Đặc trưng của quần thể

SINH HOẠT CỤM CHUYÊN MÔN NĂM HỌC 2019 -2020 Chuyên đề môn Sinh học tháng 2 năm 2020 – TT3 CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

I. KIẾN THỨC CƠ BẢN.

1. Các đặc trưng của quần thể.

1.1. Khái niệm.

Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài, chung sống trong một khoảng không gian xác định, tồn tại qua thời gian nhất định, các cá thể giao phối với nhau sinh ra thể hệ mới (quần thể giao phối). Trừ loài sinh sản vô tính và trinh sinh không qua giao phối.

1.2. Đặc trưng của quần thể.

Có vốn gen đặc trưng. Vốn gen của quần thể, thể hiện ở tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể.

+Tần số alen: Tỉ lệ giữa số lượng alen đó trên tổng số alen thuộc một locut trong quần thể hay bằng tỉ lệ phần trăm số giao tử mang alen đó trong quần thể ở 1 thời điểm xác định.

+Tần số kiểu gen: Tỉ lệ cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể trong quần thể.

2. Cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn và tự thụ tinh.

2.1. Quần thể tụ thụ phấn.

Khái niệm: Tự thụ phấn là sự thụ phấn xảy ra cùng cây nên tế bào sinh dục đực và cái có cùng kiểu gen.

Kết quả tự thụ phấn liên tiếp n thế hệ ở cây P dị hợp ban đầu thu được.

Aa= 1/2ⁿ AA=aa= (1 - 1/2ⁿ )/2

Kết luận: Quần thể tự thụ phấn qua các thế hệ thì tần số alen không đổi, nhưng tần số kiểu gen thay đổi theo hướng tăng dần tỉ lệ kiểu gen đồng hợp, giảm dần tần số kiểu gen dị hợp. Kết quả là quần thể phân hoá thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau.

2.2. Giao phối cận huyết (Giao phối gần).

Khái niệm: Giao phối giữa các cá thể cùng bố mẹ, hoặc giữa bố mẹ với con cái của chúng.

Cơ sở của việc cấm kết hôn gần: Hạn chế gen lặn có hại biểu hiện ra kiểu hình ở thể đồng hợp.

3. Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối.

Khái niệm: Hiện tượng các cá thể có thể lựa chọn và giao phối với nhau hoàn toàn ngẫu nhiên.

Kết quả: +Tạo ra nhiều biến dị tổ hợp.

+Duy trì tần số alen và thành phần kiểu gen ở trạng tái cân bằng.

3.1. Định luật Hardy-Weinberg.

Trong 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 đẳng thức:

p²(AA) +2pq(Aa) + q²(aa) = 1.

-Điều kiện nghiệm đúng của định luật Hardy-Weinberg.

+Quần thể có kích thước lớn.

+Các cá thể trong quần thể giao phối ngẫu nhiên.

+Các cá thể có kiểu gen khác nhau phải có sức sống và khả năng sinh sản như nhau.

+Đột biến không xảy ra hoặc xảy ra với tần số đột biến thuận bằng tần số đột biến nghịch.

+Quần thể được cách li di truyền với quần thể khác, không có biến động di truyền và di nhập gen.

-Ý nghĩa: Khi quần thể ở trạng thái cân bằng, nếu biết tần số cá thể có kiểu hình lặn, ta tính được tần số alen lặn, alen trội và thành phần kiểu gen của quần thể và ngược lại.

4. Sơ đồ tư duy kiến thức cơ bản

II. CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN VÀ NÂNG CAO.

1. Xác định tần số alen.

1.1. Xác định tần số alen khi biết cấu trúc di truyền quần thể.

-Theo định nghĩa: Tần số alen bằng tỉ lệ giao tử mang alen đó trong quần thể.

Ví dụ: Một quần thể thực vật có 1000 cây. Trong có có 500 cây AA, 300 cây Aa, 200 cây aa. Xác định tần số alen của quần thể.

Hướng dẫn: Tần số alen A (p(A)) là: p(A) = [500.2 + 300] / (1000.2) = 0,65 q(a)=1 - 0,65 = 0,35.

-Nếu biết cấu trúc di truyền của quần thể là: D (AA) + H (Aa) + R (aa) = 1. Thì tần số alen A là:

p(A) = D + H/2 q(a) = R + H/2 = 1 - p(A) Ví dụ: Ở một quần thể có cấu trúc di truyền là 0,5AA + 0,3Aa + 0,2aa =1. Xác định tần số alen

của quần thể?

Hướng dẫn: Tần số alen A (p(A)) là: p(A) = 0,5 + 0,3/2 = 0,65, q(a) = 1 - 0,65 = 0,35.

1.2. Đối với gen trên NST thường, nếu quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền thì tần số alen lặn bằng căn bậc hai tần số kiểu hình lặn. Biết tần số kiểu hình lặn q² (aa) => q (a) = .

Ví dụ: Ở một loài gen A quy định lông đen là trội hoàn toàn so với a quy định lông trắng. Quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền và có tỉ lệ lông đen là 64%. Tính tần số alen A?

Hướng dẫn: Tỉ lệ lông trắng là: 1 – 0,64 = 0,36.

Tần số alen a là: q(a) = 0,6 => p(A) = 1 – 0,6 = 0,4.

1.3. Đối với gen lặn trên NST X không có alen tương ứng trên NST Y. Nếu quần thể cân bằng, thì tần số alen lặn liên kết với NST X (qX^a) tính bằng (số cá thể đực mắc bệnh / tổng số cá thể đực của quần thể).

q(X^a) = q(X^aY) => p(X^A) = 1- q(X^a)

*Cấu trúc của quần thể khi cân bằng :

Giới cái XX: p²(X^AX^A) + 2pq(X^AX^a) + q²(X^aX^a) = 1 Giới đực XY: p(X^AY) + q(X^aY) = 1

*Chú ý: Nếu xét cả quần thể có số cá thể mắc bệnh (cả đực và cái) là x%. Ta có:

q(X^aY) + q²(X^aX^a) = 2.x. Từ đó ta xác định được q(X^a) => Cấu trúc di truyền của quần thể.

Ví dụ 1: Trong quần thể người tỉ lệ nam mắc bệnh mù màu là 1%. Khả năng nữ giới mắc bệnh mù màu là:

A.0,01% B. 0,05% C. 0,04% D. 1%

Hướng dẫn: Ta có q(X^a) = q(X^aY) = 0,01. Vậy tỉ lệ nữ mù màu là q²(aa) = 0,01² = 0,01%.

Ví dụ 2: Trong quần thể người điều tra thấy 12% bị mù màu. Xác định tỉ lệ nam, nữ mù màu?

A. 12% nam mù màu, 4% nữ mù màu.

B. 20% nam mù màu, 4% nữ mù màu.

C. 2% nam mù màu, 4% nữ mù màu.

D. 20% nam mù màu, 2% nữ mù màu.

Hướng dẫn: Ta có q(X^aY) + q²(X^aX^a) = 2.0,12 => q(a) = 0,2.

Tỉ lệ nam mù màu là q(X^aY) =20%, tỉ lệ nữ mù màu là q²(X^aX^a) = 0,2² = 4%.

1.4. Đối với một gen có nhiều alen có tần số tương ứng p(A), q(a’), r(a)... Thì cấu trúc di truyền của quần thể khi cân bằng là: [p(A) + q(a’) + r(a) +... ]² = 1.

1.4.1. Trường hợp các gen di truyền theo kiểu đồng trội.

-Xét sự di truyền nhóm máu ở người có ba alen I^A,I^B, I^O với tần số tương ứng là p, q, r. Khi quần thể cân bằng di truyền thì cấu trúc di truyền của quần thể là [p(I^A) + q(I^B) + r(I^O)] = 1.

-Tần số nhóm máu A là: p²(I^AI^A) + 2pr(I^AI^O) -Tần số nhóm máu B là: q²(I^BI^B) + 2qr(I^BI^O) -Tần số nhóm máu AB là: 2pq(I^AI^B)

-Tần số nhóm máu O là: r² (I^OI^O)

Ví dụ 1:Trong quần thể người nhóm máu O chiếm 4%, nhóm máu B chiếm 21%. Xác định tỉ lệ nhóm máu A của quần thể, biết cấu trúc di truyền ở trạng thái cân bằng.

A.0,45. B. 0,30. C. 0,25 D. 0.15.

Hướng dẫn: Ta cór² (I^OI^O) = 0,04 => r(I^O) = 0,2 (1). q²(I^BI^B) + 2qr(I^BI^O)

=0,21 (2). Từ (1), (2) suy ra q(I^B) = 0,3, p(I^A) = 0,5. Vậy tần số nhóm máu A trong quần thể là p²(I^AI^A) + 2pr(I^AI^O) =0,45.

Ví dụ 2:Trong một quần thể người cân bằng kiểu gen người ta thấy xuất hiện 1% có nhóm máu O và 28% nhóm máu AB. Tỉ lệ người có nhóm máu A và B của quần thể đó là bao nhiêu. Biết rằng tần số nhóm máu A cao hơn nhóm máu B.

A. 56%; 15% B. 62%; 9% C. 49%; 22% D. 63%; 8%

Hướng dẫn: Ta cór² (I^OI^O) = 0,01 => r(I^O) = 0,1 (1). 2pq(I^BI^O) =0,28 (2). P + q+ r

=1 (3). Từ (1), (2, (3) suy ra q(I^B) = 0,2, p(I^A) = 0,7. Vậy tần số nhóm máu A trong quần thể là p²(I^AI^A) + 2pr(I^AI^O) =0,63, tần số nhóm máu B là 0,08.

1.4.2. Trường hợp các gen di truyền theo kiểu thứ tự trội lặn khác nhau.

-Xét locut A có 3 alen a1, a2, a3 theo thứ tự trội lặn hoàn toàn a1>a2> a3 với tần số tương ứng là p,q, r. Cấu trúc di truyền của quần thể khi cân bằng là:

p²(a1a1) + 2pq(a1a2) + 2pr(a1a3) + q²(a2a2) + 2qr(a2a3) +r²(a3a3) = 1.

Tần số kiểu hình 1: p²(a1a1) + 2pq(a1a2) + 2pr(a1a3).

Tần số kiểu hình 2: q²(a2a2) + 2qr(a2a3).

Tần số kiểu hình lặn: r²(a3a3).

Ví dụ: Màu sắc vỏ ốc sên do một gen có 3 alen kiểm soát: C1: nâu, C2: hồng, C3: vàng. Alen qui định màu nâu trội hoàn toàn so với 2 alen kia, alen qui định màu hồng trội hoàn toàn so với alen qui định màu vàng. Điều tra một quần thể ốc sên người ta thu được các số liệu sau: Màu nâu có 360 con; màu hồng có 550 con; màu vàng có 90 con. Xác định tần số các alen C1, C2, C3? Biết quần thể cân bằng di truyền.

A. 0,4; 0,4; 0,2 B. 0,2 ; 0,5; 0,3 C. 0,3; 0,5; 0,2 D. 0,2; 0,3; 0,5 Hướng dẫn:

Ta có tần số kiểu hình nâu : hồng : vàng tương ứng là 0,36 : 0,55 : 0,09.

Ta có r²(C3C3) = 0,09 => r(C3) = 0,3.

Ta có q²(C2C2) + 2qr(C2C3) =0,55 = q(C3) = 0,5 => p(C1) = 0,2.

1.5. Xác định tần số alen trong trường hợp có tác động của chọn lọc tự nhiên.

1.5.1. Ở quần thể tự phối.

Đối với quần thể tự thụ phấn có gen gây chết (hoặc không có khả năng sinh sản) phải xác định lại cấu trúc di truyền của quần thể sau khi có chọn lọc.

Ví dụ 1: Một quần thể tự thụ phấn có kiểu gen ở thế hệ P: 0,45AA: 0,30Aa: 0,25aa.

Biết rằng cây có kiểu gen aa không có khả năng kết hạt. Tính theo lí thuyết cây không có khả năng kết hạt ở thế hệ F1 là:

A. 0,1 B. 0,16 C. 0,15 D. 0,325 Hướng dẫn: Cấu trúc di truyền của quần thể sau khi có chọn lọc là:

AA = 0,45 / (0,45+0,3) = 0,6

Aa = 1- 0,6 = 0,4. Vậy sau 1 thế hệ tự thụ phấn thì tần số kiểu gen aa = 0,4.1/4=0,1.

1.5.2. ở quần thể giao phối.

-Nếu kiểu gen đồng hợp tử lặn gây chết thì tần số alen lặn sau 1 thế hệ chọn lọc bằng q/(1+q).

-Nếu kiểu gen đồng hợp tử lặn gây chết thì tần số alen lặn sau 1 thế hệ chọn lọc bằng q0/(1+n.q0).

Ví dụ 1:Quần thể bướm bạch dương ban đầu có pB = 0,01 và qb = 0,99, với B là alen đột biến gây ra màu đen, còn b màu trắng. Do ô nhiễm bụi than thân cây mà loài bướm này đậu bị nhuộm đen, nên kiểu hình trội ưu thế hơn kiểu hình lặn (chim ăn sâu khó nhìn thấy bướm màu đen trên nền môi trường màu đen). Nếu trung bình 20%

bướm đen sống sót được cho đến khi sinh sản, trong khi bướm trắng chỉ sống sót đến sinh sản 10%, thì sau một thế hệ tần số alen là:

A. p = 0,02; q = 0,98 B. p= 0,004, q= 0,996 C. p = 0,01; q = 0,99 D. p= 0,04 ; q = 0,96 Hướng dẫn:Tần số alen qB:

qB = (0,99².10% + 0,01.0,99.20%) / [0,01².20% + 2.0,01.0,99.20% + 0,99².10%]=0,96

Ví dụ 2: Quần thể ban đầu đang cân bằng di truyền có q(a)=0,01, các đồng hợp tử lặn chết trong dạ con. Hãy tính tần số các alen sau 1 thế hệ?

A. p(A)=0,9901; q(a)=0,0099 B. p(A)=0,9001; q(a)=0,0999 C. p(A)=0,9801; q(a)=0,0199 D. p(A)=0,901; q(a)=0,099 Hướng dẫn:q(a) = q0/(1+q0) = 0,0099, p(A) = 0,9901

Ví dụ 3: Sau khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền có cấu trúc di truyền p02

(AA) : 2p0.q0(Aa) : q02

(aa), do điều kiện sống thay đổi, những cá thể có kiểu gen aa trở nên không có khả năng sinh sản. Hãy xác định tần số alen q(a) của quần thể sau 5 thế hệ ngẫu phối?

A. q0/(1+5q0) B. (1/5.q0)ⁿ C. q0-(1/5.q0)ⁿ D. (1- q0)ⁿ/2

Hướng dẫn: Áp dụng công thức qn = q0/(1+n.q0).

1.6. Xác định tần số alen trong trường hợp xảy ra đột biến gen.

1.6.1. Với một gen có 2 alen, sự thay đổi tần số alen phụ thuộc cả vào tần số đột biến thuận (u) và tần số đột biến nghịch (v): ∆p = vq-up; ∆q = up – vq.

Ví dụ: Một quần thể có p = 0,8, q = 0,2. Nếu tần số đột biến thuận u = 5.10^-5, tần số đột biến nghịch v=2.10^-5. Hãy tính tần số alen sau 1 thế hệ:

Hướng dẫn: ∆p = vq-up = -3,6.10^-5. Vậy p1 = 0,8 - 3,6.10^-5 và q1 = 0,2 + 3,6.10^-5. 1.6.2. Tần số đột biến thuận (u) không thay đổi qua các thể hệ.

-Tần số đột biến gen A thành a sau mỗi thế hệ là u.

-Sau 1 thế hệ, tần số alen A: p(A)= p(A) - p(A).u

Vd: Quần thể ban đầu có p(A) = q(a) = 0,5. Tần số đột biến A -> a sau mỗi thế hệ là 10^-6. Sau bao nhiêu thế hệ thì tần số alen a tăng lên 1,5%.

Hướng dẫn: Ban đầu p(A) = q(a) = 0,5 F1: p(A)1 = 0,5 - 0,5.10^-6 = 0,5(1-10^-6)

F2: p(A)2 = p(A)1 – p(A)1.10^-6 =0,5(1-10^-6)² Fn: p(A)n = p(A)n-1 – p(A)n-1.10^-6 = 0,5(1-10^-6)ⁿ

Theo bài ra ta có: p(A)n = 0,5(1-10^-6)ⁿ = 0,5 – 0,5.1,5%

1.7. Xác định tần số alen trong trường hợp xảy ra nhập cư.

*Tốc độ di-nhập gen: m=Số giao tử mang gen di nhập / Số giao tử mỗi thế hệ trong quần thể

m=Số cá thể nhập cư / tổng số cá thể trong quần thể.

-Nếu gọi: q0 : tần số alen trước khi có di nhập.

qm: tần số alen trong bộ phận di nhập.

q’: tần số alen sau khi di nhập.

m: kích thước nhóm nhập cư.

-Thì: q^’ = q0 - m(q0-qm)

Ví dụ 1: Trong một quần thể gồm 900 con bướm, tần số alen quy định cấu tử chuyển động nhanh của 1 enzyme (p) bằng 0,7, và tần số alen quy định cấu tử chuyển động chậm (q) là 0,3. 90 con bướm từ quần thể này nhập cư đến quần thể có q=0,8. Tính tần số alen của quần thể mới.

Hướng dẫn: Ta tính được m= 90/ 900 = 0,1. Ta có q’ = q0 - m(q0-qm) = 0,8 – 0,1.(0,8-0,3) = 0,75. và p’ = 1 – 0,75 = 0,25.

Ví dụ 2: Một quần thể cho có q(a) = 0,4 phát tán với tốc độ m=0,1 vào 2 quần thể I:

qa=0,9, II: qa=0,1. Thì sau khoảng 30 thế hệ trong 2 quần thể nhận I, II có qa xấp xỉ bằng nhau và bằng qa của quần thể cho.

2. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể.

2.1 Quần thể tự thụ phấn.

Quần thể tự phối ban đầu có cấu trúc di truyền x(AA) + y(Aa) + z(aa) = 1. Sau n thế hệ tự thụ phấn liên tiếp, thì cấu trúc di truyền của quần thể là:

AA = x + y.[1-(1/2)ⁿ]/2 Aa = y.(1/2)ⁿ.

Aa = z + y.[1-(1/2)ⁿ]/2 = 1 - [ AA + Aa]

Ví dụ 1: Ở ngô, gen A: hạt đỏ, gen a: hạt trắng. Trong quần thể ban đầu toàn cây Aa.

Xác định tỉ lệ phân li kiểu hình ở thế hệ F3 tự thụ phấn?

A. 62,5% hạt đỏ: 37,5% hạt trắng. B. 50% hạt đỏ : 50% hạt trắng.

C.56,25% hạt đỏ : 43,75% hạt trắng. D. 75% hạt đỏ : 25% hạt trắng.

Ví dụ 2:Cho biết tỉ lệ kiểu gen của quần thể như sau: 1%AA: 64%Aa: 35%aa. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể sau 4 thế hệ tự phối ?

A. 65%AA: 4% Aa: 31% aa. B. 1%AA: 64%Aa: 35%aa.

C. 31%AA: 4%Aa: 65%aa. D. 46,875%AA: 6,25%Aa: 46,875%aa.

2.2. Quần thể ngẫu phối cân bằng Hardy – Weinberg.

Ví dụ 1: Ở một vùng tỉ lệ người bị bệnh bạch tạng là 1/400. Xác định tỉ lệ kiểu gen của quần thể ở trạng tái cân bằng di truyền?

A. 0,95AA: 0,095Aa:0,005aa C. 0,9025AA: 0,095Aa: 0,0025aa B. 0,81AA: 0,18Aa: 0,01aa D. 0,095AA: 0,9025Aa: 0,0025aa.

Ví dụ 2: Ở người gen đột biến lặn (m: qui định mù màu) trên NST X không có alen tương ứng trên Y. Alen M không gây mù màu. Trong quần thể người ở trạng thái cân bằng Hardy – Weinberg về bệnh mù màu có tần số người bị mù màu là 5,25%. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể.

A. nam: 0,95X^AY; 0,05X^aY; nữ: 0,9025X^AX^A: 0,095X^AX^a: 0,0025X^aX^a. B. nam: 0,05X^AY; 0,95X^aY; nữ: 0,9025X^AX^A: 0,095X^AX^a: 0,0025X^aX^a. C. nam: 0,95X^AY; 0,05X^aY; nữ: 0,095X^AX^A: 0,95X^AX^a: 0,025X^aX^a. D. nam: 0,95X^AY; 0,05X^aY; nữ: 0,925X^AX^A: 0,095X^AX^a: 0,25X^aX^a. 2.3. Trường hợp xét 2 locut phân li độc lập.

Ví dụ:Trong một quần thể giao phối tự do, xét một gen có 2 alen A và a có tần số tương ứng là 0,8 và 0,2; một gen khác nhóm liên kết với nó có 2 alen B và b có tần số tương ứng là 0,7 và 0,3. Trong trường hợp 1 gen quy định 1 tính trạng, tính trạng trội là trội hoàn toàn. Tỉ lệ cá thể mang kiểu hình trội cả 2 tính trạng được dự đoán xuất hiện trong quần thể sẽ là:

A. 75% B. 81,25% C. 51,17% D. 87,36%

Hướng dẫn: Tần số kiểu hình A-B- = (A-).(B-) = (1-aa).(1-bb) = 0,96.0,91 = 0,8736

3. Xác định trạng thái cân bằng di truyền của quần thể.

3.1. Dấu hiệu xác định quần thể cân bằng di truyền.

+Tần số alen 2 giới phải bằng nhau. Nếu tần số alen 2 giới không bằng nhau thì quần thể chưa đạt trạng thái cân bằng di truyền.

+Cấu trúc di truyền thoả mãn công thức định luật Hardy-Weinberg:

p² (AA) + 2pq (Aa) = q² (aa) = 1

+Hoặc tỉ lệ kiểu gen dị hợp và kiểu gen đồng hợp thoả mãn:

Hay p².q²=(2pq/2)²

Ví dụ: Cho cấu trúc di truyền của các quần thể sau:

(1). 100% các cá thể của quần thể có kiểu hình lặn.

(2). 100% các cá thể của quần thể có kiểu hình trội.

(3). 100% các cá thể của quần thể có kiểu gen đồng hợp trội.

(4). 0,16X^AX^A:0,48X^AX^a:0,36X^aX^a:0,4X^AY:0,6X^aY.

(5). xAA+yAa+zaa=1 với (y/2)²=x².z².

(6). Quần thể có tần số alen A ở giới XX là 0,8, ở giới XY là 0,2.

(7). 0,49AA : 0,42Aa: 0,09aa

(8). 0,25AA: 0,5Aa: 0,25aa. Nhưng kiểu gen aa không có khả năng sinh sản.

-Quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền gồm:

A. 1,3,4,7 B. 2,4,5,8 C. 1,3,4,5,7 D. 2,4,6,8 3.2. Nếu quần thể chưa cân bằng di truyền thì sau bao nhiêu thế hệ quần thể sẽ cân bằng di truyền?

-Trường hợp 1: Nếu tần số alen 2 giới bằng nhau nhưng quần thể chưa cân bằng di truyền, thì chỉ cần sau 1 thế hệ quần thể sẽ đạt trạng thái cân bằng di truyền.

-Trường hợp 2: Nếu tần số alen 2 giới khác nhau:

+Nếu gen trên NST thường thì sau 2 thế hệ quần thể sẽ cân bằng di truyền.

+Nếu gen trên NST giới tinh thì sau 5-7 thế hệ quần thể sẽ cân bằng di truyền.

Giải thích:

+Khi cân bằng thì tần số alen 2 giới bằng nhau: con cái có 2X, con đực có 1X (tổng số 3X).

p(A)=1/3p(X^A)♂ + 2/3p(X^A)♀

q(a)= 1/3q(X^a)♂ + 2/3q(X^a)♀

+Sau mỗi thế hệ con đực nhận 1X từ mẹ nên tần số alen liên kết giới tính bằng tần số kiểu gen của mẹ. Con cái nhận 1X từ bố và 1X từ mẹ, nên tần số alen liên kết giới tính nhận được bằng trung bình cộng tần số kiểu gen của bố và mẹ.

Ví dụ 1: Trong 1 quần thể ngẫu phối có: Giới đực : 0,8A :0,2a. Giới cái có: 0,4A:

0,6a. Gen qui định tính trạng trên NST thường. Sau bao nhiêu thế hệ thì quần thể cân bằng di truyền?

A. 1 thế hệ B. 2 thế hệ C. 3 thế hệ D. 5-6 thế hệ Ví dụ 2: Cấu trúc di truyền của quần thể: ♀0,2X^AX^A : 0,6X^AX^a : 0,2X^aX^a ♂0,2X^AY : 0,8X^aY

Hướng dẫn: ♀ p(X^A) = 0,5 q(X^a) = 0,5

♂ p(X^A) = 0,2 q(X^a) = 0,8 ==> Quần thể chưa đạt trạng thái cân bằng di truyền.

-Khi quần thể cân bằng tần số alen được xác định như sau:

p(X^A) = 1/3.0,2 + 2/3.0,5 = 0,4.

q(X^a) = 1-0,4 = 0,6.

-Cấu trúc di truyền khi quần thể cân bằng:

♀: 0,16X^AX^A : 0,48X^AX^a : 0,36X^aX^a ♂: 0,4X^AY : 0,6X^aY

*Sau bao nhiêu thế hệ thì quần thể đạt cân bằng di truyền:

Thế hệ xuất phát 1 2 3 4 5 6

♂ 0,2X^A 0,5X^A 0,35X^A 0,425X^A 0,3875X^A 0,40625X^A 0,39785X^A

♀ 0,5X^A 0,35X^A 0,425X^A 0,3875X^A 0,40625X^A 0,39785X^A 0,4X^A Vậy sau 5-6 thế hệ thì quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền.

4. Bài tập di truyền xác suất về quần thể.

4.1. Xác định tỉ lệ kiểu hình trội thông qua tỉ lệ kiểu hình lặn.

Cơ sở: Tỉ lệ kiểu hình trội = 100% - tỉ lệ kiểu hình lặn.

Ví dụ: Trong quần thể người nhóm máu O chiếm 4%, nhóm máu B chiếm 21%. Hai vợ chồng cùng có nhóm máu B. Tính xác suất họ sinh con trai đầu lòng có nhóm máu B?

A.45/98. B. 45/49. C. 3/16 D. 47/49.

Hướng dẫn: Ta tính được tần số alen tương ứng là I^A = 0,5, I^B= 0,3, I^O = 0,2. Tần số nhóm máu B là 0,21. Xác suất một người có nhóm máu B có kiểu gen I^BI^O là: 2pr / (q² + 2qr) = 0,12 / 0,21 = 4/7. Vậy xác suất cặp vợ chồng này sinh con đầu lòng có máu O là: 4/7.4/7.1/4= 4/49.

Vậy xác suất họ sinh con trai đầu lòng có nhóm máu A là (1- 4/49).1/2 = 45/98.

4.2. Xác suất kiểu gen dị hợp trong số cá thể có kiểu hình trội 2pq/(p² + 2pq).

Ví dụ 1:Ở quần thể Ruồi giấm có thân xám là trội so với thân đen. Quần thể này có tần số thân đen 36%. Chọn ngẫu nhiên 10 cặp thân xám giao phối với nhau theo từng cặp. Tính xác suất để 10 cặp cá thể này đều có kiểu gen dị hợp tử?

A. (2/3)¹⁰ B.(3/4)²⁰ C. (3/4)10

D. (2/3)²⁰. Hướng dẫn :Ta có q²(aa) = 0,36 => q(a) = 0,6, p(A) = 0,4.

Xác suất cá thể có kiểu hình trội có kiểu gen dị hợp là : 2pq/(p² + 2pq) = 0,48/0,64=3/4

Xác suất để 10 cặp cá thể thân xám đều có kiểu gen dị hợp tử là : (3/4)^2.10

Ví dụ 2: Ở 1 locut trên NST thường có n+1 alen. Tần số của 1 alen là ½, trong khi tần số mỗi alen còn lại là là 1/2n. Giả sử quần thể ở trạng thái cân bằng Hardy-Weinberg.

Xác định tần số các cá thể dị hợp tử?

A. (3n-1)/4n B. (2n-1)/3n C. (3n-1)/2n D. (3n- 1)/2n

Hướng dẫn :

Tần số của 1 alen là ½. Vậy tần số của mỗi alen còn lại đều là 1/2n.

Tần số kiểu gen đồng hợp là : ¼ + n.(1/2n)²

Tần số kiểu gen dị hợp là : 1 – (¼ + n.(1/2n)²) = (3n-1)/4n Ví dụ 3: Ở quần thể người tỉ lệ bị bệnh bạch tạng là 1/10.000. Xác suất để 1 cặp vợ chồng bình thường mang gen gây bệnh là bao nhiêu?

A. 4% B.0,04% C. 1% D. 0,01%.

Hướng dẫn: ta có q²(aa) = 1/10.000 => q(a) = 0,01; p(A) = 0,99.

Xác suất để 1 cặp vợ chồng bình thường mang gen gây bệnh (có kiểu gen dị hợp Aa) là:

[2pq/(p² + 2pq)]² = 0,04%.

Ví dụ 4 :Ở người gen đột biến lặn (m) nằm trên NST X không có alen trên Y. Alen trội tương ứng là (M) không gây mù màu. Trong quần thể người ở trạng thái cân bằng Hacđi-Vanbec về bệnh mù màu có tần số nam giới bị mù màu là 5%. Xác định tỉ lệ những người mang gen lặn qui định bệnh bạch tạng trong kiểu gen ?

A. 14,75% B. 7,375% C. 0,25% D.

9,75%

Hướng dẫn: Ta có q(X^A) = 0,05. Tỉ lệ những người mang gen lặn qui định bệnh bạch tạng trong kiểu gen là : [q(X^AY) + 2pq (X^AX^a) + q²(X^aX^a)]/2 = 0,07375.

III. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

BÀI 16. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ Câu 1: Đặc điểm nào dưới đây về quần thể là không đúng?

A. Quần thể có thánh phần kiểu gen đặc trưng và ổn định.

B. Quần thể là một cộng đồng lịch sử phát triển chung.

C. Quần thể là một tập hợp ngẫu nhiên và nhất thời các cá thể.

D. Quần thể là đơn vị sinh sản của loài trong tự nhiên.

Câu 2: Tất cả các alen của các gen trong quần thể tạo nên

A. vốn gen của quần thể. B. kiểu gen của quần thể.

C. kiểu hình của quần thể. D. thành phần kiểu gen của quần thể Câu 3: Với 2 alen A và a, bắt đầu bằng một cá thể có kiểu gen Aa, ở thế hệ tự thụ phấn thứ n, kết quả sẽ là:

A. AA = aa = 1 1

2 2

 n

  

  ; Aa = ¹ 2

 n

   . B. AA = aa = 1 2

1 2

   

  ; Aa = 1 2

2

  

  . C. AA = Aa = ¹

2

 n

   ; aa = 1 2

1 2

   

  . D. AA = Aa = ^{1 1}

2

 n

  

  ; aa = ¹ 2

 n

   . Câu 4: Tần số tương đối của một alen được tính bằng:

A. tỉ lệ % các kiểu gen của alen đó trong quần thể.

B. tỉ lệ % số giao tử của alen đó trong QT.

C. tỉ lệ % số tế bào lưỡng bội mang alen đó trong quần thể.

D.tỉ lệ % các kiểu hình của alen đó trong QT.

Câu 5: Số cá thể dị hợp ngày càng giảm, đồng hợp ngày càng tăng biểu hiện rõ nhất ở:

A. quần thể giao phối có lựa chọn. B. quần thể tự phối và ngẫu phối.

C. quần thể tự phối. D. quần thể ngẫu phối.

Câu 6: Nếu xét một gen có 3 alen nằm trên nhiễm sắc thể thường thì số loại kiểu gen tối đa trong một quần thể ngẫu phối là:

A. 4. B. 6. C. 8. D. 10.

Câu 7: Trong quần thể tự phối, thành phần kiểu gen của quần thể có xu hướng

A. tăng tỉ lệ thể dị hợp, giảm tỉ lệ thể đồng hợp. B. duy trì tỉ lệ số cá thể ở trạng thái dị hợp tử.

C. phân hoá đa dạng và phong phú về kiểu gen.

D. phân hóa thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau.

Câu 8: Sự tự phối xảy ra trong quần thể giao phối sẽ làm

A. tăng tốc độ tiến hoá của quẩn thể B. tăng biến dị tổ hợp trong quần thể.

C. tăng tỉ lệ thể đồng hợp, giảm tỉ lệ thể dị hợp. D. tăng sự đa dạng về kiểu gen và kiểu hình.

Câu 9: Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu : 0,2 AA + 0,6 Aa + 0,2 aa = 1. Sau 2 thế hệ tự phối thì cấu trúc di truyền của quần thể sẽ là:

A. 0,35 AA + 0,30 Aa + 0,35 aa = 1. B. 0,425 AA + 0,15 Aa + 0,425 aa = 1.

C. 0,25 AA + 0,50Aa + 0,25 aa = 1.D. 0,4625 AA + 0,075 Aa + 0,4625 aa = 1.

Câu 10: Đặc điểm về cấu trúc di truyền của một quần thể tự phối trong thiên nhiên như thế nào?

A. Có cấu trúc di truyền ổn định.

B. Các cá thể trong quần thể có kiểu gen đồng nhất.

C. Phần lớn các gen ở trạng thái đồng hợp.

D. Quần thể ngày càng thoái hoá.

Câu 11: Tần số của một loại kiểu gen nào đó trong quần thể được tính bằng tỉ lệ giữa:

A. số lượng alen đó trên tổng số alen của quần thể.

B. số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số alen của quần thể.

C. số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể của quần thể.

D. số lượng alen đó trên tổng số cá thể của quần thể.

Câu 12: Giả sử ở một quần thể sinh vật có thành phần kiểu gen là dAA: hAa: raa (với d + h + r = 1). Gọi p, q lần lượt là tần số của alen A, a (p, q 0 ; p + q = 1). Ta có:

A. p = d +

2

h ; q = r +

2

h B. p = r +

2

h; q = d +

2 h

C. p = h +

2

d ; q = r +

2

d D. p = d +

2

h; q = h +

2 d

Câu 13: Một quần thể có TPKG: 0,6AA + 0,4Aa = 1. Tỉ lệ cá thể có kiểu gen aa của quần thể ở thế hệ sau khi tự phối là

A. 0,7AA: 0,2Aa: 0,1aa B. 0,25AA: 0,5Aa: 0,25aa

C. 0,64AA: 0,32Aa: 0,04aa D. 0,6AA: 0,4Aa

Câu 14: Một quần thể có TPKG: 0,6AA + 0,4Aa = 1. Tỉ lệ cá thể có kiểu gen aa của quần thể ở thế hệ sau khi cho tự phối là:

A. 50% B. 20% C. 10% D. 70%

Câu 15: Một quần thể ở thế hệ F1 có cấu trúc di truyền 0,36AA: 0,48Aa: 0,16aa. Khi cho tự phối bắt buộc, cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ F3 được dự đoán là:

A. 0,57AA: 0,06Aa: 0,37aa. B. 0,36AA: 0,48Aa: 0,16aa.

C. 0,48AA: 0,24Aa: 0,28aa. D. 0,54AA: 0,12Aa: 0,34aa.

Câu 16: 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:

A. 0,3 ; 0,7 B. 0,8 ; 0,2 C. 0,7 ; 0,3 D. 0,2 ; 0,8 Câu 17: Điều nào sau đây về quần thể tự phối là không đúng?

A. Quần thể bị phân dần thành những dòng thuần có kiểu gen khác nhau.

B. Sự chọn lọc không mang lại hiệu quả đối với con cháu của một cá thể thuần chủng tự thụ phấn.

C. Số cá thể đồng hợp tăng, số cá thể dị hợp giảm.

D. Quần thể biểu hiện tính đa hình.

Câu 18: Vốn gen của quần thể là gì?

A. Là tập hợp của tất cả các alen của tất cả các gen trong quần thể tại một thời điểm xác định.

B. Là tập hợp của tất cả các gen trong quần thể tại một thời điểm xác định.

C. Là tập hợp của tất cả các kiểu gen trong quần thể tại một thời điểm xác định.

D. Là tập hợp của tất cả các kiểu hình trong quần thể tại một thời điểm xác định.

Câu 19: Phát biểu nào dưới đây là đúng đối với quần thể tự phối?

A. Tần số tương đối của các alen không thay đổi nhưng tỉ lệ dị hợp giảm dần, tỉ lệ đồng hợp tăng dần qua các thế hệ.

B. Tần số tương đối của các alen không thay đổi nên không ảnh hưởng gì đến sự biểu hiện k.gen ở thế hệ sau.

C. Tần số tương đối của các alen bị thay đổi nhưng không ảnh hưởng gì đến sự biểu hiện k.gen ở thế hệ sau.

D. Tần số tương đối của các alen thay đổi tuỳ từng trường hợp, do đó không thể có kết luận chính xác về tỉ lệ các kiểu gen ở thế hệ sau.

Câu 20: Một quần thể thực vật tự thụ phấn có tỉ lệ kiểu gen ở thế hệ P là: 0,45AA:

0,30Aa: 0,25aa. Cho biết trong quá trình chọn lọc người ta đã đào thải các cá thể có kiểu hình lặn. Tính theo lí thuyết, tỉ lệ các loại kiểu gen thu được ở F1 là:

A. 0,525AA: 0,150Aa: 0,325aa. B. 0,36AA: 0,24Aa: 0,40aa.

C. 0,36AA: 0,48Aa: 0,16aa. D. 0,7AA: 0,2Aa: 0,1aa.

Câu 21: 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:

A. A = 0,30 ; a = 0,70 B. A = 0,50 ; a = 0,50 C. A = 0,25 ; a = 0,75 D. A = 0,35 ; a = 0,65

Câu 22: Khi thống kê số lượng cá thể của một quần thể sóc, người ta thu được số liệu: 105AA: 15Aa: 30aa. Tần số tương đối của mỗi alen trong quần thể là:

A. A = 0,70 ; a = 0,30 B. A = 0,80 ; a = 0,20 C. A = 0,25 ; a = 0,75 D. A = 0,75 ; a = 0,25

Câu 23: Một quần thể có tỉ lệ của 3 loại kiểu gen tương ứng là AA: Aa: aa = 1: 6: 9.

Tần số tương đối của mỗi alen trong quần thể là bao nhiêu?

A. A = 0,25 ; a = 0,75 B. A = 0,75 ; a = 0,25 C. A = 0,4375 ; a = 0,5625 D. A= 0,5625 ; a= 0,4375

BÀI 17. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ (tiếp theo)

Câu 1: Điều nào không đúng khi nói về các điều kiện nghiệm đúng của định luật Hacdi-Vanbec?

A. Quần thể có kích thước lớn. B. Có hiện tượng di nhập gen.

C. Không có chọn lọc tự nhiên. D. Các cá thể giao phối tự do.

Câu 2: Định luật Hacđi-Vanbec phản ánh sự

A. mất ổn định tần số tương đối của các alen trong quần thể ngẫu phối.

B. mất ổn định tần số các thể đồng hợp trong quần thể ngẫu phối.

C. ổn định về tần số alen và thành phần kiểu gen trong quần thể ngẫu phối.

D. mất cân bằng thành phần kiểu gen trong quần thể ngẫu phối.

Câu 3: Điểm nào sau đây không thuộc định luật Hacđi-Vanbec?

A. Phản ánh trạng thái cân bằng di truyền trong quần thể, giải thích vì sao trong thiên nhiên có những quần thể đã duy trì ổn định qua thời gian dài.

B. Từ tần số tương đối của các alen đã biết có thể dự đoán được tỉ lệ các loại kiểu gen và kiểu hình trong quần thể.

C. Phản ánh trạng thái động của quần thể, thể hiện tác dụng của chọn lọc và giải thích cơ sở của tiến hoá.

D. Từ tỉ lệ các loại kiểu hình có thể suy ra tỉ lệ các loại kiểu gen và tần số tương đối của các alen.

Câu 4: Xét một quần thể ngẫu phối gồm 2 alen A, a. trên nhiễm sắc thể thường. Gọi p, q lần lượt là tần số của alen A, a (p, q ^0 ; p + q = 1). Theo Hacđi-Vanbec thành phần kiểu gen của quần thể đạt trạng thái cân bằng có dạng:

A. p²AA + 2pqAa + q²aa = 1 B. p²Aa + 2pqAA + q²aa = 1 C. q²AA + 2pqAa + q²aa = 1 D. p²aa + 2pqAa + q²AA = 1

Câu 5: Một trong những điều kiện quan trọng nhất để quần thể từ chưa cân bằng chuyển thành quần thể cân bằng về thành phần kiểu gen là gì?

A. Cho quần thể sinh sản hữu tính. B. Cho quần thể tự phối.

C. Cho quần thể sinh sản sinh dưỡng. D. Cho quần thể giao phối tự do.

Câu 7: Xét 1 gen gồm 2 alen trên nhiễm sắc thể thường, tần số tương đối của các alen ở các cá thể đực và cái không giống nhau và chưa đạt trạng thái cân bằng. Sau mấy thế hệ ngẫu phối thì quần thể sẽ cân bằng?

A. 1 thế hệ B. 2 thế hệ C. 3 thế hệ D. 4 thế hệ

Câu 8: Định luật Hacđi – Vanbec không cần có điều kiện nào sau đây để nghiệm đúng?

A. Có sự cách li sinh sản giữa các cá thể trong quần thể.

B. Các cá thể trong quần thể giao phối với nhau ngẫu nhiên..

C. Không có đột biến và cũng như không có chọn lọc tự nhiên.

D. Khả năng thích nghi của các kiểu gen không chênh lệch nhiều.

Câu 9: Một quần thể giao phối có thành phần kiểu gen là dAA + hAa + raa = 1 sẽ cân bằng di truyền khi

A. tần số alen A = a B. d = h = r C. d.r = h D. d.r = (h/2)². Câu 10: Ở người, bệnh bạch tạng do gen d nằm trên nhiễm sắc thể thường gây ra.

Những người bạch tạng trong quần thể cân bằng được gặp với tần số 0,04%. Cấu trúc di truyền của quần thể người nói trên sẽ là:

A. 0,9604DD + 0,0392Dd + 0,0004dd =1 B. 0,0392DD+ 0,9604Dd + 0,0004dd C. 0,0004DD + 0,0392Dd + 0,9604dd =1 D. 0,64DD + 0,34Dd + 0,02dd =1 Câu 11: Một quần thể có cấu trúc di truyền 0,4Aa: 0,6aa. Nếu biết alen A là trội không hoàn toàn so với alen a thì tỉ lệ cá thể mang kiểu hình trội của quần thể nói trên khi đạt trạng thái cân bằng là

A. 40% B. 36% C. 4% D. 16%

Câu 12: Ở ngô (bắp), A quy định bắp trái dài, a quy định bắp trái ngắn. Quần thể ban đầu có thành phần kiểu gen 0,18AA: 0,72Aa: 0,10aa. Vì nhu cầu kinh tế, những cây có bắp trái ngắn không được chọn làm giống. Tính theo lí thuyết, thành phần kiểu gen của quần thể bắp trồng ở thế hệ sau là:

A. 0,2916AA: 0,4968Aa: 0,2116aa B. 0,40AA: 0,40Aa: 0,20aa C. 0,36AA: 0,48Aa: 0,16aa D. 0,36AA: 0,36Aa: 0,28aa

Câu 13: Một quần thể 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:

A. 0,36 AA: 0,48 Aa: 0,16 aa B. 0,16 AA: 0,36 Aa: 0,48 aa C. 0,16 AA: 0,48 Aa: 0,36 aa D. 0,48 AA: 0,16 Aa: 0,36 aa

Câu 14: Một quần thể thực vật ban đầu có thành phần kiểu gen là 7 AA: 2 Aa: 1 aa.

Khi quần thể xảy ra quá trình giao phấn ngẫu nhiên (không có quá trình đột biến, biến động di truyền, không chịu tác động của chon lọc tự nhiên), thì thành phần kiểu gen của quần thể ở F3 sẽ là:

A. 0,7AA: 0,2Aa: 0,1aa B. 0,8AA: 0,2Aa: 0,1aa.

C. 0,25AA: 0,5Aa: 0,25aa D. 0,64AA: 0,32Aa: 0,04aa

Câu 15: 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

A. 3375 cá thể B. 2880 cá thể C. 2160 cá thể D. 2250 cá thể Câu 16: Một quần thể có cấu trúc di truyền 0,5AA: 0,5Aa. Nếu biết alen A là trội không hoàn toàn so với alen a thì tỉ lệ cá thể mang kiểu hình lặn của quần thể nói trên khi đạt trạng thái cân bằng là:

A. 56,25% B. 6,25% C. 37,5% D. 0%

Câu 17: Một quần thể cân bằng Hacđi-Vanbec có 300 cá thể, biết tần số tương đối của alen A = 0,3; a = 0,7. Số lượng cá thể có kiểu gen Aa là:

A. 63 cá thể. B. 126 cá thể. C. 147 cá thể. D. 90 cá thể.

Câu 18: Một quần thể ở trạng thái cân bằng Hacđi-Vanbec 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?

A. D = 0,16 ; d = 0,84 B. D = 0,4 ; d = 0,6 C. D = 0,84 ; d = 0,16 D. D = 0,6 ; d = 0,4

Câu 19: Cho một quần thể ở thế hệ xuất phát như sau P: 0,55AA: 0,40Aa: 0,05aa.

Phát biểu đúng với quần thể P nói trên là:

A. quần thể P đã đạt trạng thái cân bằng di truyền.

B. tỉ lệ kiểu gen của P sẽ không đổi ở thế hệ sau.

C. tần số của alen trội gấp 3 lần tần số của alen lặn.

D. tần số alen a lớn hơn tần số alen A.