Các nhân tố tiến hóa trong trạng thái cân bằng di truyền của quần thể

Các nhân t ti n hóa trong ố ế
tr ng tháiạ
cân b ng di truy n c a qu n th .ằ ề ủ ầ ể

Giáo viên h ng d n: Nguy n Th H ng Vânướ ẫ ễ ị ồ

Đào Thu H ngằ
Nhóm 4 Nguy n Di u Quỳnh ễ ệ
Võ Th Ph ngị ươ
O
U
T
L
I
N
E
A . Tr ng thái cân b ng di truy n c a qu n th .ạ ằ ề ủ ầ ể
B. Các nhân t ti n hóa và nh h ng c a chúng t i ố ế ả ưở ủ ớ
tr ng thái cân b ng c a qu n th .ạ ằ ủ ầ ể
1. Đ t bi nộ ế
2. Di nh p genậ
3. Bi n đ ng di truy nế ộ ề
4. Giao ph i không ng u nhiênố ẫ
5. Ch n l c t nhiênọ ọ ự
Tr ng thái cân b ng di truy n c a qu n thạ ằ ề ủ ầ ể

Khái niệm
Nếu qua nhiều thế hệ tần số alen và thành phần kiểu gen
không thay đổi thì quần thể đó ở trạng thái cân bằng.

Định luật Hardy-Weinberg

“ Trong những điều kiện nhất định tần số alen của quần
thể duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác”.
p2 + 2pq + q2 = 1


Tr ng thái cân b ng di truy n c a qu n thạ ằ ề ủ ầ ể

Điều kiện nghiệm đúng định luật Hardy-Weinberg
•
Quần thể có kích thước rất lớn.
•
Ngẫu phối.
•
Không có đột biến.
•
Không có di nhập gen.
•
Không có chọn lọc tự nhiên.
Các nhân t ti n hóa trong TTCBDT c a QTố ế ủ
Di nh p genậ
Bi n đ ng di ế ộ
truy nề
Giao ph i không ố
ng u nhiênẫ
Ch n l c t ọ ọ ự
nhiên
Đ t bi nộ ế
Đ t bi nộ ế

Khái ni m ệ

•
Là những biến đổi trong VCDT, ở đây chỉ xét các biến đổi trong gen, tạo
nên các alen mới.
•
Tần số xuất hiện đột biến ở một gen là rất thấp
ĐB liên quan tới mắt người 1,2-2,3.10-5
ĐB hàm lượng đường trong ngô 2,4.10-5
ĐB màu sắc lông chuột 0,97-7,1.10-5
•
Tuy nhiên do số lượng gen và số lượng tế bào trong cơ thể là rất lớn nên
tổng số đột biến trong quần thể khá cao.
Đ t bi nộ ế

Sự tác động đến TTCBDT
•
Đột biến làm xuất hiện alen mới, làm thay đổi tần số alen và thành
phần kiểu gen của QT.
•
Không phải đột biến gen nào cũng làm thay đổi TTCBDT mà tùy thuộc
_ Loại tế bào đột biến
TB soma
TB sinh dục
_ Thời điểm gây đột biến
Giao tử
TB tiền sinh dục
 Tùy thuộc loại tế bào và thời điểm gây đột biến mà sự tác động đến thế hệ sau
khác nhau, dẫn đến sự ảnh hưởng tới TTCBDT cũng khác nhau.
Đ t bi nộ ế

Đột biến làm thay đổi tần số alen rất chậm chạp

•
Giả thiết
U : tốc độ ĐB thuận
p0 : tần số alen A ban đầu
pn : tần số alen A sau n thế hệ bị ĐB
•
Người ta tính được tần số alen A ở thế hệ thứ n
pn = p0 ( 1 – u)n
•
Nếu u = 10-5 thì cần 69000 thế hệ để tần số alen A giảm một nửa.
Di nh p genậ
•
Khái niệm
•
Mức độ cách li giữa các quần thể trong tự nhiên chỉ mang
tính tương đối.
•
Một nhóm cá thể từ quần thể này có thể di nhập vào quần
thể kia và làm thay đổi trạng thái cân bằng di truyền của
quần thể.
Di nh p genậ

Sự tác động đến TTCBDT
•
Các cá thể từ quần thể cho khi tham gia giao phối sẽ bổ
sung alen mới vào vốn gen của quần thể; thay đổi tần số
alen, thành phần kiểu gen đã có trước đó.
•
Mức độ thay đổi tùy thuộc vào số lượng cá thể nhập cư
so với kích thước quần thể và sự sai khác về thành phần

kiểu gen giữa hai quần thể.
Di nh p genậ

Sự tác động đến TTCBDT
Thiết lập công thức
•
Q: tần số alen a ở quần thể nhận.
•
Qo : tần số alen a ở thế hệ khởi đầu.
•
Qn : tần số alen a ở quần thể nhận sau n thế hệ có hiện tượng di
nhập.
•
q: tần số alen a trong quần thể cho.
•
M: tần số cá thể nhập cư.
•
Q1 =(1-M)Qo + Mq =Qo – M(Qo -q)
•
Ta có lượng biến thiên tần số của alen a sau 1 thế hệ:
∆q=Q1 –Qo =[Qo – M(Qo -q)] – Qo = – M(Qo -q)
Di nh p genậ

Ví dụ
•
20 cá thể từ QT cho  QT nhận có 20000 cá thể (M=0,001)
Tần số alen a trong quần thể cho: q = 0,3
Tần số alen a trong quần thể nhận: Qo = 0,1
 Q1 = 0,001 . 0,3 + (1- 0,001) . 0,1 = 0,1002
•

Giả sử Có 20 cá thể nhập cư vào QT chỉ có 40 cá thể  M= 0,5.
Q1 = 0,5 . 0,3 + (1- 0,5) . 0,1 = 0,2
Q2 = 0,5 . 0,3 + (1- 0,5) .0,2 = 0,25

Bi n đ ng di truy nế ộ ề

Khái niệm
•
Là hiện tượng tần số tương đối của các alen trong quần thể
bị thay đổi ngẫu nhiên do nguyên nhân nào đó.
•
Có vai trò lớn trong quần thể nhỏ, ít hiệu quả trong quần thể
lớn.
•
Biến động di truyền trong quần thể nhỏ thường gây ra hai
trạng thái: hiệu ứng thắt cổ chai(bottle effect) và hiệu ứng kẻ
sáng lập( founder effect).
Hi u ng th t c chaiệ ứ ắ ổ

Khái niệm
•
Các thảm họa(động đất, cháy rừng, lũ lụt) có thể làm giảm
đáng kể kích thước quần thể, đào thải một cách không
chọn lọc.
•
Số lượng cá thể dừng ở mức sống sót.
•
Quần thể sống sót không là đại diện cho vốn gen của quần
thể ban đầu.
Hi u ng th t c chaiệ ứ ắ ổ

Hi u ng th t c chaiệ ứ ắ ổ

Sự tác động đến TTCBDT
•
Hiệu ứng thắt cổ chai ngăn chặn hầu hết các kiểu gen tham gia tạo
ra thế hệ sau làm giảm đáng kể tính đa dạng của vốn gen ban đầu.
•
Tần số alen thay đổi: một số alen trở nên phổ biến, một số có thể
biến mất khỏi quần thể.

Ví dụ
QT hải cẩu Bắc cực
1890: dưới 200 cá thể
hiện nay: trên 30000 cá thể
Nhận thấy biến dị di truyền của
QT hải cẩu là rất thấp.
Hi u ng k sáng l pệ ứ ẻ ậ

Khái niệm
Khi một nhóm cá thể nào đó ngẫu nhiên tách ra khỏi quần thể đi lập
quần thể mới, các alen trong nhóm này có thể không đặc trưng cho
quần thể gốc.

Sự tác động đến TTCBDT
•
Các alen hoặc tổ hợp alen hiếm có thể xuất hiện với tần số cao ở
quần thể mới cách ly với quần thể gốc.
•
Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể mới với quần thể gốc
không được bảo toàn.

Hi u ng k sáng l pệ ứ ẻ ậ

Ví dụ
•
Tần số alen IA của người Eskimo:
ở Groeand là 0,02 – 0,04
ở các QT nhỏ vùng cực bắc là 0,09.
•
Tần số gen gây bệnh Huntington ở châu Úc khá cao. Kết
quả nghiên cứu trên 432 bệnh nhân cho thấy họ đều là con
cháu của một phụ nữ Anh di cư sang Úc với 13 người con.
Giao ph i không ng u nhiênố ẫ

Khái niệm
Là sự giao phối giữa các cá thể nội phối(tự thụ phấn, giao
phối gần) hoặc sự giao phối có lựa chọn.
Giao ph i không ng u nhiênố ẫ
Giao ph i không ng u nhiênố ẫ

Sự tác động đến TTCBDT
•
Không thay đổi tần số alen.
•
Làm thay đổi tần số
kiểu gen theo hướng
tăng thể đồng hợp,
giảm thể dị hợp.
•
Tỉ lệ các KG qua n thế hệ
Aa = ( ½)n

AA = aa= [1 – ( ½)n ]/2

Ch n l c t nhiênọ ọ ự

Khái niệm
Là sự phân hóa về khả năng sinh sản của các cá thể trong quần
thể.

Sự tác động đến TTCBDT
•
Tác động trực tiếp vào kiểu hình từ đó chọn ra kiểu gen thích
nghi.
•
CLTN phân hóa khả năng sinh sản của các kiểu gen khác nhau
dẫn đến sự thay đổi tần số alen, thành phần kiểu gen của quần
thể.
Ch n l c t nhiênọ ọ ự

Ví dụ
Đột biến quy định màu sắc của loài bướm sâu đo vùng CN Manchester được CLTN giữ lại

Ch n l c t nhiên ọ ọ ự

Giá trị chọn lọc và hệ số chọn lọc
•
Giá trị chọn lọc ( w) phản ánh mức độ sống sót và truyền lại
cho thế hệ sau của một kiểu gen hay một alen.
•
Hệ số chọn lọc (s) phản ánh sự chênh lệch giá trị thích nghi
của hai alen phản ánh mức độ ưu thế của các alen so với

nhau trong quá trình chọn lọc tự nhiên.
•
S phản ánh áp lực chọn lọc với mỗi kiểu gen hay alen và
được và được tính từ w.
Ch n l c t nhiênọ ọ ự
Mô hình chọn lọc alen chống lại thể giao tử hay thể đơn bội
•
Xét gen có 2 alen A, a. Nếu chọn lọc chống lại a với HSCL s  w(a) = 1 – s
•
Tốc độ thay đổi tần số alen A
p p – p + spq spq
- p = =
1-sq 1 – sq 1 - sq

T n s alen A tr c ch n l cầ ố ướ ọ ọ p
T ng t n s các alen tr c ch n ổ ầ ố ướ ọ
l cọ
p + q
T ng t n s các alen sau ch n l cổ ầ ố ọ ọ
=p + q(1-s) = p + (1-q)(1-s)
= p + 1 –s –p +sp =1 + sp –s
= 1-s(1- p) = 1 - sq
T n s alen A sau ch n l cầ ố ọ ọ p/1-sq
Spq
1 - sq