Giải chi tiết Sinh học 12 CTST Bài 13: Di truyền quần thể

MỞ ĐẦU

Câu hỏi: 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.

Bài làm chi tiết:

Nguyên nhân dẫn đến xu hướng duy trì tỉ lệ người bị bệnh này trong quần thể là do quần thể đạt đến trạng thái cân bằng theo định luật Hardy-Weinberg. Trong trạng thái cân bằng này, tần số của các kiểu gene không thay đổi theo thời gian, và vì vậy, tỉ lệ người mắc bệnh alkaptonuria trong quần thể cũng 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.

Bài làm chi tiết:

a) Tập hợp quần thể là một đàn bò rừng ở Vườn quốc gia Cát Tiên.

b) Những căn cứ để xác định quần thể: 

- Các cá thể phải cùng loài.

- Cùng trải sống trong một khoảng không gian, thời gian.

- Có khả năng sinh sản ra thế hệ sau hữu thụ.

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.

Bài làm chi tiết:

• Tần số kiểu gene:

• 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.

Bài làm chi tiết:

• Tần số allele không thay đổi nếu cho các cá thể tự thụ phấn hoặc giao phối gần liên tục qua nhiều thế hệ trong quần thể ngẫu phối.

• Giải thích: theo định luật cân bằng Hardy-Weinberg, tần số allele của quần thể gần như không thay đổi.

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.

Bài làm chi tiết:

Hiện tượng thoái hóa giống ở bò sữa xảy ra khi giao phối gần, bởi điều này sẽ làm tăng tỉ lệ kiểu gene đồng hợp tử lặn quy định các tính trạng xấu, tính trạng xấu ngày càng nhiều sẽ làm thoái hóa giống.

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.

Bài làm chi tiết:

Số loại kiểu gene được tính bằng tích số loại kiểu gen của từng cặp gene, vậy với 2n = 20 thì ngô có khoảng 3486784401 loại kiểu gene.

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?

Bài làm chi tiết:

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

b) Tần số kiểu gene duy trì không đổi sau 1 thế hệ ngẫu phối.

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.

Bài làm chi tiết:

Áp dụng định luật cân bằng Hardy - Weinberg:

p² + 2pq + q² = 1

Theo đề bài, ta có: q² = 1/10 000

=> q = 0,01

=> p = 1 - q = 1 - 0,01 = 0,99

Kết luận:

• 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