CHUYÊN ĐỀ QUẦN THỂ TRONG ÔN THI THPT QUỐC GIA
Đối tượng : Học sinh lớp 11,12
Số tiết dự kiến: 10 tiết ( 4 tiết lý thuyết, 6 tiết bài tập )
PHẦN I : KIẾN THỨC TRỌNG TÂM
I. QUẦN THỂ SINH VẬT
Quần thể sinh vật là tập hợp các cá thể trong cùng một loài, cùng sinh sống
trong một khoảng không gian xác định, vào một thời điểm xác định. Các cá thể
trong quần thể có khả năng giao phối tự do với nhau để sinh sản tạo thành những
thế hệ mới.
1. Các mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể
a. Quan hệ hỗ trợ
- Sống quần tụ, hình thành bầy đàn hay xã hội. Quan hệ hỗ trợ giữa các cá
thể trong quần thể đảm bảo cho quần thể tồn tại ổn định, khai thác tối ưu nguồn
sống của môi trường, làm tăng khả năng sống sót và sinh sản của các cá thể.
- Hỗ trợ giữa các cá thể cùng loài thể hiện “hiệu quả nhóm”.
Hình 1. Hiện tượng hỗ trợ cùng loài ở thực vật
1
b. Quan hệ cạnh tranh
- Cạnh tranh cùng loài: Khi mật độ quá cao, nguồn thức ăn suy kiệt; các cá
thể đực giành giật con cái hay những con cái giành nhau nơi làm tổ trong mùa sinh
sản hoặc trường hợp “đấu tranh” giữa các con đực để giành vị trí đầu đàn trong
cuộc sống bầy đàn (linh trưởng, chó sói, gà...).
Do cạnh tranh về nguồn sống, số lượng cá thể của quần thể giảm, duy trì
một mật độ vừa phải, phù hợp với điều kiện môi trường. Đó là hiện tượng “tỉa
thưa” ở thực vật hay “tỉa đàn” ở động vật.
- Hiện tượng kí sinh cùng loài: Trong điều kiện nguồn thức ăn bị giới han,
quần thể có kích thước lớn buộc các cá thể đực phải sống kí sinh vào con cái.
Trường hợp này hiếm gặp, chỉ thấy ở một số loài cá sống trong vùng nước
sâu đại dương. Những cá thể đực có kích thước rất nhỏ, không vây, không có các
nội quan, trừ ruột chỉ là một cái ống chứa chất dinh dưỡng “nhận” từ con cái và cơ
quan sinh dục đực phát triển đầy đủ để thụ tinh cho con cái trong mùa sinh sản.
- Ăn thịt đồng loại: Đây cũng là một hiện tượng không phổ biến trong tự
nhiên. Ví dụ, ở cá vược châu Âu (Perca fluatili). Do một hoàn cảnh nào đó nguồn
thức ăn bị suy kiệt, cá bố mẹ bắt con làm thức ăn. Khi điều kiện dinh dưỡng được
cải thiện, cá sớm khôi phục lại kích thước quần thể của mình.
Tất cả các trường hợp cạnh tranh, kí sinh cùng loài hay ăn đồng loài là những
trường hợp đặc biệt, ít gặp, song không dẫn đến sự tiêu diệt loài mà ngược lại, duy
trì sự tồn tại của loài và làm cho loài phát triển hưng thịnh.
- Nhờ có cạnh tranh mà số lượng và sự phân bố của các cá thể trong quần
thể duy trì ở mức độ phù hợp, đảm bảo sự tồn tại và sự phát triển của quần thể.
Hình 2. Hiện tượng cạnh tranh cùng loài
2. Ý nghĩa của quan hệ hỗ trợ hay cạnh tranh
- Quan hệ hỗ trợ và cạnh tranh trong quần thể là các đặc điểm thích nghi của
sinh vật với môi trường sống, đảm bảo sự tồn tại và phát triển hưng thịnh.
2
- Quan hệ hỗ trợ mang lại lợi ích cho các cá thể, các cá thể khai thác được
tối ưu nguồn sống của môi trường, các con non được bố mẹ chăm sóc tốt hơn,
chống chọi với điều kiện bất lợi của tự nhiên và tự vệ tránh kẻ thù tốt hơn,... Nhờ
đó mà khả năng sống sót và sinh sản của những cá thể tốt hơn.
- Nhờ có cạnh tranh mà số lượng và sự phân bố của các cá thể trong quần
thể duy trì ở mức độ phù hợp giúp cho loài phát triển ổn định. Cạnh tranh giữa các
cá thể dẫn tới sự thắng thế của các cá thể khỏe và đào thải các cá thể yếu, nên thúc
đẩy quá trình chọn lọc tự nhiên.
II. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA QUẦN THỂ
1. Sự phân bố của các cá thể trong không gian
Hình 3. Các kiểu phân bố của các cá thể trong quần thể
Đồng đều
Ngẫu nhiên
Theo nhóm
Điều kiện sống Điều kiện sống phân bố Điều kiện sống phân
phân bố đồng đều. đồng đều.
bố không đồng đều.
Giữa các cá thể
trong quần thể có
sự cạnh tranh gay
gắt, tính lãnh thổ
cao.
Giữa các cá thể trong
quần thể không có sự
cạnh tranh gay gắt,
không có tính lãnh tổ
cao mà cũng không
thích sống tụ họp.
Ý nghĩa
Giảm cạnh tranh.
Khai thác và sử dụng
Hỗ trợ nhau.
nguồn sống có hiệu quả
Ví dụ
Hươu, trâu rừng
Chim cánh cụt, cỏ Cây gỗ trong rừng mưa
sống thành bầy đàn,
trên thảo nguyên, nhiệt đới, sò sống ở phù
giun sống ở nơi có
chim hải âu,...
sa...
độ ẩm cao, cỏ lào...
Đặc điểm
Các cá thể sống
thành bầy đàn tập
trung ở nơi có điều
kiện sống tốt nhất.
2. Tỉ lệ giới tính
3
- Tỉ lệ giới tính là tỉ số giữa số lượng cá thể đực, số lượng cá thể cái trong
quần thể. Tỉ lệ giới tính thường xấp xỉ 1/1. Tuy nhiên, trong quá trình sống tỉ lệ này
có thể thay đổi tùy thuộc vào từng thời gian và điều kiện sống.
- Tỉ lệ giới tính của quần thể là đặc trưng quan trọng đảm bảo hiệu quả sinh
sản của quần thể trong điều kiện môi trường thay đổi.
- Là số lượng sinh vật sống trên 1 đơn vị diện tích hay thể tích của quần thể.
Mật độ cá thể trong quần thể có ảnh hưởng đến mức độ sử dụng nguồn sống trong
môi trường, đến khả năng sinh sản và tử vong của cá thể. Mật độ cá thể không cố
định mà thay đổi theo mùa, năm hay tuỳ theo điều kiện sống.
Sự khác nhau về tỉ lệ giới tính của các quần thể sinh vật
Tỉ lệ giới tính
Các nhân tố ảnh hưởng đến tỉ lệ
giới tính
Ngỗng và vịt có tỉ lệ giới tính là 40/60
Do tỉ lệ tử vong khác nhau giữa các
cá thể đực và cái, cá thể cái trong
Trước mùa sinh sản, nhiều loài thằn
mùa sinh sản chết nhiều hơn cá thể
lằn, rắn có số lượng cá thể cái nhiều
đực
hơn cá thể đực. Sau mùa đẻ trứng, số
lượng cá thể đực và cái gần bằng nhau.
Với loài kiến nâu (Formica rufa), nếu Tỉ lệ giới tính thay đổi tùy theo điều
đẻ trứng ở nhiệt độ thấp hơn 20oC thì kiện môi trường sống (nhiệt độ)
trứng nở ra toàn cá thể cái, nếu đẻ
trứng ở nhiệt độ trên 20oC thì trứng nở
ra hầu hết là cá thể đực.
Gà, hươu, nai có số lượng cá thể cái Do đặc điểm sinh sản và tập tính đa
nhiều hơn cá thể đực gấp 2 hoặc 3 lần, thê ở động vật
đôi khi tới 10 lần
Muỗi đực tập trung ở một nơi riêng Do sự khác nhau về đặc điểm sinh lí
với số lượng nhiều hơn muỗi cái
và tập tính của con đực và con cái –
muỗi đực không hút máu như muỗi
cái. Muỗi đực tập trung ở một chỗ
còn muỗi cái bay khắp nơi tìm động
vật hút máu.
Ở cây thiên nam tinh (Arisaema Tỉ lệ giới tính phụ thuộc vào lượng
japonica) thuộc họ Ráy, củ rễ loại lớn chất dinh dưỡng tích lũy trong cơ thể.
có nhiều chất dinh dưỡng khi nảy chồi
sẽ cho ra cây có hoa cái, còn loại rễ
nhỏ nảy chồi cho ra cây có hoa đực.
* Ý nghĩa của tỉ lệ giới tính:
4
Sự hiểu biết về tỉ lệ giới tính có ý nghĩa quan trọng trong chăn nuôi gia súc,
bảo vệ môi trường. Trong chăn nuôi, người ta có thể tính toán một tỉ lệ các con đực
và cái phù hợp để đem lại hiệu quả kinh tế. Ví dụ, các đàn gà, hươu, nai,... người ta
có thể khai thác bớt một số lượng lớn các cá thể đực mà vẫn duy trì được sự phát
triển của đàn.
3. Các nhóm tuổi khác nhau trong quần thể
- Các cá thể trong quần thể được phân chia thành các nhóm tuổi: nhóm tuổi
trước sinh sản, nhóm tuổi sinh sản, nhóm tuổi sau sinh sản.
- Ngoài ra, người ta còn phân chia cấu trúc tuổi thành tuổi thọ sinh lí, tuổi
thọ sinh thái và tuổi quần thể.
- Tuổi thọ sinh lí là thời gian sống có thể đạt tới của một cá thể trong quần
thể.
- Tuổi thọ sinh thái là thời gian sống thực tế của cá thể.
- Tuổi quần thể là tuổi bình quân của các cá thể trong quần thể.
a. Nhân tố ảnh hưởng đến các nhóm tuổi
- Quần thể có cấu trúc tuổi đặc trưng, nhưng cấu trúc đó cũng luôn thay đổi
phụ thuộc vào điều kiện sống của môi trường.
- Khi nguồn sống từ môi trường suy giảm, điều kiện khí hậu xấu đi hoặc có
dịch bệnh... các cá thể non và già bị chết nhiều hơn cá thể thuộc nhóm tuổi trung
bình.
- Trong điều kiện thuận lợi, nguồn thức ăn phong phú, các con non lớn lên
nhanh chóng, sinh sản tăng, từ đó kích thước quần thể tăng lên
- Ngoài ra, nhóm tuổi của quần thể thay đổi còn có thể phụ thuộc vào một số
yếu tố khác như mùa sinh sản tập tính di cư,...
b. Tháp tuổi của quần thể
- Khi xếp liên tiếp các nhóm tuổi từ non đến già, ta có tháp tuổi hay tháp dân
số. Mỗi nhóm tuổi được xem như một đơn vị cấu trúc tuổi của quần thể. Do đó, khi
môi trường biến động, tỉ lệ các nhóm tuổi biến đổi theo, phù hợp với điều kiện
mới. Nhờ thế, quần thể duy trì được trạng thái ổn định của mình.
5
Tháp tuổi chỉ ra 3 trạng thái phát triển số lượng của quần thể: quần thể đang phát
triển (quần thể trẻ), quần thể ổn định và quần thể suy thoái (quần thể già).
+ Quần thể trẻ có tỉ lệ nhóm tuổi trước sinh sản cao.
+ Quần thể ổn định có tỉ lệ nhóm trước và đang sinh sản xấp xỉ như nhau.
+ Quần thể suy thoái có tỉ lệ nhóm trước sinh sản nhỏ hơn nhóm đang sinh sản.
4. Đặc trưng kích thước quần thể
- Khái niệm kích thước quần thể: Số lượng, sinh khối, năng lượng tích lũy
trong phạm vi phân bố của quần thể.
+ Kích thước tối thiểu: Số lượng ít nhất duy trì sự tồn tại. Dưới kích thước
tối thiểu thì quần thể không tồn tại (tiềm năng sinh học yếu: khả năng tự vệ kém,
khả năng gặp gỡ giữa cá thể đực và cái thấp...
+ Kích thước tối đa: Kích thước lớn nhất mà quần thể có thể đạt được, vượt
qua kích thước này, quần thể có thể xảy ra các trường hợp làm giảm sô lượng cá
thể: tăng cường cạnh tranh, sức sinh sản giảm, di cư tăng...
- Khi kích thước quần thể vượt quá mức tối đa sẽ có những bất lợi sau:
+ Quan hệ hỗ trợ giữa những cá thể trong quần thể giảm, quan hệ cạnh tranh
tăng.
+ Khả năng truyền dịch bệnh tăng → sự phát sinh các ổ dịch dẫn đến chết
hàng loạt.
+ Mức ô nhiễm môi trường cao và mất cân bằng sinh học.
- Khi kích thước quần thể giảm xuống dưới mức tối thiểu sẽ có những bất lợi
sau:
+ Quan hệ hỗ trợ giữa những cá thể trong quần thể giảm: tự vệ, kiếm ăn...
6
+ Mức sinh sản giảm: khả năng bắt cặp giữa đực và cái thấp, số lượng cá thể
sinh ra ít, đặc biệt dễ xảy ra giao phối gần.
- Cách tính kích thước quần thể:
+ Phương pháp trực tiếp: Đối với quần thể của các cá thể không có khả năng
di chuyển. Đếm trực tiếp trên các ô tiêu chuẩn.
+ Phương pháp gián tiếp: Đối với quần thể của các cá thể có khả năng di
chuyển. Phương pháp chủ yếu: đánh bắt - thả bù theo công thức: C = (N1 x N2) / m
C: kích thước quần thể.
N1: số cá thể bắt được lần 1; N2: số cá thể bắt được lần 2; m: số cá thể bắt lần 2 có
đánh dấu.
- Số lượng cá thể hay kích thước quần thể được mô tả khái quát theo biểu
thức:
Nt = No + B - D + I - E
Nt và No là kích thước quần thể ở thời điểm t và to; B: mức sinh sản; D: mức
tử vong; I: mức nhập cư; E: mức xuất cư.
5. Đặc trưng mật độ quần thể
- Mật độ quần thể là số lượng cá thể của quần thể tính trên đơn vị diện tích
(cá thể/m2) hay thể tích (cá thể/m3).
VD : mật độ cây thông là 1000 cây/ha diện tích đồi, mật độ sâu rau là 2 con/m 2
ruộng rau…
7
- Mật độ chỉ ra khoảng cách trung bình giữa các cá thể trong vùng phân bố
của quần thể, ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển của loài.
Khi mật độ thưa, nguồn sống dồi dào thì mức tử vong thấp, còn mức sinh
sản lại cao, kích thước quần thể sẽ tăng.
Ngược lại, quần thể quá đông, nguồn thức ăn bị khai thác cạn kiệt, các cá thể
trong quần thể cạnh tranh với nhau về nơi sống và nguồn thức ăn đưa đến tăng
mức tử vong và giảm mức sinh sản, kích thước quần thể sẽ giảm.
Như vậy, mật độ quần thể như một nhân tố nội tại điều chỉnh kích thước
quần thể.
6. Sự tăng trưởng của quần thể:
a, Sự tăng trưởng của quần thể theo tiềm năng sinh học và trong thực tế
Tắng trưởng theo tiềm năng sinh học
Trong môi trường không giới hạn
( nguồn sống của môi trường dồi dào và
sức sinh sản của các cá thể là rất lớn)
Tăng trưởng theo tiềm năng thực tế
Trong môi trường bị giới hạn ( nguồn
sống không phải lúc nào cũng thuận
lợi, sức sinh sản không phải lúc nào
cũng lớn)
Quần thể tăng trưởng theo tiềm năng Đường cong tăng trưởng hình chữ S
sinh học, đường cong tăng trưởng có
dạng hình chữ J
Loài có kích thước cơ thể nhỏ, tuổi thọ Loài có kích thước cơ thể lớn, tuổi
thấp, tuổi sinh sản lần đầu đến sớm, sức thọ cao, tuổi sinh sản lần đầu đến
sinh sản lớn
muộn, sinh sản ít
b. Tăng trưởng của quần thể người
- Trên thế giới: Dân số thế giới tăng liên tục, đến 2017 có thể lên đến 8 tỉ
người. Dân số thế giới đạt mức tăng trưởng cao là nhờ những thành tựu to lớn về
phát triển kinh tế xã hội, chất lượng cuộc sống ngày một cải thiện, tuổi thọ được
nâng cao.
Ở Việt Nam
+ Năm 1945 : 18 triệu người, 2004: 82 triệu người (tăng gấp 4,5 lần)
8
+ Việc tăng dân số quá nhanh và phân bố dân cư không hợp lí là nguyên nhân làm
chất lượng môi trường giảm sút, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống
III. BIẾN ĐỘNG SỐ LƯỢNG CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ
Biến động số lượng của quần thể là sự tăng, giảm số lượng cá thể của quần
thể quanh giá trị cân bằng tương ứng với sức chứa của môi trường (sinh sản cân
bằng với tử vong).
1. Các kiểu biến động số lượng
Có 2 kiểu biến động số lượng: biến động không theo chu kỳ và biến động
theo chu kỳ.
- Biến động không theo chu kỳ xảy ra do các yếu tố ngẫu nhiên, không kiểm
soát được như thiên tai, dịch bệnh.
- Biến động theo chu kỳ xảy ra do các yếu tố biến đổi có chu kỳ như chu kỳ
ngày đêm, chu kỳ tuần trăng và hoạt động của thủy triều, chu kỳ mùa, chu kỳ nhiều
năm.
+ Chu kỳ ngày đêm, phổ biến ở sinh vật phù du, như các loài tảo có số lượng
cá thể tăng vào ban ngày và giảm vào ban đêm, do ban ngày tầng nước ngọt được
chiếu sáng nên chúng quang hợp và sinh sản nhanh.
+ Chu kì tuần trăng và hoạt động của thủy triều, như rươi sống ở nước lợ các
vùng ven biển Bắc Bộ đẻ rộ nhất vào các ngày thuộc pha trăng khuyết.
+ Chu kì mùa, mùa xuân và mùa hè là thời gian thuận lợi nhất cho sinh sản
và phát triển của hầu hết các loài động vật và thực vật. Như ruồi, muỗi sinh sản và
phát triển nhiều nhất vào các tháng xuân hè, giảm vào các tháng mùa đông.
+ Chu kì nhiều năm, như loài chuột thảo nguyên có chu kì biến động số
lượng theo chu kì từ 3-4 năm.
2. Nguyên nhân gây biến đổi số lượng cá thể trong quần thể
- Hai nhóm nhân tố sinh thái gây nên biến động số lượng cá thể của quần thể
là các nhân tố vô sinh và các nhân tố hữu sinh.
+ Các nhân tố vô sinh tác động trực tiếp và một chiều lên sinh vật mà không phụ
thuộc vào mật độ cá thể trong quần thể nên còn được gọi là các nhân tố sinh thái
không phụ thuộc mật độ cá thể trong quần thể. Các nhân tố sinh thái vô sinh ảnh
hưởng tới trạng thái sinh lí của các cá thể. Sống trong điều kiện tự nhiên không
thuận lợi, mức sinh sản của các cá thể giảm, khả năng thụ tinh kém, sức sống của
con non thấp,...
+ Các nhân tố hữu sinh như sự cạnh tranh giữa các cá thể trong cùng đàn, số
lượng kẻ thù ăn thịt, mức sinh sản và mức độ tử vong, sự phát tán của các cá thể
trong quần thể... là các yếu tố bị chi phối bởi mật độ cá thể của quần thể nên gọi là
9
các nhân tố phụ thuộc mật độ cá thể trong quần thể. Các nhân tố hữu sinh ảnh
hưởng rất lớn đến khả năng tìm kiếm thức ăn, nơi ở, nơi đẻ trứng, khả năng sinh
sản và nở trứng, khả năng sống sót của con non,... và do đó ảnh hưởng tới số lượng
cá thể trong quần thể.
- Ví dụ: Đối với sâu bọ ăn thực vật thì các nhân tố khí hậu có vai trò quyết định,
còn đối với chim nhân tố quyết định lại thường là thức ăn vào mùa đông và sự
cạnh tranh nơi làm tổ vào mùa hè.
3. Ý nghĩa của nghiên cứu về biến động số lượng cá thể.
Những nghiên cứu về biến động số lượng cá thể có thể giúp các nhà nông
nghiệp xác định đúng lịch thời vụ, để vật nuôi, cây trồng sinh trưởng trong điều
kiện thích hợp nhất trong năm, nhằm đạt được năng suất cao. Đồng thời giúp các
nhà bảo vệ môi trường chủ động trong việc hạn chế sự phát triển quá mức của các
loài sinh vật gây hại, gây mất cân bằng sinh thái.
4. Quần thể điều chỉnh số lượng cá thể
a. Cơ chế điều chỉnh số lượng cá thể trong quần thể
- Khi số lượng cá thể giảm xuống quá thấp hoặc tăng lên quá cao, các nhân
tố của môi trường hoặc có thể tác động làm giảm số cá thể của quần thể hoặc tác
động làm tăng số cá thể của quần thể:
+ Trong điều kiện môi trường thuận lợi (môi trường có nguồn gốc dồi dào, ít sinh
vật ăn thịt...) quần thể tăng mức sinh sản, giảm mức độ tử vong, nhiều cá thể từ nơi
khác nhập cư tới sống trong quần thể,... làm cho số lượng có thể của quần thể tăng
lên nhanh chóng, đôi khi vượt hơn hẳn mức độ bình thường.
+ Khi số lượng cá thể trong quần thể tăng cao, sau một thời gian, nguồn sống trở
thiếu hụt, nơi sống chật chội,... cạnh tranh gay gắt lại diễn ra làm hạn chế gia tăng
số cá thể của quần thể.
- Trạng thái cân bằng của quần thể đạt được khi quần thể có số lượng cá thể ổn
định và cân bằng với khả năng cung cấp nguồn sống của môi trường.
b. Xu hướng điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể ở mức cân bằng
- Trong tự nhiên, quần thể có xu hướng điều chỉnh mật độ cá thể của quần
thể ở mức cân bằng là do: mật độ cá thể của quần thể có ảnh hưởng tới mức độ sử
dụng nguồn sống trong môi trường, tới mức độ sinh sản và tử vong của cá thể. Khi
số lượng cá thể thấp mà điều kiện sống của môi trường thuận lợi (như nguồn sống
dồi dào, khí hậu phù hợp,...) số cá thể mới sinh ra tăng lên. Ngược lại, khi số lượng
cá thể tăng cao dẫn tới điều kiện sống của môi trường không thuận lợi, số cá thể bị
chết tăng lên.
+ Hiện tượng “tự tỉa thưa” là kết quả cạnh tranh giữa các cá thể trong quần thể.
Ví dụ do điều kiện môi trường thích hợp, các cây non mọc quá dày, nhiều cây
10
không nhận được ánh sáng và muối khoáng nên chết dần, số còn lại đủ duy trì mật
độ vừa phải, cân bằng với điều kiện môi trường chúng sống.
+ Vật ăn thịt ăn thịt con mồi là nhân tố quan trọng khống chế kích thước quần thể
con mồi, ngược lại, con mồi cũng là nhân tố quan trọng điều chỉnh số lượng cá thể
của quần thể vật ăn thịt. Mối quan hệ 2 chiều này tạo nên trạng thái cân bằng sinh
học trong thiên nhiên.
IV. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
- Mỗi quần thề có một vốn gen chung và đặc trưng, vốn gen là tập hợp toàn
bộ các alen của tất cả các gen trong quần thể.
Hình 5: Vốn gen của quần thể
- Đặc điểm vốn gen thể hiện ở tần số các alen và tần số các kiểu gen của quần thể.
+ Tần số alen của một gen nào đó được tính bằng tỉ lệ giữa số lượng alen đó trên
tổng số các loại alen khác nhau của gen đó tại thời điểm xác định.
+ Tần số của một kiếu gen nào đó trong quần thể được tính bằng tỉ lệ giữa số cá thể
có kiểu gen đó trên tổng số cá thể có trong quần thể.
1. Quần thể tự phối:
- Đặc điểm:
+ Các cá thể tự thụ phấn hoặc tự thụ tinh, kiểu gen gồm các dòng thuần.
+ Quần thể tự phối có tính đa dạng về kiểu gen và kiểu hình thấp nên kém thích
nghi. Do vậy khi môi trường thay đổi thì quần thể tự phối có khả năng thích nghi
kém, dễ bị tuyệt diệt. Vì vậy trong quá trình tiến hóa, các loài tự phối ngày càng ít
dần.
+ Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối biến đổi qua các thế hệ theo hướng giảm
dần tỉ lệ dị hợp tử và tăng dần tỉ lệ đồng hợp tử, nhưng không làm thay đổi tần số
tương đối của các alen.
11
Hình 6. Hiện tượng thoái hóa khi cho ngô thụ phấn qua nhiều thế hệ
- Trong quá trình tự phối liên tiếp qua các thế hệ:
+ Tần số tương đối các alen không thay đổi.
+ Tần số tương đối các kiểu gen thay đổi.
2. Quần thể giao phối ngẫu nhiên
- Đặc điểm: Các cá thể giao phối tự do, thành phần kiểu gen đa dạng và thường ở
trạng thái cân bằng di truyền, tính đa dạng về kiểu gen và kiểu hình rất cao.
V. TRẠNG THÁI CÂN BẰNG DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
Khi xảy ra ngẫu phối, quần thể đạt trạng thái cân bằng theo định luật Hacđi–
Vanbec. Khi đó thoả mãn đẳng thức: p2AA + 2pqAa + q2aa = 1, QT cân bằng
1. Điều kiện nghiệm đúng của định luật Hacđi – Vanbec
- Số lượng cá thể phải đủ lớn và không xảy ra biến động di truyền. Trong một
khoảng thời gian nhất định, điều kiện này có thể được đáp ứng, nhất là ở những
quần thể tách biệt với môi trường bên ngoài.
- Các cá thể trong quần thể phải giao phối ngẫu nhiên với nhau. Tức là không có sự
chọn lọc trong quá trình giao phối. Đây là điều kiện khó xảy ra trong thực tế.
- Giá trị thích nghi của các kiểu gen khác nhau là như nhau. Điều kiện này chỉ
được thỏa ở một số tính trạng, phổ biến là các tính trạng số lượng có sự di truyền
theo qui luật tương tác cộng gộp - các alen khác nhau có vai trò như nhau trong
việc hình thành kiểu hình, và phần lớn chúng không ảnh hường nhiều đến sức sống
của cá thể.
- Không có áp lực của đột biến và chọn lọc tự nhiên. Rõ ràng đây là điều kiện khó
đáp ứng nhất.
- Không có hiện tượng di - nhập gen. Có thể được đáp ứng với những quần thể
sống tách biệt với các quần thể khác.
2. Ý nghĩa của định luật Hacđi – Vanbec
a. Ý nghĩa lý luận
12
Phản ánh trạng thái cân bằng di truyền của quần thể và giải thích vì sao có những
quần thể ổn định trong thời gian dài.
b. Ý nghĩa thực tiễn
Khi biết một quần thể đạt trạng thái cân bằng Hacđi – Vanbec thì từ tần số các cá
thể có kiểu hình lặn có thể suy ra tần số tương đối của các alen trong quần thể
ngược lại nếu biết tần số xuất hiện một đột biến nào đó có thể dự đoán xác suất bắt
gặp thể đột biến đó hoặc sự tiềm tàng các gen đột biến có hại trong quần thể, giúp
ích rất nhiều trong y học và trong chọn giống.
PHẦN II : THIẾT LẬP CỒNG THỨC
Để giải nhanh gọn các dạng bài tập về di truyền quần thể, trước hết cần đạt các yêu
cầu sau:
- Thông hiểu và giải được cấc bài tập lai cơ bản, đặc biệt là các quy luật Mendel
- Phân biệt được các quần thể dựa vào kiểu giao phối
- Thành thạo tính toán cơ bản về tổ hợp, xác suất và chuyển đổi giữa 3 dạng số học
là phân số - số thập phân – phần trăm;
- Thuộc lòng bộ khai triển (0,1+0,9)2, (0,2+0,8)2, …..(0,9+0,1)2
I. Nhóm 1 – Các công thức cơ bản:
13
Dấu [ ] : thay cho cụm từ tần số alen hoặc thành phần (tần số) kiểu gen
[AA] +[Aa]+ [aa] = 1
[A]= [AA]+
[a]= [aa]+
[A]+[a]=1
II. Nhóm 2 – Các công thức của quần thể tự phối
1. Quần thể tự phối với 1 cặp gen
Để thiết lập công thức di truyền quần thể tự phối, cần phải luôn nhớ 2 nguyên tắc
chính :
+ Trong mọi trường hợp, ta áp dụng được công thức cơ bản
+ Qua mỗi thế hệ , [Aa] giảm đi 1 nửa; lượng giảm này chia đều cho [AA] và [aa]
* Nếu quần thể ở thế hệ F0 có [AA]=X0; [Aa]=Y0; [aa]=Z0
Sau n thế hệ tự phối , tại Fn có:
[Aa]n=Yn= Y0/2n
[AA]=Xn= X0 +
[aa]=Zn= Z0 +
* Nếu ở thế hệ F0 có 100% Aa
Sau n thế hệ tự phối, tại Fn ta có :
[Aa]n = 1/2n
[AA]n=[aa]n=
2. Quần thể tự phối với 2 cặp gen phân ly độc lập
- Xét 2 cặp gen Aa, Bb trong lòng 1 quần thể tự phối, sự biến đổi của chúng thỏa
mãn 2 quy luật:
+ Riêng với mỗi cặp, [KG] và [Alen] biến đổi qua các thế hệ theo công thức nhóm
(II-1)
+ Khi xét chung, tỉ lệ mỗi kiểu gen bằng tích tỉ lệ các kiểu gen thành phần ( giống
quy luật phân ly độc lập)
Ví dụ: Xét quần thể có 0,3Aabb+…
Khi tự phối qua 3 thế hệ:
+Với cặp Aa tự thụ : F3 có 0,4375AA : 0,125Aa : 0,4375aa
+Với cặp bb tự thụ : F3 có 100% bb
14
Do vậy, xét chung tỉ lệ, ta có đời con của nhóm 0,3Aabb sẽ là:
0,3 x [(0,4375AA : 0,125Aa : 0,4375aa) x bb]
Các kiểu gen khác sẽ làm tương tự
III. Các công thức của quần thể ngẫu phối
1. Quần thể ngẫu phối với 1 cặp gen
- Nếu gọi p, q lần lượt là tần số của A, a → p+q = 1
Quần thể ngẫu phối cân bằng khi thỏa mãn công thức
p2 AA + 2pqAa + q2aa =1
- Dấu hiệu nhận biết quần thể cân bằng :
Một quần thể có x AA, y Aa, và z aa cân bằng khi
+ =1 hoặc x.z = y2/4
- Với nhóm máu ABO:
Gọi p, q, r lần lượt là tần số IA, IB, IO, khi quần thể cân bằng :
(p2 + q2 + r2 ) = p2IAIA + q2IBIB + r2IOIO + 2pqIAIB + 2prIAIO + 2qrIBIO = 1
- Khi tần số các alen phân bố ở 2 giới là khác nhau:
+ Nếu một quần thể ngẫu phối ở F 0 có tần số alen ở 2 giới lần lượt là p♂, q♂, p♀,
q♀, khi quần thể cân bằng
p = ( p♂+ p♀ ) : 2
q = ( q♂+ q♀ ) : 2
2. Quần thể ngẫu phối với 2 cặp gen phân ly độc lập:
- Xét một quần thể có 2 cặp gen Aa và Bb phân ly độc lập, tần số A, a, B, b lần lượt
là p, q, r, s. Các alen này tạo ra tổng cộng 9 kiểu gen.
+ p, q, r, s lần lượt tính theo công thức cơ bản nhóm I
+ Tần số các loại giao tử được tính lần lượt như sau:
[AB] = [AABB] + [AABb]/2 + [AaBB]/2 + [AaBb]/4
[Ab] = [AAbb] + [AABb]/2 + [Aabb]/2 + [AaBb]/4
[aB] = [aaBB] + [AaBB]/2 + [aaBb]/2 + [AaBb]/4
[ab] = [aabb] + [Aabb]/2 + [aaBb]/2 + [AaBb]/4
- Nếu quần thể cân bằng, cả 2 cặp gen đều cân bằng, tức là :
p2AA + 2pqAa + q2aa = 1 và r2BB + 2rsBb + s2bb = 1
- Khi xét chung, ta có công thức Hacdi-Vanbec cho 2 cặp gen phân ly độc lập:
15
(p + q)2 x ( r + s)2 = (p2AA + 2pqAa + q2aa) x (r2BB + 2rsBb + s2bb) = 1
- Lúc này , tần số mỗi kiểu gen sẽ bằng tích tần số các kiểu gen thành phần, chẳng
hạn như :
[AABB]= p2AA x r2BB
[AaBb] = 2pqAa x 2rsBb
[aaBb] = q2aa x 2rsBb
IV. Công thức quần thể ngẫu phối với gen trên NST giới tính
1. Gen nằm ở vùng không tương đồng của NST giới tính X:
- Xét một gen trong quần thể có 2 alen A và a . Quá trình ngẫu phối đã tạo ra 5 loại
kiểu gen : XAXA; XAXa; XaXa; XAY; XaY
- Khi quần thể ngẫu phỗi, sự biến thiên tần số alen ở 2 giới được thực hiện theo
quy luật di truyền chéo
Ví dụ : Nếu tần số ở F0 ở 2 giới lần lượt là p♂, q♂, p♀ , q♀, thì ở F1 :
A
p♀ X
q♀ Xa
p♂ XA
p♂.q♀XAXA
p♂. q♀ XA Xa
q♂ Xa
q♂. p♀ XA Xa
q♂.q♀ Xa Xa
Y
p♀ XAY
q♀ Xa Y
- Từ bảng ta tính được tần số alen ở mỗi giới của F1 sẽ là :
Giới đực : p1♂ = p♀
q1♂=q♀
Giới cái : p1♀= (p♂ + p♀)/2
q1♀= (q♂ + q♀)/2
- Tương tự, ở thế hệ ngẫu phối thứ n thì ta tính tần số các alen dựa vào thế hệ thứ
n-1
- Quá trình ngẫu phối qua nhiều thế hệ làm cho tần số các alen ở 2 giới càng ngày
càng gần nhau. Khi tần số các alen ở 2 giới bằng nhau, quần thể cân bằng.
Lúc này p= p♂= p♀
q= q♂= q♀
Ở giới cái : p2XAXA + 2pq XAXa + p2 XaXa = 1
Ở giới đực: pXAY + q XaY= 1
- Công thức Hacđi – Vanbec khi xét chung :
(p2XAXA + 2pq XAXa + p2 XaXa) + (pXAY + q XaY) = 1
2. Gen ở vùng không tương đồng của NST giới tính Y
- Xét 1 gen trên NSTgiới tính Y gồm 2 alen A và a, quá trình ngẫu phối đã tạo ra 2
kiểu gen ở giới đực như sau : XYA và XYa. Lúc này p = [XYA] và q = [XYa]
16
- Cấu trúc DT của quần thể ở trạng thái cân bằng là: XX + (pXYA + qXYa)=1
3. Gen nằm trên vùng tương đồng của NST X và NST Y
- Xét 1 gen gồm 2 alen A và a nằm trên vùng tương đồng của X và Y. Khi đó cấu
trúc di truyền của quần thể được xác định tương tự như trong trường hợp gen nằm
trên NST thường
- Ta có cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền là :
p2( XAXA + XAYA) +2pq (XAXa + XAYa + XaYA) + q2( XaXa + XaYa) = 1
V. Công thức di truyền khi quần thể có chọn lọc:
- Xét một quần thể có x(AA), y(Aa), và z(aa) chịu tác dụng của chọn lọc, khi
đó:
Tần số trước
Giá trị thích
chọn lọc
x(AA)
y(Aa)
z(aa)
nghi
s1
s2
s3
Tần số sau
Tỉ lệ sống sót
x.s1
y.s2
z.s3
chọn lọc
x’=
y’=
z’=
- Sau quá trình chọn lọc, tùy thuộc vào kiểu sinh sản là ngẫu phối hay tự phối mà
có cách tính để xác định cấu trúc quần thể trong thế hệ tiếp theo. ( áp dụng công
thức nhóm II, III)
- Trường hợp đặc biệt, khi kiểu gen aa không có khả năng sinh sản
Tại thế hệ F0, quần thể có cấu trúc : p02AA + 2p0q0Aa + q02aa thì sau n thế hệ
ngẫu phối, Fn có :
qn =
và
pn = 1 - q n
VI. Công thức di truyền khi diễn ra sự di cư, nhập cư
- Xét một nhóm gồm m cá thể di cư có tần số alen là p,q. Nhóm này di cư tới quần
thể có n cá thể, trong đó tần số các alen là p0, q0.
- Giá trị nhập cư được xác định bằng tỉ lệ số cá thể nhập/tổng cá thể M=
- Lúc này quần thể nhập cư sẽ có cấu trúc di truyền biến đổi như sau:
p’= p0 + p vớip = M(p - p0)
q’= q0 + q với = M(q - q0)
(: độ biến thiên tần số alen, có thể mang giá trị (-) hoặc dương (+) )
Lưu ý: p’+q’=1, nên có p’ rồi ta dễ dàng tính được q’ = 1- p’
17
Công thức trên có thể mở rộng cho trường hợp gen nhiều hơn 2 alen, chnwgr hạn
với nhóm máu có 3 alen thì p’ = p0 + p; q’= q0 + ; r’= r0 + r.
18
PHẦN III : BÀI TẬP VẬN DỤNG
A. CÁC DẠNG BÀI TẬP DI TRUYỀN QUẦN THỂ
- Dạng 1 : Bài tập quần thể cơ bản:
→ Áp dụng công thức nhóm I
- Dạng 2: Bài tập quần thể tự phối
→ Áp dụng công thức nhóm II
- Dạng 3: Bài tập quần thể ngẫu phối
+ Kiểu 3.1: ChoQT, yêu cầu kiểm tra sự cân bằng
→ Dùng dấu hiệu nhận biết ở các nhóm III; IV
+ Kiểu 3.2: Cho QT đã cân bằng, yêu cầu tính toán [alen] hoặc [KG]
→ Dùng công thức Hacđi-Vanbec ở nhóm III; IV
- Dạng 4 : Bài tập quần thể hỗn hợp
+ Kiểu 4.1: Xen kẽ giữa ngẫu phối và tự phối
→ Chia thành từng đoạn, mỗi đoạn sẽ là dạng 2 hay dạng 3
+ Kiểu 4.2: Có tác động của chọn lọc
→ Áp dụng công thức nhóm V; sau đó tùy kiểu giao phối mà quy về dạng 2 hoặc
dạng 3 để tính
- Dạng 5: Bài tập quần thể có di cư.
→ Áp dụng công thức nhóm 6
Trong các dạng trên , ngoại trừ dạng 1 và dạng 5, trước khi làm cần xác định kiểu
giao phối của quần thể
B. BÀI TẬP MẪU:
Bài 1: Một quần thể thực vật có 1050 cây hoa đỏ đồng hợp tử, 150 cây hoa đỏ dị
hợp tử và 300 cây hoa trắng. Biết tính trạng màu hoa do một gen gồm 2 alen qui
định
a, Xác định cấu trúc di truyền của quần thể
b, Quần thể trên đã đạt trạng thái cân bằng di truyền chưa? Nếu chưa khi nào QT
mới cân bằng? Cho biết cấu trúc QT lúc cân bằng
c, Quần thể biến đổi như thế nào sau 2 thế hệ tự thụ phấn?
19
d, Do nhu cầu của thị trường, những người dân trong vùng đã tăng cường khai thác
hết các cây cho hoa màu trắng. Biết rằng loài thực vật này là thực vật 1 năm. Hỏi
sau 10 năm tần số các alen của quần thể sẽ còn lại như thế nào?
e, Một kĩ sư nông nghiệp đã mua 100 cây ở chợ về trồng. Qua quá trình kiểm tra,
anh nhận thấy có 60 cây đỏ đồng hợp và 20 cây hoa trắng. Anh cho các cây ngẫu
phối, sau đó cho tự thụ phấn qua 2 thế hệ nữa. Hỏi lúc này, tỉ lệ cây hoa trắng trong
các nhóm cây con là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
a, Vì hoa đỏ có kiểu gen dị hợp nên hoa đỏ là tính trạng trội so vơi hoa trắng.
Qui ước alen A-đỏ là trội so với a-trắng
+ Thành phần kiểu gen:
[AA]= = 0,7
[Aa]= = 0,1
[aa]= = 0,2 ( hoặc [aa]= 1 - [AA] - [Aa]= 0,2 )
+ Tần số các alen:
[A]= [AA] + = 0,75
[a] = 1- [A]=0,25
b, Gọi x, y, z lầ lượt là tần số AA, Aa, aa
Ta có : x.z = 0,7 x 0,2 =1.4
(1)
= = 2,5 x 10-3 (2)
Thấy (1) khác (2) nên quần thể chưa cần bằng
- Quần thể cần bằng khi trải qua một thế hệ ngẫu phối, khi đó cấu trúc di truyền
của quần thể thỏa mãn công thức Hacdi-Vanbec p2AA + 2pqAa + q2aa = 1
Tức là : 0,5625AA + 0,375Aa + 0,0625aa = 1
c, Khi quần thể tự thụ tại F2:
- Tần số KG Aa là : y2 = = 0,025
- Tần số KG AA= x2 = x + = 0,7375
- Tần số KG aa= z2 = z + = 0,2375
d, Hoa trắng được khai thác hết, tức là các cây có kiểu gen aa xem như không có
khả năng sinh sản
- Loài TV này là cây 1 năm, vậy sau 10 năm sẽ là 10 thế hệ
Vậy ở F10: q10 = =
và p10= 1- q10 =
e, 100 cây đem về có thể xem là một quần thể mới, trong quần thể này :
20
+ 60 cây đỏ đồng hợp → [AA] = 0,6
+ 20 cây đỏ dị hợp→ [Aa] = 0,2
+ 20 cây trắng→ [aa] = 0,2
Từ đó ta tính được p(A)=0,7 và q(a)=0,3
- Khi cho nhóm cây ngẫu phối, quần thể cân bằng nên thành phần kiểu gen của
quần thể thỏa mãn công thức Hacdi-Vanbec p2AA + 2pqAa + q2aa = 1
→ 0,49AA + 0,42Aa + 0,09aa = 1
- Khi cho nhóm cây tự thụ 2 thế hệ, ở F2
[Aa]2= = 0,105
[aa]2= 0,09 + = 0,2475
Vậy tại đời con, tỉ lệ cây có hoa màu trắng là 0,2475
Bài 2:
a, Quần thể nào đạt trạng thái cân bằng trong 3 quần thể sau :
- QT 1: 0,36 AABb + 0,48 aabb + 0,16 Aabb
- QT 2: 0,25 AABB + 0,5 AaBb + 0,25 aabb
- QT 3: 0,81 AAbb + 0,18 Aabb + 0,01 aabb
b, Xác định cấu trúc di truyền của một quần thể ngẫu phối có các alen A, a, B, b
tương ứng là : 0,8; 0,2; 0,7 và 0,3. Biết rằng QT ở trạng thái cân bằng di truyền
c, Một quần thể ban đầu có cấu trúc 0,4AABB + 0,4AaBb + 0,2Aabb. Hỏi sau 2
thế hệ tự phối thì tỉ lệ các kiểu gen thuần chủng trong quần thể là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
a, Xét từng QT:
- QT 1 : (0,36AA : 0,16Aa : 0,48aa) và (0,36Bb : 0,64 bb) cả 2 cặp gen đơn đều
không cân bằng → QT không cân bằng
- QT 2: (0,25AA : 0,5Aa : 0,25aa) và (0,25BB : 0,5Bb : 0,25bb) cả 2 cặp gen đơn
đều cân bằng, nhưng khi xét chung ko thỏa mãn tích tỉ lệ:
(p + q)2 x ( r + s)2 = (p2AA + 2pqAa + q2aa) x (r2BB + 2rsBb + s2bb) = 1
- QT 3: 0,81AAbb + 0,18AaBb + 0,01aabb (0,81AA : 0,18Aa : 0,01aa) và 1bb; cả
2 đều cân bằng và thỏa mãn tỉ lệ chung → QT cân bằng
b, Cấu trúc QT lúc cân bằng
- QT có tần số A, a, B, b tương ứng là 0,8; 0,2; 0,7; 0,3 khi cân bằng, ta có:
(p2AA + 2pqAa + q2aa) x (r2BB + 2rsBb + s2bb) = 1
21
Tức là (0,64AA+0,32Aa+0,04aa) x (0,49BB + 0,42Bb + 0,09bb) = 1
Tỉ lệ các kiểu gen bằng tích tỉ lệ các kiểu gen thành phần :
AABB= 0,3136
AaBB= 0,1568
aaBB=0,00196……….
c, F0 [0,4AABB + 0,4 AaBb + 0,2Aabb].
Khi tự phối qua 2 thế hệ, lúc này , tại F2
+ 0,4AABB vẫn cho 0,4AABB
+ 0,4 AaBb cho đời con như sau :
` Aa tự thụ cho F2 : 0,0375AA : 0,25Aa : 0,375aa
` Bb tự thụ cho F2: 0,375BB : 0,25Bb : 0,375bb
→ Tỉ lệ các kiểu gen đồng hợp là:
0,4 x [ 0,3752AABB + 0,3752AAbb + 0,3752aaBB + 0,3752aabb] = 0.225
+ 0,2Aabb cho đời con như sau
` Aa tự thụ phấn cho F2: 0,375AA : 0,25Aa : 0,375aa
` bb tự thụ cho F2 vẫn cho 100%bb
→ Tỉ lệ các kiểu gen đồng hợp là 0,2 x [0,75(AA+aa) x bb] = 0,15
Vậy tại F2 tổng tỉ lệ các kiểu gen đồng hợp là = 0,4 + 0,225 + 0,15 = 0,775
Bài 3: Ở một quần thể côn trùng ngẫu phối, giới đực có 10% con mắt trắng, ở giới
cái có 1% con mắt trắng, còn lại là những con mắt đỏ. Hãy xác định tần số tương
đối của các alen và tần số phân bố của các kiểu gen trong quần thể khi cân bằng.
Biết gen qui định màu mắt nằm trên vùng không tương đồng của NST X và giới
đực là XY.
Hướng dẫn giải:
- Mắt trắng chiếm tỉ lệ thấp nên suy ra mắt trắng là lặn, mắt đỏ là trội
Qui ước A – đỏ; a- trắng
- QT sẽ có các kiểu gen : XAXA; XAXa; XAY : mắt đỏ
trắng
XaXa;
XaY:
mắt
- Tại giới đực có 10% mắt trắng tức là [XaY]=0,1 → q♂=0,1 và p♂=0,9
- Tại giới cái có 1% mắt trắng tức là [XaXa]= 0,01
Vì QT cân bằng nên suy ra (q♀)2= [XaXa] → q♀=0,1 và p♀=0,9
Lúc này p=p♀=p♂=0,9
q=q♂=q♀=0,1
- Cấu trúc di truyền của QT là
22
( 0,81XAXA + 0,18XAXa + 0,01XaXa ) + ( 0,9XAY + 0,1XaY ) = 1
Bài 4: Chứng bạch tạng ở người do đột biến gen lặn trên NST thường gây nên.
Qua khảo sát thấy tại một thành phố tần số người bạch tạng là 1/10000. Biết quần
thể người đạt cân bằng di truyền
a, Tỉ lệ người bình thường mang gen gây bệnh ở đây là bao nhiêu?
b, Có 1 cặp vợ chồng bình thường ở thành phố này kết hôn. Tính xác suất để họ
sinh con đầu lòng mắc bệnh
c, Có 100 cặp vợ chồng bình thường được vận động ra một hòn đảo để lập thị trấn.
Trong số những người này, có 1 người đàn ông mang gen bệnh và 2 người phụ nữ
mang gen bệnh? Hỏi sau một thời gian đủ lâu, khi quần thể cân bằng , tỉ lệ người
bệnh ở đảo này là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
- Gọi gen a – qui định bệnh bạch tạng; gen A- qui định da bình thường (A trội hoàn
toàn so với a)
- Với p=[A] ; q=[a], vì QT cân bằng nên ta có p2AA + 2pqAa + q2aa = 1
- Tần số các alen là :
QT có người bệnh là 1/10000 → q2= 1/10000 → q=0,01 → p= 1- q = 0,99
- CT DT của QT lúc này là : 0,9801AA + 0,0198Aa + 0,0001aa
Vậy tỉ lệ người bình thường mang gen bệnh là 1,98%
b, Để sinh ra con bị bệnh , cả 2 vợ chồng đều phải có KG Aa
- Khả năng cả 2 vợ chồng đều Aa là )2
- Tỉ lệ con đầu lòng mắc bệnh aa là : )2 x
c, Có thể xem 100 cặp vợ chồng này đã khởi đầu cho một quần thể mới, lúc này :
F0 có : + Giới nam : 99AA và 1 Aa → p♂=0,995, q♂=0,005
+ Giới nữ : 98AA và 2 Aa → p♀=0,99, q♀=0,01
→ Như vậy tần số khởi đầu ở 2 giới là khác nhau:
- Khi quần thể cân bằng :
p = ( p♂+ p♀ ) : 2 = 0,9925
q = ( q♂+ q♀ ) : 2=0,0075
Lúc này , tỉ lệ người bị bệnh là q2 =5,625x10-5
Bài 5: Ở một thành phố X đạt trạng thái cân bằng di truyền có sự phân bố nhóm
máu với tỉ lệ như sau : Máu A: 0,45; B: 0,21; AB: 0,3; O: 0,04
a, Tính tần số alen IA, IB, IO
23
b, Xác định cấu trúc di truyền của QT
c, Một người đàn ông nhóm máu A lấy vợ nhóm máu B. Khả năng họ có đứa con
đầu lòng mang nhóm máu AB là bao nhiêu?
d, Một thành phố Y cũng cân bằng di truyền và có tần số alen I O = 0,1. Một nhóm
người của thành phố X di cư đến thành phố Y làm việc, nhóm này chiếm 5% dân
số thành phố Y. Hỏi sau một thời gian đủ lâu để thành phố Y cân bằng di truyền,
trên lý thuyết, khả năng gặp 1 người có nhóm máu O ở đây là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải
a, Gọi p, q, r lần lượt là tần số của alen IA, IB, IO
QT cân bằng nên ta có
(p2 + q2 + r2 ) = p2IAIA + q2IBIB + r2IOIO + 2pqIAIB + 2prIAIO + 2qrIBIO = 1
Lúc này
+ [O] = r2 → r= 0,2
+ [A]= p2 + 2pr = 0,45 → p= 0,5
+ q = 1- p -r = 0,3
b, Thay p, q, r vào CT Hacdi-Van bec ta có
0,25IAIA + 0,09IBIB + 0,041IOIO + 0,3IAIB + 0,2IAIO + 0,12IBIO = 1
c,
- Bố nhóm máu A có thể là IAIA hoặc IAIO → Bố có thể cho giao tử IA hoặc IO
Như vậy , bố khả năng mang IAIA là = ; khả năng mang IAIO là 1- =
→ tỉ lệ cho giao tử IA là =
- Mẹ có nhóm máu B có thể là IBIB hoặc IBIOvới cách tính như trên tỉ lệ cho giao tử
IB là =
- Vậy xác suất để đứa con đầu lòng của cặp vợ chồng này mang nhóm máu AB là =
=
d,
- QT X : [IOx] = rx = 0,2
QT Y : [IOy] = ry = 0,1
- Tỉ lệ nhập cư = 5%
- Giá trị nhập cư M =
≈ 0,0476
- Lượng biến thiên tần số IO là ∆r= M x (rx – ry)= 0,0476 x (0,2-0,1)= 4,76 x 10-3
24
- Tần số IO sau nhập cư là r’y = ry + ∆r = 0,1 + 4,76 x 10-3=0,10476
Vậy khi cân bằng, tỉ lệ người nhóm máu O của thành phố Y = r2= 0,01097
C. HỆ THỐNG BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
I. LÝ THUYẾT
MỨC ĐỘ NHẬN BIẾT
Câu 1. Nhóm cá thể nào dưới đây là một quần thể?
A. Cây cỏ ven bờ
B. Đàn cá rô trong ao.
C. Cá chép và cá vàng trong bể cá cảnh
D. Cây trong vườn
Câu 2. Hiện tượng cá thể tách ra khỏi nhóm:
A. làm tăng khả năng cạnh tranh giữa các cá thể.
B. làm tăng mức độ sinh sản.
C. làm giảm nhẹ cạnh tranh giữa các cá thể, hạn chế sự cạn kiệt nguồn thức ăn
trong vùng.
D. làm cho nguồn thức ăn cạn kiệt nhanh chóng
Câu 3. Tập hợp sinh vật nào sau đây gọi là quần thể?
A. Tập hợp cá sống trong Hồ Tây.
B. Tập hợp cá Cóc sống trong Vườn Quốc Gia Tam Đảo.
C. Tập hợp cây thân leo trong rừng mưa nhiệt đới.
D. Tập hợp cỏ dại trên một cánh đồng.
Câu 4. Tập hợp những sinh vật nào dưới đây được xem là một quần thể giao phối?
A. Những con mối sống trong một tổ mối ở chân đê.
B. Những con gà trống và gà mái nhốt ở một góc chợ.
C. Những con ong thợ lấy mật ở một vườn hoa.
D. Những con cá sống trong một cái hồ.
25