Bài 21. Trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

Nhiệt liệt chào mừng các thầy cô giáo về dự giờ
Môn Sinh học - Lớp 12A1
Trường THPT Xuân Trường
Kiểm tra bài cũ
Chọn 1 đáp đúng cho mỗi câu sau:
Câu 1: Đặc điểm nào sau đây không đúng với quần thể tự phối ?
Tần số tương đối của các alen trong quần thể không thay đổi qua các thế hệ tự phối
b. Số cá thể đồng hợp tăng, số cá thể dị hợp giảm
c. Thể hiện tính đa hình ( Vốn gen đa dạng )
d. Quần thể dần dần bị phân hoá thành các dòng thuần có các kiểu gen khác nhau
Câu 2: Một quần thể có thành phần kiểu gen là : 0,48 AA + 0,24 Aa + 0,28 aa =1 . Tần số tương đối của các alen A và a là?
a. p = 0,5 ; q = 0,5 . b. p = 0,6 ; q = 0,4.
c. p = 0,4 ; q = 0,6 . c. p = 0,7 ; q = 0,3.
Câu 3: Cho quần thể có thành phần kiểu gen là: 0,5AA + 0,4 Aa + 0,1 aa = 1 . Sau 2 thế hệ tự phối thì thành phần kiểu gen của quần thể như thế nào ?
0,6AA + 0,2 Aa + 0,2 aa = 1
b. 0,6AA + 0,3 Aa + 0,1 aa = 1
c. 0,65AA + 0,1 Aa + 0,25 aa = 1
d. 0,7AA + 0,3 aa = 1
Câu 4: ở thế hệ ban đầu của quần thể có 100% Aa, sau n thế hệ tự phối thì ở Fn có kết quả như thế nào ?
a. Tỉ lệ dị hợp = 1/2n ; tỉ lệ đồng hợp = 1- 1/2n
b. Tỉ lệ dị hợp = 1- 1/2n ; tỉ lệ đồng hợp = 1/2n
c. Tỉ lệ dị hợp = 1/2n; tỉ lệ đồng hợp = (1- 1/2n ) n
d. Tỉ lệ dị hợp = 1/2n; tỉ lệ đồng hợp = (1- 1/2n ). 1/2

Tiết 22:
Trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên
Tiết 22: trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên
Quần thể giao phối ngẫu nhiên ( quần thể ngẫu phối )
* Khái niệm: quần thể ngẫu phối là quần thể trong đó các cá thể giao phối tự do và ngẫu nhiên với nhau

Một gen có 2 alen A và a thì trong quần thể có 3 loại kiểu gen: AA, Aa, aa . Quần thể xảy ra ngẫu phối thì có mấy kiểu lai xảy ra ?
Có 9 kiểu lai

* Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối:
Quần thể ngẫu phối là gì ?

* Trong quần thể ngẫu phối: các cá thể phụ thuộc lẫn nhau về mặt sinh sản => Quần thể giao phối được xem là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên. Chính mối quan hệ về mặt sinh sản là cơ sở đảm bảo cho quần thể tồn tại trong không gian nhất định và theo thời gian
* Nếu gọi r là số alen thuộc 1 gen, n là số gen khác nhau, các gen phân li độc lập
Số kiểu gen khác nhau trong quần thể đựơc tính bằng công thức:


VD: cho r = 2 và n=10 ( số alen ở các gen giống nhau) thì số loại kiểu gen trong quần thể là
= 59049

- Trong quần thể các loài động thực vật giao phối thì số gen trong kiểu gen rất lớn ( n rất lớn ), số gen có nhiều alen không phải là ít -> tạo ra vô số kiểu gen khác nhau . Vì vậy quần thể giao phối đa hình về kiểu gen, dẫn đến đa hình về kiểu hình
( r ở các gen phải bằng nhau, các gen phải nằm trên các NST thường )

Tiết 22: trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

I. Quần thể giao phối ngẫu nhiên
* Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối
Là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên
Có tính đa hình về kiểu gen và kiểu hình ( vốn gen đa dạng )
Số kiểu gen khác nhau trong quần thể :
- Các quần thể khác nhau cùng loài đặc trưng bởi tần số tương đối các alen, các kiểu gen và các kiểu hình

Các quần thể khác nhau cùng loài được đặc trưng bởi những yếu tố nào ?

Tiết 22: trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

I. Quần thể giao phối ngẫu nhiên
* Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối
- Là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên
- Có tính đa hình về kiểu gen và kiểu hình ( vốn gen đa dạng )
Số kiểu gen khác nhau trong quần thể :


- Các quần thể khác nhau cùng loài đặc trưng bởi tần số tương đối các alen, các kiểu gen và các kiểu hình

II. Định luật Hacđi- Vanbec
Phiếu học tập: Điền vào dấu " ? " những nội dung phù hợp và trả lời các câu hỏi sau:
Cho quần thể ban đầu có cấu trúc di truyền là
P : 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = 1
- ở P: tần số tương đối của alen A = ?
tần số tương đối của alen a = ?
Sự kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử đực và cái ở thế hệ P sẽ tạo ra thế hệ F1
Thành phần kiểu gen của quần thể F1 là: ?
Tần số tương đối của A ở F1 = ?
Tần số tương đối của a ở F1 = ?
Nếu tiếp tục cho ngẫu phối, thì ở các thế hệ tiếp theo thành phần kiểu gen và tần số tương đối các alen của quần thể như thế nào ?
Đáp án
Cho quần thể ban đầu có cấu trúc di truyền là
P : 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = 1
- ở P: tần số tương đối của alen A = 0,8
tần số tương đối của alen a = 0,2
Sự kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử đực và cái ở thế hệ P sẽ tạo ra thế hệ F1
Thành phần kiểu gen của quần thể F1 là:
0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = 1
Tần số tương đối của alen A ở F1 = 0,8
Tần số tương đối của alen a ở F1 = 0,2
Nếu tiếp tục cho ngẫu phối, thì ở các thế hệ tiếp theo thành phần kiểu gen và tần số tương đối các alen của quần thể không đổi ( Định luật Hacdi- Vanbec)
Nêu nội dung định luật Hacđi- Vanbec ?

Tiết 22: trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

I. Quần thể giao phối ngẫu nhiên
* Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối
- Là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên
- Có tính đa hình về kiểu gen và kiểu hình ( vốn gen đa dạng )
Số kiểu gen khác nhau trong quần thể :


- Các quần thể khác nhau cùng loài đặc trưng bởi tần số tương đối các alen, các kiểu gen và các kiểu hình

II. Định luật Hacđi- Vanbec
* Nội dung định luật Hacdi- Vanbec: thành phần kiểu gen và tần số tương đối các alen của quần thể ngẫu phối được ổn định qua các thế hệ trong những điều kiện nhất định

- ở P: tần số tương đối của alen A = p
tần số tương đối của alen a = q
Sự kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử đực và cái ở thế hệ P sẽ tạo ra thế hệ F1
Nếu cho tần số tương đối của alen A là p, alen a là q thì cấu trúc di truyền cân bằng của quần thể có công thức như thế nào ?
Cấu trúc di truyền cân bằng của quần thể ở F1 là:
p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1

Tần số tương đối của A ở F1: p1 = p2 + pq =p( p+ q) = p
Tần số tương đối của a ở F1 : q1 = q2 + pq =q( p+ q) = q
( giống so với P)
Nếu tiếp tục cho ngẫu phối, thì ở các thế hệ tiếp theo thành phần kiểu gen và tần số tương đối các alen của quần thể không đổi

Tiết 22: trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

I. Quần thể giao phối ngẫu nhiên
-
II. Định luật Hacđi- Vanbec
* Nội dung định luật: thành phần kiểu gen và tần số tương đối các alen của quần thể ngẫu phối được ổn định qua các thế hệ trong những điều kiện nhất định

II. Định luật Hacđi- Vanbec
* Gọi p, q lần lượt là tần số tương đối của alen A và a ( p + q = 1)
Cấu trúc di truyền cân bằng của quần thể là :
p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
Cho quần thể có thành phần kiểu gen là: d AA + h Aa + r aa = 1 (*)

? Điều kiện để quần thể (*) đạt trạng thái cân bằng di truyền

Tiết 22: trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

I. Quần thể giao phối ngẫu nhiên
-
II. Định luật Hacđi- Vanbec
* Nội dung định luật

* Cấu trúc di truyền cân bằng của quần thể là : p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
( p + q = 1)
II. Định luật Hacđi- Vanbec
Cho quần thể có thành phần kiểu gen là: d AA + h Aa + r aa = 1
ĐK: d = p2 , h = 2pq, r = q2

+ = 1 -> Quần thể cân bằng di truyền

+ ? 1 -> Quần thể không cân bằng di truyền

Tiết 22: trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

I. Quần thể giao phối ngẫu nhiên
-
II. Định luật Hacđi- Vanbec
* Nội dung định luật

* Cấu trúc di truyền cân bằng của quần thể là p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
( p + q = 1)
Cho quần thể có thành phần kiểu gen là:
d AA + h Aa + r aa = 1
+ = 1 -> Quần thể cân bằng
di truyền

+ ? 1 -> Quần thể không
cân bằng di truyền
VD: Quần thể nào sau đây đạt trạng thái cân bằng ?
a. 0,3 AA + 0,4 Aa + 0,3 aa = 1
b. 0,5 AA + 0,5 aa = 1
c. 0, 49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa = 1
d. 100% AA
Đáp án
a. Quần thể không cân bằng
b. Quần thể không cân bằng
c. Quần thể cân bằng
d. Quần thể cân bằng
Quần thể có thành phần kiểu gen: 0,3 AA + 0,4 Aa + 0,3 aa = 1 không cân bằng

p = 0,3 + 0,4/2 = 0,5
q = 0,3 + 0,4/2 = 0,5
Cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ tiếp theo là:
0,25 AA + 0,5 Aa + 0,25 aa = 1
Quần thể này cân bằng di truyền


Tìm cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ tiếp theo sau khi diễn ra sự ngẫu phối ? Nhận xét về trạng thái cân bằng của quần thể đó

Tiết 22: trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

I. Quần thể giao phối ngẫu nhiên
-
II. Định luật Hacđi- Vanbec
* Nội dung định luật

* Cấu trúc di truyền cân bằng của quần thể là p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
( p + q = 1)
Cho quần thể có thành phần kiểu gen là:
d AA + h Aa + r aa = 1

+ = 1 -> Quần thể cân bằng
di truyền

+ ? 1 -> Quần thể không
cân bằng di truyền
Quần thể có thành phần kiểu gen: 0,3 AA + 0,4 Aa + 0,3 aa = 1 không cân bằng
p = 0,5 ; q = 0,5 ; xảy ra ngẫu phối
Cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ tiếp theo là:
0,25 AA + 0,5 Aa + 0,25 aa = 1
Quần thể này cân bằng di truyền


Điều kiện để quần thể không cân bằng DT đạt trạng thái cân bằng DT ?

Tiết 22: trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

I. Quần thể giao phối ngẫu nhiên
-
II. Định luật Hacđi- Vanbec
* Nội dung định luật
* Cấu trúc di truyền cân bằng của quần thể là p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
( p + q = 1)
Cho quần thể có thành phần kiểu gen là:
d AA + h Aa + r aa = 1
+ = 1 -> Quần thể cân bằng DT
+ ? 1-> Quần thể ko cân bằng DT
Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân bằng DT: ngẫu phối ( 1 thế hệ )
III. Điều kiện nghiệm đúng của định luật Hacđi - Vanbec
Số lượng cá thể trong quần thể phải lớn
Xảy ra ngẫu phối
Các loại giao tử đều có sức sống và thụ tinh như nhau; các loại hợp tử đều có sức sống như nhau
Không có đột biến, chọn lọc và di nhập gen
Để định luật Hacdi- Vanbec luôn đúng cần có những điều kiện gì ?

Tiết 22: trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

I. Quần thể giao phối ngẫu nhiên
II. Định luật Hacđi- Vanbec
* Nội dung định luật

Cấu trúc di truyền cân bằng của quần thể là
p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
( p + q = 1)
Cho quần thể có thành phần kiểu gen là:
d AA + h Aa + r aa = 1
+ = 1 -> Quần thể cân bằng DT
+ ? 1-> Quần thể ko cân bằng DT
Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân bằng DT: ngẫu phối ( 1 thế hệ )
III. Điều kiện nghiệm đúng của định luật Hacđi- Vanbec
IV. ý nghĩa của định luật Hacđi - Vanbec
* ý nghĩa lí luận
Phản ánh trạng thái cân bằng di truyền của quần thể
Giải thích vì sao trong thiên nhiên có những quần thể được duy trì ổn định qua thời gian dài
* ý nghĩa thực tiễn
Từ TLKH -> TLKG và tần số tương đối của các alen
Từ tần số tương đối của các alen -> TLKG và TLKH của quần thể
Nếu biết tần số xuất hiện của đột biến nào đó có thể dự tính xác suất bắt gặp đột biến đó trong quần thể
Từ tần số kiểu hình lặn ( q2) -> tính được q và p => cấu trúc di truyền của quần thể ( trường hợp gen trội hoàn toàn )

Tiết 22: trạng thái cân bằng của quần thể giao phối ngẫu nhiên

I. Quần thể giao phối ngẫu nhiên
II. Định luật Hacđi- Vanbec
* Nội dung định luật

* Cấu trúc di truyền cân bằng của quần thể là p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
( p + q = 1)
Cho quần thể có thành phần kiểu gen là:
d AA + h Aa + r aa = 1
+ = 1 -> Quần thể cân bằng DT
+ ? 1-> Quần thể ko cân bằng DT
Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân bằng DT: ngẫu phối ( 1 thế hệ )
III. Điều kiện nghiệm đúng của định luật Hacđi- Vanbec
IV. ý nghĩa của định luật Hacđi - Vanbec
....
Từ tần số kiểu hình lặn ( q2) -> tính được q và p => cấu trúc di truyền của quần thể ( trường hợp gen trội hoàn toàn )
VD: ở người A qui định da bình thường, a qui định da bạch tạng( trội hoàn toàn)
Một quần thể người có tần số người bị bệnh bạch tạng là 1/40000. Hãy tính: Tần số các alen A và a của quần thể?
( Biết quần thể ở trạng thái cân bằng )
Đáp án
Người bạch tạng có KG aa = 1/40000
= 0,000025
Theo Hacdi- Vanbec ta có: q2 = 0,000025
=> q = 0,005
p = 1- 0,005 = 0,995
Tóm lại
- Quần thể ngẫu phối là đơn vị sinh sản của loài và mang tính đa hình
Định luật Hacđi - Vanbec phản ánh trạng thái cân bằng di truyền của quần thể ngẫu phối
- Cấu trúc di truyền cân bằng của quần thể là: p2AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
- Định luật Hacđi - Vanbec chỉ nghiệm đúng trong những điều kiện nhất định
- Định luật Hacđi - Vanbec không chỉ giải thích về sự ổn định qua thời gian của những quần thể tự nhiên mà còn cho phép xác định được tần số tương đối của các alen, các kiểu gen trong quần thể => có ý nghĩa trong chọn giống và y học
Bảng: So sánh quần thể tự phối và quần thể ngẫu phối
Hãy điền dấu + ( nếu cho là đúng) vào bảng sau:
Bài tập về nhà:
Học nội dung định luật Hacdi- Vanbec, công thức trạng cân bằng của quần thể, đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối ?


Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo
Và toàn thể các em học sinh