http://shpt.info
Download tài liệu học tập, xem bài giảng tại : http://diendan.shpt.info 1
PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TIẾN HÓA
I/ NHÂN TỐ TIẾN HÓA ĐỘT BIẾN
1. Cơ sở lí luận:
Đột biến làm cho mỗi gen phát sinh ra nhiều alen (A đột biến A1, A2, A3 ... An) và đây
chính là nguồn nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hoá.
Giả sử1 locut có hai alen A và a. Trên thực tế có thể xảy ra các trường hợp sau:
Gen A đột biến thành gen a (đột biến thuận) với tần số u. A u a.Chẳng hạn, ở thế hệ
xuất phát tần số tương đối của alen A là po. Sang thế hệ thứ hai có u alen A bị biến đổi thành a do đột
biến. Tần số alen A ở thế hệ này là: p1 = po – upo = po(1-u)
Sang thế hệ thứ hai lại có u của số alen A còn lại tiệp tục đột biến thành a. Tần số alen A ơ thế
hệ thứ hai là: P2 = p1 – up1 = p1(1-u) = po(1-u)2
Vậy sau n thế hệ tần số tương đối của alen A là: pn = po(1-u)n
Từ đó ta thấy rằng: Tần số đột biến u càng lớn thì tần số tương đối của alen A càng giảm
nhanh.
Như vậy, quá trình đột biến đã xảy ra một áp lực biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể. Áp lực của
quá trình đột biến biểu hiện ở tốc độ biến đổi tần số tương đối của các alen bị đột biến.
Alen a cũng có thể đột biến thành A (đột biến nghịch) với tần số v.
a v A
+ Nếu u = v thì tần số tương đối của các alen vẫn được giữ nguyên không đổi.
+ Nếu v = 0 và u > 0 → chỉ xảy ra đột biến thuận.
+ Nếu u ≠ v; u > 0, v > 0 → nghĩa là xảy ra cả đột biến thuận và đột biến nghịch. Sau một thế
hệ, tần số tương đối của alen A sẽ là:
p1 = po – upo + vqo
Kí hiệu sự biến đổi tần số alen A là ∆p
Khi đó ∆p = p1 – po = (po – upo + vqo) – po = vqo - upo
Tần số tương đối p của alen A và q của alen a sẽ đạt thế cân bằng khi số lượng đột biến A→ a
và a → A bù trừ cho nhau, nghĩa là ∆p = 0 khi vq = up. Mà q = 1- p.
→ up = v(1 – p) ↔ up + vp = v ↔ vu
u
q
vu
v
p
2. Các dạng bài tập
- Dạng 1: Biết tỉ lệ kiểu hình → xác định tần số alen, tần số phân bố kiểu gen và trạng thái cân bằng
của quần thể sau khi xảy ra đột biến.
http://shpt.info
Download tài liệu học tập, xem bài giảng tại : http://diendan.shpt.info 2
- Dạng 2: Biết số lượng alen và số lượng các alen đột biến → xác định tần số đột biến gen thuận và
nghịch.
- Dạng 3: Biết tần số đột biến thuận và nghịch, tổng số cá thể → Xác định số lượng đột biến.
BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI
Bài 1: Một quần thể động vật 5.104 con. Tính trạng sừng dài do gen A quy định, sừng ngắn do gen a
quy định. Trong quần thể trên có số gen A đột biến thành a và ngược lại, với số lượng bù trừ nhau.
Tìm số đột biến đó. Biết A đột biến thành a với tần số v, với u = 3v = 3.10-3
Giải:
Gọi : p là tần số của alen A và q là tần số của alen a
-Tổng số alen trong quần thể: 5.104 x 2 = 105 (alen)
-Tần số alen trội, lặn khi có cân bằng mới được thiết lập:
+Tần số alen a : qa =
3
3
u v
u v v u
= 0,75
+Tần số alen A : pA = 1- 0,75 = 0,25
-Số lượng mỗi alen trong quần thể:
+Số lượng alen A là: 0,25 . 105 = 2,5.104
+Số lượng alen a là: 0,75 . 105 = 7,5.104
-Số lượng đột biến thuận bằng đột biến nghịch và bằng.
3.10-3 x 2,5.104 = 75 (alen) hoặc 10-3 x 7,5.104 = 74 (alen)
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 2:Quần thể ban đầu có 1000000 alen A và a. Tốc độ đột biến của alen A là 3.10-5, còn của alen a là
10-5. Khi cân bằng thì quần thể có số lượng của từng alen là bao nhiêu?
Cho biết không tính áp lực của các nhân tố khác làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể?
Trong một quần thể gồm 2.105 alen. Tần số alen a bằng 25%. Khi quần thể có 7 alen A bị đột biến
thành a và 11 alen a đột biến thành A thì tần suất đột biến trong mỗi trường hợp bằng bao nhiêu?
Bài 3: Trong một quần thể có 106 cá thể. Tần số alen a = 15 %. Trong quần thể có 5 alen A bị đột
biến thành a và 7 alen a đột biến thành A thì tần số đột biến trong mỗi trường hợp bao nhiêu. Giả thiết
quần thể ban đầu cân bằng
Bài 4: Giả sử 1 lôcut có 2 alen A và a, thế hệ ban đầu có tần số tương đối của alen A là p0. Quá trình
đột biến làm cho A → a với tần số u = 10-5.
a) Để p0 giảm đi
2
1 phải cần bao nhiêu thế hệ?
b) Từ đó em có nhận xét gì về vai trò của quá trình đột biến trong tiến hoá?
Giải
a)Vì đột biến diễn ra theo chiều thuận, nên ta có:
pn = po (1- u)n
http://shpt.info
Download tài liệu học tập, xem bài giảng tại : http://diendan.shpt.info 3
trong đó: pn: tần số alen trội (A) ở thế hệ pn ; po: tần số alen trội (A) ở thế hệ po ; u: tốc độ đột biến
theo chiều thuận; n: số thế hệ.
=>
2
1 po = po (1- 10-5)n <=> 0,5 = (1-10-5)n <=> ln0,5 = ln (1-10-5).n
=> n =
5
ln 0,5
≈ 69.000 thế hệ.
b) Nhận xét về vai trò của quá trình đột biến trong tiến hóa: gây áp lực không đáng kể cho quá trình
tiến hóa.
Bài 5:1.a) Thế nào là áp lực của quá trình đột biến?
b) Giả thiết đột biến thuận (A a) với tần số u, đột biến nghịch (a A) với tần số v.
- Nếu v = 0 và u > 0 sẽ làm cho tần số A giảm dần. Qui ước tần số alen A ở thế hệ khởi đầu là p0,
hãy lập công thức tính tần số pn của alen A sau n thế hệ.
- Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối của các alen A và a sẽ đạt cân bằng khi nào? Khi đó tần số
tương đối của alen A và alen a được tính như thế nào?
Giải
a) Sự ảnh hưởng của số lượng đột biến đến tỉ lệ các kiểu gen và t
ần số các alen trong quần thể
gọi là áp lực của quá trình đột biến.
b) * Nếu v = 0 và u > 0
- Tần số của alen A ở thế hệ p1 là: p1 = p0 – u.p0 = p0(1-u) (1)
- Tần số của alen A ở thế hệ p2 là: p2 = p1 – u.p1 = p1(1-u) (2)
- Thay (1) vào (2) ta có: p2 = p0(1-u).(1-u) = p0(1-u)2.
Sau n thế hệ, tần số của alen A là: pn = p0(1-u)n.
1.
* Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối của các alen A và a sẽ đạt cân bằng khi số lượng đ
ột biến
thuận và nghịch bù trừ cho nhau (tức là v.qa = u.pA).
Khi đó tstđ của các alen được tính như sau:
v.q = u.p mà p = 1- q; do đó v.q = u(1-q) v.q = u – u.q
v.q + u.q = u qa = u/u+v
Tương tự ta có: pA = v/u+v
II/ NHÂN TỐ TIẾN HÓA DI – NHẬP GEN.
- p là tần số tương đối của gen A ở quần thể nhận
- P là tần số tương đối của gen A ở quần thể cho
- M là tỷ lệ số cá thể nhập cư
- p lượng biến thiên về tần số alen trong quần thể nhận
Có thể tổng quát như sau:
p(A) =(mp1 + np2 ) : (m+n)
q(a) =(mq1 + nq2 ) : (m+n) = 1 - p
Với :
m: tổng số cá thế của QT được nhập cư trước thời điểm nhập cư
n: số cá thể đến nhập cư
p1(q1): tần số A(a) của QT được nhập cư trước thời điểm nhập cư
p2(q2): tần số A(a) của QT đến nhập cư
Bài 1 (3,0 điểm).
1. a) Thế nào là áp lực của quá trình đột biến?
b) Giả thiết đột biến thuận (A a) với tần số u, đột biến nghịch (a A) với tần số v.
- Nếu v = 0 và u > 0 sẽ làm cho tần số A giảm dần. Qui ước tần số alen A ở thế hệ khởi đầu là p0,
hãy lập công thức tính tần số pn của alen A sau n thế hệ.
- Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối của các alen A và a sẽ đạt cân bằng khi nào? Khi đó tần số
tương đối của alen A và alen a được tính như thế nào?
p = M (P - p)
http://shpt.info
Download tài liệu học tập, xem bài giảng tại : http://diendan.shpt.info 4
2. a) Nêu các hình thức di-nhập gen phổ biến ở các nhóm sinh vật: dương xỉ và nấm, thực vật có
hoa, động vật ở nước thụ tinh ngoài, lớp thú.
b) Cho biết tần số tương đối của alen A ở quần thể Y là 0,8; ở quần thể X là 0,3. Số cá thể của
quần thể Y là 1600, số cá thể nhập cư từ quần thể X vào quần thể Y là 400. Hãy xác định tần số py của
alen A trong quần thể Y ở thế hệ tiếp theo sau khi di-nhập.
Giải:
a) Sự ảnh hưởng của số lượng đột biến đến tỉ lệ các kiểu gen và t
ần số các alen trong quần thể
gọi là áp lực của quá trình đột biến.
b) * Nếu v = 0 và u > 0
- Tần số của alen A ở thế hệ p1 là: p1 = p0 – u.p0 = p0(1-u) (1)
- Tần số của alen A ở thế hệ p2 là: p2 = p1 – u.p1 = p1(1-u) (2)
- Thay (1) vào (2) ta có: p2 = p0(1-u).(1-u) = p0(1-u)2.
Sau n thế hệ, tần số của alen A là: pn = p0(1-u)n.
1.
* Nếu u > v > 0, thì tần số tương đối của các alen A và a sẽ đạt cân bằng khi số lượng đ
ột biến
thuận và nghịch bù trừ cho nhau (tức là v.qa = u.pA).
Khi đó tstđ của các alen được tính như sau:
v.q = u.p mà p = 1- q; do đó v.q = u(1-q) v.q = u – u.q
v.q + u.q = u qa = u/u+v
Tương tự ta có: pA = v/u+v
a) Các hình thức di-nhập gen:
- Dương xỉ và nấm: phát tán bào tử
- Thực vật bậc cao: phát tán hạt phấn, quả, hạt
- Động vật ở nước thụ tinh ngoài: di cư của các cá thể, phát tán giao tử theo nước
- Lớp thú: sự di cư của các cá thể.
b) - Tốc độ di nhập gen: m = 400/(1600 + 400) = 0,2
2.
- Sau một thế hê, lượng biến thiên tần số tương đối của alen A trong quần thể nhận Y l
à:
p = 0,2 (0,3 – 0,8) = - 0,1. Như vậy, tần số tương đ
ối của alen A trong quần thể nhận giảm
xuống còn: pY = 0,8 – 0,1 =0,7
Bài 2: Tần số tương đối của gen A ở quần thể I là 0,8; của quần thể II là 0,3.Tốc độ di- nhập gen A
từ quần thể (II) vào quần thể (I) là 0,2. Tính lượng biến thiên tần số tương đối của gen A.
Lời giải:
Tỉ lệ số cá thể nhập cư, lượng biến thiên tần số gen A trong quần thể nhận (I) là:
∆p = 0,2(0,3-0,8) = - 0,1.
Giá trị này cho thấy tần số A trong quần thể nhận (I) giảm đi 0,1.
Sự du nhập đột biến
Lý thuyết:
Một quần thể ban đầu gồm những cá thể có kiểu gen AA như vậy quần thể chỉ có alen A. Quần thể
có thêm alen mới a do quá trình đột biến A → a xảy ra trong nội bộ quần thể hoặc đã nhận được a
du nhập từ một quần thể khác tới thông qua sự phát tán của giao tử hay sự di cư của các cá thể có
mang đột biến a. Sự du nhập của đột biến cũng là một nguyên nhân làm thay đổi vốn gen của quần
thể.
Khi đó tần số mới của a sau khi xảy ra sự du nhập gen có thể tính theo công thức:
q1= n.qn+m.qm
qn là tần số alen a trước khi có du nhập.
qm là tần số alen a trong bộ phận mới du nhập.
n và m là tỉ lệ so sánh kích thước của quần thể và của bộ phận du nhập(n+m=1).
Đối với những quần thể lớn thì sự du nhập đột biến không ảnh hưởng đáng kể tới sự thay đổi cấu
trúc di truyền của quần thể.
Bài 3:Trong một quần thể có 16% mắt xanh, 20% số người di cư đến quần thể chỉ có 9% số
người mắt xanh. Giả sử mắt xanh do gen lặn quy định thuộc nhiễm sắc thể thường. Tính tần số
alen mắt xanh của quần thể mới?
Lời giải:
http://shpt.info
Download tài liệu học tập, xem bài giảng tại : http://diendan.shpt.info 5
Gọi a là gen quy định kiểu hình mắt xanh
Vì quần thể ngẫu phối nên
Sự du nhập của gen lặn a vào quần thể làm cho quần thể có tần số alen a là
q1= n.qn+m.qm.
qn là tần số alen a trước khi có du nhập = 0,4
qm là tần số alen a trong bộ phận mới du nhập = 0,3
n và m là tỉ lệ so sánh kích thước của quần thể và của nhóm du nhập, theo bài giá trị n = 0,8 và m
= 0,2.
Thay các giá trị vào biểu thức ta có tần số alen mắt xanh của quần thể mới là
q1= 0,8.0,4 + 0,2.0,3 = 0,38
Bài 4: a) Nêu các hình thức di-nhập gen phổ biến ở các nhóm sinh vật: dương xỉ và nấm, thực vật
có hoa, động vật ở nước thụ tinh ngoài, lớp thú.
b) Cho biết tần số tương đối của alen A ở quần thể Y là 0,8; ở quần thể X là 0,3. Số cá thể của
quần thể Y là 1600, số cá thể nhập cư từ quần thể X vào quần thể Y là 400. Hãy xác định tần số py của
alen A trong quần thể Y ở thế hệ tiếp theo sau khi di-nhập.
GIẢI
a) Các hình thức di-nhập gen:
- Dương xỉ và nấm: phát tán bào tử
- Thực vật bậc cao: phát tán hạt phấn, quả, hạt
- Động vật ở nước thụ tinh ngoài: di cư của các cá thể, phát tán giao tử theo nước
- Lớp thú: sự di cư của các cá thể.
b) - Tốc độ di nhập gen: m = 400/(1600 + 400) = 0,2
- Sau một thế hê, lượng biến thiên tần số tương đối của alen A trong quần thể nhận Y là: p =
0,2 (0,3 – 0,8) = - 0,1. Như vậy, tần số tương đối của alen A trong quần thể nhận giảm xuống còn: pY
= 0,8 – 0,1 =0,7
Bài 5: Một con sông có hai quần thể ốc sên: quần thể lớn (quần thể chính) ở phía trên và quần thể nhỏ
nằm ở cuối dòng trên một hòn đảo (quần thể đảo). Do nước chảy xuôi nên ốc chỉ di chuyển được từ
quần thể chính đến quần thể đảo mà không di chuyển ngược lại.
Xét một gen gồm hai alen: A và a. Ở quần thể chính có pA =1, quần thể đảo có pA= 0,6.
Do di cư, quần thể đảo trở thành quần thể mới, có 12% số cá thể là của quần thể chính.
a. Tính tần số tương đối của các alen trong quần thể mới sau di cư.
b. Quần thể mới sinh sản. Vì một lí do nào đó xảy ra quá trình đột biến: A a, với tốc độ là
0,3%. Không có đột biến ngược.
- Tính tần số tương đối của các alen ở thế hệ tiếp theo của quần thể mới.
Giải:
a. - Ta có: Quần thể chính có pA= 1, quần thể đảo: pA= 0,6.
Quần thể chính di cư đến quần thể đảo và chiếm 12% quần thể mới. Vậy quần thể đảo chiếm 88%
trong quần thể mới.
- Quần thể mới ở đảo (sau di cư) có tần số tương đối của các alen là:
pmới = 12% x 1 + 88% x 0,6 = 0,648
qmới = 1- pmới = 1- 0,648 = 0,352
b. - Tần số đột biến: A thành a là: 0,3%
Tần số các alen sau đột biến là
pA= 0,648 - (0,3% x 0,648) = 0,646
qa = 1 - 0,646 = 0,354
Câu 5: Xét một gen có 2 alen A và alen a. Một quần thể sóc gồm 180 cá thể trưởng thành sống ở một
vườn thực vật có tần số alen A là 0,9. Một quần thể sóc khác sống ở khu rừng bên cạnh có tần số alen
này là 0,5. Do thời tiết mùa đông khắc nghiệt đột ngột 60 con sóc trưởng thành từ quần thể rừng di cư
sang quần thể vườn thực vật để tìm thức ăn và hòa nhập vào quần thể sóc trong vườn thực vật.
a)Tính tần số alen A và alen a của quần thể sóc sau sự di cư được mong đợi là bao nhiêu?