Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối (quần thể tự thụ phấn)

Sự tự phối ảnh hưởng đến cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn hay không? Tại sao có hiện tượng giảm số cá thể dị hợp và tăng số cá thể đồng hợp trong di truyền quần thể. Cùng tìm hiểu kiến thức về sự duy trì tiến hóa này qua chuyên đề Cấu trúc di truyền của quần thể tự phối (quần thể tự thụ phấn) và một số dạng bài tập liên quan trong bài viết sau đây nhé: 

1. Các đặc trưng di truyền quần thể 

1.1 Quần thể là gì?

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:    

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: 

Tổng số alen a trong quần thể:  

Tần số alen A:  

Tần số alen a: 

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 phối (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 

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 về cấu trúc di truyền quần thể tự phối 

Với      P: d(AA):h(Aa):r(aa)

4. Một số bài tập ứng dụng cấu trúc di truyền quần thể tự phối

Trả lời câu hỏi trang 73 SGK Sinh học 12

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.

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

1. 0,35 AA + 0,30 Aa + 0,35 aa = 1.  
2. 0,425 AA + 0,15 Aa + 0,425 aa = 1.    
3. 0,25 AA + 0,50Aa + 0,25 aa = 1.    
4. 0,4625 AA + 0,075 Aa + 0,4625 aa = 1.

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

1. 0,7 AA : 0,2 Aa : 0,1 aa        
2. 0,25 AA : 0,5 Aa : 0,25 aa
3. 0,64 AA : 0,32 Aa : 0,04 aa  
4. 0,6 AA : 0,4 Aa

Bài viết trên đây VOH Giáo dục đã cung cấp các thông tin chi tiết về di truyền quần thể và cấu trúc di truyền quần thể tự phối. Hy vọng rằng, qua bài viết này các em học sinh sẽ giải thích được nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm số lượng cá thể dị hợp và tăng số lượng cá thể đồng hợp. Và có thêm nguồn tài liệu hữu ích để ôn tập và giải các bài tập liên quan đến chuyên đề. 

Giáo viên biên soạn: Trương Thị Hữu Nhơn 

Đơn vị: Trường THCS và THPT Nguyễn Khuyến