Kiến Thức Về Di Truyền Học Quần Thể - Sinh Học 12

5/5 - (1 bình chọn) Kiến thức về di truyền học quần thể là hiện một trong những kiến thức thường xuyên xuất hiện trong bài thi tốt nghiệp THPT Quốc Gia môn Sinh học. Mặc dù là chuyên đề ngắn nhưng lượng kiến thức lý thuyết tương đối cao. Luyenthidgnl tổng hợp toàn bộ kiến thức về di truyền học quần thể một cách ngắn gọn nhất giúp các bạn dễ dàng hơn trong việc làm đề cương và ôn thi tốt nghiệp THPT Quốc Gia môn Sinh

DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

I. Đặc trưng của di truyền của quần thể

Khái niệm quần thể

• Tần số alen: Tần số alen là tỉ lệ giữa số lượng alen đó trên tổng toàn bộ các loại alen khác nhau của gen đó trong quần thể trong một thời điểm xác định.
• Tần số kiểu gen : Tần số kiểu gen A tỉ lệ giữa số cá thể có kiểu gen A đó trên tổng số toàn cá thể trong quần thể.

II. Cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn và giao phối gần

1. Trong quần thể tự thụ phấn

Nếu trong trường hợp thế hệ đầu tiên ta xét 1 cá thể có kiểu gen dị hợp có dạng Aa sau n thế hệ tự thụ phấn thì tỉ lệ kiểu gen này được tính theo công thức như sau:

Đồng hợp trội AA= (1 – (1/2)n)/2, dị hợp Aa = (1/2)n , đồng hợp lặn  aa = (1 – (1/2)n)/2

Thành phần của kiểu gen trong quần thể cây tự thụ phấn sau n thế hệ thay đổi theo hướng tỉ lệ dị hợp giảm dần và ngược lại, tỉ lệ đồng hợp ngày càng tăng lên.

2. Trong quần thể giao phối gần (hay giao phối cận huyết)

Khái niệm giao phối gần

Giao phối gần (hay giao phối cận huyết) là hiện tượng mà các cá thể có quan hệ huyết thống giao phối với nhau.

Cấu trúc di truyền trong quần thể giao phối gần

Việc giao phối cận huyết sẽ kiến biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể thay đổi theo hướng tỉ lệ dị hợp giảm dần tỉ lệ thể đồng hợp tăng lên.

III. Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối

1. Quần thể ngẫu phối

Quần thể ngẫu phối là quần thể mà khi các cá thể trong quần thể tự do lựa chọn bạn tình để tiến hành giao phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên.

Trong quần thể ngẫu phối, các cá thể có những kiểu gen khác nhau sẽ kết đôi với nhau hoàn toàn ngẫu nhiên và tạo nên 1 lượng biến dị di truyền rất lớn ở trong quần thể. Điều này sẽ giúp cung cấp một lượng nguyên liệu rất lớn việc tiến hóa cũng như lựa chọn giống.

Bên cạnh đó, việc ngấu phối còn giúp duy trì được sự đa dạng trong di truyền của quần thể.

2. Cân bằng di truyền của quần thể

Một quần thể coi là quần thể trong trạng thái cân bằng di truyền khi các tỉ lệ kiểu gen (thành phần kiểu gen) của quần thể tuân thỏa mãn điều kiện theo công thức:

p2 + 2pq + q2 = 1

Định luật Hacđi – Vanbec

Trong 1 quần thể ngẫu phối lớn, nếu không có những yếu tố bên trong và bên ngoài gây ra việc thay đổi tần số alen thì thành phần các kiểu gen của quần thể sẽ duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác theo công thức :

p2 + 2pq +q2 =1

Điều kiện nghiệm đúng

– Quần thể được xét phải là quần thể có số lượng lớn

– Các cá thể trong quần thể phải điều kiện về sức sống cũng như khả năng sinh sản tương đương nhau (không có chọn lọc tự nhiên)

– Trong quá trình tồn tại, không xảy ra hiện tượng đột biến. Trong trường hợp có xảy ra đột biến thì tần số đột biến thuận phải bằng bằng tần số đột biến nghịch.

– Không có sự di – nhập gen.

Cách xác định trạng thái cân bằng của quần thể và tỉ lệ alen của quần thể

Quần thể ngẫu phối ở thế hệ xuất phát có các kiểu gen là AA, Aa, aa.

• Gọi h là tỉ lệ kiểu gen AA
• Gọi d là tỉ lệ kiểu gen Aa
• Gọi r là tỉ lệ kiểu gen aa.
• Gọi p là tần số alen A, q là tần số alen a.

Ta có:                                                        

– Quần thể đạt trạng thái cân bằng cân bằng theo Hacdi – Vanbec khi thỏa mãn biểu thức:

p2 + 2pq + q2 =1 => d = p2 ; h = 2pq ; r = q2 

  

CÁC CÔNG THỨC DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

I. Công thức tính tần số alen trong một quần thể

Tính tần số alen trong quần thể :

Ta có tần số alen trong một quần thể có dạng:

     xAA + yAa + zaa = 1 

Gọi fA, fa lần lượt là tần số alen A và a  thì ta có công thức 

fA = (2x+y)/[2(x+y+z)]

fa = (2z+y)/[2(x+y+z)] =1−fA

II. Công thức tính thành phần kiểu gen trong quần thể tự thụ phấn, tự phối

Xét gen bao gồm 2 alen A và a. Giả sử quần thể ban đầu có 100% Aa với n là số thế hệ tự phối.

• Tỉ lệ kiểu gen dị hợp qua n lần tự phối =  1/2n
• Tỉ lệ kiểu gen đồng hợp mỗi loại (AA = aa) sau n lần tự phối là

Lưu ý: Trong trường hợp quần thể ban đầu không phải là 100% Aa mà có dạng theo công thức

xAA + yAa + zaa = 1 

Qua n lần tự phối, tỉ lệ kiểu gen AA, Aa và aa được tính theo công thức sau:

III.Công thức tính thành phần kiểu gen trong quần thể giao phần hoặc giao phấn tự do (Quần thể ngẫu phối)

Tần số alen:  

xAA + yAa + zaa = 1 

Nếu gọi p là tần số alen A, q là tần số alen a thì:

pA = x + y/2 ; qa = z + y/2

Để đạt được trạng thái cân bằng theo định luật Hacđi-Vanbec:

p2AA + 2pqAa + q2aa  = 1

Quần thể cân bằng=> p + q  =  1

Kiểm tra sự cân bằng của quần thể: 

Nếu:  p2 × q2 = (2pq/2)² => Quần thể cân bằng.

Nếu:  p2 × q2 ≠ (2pq/2)² => Quần thể không cân bằng

Tính cân bằng của quần thể khi gen nằm trên NST giới tính

Xét trường hợp một gen nằm trên NST giới tính có 2 alen

Ta có số kiểu gen trong quần thể có dạng: 

Các cá thể cái có 2 alen trên NST X vì vậy khi xét trong phạm vi giới cái thì tần số các kiểu gen sẽ được tính giống như bình thường

Tần số các kiểu gen ở giới cái là:   

p2 + 2pq + q2 = 1

Khi xét chỉ trong phạm vi giới đực, các cá thể đực chỉ có 1 alen trên X

Tần số các kiểu gen ở giới đực là:

p + q =1

Vì tỉ lệ đực : cái là 1: 1 nên tỉ lệ các kiểu gen trên mỗi giới sẽ bị giảm một nữa. Khi xét trong phạm vi toàn bộ quần thể, ở trạng thái cân bằng quần thể Hacdi – Vanbec. Tần số kiểu gen được tính theo công thức:

0.5p2 + pq+ 0.5q2 + 0.5p+ 0.5q = 1

IV.Công thức xác định số kiểu gen trong quần thể

Xét trên các cặp NST thường:

• Xét một gen có r alen thì số kiểu gen:

                       

• Nếu có n gen khác nhau và các gen này phân li độc lập, 1 gen có r alen thì số kiểu gen:

• Nếu có  n gen khác nhau các gen phân li độc lập và  số alen là r không giống nhau thì số kiểu gen:

• Nếu n gen cùng trên 1 NST và mỗi gen có r alen thì tổng kiểu gen là:

Xét TH cặp NST giới tính XX và XY thì ta có

• Nếu 1 gen có r alen nằm không nằm trên vùng tương đồng NST của giới tính X thì số kiểu gen:

• Nếu 1 gen có r alen nằm trên vùng không tương đồng của NST của giới tính Y thì số kiểu gen:

• Nếu 1 gen có r alen cùng vùng tương đồng của NST giới tính thì tổng kiểu gen là:

SƠ ĐỒ TƯ DUY DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ

Các bạn có thể tham khảo thêm bài viết:

Tính Quy luật của hiện tượng di truyền

Kiến thức cơ chế di truyền và biến dị