Dạy học blog | Chia sẻ kiến thức môn sinh học

Chyên đề sinh học chuyên sâu của thầy Quảng Văn Hải tại http://www.quangvanhai.net

Phương pháp giải bài tập di truyền quần thể

1. Khi giải bài tập cần xác định quần thể tự phối hay quần thể giao phối:

- Quần thể tự phối: Tần số alen của quần thể cây tự thụ phấn và quần thể động vật giao phối cận huyết không thay đổi qua các thế hệ nhưng làm thay đổi tần số kiểu gen theo hướng tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp và giảm dần tần số kiểu gen dị hợp.


2. Trong quần thể 

- Tần số mỗi alen = số lượng alen/tổng số alen tại một thời điểm xác định

- Tần số một loại kiểu gen =  số lượng cá thể có kiểu gen cần tính / tổng số cả thể

3. Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối:

- Nội dung định luật Hacđi – Vanbec: 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 thế hệ.

Khi xảy ra ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân bằng theo định luật Hacđi – Van bec. Khi đó thoả mãn đẳng thức : p2AA + 2 pqAa + q2aa = 1.

           Trong đó : p là tần số alen A, q là tần số alen a, p + q = 1.

4. Đối với quần thể tự phối
 Quy ước: Trong quần thể sinh vật, 

- kiểu gen AA (Thể đồng hợp trội): có tỷ lệ là x; 

- kiểu gen Aa (Thể dị hợp): có tỷ lệ là y;       

- kiểu gen aa (Thể đồng hợp lặn): có tỷ lệ là z 

=> Cấu trúc di truyền của quần thể có dạng : 

AA : Aa : aa  = x : y : z;   Trong đó: x (AA) + y (Aa) + z (aa) =1

Công thức tổng quát



4. Đối với quần thể giao phối

1. Xác định số loại kiểu gen của quần thể

Cho gen 1 có m alen, gen 2 có n alen, số kiểu gen tối đa, số kiểu gen dị hợp, số kiểu gen đồng hợp được tính theo bảng sau:


2.Kiểm tra sự cân bằng của quần thể

 2.1. Trường hợp gen gồm 2 alen: AA.aa = (Aa/2)2 à quần thể cân bằng.

hoặc tính p, q sau đó tính p2+2pq+q2 và so sánh với dữ kiện đầu bài

2.2. Trường hợp gen đa alen, ví dụ  4 nhóm máu: A, B, AB, O

Gọi : p(IA); q(IB), r(i) lần lượt là tần số tương đối các alen IA, IB, IO => p + q + r  =  1

p2 + 2pq + 4pr + q2 + r2 = 1

Nhóm máu            A               B            AB              O
Kiểu gen   IA IA  +  IA IO     IB IB  +  IB IO          IA IB            IO IO
Tần số kiểu gen     p2 + 2 pr        q2 + 2 qr          2pq              r2

 

2.3. Trường hợp gen trên NST giới tính

- Đối với 1 locus trên NST X có 2 alen có 5 kiểu gen.

- Giới cái (hoặc giới XX):  tần số các kiểu gen được tính giống trường hợp các alen trên NST thường

p2 + 2pq + q2  = 1.

- Giới đực (hoặc giới XY):  Chỉ có 1 alen trên X =>  pXAY+ qXaY=1.

- Trong cả quần thể do tỉ lệ đực : cái = 1: 1  => Ở trạng thái cân bằng di truyền

2.4. Trường hợp kiểu hình lặn (aa) bị tách ra khỏi quần thể hoặc không có khả năng sinh sản, sau k thế hệ

- Tỉ lệ alen A: a = (p+kq) : q

- Tỉ lệ kiểu gen AA : Aa = (p+q) : kq

2.5. Thiết lập trạng thái cân bằng di truyền cho 2 hay nhiều locut gen

- Xét hai locut dị hợp Aa và Bb => Số kiểu gen tăng lên = 32 = 9.

- Gọi tần số alen A, a, B, b lần lượt là: p, q, r,s

- Tần số kiểu gen (ở trạng thái cân bằng) = (p + q)2(r + s)2 = 1.

= (p2 AA + 2pqAa + q2aa)(r2BB + 2rsBb + s2bb)

= p2r2AABB + p22rs AABb + p2s2Aabb

- Triển khai ta có

STT

Kiểu gen

Tỉ lệ

1 AABB

p2r2

2 AABb

2p2rs

3 AAbb

p2s2

4 AaBB

2pqr2

5 AaBb

4pqrs

6 Aabb

2pqs2

7 aaBB

q2r2

8 aaBb

2q2rs

9 aabb

p2s2

- Khi đạt trạng thái cân bằng tỉ lệ mỗi loại giao tử như sau: AB = pr; Ab = ps; aB = qr, ab = qs


Bài tập vận dụng

Ví dụ 1. Ở một quần thể thực vật tại thế hệ P0 có 100% thể dị hợp về kiểu gen Aa. Nếu xảy ra tự thụ phấn 2 thế hệ, tính tỉ lệ dị hợp và đồng hợp là bao nhiêu ở mỗi thế thệ.

Hướng dẫn giải bài tập

- Áp dụng công thức (Bảng trên)

=> Lập bảng sau: 


Ví dụ 2: Một quần thể thực vật có số lượng cá thể với tỉ lệ đồng hợp trội (AA) chiếm 50%, tỉ lệ dị hợp (Aa) chiếm 50%. Nếu cho tự thụ phấn qua 3 thế hệ , mỗi kiểu gen  ở thế hệ thứ 3.

Hướng dẫn giải bài tập

- Áp dụng công thức (Bảng trên)

=> Lập bảng sau: 



Ví dụ 3: Một quần thể thể động vật có 70% là thể dị hợp ( Aa), 20% là thể đồng hợp lặn (aa) nếu cho tự phụ phấn qua 5 lớp thế hệ thì tỉ lệ % thể động hợp trội, thể dị hợp, đồng hợp lặn là bao nhiêu %?

Hướng dẫn giải bài tập

- Áp dụng công thức (Bảng trên)

=> Lập bảng sau: 


Ví dụ 4: Một quần thể  thực vật ở thế hệ ban đầu có 25% kiểu gen AA, 50% kiểu gen AA, 50% kiểu gen Aa, 25% kiểu gen lặn aa nếu cho tự thụ phấn bắt buộc qua 3 thế hệ thì tỉ lệ thể dị hợp, thể đồng hợp trội, đồng hợp lặn là bao nhiêu %.

Hướng dẫn giải bài tập

- Áp dụng công thức (Bảng trên)

=> Lập bảng sau: 



Ví dụ 5: Ở gà, AA: lông đen, Aa: lông đốm, aa: lông trắng. Một quần thể gà có 410 con lông đen, 580 con lông đốm, 10 con lông trắng.

1. Cấu trúc di truyền của quần thể trên có ở trạng thái cân bằng không?

2. Quần thể đạt trạng thái cân bằng với điều kiện nào?

3. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng?

Hướng dẫn

a. Tổng cá thể :  580 + 410 + 10 =1000. Trong đó tỉ lệ từng kiểu gen:

AA: 410/1000 = 0,41;  Aa = 580/1000 = 0,58; aa =    10/1000 = 0.01.

So sánh:  p2q2  với (2pq/2)2 

p2q2 = 0,41  x  0,01  =  0,041.(2pq/2)2 = (0,58/2)2 = 0,0841 => Không cân bằng.

b. Quần thể đạt di truyền khi quá trình ngẫu phối diễn ra, ngay ở thế hệ tiếp theo đạt cân bằng di truyền.

c. p A = 0.7. q a = 1 –  0.7 =  0,3 => Cấu trúc DT:  0,49AA+0,42Aa+0,09aa.


Ví dụ 6: Ở người, A: da bình thường, a: bạch tạng. Quần thể người có tần số người bị bạch tạng 1/10000. Giả sử quần thể này cân bằng

a. Tính tần số các alen?

b. Tính xác suất để 2 người bình thường trong quần thể lấy nhau sinh ra người con đầu lòng bị bạch tạng?

Hướng dẫn

a. Tính tần số các alen

aa = q2 = 1/10000 = > qa= 0,01 => pA= 0,99.

b. Tính xác suất để 2 người bình thường trong quần thể lấy nhau sinh ra người con đầu lòng bị bạch tạng.

- Con mắc bệnh (aa) => cả bố mẹ có a, bố mẹ bình thường => Aa

- Trong quần thể, đối với tính trạng trội cơ thể dị hợp (2pq) có tỉ lệ: 2pq/(p2+2pq)

- Cặp vợ chồng sinh con => xác suất bị bệnh là 1/4.

- Vậy xác suất để 2 người bình thường lấy nhau và sinh con mắc bệnh:

2pq/(p2+2pq) x 2pq/(p2+2pq) x 1/4 = 0,00495 


Ví dụ 7: Giả thiết trong một quần thể người, tần số của các nhóm máu là: Nhóm A=0,45, nhóm B =  0,21, nhóm AB = 0,3, nhóm O =  0,04. Xác định tần số tương đối của các alen qui định nhóm máu và cấu trúc di truyền của quần thể.

Hướng dẫn

- Gọi tần số tương đối của alen IA, IB, IO lần lượt là p, q, r.

Nhóm máu

A (IAIA +IAIO)

B (IBIB + IBIO)

AB (IAIB)

O (IOIO)

Kiểu hình

p2 + 2pr = 0,45

q2 + 2qr =0,21

2pq=0,3

r2=0,04

=> p2 + 2pr + r2   =  0,45 + 0,04 => (p + r)2 =  0,49   =>   p  +  r = 0,7

Mà r2  =  0,04   => r = 0,2 => p = 0,5  =>  q = 0,3

=> Cấu trúc: 0,25IAIA + 0,09IBIB + 0,04 IOIO + 0,3IAIB + 0,2IAIO + 0,12IBI


Ví dụ 8: Nhóm máu ở người do các alen IA, IB, IO nằm trên NST thường quy định. Biết tần số nhóm máu O trong quần thể người chiếm 25%.

1. Tần số nhóm máu AB lớn nhất trong quần thể bằng bao nhiêu?

2/ Nếu tần số nhóm máu B trong quần thể là 24% thì xác suất để 1 người mang nhóm máu AB là bao nhiêu?

3/ Xác suất lớn nhất để 1 cặp vợ chồng trong quần thể có thể sinh con có đủ các nhóm máu?

Hướng dẫn

1. Gọi p, q, r lần lượt là tần số của IA,IB, IO.

Nhóm máu

A (IAIA +IAIO)

B (IBIB + IBIO)

AB (IAIB)

O (IOIO)

Kiểu hình

p2 + 2pr

q2 + 2qr

2pq

r2=0,25

=> r = 0,5 => p+q = 0,5. => Tần số AB = 2pq.

=> Áp dụng bất đẳng thức cosii: (p+q)/2 >= căn bậc 2 của ab =>  dấu = xảy ra (p.q max) khi p =q => p =q =0,25

Vậy tần số nhóm máu AB lớn nhất = 2.0,25.0,25 = 0,125 = 12,5%.

2. q2 + 2qr =0,24 mà r = 0,5 =>q2 + 2qr  +r2= 0,24+ 0,25 = 0,49 => q = 0,2 => p =0,3

=> Xác suất 1 người mang máu AB = 2.0,3.0,2 = 0,12 = 12%

3. Xác suất lớn nhất 1 cặp vợ chồng sinh con đủ các nhóm máu

=> Bố mẹ: IAIO x IBIO

- Xác  suất IAIO = 2pr; Xác  suất IBIO = 2pr => Xác suất cặp vợ chồng: 4p2q2 lớn nhất => p = q.


Ví dụ 9.Một quần thể giao phối ngẫu nhiên có thành phần KG ở thế hệ xuất phát là: 30%AA : 20%Aa : 50%aa

a. Tiến hành loại bỏ tất cả các cá thể có kiểu gen aa. Hãy xác định thành phần KG ở thế hệ F1

b. Nếu cá thể aa không có khả năng sinh sản thì đến thế hệ F4, quần thể có thành phần KG như thế nào?

Giải

a. Loại aa => còn lại  (0,3AA +0,3Aa) =0,6

    p(A) = 0,8             qa =0,2

QT giao phối ngẫu nhiên:  AA : Aa:aa = 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa.

b.  Cá thể aa không có khả năng sinh sản qua các thế hệ, chỉ AA, Aa phát sinh giao tử. Đến thế hệ F4 => Tính giao tử F3

F3 có A : a =  (0,8 + 3.0,2): 0,2 = 7 => A= 1/8*7 = 0,875; a = 0,125.

            => Cấu trúc di truyền


Ví dụ 10. Trong một quần thể người đang cân bằng về di truyền có 21% số người mang nhóm máu B; 30% số người có nhóm máu AB; 4% số người có nhóm máu O.

a. Xác định tần số tương đối của các alen qui định nhóm máu và cấu trúc di truyền của quần thể.

b. Một cặp vợ chồng thuộc quần thể trên đều có nhóm máu B sinh ra hai người con. Xác suất để một đứa có nhóm máu giống mẹ là bao nhiêu?

Hướng dẫn

      a. Gọi tần số alen IA, IB, IO lần lượt là p, q, r

Nhóm máu            A               B            AB              O
Kiểu gen   IA IA  +  IA IO     IB IB  +  IB IO          IA IB            IO IO
Tần số kiểu gen     p2 + 2 pr        q2 + 2 pr          2pq              r2

            – r2 = 0,04=> r = 0,2.         – (q + r)2 = 0,21 + 0,4 = 0,25 => q + r = 0,5 => q = 0,3            – p = 1-0,2-0,3 = 0,5

            Cấu trúc DT: 0,25 IAIA:  0,02 IAIO: 0,09 IBIB: 0,12 IBIO: 0,3 IAIB:  0,04 IOIO
            b. Cặp vợ chồng máu B sinh con, xác suất đứa con giống máu mẹ

            – Bố mẹ có nhóm máu B => KG của bố mẹ phải là IBIB và IBIO, sinh con có nhóm máu giống bố mẹ.

            – Vì sinh con khác bố mẹ + sinh con giống bố mẹ = 1 => Sinh con giống bố mẹ = 1- sinh con khác bố mẹ.

            – P máu B sinh con khác bố mẹ (máu O, trường hợp IBIB x IBIO)

            – Tần số KG IBIB là 0,09 và IBIO là 0,12. Tần số máu B là 0,21.

            – P (máu O) =  IBIO x IBIO

            => Tần số cặp vợ chồng có KG này là: 0,12/0,21 x 0,12/0,21

            => Tỷ lệ cặp vợ chồng này sinh con máu O = 1/4

            => Xác suất sinh con máu khác bố mẹ (O) = 1/4×0,12/0,21×0,12/0,21

            => Xác suất sinh con máu B: 1 – 1/4×0,12/0,21×0,12/0,21.


Ví dụ 11. Một quần thể ở thế hệ xuất phát có 100 cá thể AABb, 150 cá thể AaBb, 150 cá thể aaBb, 100 cá thể aabb. Hãy xác định tỉ lệ kiểu gen Aabb của quần thể ở đời F2 trong trường hợp:

a. Các cá thể giao phối ngẫu nhiên
b. Các cá thể sinh sản tự phối
Hướng dẫn

- Tổng cá thể: 500

- Giao tử của các cá thể

 

AB

Ab

aB

ab

- AABb  (0,2)

0,1

0,1

0

0

- AaBb (0,3)

0,075

0,075

0,075

0,075

- aaBb (0,3)

0

0

0,15

0,15

- aabb (0,2)

0

0

0

0,2

 

0,175

0,175

0,225

0,425

a. Quần thể ngẫu phối:  Aabb = 2 (Ab x ab) = 2. 0,175.0,425 = 0,14875 = 14,875%

    

b. Quần thể sinh sản tự phối: Aabb = Aa x ab chỉ xuất hiện ở cặp AaBb x AaBb 

Aabb = 2. 0,075 x 0,075 =0,01125 = 1,125%

About these ads

One response to “Phương pháp giải bài tập di truyền quần thể

  1. ab 23.06.2013 lúc 9:37 sáng

    có thành phần

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

Theo dõi

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 1 359 other followers

%d bloggers like this: