Bài 17: Cấu trúc di truyền và quần thể (tiếp theo)

a. Quần thể ngẫu phối 

• Quần thể sinh vật được gọi là ngẫu phối khi các cá thể trong quần thể lựa chọn bạn tình để giao phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên
• Quần thể ngẫu phối được xem là đơn vị sinh sản, đơn vị tồn tại của loài trong tự nhiên
• Quá trình giao phối ngẫu nhiên là nguyên nhân làm cho quần thể đa hình (đa dạng) về kiểu gen và kiểu hình
• Các quần thể ngẫu phối được phân biệt với các quần thể khác cùng loài bởi tần số tương đối các alen, các kiểu gen, các kiểu hình

b. Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối

• Các cá thể giao phối tự do với nhau
• Quần thể giao phối đa dạng về kiểu gen và kiểu hình.
• Quần thể ngẫu phối có thể duy trì tần số các kiểu gen khác nhau trong quần thể không đổi qua các thế hệ trong những điều kiện nhất định

c. Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể

Một quần thể được gọi là đang ở trạng thái cân bằng di truyền khi tỉ lệ các kiểu gen (thành phần kiểu gen) của quần thể tuân theo công thức sau:

            p² + 2pq + q² = 1     

    p: tần số alen trội, q: tần số alen lặn (p + q  = 1)

• Định luật hacđi vanbec
  • Nội dung: Trong những điều kiện nhất định, tần số tương đối của các alen và thành phần kiểu gen của quần thể ngẫu phối được duy trì ổn định qua các thê hệ. ​​Khi xảy ra ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân bằng theo định luật Hacđi – Vanbec. Khi đó thỏa mãn đẳng thức : p2AA + 2pqAa + q2aa = 1. Trong đó : p là tần số alen A, q là tần số alen a, p + q = 1
  • Điều kiện nghiệm đúng

    •  Quần thể phải có kích thước lớn, số lượng cá thể nhiều

    • Các cá thể trong quần thể phải giao phối với nhau 1 cách ngẫu nhiên.

    • Không có đột biến chọn lọc tự nhiên

    • Không có đột biến

    • Không có sự di- nhập gen giữ các quần thể

  • Tuy nhiên trên thực tế rất khó có thể đáp ứng được tất cả các điều kiện trên nên tần số alen và thành phần kiểu gen của một quần thể liên tục bị biến đổi

Phương pháp giải bài tập về quần thể ngẫu phối

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: 

• 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) x 2  

Xác định hệ số   p²,  q², 2pq  

Thế vào p² q² = (2pq/2) x 2  quần thể cân bằng.

Thế vào p² q² # (2pq/2) x 2  quần thể không cân bằng

Ví dụ 1:

Một quần thể có cấu trúc di truyền là

0.68AA + 0.24 Aa + 0.08 aa = 1

Tính tần số tương đối của các alen của quần thể trên? Quần thể trên có cân bằng không?

Gợi ý trả lời:

Tần số tướng đối của alen A pA= 0,68+ 0,24/2= 0,8

Tần số tương đối của alen a qa= 0,08 + 0,24/2= 0,2

⇒ pA+ qa = 1

⇒ Quần thể cân bằng

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 : 

Ví dụ 2:

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?

Gợi ý trả lời:

 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    

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

Dạng 3:Từ số lượng kiểu hình đã cho 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  biết tỷ lệ kiểu hình trội => Kiểu hình lặn = 100% - Trội.
• Tỷ lệ kiểu gen đồng lặn = Số cá thể có kiểu hình lặn : Tổng số cá thể  trong quần thể 
• Từ tỷ lệ kiểu gen đồng lặn ⇒ Tần số tương đối của alen lặn (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 3: 

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 truền của quần thể?

Gợi ý trả lời:

• Gọi p tần số tương đối của alen B;  q tần số tương đối alen b
• % hoa trắng bb = 100% -  84% = 16% = q² ⇒ q = 0,4  ⇒ p = 0,6

Áp dụng công thức định luật p² BB + 2pq Bb + q² bb = 1

 ⇒ Cấu trúc di truyền quần thể :

0.62 BB + 2.0,6.0,4 Bb + 0,42 bb = 0,36BB + 0,48Bb + 0,16bb = 1

Sau khi học xong bài này các em cần:

• Phát biểu được nội dung; nêu được ý nghĩa và những điều kiên nghiệm đúng của định luật Hacđi – Vanbec.
• Xác định đươc cấu trúc của quần thể khi ở trạng thái cân bằng di truyền.
• Biết xác định tần số của các alen
• Giải thích được thế nào là trạng thái cân bằng di truyền của một quần thể.
• Nêu được điều kiện cân bằng di truyền về thành phần kiểu gen đối với một gen nào đó và ý nghĩa của định luật Hacđi – Vanbec

Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Sinh học 12 Bài 17 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết. 

• Câu 1:

  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 2:

  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 3:

  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 3- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online 

Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Sinh học 12 Bài 17 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.

Bài tập 17 trang 54 SBT Sinh học 12

Bài tập 19 trang 55 SBT Sinh học 12

Bài tập 20 trang 55 SBT Sinh học 12

Bài tập 21 trang 55 SBT Sinh học 12

Bài tập 22 trang 55 SBT Sinh học 12

Bài tập 23 trang 55 SBT Sinh học 12

Bài tập 24 trang 56 SBT Sinh học 12

Bài tập 25 trang 56 SBT Sinh học 12

Bài tập 26 trang 56 SBT Sinh học 12

Bài tập 27 trang 56 SBT Sinh học 12

Bài tập 28 trang 56 SBT Sinh học 12

Bài tập 30 trang 56 SBT Sinh học 12

Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Sinh học Chúng tôi sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!

Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!