16. Cấu Trúc Di Truyền Của Quần Thể - Củng Cố Kiến Thức

I. CÁC ĐẶC TRƯNG DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ

1. Khái niệm quần thể

- Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài, chung sống trong một khoảng không gian xác định, tồn tại qua thời gian nhất định, giao phối với nhau sinh ra thế hệ sau (quần thể giao phối).

Ví dụ: Những con mối sống trong tổ mối ở góc vườn

2. Tần số tương đối của các alen và tỉ lệ kiểu gen

- Mỗi quần thể được đặc trưng bằng một vốn gen nhất định.

- Vốn gen là toàn bộ các alen của tất cả các gen trong quần thể ở thời điểm nhất định.

- Vốn gen thể hiện qua tần số alen và tần số kiểu gen của quần thể:

+ Tần số alen của 1 gen được tính bằng tỉ lệ giữa số alen đó trên tổng số alen của các loại alen khác nhau của gen đó trong quần thể tại một thời điểm xác định.

+ Tần số tương đối của một kiểu gen được xác định bằng tỉ số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể trong quần thể.

- Ví dụ, một quần thể có tỉ lệ các kiểu gen như sau:

0,6AA : 0,2Aa : 0,2aa (1)

→ (1) được gọi là cấu trúc di truyền của quần thể đó

+ Gọi p là tần số tương đối của alen A

+ Gọi q là tần số tương đối của alen a

→ Khi đó:

+ p(A)=(0,6 + 0,2/2)=0,7

+ q(a)=(0,2 + 0,2/2)=0,3

II. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ TỰ THỤ PHẤN VÀ QUẦN THỂ GIAO PHỐI GẦN

1. Quần thể tự thụ phấn

- Thành phần kiểu gen của quần thể tự thụ phấn thay đổi theo hướng giảm dần tấn số kiểu gen dị hợp tử và tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp.

- Công thức tổng quát:

QT: xAA + yAa + zaa = 1

→ Trong đó: x, y, z lần lượt là tần số của các kiểu gen: AA, Aa, aa.

→ Nếu quần thể trên tự thụ phấn qua n thế hệ thì:

* Tần số KG AA = x + (y – y.(1/2)n)/2

* Tần số KG Aa = y.(1/2)n

* Tần số KG aa = z + (y – y.(1/2)n)/2

- Sự biến đổi cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn qua các thế hệ:

2. Quần thể giao phối gần

- Ở các loài động vật, hiện tượng cá thể có cùng quan hệ huyết thống giao phối với nhau thì gọi là giao phối gần (giao phối cận huyết).

- Qua các thế hệ giao phối gần thì tần số kiểu gen dị hợp giảm dần và tần số kiểu gen đồng hợp tăng dần.

III. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ NGẪU PHỐI

1. Quần thể ngẫu phối

- Quần thể sinh vật được gọi là ngẫu phối (giao phối ngẫu nhiên) khi các cá thể trong quần thể lựa chọn bạn tình để giao phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên.

- Đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối:

+ Trong quần thể ngẫu phối, các cá thể có kiểu gen khác nhau kết đôi với nhau một cách ngẫu nhiên tạo nên một lượng biến dị tổ hợp rất lớn → Làm nguyên liệu cho tiến hóa và chọn giống.

+ Quần thể ngẫu phối có thể duy trì tần số các kiểu gen khác nhau trong những điều kiện nhất định → Duy trì được sự đa dạng di truyền của quần thể.

2. Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể (định luật Hacđi-Vanbec)

a) Khái niệm

- Một quần thể được coi là ở trạng thái cân bằng di truyền khi tỉ lệ các kiểu gen (thành phần kiểu gen) của quần thể tuân theo công thức:

p2+2pq+q2=1

→ Trong đó:

+ p là tần số alen trội

+ q là tần số alen lặn

+ p2 là tần số kiểu gen đồng hợp trội

+ 2pq là tần số kiểu gen dị hợp

+ q2 là tần số kiểu gen đồng hợp lặn

- Ví dụ: 0,16AA+0,48Aa+0,36aa=1

b. Định luật Hacđi-Vanbec

- Nội dung định luật: Trong một quần thể ngẫu phối, nếu không có các yếu tố làm thay đổi tần số alen thì thành phần kiểu gen và tần số tương đối của các alen của quần thể sẽ duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác theo đẳng thức: p2+2pq+q2=1

- Bài toán: Nếu trong 1 quần thể, lôcut gen A chỉ có 2 alen A và a nằm trên NST thường.

→ Gọi tần số alen A là p, a là q

→ Tổng p và q=1

→ Các kiểu gen có thể có: AA, Aa, aa

→ Giả sử thành phần gen của quần thể ban đầu là: 0,64AA : 0,32Aa : 0,04aa

→ Tính được p=0,8 và q=0,2

→ Công thức tổng quát về thành phần kiểu gen: p2AA+2pqAa+q2aa

→ Nhận xét: tần số alen và thành phần kiểu gen không đổi qua các thế hệ

- Điều kiện nghiệm đúng:

+ Số lượng cá thể lớn.

+ Diễn ra sự ngẫu phối.

+ Các loại giao tử đều có sức sống và thụ tinh như nhau. Các loại hợp tử đều có sức sống như nhau.

+ Không có đột biến và chọn lọc.

+ Không có sự di nhập gen.

- Ý nghĩa của định luật Hacđi-Vanbec: Từ tần số các cá thể có kiểu hình lặn, có thể tính tần số của alen lặn và alen trội cũng như tần số các loại kiểu gen của quần thể.