Bài toán di truyền học quần thể Sinh học 12 - Trường THPT Lai Vung 3

BÀI TOÁN DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ SINH HỌC 12 – TRƯỜNG THPT LAI VUNG 3  

A. Cấu trúc di truyền quần thể:

1. Khái niệm quần thể: Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sống trong một khoảng không gian xác định, vào một thời điểm xác định và có khả năng sinh ra con cái để duy trì nòi giống.

2. Đặc trương của quần thể giao phối:

• Mỗi quần thể có một vốn gen đặc trưng, thể hiện ở tần số các alen và tần số các kiểu gen của quần thể.
• Tần số mỗi alen = số lượng alen đó/ tổng số alen của gen đó trong quần thể tại một thời điểm xác định.
• ần số một loại kiểu gen = số cá thể có kiểu gen đó/ tổng số cá thể trong quần thể.
• Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối biến đổi qua các thế hệ theo hướng giảm dần tỉ lệ thể dị hợp, tăng dần tỉ lệ thể đồng hợp.
• Nếu thế hệ P là 100% Aa thì thành phần kiểu gen của quần thể sau n thế hệ tự thụ phấn là :

Tần số KG AA = aa =  (\(1 - {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n}\))/2                         Tần số KG Aa = \({\left( {\frac{1}{2}} \right)^n}\)

• Một quần thể có thành phần kiểu gen ở thế hệ P là:

           xAA + yAa + zaa =1 qua n thế hệ tự thụ phấn thì thành phần kiểu gen của quần thể ở F_n là:

                      Aa = y. \({\left( {\frac{1}{2}} \right)^n}\)   aa= z + y. (\(1 - {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n}\))/2     AA = x + y. (\(1 - {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n}\))/2                        

• 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.

* Tạo ra nguồn biến dị tổ hợp đa dạng và phong phú là nguồn nguyên liệu của tiến hoá và chọn giống

                                           Bài tập xác định số kiểu gen tối đa trong quần thể

 {-- Nội dung phần Bài tập xác định số kiểu gen tối đa trong quần thể của Bài toán di truyền học quần thể Sinh học 12 các bạn vui lòng xem ở phần xem online hoặc Tải về--}

B. Bài toán:

• Trường hợp gen nằm trên nhiễm sắc thể thường khác nhau:

Câu 1: Gen I,II và III có số alen lần lượt là 2,3 và 4.Tính số kiểu gen tối đa có thể có trong quần thể ở các trường hợp:

1/ 3 gen trên nằm trên 3 cặp NST thường.

A. 124                                        B. 156                                   C. 180                                  D. 192

2/  Gen I và II cùng nằm trên một cặp NST thường,gen III nằm trên cặp NST thường khác

A. 156                                       B. 184                                    C. 210                                   D. 242

Câu 2: Ở người, gen qui định dạng tóc do 2 alen A và a  trên nhiễm sắc thể thường qui định; bệnh máu khó đông do 2 alen M và m nằm trên nhiễm sắc thể X ở đoạn không tương đồng với Y. Gen qui định nhóm máu do 3alen:  I^A ;  I^B  (đồng trội )và  I^O (lặn). Số kiểu gen và kiểu hình tối đa trong quần thể đối với 3 tính trạng trên:

A. 90 kiểu gen và 16 kiểu hình                              B. 54 kiểu gen và 16 kiểu hình

C. 90 kiểu gen và 12 kiểu hình                              D. 54 kiểu gen và 12 kiểu hình

• Trường hợp gen nằm trên nhiễm sắc thể thường và nhiễm sắc thể giới tính X

Câu 1: Ở người gen a: qui định mù màu; A: bình thường trên NST X không có alen trên NST Y. Gen quy định nhóm máu có 3 alen I^A, I^B,I^O. Số kiểu gen tối đa có thể có ở người về các gen này là:

A. 27                                  B. 30                                    C. 9                                     D. 18

Câu 2: Số alen của gen I, II và III lần lượt là 3, 4 và 5.Biết các gen đều nằm trên NST thường và không cùng nhóm liên kết. Xác định trong QT:

Số KG ĐH về tất cả các gen và dị hợp tất cả các gen lần lượt là:

A. 60 và 90                        B. 120 và 180                        C. 60 và 180                     D. 30 và 60

Câu 2b: Số KG ĐH về 2 cặp gen và dị hợp về 2 cặp gen lần lượt là:

A. 240 và 270                    B. 180 và 270                         C. 290 và 370                  D. 270 và 390

Câu 2c:  Số KG dị hợp:

A. 840                                B. 690             `            C. 750                        D. 660

1) Số Kg ĐH tất cả các gen = 3.4.5 =60 ; Số Kg dị hợp tất cả các gen = 3.6.10 =180

2) Số Kg ĐH 2 căp, dị hợp 1 cặp = (3.4.10+4.5.3+3.5.6) =270

Số Kg dị hợp 2 cặp, ĐH 1 cặp = (3.6.5+6.10.3+3.10.4) =390

3) Số KG dị hợp = (6.10.15) – (3.4.5) = 840

Câu 3: Gen I có 3 alen, gen II có 4 alen , gen III có 5 alen. Biết gen I và II nằm trên X không có alen trên Y và gen III nằm trên Y không có alen trên X. Số KG tối đa trong QT

A. 154                                B. 184                          C. 138                         D. 214

Số Kg trên XX= 3.4(3.4+1) = 78    số Kg trên XY = 3.4.5 = 60 Tổng số Kg = 78+60= 138

Câu 4: Số alen tương ứng của gen I, II, III và IV lần lượt là 2, 3, 4 và 5. Gen I và II cùng nằm trên NST X ở đoạn không tương đồng với Y, gen IV và V cùng nằm trên một cặp NST thường.Số kiểugen tối đa trong QT:

A. 181                                B. 187                           C. 231                            D. 237

• Bài tập về gen hai hay nhiều gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể

 {-- Nội dung phần Bài tập Bài tập về gen hai hay nhiều gen cùng nằm trên một nhiễm sắc thể của Bài toán di truyền học quần thể Sinh học 12 các bạn vui lòng xem ở phần xem online hoặc Tải về--}

• Bài tập về quần thể nội phối

Câu 1: Một quần thể thực vật ở thế hệ XP đều có KG Aa. Tính theo lí thuyết tỉ lệ KG AA trong quần thể sau 5 thế hệ tự thụ phấn bắt buộc là:

A.46,8750 %                  B.48,4375 %                         C.43,7500 %                 D.37,5000 %

Giải

Tỉ lệ KG AA = (( 1 – ( 1/2  )⁵ ) : 2) = 31/ 64 = 48,4375 %  → Chọn B

Câu 2: 1 quần thể có 0,36AA; 0,48Aa; 0,16aa. Xác định CTDT của quần thể trên qua 3 thế hệ tự phối.

A.0,57AA : 0,06Aa : 0,37aa                                                    B.0,7AA : 0,2Aa ; 0,1aa

C.0,36AA  : 0,24Aa : 0,40aa                                                   D.0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa

 Giải

Tỉ lệ KG Aa qua 3 thế hệ tự phối = ( 1 / 2 )³ x  0,48 = 0,06.

Tỉ lệ KG AA = 0,36 + (0,48 – 0,06)/2 = 0,36 + 0,21 = 0,57.

Tỉ lệ KG aa = 0, 16 + 0,21 = 0,37.
Vậy:  qua 3 thế hệ tự phối quần thể trên có CTDT là: 0,57AA : 0,06Aa : 0,37aa → Chọn A

Câu 3: Nếu ở P tần suất các KG của QT là :20%AA :50%Aa :30%aa ,thì sau 3 thế hệ tự thụ, TS KG AA :Aa :aa sẽ là :

A.51,875 % AA : 6, 25 % Aa : 41,875 % aa                  B.57, 250 % AA : 6,25 % Aa :  36,50 %aa

C.41,875 % AA  : 6,25 % Aa : 51,875 % aa                  D.0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa

Giải 

TS KG Aa = ( 1 / 2 )³ x  0,5  = 0,0625 = 6,25 %   

TS KG AA = 0,2 + (( 0,5 - 0,0625 ) /2 ) = 0,41875 = 41,875 %

TS KG aa =  0,3 + (( 0,5 - 0,0625 ) /2 ) = 0,51875 = 51,875 % → Chọn C

Câu 4: QT tự thụ phấn có thành phân KG là 0,3 BB + 0,4 Bb + 0,3 bb = 1. Cần bao nhiêu thế hệ tự thụ phấn thì TL thể ĐH chiếm 0,95 ?

A. n = 1         B. n = 2         C. n = 3            D. n =  4

Giải

Thể ĐH gồm BB và bb chiếm 0,95 => TL thể ĐH BB = bb = 0,95 / 2 = 0,475

TL KG Bb = 0,4 ( 1 / 2 )ⁿ

TL KG BB = 0,3 + (( 0,4 - 0,4( 1 / 2 )ⁿ ) /2 ) = 0,475

                      0,6 + 0,4 ( 0,4( 1 / 2 )ⁿ ) = 0,475 x 2

                      0,4( 1 / 2 )ⁿ  =  1 –  0,95 = 0,05

                      ( 1 / 2 )ⁿ  =  0,05 / 0,4 = 0,125

                      ( 1 / 2 )ⁿ  =  ( 1 / 2 )³  => n = 3     → Chọn C

Câu 5: Xét quần thể tự thụ phấn có thành phân KG ở thế hệ P là:

 0,3 BB + 0,3 Bb + 0,4 bb = 1.Các cá thể bb không có khả năng sinh sản, thì thành phân KG F1 như thế nào?

A.0,25AA + 0,15Aa +  0,60aa  = 1                                    B.0,7AA + 0,2Aa + 0,1aa = 1

C.0,625AA + 0,25Aa +  0,125 aa = 1                                D.0,36AA +  0,48Aa + 0,16aa = 1

Giải

P: 0,3 BB + 0,3 Bb + 0,4 bb = 1.Các cá thể bb không có khả năng sinh sản

           → các cá thể BB, bb khi tự thụ phấn : 0,3 BB :  0,3 Bb chỉ đạt 60 % , thì:

               TL KG BB = ( 30 x 100 ) / 60 = 50 % = 0,5

               TL KG bb = ( 30 x 100 ) / 60 = 50 % = 0,5

• P: 0,5 BB + 0,5 bb = 1

Lúc này F1; TL KG Bb = ( 1 / 2 )¹ x  0,5  = 0,25

                     TL KG BB = 0,3 + (( 0,5 – 0,25 )/2 ) = 0,625

                     TL KG bb = 0 + ((0,5 – 0,25 ) / 2) = 0,125

Vậy: thành phân KG F1 là 0,625BB + 0,25 Bb + 0,125 bb = 1 → Chọn C

Câu 6: Một QT XP có TL của thể dị hợp Bb bằng 60%. Sau một số thế hệ tự phối liên tiếp, TL của thể dị hợp còn lại bằng 3,75%. Số thế hệ tự phối đã xảy ra ở QT tính đến thời điểm nói trên là bao nhiêu?

A. n = 1         B. n = 2         C. n = 3            D. n =  4

Giải

TL KG Bb = ( 1 / 2 )ⁿ x  60 %   = 3,75 %

                  ( 1 / 2 )ⁿ x  3/5 = 3 / 80  (60 % =  60 /100 = 3/5 ; 3,75 % =375/10000 = 3/80 )

( 1 / 2 )ⁿ =  3/80 : 3/5 = 3/80  x  5/3 = 5/80 = 1/16   = ( 1 / 2 )⁴

               ( 1 / 2 )ⁿ   =    ( 1 / 2 )⁴   => n = 4         à Chọn D

Câu 7: Một QT Thực vật tự thụ phấn có TL KG ở thế hệ XP: 0,45AA : 0,30Aa : 0,25aa. Cho biết cá thể có KG aa không có khả năng sinh sản. Tính theo lí thuyết TL KG thu được ở F1 là:

A.0,525AA : 0,150Aa : 0,325aa                                              B.0,7AA : 0,2Aa ; 0,1aa

C.0,36AA  : 0,24Aa : 0,40aa                                                   D.0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa

Giải

P: 0,45 AA : 0,30 Aa : 0,25 aa .Các cá thể có KG aa  không có khả năng sinh sản

          → Các cá thể AA, Aa  khi tự thụ phấn : 0,45 AA : 0,30 Aa chỉ đạt 75 %, thì:

               TL KG AA = ( 45 x 100 ) / 75 = 60 % = 0,6

               TL KG Aa  = ( 30 x 100 ) / 75 = 40 % = 0,4

• P: 0,6 AA + 0,4 Aa = 1

Lúc này F1; TL KG Aa = ( 1 / 2 )¹ x  0,4  = 0,2

                     TL KG AA = 0,6 + (( 0,4 – 0,2 )/2 ) = 0,7

                     TL KG aa = 0 + ((0,4 – 0,2 ) / 2) = 0,1

Vậy: TL KG F1 là : 0,7AA : 0,2Aa ; 0,1aa     → Chọn B

Câu 8: Xét một QT thực vật có TP KG là 25% AA : 50% Aa : 25% aa. Nếu tiến hành tự thụ phấn bắt buộc thì TL KG ĐH ở thế hệ F₂ là

A. 12,5%.                             B. 25%.                                  C. 75%.                                  D. 87,5%.

Giải

TL KG Aa = ( 1 / 2 )² x  50 %   = 12,5 %.

Nếu tiến hành tự thụ phấn bắt buộc thì TL KG ĐH ở thế hệ F₂ là: 100 % - 12,5% = 87,5 % . Hay: TL KG AA = 25 %  + (( 50 % – 12,5 %  ) /2 ) = 43,75 %

                        TL KG aa =  25 %  + (( 50 % – 12,5 %  ) /2 ) = 43,75 %

Vậy : TL KG ĐH ở thế hệ F₂ là: 43,75 % + 43,75 % = 87,5 % → Chọn D

Câu 9: Ở một QT sau khi trải qua 3 thế hệ tự phối, TL của thể dị hợp trong QT bằng 8%. Biết rằng ở thế hệ XP, QT có 20% số cá thể ĐH trội và cánh dài là tính trội hoàn toàn so với cánh ngắn. Hãy cho biết trước khi xảy ra quá trình tự phối, TL KH nào sau đây là của QT trên?

A. 36% cánh dài : 64% cánh ngắn.                                      B. 64% cánh dài : 36% cánh ngắn.

C. 84% cánh dài : 16% cánh ngắn.                                      D. 16% cánh dài : 84% cánh ngắn.

Giải:

TL thể dị hợp Aa ở thế hệ XP:   ( 1/2 )³ x Aa  =  0,08  => Aa = 0, 64 = 64 %

          Vậy: TL KH cánh dài : 64 % + 20 % = 84 %

                   TL KH cánh ngắn : 100 % - 84 % = 16 % à Chọn C

• Bài tập về định luật hắc đi- van béc (Quần thể ngẫu phối)

- Với một gen có hai alen( A, a) thì thành phần kiểu của quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền là:

                                               P²AA  + 2pqAa  + q²aa =1

*Trường hợp đặc biệt:

• Quần thể đồng nhất một kiểu gen 100% AA hay 100%aa thì luôn đạt trạng thái cân bằng di truyền
• Quần thể chỉ có AA và Aa hay aa và Aa thì chưa đạt trạng thái cân bằng di truyền
• Trường hợp một gen có hai alen nằm trên Nhiễm sắc thể giới tính X thì cấu trúc di truyền quần thể là:

            P²X^AX^A   +       2pq X^AX^a     +       p X^AY      +    qX^aY            +   q² X^aX^a =1

• Tỷ lệ giao tử X^A = p² +  2pq +   p²
• Tỷ l ệ giao tử X^a = q² + q² + 2pq