BÀI 13. DI TRUYỀN QUẦN THỂ

Mở đầu: Bệnh alkaptonuria do đột biến allele lặn nằm trên nhiễm sắc thể thường. Nhiều nghiên cứu cho thấy tỉ lệ người bị bệnh có xu hướng duy trì trong quần thể. Em hãy dự đoán nguyên nhân dẫn đến xu hướng duy trì tỉ lệ người bị bệnh này trong quần thể.

Giải nhanh:

- Do quần thể đạt đến trạng thái cân bằng theo định luật Hardy-Weinberg, nên tần số kiểu gene không biến đổi, dẫn đến tỷ lệ người mắc bệnh trong quần thể không thay đổi.

I. KHÁI NIỆM 

Câu 1: Có ba tập hợp cá thể sau:

• Một đàn bò rừng ở Vườn quốc gia Cát Tiên.

• Những con gà được người bán mang đến phiên chợ.

• Những cây cỏ trong vườn.

a) Tập hợp nào là quần thể?

b) Trình bày những căn cứ để xác định một tập hợp cá thể được gọi là quần thể.

Giải nhanh:

a) Đàn bò rừng tại Vườn quốc gia Cát Tiên được coi là một quần thể.

b) Quần thể là tập hợp các cá thể cùng loài, sống trong cùng một không gian và có khả năng sinh sản để tạo ra thế hệ sau.

II. CÁC ĐẶC TRƯNG DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ

Luyện tập: Ở hoa hướng dương hoang dại, màu hoa được quy định bởi hai allele A và a trội không hoàn toàn. Cây có kiểu gene đồng hợp AA cho hoa màu đỏ, cây có kiểu gene aa cho hoa màu trắng, cây có kiểu gene dị hợp Aa cho hoa màu hồng. Quần thể có 500 cây có hoa màu đỏ, 200 cây có hoa màu hồng, 300 cây có hoa màu trắng. Hãy tính tần số kiểu gene và tần số allele của quần thể.

Giải nhanh:

- Tần số kiểu gen:

• AA =   = 0,5

• Aa =   = 0,2

• Aa =   = 0,3

- Tần số allele:

• A = 0,5 +  = 0,6

• a = 1 - 0,6 = 0,4

III. QUẦN THỂ TỰ THỤ PHẤN VÀ GIAO PHỐI GẦN

Câu 2: Trong quần thể ngẫu phối, nếu cho các cá thể tự thụ phấn hoặc giao phối gần liên tục qua nhiều thế hệ thì tần số allele có thay đổi không? Hãy giải thích.

Giải nhanh:

- Trong quần thể ngẫu phối, nếu cho các cá thể tự thụ phấn hoặc giao phối gần liên tục qua nhiều thế hệ thì tần số allele không thay đổi không.

- Giải thích: Trong quần thể ngẫu phối, nếu cho các cá thể tự thụ phấn hoặc giao phối gần liên tục qua nhiều thế hệ, lúc đó tần số allele của quần thể gần như không thay đổi theo định luật cân bằng Hardy-Weinberg.

Vận dụng: Các nhà khoa học đang cảnh báo về nguy cơ thoái hoá giống của đàn bò sữa ở một số vùng. Hiện tượng này diễn ra khi những người chăn nuôi đã tận dụng những con bò đực được sinh ra từ những con bò cái nuôi lấy sữa để giao phối với chính những con cái này và các con bò cái chị, em. Thế hệ sau của những cặp bố mẹ bò nêu trên cho ra chất lượng sữa giảm rõ rệt. Hãy giải thích nguyên nhân dẫn đến hiện tượng thoái hoá giống ở bò sữa nêu trên dựa trên cơ sở di truyền.

Giải nhanh:

Giao phối gần làm tăng tỉ lệ kiểu gene đồng hợp tử lặn, gây ra các tính trạng xấu. Khi tính trạng xấu ngày càng gia tăng, giống sẽ bị thoái hóa.

IV. QUẦN THỂ NGÃU PHỐI

Câu 5: Ở ngô, bộ nhiễm sắc thể 2n = 20. Nếu trên mỗi cặp nhiễm sắc thể chỉ xét một cặp gene, mỗi gene có hai allele. Hãy nhận xét về số loại kiểu gene có thể có trong quần thể ngẫu phối.

Giải nhanh:

Với 2n = 20, ngô có khoảng 3,486,784,401 loại kiểu gene, một con số lớn đáng kinh ngạc.

Câu 6: Quan sát và đọc thông tin trong Hình 13.1, hãy cho biết: 

a) Tần số allele có thay đổi qua các thế hệ ngẫu phối không?

b) Sau bao nhiêu thế hệ ngẫu phối, tần số kiểu gene duy trì không đổi?

Giải nhanh:

a) Tần số allele không thay đổi qua các thế hệ ngẫu phối.

b) Sau 1 thế hệ ngẫu phối, tần số kiểu gene duy trì không đổi.

Luyện tập: Bệnh phenylketonuria do một rối loạn chuyển hoá amino acid phenylalanine trong cơ thể ở người đồng hợp tử về allele lặn trên nhiễm sắc thể thường, những người có kiểu gene đồng hợp trội hoặc dị hợp không biểu hiện bệnh. Ở Anh, tần số người bị bệnh phenylketonuria là 1/10 000. Hãy xác định:

• Tần số allele lặn trong quần thể.

• Tần số những người bình thường không mang allele lǎn.

• Tần số những người bình thường có mang allele lặn.

Giải nhanh:

Áp dụng định luật cân bằng Hardy - Weinberg, ta có công thức:

p² + 2pq + q² = 1

Trong đó:    p là tần số allele A

                    q là tần số allele a

                    p² là tần số kiểu gene AA

                              2pq là tần số kiểu gene Aa

                    q² là tần số kiểu gene aa

Theo đề bài, ta có: q² = 1/10 000

Suy ra, q = 0,01

Suy ra, p = 1 - q = 1 - 0,01 = 0,99

Vậy:

• Tần số allele lặn trong quần thể: q = 0,01

• Tần số những người bình thường không mang allele lặn: 

2pq = 0,99 x 0,01 = 0,0198

• Tần số những người bình thường có mang allele lặn: p² = 0,99² = 0,9801