Quần thể là một tập hợp cá thể cùng loài,
chung sống trong một khoảng không gian xác định, tồn tại qua thời gian nhất định,
có thể giao phối với nhau sinh ra thế hệ sau.
1. Các đặc
trưng di truyền của quần thể
- Mỗi quần thể có vốn gen (tập hợp tất cả các
alen của tất cả các gen có trong quần thể
ở một thời điểm xác định) đặc trưng.
- Đặc điểm của
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 kiểu 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.
Ví dụ: Một quần thể cây đậu Hà Lan gồm 410 cá thể
có kiểu gen AA, 580 cá thể có kiểu gen Aa và 10 cá thể có kiểu gen aa.Hãy tính
tần số của các alen và tần số các kiểu gen trong quần thể.
Tổng số alen
trong quần thể = (410 + 580 + 10) ×
2 = 2000
Số alen A
trong quần thể = (410 × 2) + 580 =
1400
Số alen a
trong quần thể = (10 × 2) + 580 =
600
+ Tần số
alen A trong quần thể: p = 1400 2000
= 0,7
+ Tần số
alen a trong quần thể: q = 600 2000
= 0,3
+ Tần số kiểu
gen AA trong quần thể = 410 1000 =
0,41
+ Tần số kiểu
gen Aa trong quần thể = 580 1000 =
0,58
+ Tần số kiểu
gen Aa trong quần thể = 10 1000 =
0,01
Chú ý:
- Tùy theo
hình thức sinh sản của từng loài mà các đặc trưng của vốn gen cũng
như các yếu tố làm biến đổi vốn gen của quần thể ở mỗi loài có
khác nhau.
- Về mặt di
truyền học, người ta phân biệt quần thể
tự phối và quần thể giao phối.
- Với một
gen có 2 alen A và a, quần thể có
thành phân kiểu gen (cấu trúc di truyền): dAA : hAa : raa. Trong đó d, h, r lần
lượt là tần số kiểu gen (KG) AA, Aa và aa, với d + h + r = 1.
Gọi p và q lần
lượt là tần số alen A và a, với p(A) + q(a) = 1. Suy ra:
p(A) = d + h
2.
q(a) = r + h
2 = 1 - p(A).
2. Cấu trúc
di truyền của quần thể tự phối
10 bài tập về
quần thể tự phối
* Quần thể tự phối:
Ở thực vật
là các quần thể thực vật tự thụ phấn;
quần thể động vật lưỡng tính tự thụ
tinh, các quần thể giao phối cận huyết
(còn gọi là giao phối gần).
* Đặc trưng
di truyền của quần thể tự phối:
Sự thay đổi
thành phần kiểu gen của quần thể tự phối
qua các thế hệ:
Thế hệ
|
Tỷ lệ kiểu gen đồng hợp tử trội
|
Tỷ lệ kiểu gen dị hợp tử
|
Tỷ lệ kiểu gen đồng hợp tử lặn
|
I0
|
0
|
1 Aa
|
0
|
I1
|
(1/4) AA
|
(1/2)1 Aa
|
(1/4) aa
|
I2
|
(3/8) AA
|
(1/2)2 Aa
|
(3/8) aa
|
I3
|
(7/16) AA
|
(1/2)3 Aa
|
(7/16) aa
|
…
|
…
|
…
|
|
In
|
[(1/2)[1- (1/2)n]
AA
|
(1/2)n Aa
|
(1/2)[1- (1/2)n]
aa
|
+ Sự tự phối
làm cho số quần thể có số cá thể dị
hợp ngày càng giảm dần, số cá thể đồng hợp ngày càng tăng dần, quần thể dần dần bị phân thành các dòng
thuần có kiểu gen khác nhau, làm giảm tính đa dạng của sinh vật.
+ Trong quá
trình tự phối liên tiếp qua nhiều thế hệ:
Tần số tương
đối các alen không thay đổi.
Tần số tương
đối cá kiểu gen thay đổi.
3. Cấu trúc
di truyền của quần thể ngẫu phối
Bài tập về quần thể ngẫu phối có đáp án
* Quần thể ngẫu phối:
Các cá thể
trong quần thể kết đôi giao phối với
nhau một cách hoàn toàn ngẫu nhiên. Do đó tạo ra một số lượng rất lớn các biến
dị tổ hợp là nguồn nguyên liệu chủ yếu của tiến hóa và chọn giống đồng thời quần thể ngẫu phối có thể duy trì ổn định
tần số các kiểu gen khác nhau trong quần
thể qua các thể hệ trong những điều kiện nhất định.
Quần thể người:
Có thể coi
là quần thể ngẫu phối khi kết hôn một
cách ngẫu nhiên. Ví dụ việc lựa chọn bạn đời không phụ thuộc vào nhóm máu.
Có thể coi
là quần thể giao phối không ngẫu
nhiên khi kết hôn dựa vào đặc điểm hình thái của cơ thể hoặc tính tình, tôn
giáo, trình độ học vấn, …
* Trạng thái
cân bằng di truyền của quần thể:
- Một quần thể được gọi là đang ở trạng thái
cân bằng di truyền khi tỉ lệ các kiểu gen (thành phần kiểu gen) của quần thể tuân theo công thức sau: p^2 + 2pq + q^2 = 1
- Nội dung định
luật hacđi vanbec: trong 1 quần thể
lớn, ngẫu phối ,nếu không có các yếu tố làm thay đổi tần số alen thì thành phần
kiểu gen của quần thể sẽ duy trì
không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác theo đẳng thức: p^2 + 2pq + q^2 =
1.
- Nếu trong
1 quần thể, xét 1 gen có 2 alen A và
a nằm trên NST thường:
+ Gọi p là tần
số alen A; q là tần số alen a.
p + q = 1
Thành phần
kiểu gen của quần thể: p^2 AA
+ 2pq Aa + q^2 aa = 1
Trong đó p^2 là
tần số kiểu gen AA ; 2pq là tần số kiểu gen Aa; q^2 là
tần số kiểu gen aa.
- Nếu trong
một quần thể, xét một gen có 3 alen A_1 ; A_2
và a nằm trên NST thường
+ Gọi p là tần
số alen A_1 ; q là tần số alen A_2 ; r là tần số alen a.
p + q + r =
1
Thành phần
kiểu gen của quần thể: p^2 A_1A_1 + q^2
A_2A_2 + r^2 aa
+ 2pq A_1A_2 + 2pr A_1a + 2qr A_2a
= 1
Nhận xét: tần
số alen và thành phần kiểu gen của quần
thể ngẫu phối không thay đổi qua các thế hệ.
- Điều kiện
nghiệm đúng của định luật Hacđi- Vanbec.
Quần thể phải có kích thước lớn.
Các cá thể
trong quần thể phải giao phối với
nhau một cách ngẫu nhiên.
Các cá thể
có kiểu gen khác nhau phải có sức sống và khả năng sinh sản như nhau (không có
CLTN).
Không xảy ra
đột biến, nếu có thì tần số đột biến thuận phải bằng tần số đột biến nghịch.
Quần thể phải được cách li với các quần thể khác (không có sự di – nhập
gen).
Nhận xét:
+ Trong thực tế, một quần thể rất khó có thể đáp ứng được tất cả các điều kiện trên nên
tần số alen và thành phần kiểu gen liên tục biến đổi, đó là trạng thái động của
quần thể.
+ Một quần thể có thể ở trạng thái cân bằng về
thành phần kiểu gen của 1 gen nào đó nhưng lại không cân bằng về thành phần kiểu
gen của những gen khác.
- Ý nghĩa của
định luật Hacđi- Vanbec:
+ Ý nghĩa lý
luận: Định luật Hacđi - Vanbec phản ánh trạng thái cân bằng di truyền trong quần thể và giải thích vì sao có những quần thể ổn định qua thời gian dài.
+ 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 các alen cũng như tần số các kiểu gen 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 (rất quan trọng trong
y học và chọn giống).
4. Bài tập vận
dụng:
1. Một quần thể có thành phần kiểu gen: 0,36AA
: 0,48Aa : 0,16aa. Xác định cấu trúc di truyền học của quần thể sau 5 thế hệ tự phối liên tiếp?
2. Một quần thể người có tần số người bị bệnh
bạch tạng là 1 10000. Giả sử quần thể
này cân bằng di truyền.
a. Hãy tính
tần số alen và thành phần các kiểu gen của quần
thể. Biết rằng, bệnh bạch tạng là do 1 gen lặn nằm trên 1 NST thường quy định.
b. Tính xác
suất để 2 người bình thường trong quần
thể này lấy nhau sinh ra người con đầu lòng bị bệnh bạch tạng.
>>> QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN
>>> QUÁ TRÌNH NHÂN ĐÔI ADN
Đăng nhận xét