Phương pháp giải dạng bài tập Sự cân bằng di truyền của quần thể khi có sự khác nhau về tần số alen ở các phần đực và cái Sinh hoc 12

SỰ CÂN BẰNG DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ KHI CÓ SỰ KHÁC NHAU VỀ TẦN SỐ ALEN Ở CÁC PHẦN ĐỰC VÀ CÁI

    Xét 1 gen với 2 alen là A và a.

Giả sử, ở thế hệ xuất phát (Po)

• Tần số alen A của phần đực trong quần thể là p'
• Tần số alen a của phần đực trong quần thể là q'
• Tần số alen A của phần cái trong quần thể là p''
• Tần số alen a của phần cái trong quần thể là q''

Khi đó cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ sau (P1) là

P1: (p'A + q'a) (p''A + q''a) = p'p''AA + (p'q'' + p''q') Aa + q'q'' aa = 1

Lúc này, tần số alen A và a của quần thể ở P1 được tính bằng:

• Tần số alen A = p_N = p'p'' + (p'q'' + p''q')/2
• Thay q = 1 – p vào ta được
• p_N = p'p'' + [p'(1-p'') + p''(1-p')]/2 = (p'+p'')/2

Tương tự, ta tính được:

Tần số alen a = q_N = (q’+q’’)/2

Khi đó cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ tiếp theo (P2) là:

                             p²_N AA + 2 p_Nq_N Aa + q²_N aa = 1

KL:

Nếu quần thể có tần số các alen ở phần đực và phần cái khác nhau thì sự cân bằng di truyền sẽ đạt được sau 2 thế hệ ngẫu phối

• Ở thế hệ thứ nhất diễn ra sự san bằng tần số các alen ở 2 giới.
• Ở thế hệ thứ 2 đạt được sự cân bằng di truyền.
• Tần số cân bằng của mỗi alen bằng nữa tổng tần số của alen đó trong giao tử đực và cái.

VD1

 Giả sử quần thể khởi đầu (P_o) có:

                             p' = 0,8; q' = 0,2; p'' = 0,4; q'' = 0,6

Khi đó P1 sẽ có cấu trúc di truyền là:

P₁: 0,32 AA + 0,56 Aa + 0,12 aa = 1 (P1 chưa đạt cân bằng di truyền)

Từ công thức trên (hoặc từ P1) ta xác định được:

                             p_N = 0,6; q_N = 0,4

→ P₂: 0,36 AA + 0,48 Aa + 0,16 aa = 1 (P2 đã đạt cân bằng di truyền)

VD2:

Ở thế hệ thứ nhất của một quần thể giao phối, tần số của alen A ở cá thể đực là 0,9. Qua ngẫu phối, thế hệ thứ 2 của quần thể có cấu trúc di truyền là:

                             P2: 0,5625 AA + 0,375 Aa + 0,0625 aa = 1

Nếu không có ĐB, di nhập gen và CLTN xảy ra trong quần thể thì cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ thứ nhất (P₁) sẽ như thế nào?

Giải:

Theo giả thuyết, phần đực có tần số alen A và a là p'_A = 0,9, q'_a = 0,1

         Gọi tần số alen A và a ở phần cái là p'' và q''

Ta có p_N = 0,5625 + 0,375/2 = 0,75

Mà p_N = (p'+p'')/2   => p'' = 2p_N - p' = 2x0,75 - 0,9 = 0,6

Tương tự tính được q_N =  0,4

Vậy cấu trúc di truyền ở thế hệ P1 là:

                             (0,9A + 0,1a) (0,6A + 0,4a)

                             Hay P1: 0,54 AA + 0,42 Aa + 0,04 aa = 1     

VD3:

Ở một loài động vật ngẫu phối, xét 1 gen gồm 2 alen A và a nằm trên NST thường. Tần số alen A của giới đực là 0,6 và của giới cái là 0,8.

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

Giải:

• Tần số alen a ở giới đực là 1 - 0,6 = 0,4; ở giới cái là 1 - 0,8 = 0,2
• Cấu trúc di truyền của quần thể F₁ sau ngẫu phối là:

                             (0,6A : 0,4a) (0,8A : 0,2a) = 0,48 AA : 0,44 Aa : 0,08 aa

• F₁ chưa đạt cân bằng di truyền
• Tần số các alen của F₁: p(A) = 0,48 + 0,22 = 0,7; q(a) = 1 - 0,7 = 0,3
• Cấu trúc di truyền của quần thể F₂ :

                             (0,7A : 0,3a) (0,7A : 0,3a) = 0,49 AA : 0,42 Aa : 0,09 aa

→ F₂ đã đạt cân bằng di truyền.