Hệ thống hóa các công thức tổng quát giải các dạng bài tập di truyền học quần thể trong tiến hóa Sinh học 12

HỆ THỐNG CÔNG THỨC TỔNG QUÁT GIẢI CÁC BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ TRONG TIẾN HOÁ

1. Đột biến

Để xác định áp lực của quá trình đột biến làm thay đổi tần số alen là không đáng kể ta xét dưới dạng mô hình toán học sau:

• Giả sử 1 locut có hai alen A và a. Trên thực tế có thể xảy ra các trường hợp sau:
• Gen A đột biến thành gen a (đột biến thuận) với tần số u. Chẳng hạn, ở thế hệ xuất phát tần số tương đối của alen A là p_o. Sang thế hệ thứ hai có u alen A bị biến đổi thành a do đột biến. Tần số alen A ở thế hệ này là: p₁ = p_o – up­_o = p_o(1-u)
• Sang thế hệ thứ hai lại có u của số alen A còn lại tiệp tục đột biến thành a. Tần số alen A ơ thế hệ thứ hai là: P₂ = p₁ – up­₁ = p₁(1-u) = p_o(1-u)²
• Vậy sau n thế hệ tần số tương đối của alen A là:  p_n = p_o(1-u)ⁿ  tương ứng với p_n = p_0. e^{- un}
  • p₀ là tần số tương đối của alen ở quần thể ban đầu
  • u tốc độ đột biến theo chiều thuận

Từ đó ta thấy rằng: Tần số đột biến u càng lớn thì tần số tương đối của alen A càng giảm nhanh.

Như vậy, quá trình đột biến đã xảy ra một áp lực biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể. Áp lực của quá trình đột biến biểu hiện ở tốc độ biến đổi tần số tương đối của các alen bị đột biến.

• Alen a cũng có thể đột biến thành A (đột biến nghịch) với tần số v.
• Nếu u = v thì tần số tương đối của các alen vẫn được giữ nguyên không đổi.
• Nếu v = 0 và u > 0 → chỉ xảy ra đột biến thuận.
• Nếu u ≠ v; u > 0, v > 0 → nghĩa là xảy ra cả đột biến thuận và đột biến nghịch. Sau một thế hệ, tần số tương đối của alen A sẽ là:  p₁ = p_o – up_o + vq_o        

Kí hiệu sự biến đổi tần số alen A là ∆p

Khi đó ∆p = p₁ – p_o = (p_o – up_o + vq_o) – p_o = vq_o - up_o

Tần số tương đối p của alen A và q của alen a sẽ đạt thế cân bằng khi số lượng đột biến A→ a và a → A bù trừ cho nhau, nghĩa là ∆p = 0 khi vq = up. Mà q = 1- p.

   → up = v(1 – p) ↔   up + vp = v  ↔ \(p = \frac{v}{{u + v}} \to q = \frac{u}{{u + v}}\)

2. Di nhập gen

Tốc độ di nhập gen (m) được tính bằng tỉ số giao tử mang gen di nhập so với số giao tử của mỗi thế hệ trong quần thể. Cũng có thể tính  bằng tỉ lệ số cá thể nhập cư so với tổng số cá thể của quần thể nhận.Ta có lượng biến thiên tần số alen A trong quần thể nhận sau một thế hệ di nhập gen là:

                 ∆p = m(p₀ – p_m)

Trong công thức trên:

• p_o là tần số của alen A ở quần thể nhận
• p_m là tần số alen A ở quần thể cho

Tần số tương đối của các alen sau một thế hệ có nhập cư là:

               p₁= p₀ + m(p₀-p_m)

               q₁ = q₀+ m(q₀-q_m)

3. Quá trình chọn lọc tự nhiên

{-- Nội dung phần 3. Quá trình chọn lọc tự nhiên của Hệ thống hóa các công thức tổng quát giải các dạng bài tập di truyền học quần thể trong tiến hóa Sinh học 12 vui lòng xem ở phần xem online hoặc tải về --}

4. Giao phối không ngẫu nhiên

Nếu trong một quần thể có f cá thể nội phối thì tần số các kiểu gen bằng :         

(p² + fpq)AA + (2pq – 2fpq)Aa + (q² + fpq)aa

Hệ số nội phối được tính bằng:

                   1- [(tần số dị hợp tử quan sát được)/(tần số dị hợp tử theo lý thuyết)]

       Hay bằng (tần số dị hợp tử theo lý thuyết – tần số dị hợp tử quan sát được)/tần số dị hợp tử theo lý thuyết.