Lý thuyết và bài tập ôn tập chuyên đề Di truyền học quần thể Sinh học 12 nâng cao

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (865.19 KB, 10 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

Trang | 1

LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP ÔN TẬP CHUYÊN ĐỀ

DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ SINH HỌC 12

NÂNG CAO

I. PHẦN LÍ THUYẾT: 
1. Khái niệm:

– Khái niệm quần thể.

– Đặc trưng của quần thể: là vốn gen của quần thể đó. Vốn gen là tập hợp tất cả các alen trong
quần thể.

Vốn gen của quần thể được biểu hiện ở 2 đặc điểm là tần số alen và tần số kiểu gen.

+ Thành phần kiểu gen (hay tần số kiểu gen): Là tỉ lệ giữa số cá thể mang kiểu gen nào đó với
tổng số cá thể trong quần thể.

+Tần số alen: là tỉ lệ giữa số alen nào đó trên tổng số alen của tất cả các alen khác nhau (thuộc
cùng một gen) trong quần thể.

2. Cấu trúc di truyền của quần thể:

– Khi xét cấu trúc di truyền của một quần thể, có nghĩa là ta xét đến
+ thành phần kiểu gen (tần số kiểu gen)

+tần số các alen
trong quần thể.

– Những đặc trưng này có sự biến thiên khác nhau trong quần thể tự phối và quần thể ngẫu

phối .

a) Quần thể tự phối:

– Quần thể tự phối là quần thể mà trong đó các cá thể khơng có sự giao phối ngẫu nhiên với
nhau, con được sinh ra do quá trình tự thụ phấn (hay giao phối cận huyết). Đây là dạng đặc trưng 
hầu như chỉ có ở quần thể thực vật.

– Trong quần thể tự phối: (đặc điểm di truyền của quần thể tự phối)

+ thành phần kiểu gen thay đổi theo hướng tăng dần tỉ lệ dị hợp, giảm dần tỉ lệ đồng hợp (bao
gồm cả đồng hợp trội và đồng hợp lặn).

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

Trang | 2
– cấu trúc di truyền của quần thể không tuân theo định luật Hacđi – Vanbec.

b) Quần thể ngẫu phối:

– Quần thể ngẫu phối là quần thể mà trong đó các cá thể giao phối tự do với nhau và được cách
li ở mức độ nhất định với các nhóm cá thể lân cận thuộc lồi đó.

– Trong quần thể ngẫu phối: (đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối) cấu trúc di truyền của
quần thể tuân theo định luật Hacđi – Vanbec:

Trong những điều kiện nhất định, trong lịng một quần thể có kích thước lớn, ngẫu phối, tần số 
tương đối của các alen của mỗi gen có khuynh hướng duy trì khơng đổi qua các thế hệ.

– Điều kiện nghiệm đúng 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 mơi trường
bên ngồi.

+ Các các thể trong quần thể phải giao phối ngẫu nhiên với nhau. Tức là khơng có sự chọn lọc
trong q 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 trị như nhau trong việc hình thành kiểu hình, và phần lớn chúng
khơng anh hưởng nhiều đến sức sống của cá thể.

+ Khơng có áp lực của đột biến và chọn lọc tự nhiên. Rõ ràng đây là điều kiện khó đáp ứng nhất.
+ Khơng có hiện tượng di nhập gen. Có thể được đáp ứng với những quần thể sống tách biệt với
các quần thể khác.

(định luật Hacđi – Vanbec là có tính lí thuyết. Nó khơng được nghiệm đúng trong tất cả các
trường hợp. Trong một khoảng thời gian nhất định, định luật này có thể được áp dụng.)
– Ý nghĩa: Giải thích vì sao trong thiên nhiên có những quần thể ổn định trong thời gian dài
Từ tần số tương đối của các alen có thể dự đốn tỉ lệ kiểu gen, tỉ lệ kiểu hình của quần thề. Hay
ngược lại.

3. Những yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng di truyền của quần thể 
3.1. Đột biến

-- Đột biến làm cho mỗi gen phát sinh nhiều alen, đây chính là nguồn ngun liệu cho q trình
tiến hố.

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

Trang | 3
+ Thế hệ xuất phát: tần số tương đối của alen A là po.

+ Thế hệ thứ nhất: có u alen A bị biến đổi thành alen a do đột biến. Tần số tương đối của alen A
là p1= po – upo= po(1 – u).

+ Thế hệ thứ hai: có u alen A bị biến đổi thành alen a do đột biến. Tần số tương đối của alen A là
p2= p1 – up1= po(1 – u) – u po(1 – u) = po(1 – u)(1 – u) = po(1 – u)2.

+ Thế hệ thứ n: tần số alen A: pn(A) = po(1– u)n
3.2. Di nhập gen

-- Trường hợp một số cá thể từ quần thể cho nhập cư vào quần thể nhận thì sẽ làm thay đổi tần số
alen của quần thể nhận như sau: ∆p = M(p – p’).

+ ∆p: lượng biến thiên về tần số alen trong quần thể nhận.

+ M: tỉ lệ số cá thể nhập cư trong quần thể nhận sau khi xảy ra sự nhập cư.
+ p: tần số tương đối của alen A (hoặc a) của quần thể cho.

+ p’: tần số tương đối của alen A (hoặc a) của quần thể nhận.
3.3. Chọn lọc

-- Sau khi xảy ra sự chọn lọc (tự nhiên hoặc nhân tạo) thì tần số alen sẽ thay đổi.

-- Tần số alen sau chọn lọc sẽ thay đổi qua các thể hệ. Do đó cần phải xác định cấu trúc di truyền
của quần thể sau khi xảy ra chọn lọc và tính tần số alen ở thế hệ mà đề bài yêu cầu.

II. PHẦN BÀI TẬP ÁP DỤNG:
1. Xác định tần số alen:

– Một cách tổng quát, tần số tương đối của các kiểu gen trong quần thể có thể kí hiệu như sau:
x AA : y Aa : z aa

Theo đó, cơng thức tính tần số tương đối của các alen A và a lần lượt là: p(A) = x + y/2 ; q(a) = z
+ y/2

– Nếu có tần số tuyệt đối (số lượng cá thể mang từng kiểu gen khác nhau): X AA : Y Aa : Z aa
p(A) = (2X + Y)/2M ; q(a) = (2Z + Y)/2M

M – tổng số cá thể trong quần thể

2. Kiểm tra trạng thái cân bằng của quần thể ngẫu phối:

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

Trang | 4
– Có 2 điều kiện phổ biến được dùng để kiểm tra

MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH 
I. BÀI TẬP QUẦN THỂ TỰ PHỐI

Dạng 1: Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P (thế hệ xuất phát) 100% dị hợp Aa qua n thế

hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ Fn

*Cách giải:

Quần thể P Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau

Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là Aa =

Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA , aa trong quần thể Fn là

AA = aa = =

*Ví dụ 1: Quần thể ban đầu 100% cá thể có kiểu gen dị hợp. Sau 3 thế hệ tự thụ phấn thành 
phần kiểu gen của quần thể như thế nào?

Giải nhanh:

Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau (Với n=3)
Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là

Aa = = = 0,125

Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là

AA = aa = = = = 0,4375

Dạng 2: Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P qua n thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen

của thế hệ Fn

*Cách giải: Quần thể tự phối có thành phần kiểu gen của thể hệ P ban đầu như sau: 
xAA + yAa + zaa

Quần thể P Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau
Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

Trang | 5
Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là

Aa = y

Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là

aa = z +y

* Ví dụ 1: Quần thể P có 35AA, 14Aa, 91aa =1Các cá thể trong quần thể tự phối bắt buộc qua 3 
thế hệ tìm cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ

Giải:

Cấu trúc của quần thể P 0,25AA + 0,1Aa + 0,65aa
Cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ

AA = x +y = 0,25 + 0,1 x = 0,29375
Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là

Aa = 0,1x =0,1 x = 0,0125
Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là

aa = z +y = 0,65 + = 0,69375
Vậy cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ

0,29375 AA + 0,125 Aa + 0,69375 aa = 1

*Ví dụ 2 : Quần thể tự thụ phấn có thành phần kiểu gen ở thế hệ P là 0,8Bb + 0,2bb = 1. Sau 3 
thế hệ tự thụ phấn cấu trúc của quần thể như thế nào?

Giải:

Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể F3 là

BB = x + y = 0,8 x = 0,35
Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể F3 là

Bb = 0,8x = 0,8 x = 0,1

Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể F3 là

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

Trang | 6
Vậy cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ tự thụ phấn là: 0,35 BB + 0,1 Bb + 0,55 bb = 1

II. BÀI TẬP QUẦN THỂ NGẪU PHỐI

Dạng 1: Từ cấu trúc di truyền quần thể chứng minh quần thể đã đạt trạng thái cân bằng hay 
không, qua bao nhiêu thế hệ quần thể đạt trạng thái cân bằng.

* Cách giải 1:

- Gọi p là tần số tương đối của alen A
- Gọi q là tần số tương đối của alen a
p +q = 1

Cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng:
p2 AA + 2pqAa + q2 aa

Như vậy trạng thái cân bằng của quần thể phản ánh mối tương quan sau:
p2 q2 = (2pq/2)2

Xác định hệ số p2, q2, 2pq

Thế vào p2 q2 = (2pq/2)2 quần thể cân bằng.
Thế vào p2 q2 # (2pq/2)2 quần thể không cân bằng.
* Cách giải 2:

- Từ cấu trúc di truyền quần thể tìm tần số tương đối của các alen. Có tần số tương đối của các
alen thế vào công thức định luật.

- Nếu quần thể ban đầu đã cho nghiệm đúng công thức định luật (tức trùng công thức định luật)
suy ra quần thể cân bằng

- Nếu quần thể ban đầu đã cho không nghiệm đúng công thức định luật (tức không trùng công
thức định luật) suy ra quần thể không cân bằng

*Ví dụ 1: Quần thể nào trong các quần thể dưới đây đạt trạng thái cần bằng

Quần thể Tần số kiểu gen AA Tần số kiểu gen Aa Tần số kiểu gen aa

1 1 0 0

2 0 1 0

3 0 0 1

4 0,2 0,5 0,3

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Trang | 7

Quần thể 1: Nếu cân bằng thì p2 q2 = =>1 x 0 = => quần thể cân bằng.

Quần thể 2: Nếu cân bằng thì p2 q2 = =>0 x 0 ≠ => quần thể không cân
bằng.

Quần thể 3: Nếu cân bằng thì p2 q2 = =>0 x 1 = => quần thể cân bằng.

Quần thể 4: Nếu cân bằng thì p2 q2 = =>0,2 x 0,3 = => quần thể không cân
bằng.

Dạng 2:Từ số lượng kiểu hình đã cho đã cho xác định cấu trúc di truyền của quần thể (cho số 
lượng tất cả kiểu hình có trong quần thể).

Cách giải:

Cấu trúc di truyền của quàn thể :

* Ví dụ 1: Ở gà, cho biết các kiểu gen: AA qui định lông đen, Aa qui định lông đốm, aa qui định 
lông trắng. Một quần thể gà có 410 con lơng đen, 580 con lông đốm, 10 con lông trắng.

a. Cấu trúc di truyền của quần thể nói trên có ở trạng thái cân bằng không?
b. Quần thể đạt trạng thái cân bằng với điều kiện nào?

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

a. Cấu trúc di truyền của quần thể được xác định dựa vào tỉ lệ của các kiểu gen:
Tổng số cá thể của quần thể: 580 + 410 + 10 =1000

</div>
(8)<div class='page_container' data-page=8>

Trang | 8
0.41 AA + 0.58aa + 0.01aa

Cấu trúc này cho thấy quần thể không ở trạng thái cân bằng vì
0,41 x 0,01 ≠ (0,58/2)2

b. Điều kiện để quần thể đạt vị trí cân bằng di truyền khi q trình ngẫu phối diễn ra thì ngay ở
thế hệ tiếp theo quần thể đã đat sự cân bằng di truyền

c. Tần số alen A là 0,41 + 0,58/2 = 0.7
Tần số của alen a là 1 - 0.7 = 0,3

Sau khi quá trình ngẫu phối xảy ra thì cấu trúc di truyền của quần thể ở thể hệ sau là
(0,7A: 0,3a) x (0,7A: 0,3a) => 0,49AA + 0,42Aa + 0,09aa

Với cấu trúc trên quần thể đạt trạng thái cân bằng vì thoả mãn
(0,9)2 AA + 2(0,7 x 0,3) Aa + (0,3)2 aa

* Ví dụ 2: Một quần thể sóc có số lượng như sau 1050 con lông nâu đồng hợp, 150 con lông nâu 
dị hợp, 300 con lông trắng, màu lông do một gen gồm 2 alen qui định. Tìm tần số tương đối của
các alen?

Giải:

Tính trạng lơng nâu là trội do A quy định
Tính trạng lơng trắng là lặn do a quy định

Tỉ lệ thể đồng hợp trội AA là 1050 : 1500 = 0,7
Tỉ lệ thể dị hợp Aa là 150 : 1500 = 0,1

Tỉ lệ thể đồng hợp lặn aa là 300 : 1500 = 0,2

Vậy cấu trúc di truyền của quần thể là: 0,7AA; 0,1Aa; 0,2aa

Dạng 3:Từ số lượng kiểu hình đã cho đã cho xác định cấu trúc di truyền của quần thể (chỉ 
cho tổng số cá thể và số cá thể mang kiểu hình lặn hoặc trội).

Cách giải:

- Nếu biết tỷ lệ kiểu hình trội => Kiểu hình lặn = 100% - Trội.

- Tỷ lệ kiểu gen đồng lặn = Số cá thể có kiểu hình lặn : Tổng số cá thể trong quần thể
+ Từ tỷ lệ kiểu gen đồng lặn => Tần số tương đối của alen lặn (q)

=> Tần số tương đối của alen trội tức tần số p.

+ Áp dụng công thức định luật p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1 => cấu trúc di truyền quần thể.
* Ví dụ 1: Quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân bằng với 2 loại kiểu 
hình là hoa đỏ(do B trội hoàn toàn quy định) và hoa trắng(do b quy định). Tỷ lệ hoa đỏ 84%. Xác
định cấu trúc di truền của quần thể?

Giải:- Gọi p tần số tương đối của alen B; - q tần số tương đối alen b

</div>
(9)<div class='page_container' data-page=9>

Trang | 9
Áp dụng công thức định luật p2 BB + 2pq Bb + q2 bb = 1

=> Cấu trúc di truyền quần thể :

0.62 BB + 2.0,6.0,4 Bb + 0,42 bb = 0,36BB + 0,48Bb + 0,16bb = 1

* Ví dụ 2: Quần thể người có tần số người bị bạch tạng 1/10000. Giả sử quần thể này cân bằng 
( biết bạch tạng do gen lặn nằm trên nhiễm sắc thể thường quy định)

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?

Giải nhanh:

a) A: bình thường (khơng bạch tạng), a: bạch tạng

Quần thể cân bằng aa = q2 = 1/10000 = > a = q = 0,01 => A = p = 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?

- Bố dị hợp (Aa) xác suất

- Mẹ dị hợp (Aa) xác suất
- Xác suất con bị bệnh

Vậy xác suất để 2 người bình thường trong quần thể lấy nhau sinh ra người con đầu lòng bị bạch

tạng là: x x

</div>
(10)<div class='page_container' data-page=10>

Trang | 10

Website HOC247 cung cấp một mơi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thông minh, nội

dung bài giảng được biên soạn công phu và giảng dạy bởi những giáo viên nhiều năm kinh nghiệm,

giỏi về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ năng sư phạm đến từ các trường Đại học và các trường chuyên
danh tiếng.

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ các Trường ĐH và THPT danh tiếng

xây dựng các khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học và

Sinh Học.

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 và luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán các

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An và các trường

Chuyên khác cùng TS.Tràn Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Trịnh Thanh Đèo và Thày Nguyễn

Đức Tấn.

II. Khoá Học Nâng Cao và HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho các em HS 
THCS lớp 6, 7, 8, 9 u thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập ở trường và đạt
điểm tốt ở các kỳ thi HSG.

- Bồi dưỡng HSG Tốn: Bồi dưỡng 5 phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp

dành cho học sinh các khối lớp 10, 11, 12. Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS. Lê Bá Khánh

Trình, TS. Tràn Nam Dũng, TS. Pham Sỹ Nam, TS. Lưu Bá Thắng, Thày Lê Phúc Lữ, Thày Võ Quốc 
Bá Cẩn cùng đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia.

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí các bài học theo chương trình SGK từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả
các môn học với nội dung bài giảng chi tiết, sửa bài tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư
liệu tham khảo phong phú và cộng đồng hỏi đáp sôi động nhất.

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp các Video bài giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa bài tập, sửa đề thi
miễn phí từ lớp 1 đến lớp 12 tất cả các mơn Tốn- Lý - Hoá, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học và
Tiếng Anh.