zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Tài Liệu Phổ Thông

» Giáo án điện tử

Di truyền học quần thể và tiến hoá

Chia sẻ: Nguyễn Thủy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:53

Báo xấu

201
lượt xem 185
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Theo di truyền học, loài (Species) là tập hợp các cá thể sinh vật thực sự hoặc có tiềm năng giao phối với nhau. Các thành viên của một loài cùng chia xẻ vốn gen chung. Các loài khác nhau trong tự nhiên không có khả năng trao đổi vật chất di truyền với nhau.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Di truyền học quần thể và tiến hoá

§¹i häc khoa häc tù nhiªn - §¹i häc quèc gia hµ néi Khoa sinh häc - bé m«n di truyÒn häc DI TRUYÒN HäC quÇn thÓ & tiÕn hãa ®INH ®OµN lONG Di truyÒn häc c¬ së
Néi dung Mét sè ®Þnh nghÜa Sù di truyÒn trong quÇn thÓ C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn tr¹ng th¸i cÇn b»ng di truyÒn cña quÇn thÓ Di truyÒn häc quÇn thÓ vµ sù h×nh thµnh c¸c loµi TiÕn hãa häc ph©n tö 2
Néi dung Mét sè ®Þnh nghÜa Sù di truyÒn trong quÇn thÓ C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn tr¹ng th¸i cÇn b»ng di truyÒn cña quÇn thÓ Di truyÒn häc quÇn thÓ vµ sù h×nh thµnh c¸c loµi TiÕn hãa häc ph©n tö 3
Mét sè ®Þnh nghÜa Theo di truyÒn häc, lo i (species) l tËp hîp c¸c c¸ thÓ sinh vËt thùc sù hoÆc cã tiÒm n¨ng giao phèi víi nhau. C¸c th nh viªn cña mét lo i cïng chia xÎ vèn gen chung. C¸c lo i kh¸c nhau trong tù nhiªn kh«ng cã kh¶ n¨ng trao ®æi vËt chÊt di truyÒn víi nhau. Nh− vËy, sù ng¨n c¸ch c¸c lo i chñ yÕu dùa trªn tiªu chuÈn sù ng¨n c¸ch giao phèi (ng¨n c¸ch di truyÒn/ng¨n c¸ch sinh s¶n?). Vèn gen (gen pool) l tËp hîp to n bé c¸c th«ng tin di truyÒn, tøc l bé ®Çy ®ñ c¸c alen cña tÊt c¶ c¸c gen cã trong mét quÇn thÓ hay mét lo i t¹i thêi ®iÓm x¸c ®Þnh. 4
Mét sè ®Þnh nghÜa QuÇn thÓ (population) l tËp hîp c¸c c¸ thÓ trong cïng mét lo i cã cïng m«i tr−êng sinh c¶nh, tån t¹i trong cïng mét thêi ®iÓm nhÊt ®Þnh, cã tiÒm n¨ng giao phèi víi nhau. TÇn sè alen (alen frequency, ®«i khi gäi t¾t l tÇn sè gen ) l sè b¶n sao cña mét alen chia cho tæng sè b¶n sao cña tÊt c¶ c¸c alen cã trong quÇn thÓ. Di truyÒn häc quÇn thÓ (population genetics) l mét chuyªn ng nh cña di truyÒn häc chuyªn nghiªn cøu vÒ tÇn sè c¸c kiÓu gen v tÇn sè alen qua c¸c thÕ hÖ. 5
Néi dung Mét sè ®Þnh nghÜa Sù di truyÒn trong quÇn thÓ C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn tr¹ng th¸i cÇn b»ng di truyÒn cña quÇn thÓ Di truyÒn häc quÇn thÓ vµ sù h×nh thµnh c¸c loµi TiÕn hãa häc ph©n tö 6
Sù di truyÒn trong quÇn thÓ §èi víi quÇn thÓ tù thô XÐt vÒ tÇn sè kiÓu gen, qu¸ tr×nh tù thô phÊn (ë thùc vËt) l qu¸ tr×nh ®ång hîp tö hãa. Qua tõng thÕ hÖ, tÇn sè c¸ thÓ ®ång hîp tö t¨ng dÇn, ng−îc l¹i sè dÞ hîp tö gi¶m dÇn. HiÖn t−îng t−¬ng tù còng x¶y ra ®èi víi ®éng vËt khi x¶y ra hiÖn t−îng giao phèi gÇn (néi phèi). §èi víi ng−êi l h«n nh©n cËn huyÕt. I Aa II AA Aa aa III AA Aa aa IV AA Aa aa V AA Aa aa VI AA aa VII AA aa VIII AA aa 7
Sù di truyÒn trong quÇn thÓ §èi víi quÇn thÓ ngÉu phèi Trªn c¬ së cña c¬ chÕ gi¶m ph©n, t¹o giao tö v thô tinh cã thÓ dÔ d ng nhËn thÊy r»ng ®èi víi c¸c quÇn thÓ ngÉu phèi tØ lÖ mét kiÓu gen n o ®ã sÏ l tÝch tÇn sè c¸c alen t−¬ng øng. QuÇn thÓ ®−îc coi l c©n b»ng khi tÇn sè c¸c alen v kiÓu gen trong quÇn thÓ duy tr× æn ®Þnh qua c¸c thÕ hÖ. N¨m 1908, Hardy & Weiberg ph¸t hiÖn ra c«ng thøc vÒ tÇn sè kiÓu gen cña mét quÇn thÓ ngÉu phèi c©n b»ng lu«n l : TÇn sè kiÓu gen: p2[A1A1] : 2pq[A1A2] : q2[A2A2], Trong ®ã, p v q lÇn l−ît l tÇn sè hai alen A1v A2 (gi¶ sö locut chØ cã 2 alen), nghÜa l p + q = 1. 8
Sù di truyÒn trong quÇn thÓ §èi víi quÇn thÓ ngÉu phèi Cã thÓ dÔ d ng nhËn thÊy c«ng thøc Hardy-Weinberg thùc chÊt l nhÞ thøc Newton TÇn sè kiÓu gen: (pA1 + q A2)2, víi p + q = 1. C¸c quÇn thÓ ngÉu phèi cã tÇn sè c¸c kiÓu gen v alen kh«ng phï hîp víi c«ng thøc Hardy – Weinberg l c¸c quÇn thÓ kh«ng c©n b»ng. Tuy vËy, nÕu hiÖn t−îng ngÉu phèi x¶y ra ho n to n v quÇn thÓ ®ñ lín, chi sau 1 thÕ hÖ duy nhÊt, quÇn thÓ kh«ng c©n b»ng sÏ chuyÓn vÒ tr¹ng th¸i c©n b»ng. 9
Sù di truyÒn trong quÇn thÓ §èi víi quÇn thÓ ngÉu phèi §èi víi c¸c locót nhiÒu h¬n hai alen, c«ng thøc Hardy – Weinberg ®−îc më réng theo nguyªn t¾c biÓu thøc Newton, vÝ dô: tÇn sè kiÓu gen = (pA1 + q A2+ rA3)2, víi p + q + r = 1 (víi locut cã 3 alen); hoÆc (pA1 + qA2+ rA3 + sA4), víi p + q + r + s = 1 (víi locut cã 4 alen), v.v… C¸c quÇn thÓ ngÉu phèi cã tÇn sè c¸c kiÓu gen v alen kh«ng phï hîp víi c«ng thøc Hardy – Weinberg l c¸c quÇn thÓ kh«ng c©n b»ng. Tuy vËy, nÕu hiÖn t−îng ngÉu phèi x¶y ra ho n to n v quÇn thÓ ®ñ lín, chi sau 1 thÕ hÖ duy nhÊt, quÇn thÓ kh«ng c©n b»ng sÏ chuyÓn vÒ tr¹ng th¸i c©n b»ng. 10
Sù di truyÒn trong quÇn thÓ §èi víi quÇn thÓ ngÉu phèi §èi víi quÇn thÓ néi phèi mét phÇn, c«ng thøc Hardy- Weinberg ®−îc hiÖu chØnh l : (p2 + fpq) (A1A1) + (2pq - 2fpq) (A1A2) + (q2 + fpq) (A2A2) Trong ®ã, f l tÇn sè c¸ thÓ néi phèi trong quÇn thÓ. Trong thùc tÕ, f ®−îc tÝnh b»ng: [1 – (tÇn sè dÞ hîp tö quan s¸t / tÇn sè dÞ hîp tö lý thuyÕt)] 11
øng dông cña ®Þnh luËt hardy-weinberg X¸c ®Þnh tÇn sè c¸c alen tõ tÇn sè c¸c kiÓu h×nh NÕu hai alen sinh ra ba kiÓu h×nh kh¸c biÖt, tÇn sè alen tÝnh b»ng tÇn sè ®ång hîp tö + 1/2 dÞ hîp tö. NÕu quÇn thÓ ë tr¹ng th¸i c©n b»ng, tÇn sè alen lÆn tÝnh b»ng c¨n bËc hai tÇn sè kiÓu h×nh lÆn. NÕu quÇn thÓ ë tr¹ng th¸i c©n b»ng, tÇn sè alen lÆn liªn kÕt NST X b»ng sè c¸ thÓ ®ùc biÓu hiÖn tÝnh tr¹ng / tæng sè c¸ thÓ ®ùc. QuÇn thÓ ë tr¹ng th¸i c©n b»ng, nh−ng tÇn sè ®ång hîp tö cao h¬n lý thuyÕt lµ do néi phèi (néi phèi lµm thay ®æi tÇn sè kiÓu gen nh−ng kh«ng lµm thay ®æi tÇn sè alen). Cã thÓ x¸c ®Þnh tÇn sè néi phèi tõ sè dÞ hîp tö quan s¸t vµ sè dÞ hîp tö lý thuyÕt. T− vÊn di truyÒn 12
Néi dung Mét sè ®Þnh nghÜa Sù di truyÒn trong quÇn thÓ C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn tr¹ng th¸i cÇn b»ng di truyÒn cña quÇn thÓ Di truyÒn häc quÇn thÓ vµ sù h×nh thµnh c¸c loµi TiÕn hãa häc ph©n tö 13
C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tr¹ng th¸i c©n b»ng di truyÒn §ét biÕn. ë mçi thÕ hÖ, vèn gen cña quÇn thÓ th−êng ®−îc bæ sung thªm bëi nh÷ng ®ét biÕn míi. Sù ¶nh h−ëng cña sè l−îng ®ét biÕn ®Õn tØ lÖ c¸c kiÓu gen vµ alen trong quÇn thÓ gäi lµ ¸p lùc ®ét biÕn. ¸p lùc ®ét biÕn (møc ®é ¶nh h−ëng) liªn quan ®Õn sè ®ét biÕn thuËn (míi) vµ nghÞch (phôc håi) h×nh thµnh. Chän läc. cã 3 ph−¬ng thøc chän läc. Chän läc Chän läc Chän läc bình b nh æn ®Þnh h−íng t¸ch ly C¸c c¸ thÓ tr−íc khi chän läc Qu¸ trinh thÝch øng C¸c c¸ thÓ sau khi chän läc 14
C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tr¹ng th¸i c©n b»ng di truyÒn VÝ dô chän läc b×nh æn: Chim sÎ Passer domesticus bÞ chÕt trong nh÷ng trËn b·o tuyÕt d÷ déi ë New York th−êng cã c¸nh d i h¬n hoÆc ng¾n h¬n so víi gi¸ trÞ trung b×nh. Tr−íc ®©y, trÎ s¬ sinh cã träng l−îng c¸ch xa 3,6 kg th−êng bÞ chÕt hoÆc bÞ tËt bÖnh ngay khi sinh hoÆc sau khi sinh v× chóng hoÆc qu¸ to g©y khã sinh ®Î, hoÆc qu¸ bÐ ®Ó sèng sãt. VÝ dô chän läc ®Þnh h−íng: lo i chim sÎ Geospiza fortis ë quÇn ®¶o Galapagos, v o mïa kh« cá v nh÷ng c©y th©n th¶o nhá th−êng sinh tr−ëng kÐm, nh−ng nh÷ng c©y cã rÔ s©u v h¹t to vÉn kÕt qu¶. Chän läc −u tiªn nh÷ng con chim sÎ cã má to, cã kh¶ n¨ng ¨n ®−îc nh÷ng h¹t lín v chèng l¹i nh÷ng con chim cã má nhá, chØ ¨n ®−îc nh÷ng h¹t cá. VÝ dô chän läc t¸ch ly: Chim c¾t m¸i Accipiter nisus cã kÝch th−íc lín gÊp ®«i chim trèng, chuyªn b¾t nh÷ng con måi lín, cßn chim trèng th× ng−îc l¹i. Chän läc t¸ch ly cã thÓ lµ mét c¬ chÕ tiÕn hãa thµnh hai loµi míi, nh−ng cÇn cã c¬ chÕ c¸ch ly tr−íc giao phèi ®Ó ng¨n c¶n sù giao phèi gi÷a chóng cã thÓ diÔn ra. 15
C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tr¹ng th¸i c©n b»ng di truyÒn KÝch th−íc quÇn thÓ. KÝch th−íc quÇn thÓ cµng nhá, hÖ sè néi phèi cµng lín, lµm t¨ng c¸c thÓ ®ång hîp tö, vµ ng−îc l¹i. NhËp c−. Mang ®Õn c¸c kiÓu gen tõ mét vèn gen kh¸c, g©y ra sai lÖch. NÕu c¸c kiÓu gen kh¸c nhau cã xu h−íng di c− hoÆc nhËp c− kh¸c nhau th× møc ®é sai lÖch sÏ diÔn ra theo mét chiÒu h−íng nhÊt ®Þnh . Giao phèi chän lùa. VÝ dô: sù cùc ®oan ë mét dßng hä dÉn ®Õn sù h«n nh©n gi÷a nh÷ng ng−êi trong hä hµng, ch¼ng h¹n 33% ca bÖnh alkapton niÖu lµ do cã cÆp bè mÑ lµ anh em hä hµng lÊy nhau. NÕu theo xu h−íng ng−îc l¹i, sÏ lµm t¨ng sè c¸ thÓ dÞ hîp tö. L¹c dßng di truyÒn. Do c¬ héi di truyÒn thµnh c«ng cña c¸c alen nhÊt ®Þnh tõ thÕ hÖ nµy sang thÕ hÖ kh¸c cã thÓ kh¸c nhau, g©y sai kh¸c vÒ tÇn sè kiÓu gen so víi mong ®îi. 16
C¸c lùc lµm thay ®æi tÇn sè alen trong quÇn thÓ §ét biÕn TØ lÖ ®ét biÕn nh×n chung lµ thÊp, song kh¸c nhau gi÷a c¸c locut vµ gi÷a c¸c loµi kh¸c nhau. Ngoµi kh¶ n¨ng ®ét biÕn tù ph¸t, nhiÒu yÕu tè m«i tr−êng cã t¸c ®éng trùc tiÕp lµm t¨ng tÇn sè ®ét biÕn (hãa chÊt, chiÕu x¹, c¸c t¸c nh©n l©y nhiÔm …). §ét biÕn lµ nguån gèc tËn cïng cña mäi biÕn dÞ míi. §ét biÕn cã thÓ trung tÝnh, cã h¹i (phÇn lín) hoÆc cã lîi (Ýt) vµ viÖc chóng cã ®−îc duy tr× kh«ng phô thuéc vµo c¸c ®iÒu kiÖn ®Æc thï cña m«i tr−êng. 17
C¸c lùc lµm thay ®æi tÇn sè alen trong quÇn thÓ §ét biÕn PhÇn lín c¸c gen cã thÓ ®ét biÕn xu«i vµ ng−îc. §ét biÕn ng−îc th−êng xuyªn x¶y ra víi tÇn sè thÊp h¬n so víi ®ét biÕn xu«i. Sù thay ®æi tÇn sè alen qua mçi thÕ hÖ: 18
C¸c lùc lµm thay ®æi tÇn sè alen trong quÇn thÓ Sai l¹c di truyÒn §Þnh luËt Hardy-Weiberg gi¶ thiÕt c¸c quÇn thÓ cã kÝch th−íc lín, giao phèi hoµn toµn ngÉu nhiªn. C¸c quÇn thÓ trong thùc tÕ th−êng cã kÝch cì kh«ng ph¶i lu«n lu«n æn ®Þnh; tuy vËy, chóng còng ®ñ lín ®Ó c¸c yÕu tè ngÉu nhiªn chØ g©y t¸c ®éng nhá ®Õn c¸c tÇn sè alen. Mäi sù thay ®æi tÇn sè alen cña quÇn thÓ bëi c¸c sù kiÖn ngÉu nhiªn (®ét xuÊt) ®−îc gäi lµ sù “sai l¹c di truyÒn ngÉu nhiªn”. Sù thay ®æi tÇn sè alen do c¸c sù kiÖn ngÉu nhiªn cã vai trß quan träng trong tiÕn hãa ë c¸c quÇn thÓ nhá. 19
C¸c lùc lµm thay ®æi tÇn sè alen trong quÇn thÓ Sai l¹c di truyÒn Sù biÕn ®éng ngÉu nhiªn so víi lý thuyÕt gäi lµ “lçi lÊy mÉu”, gièng nh− khi chóng ta tung ®ång xu 4 lÇn thu ®−îc 3 mÆt xÊp : 1 mÆt ngöa, thËm chÝ c¶ 4 mÆt ®Òu ngöa. Khi sè mÊu cµng nhá, “lçi lÊy mÉu” cµng lín. Sai l¹c di truyÒn lµ ngÉu nhiªn, nªn chóng ta kh«ng thÓ dù ®o¸n ®−îc sù thay ®æi tÇn sè alen. Tuy vËy, do kÝch th−íc quÇn thÓ ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn “lçi lÊy mÉu”. Nªn chóng ta dù ®o¸n ®−îc møc ®é ¶nh h−ëng (c−êng ®é) cña sù sai l¹c di truyÒn, qua kÝch th−íc quÇn thÓ h÷u hiÖu (Ne). 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.