Giải bài tập SGK Sinh 12 Nâng cao Bài 20: Cấu trúc di truyền của quần thể

Quần thể là gì? Nêu những đặc trưng của quần thể về mặt di truyền học.

Phương pháp giải

• Xem lại Cấu trúc di truyền của quần thể
• Quần thể tự phối là quần thể mà trong đó các cá thể không có sự giao phối ngẫu nhiên với nhau, con được sinh ra do quá trình tự thụ phấn (hay giao phối cận huyết). Đây là dạng đặc trưng hầu như chỉ có ở quần thể thực vật.

Hướng dẫn giải

- Quần thể được hiểu là một tập hợp cá thể cùng loài, chung sống trong một khoảng không gian xác định, ở một thời điểm xác định, có mối quan hệ về mặt sinh sản (quần thể giao phối).

- Về mặt di truyền học, người ta phân biệt quần thể tự phối và quần thể giao phối.

- Đặc trưng: Mỗi quần thể được đặc trưng bởi vốn gen, tần số tương đối của các alen, các kiểu gen, các kiểu hình. Quần thể giao phối là quần thể đa hình về kiểu gen và kiểu hình.

• Vốn gen: là toàn bộ các alen của tất cả các gen trong quần thể. Vốn gen bao gồm những kiểu gen riêng biệt, được biểu hiện thành kiểu hình nhất định.
• Tần số tương đối của các alen: được tính bằng tỉ lệ giữa số alen được xét trên tổng số alen thuộc một locus trong quần thể.
• Tần số của một kiểu gen (kiểu hình): được tính bằng tỉ số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể trong quần thể.

Tần số tương đối của alen và kiểu gen là gì? Nó được xác định bằng cách nào?

Phương pháp giải

• Xem lại Cấu trúc di truyền của quần thể
• Quần thể tự phối là quần thể mà trong đó các cá thể không có sự giao phối ngẫu nhiên với nhau, con được sinh ra do quá trình tự thụ phấn (hay giao phối cận huyết). Đây là dạng đặc trưng hầu như chỉ có ở quần thể thực vật.

Hướng dẫn giải

• Tần số tương đối của các alen: được tính bằng tỉ lệ giữa số alen được xét trên tổng số alen thuộc một locus trong quần thể.
• Tần số của một kiểu gen (kiểu hình): được tính bằng tỉ số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể trong quần thể.
• Tần số tương đối của alen được tính theo công thức:

\(p = d + \frac{h}{2};q = r + \frac{h}{2}\)

Nêu những đặc điểm của quần thể tự phối?

Phương pháp giải

• Xem lại Cấu trúc di truyền của quần thể
• Quần thể tự phối là quần thể mà trong đó các cá thể không có sự giao phối ngẫu nhiên với nhau, con được sinh ra do quá trình tự thụ phấn (hay giao phối cận huyết). Đây là dạng đặc trưng hầu như chỉ có ở quần thể thực vật.

Hướng dẫn giải

• Quần thể tự phối điển hình là những quần thể thực vật tự thụ phấn, quần thể động vật lưỡng tính tự thụ tinh.
• Sự tự phối qua nhiều thế hệ làm cho quần thể dần dần phân thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau, sự chọn lọc trong dòng thuần không có hiệu quả.
• Cấu trúc di truyền của quần thể có kiểu gen dị hợp tự phối biến đổi qua các thế hệ theo hướng giảm dần tỉ lệ dị hợp tử và tăng dần tỉ lệ đồng hợp tử những không làm thay đổi tần số tương đối của các alen, làm cho quần thể dần được đồng hợp hóa.
• Trong quá trình tự phối liên tiếp qua nhiều thế hệ. tần số tương đối của các alen không thay đổi nhưng tần số tương đối các kiểu gen hay cấu trúc di truyền của quần thể thay đổi.

Cho rằng ở bò, kiểu gen AA quy định lông hung đỏ, Aa - lông khoang, aa - lông trắng.

Một đàn bò có 4169 con lông hung đỏ, 3780 con lông khoang, 756 con lông trắng.

Xác định tần số tương đối của các alen A và a.

Phương pháp giải

• Xem lại Cấu trúc di truyền của quần thể
• Quần thể tự phối là quần thể mà trong đó các cá thể không có sự giao phối ngẫu nhiên với nhau, con được sinh ra do quá trình tự thụ phấn (hay giao phối cận huyết). Đây là dạng đặc trưng hầu như chỉ có ở quần thể thực vật.

Hướng dẫn giải

Tần số tương đối của các alen A và a trường hợp này được xác định nhanh chóng khi vận dụng công thức tính theo tần số tuyệt đối. Trong đó: D là số lượng cá thể mang kiểu gen đồng hợp trội, H là số lượng cá thể mang kiểu gen dị hợp, N là tổng số cá thể trong quần thể.

\(p = \frac{{2D + H}}{{2N}} = \frac{{2.4169 + 3780}}{{(4169 + 3780 + 756)2}} = 0,7\)

Như vậy tần số của gen A là 0,7; từ đây suy ra tần số tương đối của gen a:

q = 1 - p = 1 - 0,7 = 0,3

Một quần thể có 0,36 AA ; 0,48 Aa ; 0,16 aa. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể trên sau 3 thế hệ tự phối liên tiếp.

Phương pháp giải

• Xem lại Cấu trúc di truyền của quần thể
• Quần thể tự phối là quần thể mà trong đó các cá thể không có sự giao phối ngẫu nhiên với nhau, con được sinh ra do quá trình tự thụ phấn (hay giao phối cận huyết). Đây là dạng đặc trưng hầu như chỉ có ở quần thể thực vật.

Hướng dẫn giải

• Tỉ lệ dị hợp Aa sau 3 thế hệ tự phối liên tiếp: 0,48 × (1/2)3 = 0,06
• Tỉ lệ đồng hợp tử AA sau 3 thế hệ tự phối: 0,36 + (0,48 – 0,06) : 2 = 0,57
• Tỉ lệ đồng hợp tử aa sau 3 thế hệ tự phối: 0,16 + (0,48 – 0,06) : 2 = 0,37

→ Cấu trúc di truyền của quần thể sau 3 thế hệ tự phối liên tiếp:

    0,57 AA : 0,06 Aa : 0,37 aa

Điều nào sau đây nói về quần thể tự phối là không đúng?

A. Quần thể bị phân dần thành những dòng thuần có kiểu gen khác nhau.

B. Sự chọn lọc không mang lại hiệu quả đối với con cháu của một cá thể thuần chủng tự thụ tinh.

C. Số cá thể đồng hợp tăng, số cá thể dị hợp giảm.

D. Thể hiện tính đa hình. 

Phương pháp giải

• Xem lại Cấu trúc di truyền của quần thể
• Quần thể tự phối là quần thể mà trong đó các cá thể không có sự giao phối ngẫu nhiên với nhau, con được sinh ra do quá trình tự thụ phấn (hay giao phối cận huyết). Đây là dạng đặc trưng hầu như chỉ có ở quần thể thực vật.

Hướng dẫn giải

Quần thể tự phối không thể hiện tính đa hình vì tạo ra các dòng thuần.

Đáp án D.