Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sống trong một khoảng không gian xác định, vào một thời điểm nhất định, có khả năng sinh sản tạo ra các thế hệ mới.
Ví dụ: Quần thể cá chép sống ở trong ao
1.2 Vốn gen là gì?
Vốn gen là tập hợp tất cả các alen có trong quần thể ở một thời điểm xác định, vốn gen thể hiện qua tần số alen và tần số kiểu gen của quần thể:
- Tần số kiểu gen: Là tỉ lệ giữa số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể có trong quần thể, ở một thời điểm nhất định.
- Tần số alen: là tỉ lệ giữa số lượng alen đó trên tổng số alen của các loại alen khác nhau của gen đó trong quần thể tại một thời điểm xác định.
Ví dụ: Một quần thể cây đậu có 1000 cây với 500 cây có kiểu gen AA, 200 cây có kiểu gen Aa và 300 cây có kiểu gen aa [với alen A: hoa màu đỏ ; alen a: hoa màu trắng]
Tỉ lệ các kiểu gen là:
AA = 5001000=0,5
Aa =2001000= 0,2
aa =3001000=0,3
⇒Tần số kiểu gen: 0,5 AA : 0,2 Aa : 0,3aa.
Công thức tần số alen A và a:
Toàn bộ quần thể có 1000 cây ⇒có 1000 × 2 = 2000 alen khác nhau của gen quy định màu hoa, trong đó có 500 cây có kiểu gen AA, 200 cây có kiểu gen Aa và 300 cây có kiểu gen aa.
Tổng số alen A trong quần thể:
500×2 + 200 =1200
Tổng số alen a trong quần thể:
200 + 300×2 = 800
Tần số alen A:
12002000 =0,6
Tần số alen a:
8002000=0,4
Lưu ý: Tùy theo hình thức sinh sản của từng loài mà các đặc trưng về vốn gen cũng như các yếu tố làm biến đổi vốn gen của quần thể ở mội loài có khác nhau.
2. Cấu trúc di truyền quần thể tự thụ phấn và quần thể giao phối gần
2.1 Khái niệm
Tự thụ phấn [ở thực vật]: là hiện tượng hạt phấn và noãn tham gia thụ tinh là thuộc cùng một cây
Giao phối gần [ở động vật]: là sự giao phối giữa các cá thể cùng bố mẹ hoặc giữa bố mẹ với con của chúng.
2.2 Đặc điểm di truyền quần thể tự thụ phấn và giao phối gần
| Thế hệ | Tỉ lệ KG AA | Tỉ lệ KG Aa | Tỉ lệ KG aa | Tần số alen A | Tần số alen a |
| I0 | 0 | 1 | 0 | 12 | 12 |
| I1 | 1-1212 | 121 | 1-1212 | 12 | 12 |
| I2 | 1-1222 | 122 | 1-1222 | 12 | 12 |
| I3 | 1-1232 | 123 | 1-1232 | 12 | 12 |
| In | 1-12n2 | 12n | 1-12n2 | 12 | 12 |
Trong quá trình tự phối liên tiếp qua nhiều thế hệ: tần số các alen không thay đổi, chỉ có tần số các kiểu gen thay đổi.
Sự tự phối làm cho quần thể có số cá thể dị hợp ngày càng giảm dần, số cá thể đồng hợp ngày càng tăng dần, quần thể dần dần bị phân thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau, làm giảm tính đa dạng của sinh vật. Thành phần kiểu gen của quần thể tự thụ phấn thay đổi theo hướng giảm dần tần số kiểu gen dị hợp tử và tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp.
3. Công thức và bài tập ứng dụng di truyền quần thể tự phối
3.1 Công thức di truyền quần thể tự phối
Với P: d[AA]:h[Aa]:r[aa]
Fn: AA =d+h-h1222
Aa=h12n
aa=r+h-h12n2
3.2 Một số bài tập ứng dụng
Trả lời câu hỏi SGK cơ bản trang 73:
Một quần thể người có tần số người bị bệnh bạch tạng là 1/10000. Giả sử quần thể này cân bằng di truyền.
- Hãy tính tần số các alen và thành phần các kiểu gen của quần thể. Biết rằng bệnh bạch tạng là do một gen lặn nằm trên nhiễm sắc thể thường quy định.
- Tính xác suất để hai người bình thường trong quần thể này lấy nhau sinh ra người con đầu lòng bị bệnh bạch tạng.
Giải thích
Tần số các alen và thành phần các kiểu gen của quần thể.
Quy ước gen:
- Alen D: da bình thường
- Alen d: da bạch tạng
Theo đề: quần thể này đạt trạng thái cân bằng di truyền nên tần số người bị bệnh bạch tạng [dd] là 1/10000
⇒q2=110000
⇒qd=1100=0,01
⇒pd=1-0,01=0,99
Tần số kiểu gen:
DD=p2=0,992=0,9801
Tần số kiểu gen:
Dd=2pq
=2×0,99×0,01=0,0198
Tần số kiểu gen:
dd=q2=0,012=0,0001
Xác suất để hai người bình thường trong quần thể này lấy nhau sinh ra người con đầu lòng bị bệnh bạch tạng.
Để sinh ra người con đầu lòng bị bệnh bạch tạng thì hai người này phải có kiểu gen Dd.
Xác suất người chồng bình thường có kiểu gen:
Dd =0,01980,9801+0,0198=2101
Xác suất người vợ bình thường có kiểu gen:
Dd = 0,01980,9801+0,0198=2101
Xác suất hai người bình thường trong quần thể này lấy nhau:
2101×2101=410201
Xác suất hai người bình thường trong quần thể này lấy nhau sinh ra người con đầu lòng bị bệnh bạch tạng [dd]:
410201×14=110201
Câu 1: Cấu trúc di truyền của quần thể ban đầu : 0,2 AA + 0,6 Aa + 0,2 aa = 1. Sau 2 thế hệ tự phối thì cấu trúc di truyền của quần thể sẽ là
A. 0,35 AA + 0,30 Aa + 0,35 aa = 1.
B. 0,425 AA + 0,15 Aa + 0,425 aa = 1.
C. 0,25 AA + 0,50Aa + 0,25 aa = 1.
D. 0,4625 AA + 0,075 Aa + 0,4625 aa = 1.
Giải thích
P: d[AA] = 0,2; h[Aa] = 0,6; r[aa] = 0,2 và n = 2
F2: Aa= h12
F2: Aa=0,6×122=0,15
Đáp án: B
Câu 2: Một quần thể có thành phần kiểu gen: 0,6AA + 0,4Aa = 1. Tỉ lệ cá thể có kiểu gen aa của quần thể ở thế hệ sau khi tự phối là
A. 0,7 AA : 0,2 Aa : 0,1 aa
B. 0,25 AA : 0,5 Aa : 0,25 aa
C. 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa
D. 0,6 AA : 0,4 Aa
Giải thích
P: d[AA] = 0,6; h[Aa] = 0,4; r[aa] = 0 và n = 1
F1: aa =r+h-h12n2
F1: aa=0,4 -0,41222=0,1
Đáp án: A
------------------------------
Hy vọng bài viết sẽ hỗ trợ các em trong quá trình tự học và ôn tập kiến thức Sinh học
Người biên soạn:
Giáo viên: Trương Thị Hữu Nhơn
Trường THCS và THPT Nguyễn Khuyến
- Tải app VietJack. Xem lời giải nhanh hơn!
- A. Lý thuyết
- B. Câu hỏi trắc nghiệm
- C. Giải bài tập sgk
Nhằm mục đích giúp học sinh nắm vững kiến thức môn Sinh học lớp 12 để chuẩn bị cho kì thi THPT Quốc gia năm 2021, VietJack biên soạn Sinh học 12 Bài 16: Cấu trúc di truyền của quần thể theo bài học đầy đủ, chi tiết nội dung lý thuyết, câu hỏi trắc nghiệm và giải các bài tập trong sgk Sinh học 12.
A. Lý thuyết bài học
I. CÁC ĐẶC TRƯNG DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ
1. Khái niệm quần thể.
- Quần thể là một tập hợp các cá thể cùng loài, chung sống trong một khoảng không gian xác định, tồn tại qua thời gian nhất định, giao phối với nhau sinh ra thế hệ sau [quần thể giao phối].
- Ví dụ:
2. Tần số tương đối của các alen và kiểu gen.
- Mỗi quần thể được đặc trưng bằng một vốn gen nhất định.
- Vốn gen là toàn bộ các alen của tất cả các gen trong quần thể ở thời điểm nhất định.
- Vốn gen thể hiện qua tần số alen và tần số kiểu gen của quần thể:
+ Tần số alen của 1 gen được tính bằng tỉ lệ giữa số alen đó trên tổng số alen của các loại alen khác nhau của gen đó trong quần thể tại một thời điểm xác định.
+ Tần số tương đối của một kiểu gen được xác định bằng tỉ số cá thể có kiểu gen đó trên tổng số cá thể trong quần thể.
II. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ TỰ THỤ PHẤN VÀ GIAO PHỐI GẦN.
1. Quần thể tự thụ phấn.
- Thành phần kiểu gen của quần thể tự thụ phấn thay đổi theo hướng giảm dần tấn số kiểu gen dị hợp tử và tăng dần tần số kiểu gen đồng hợp.
- Công thức tổng quát.
QT: xAA + yAa +zaa=1
Trong đó: x, y,z lần lượt là tần số của các kiểu gen: AA, Aa, aa.
Nếu quần thể trên tự thụ phấn qua n thế hệ thì:
- Tần số của alen AA: x + [y-y[1/2]n ]/2
- Tần số của kiểu gen Aa: [½]n .y
-Tần số của kiểu gen aa: z + [y-y[1/2]n ]/2
2. Quần thể giao phối gần:
- Ở các loài động vật, hiện tượng cá thể có cùng quan hệ huyết thống giao phối với nhau thì gọi là giao phối gần [giao phối cận huyết]
- Qua các thế hệ giao phối gần thì tần số kiểu gen dị hợp giảm dần và tần số kiểu gen đồng hợp tăng dần.
B. Câu hỏi trắc nghiệm
Câu 1: Vốn gen của quần thể là tập hợp của tất cả :
- Các kiểu hình trong quần thể tại một thời điểm xác định.
- Các kiểu gen trong quần thể tại một thời điểm xác định.
- Các elen của tất cả các gen trong quần thể tại một thời điểm xác định.
- Các gen trong quần thể tại một thời điểm xác định.
Đáp án:
Vốn gen của quần thể là tập hợp tất cả các alen trong quần thể tại một thời điểm xác định
Đáp án cần chọn là: C
Câu 2: Tập hợp tất cả các alen có trong 1 quần thể ở 1 thời điểm xác định tạo nên:
A. Tính đặc trưng của vật chất di truyền của loài
B. Vốn gen của quần thể
C. Kiểu hình của quần thể
D. Kiểu gen của quần thể
Đáp án:
Tập hợp tất cả các alen có trong 1 quần thể ở 1 thời điểm xác định tạo nên vốn gen của quần thể .
Đáp án cần chọn là: B
Câu 3: Tự thụ phấn ở thực vật có hoa là:
- Chỉ những cây có cùng kiểu gen mới có thể giao phấn cho nhau.
- Hạt phấn của cây nào thụ phấn cho noãn của cây đó
- Hạt phấn của cây này thụ phấn cho cây khác.
- Hạt phấn của hoa nào thụ phấn cho noãn của hoa đó.
Đáp án :
Tự thụ phấn ở thực vật có hoa nghĩa là hạt phấn của cây nào thụ phấn cho noãn của cây đó.
Đáp án cần chọn là: B
Câu 4: Giao phối cận huyết là giao phối giữa các cá thể:
- Có quan hệ họ hàng gần nhau trong cùng loài
- Khác loài thuộc cùng 1 chi
- Sống trong cùng 1 khu vực địa lý
- Khác loài nhưng có đặc điểm hình thái giống.
Đáp án :
Giao phối cận huyết là giao phối giữa các cá thể có quan hệ họ hàng gần nhau trong cùng loài.
Đáp án cần chọn là: A
Câu 5: Tần số thể dị hợp ngày càng giảm, đồng hợp ngày càng tăng biểu hiện rõ nhất ở:
- Quần thể ngẫu phối
- Quần thể giao phối có lựa chọn
- Quần thể tự phối và ngẫu phối
- Chỉ ở quần thể thực vật tự phối bắt buộc
Đáp án :
Hiện tượng trên xảy ra ở các quần thể giao phối không ngẫu nhiên [giao phối có lựa chọn]
Đáp án cần chọn là: B
Câu 6: Trong quần thể tự phối, thành phần kiểu gen của quần thể có xu hướng
- Tăng tỷ lệ dị hợp, giảm tỷ lệ đồng hợp
- Phân hóa thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau
- Duy trì tỷ lệ số cá thể ở trạng thái dị hợp tử
- Phân hóa đa dạng và phong phú về kiểu gen
Đáp án :
Trong quần thể tự phối, tần số alen không thay đổi, tần số KG thay đổi theo hướng; tỷ lệ dị hợp giảm dần, đồng hợp tăng lên => tạo các dòng thuần.
Đáp án cần chọn là: B
Câu 7: Điều KHÔNG ĐÚNG về đặc điểm cấu trúc di truyền của quần thể tự phối là:
- Sự tự phối làm cho quần thể phân chia thành những dòng thuần có kiểu gen khác nhau.
- Sự tự phối làm giảm thể đồng hợp trội, tăng tỉ lệ thể đồng hợp lặn, triệt tiêu ưu thế lai, sức sống giảm.
- Qua nhiều thế hệ tự phối các gen ở trạng thái dị hợp chuyển dần sang trạng thái đồng hợp
- Qua nhiều thế hệ tự phối, kiểu gen đồng hợp có cơ hội biểu hiện nhiều hơn.
Đáp án:
Phát biểu sai là: B vì trong quần thể tự phối tỷ lệ đồng hợp tăng, dị hợp giảm.
Đáp án cần chọn là: B
Câu 8: Điều không đúng về đặc điểm cấu trúc di truyền của quần thể tự phối là
- Sự tự phối làm cho quần thể phân chia thành những dòng thuần có kiểu gen khác nhau
- Qua nhiều thế hệ tự phối các gen ở trạng thái dị hợp chuyển dần sang trạng thái đồng hợp
- Làm giảm thể đồng hợp trội, tăng tỉ lệ thể đồng hợp lặn, triệt tiêu ưu thế lai, sức sống giảm
- Trong các thế hệ con cháu của thực vật tự thụ phấn hoặc giao phối cận huyết của động vật sự chọn lọc không mang lại hiệu quả.
Đáp án :
Điều không đúng là C
Trong quần thể tự phối, tần số alen không thay đổi, tần số KG thay đổi theo hướng; tỷ lệ dị hợp giảm dần, đồng hợp tăng lên => tạo các dòng thuần, các gen xấu có thể tổ hợp với nhau và biểu hiện kiểu hình làm suy thoái giống.
Đáp án cần chọn là: C
Câu 9: Có bao nhiêu nội dung sau đây sai với đặc điểm di truyền của quần thể tự thụ phấn hay giao phối gần qua nhiều thế hệ ?
[1] tồn tại chủ yếu các thể đồng hợp có kiểu gen khác nhau
[2] rất đa dạng và phong phú về kiểu gen và kiểu hình
[3] tăng tỷ lệ thể dị hợp và giảm tỷ lệ thể đồng hợp
[4] tần số các alen không đổi, tần số các kiểu gen thay đổi qua các thế hệ
[5] có thể làm nghèo vốn gen của quần thể
Đáp án :
Các nội dung sai về đặc điểm di truyền của quần thể tự thụ phấn hay giao phối gần là: [2],[3]
[2] sai vì trong quần thể thường chỉ có các dòng thuần khác nhau, không đa dạng về kiểu gen, kiểu hình
[3] sai vì tỷ lệ dị hợp giảm, đồng hợp tăng
Đáp án cần chọn là: A
Câu 10: Trong các quần thể thực vật, quá trình tự thụ phấn qua nhiều thế hệ không dẫn đến kết quả nào sau đây?
- Làm cho quần thể phân chia thành những dòng thuần có kiểu gen khác nhau.
- Làm cho các cặp gen alen ở trạng thái dị hợp chuyển dần sang trạng thái đồng hợp.
- Làm giảm tỉ lệ kiểu gen đồng hợp trội, tăng tỉ tỉ lệ kiểu gen đồng hợp lặn.
- Làm tăng tỉ lệ kiểu gen đồng hợp, giảm tỉ lệ kiểu gen dị hợp.
Đáp án:
Quần thể thực vật thụ phấn qua nhiều thế hệ dẫn đến hình thành các dòng thuần [đồng hợp trội và đồng hợp lặn] làm giảm tỷ lệ dị hợp.
Đáp án cần chọn là: C
Câu 11: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về quần thể tự thụ phấn?
- Tần số tương đối các alen luôn thay đổi nhưng tần số các kiểu gen duy trì không đổi qua các thế hệ.
- Tần số tương đối các alen duy trì không đổi nhưng tần số các kiểu gen luôn thay đổi qua các thế hệ.
- Tần số tương đối các alen và tần số các kiểu gen luôn duy trì không đổi qua các thế hệ.
- Tần số tương đối các alen và tần số các kiểu gen luôn thay đổi qua các thế hệ.
Đáp án :
Trong quần thể thực vật thụ phấn, tần số alen không thay đổi, tần số KG thay đổi theo hướng; tỷ lệ dị hợp giảm dần, đồng hợp tăng lên. Quần thể thực vật thụ phấn qua nhiều thế hệ dẫn đến hình thành các dòng thuần [đồng hợp trội và đồng hợp lặn] làm giảm tỷ lệ dị hợp.
Đáp án cần chọn là: B
Câu 12: Một quần thể thực vật tự thụ phấn có thành phần kiểu gen là 0,4AA:0,5Aa:0,1aa. Nếu không chịu tác động của các nhân tố tiến hoá khác thì
- Tần số kiểu gen aa giảm dần qua các thế hệ
- Tần số alen A tăng dần qua các thể hệ
- Ở thế hệ F2, quần thể đạt cân bằng di truyền
- Quần thể dần phân hoá thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau.
Đáp án :
Quần thể tự thụ phấn trên sẽ dần phân hoá thành các dòng thuần có kiểu gen khác nhau khi không chịu tác động của các nhân tố tiến hoá khác.
Đáp án cần chọn là: D
Câu 13: Khi nói về cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn, phát biểu nào sau đây sai ?
- Quần thể tự thụ phấn thường bao gồm các dòng thuần chủng khác nhau về kiểu gen.
- Qua các thế hệ tự thụ phấn, các alen lặn trong quần thể có xu hướng được biểu hiện ra kiểu hình
- Nếu không có tác động của các nhân tố tiến hóa khác thì tần số các alen trong quần thể tự thụ phấn không thay đổi qua các thế hệ
- Quần thể tự thụ phấn thường có độ đa dạng di truyền cao hơn quần thể giao phấn
Đáp án:
Quần thể tự thụ phấn thường có độ đa dạng thấp hơn so với quần thể giao phấn [do có ít biến dị tổ hợp hơn].
Đáp án cần chọn là: D
Câu 14: Khi nói về quần thể tự thụ phấn, phát biểu nào sau đây đúng?
- Quần thể tự thụ phấn thường có độ đa dạng di truyền cao hơn quần thể giao phấn
- Tự thụ phấn qua nhiều thế hệ luôn dẫn đến hiện tượng thoái hóa giống
- Tự thụ phấn qua nhiều thế hệ làm tăng tần số của các alen lặn, giảm tần số của các alen trội
- Quần thể tự thụ phấn thường bao gồm các dòng thuần chủng khác nhau về kiểu gen.
Đáp án :
A Sai vì Quần thể tự thụ phấn thường có độ đa dạng thấp hơn so với quần thể giao phấn [do có ít biến dị tổ hợp hơn]
B Sai vì Tự thụ phấn sẽ không gây thoái giống trong trường hợp các cá thể ở thế hệ xuất phát có kiểu gen đồng hợp trội có lợi hoặc không chứa hoặc chứa ít gen có hại.
C Sai vì Tự thụ phấn qua nhiều thế hệ không thay đổi tần số alen.
D Đúng. Các quần thể tự thụ phấn qua nhiều thế hệ thường bao gồm các dòng thuần chủng khác nhau về các kiểu gen.
Đáp án cần chọn là: D
Câu 15: Giao phối gần hoặc tự thụ phấn qua nhiều thế hệ sẽ dẫn đến hiện tượng thoái hóa giống vì:
- Các gen lặn đột biến có hại biểu hiện thành kiểu hình do chúng được đưa về trạng thái đồng hợp
- Tập trung các gen trội có hại ở thế hệ sau
- Các gen lặn đột biến có hại bị các gen trội át chế trong kiểu gen dị hợp
- Xuất hiện ngày càng nhiều các đột biến có hại
Đáp án:
Giao phối gần hoặc tự thụ phấn qua nhiều thế hệ sẽ dẫn đến hiện tượng thoái hóa giống vì giao phối gần tạo điều kiện cho các alen lặn có hại tổ hợp với nhau biểu hiện kiểu hình lặn
Đáp án cần chọn là: A
Câu 16: Tự thụ phấn sẽ không gây thoái giống trong trường hợp:
- Không có đột biến xảy ra
- Các cá thể ở thế hệ xuất phát có kiểu gen đồng hợp trội có lợi hoặc không chứa hoặc chứa ít gen có hại.
- Các cá thể ở thế hệ xuất phát thuộc thể dị hợp.
- Môi trường sống luôn luôn ổn định.
Đáp án:
Tự thụ phấn sẽ không gây thoái giống trong trường hợp các cá thể ở thế hệ xuất phát có kiểu gen đồng hợp trội có lợi hoặc không chứa hoặc chứa ít gen có hại.
Đáp án cần chọn là: B
Câu 17: Một quần thể tự thụ phấn xuất phát có thành phần kiểu gen là 0,5AA; 0,3Aa; 0,2aa. Khi sự tự thụ phấn kéo dài [số thế hệ tự thụ tiến đến vô cùng]. Nhận xét nào sau đây về kết quả của quá trình tự phối là đúng?
- Thành phần kiểu gen của quần thể chỉ còn lại 1 dòng thuần
- Tần số các alen tiến tới bằng nhau
- Tần số của A, a lần lượt bằng với tần số của AA và aa
- Tỉ lệ các dòng thuần tiến tới bằng nhau
Đáp án:
Một quần thể tự phối qua nhiều thể hệ thì thành phần kiểu gen của quần thể này sẽ chỉ bao gồm AA và aa và có tỷ lệ lần lượt bằng tần số của A và a.
Đáp án cần chọn là: C
Câu 18: Một quần thể tự thụ phấn xuất phát có thành phần kiểu gen là 0,5AA; 0,3Aa; 0,2aa. Khi sự tự thụ phấn kéo dài [số thế hệ tự thụ tiến đến vô cùng]. Nhận xét nào sau đây về kết quả của quá trình tự phối là sai?
- Thành phần kiểu gen của quần thể dần chỉ còn lại 2 dòng thuần
- Số cá thể dị hợp giảm dần đến 0
- Tần số của A, a lần lượt bằng với tần số của AA và aa
- Tỉ lệ các dòng thuần tiến tới bằng nhau
Đáp án:
Sự tự phối kéo dài làm cho quần thể có số cá thể dị hợp giảm dần đến 0, chỉ còn lại 2 dòng thuần với tần số của A, a lần lượt bằng với tần số của AA và aa.
Một quần thể tự phối qua nhiều thể hệ thì thành phần kiểu gen của quần thể này sẽ chỉ bao gồm AA và aa và có tỷ lệ lần lượt bằng tần số của A và a.
Đáp án cần chọn là: D
Câu 19: Trong chọn giống, người ta tiến hành tự thụ phấn bắt buộc và giao phối cận huyết nhằm:
- Tăng tỉ lệ thể dị hợp.
- Giảm tỉ lệ thể đồng hợp.
- Tăng biến dị tổ hợp.
- Tạo dòng thuần chủng
Đáp án:
Trong chọn giống, người ta tiến hành tự thụ phấn bắt buộc và giao phối cận huyết nhằm tạo dòng thuần chủng.
Đáp án cần chọn là: D
C. Giải bài tập sgk
Xem thêm các bài học Sinh học lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác: