CLTN va CTDTQT

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

Bài tiểu luận :

MÔN DI TRUYỀN HỌC

QUẦN

THỂ

Chọn lọc tự nhiên và cấu trúc di truyền quần thể

Nhóm 3-lớp K57A

Giảng viên : Ths. Phan Thị Thanh Hương
Sinh viên : 1. Phạm Thị Thu Hà

2. Nguyễn Thị Hoài Hiên
3. Nguyễn Thị Hiển

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

Đặt vấn đề : Theo quan niệm hiện đại “tiến hóa là sự thay đổi vốn gen của quần thể theo
thời gian “. Và như vậy những nhân tố tiến hóa là những nhân tố làm thay đổi tần số

alen,tần số kiểu gen của quần thể. Một trong những nhân tố tiến hóa cơ bản nhất là
chọn lọc tự nhiên.

Nội dung nghiên cứu :

Cấu trúc di truyền
của quần

thể(CTDTQT)và chọn
lọc tự nhiên(CLTN)

Tác động của CLTN
lên CTDTQT

Áp lực của CLTN(cơ sở lý
thuyết)

Bằng chứng thực nghiệm

Các hình thức CLTN

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

I.Cấu trúc di truyền của quần thể và chọn lọc tự nhiên

1. Cấu trúc di truyền quần thể

_{- Quần thể : + tập hợp các cá thể cùng loài}

 + sống trong cùng khoảng không gian,cùng

thời gian

 + giao phối tự do và cách li nhất định với

quần thể khác

 - Cấu trúc di truyền của quần thể

 + Vốn gen(geen pool) : là tổng số các gen có mặt trong

tất cả các cá thể của quần thể

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

+ Tần số kiểu gen là tỉ lệ các kiểu gen khác nhau trong 1

locus của quần thể

 CT tính :
 fKG =

 +Tần số alen là tỉ lệ của các alen khác nhau trong 1 locus của

quần thể

 

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

1.Giá trị chọn lọc(w) và hệ số chon lọc(s).

Giá trị chọn lọc hay độ phù hợp (w)là giá trị phản ánh mức độ
sống sót và truyền lại cho thế hệ sau của một kiểu gen(hoặc 1
alen)

VD: Cá thể có kiểu hình trội dại (AA) sinh ra được 100 con tất cả đều sống sót
và sinh sản tạo thế hệ tiếp theo, trong khi đó kiểu hình đột biến lặn aa

với số lượng cá thể tương đương đã tạo ra 100 con nhưng chỉ có 90
con sống sót và sinh sản, người ta nói rằng w(A)= 1,0; w(a)=0.9.

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

b. Hệ số chọn lọc( s)

Hệ số chọn lọc (s) phản ánh sự chênh lệch giá trị thích nghi của
2 alen, phản ánh mức độ ưu thế của các alen so với nhau

trong quá trình CLTN.Do đó, s sẽ phản ánh áp lực chọn lọc
đối với mỗi kiểu gen và được tính tốn theo w.

Theo ví dụ trên , s đối với kiểu gen aa là 0.1( s=1.0- 0.9=0.1).

Tất cả các cá Hệ số chọn loc với kiểu gen AA và Aa đều bằng 0 (s=0).

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

2.Mơ hình chọn lọc alen chống lại các giao tử hay thể đơn bội.

Nếu trong quần thể tạo ra 2 loại giao tử A,a
f(A)=p; f(a)=q

Trường hợp nếu chon lọc loại bỏ kiểu gen a ,hệ số chọn lọc s

Kiểu gen

A a

Tần số alen

trước chon lọc p q

Tỷ lệ vốn đóng

góp của alen p q(1-s)

Tần số alen sau
chọn lọc
Sự thay đổi tần

số alen

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

Sự thay đổi tần số alen dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên

Xét một locus có 2 alen A, a với : f(A) =p, f(a) = q

KG: AA; Aa; aa với giá trị thích nghi lần lượt là w₀, w₁, w₂.
Giả sử KG AA biểu hiện kiểu hình thích nghi nhất (w₀ =1)

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

<b>Kiểu gen</b> <b> Tổng vốn gen</b>

AA Aa Aa

Giá trị thích nghi W₀=1 W₁=1-s₁ W₂=1-s₂
Tần số KG ở thể hệ

trước chọn lọc

p2 _2pq _q2 ₁

Tỉ lệ vốn đóng góp
của mỗi KG

p2_w

0 2pqw1 q2w2 Wtb<1
Tần số alen ở thế hệ

sau chọn lọc

1

W_tb= p2_w

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

Tần số alen a sau chọn lọc (thế hệ 1) là q₁ sẽ được tính như sau

q₁=

</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

a.Tác dụng của chọn lọc đối với alen trội và alen lặn

<b>Đặc điểm </b> <b>Kiểu gen </b> <b> Vốn gen </b>
<b>tổng cộng</b>

AA Aa aa

Tần số kiểu gen ban
đầu

p 2pq q 1

Giá trị thích nghi 1 1 1-s

Tỷ lệ vốn đóng góp p2 _2pq _q2_(1-s) 1-sp2
Tần số kiểu gen sau

chon lọc

</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

a.Tác dụng của chọn lọc đối với alen trội và alen lặn

Tần số alen a sau chu kỳ chọn lọc là p₁ được tính như sau:

q₁=

Để ước lượng tốc độ thay đổi tần số alen sau một chu kỳ tác động
của chọn lọc sử dụng công thức :

</div>
<span class='text_page_counter'>(13)</span><div class='page_container' data-page=13>

tương tự ta tính được tần số alen a ở thế hệ thứ n là :

Tương tự tần số alen A sau 1 thế hệ chọn lọc là :

 ∆p=p₁-p= >0 .tần số alen A tăng



_{Từ đó ta có thể tính được số thế hệ cần thiết để CLTN}

làm thay đổi tần số của alen a từ q ở thể hệ khởi đầu

thành q

_n

ở thế hệ thứ n là :

</div>
<span class='text_page_counter'>(14)</span><div class='page_container' data-page=14>

Ví dụ : tần số alen a trong quần thể ở thế hệ

khới đầu là 0.96. Số thế hệ cần thiết để CLTN
làm giảm tần số alen a xuống còn 0.03 là :

 32 thế hệ

→ Rõ rang áp lực của CLTN là đáng kể và lớn

hơn rất nhiều so với áp lực của đột biến(cần
tới 3×106 thế hệ) trong việc làm thay đổi tần

</div>
<span class='text_page_counter'>(15)</span><div class='page_container' data-page=15>

<i>b.tác dụng của chọn lọc duy trì sự đa hình khi dị hợp tử thích </i>

<i>nghi hơn các đồng hợp tử</i>.

_{Nghiên cứu 1 quần thể và quan tâm tới 1 locus có 2 alen A và}

a. Sự giao phối tự do tạo ra 3 KG : AA,Aa,aa với giá trị thích
nghi lần lượt là : 1-s1,1,1-s2

_{Tần số alen A sau 1 thế hệ chọn lọc là :}
 P₁=

Trạng thái cân bằng đạt được khi p1=p khi đó 1-ps1=1-p2s1-q2s2

Vì q=1-p suy ra (p-1)((s₁+s₂)p-s₂)=0. Cân bằng này đạt được

</div>
<span class='text_page_counter'>(16)</span><div class='page_container' data-page=16>

Ví dụ : nếu KG AA và aa có giá trị thích nghi như nhau là s₁=s₂ thì p=1/2
lúc cân bằng,nếu s₁<s₂ hay KG AA kém thích nghi hơn aa thì p<1/2.

→ Do đó khi dạng dị hợp tử thích nghi tốt hơn các đồng hợp tử thì chọn
lọc hướng đến sự duy trì sự đa hình trong quần thể.

</div>
<span class='text_page_counter'>(17)</span><div class='page_container' data-page=17>

<b>Kiểu gen</b> <b>HbA/HbA</b> <b>HbA/HbS</b> <b>HbS/HbS</b>

Giá trị thích nghi 1-s₁ 1 1-s₂
Tần số kiểu gen P2_(1-s

1) 2pq q2(1-s2)

<b>Kiểu gen</b> <b>Tần số quan </b>
<b>sát ở người </b>

<b>lớn(O)</b>

<b>Tần số lý </b>
<b>thuyết</b>
<b>(E)</b>

<b>Tỷ lệ O/E</b> <b>Giá trị chọn </b>
<b>lọc</b>

HbS/HbS 29 187.4 0.155 0.155/1.12=0.
14=1-s₂

HbS/HbA 2993 2672.4 1.12 1.12/1.12=1
HbA/HbA 9365 9527.2 0.983 0.983/1.12=0.

88=1-s₁
Cộng 12387 12387

Khi điều tra các KG trên ở một số quần thể người Nigeria thu được
kết quả sau :

</div>
<span class='text_page_counter'>(18)</span><div class='page_container' data-page=18>

III. Bằng chứng thực nghiệm chứng tỏ chọn lọc làm
thay đổi cấu trúc di truyền

1. Hiện tượng hóa đen ở bướm sâu đo bạch dương

</div>
<span class='text_page_counter'>(19)</span><div class='page_container' data-page=19></div>
<span class='text_page_counter'>(20)</span><div class='page_container' data-page=20>

_ Cánh của loài bướm này có màu trắng đốm

đen, thích nghi theo kiểu ngụy trang giúp cho
bướm hoà lẫn vào nền vỏ cây bạch dương sáng

màu có địa y sống bám ngồi, nhờ đó chúng

</div>
<span class='text_page_counter'>(21)</span><div class='page_container' data-page=21>

 Dạng bướm màu đen được phát hiện lần đầu

tiên vào năm 1848 ở vùng Manchester của

nước Anh. Sau đó tỷ lệ bướm màu đen đã tăng
rất nhanh ở nhiều vùng công nghiệp. Đến

</div>
<span class='text_page_counter'>(22)</span><div class='page_container' data-page=22></div>
<span class='text_page_counter'>(23)</span><div class='page_container' data-page=23>

 Đó là thí nghiệm của Merrelem trên

Drosophila melanogaster. Quần thể khởi đầu
của ông gồm những cá thể bình thường,

những cá thể đồng hợp tử và dị hợp tử theo
gen lặn raspberry (ras – mắt có màu huyết
dụ).

2. Thí nghiệm ở ruồi giấm

</div>
<span class='text_page_counter'>(24)</span><div class='page_container' data-page=24></div>
<span class='text_page_counter'>(25)</span><div class='page_container' data-page=25>

Tần số gen ras ở cả 2 giới lúc đầu đều bằng

0,5. Như vậy quần thể khởi đầu ở trạng thái
cân bằng. Chọn lọc được tiến hành chống lại
gen ras

</div>
<span class='text_page_counter'>(26)</span><div class='page_container' data-page=26>

tần số gen ras giảm mạnh rồi sau đó chậm

</div>
<span class='text_page_counter'>(27)</span><div class='page_container' data-page=27>

IV. Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả của

chọn lọc và điều kiện hoạt động của chọn lọc

tự nhiên



_{1. các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả của CLTN}

- _{Tác dụng của chọn lọc đối với alen trội nhanh}

hơn đối với alen lặn.

-Hiệu quả của chọn lọc cũng phụ thuộc vào giá trị

</div>
<span class='text_page_counter'>(28)</span><div class='page_container' data-page=28>

Bảng ảnh hưởng của hệ số chọn lọc đến tốc độ thay đổi tần số alen

<b>Thế hệ</b> <b>Hệ số chọn lọc (s = 0,05)</b> <b>Hệ số chọn lọc (s = 0,01)</b>

P q p q

0 0,01 0,99 0,01 0,99

100 0,44 0,56 0,026 0,947

200 0,81 0,19 0,067 0,933

300 0,89 0,11 0,15 0,85

400 0,93 0,07 0,28 0,72

500 0,95 0,05 0,43 0,57

600 0,96 0,04 0,55 0,45

700 0,96 0,04 0,65 0,35

800 0,97 0,03 0,72 0,28

900 0,97 0,03 0,77 0,23

</div>
<span class='text_page_counter'>(29)</span><div class='page_container' data-page=29>

- Ngoài ra áp lực của chọn lọc tự nhiên còn

</div>
<span class='text_page_counter'>(30)</span><div class='page_container' data-page=30>

2.Điều kiện hoạt động của CLTN



Hoạt động CLTN trong quần thể có thể

dẫn tới sự tiến hóa quần thể. Tuy nhiên

CLTN chỉ hoạt động trong quần thể nếu :



-quần thể có các biến dị di truyền



-khả năng thích ứng của các cá thể trong

quần thể khác nhau hay giá trị thích nghi

w khác nhau

</div>
<span class='text_page_counter'>(31)</span><div class='page_container' data-page=31>

V. Các hình thức chọn lọc tự nhiên

 1. Chọn lọc định hướng hay chọn lọc vận

động

</div>
<span class='text_page_counter'>(32)</span><div class='page_container' data-page=32></div>
<span class='text_page_counter'>(33)</span><div class='page_container' data-page=33>

_{3.Chọn lọc phân hóa hay chọn lọc đứt đoạn}

Đây là hình thức chọn lọc chống lại các các thể có giá trị

</div>
<span class='text_page_counter'>(34)</span><div class='page_container' data-page=34>



_{CLTN là nhân tố làm gây ra biến đổi định hướng tần}

số gen trong quần thể : nó sẽ tích lũy KG mang KH tỏ

ra thích nghi hơn,đào thải KG mang KH kém thích

nghi và do đó sẽ tích lũy alen có lợi,đào thải alen có

hại.





Hiệu quả kiểu di truyền làm thay đổi tần số alen a

dưới tác động của CLTN được tổng hợp ở bảng sau :

</div>
<span class='text_page_counter'>(35)</span><div class='page_container' data-page=35>

Kiểu chọn lọc Giá trị thích nghi của các kiểu gen Sự thay đổi alen sau một thế
hệ do chọn lọc

AA Aa aa

Chọn lọc loại bỏ

alen trội 1-s 1-s 1

Chọn lọc loại bỏ
alen lặn trong
trường hợp trội

khơng hồn

tồn

1 1-s

Chọn lọc duy trì

thể dị hợp 1-s1 1 1-s2

Chọn lọc loại bỏ

thể dị hợp 1 1-s 1

</div>
<span class='text_page_counter'>(36)</span><div class='page_container' data-page=36>

-Áp lực của CLTN lên CTDTQT là rất lớn.

_{-Khi dạng dị hợp tử tỏ ra thích nghi tốt hơn các đồng hợp}

tử thì chọn lọc hướng đến sự đa hình trong quần thể.

-Tác động của chọn lọc sẽ chấm dứt khi hệ số chọn lọc là

0 ( nghĩa là khơng có sự chênh lệch giá trị thích nghi của
các alen trong quần thể hay các alen tỏ ra thích nghi như
nhau)

_{Chọn lọc cũng chấm dứt khi p(q)=1. Mặc dù tấn số gen}

này rất khó đạt được giá trị này.

</div>
<span class='text_page_counter'>(37)</span><div class='page_container' data-page=37></div>

<!--links-->