Bài tập về di truyền quần thể

DT QUẦN THỂ Dạng 1: BIẾT CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ, XÁC ĐỊNH TẦN SỐ CÁC ALEN. Ta cần lưu ý một số vấn đề: Thuật ngữ cấu trúc di truyền tần số kiểu gen Tỉ lệ các loại kiểu gen trong quần thể. Tần số các alen Tỉ lệ giao tử đực, cái mang gen khác nhau trong quần thể. 1a: Xét 1 gen có 2 alen (A, a) Gọi P (A): Tần số tương đối của alen A. q (a): Tần số tương đối của alen a. - Sự tổ hợp của 2 alen có tần số tương đối trên hình thành quần thể có cấu trúc di truyền sau: cấu trúc di truyền của quần thể: p2 (AA) + 2pq (Aa) + q2 (aa) = 1 Do vậy: p(A) = p2 + pq; q(a) = q2 + pq Bài 1: Xác định tần số tương đối của các alen A, a cho biết cấu trúc di truyền của mỗi quần thể như sau: a- Quần thể 1: 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = 1 b- Quần thể 2: 0,91 AA + 0,18 Aa + 0,01 aa = 1 c- Quần thể 3: 0,49 AA + 0,42Aa + 0,09 aa = 1 Bài giải : a. Gọi p(A) : Tần số tương đối alen A q (a) : Tần số tương đối alen a Ta có : p(A) + q(a) = 1 p(A) = 0,64 + ( 0,32 :2 ) = 0,8 q(a) =1 -0,8 = 0,2 b. Tương tự ta suy ra : p(A) = 0,9 c. Tương tự ta suy ra : p(A) = 0,7 1b. Xét 1 gen có 3 alen ( Gen quy định các nhóm máu hệ O, A, B có alen IA , IB, IO ) + Gọi p(IA ) : Tần số tương đối alen IA q(IB ) : Tần số tương đối alen IB r(I0 ) : Tần số tương đối alen I0 p(IA ) + q(IB )+r = 1 + Sự tổ hợp của 3 alen với tần số tương đối nói trên theo bảng sau : Cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt cân bằng : p2(IAIA) + 2pr(IAI0) + q2(IBIB) + 2qr(IBI0)  + 2pq(IAIB)+ r2(I0I0) = 1 Do vậy : p(IA) = p2 + pr + pq q(IB) = q2 + pr + pq r(I0) = pr + qr + r2 Bài 2 : Khi khảo sát về nhóm máu của 1 quần thể người có cấu trúc di truyền sau : 0,25IAIA + 0,20 IAI0 + 0,09IBIB + 0,12 IBI0 + 0,12IBI0 + 0,30 IAIB + 0,04 I0I0 = 1 Xác định tần số tương đối với các alen IA , IB, I0. Bài giải: + Gọi P(IA) : Tần số tương đối alen IA + q(IB) : Tần số tương đối alen IB + r(I0) : Tần số tương đối alen I0 p(IA) + q(IB) + r(I0) = 1 p(IA) = 0,25 +0,2/2 + 0,3/2 = 0,5 q(IB) = 0,09 + 0,3/2 + 0,12/2 = 0,3 r(I0) = 1 - (0,5 + 0,3) = 0,2 Dạng 2: - BIẾT TẦN SỐ TƯƠNG ĐỐI CÁC ALEN, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC DI TRUYỀN, CỦA QUẦN THỂ, TẦN SỐ KIỂU HÌNH. - CHỨNG MINH CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ ĐƯỢC CÂN BẰNG HAY CHƯA CÂN BẰNG DI TRUYỀN. Cách giải  Lập bảng tổ hợp giữa các giao tử đực và cái theo tần số tương đối đã cho ta suy ra kết quả về cấu trúc di truyền và tần số kiểu hình. Cách giải - Lập bảng tổ hợp giữa các giao tử đực và cái theo tần số tương đối đã cho ta suy ra kết quả về cấu trúc di truyền và tần số kiểu hình. - Trạng thái cân bằng của quần thể biểu hiện qua tương quan. - Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền: Cho ngẫu phối đến lúc tần số tương đối các alen không đổi. Bài 1: Trong một quần thể giao phối, A quy định quả ngọt, a quy định quả chua. Viết cấu trúc di truyền của quần thể, xác định tần số kiểu hình và cho biết trạng thái cân bằng di truyền của mỗi quần thể trong các trường hợp sau: a) Quần thể1 có tần số tương đối alen A = 0,9; a = 0,1. b) Quần thể2 có tần số tương đối alen a = 0,2. Bài giải a. P1 :  (pA + qa) x (pA + qa)  - F1-1 : p2 (AA) + 2pq (Aa) + q2 (aa) = 1 (0,9)2 AA + (2 x 0,9 x 0,1) Aa + (0,1)2 aa = 1. 0,81 AA + 0,18 Aa + 0,01 aa = 1 Tần số kiểu hình của quần thể 1: 99% cây quả ngọt; 1% cây quả chua. - Cấu trúc di truyền của quần thể 1 đạt câh bằng di truyền vì: (0,81) x (0,01) = (0,18 : 2)2 = 0,0081. b. Tương tự, ta có các đáp số: - Cấu trúc di truyền của quần thể 2: 0,64 AA + 0,32 Aa + 0,04 aa = 1. - Tần số kiểu hình của quần thể 2: 96% cây quả ngọt, 4% cây quả chua. - Quần thể 2 đạt trạng thái cân bằng di truyền. Bài 2: Lúc đạt trạng thái cân bằng di truyền, quần thể 1 có tần số tương đối của alen A = 0,6; quần thể 2 có tần số tương đối của alen a =0,3. Quần thể nào có tỉ lệ cá thể dị hợp tử cao hơn và cao hơn bao nhiêu %? Bài giải - Xét quần thể 1: tần số tương đối p(A) = 0,6 => q(a) = 1 - 0,6 = 0,4 - Cấu trúc di truyền quần thể 1: 0,36 AA + 0,48 Aa + 0,16 aa = 1. Xét quần thể 2: tần số tương đối q(a) = 0,3 => p(A) = 1 - 0,3 = 0,7. - Cấu trúc di truyền quần thể 2: 0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa = 1. Vậy tỉ lệ cá thể dị hợp tử của quần thể 1 cao hơn quần thể 2: 0,48 - 0,42 = 0,06 = 6%. Bài 3: Cho hai quần thể giao phối có cấu trúc di truyền sau: Quần thể 1: 0,6 AA : 0,2 Aa : 0,2 aa. Quần thể 2: 0,0225 AA : 0,2550 Aa : 0,7525 aa. a. Quần thể nào đạt trạng thái cân bằng di truyền. b. Muốn quần thể chưa cân bằng di truyền (nếu có) đạt trạng thái cân bằng phải có điều kiện gì? Lúc đó cấu trúc di truyền của quần thể sẽ như thế nào ? Bài giải a. Quần thể 1 chưa đạt cân bằng di truyền vì: 0,6 . 0,2 = (0,2:2)2 0,12 ? 0,01 Quần thể 2 đạt cân bằng di truyền vì: 0,0225 . 0,7225 = (0,225:2)2 = 0,01625625. b. Muốn quần thể 1 đạt cân bằng di truyền ta cho giao phối. - Tần số tương đối các alen của quần thể 1: P(A) = 0,6 + (0,2:2) = 0,7 => q(a) = 1 - 0,7 = 0,3. - Kết quả giao phối :  0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa = 1 - Lúc đạt cân bằng di truyền, cấu trúc di truyền cua quần thể 1 như trên. Dạng 3: BIẾT TẦN SỐ KIỂU HÌNH CỦA QUẦN THỂ LÚC CÂN BẰNG. XÁC ĐỊNH TẦN SỐ TƯƠNG ĐỐI CÁC ALEN CỦA MỘT GEN. 3a. Xét trường hợp 1 gen có hai alen Cách giải Dựa vào tỉ lệ kiểu hình mang tính trạng lặn của đề cho, ta xác định tần số tương đối của alen lặn trước rồi suy ra tần số tương đối cua alen trội sau: q2 (aa) = tỉ lệ % kiểu hình lặn => q(a) rồi suy ra p(A) = 1 - q(a). Bài 1: Một quần thể lúa khi cân bằng di truyền có 20.000 cây trong đó có 4.500 cây thân thấp. Biết A quy định cây cao, a quy định cây thấp. Xác định: a) Tần số tương đối các alen. b) Cấu trúc di truyền của quần thể. c) Số lượng cây lúa có kiểu gen dị hợp tử. Bài giải a. Gọi p(A) : Tần số tương đối alen A q(a) : Tần số tương đối alen a. Ta có: p(A) + q(a) = 1 - Lúa thân thấp có kiểu gen aa = 4.500 / 20.000 x 100% = 0,0225  q (aa) = 0,15 p(A) = 1 - 0,15 = 0,85. b. Cấu trúc di truyền của quần thể lúc đạt trạng thái cân bằng di truyền là: 0,7225 AA + 0,255 Aa + 0,0225 aa = 1 c. Số lượng cây có kiểu gen dị hợp: 20.000 x 0,225 = 5.100 cây. Bài 2: Ở gà, cho biết các kiểu gen: AA quy định lông xoăn nhiều. Aa quy định lông xoăn vừa. aa quy định lông xoăn ít. Một quần thể gà có 205 con lông xoăn nhiều, 290 con lông xoăn vừa và 5 con lông xoăn ít. 1) Cấu trúc di truyền của quần thể gà nói trên có ở tính trạng thái cân bằng không? 2) Quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền với điều kiện nào? Xác định cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng. Bài giải 1. Trạng thái cân bằng của quần thể: - Tỉ lệ giữa các loại kiểu hình của quần thể: - Gà lông xoăn nhiều: 41% = 0,41; Gà lông xoăn vừa: 58% = 0,58. - Gà lông xoăn ít: 1% = 0,01. - Cấu trúc di truyền của quần thể nói trên: 0,41 AA : 0,58 Aa : 0,01 aa. - Cấu trúc di truyền của quần thể này chưa đạt trạng thái cân bằng, vì: 0,41 x 0,01 ≠ (0,58 : 2)2 => 0,0041 ≠ 0,0841 2. Điều kiện để quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền - Cho các cá thể trong quần thể ngẫu phối. - Gọi p(A) : Tần số tương đối alen A của quần thể P ban đầu.q(a) : Tần số tương đối alen a của quần thể P ban đầu. - Ta có: p(A) + q(a) = 1. - p(A) = 0,41 + 0,58/2 = 0,7. - q(a) = 1 - 0,7 = 0,3  Kết quả ngẫu phối giữa các cá thể ở thế hệ P như sau: 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa. Kết quả F1 :  Cấu trúc di truyền của quần thể F1 nói trên đạt trạng thái cân bằng di truyền, vì: 0,49 x 0,09 = (0,42/2)2 = 0,0441. 3b. Xét trường hợp 1 gen có ba alen Cách giải  Từ tỉ lệ kiểu hình lặn xuất hiện ở F sau. Ta suy ra tần số tương đối của alen lặn trước.  Sau đó dựa vào tỉ lệ kiểu hình nào có liên quan đến alen lặn nói trên để lập phương trình bậc hai rồi giải phương trình để tìm nghiệm hợp lí.  Sau cùng ta suy ra tần số tương đối của alen thứ ba. Bài 3: Khi khảo sát về hệ nhóm máu O, A, B của một quần thể người tại một thành phố có 14.500 dân, trong đó có 3.480 người máu A; 5.075 người máu B; 5.800 người máu AB; có 145 người máu O. a. Xác định tần số tương đối các alen quy định nhóm máu và cấu trúc di truyền của quần thể. b. Có bao nhiêu người có máu A đồng hợp? Bài giải a. Tỉ lệ các nhóm màu: Nhóm A = 0,24 Nhóm AB = 0,4 Nhóm B = 0,35 Nhóm O = 0,01 - Gọi p: Tần số tương đối alen IA. q: Tần số tương đối alen IB. r: Tần số tương đối alen I0 => p + q + r = 1 (*) Ta có: r2 = 0,01 = (0,1)2 => r = 0,1 - q2 + 2pr + r2 = 0,35 + 0,01 = 0,36 = (0,6)2 - (q + r)2 = (0,6)2 => q + r = 0,6 => q = 0,6 - 0,1 = 0,5 Từ (*) => p = 1 - (q+r) = 1 - (0,5 + 0,1) = 0,4. - Cấu trúc di truyền của quần thể: p2IAIA + 2pr IAI0 + q2 IAIB + +2qr IBI0 + 2 pq IAIB + r2I0I0 = 1 0,16IAIA + 0,08IAI0 + 0,25 IBIB+ + 0,1 IBI0 + 0,4 IAIB + 0,01 I0I0 = 1 b. Số lượng người máu A đồng hợp: 14.500 x 0,16 = 2320 người