Di truyền học quần thể luôn là nội dung quan trọng có trong đề thi THPT quốc gia. Chuyên đề cung cấp phương pháp làm các dạng bài tập về di truyền học quần thể. .
I. BÀI TẬP QUẦN THỂ TỰ PHỐI
1. Dạng 1:
Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P (thế hệ xuất phát) 100% dị hợp Aa qua n thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ Fn
*Cách giải:
- Quần thể P Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau:
+ Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là: AA = $\frac{1- (\frac{1}{2})^{n}}{2}$
+ Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là: Aa = $(\frac{1}{2})^{n}$
+ Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là: aa = $\frac{1- (\frac{1}{2})^{n}}{2}$
2. Dạng 2:
Cho thành phần kiểu gen của thế hệ P qua n thế hệ tự phối tìm thành phần kiểu gen của thế hệ Fn
*Cách giải:
- Quần thể tự phối có thành phần kiểu gen của thể hệ P ban đầu như sau: xAA + yAa + zaa
- Quần thể P Sau n thế hệ tự phối thành phần kiểu gen thay đổi như sau
+ Tỷ lệ thể đồng hợp trội AA trong quần thể Fn là
AA = x + $\frac{y- (\frac{1}{2})^{n}.y}{2}$
+ Tỷ lệ thể dị hợp Aa trong quần thể Fn là
Aa = $(\frac{1}{2})^{n}.y$
+ Tỷ lệ thể đồng hợp lặn aa trong quần thể Fn là
aa = z + $\frac{y- (\frac{1}{2})^{n}.y}{2}$
II. BÀI TẬP QUẦN THỂ NGẪU PHỐI
1. Dạng 1:
Từ cấu trúc di truyền quần thể chứng minh quần thể đã đạt trạng thái cân bằng hay không, qua bao nhiêu thế hệ quần thể đạt trạng thái cân bằng.
* Cách giải 1:
- Gọi p là tần số tương đối của alen A
- Gọi q là tần số tương đối của alen a
p + q = 1
- Cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng:
p2 AA + 2pqAa + q2 aa
Như vậy trạng thái cân bằng của quần thể phản ánh mối tương quan sau:
p2 q2 = (2pq/2)2
- Xác định hệ số p2, q2, 2pq
- Thế vào p2 q2 = (2pq/2)2 quần thể cân bằng.
- Thế vào p2 q2 # (2pq/2)2 quần thể không cân bằng.
* Cách giải 2:
- Từ cấu trúc di truyền quần thể tìm tần số tương đối của các alen. Có tần số tương đối của các alen thế vào công thức định luật.
- Nếu quần thể ban đầu đã cho nghiệm đúng công thức định luật (tức trùng công thức định luật) suy ra quần thể cân bằng
- Nếu quần thể ban đầu đã cho không nghiệm đúng công thức định luật (tức không trùng công thức định luật) suy ra quần thể không cân bằng.
2. Dạng 2:
Từ số lượng kiểu hình đã cho đã cho xác định cấu trúc di truyền của quần thể (cho số lượng tất cả kiểu hình có trong quần thể).
Cách giải:
Cấu trúc di truyền của quần thể
- Tỷ lệ kiểu gen đồng trội = số lượng cá thể do kiểu gen đồng trội qui định/Tổng số cá thể của quần thể
-Tỷ lệ kiểu gen dị hợp = số cá thể do kiểu gen dị hợp quy định/ Tổng số cá thể của quần thể
- Tỷ lệ kiểu gen đồng lặn = Số cá thể do kiểu gen lặn quy định/ Tổng số cá thể của quần thể.
3. Dạng 3:
Từ số lượng kiểu hình đã cho đã cho xác định cấu trúc di truyền của quần thể (chỉ cho tổng số cá thể và số cá thể mang kiểu hình lặn hoặc trội).
Cách giải:
- Nếu tỷ lệ kiểu hình trội=> kiểu hình lặn = 100% - Trội.
- Tỷ lệ kiểu gen đồng lặn = Số cá thể do kiểu gen lặn quy định/ Tổng số cá thể của quần thể.
=> Tần số tương đối của alen lặn tức tần số của q => Tần số tương đối của alen trội tức tần số p.
- Áp dụng công thức định luật p2 AA + 2pq Aa + q2 aa = 1 => cấu trúc di truyền quần thể.
III. BÀI TẬP GEN ĐA ALEN
* Ví dụ: Giả thiết trong một quần thể người, tần số của các nhóm máu là:
Nhóm A = 0,45 Nhóm B = 0,21
Nhóm AB = 0,3 Nhóm O = 0,004
Xác định tần số tương đối của các alen qui định nhóm máu và cấu trúc di truyền của quần thể?
-Gọi p là tần số tương đối của alen IA.
- Gọi q là tần số tương đối của alen IB
- Gọi r là tần số tương đối của alen IO
Nhóm máu | A | B | AB | O |
Kiểu gen Kiểu hình | IAIA +IAIO p2 + 2pr 0,45 | IBIB + IBIO q2 + 2qr 0,21 | IAIB 2pq 0,3 | IOIO r2 0,04 |
Từ bảng trên ta có:
p2 + 2pr + r2 = 0,45 + 0,04
=> (p + r)2 = 0,49 => p + r = 0,7
r2 = 0,04 => r = 0,2
Vậy p = 0,7 - 0,2 = 0,5 => q = 0,3
=> Cấu trúc di truyền của quần thể được xác định là:
(0,5 IA + 0,3IB + 0,2IO) (0,5 IA + 0,3IB + 0,2IO) = 0,25IAIA + 0,09IBIB + 0,04 IOIO + 0,3IAIB + 0,2IAIO + 0,12IBIO
IV. Bài tập vận dụng
Bài 1: Quần thể ban đầu 100% cá thể có kiểu gen dị hợp. Sau 3 thế hệ tự thụ phấn thành phần kiểu gen của quần thể như thế nào?
Bài 2: Quần thể P có 35AA + 14Aa + 91aa =1
Các cá thể trong quần thể tự phối bắt buộc qua 3 thế hệ. Tìm cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ.
Bài 3: Quần thể tự thụ phấn có thành phần kiểu gen ở thế hệ P là 0,8Bb + 0,2bb = 1. Sau 3 thế hệ tự thụ phấn cấu trúc của quần thể như thế nào?
Bài 4: Quần thể tự thụ có thành phần kiểu gen ở thế hệ P là 0,4BB + 0,2 Bb + 0,4bb = 1. Cần bao nhiêu thế hệ tự thụ phấn để có được tỷ lệ đồng hợp trội chiếm 0,475?
Bài 5: Các quần thể sau quần thể nào đã đạt trạng thái cân bằng
QT1: 0,36AA; 0,48Aa; 0,16aa
QT2: 0,7AA; 0,2Aa; 0,1aa
Bài 6: Quần thể nào trong các quần thể dưới đây đạt trạng thái cần bằng:
Quần thể | Tần số kiểu gen AA | Tần số kiểu gen Aa | Tần số kiểu gen aa |
1 | 1 | 0 | 0 |
2 | 0 | 1 | 0 |
3 | 0 | 0 | 1 |
4 | 0,2 | 0,5 | 0,3 |
Bài 7: Ở gà, cho biết các kiểu gen: AA qui định lông đen, Aa qui định lông đốm, aa qui định lông trắng. Một quần thể gà có 410 con lông đen, 580 con lông đốm, 10 con lông trắng.
a. Cấu trúc di truyền của quần thể nói trên có ở trạng thái cân bằng không?
b. Quần thể đạt trạng thái cân bằng với điều kiện nào?
c. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể khi đạt trạng thái cân bằng?
Bài 8: Một quần thể sóc có số lượng như sau 1050 con lông nâu đồng hợp, 150 con lông nâu dị hợp, 300 con lông trắng, màu lông do một gen gồm 2 alen qui định. Tìm tần số tương đối của các alen?
Bài 9: Quần thể ngẫu phối có thành phần kiểu gen đạt trạng thái cân bằng với 2 loại kiểu hình là hoa đỏ(do B trội hoàn toàn quy định) và hoa trắng(do b quy định). Tỷ lệ hoa đỏ 84%. Xác định cấu trúc di truền của quần thể?
Bài 10: Ở bò A qui định lông đen, a: lông vàng. Trong một quần thể bò lông vàng chiếm 9% tổng số cá thể của đàn. Biết quần thể đạt trạng thái cân bằng. Tìm tần số của gen A?
Bài 11: Quần thể người có tần số người bị bạch tạng 1/10000. Giả sử quần thể này cân bằng( biết bạch tạng do gen lặn nằm trên nhiễm sắc thể thường quy định)
a. Tính tần số các alen?
b. Tính xác suất để 2 người bình thường trong quần thể lấy nhau sinh ra người con đầu lòng bị bạch tạng?