần số alen a
Ta có p + q = 1
QT Tự thụ phấn- GP gần
QT ngẫu phối
- Là hiện tượng các cá thể có cùng huyết thống giao phối với nhau
- Hiện tượng giao phối gần như vậy sẽ dẫn đến làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể theo hướng tăng tần số kiểu gen đồng hợp và giảm tần số kiểu gen dị hợp.
Tỉ lệ dị hợp = (1/2)n

Tỉ lệ đồng hợp = (1-(1/2n))/2.
Là quần thể trong đó các cá thể giao phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên.
Có nguồn biến dị di truyền rất lớn, là nguyên liệu cho quá trình tiến hóa và chọn giống.
Duy trì được sự đa dạng của quần thể.
Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể: (Cân bằng Hardy – Weinberg)
Trong một quần thể lớn, ngẫu phối, nếu 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 công thức: p + 2pq + q = 1.
2
2
(4 n - 2 n)/2
2 n
(4 n - 2 n )/2
100%
0% = [ 1 - (1/2 ) 0 ]/2
50% = (1/2)1
25% = [1 - (1/2 )1]/2
25 = (1/2 )2
37,5% = [1 - (1/2 )2] /2
12,5 = (1/2 )3
43,75% = [1 - (1/2 )3]/2
6,25% = (1/2)4
46,875% = [1 - (1/2 )4]/2
( 1/2 )n
1 - (1/2)n
2
Bài tập 1: Ở gà, AA quy định lông đen, Aa quy định lông đốm, aa quy định lông trắng. Một quần thể gồm 410 con lông đen, 580 con lông đốm, 10 con lông trắng.
Tính tần số tương đối của alen A và a?
Tính tần số tương đối của các kiểu gen AA, Aa, aa?
Tổng số cá thể: 410 + 580 + 10 = 1000.
Tần số alen:
A = (410 X 2 + 580): 2 X 1000 = 0,7
a = 0,3.
Tần số kiểu gen:
AA= 410 : 1000 = 41%
Aa = 580 : 1000 = 58%.
aa = 10 : 1000 = 1%.
Bài tập 2: Một quần thể tự phối, thế hệ xuất phát (P) có tỉ lệ kiểu gen là 100% Aa. Tính tỉ lệ các kiểu gen AA, Aa, aa ở thế hệ thứ 2, thứ 3 và thứ 4?
Kiểu gen ở thế hệ 2 là:
Aa = 1/22 = 25%.
AA = aa = (100% -25%) : 2 = 37,5%.
Kiểu gen ở thế hệ 3 là:
Aa = 1/23 = 12,5%.
AA = aa = (100% -12,5%) : 2 = 43,75%.
Kiểu gen ở thế hệ 4 là:
Aa = 1/24 = 6,25%.
AA = aa = (100% -6,25%) : 2 = 46,857%.
Câu 3: Một quần thể sóc khởi đầu có tổng số 1500 con trong đó: sóc lông nâu đồng hợp trội (AA): 900 con; sóc lông nâu dị hợp (Aa): 300 con; sóc lông trắng (aa): 300 con
a. Tần số kiểu gen AA, Aa, aa là:
A. AA = 0,6, Aa = 0,2, aa = 0,2
B. AA = 0,4, Aa = 0,6, aa = 0,2
C. AA = 0,5, Aa = 0,2, aa = 0,3
D. AA = 0,6, Aa = 0,4, aa = 0,2
b. Tần số alen A và a là
A. A = 0,6, a = 0,4
B. A = 0,4, a = 0,6
C. A = 0,7, a = 0,3
D. A = 0,3, a = 0,7
Điều kiện nghiệm đúng của định luật:
- Quần thể phải có kích thước lớn.
- Các cá thể trong quần thể phải giao phối với nhau một cách ngẫu nhiên.
- Các cá thể có kiểu gen khác nhau phải có sức sống và khả năng sinh sản như nhau.
- Không có đột biến xảy ra, nếu có thì tần số đột biến thuận và nghịch là ngang nhau.
- Quần thể phải được cách li với quần thể khác. (Không có sự di, nhập gen)
Ý nghĩa của định luật:
- Từ tần số các cá thể có kiểu hình lặn chúng ta có thể tính được tần số của alen lặn, alen trội cũng như tần số các loại kiểu gen trong quần thể.
- Giải thích sự tồn tại lâu dài, ổn định của quần thể trong tự nhiên.
Bài tập 1: Trong một quần thể gia súc đã cân bằng di truyền, thống kê được có 25% số cá thể có lông dài có kiểu gen bb, còn lại có lông ngắn; biết lông ngắn là tính trạng trội hoàn toàn so với lông dài.
Tính tần số của các alen B, b và cấu trúc di truyền của quần thể.
Ta có : bb = 25% = 0,25 => b = 0,5.
Tần số alen B = 1 – 0,5 = 0,5.
Bài tập 2: Ở lúa, màu xanh bình thường của mạ được quy định bởi gen A trội so với màu lục quy định bởi gen lặn a. Một quần thể lúa ngẫu phối có 10.000 cây, trong đó có 400 cây màu lục. Biết quần thể trên ở trạng thái cân bằng. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể.
Tỷ lệ cây màu lục : 400 : 10000 = 0,04.
Tần số alen : a = 0,2 => A = 0,8
Tần số kiểu gen
Cấu trúc di truyền : 0,64AA : 0,32 Aa : 0,04aa
3.Trong một quần thể ngẫu phối có tỉ lệ phân bố các kiểu gen ở thế hệ xuất phát là: 0,04BB + 0,32Bb + 0,64bb = 1.
Tần số của các alen p(B) và q(b) là:
A. p(B) = 0,64 và q(b) = 0,36
B. p(B) = 0,4 và q(b) = 0,6
C. p(B) = 0,2 và q(b) = 0,8.
D. p(B) = 0,75 và q(b) = 0,25
4.Trong một quần thể ngẫu phối có tỉ lệ phân bố các kiểu gen ở thế hệ xuất phát là: 0,16BB + 0,48Bb + 0,36bb = 1:
Tần số các kiểu gen của quần thể sau 5 thế hệ là:
A. 0,16BB + 0,48Bb + 0,36bb = 1
B. 0,36BB + 0,48Bb + 0,16bb = 1
C. 0,36BB + 0,32Bb + 0,32bb = 1
D. 0,46BB + 0,22Bb + 0,32bb = 1
5: Một quần thể người bị bạch tạng là 1/10000. Giả sử quần thể này cân bằng di truyền. Hãy tính tần số các alen và thành phần các kiểu gen của quần thể. Biết rằng, bệnh bạch tạng do gen lặn nằm trên NST thường quy định.
Vì gen gây bệnh nằm trên NST thường và là gen lặn nên quy ước: A - bình thường; a - bệnh bạch tạng. (người bình thường có thể có 1 trong 2 kiểu gen sau: AA hoặc Aa; người bị bệnh chỉ có kiểu gen là aa).
Mặt khác quần thể người này cân bằng nên:
q2 (aa) = 1/10000 suy ra q = 1/100 và p = 1 - 1/100 = 0,99;
p2 (AA) = 0,992 = 0,980 và 2pq (Aa) = 2.0,99.0,01 = 0,0198