Bài 1: Cấu trúc di truyền quần thể

Nội dung video bài học Cấu trúc di truyền quần thể dưới đây sẽ hướng dẫn cho các em sơ lược về lý thuyết cơ bản cấu trúc di truyền quần thể , cùng với đó là các công thức và các dạng bài tập cơ bản của chuyên đề này, trả lời được câu hỏi Thế nào là quần thể ? Mời các em cùng theo dõi

Chào tất cả các em! Hôm nay chúng ta sẽ đến với một Chuyên đề tiếp theo trong nội dung của quy luật di truyền. Chuyên đề hôm nay có tên là Di truyền học quần thể. Trong chuyên đề này chỉ có một nội dung về mặt lý thuyết mà chúng ta cần quan tâm mà thôi đó là Cấu trúc di truyền quần thể.

* Khái niệm:

Tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sống trong một khoảng không gian xác định, trong một khoảng thời gian nhất định. Có khả năng giao phối và sinh sản.

I. Các đặc trưng cơ bản của quần thể:

- Vốn gen: Tập hợp tất cả các alen có trong quần thể tại 1 thời điểm nhất định

Ví dụ: Quy ước A: trắng, a: xám. Xét 1 quần thể sóc có 2000 cá thể. Trong đó có 1500 con Aa, 200 con có kiểu gen aa.

. Xác định tần số A và a?

. Xác định tần số kiểu gen trong quần thể?

Giải:

. Xác định tần số alen:

Ta có:

\(\left.\begin{matrix} Aa = 1500 \ con \\ \\ aa = 200 \ con \ \ \end{matrix}\right\}\Rightarrow Alen \ a = 200 \times 2 + 1500 = 1900\)

⇒ AA = 2000 - 1500 - 200 = 300 con

⇒ Số alen A = 1500 + 300 x 2 = 2100

Tổng số Alen A và a = 4000

⇒ Tần số alen \(A=\frac{2100}{4000}\)

    Tần số alen \(a=\frac{1900}{4000}\)

⇒ Tần số alen là tỉ lệ giữa số lượng 1 loại alen trên tổng số alen của quần thể.

. Xác định tần số kiểu gen:

Ta có: 

\(\left.\begin{matrix} Aa = 1500 \\ \\ aa = 200 \ \ \end{matrix}\right\} \Rightarrow kg \ AA = 300\) 

\(\Rightarrow Ts \ kg \ AA=\frac{300}{2000}=\frac{3}{20}\)

\(\\ Ts \ kg \ Aa=\frac{1500}{2000}=\frac{3}{4} \\ \\ Ts \ kg \ aa=\frac{200}{2000}=\frac{1}{10}\)

⇒ Tần số kiểu gen là tỉ lệ cá thể mang kiểu gen đó trên tổng số cá thể (kiểu gen) của quần thể.

II. Cấu trúc di truyền của các dạng quần thể:

1. Quần thể tự thụ phấn.

Ví dụ: Lúa, ngô...

- Đặc điểm của quần thể tự thụ phấn

Giả sử 1 quần thể thực vật ban đầu có kiểu gen Aa

P₀:      Aa 

P₀:      Aa           x         Aa

Gp: \(\frac{1}{2}A:\frac{1}{2}a \ \ \downarrow \ \ \frac{1}{2}A:\frac{1}{2}a\)

F₁: \(\frac{1}{4}AA:\frac{2}{4}Aa :\frac{1}{4}a a\)

\(\\ \Rightarrow Kg \ Aa=\frac{1}{2} \\ \\ \Rightarrow Kg \ AA = aa = \frac{1}{4}\)

\(F_{1} \times F_{1}: \frac{1}{4}AA \times \frac{1}{4}AA\)

                   \(\frac{2}{4}Aa \times \frac{2}{4}Aa\rightarrow Aa=\frac{1}{4}=\frac{1}{2^2}\)

                   \(\frac{1}{4}aa \times \frac{1}{4}aa\)

⇒ Qua n lần tự thụ phấn ⇒ \(Aa=\frac{1}{2^n}\)

⇒ Tỉ lệ kiểu gen đồng hợp:

\(AA=aa= \frac{1-\dfrac{1}{2^n}}{2}\)

* Kết luận:

- Tự thụ phấn làm cho tỉ lệ kiểu gen đồng hợp tăng lên, tỉ lệ kiểu gen dị hợp giảm đi

- Bệnh di truyền thực vật có cơ hội gia tăng ⇒ suy thoái các giống cây trồng, mất dần các đặc tính tốt,...

2. Quần thể giao phối gần:

- Khái niệm: Các cá thể có quan hệ huyết thống giao phối với nhau → giao phối gần

- Đặc điểm: 

. Tăng dần thể đồng hợp và giảm dần thể dị hợp

. Gây hiện tượng suy thoái nòi giống, gây ra các bệnh di truyền, quái thai,...

3. Quần thể ngẫu phối:

- Khái niệm: Khi các cá thể trong quần thể chọn lựa bạn tình và giao phối ngẫu nhiên → ngẫu nhiên

- Đặc điểm: Tạo ra nhiều biến dị tổ hợp → tạo ra sự đa dạng vốn gen cho quần thể → là nguyên liệu cho quá trình tiến hóa

* Định luật Hacdi-Vanbec:

Giả sử quần thể có CT: 0,25AA : 0,5Aa : 0,25aa = 1

Tần số alen \(A = 0,25 +\frac{0,5}{2}=0,5\)

                  \(a = 0,25 +\frac{0,5}{2}=0,5\)

Quá trình ngẫu phối: 

♀(0,5A : 0,5a) x ♂(0,5A : 0,5a)

⇒ CT quần thể mới: 0,25AA : 0,5Aa : 0,25aa = 1

⇒ Tần số alen: \(\left\{\begin{matrix} A = 0,5 \\ a=0,5 \end{matrix}\right.\)

⇔ (0,5)²AA : 2.0,5.0,5Aa : (0,5)²aa = 1

⇔ x²AA :2xyAa : y²aa =1

⇒ Vậy: Trong quần thể ngẫu phối tần số alen và cấu trúc di truyền quần thể có xu hướng duy trì không đổi qua các thế hệ trong một thời gian nhất định.

* Công thức định luật Hacdi-Vanbec:

Giả sử trong quần thể có một gen gồm 2 alen A và a.

Gọi tần số alen A: p

Gọi tần số alen a: q

Xảy ra ngẫu phối ⇒ SĐL:

⇒ Tần số kiểu gen AA:q²

    Tần số kiểu gen Aa: 2pq

    Tần số kiểu gen aa:q²

⇒ Quần thể cân bằng: 

* Điều kiện nghiệm đúng:

- Quần thể có số lượng lớn.

- Có sự ngẫu phối.

- Không có hiện tượng di - nhập gen.

- Các hợp tử có sức sống giống nhau và có khả năng thụ tinh giống nhau.

- Không chịu ảnh hưởng của đột biến và chọn lọc tự nhiên.