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

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT TĨNH GIA II
TIẾT 22
TRẠNG THÁI CÂN BẰNG
CỦA QUẦN THỂ GIAO PHỐI NGẪU NHIÊN
Quần thể là gì? Cách tính tần số kiểu gen và tần số các alen trong quần thể?
KIỂM TRA BÀI CŨ
I - QUẦN THỂ GIAO PHỐI NGẪU NHIÊN
Thế nào là quần thể ngẫu phối ?
* Khái niệm: Quần thể ngẫu phối là quần thể trong đó các cá thể giao phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên.
Khi nào thì quần thể người gọi là quần thể ngẫu phối
Là quần thể ngẫu phối khi lựa chọn bạn đời không phụ thuộc vào người đó có nhóm máu gì hoặc người đó có các chỉ tiêu sinh hoá bên trong như thế nào.
Quần thể ngẫu phối có đặc điểm gì?
* Đặc điểm:
- Có nguồn biến dị di truyền rất lớn là nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống (Đa hình ).
- Duy trì tần số KG khác nhau trong quần thể một cách không đổi trong những điều kiện nhất định. Duy trì được sự đa dạng DT của QT.
=> Nếu gọi r là số alen thuộc 1 gen, n là số gen khác nhau, trong đó các gen phân li độc lập, thì số KG khác nhau trong quần thể được tính bằng công thức:
* Khái niệm: Quần thể ngẫu phối là quần thể trong đó các cá thể giao phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên.
* Đặc điểm:
- Có nguồn biến dị di truyền rất lớn là nguyên liệu cho tiến hoá và chọn giống (Đa hình ).
- Duy trì tần số KG khác nhau trong quần thể một cách không đổi trong những điều kiện nhất định. Duy trì được sự đa dạng DT của QT.
+ VD: Ở QT Người đàn ông, phụ nữ đều cho 223 loại giao tử => 223 x 223 = 70.368.744.180.000 loại hợp tử (xấp xỉ 70.369 tỷ người có thể có)
Thế giới hiện nay > 6 tỷ người
=> Không có ai giống ai trừ sinh đôi cùng trứng.
I - QUẦN THỂ GIAO PHỐI NGẪU NHIÊN
Cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn và quần thể giao phối gần có đặc điểm gì (từ thế hệ bố mẹ đến các thế hệ sau F1, F2, F3,...Fn) ?
I - QUẦN THỂ GIAO PHỐI NGẪU NHIÊN
NGUYỄN HOÀNG
TRƯỜNG THPT TĨNH GIA II
1. Bài toán:
Cho quần thể ngẫu phối có cấu trúc DT: 0,5 AA + 0,4 Aa + 0,1 aa = 1. Tìm cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ F1, F2. Từ đó rút ra nhận xét về tần số các alen và cấu trúc DT của quần thể?
Giải:
- p(A) = 0,5 + 0,4/2 = 0,7
- q(a) = 1 - 0,7 = 0,3
Vì quần thể ngẫu phối nên tỉ lệ kiểu gen ở F1 là:
aa = 0,09
Aa = 0,21
a = 0,7
Aa = 0,21
AA = 0,49
A = 0,7
a = 0,3
A = 0,7
Giao tử
II - ĐỊNH LUẬT HACĐI - VANBEC
Nguyễn Hoàng
Trường T H P T Tĩnh Gia 2
- F1 = 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa.
- Tỉ lệ kiểu gen ở F1 Khác P.
- p`(A) = 0,49 + 0,42/2 = 0,7
- q`(a) = 1 - 0,7 = 0,3
* Tần số tương đối của các alen ở thế hệ F1 là:
Tỉ lệ kiểu gen ở F2 là:
Nhận xét gì tần số các alen ở thế hệ P và F1?
=> Nhận xét: p` = p; q` = q
- F2 = 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa.
Nhận xét gì cấu trúc DT của quần thể ở thế hệ F1 và F2?
Cấu trúc DT của quần thể ở thế hệ F1 và F2 giống nhau => Đạt trạng thái cân bằng DT.
1. Bài toán:
II - ĐỊNH LUẬT HACĐI - VANBEC
2. Trạng thái cân bằng di truyền Hacđi - Vanbec:
Định luật Hacđi - Vanbec được phát biểu như thế nào?
- Nội dung: Trong một quần thể lớn, giao phối tự do và ngẫu nhiên ( 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 đẳng thức: p2 + 2pq + q2 = 1.
Nếu trong một quần thể, một gen chỉ có 2 alen A và a, đạt cân bằng DT khi nào?
- Nếu một gen có 2 alen A và a thì ta có thành phần kiểu gen của quần thể ở trạng thái cân bằng là:
p2(AA)+ 2pq (Aa) + q2 (aa) = 1.
( p là tần số của A và q là tần số của a
p2 là tần số của kiểu gen AA; 2pq là tần số của kiểu gen AA; q2 là tần số của kiểu gen aa).
II - ĐỊNH LUẬT HACĐI - VANBEC
2. Trạng thái cân bằng di truyền Hacđi - Vanbec:
- Trạng thái cân bằng Hacđi - Vanbec còn có thể mở rộng với gen có nhiều alen trong quần thể. VD gen có 3 alen thì thoả mãn: ( p + q + r )2
II - ĐỊNH LUẬT HACĐI - VANBEC
- Nội dung: Trong một quần thể lớn, giao phối tự do và ngẫu nhiên ( 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 đẳng thức: p2 + 2pq + q2 = 1.
Định luật Hacđi - Vanbec đúng trong trường hợp nào?
- Quần thể phải có kích thước lớn.
- Các cá thể trong quần thể phải có khả năng giao phối với nhau một cách ngẫu nhiên.
- các cá thể có kiểu gen khác nhau phải có khả năng sống và sinh sản như nhau (không có CLTN).
- Đột biến không xảy ra hay có xảy ra thì tần số đột biến thuận phải bằng tần số đột biến nghịch.
- Không có sự di - nhập gen giữa các quần thể.
III - ĐIỀU KIỆN NGHIỆM ĐÚNG CỦA ĐỊNH LUẬT HACĐI - VANBEC
Định luật Hacđi - Vanbec có ý nghĩa như thế nào?
- Giải thích được sự tồn tại lâu dài, ổn định của quần thể tự nhiên.
- Khi quần thể ở trạng thái cân bằng Hacđi - Vanbec, thì từ tần số cá thể có kiểu hình lặn có thể tính được tần số của các alen cũng như tần số của các KG trong quần thể.
IV - Ý NGHĨA CỦA ĐỊNH LUẬT HACĐI - VANBEC
Câu 1: Định luật Hacđi - Vanbec phản ánh điều gì?
A. Sự biến động của tần số các alen trong quần thể.
B. Sự không ổn định của các alen trong quần thể.
C. Sự cân bằng di truyền trong quần thể giao phối.
D. Sự biến động của tần số các alen trong quần thể.
CỦNG CỐ
Câu 2: Trong một quần thể giao 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:
p(B) = 0,64 và q(b) = 0,36
p(B) = 0,4 và q(b) = 0,6
p(B) = 0,2 và q(b) = 0,8.
p(B) = 0,75 và q(b) = 0,25
Câu 3: Trong một quần thể giao phối có tỉ lệ phân bố các kiểu gen ở thế hệ xuất phát là:
0,04BB + 0,32Bb + 0,64bb = 1:
Tần số các kiểu gen của quần thể sau 5 thế hệ là:
A. 0,04BB + 0,32Bb + 0,64bb = 1
C. 0,08BB + 0,62Bb + 0,40bb = 1
B. 0,64BB + 0,32Bb + 0,04bb = 1
D. 0,46BB + 0,22Bb + 0,32bb = 1:
CỦNG CỐ
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!
Một QT người có tần số người bị bệnh bạch tạng là 1/10000. Giả sử QT này cân bằng DT.
- Hãy tính tần số và thành phần KG của QT. Biết rằng, bệnh bạch tạng là do một gen lặn nằm trên NST thường quy định.
- Tính xác suất để 2 người bình thường trong quần thể này lấy nhau sinh ra một người con đầu lòng bị bệnh bạch tạng.
Giải:
A - bình thường, a - bạch tạng.
Quần thể cân bằng DT khi thỏa mãn công thức:
p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1
CỦNG CỐ
- q2 aa = 1/10000 → qa = 1/100.
- pA + qa = 1 → pA = 1 - 1/100 = 99/100.
- Tần số kiểu gen AA = p2 = ( 99/100 )2
- Tần số kiểu gen Aa = 2pq = 198/10000
- Tần số kiểu gen aa = q2 = ( 1/100 )2
- Người bình thường AA hoặc Aa.
+ Hai người BT lấy nhau sinh ra người con bị bệnh bạch tạng  Aa.
+ Tần số người có kiểu gen dị hợp tử (Aa) trong số những người bình thường là:
2pq/(p2 + 2pq) = 0,0198 / (0,9801 + 0,0198)
= 0,0198/0,9999.
CỦNG CỐ
Sơ đồ lai P: ♂ Bình thường x ♀ Bình thường (0,9801/0,9999 AA + 0,0198/0,9999 Aa) (0,9801/0,9999 AA + 0,0198/0,9999 Aa)

Tần số các alen : 0,0198/(0,9999x2) a
0,0198 /(0,9999x2) a

F1: (0,0198/0,9999)2/4 ≈ (0,0198)2/4 aa
Như vậy, xác suất để sinh người con bị bênh tạng là
(0,0198)2/4 = 9,8.10 - 5
CỦNG CỐ