Phương pháp giải các dạng bài tập di truyền học quần thể trong tiến hoá Sinh học 12

BÀI TẬP DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ TRONG TIẾN HOÁ

1. Bài tập đột biến:

a. Bài tập có lời giải:

Bài 1:   Một quần thể động vật 5.10⁴ con. Tính trạng sừng dài do gen A quy định, sừng ngắn do gen a quy định. Trong quần thể trên có số gen A đột biến thành a và ngược lại, với số lượng bù trừ nhau. Tìm số đột biến đó. Biết A đột biến thành a với tần số v, với u = 3v = 3.10^-3

Phương pháp giải:

Gọi:  p là tần số của alen A và q là tần số của alen a

Tổng số alen trong quần thể: 5.10⁴ x 2 = 10⁵ (alen)

• Tần số alen trội, lặn khi có cân bằng mới được thiết lập:
  • Tần số alen a :  q_a = \(\frac{u}{{u + v}} = \frac{{3v}}{{3v + u}}\) = 0,75
  • Tần số alen A:   p_A = 1- 0,75 = 0,25
• Số lượng mỗi alen trong quần thể:
  • Số lượng alen A là:    0,25 . 10⁵ = 2,5.10⁴
  • Số lượng alen a là:     0,75 . 10⁵ = 7,5.10⁴
• Số lượng đột biến thuận bằng đột biến nghịch và bằng.

                3.10^-3 x 2,5.10⁴ = 75 (alen)  hoặc   10^-3 x 7,5.10⁴ = 74 (alen)

Bài 2: Giả sử 1 lôcut có 2 alen A và a, thế hệ ban đầu có tần số tương đối của alen A là p₀. Quá trình đột biến làm cho A → a với tần số u = 10^-5.

a) Để p₀ giảm đi \(\frac{1}{2}\) phải cần bao nhiêu thế hệ?

b) Từ đó em có nhận xét gì về vai trò của quá trình đột biến trong tiến hoá?

Phương pháp giải:

a)Vì đột biến diễn ra theo chiều thuận, nên ta có:

                                p_n = p_o (1- u)ⁿ

Trong đó: p_n: tần số alen trội (A) ở thế hệ p_n ; p_o: tần số alen trội (A) ở thế hệ p_o ; u: tốc độ đột biến theo chiều thuận; n: số thế hệ.

=>  \(\frac{1}{2}\) p_o = p_o (1- 10^-5)ⁿ  <=> 0,5 = (1-10^-5)ⁿ <=> ln0,5 = ln (1-10^-5).n

=> n = \(\frac{{\ln 0,5}}{{\ln (1 - {{10}^{ - 5}})}}\)  ≈ 69.000 thế hệ.

b) Nhận xét về vai trò của quá trình đột biến trong tiến hóa: gây áp lực không đáng kể cho quá trình tiến hóa.

b. Bài tập tự luyện

Bài 1:  Quần thể ban đầu có 1000000 alen A và a. Tốc độ đột biến của alen A là 3.10^-5, còn của alen a là 10^-5. Khi cân bằng thì quần thể có số lượng của từng alen là bao nhiêu?

Cho biết không tính áp lực của các nhân tố khác làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể?

Bài 2: Trong một quần thể gồm 2.10⁵ alen. Tần số alen a bằng 25%. Khi quần thể có 7 alen A bị đột biến thành a và 11 alen a đột biến thành A thì tần suất đột biến trong mỗi trường hợp bằng bao nhiêu?

Bài 3: Trong một quần thể có 10⁶ cá thể. Tần số alen a = 15 %. Trong quần thể có 5 alen A bị đột biến thành a và 7 alen a đột biến thành A thì tần số đột biến trong mỗi trường hợp bao nhiêu. Giả thiết quần thể ban đầu cân bằng.

2. Bài tập di nhập gen

{-- Nội dung phần 2. bài tập di nhập gen của tài liệu Phương pháp giải các dạng bài tập di truyền học quần thể trong tiến hoá Sinh học 12 vui lòng xem ở phần xem online hoặc tải về --}

3. Bài tập chọn lọc tự nhiên:

a. Bài tập có lời giải:

Bài 1: Xác định lượng biến thiên của q sau một thế hệ chọn lọc giao tử khi biết q trước chọn lọc là 0,6 và s của alen a bằng 0,34.

Phương pháp giải

Vận dụng công thức tính được: \(\Delta \)q = \(\frac{{ - 0,34.0,6.(1 - 0,6)}}{{1 - 0,34.0,6}}\).

Như vậy, q giảm từ 0,6 xuống 0,5.

Bài 2:  Một quần thể động vật giao phối có số lượng cá thể và giá trị thích nghi của các kiểu gen như sau:

Kiểu gen	AA	Aa	aa
Số lượng cá thể	500	400	100
Giá trị thích nghi	1,00	1,00	0,00

a. Hãy tính tần số các alen A, a và cho biết quần thể này có đạt cân bằng không?

b. Quần thể này đang bị chọn lọc theo hướng đào thải alen nào ra khỏi quần thể? Tốc độ đào thải alen này nhanh hay chậm? Vì sao? Alen này có mất hẳn khỏi quần thể không? ( Biết rằng 100% kiểu gen aa bị chết ở độ tuổi trước sinh sản do bệnh tật)

Phương pháp giải

a. Tần số alen:

• Tỉ lệ kiểu gen trong quần thể ban đầu :

               0,50 AA + 0,40Aa + 0,10 aa

• Tần số các alen : p_A = 0,50 + (0,40 : 2)  =  0,70

          q_a = 1- 0,7 = 0,3

* Cấu trúc di truyền của quần thể:

• Nếu quần thể cân bằng theo định luật Hacđi – Vanbec sẽ có tỉ lệ kiểu gen là : p² AA  +  2pq Aa  + q² aa  = 1
• Tức là:  0,49 AA + 0,42 Aa + 0,09 aa = 1. Quần thể này có tỉ lệ kiểu gen khác với tỉ lệ trên, vậy quần thể đã cho không cân bằng.

b. Quần thể này đang bị chọn lọc theo hướng đào thải alen a ra khỏi quần thể. Tốc độ đào thải rất nhanh vì giá trị thích nghi của A = 1, giá trị thích nghi của a = 0. Alen a bị đào thải nhưng không mất hẳn khỏi quần thể mà tồn tại ở thể dị hợp tử.

Bài 3: Giả sử một quần thể động vật ngẫu phối có tỉ lệ kiểu gen:

• Ở giới cái:        0,36 AA : 0,48 Aa : 0,16 aa
• Ở giới đực:       0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa

a. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở trạng thái cân bằng.

b. Sau khi quần thể đạt cân bằng di truyền, do điều kiện sống thay đổi, những cá thẻ có kiểu gen aa trở nên không có khả năng sinh sản. Hãy xác định tần số các alen của quần thể sau 5 thế hệ ngẫu phối.

(Đề thi HSG Quốc Gia năm 2010)

Phương pháp giải

• Tần số alen của quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền:

P_A = 1/2 (0,6 + 0,8) = 0,7, q_a = 0,3

• Cấu trúc di truyên của quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền

0,49AA : 0,42Aa : 0,09aa

• Tần số các alen sau 5 thế hệ ngẫu phối, do các cá thể aa không đóng góp gen vào quần thể kế tiếp (gen từ a bị đào thải).
• Ta có:                q_a = \(\frac{{{q_0}}}{{1 + n{q_0}}}\) = \(\frac{{0,3}}{{1 + 5.0,3}}\) = 0,12, p_A = 0,88

Bài 4: Một quần thể ở trạng thái cân bằng về 1 gen có 2 alen A, a. Trong đó tần số p  = 0,4. Nếu quá trình chọn lọc đào thải những cơ thể có kiểu gen aa xảy ra với áp lực S = 0,02. Hãy xác định cẩu trúc di truyền của quần thể sau khi xảy ra chọn lọc.         

Phương pháp giải:

• Quần thể cân bằng di truyền, nên ta có: p_A + q_a = 1 → q_a = 1 – 0,4 = 0,6
• Cấu trúc di truyền của quần thể cân bằng là:

         (0,4)²AA + 2(0,4 x 0,6)Aa + (0,6)²aa = 1 →    0,16AA : 0,48Aa : 0,36aa

• Sau khi chọn lọc thì tỉ lệ kiểu gen aa còn lại là: 0,36 (1 – S) = 0,36(1 – 0,02) = 0,3528. Mặt khác, tổng tỉ lệ các kiểu gen sau chọn lọc là: 0,16 + 0,48 + 0,36(1 – S) = 0,9928
• Vậy cấu trúc di truyền của quần thể khi xảy ra chọn lọc là:

\(\frac{{0,16}}{{0,9928}}\)AA : 0,483Aa : \(\frac{{0,3528}}{{0,9928}}\) aa ↔ 0,161AA : 0,483Aa : 0,356aa

b. Bài tập tự luyện

Bài 1: Trong 1 quần thể thực vật lưỡng bội sống 1 năm ở trên đảo, tần số alen năm 1999 là p_(A) = 0,90 và q_(a) = 0,10. Giả sử rằng quần thể đó có 50 cây vào thời điểm năm 2000. Vậy khả năng alen a bị mất đi (nghĩa là p_(A) = 1) do ngẫu phối giữa năm 1999 và 2000 là bao nhiêu ?

Bài 2: Để làm giảm tần số của alen a từ 0.98 xuống 0.04 chỉ do tác động của chọn lọc pha lưỡng bội thì cần bao nhiêu thế hệ. biết không có ảnh hưởng của đột biến và các yếu tố khác ngoài chọn lọc và hệ số chọn lọc đối với KH lặn là S = 1.                                                       

Bài 3: Một gen có 2 alen, ở thế hệ xuất phát, tần số alen A = 0,2 ; a = 0,8. Sau 5 thế hệ chọn lọc loại bỏ hoàn toàn kiểu hình lặn ra khỏi quần thể thì tần số alen a trong quần thể là:

A. 0,186                                 B. 0,146                                 C. 0,160                     D. 0,284

Bài 4: Trong một quần thể đặc biệt tần số các alen trước và sau đột biến xảy ra như sau:

	AA	Aa	aa
Tần số trước khi có chọn lọc (Fo)	0,25	0,5	0,25
Tần số sau khi có chọn lọc (F1)	0,35	0,48	0,17

a) Xác định giá trị thích nghi (tỉ lệ sống sót tới khi sinh sản) của các kiểu gen.

b) Xác định sự biến đổi (lượng biến thiên) tần số các alen A và a sau 1 thế hệ chọn lọc. Từ đó có nhận xét gì về tác động của chọn lọc đối với các alen?

Bài 5:  Giá trị thích nghi của các kiểu gen trong một quần thể bướm sâu đo bạch dương như sau:

Kiểu gen	AA	Aa	aa
Giá trị thích nghi	1,00	1,00	0,20

Quần thể này đang chịu tác động của hình thức chọn lọc nào? Nêu đặc điểm của hình thức chọn lọc đó.

 Bài 6:

a. Một quần thể động vật giao phối có số lượng cá thể và giá trị thích nghi của các kiểu gen như sau:

Kiểu gen	AA	Aa	aa
Số lượng cá thể	500	400	100
Giá trị thích nghi	1,00	1,00	0,00

b. Tính tần số của alen A, a và cho biết quần thể có cân bằng di truyền không?

c. Quần thể trên đang bị chọn lọc theo hướng đào thải alen nào khỏi quần thể? Tốc độ đào thải alen này nhanh hay chậm? Vì sao? Alen này có mất hẳn khỏi quần thể không? Vì sao? (Biết rằng 100% số cá thể có kiểu gen aa bị chết ở độ tuổi trước sinh sản).

4. Bài tập về giao phối không ngẫu nhiên

{-- Nội dung phần 4. bài tập về giao phối không ngẫu nhiên của tài liệu Phương pháp giải các dạng bài tập di truyền học quần thể trong tiến hoá Sinh học 12 vui lòng xem ở phần xem online hoặc tải về --}

Trên đây là trích dẫn 1 phần nội dung tài liệu Phương pháp giải các dạng bài tập di truyền học quần thể trong tiến hoá Sinh học 12. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang hoc247.net để tải tài liệu về máy tính.