Bài giảng môn Sinh học 12 - Chương 3, Bài 16: Cấu trúc di truyền của quần thể

Nội dung text: Bài giảng môn Sinh học 12 - Chương 3, Bài 16: Cấu trúc di truyền của quần thể

1. - Hãy xác định tỉ lệ HS nam và nữ của lớp mình? -12A9, sỉ số 37, nam 15, nữ 22 ➔Tỉ lệ HS nam=15/37= 0,4 ➔Tỉ lệ HS nữ =22/37= 0.6 - Mỗi lớp có tỉ lệ nam, nữ đặc trưng hay nói về quần thể sinh vật thì mỗi quần thể có tỉ lệ đực, cái đặc trưng. Ngoài tỉ lệ đực, cái quần thể còn được trưng bởi các yếu tố khác trong đó có yếu tố về di truyền đó là tần số alen và tần số kiểu gen -> Vốn gen
2. Chương III. DI TRUYỀN HỌC QUẦN THỂ Bài 16. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ 2
3. I. CÁC ĐẶC TRƯNG DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ 1.Vốn gen 2. Tần số alen và tần số kiểu gen của quần thể II. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ TỰ THỤ PHẤN VÀ QUẦN THỂ GIAO PHỐI GẦN 1. Quần thể tự thụ phấn 2. Quần thể giao phối gần 3
4. I. CÁC ĐẶC TRƯNG DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ 1. Quần thể là gì? Quần thể chim cánh cụt ở Quần thể hoa hướng dương Nam Cực ở Nghệ An 4
5. TẬP HỢP HOA TAM GIÁC MẠCH Các con cá lóc trong ao CÁC CON ONG TRONG TỔ ĐÀN TRÂU RỪNG TÂY NGUYÊN
6. Quần thể: - Là tập hợp các cá thể cùng loài. - Cùng sống trong khoảng không gian xác định. - Tại một thời điểm xác định. - Có khả năng sinh sản và tạo ra thế hệ mới. 6
7. Ví dụ nào sau đây là quần thể? A. Cá trong ao. BB . Thông trên đồi. C. Chim trong rừng. D. Cây trong vườn.
8. Ví dụ nào sau đây không phải là quần thể? A. Tập hợp các cây cọ trên đồi cọ Vĩnh Phúc, Lai Châu. B. Tập hợp các con cá chép tại Hồ Tây, Hà Nội. C.C Tập hợp các cây cỏ trên cánh đồng Mộc Hóa, Long An. D. Tập hợp các cây thông trên đồi thông Đà Lạt.
9. Tại sao phải nghiên cứu về quần thể? 9
10. - Bảo vệ và khai thác hợp lí → vốn gen quần thể ổn định→ đảm bảo cân bằng sinh thái
11. Quần thể: - Là tập hợp các cá thể cùng loài. - Cùng sống trong khoảng không gian xác định. - Tại một thời điểm xác định. - Có khả năng sinh sản và tạo ra thế hệ mới. Quần thể có những đặc trưng di truyền nào? 16
12. Có 2 quần thể cùng loài (A và a là các alen) Quần thể 1 Quần thể 2 AA Aa Aa AA AA AA aa AA Aa Aa AA AA AA aa Aa aa Aa aa aa Aa Những khác biệt có thể có giữa 2 quần thể? AA= 6, Aa= 1, aa= 3 AA= 2, Aa= 6, aa= 2 Thành phần (60%) (10%) (30 %) (20%) (60%) (20%) kiểu gen A= 13, a= 7 A= 10, a= 10 Tần số alen (65 %) (35 %) (50 %) (50 %) THÀNH PHẦN KIỂU GEN – ĐẶC TRƯNG DT CỦA QUẦN THỂ
13. 2. Vốn gen Vốn gen của quần thể là gì? 18
14. • Vốn gen là tập hợp tất cả các alen trong quần thể ở một thời điểm xác định. • Đặc điểm của vốn gen thể hiện ở: ❖ Tần số alen. ❖ Tần số kiểu gen (Cấu trúc di truyền - Thành phần kiểu gen). 19
15. 3. Tần số alen và tần số kiểu gen Trong một quần thể * Tổng số alen của quần thể (A,a) = 1000 x 2 cây đậu Hà Lan, gen = 2000 quy định màu hoa * Tổng số alen A: (500 x 2) + 200 =1200 chỉ có 2 loại alen, * Tổng số alen a: (300 x 2) + 200 = 800 alen A: hoa đỏ và Cách alen a: hoa trắng. Giả sử quần thể đậu Tần số alen A là: tính 1200 có 1000 cây với: = 0.6 tần số + 500 cây có kiểu 2000 alen? gen AA. + 200 cây có kiểu Tần số alen a là: Tần số800alen (của một loại) = gen Aa. số lượng= 0.4alen (푙표ạ푖 đó) 2000 + 300 cây có kiểutổng số alen của các loại alen khác nhau của gen gen aa. 20
16. 3. Tần số alen và tần số kiểu gen Trong một quần thể 500 • Tần số kiểu gen AA: = 0.5 cây đậu Hà Lan, gen 1000 quy định màu hoa 200 • Tần số kiểu gen Aa: = 0.2 chỉ có 2 loại alen, 1000 alen A: hoa đỏ và 300 alen a: hoa trắng. • Tần số kiểu gen aa: Cách= 0.3 1000 Giả sử quần thể đậu tính tần có 1000 cây với: + 500 cây có kiểu số kiểu gen AA. gen? + 200 cây có kiểu Tần số kiểu gen = gen Aa. số cá thể có kiểu gen + 300 cây có kiểutổng số cá thể trong quần thể gen aa. 21
17. Bài tập mở rộng Cách tính tần số các loại alen dựa vào tần số kiểu gen Phương pháp giải - Gọi Tần số kiểu gen AA: x Tần số kiểu gen Aa: y xAA : yAa: z aa Tần số kiểu gen aa: z F x + 1/2 . y F z + 1/2 . y A = = x+ y/2 a = = z + y/2 x+ y+ z x+ y+ z Ví dụ: Giả sử bài ra cho biết tần số các kiểu gen của quần thể 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa. Hãy xác định tần số alen A và alen a? = x + y/2 = 0,6 FA FA = z + y/2 = 0,4
18. II. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ TỰ THỤ PHẤN VÀ QUẦN THỂ GIAO PHỐI GẦN Quần thể sinh sản hữu tính gồm các dạng sau: Quần thể tự thụ phấn. Quần thể giao phối gần (giao phối cận huyết). Quần thể ngẫu phối 23
19. II – CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ TỰ THỤ PHẤN VÀ QUẦN THỂ GIAO PHỐI GẦN 1) Quần thể tự thụ phấn:
20. 1. Quần thể tự thụ phấn -Tự thụ phấn là gì? -Kể tên 1 số loài tự thụ phấn? - Tự thụ phấn là hiện tượng hạt phấn rơi vào đầu nhụy của chính hoa đó hoặc trên hoa khác của cùng cây đó. - Ví dụ: cây đậu Hà Lan, cam, buởi, 25
21. Nguyên nhân dẫn tới hiện tượng này là gì? Hiện tượng thoái hóa giống khi cho ngô tự thụ phấn qua nhiều thế hệ. Do các gen lặn có hại chuyển từ trạng thái dị hợp sang trạng thái đồng hợp và được biểu hiện ra ngoài. 26
22. Xét quần thể cây đậu Hà Lan toàn cây dị hợp tử (Aa): (Aa chiếm 100%) P (tự thụ phấn) Aa x Aa 1 2 1 F AA : Aa : aa 1 4 4 4 Thế hệ KG đồng hợp tử KG dị KG đồng hợp tử trội hợp tử lặn 0 Aa 1 1AA 2Aa 1aa 2 1 Tỉ lệ KG dị hợp tử ở thế hệ F = Aa = 1 4 2 1 (F = Aa ) 1 21 28
23. 1 2 1 F AA : Aa : aa 1 4 4 4 1 2 1 2 1 1 F AA : x ( AA : Aa : aa) : aa 2 4 4 4 4 4 4 6 4 6 3 1 3 = AA : Aa : aa = AA : Aa : aa 16 16 16 8 4 8 Thế hệ KG đồng hợp tử KG dị KG đồng hợp tử trội hợp tử lặn 0 Aa 1 1AA 2Aa 1aa 2 4AA 2AA 4Aa 2aa 4aa 4 1 Tỉ lệ KG dị hợp tử ở thế hệ F = Aa = 2 16 4 1 Aa = 2Aa 2 29
24. Em hãy dự Hãy nhận xét đoán tỉ lệ gì về tỉ lệ KG KG dị hợp đồng hợp trội Aa ở thế hệ và tỉ lệ KG F3, F4, Fn ? đồng hợp lặn? Tỉ lệ KG dị hợp Aa: 1 F3 = − 23 퐧 1 Tỉ lệ AA = Tỉ lệ aa = F = 4 24 1 Hãy viết tỉ lệ KG ở thế hệ Fn = 푛 2 Fn? 1 1 1− 푛 1 1− 푛 F : 2 AA : Aa : 2 aa n 2 2푛 2 30
25. Xác định kết quả tự thụ phấn vào bảng sau Thế Kiểu gen Kiểu gen Tần số alen hệ Aa (AA và aa) A a 1 (100%) 0 (0%) 0,5 (50%) 0,5 (50%) P0 F1 1 1 (50%) 1− (50%) 0,5 (50%) 0,5 (50%) 2 2 2 2 F2 1 1 (25%) 1− (75%) 0,5 (50%) 0,5 (50%) 2 2 3 3 F3 1 1 (12,5%) 1− (87,5%) 0,5 (50%) 0,5 (50%) 2 2 . n n Fn 1 1 1− 0,5 (50%) 0,5 (50%) 2 2 1 1 1− 푛 1 1− 푛 F : 2 AA : Aa : 2 aa n 2 2푛 2
26. Em có nhận xét gì về tần số alen và tần số KG của quần thể tự thụ? - Tần số alen không thay đổi. - Tăng dần tần số KG đồng hợp tử và giảm dần tần số KG dị hợp tử. 33
27. Xác định kết quả tự thụ phấn vào bảng sau Thế Kiểu gen KiểuDạng gen 1 Tần số alen hệ Aa (AA và aa) A a • Quần thể có xuất phát ban đầu 100% Aa sau n thế hệ tự thụ P 1 (100%) 0,5 (50%) 0,5 (50%) phần0 thành phần kiểu0 gen (0%)là : F1 1 1 n - Tần số kiểu (50%)gen dị hợp1− (50%)Aa= (1/2)0,5 (50%) 0,5 (50%) - Tần số 2kiểu gen đồng hợp 2 AA= aa= [1-( 1/2)n ] 2 2 F2 1 1 2 (25%) 1− (75%) 0,5 (50%) 0,5 (50%) Ví dụ 1: 2 Trong một quần 2 thể tự thụ phấn, thế hệ ban đầu có 3 3 kiểuF3 gen 1 100% dị hợp một 1 cặp gen. Thì tỷ lệ cây dị hợp ở thế (12,5%) 1− (87,5%) 0,5 (50%) 0,5 (50%) hệ F3 là 2 bao nhiêu ? 2 n 3 n FnAa =1 ( 1/ 2) 1 = 0,125 1− 0,5 (50%) 0,5 (50%) 2 2
28. DẠNG 2 Quần thể xuất phát ban đầu có cấu trúc: xAA + yAa + zaa = 1 Trong đó: x, y, z lần lượt là tần số của các kiểu gen: AA, Aa, aa. Nếu quần thể trên tự thụ phấn qua n thế hệ thì: - Tần số của kgen Aa = (1/2 ) n .y - Tần số của kgen AA= x + (1- (1/2)n . y 2 - Tần số của kgen aa = z + (1- (1/2)n . y 2 Ví dụ 2: Trong một quần thể có cấu trúc di truyền P: 0,25AA ; 0,1Aa ; 0,65aa Các cá thể trong quần thể tự phối bắt buộc qua 3 thế hệ. Hãy xác đinh cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ?
29. Vận dụng giải bài tập n • F Aa = (1/2 ) .y Ví dụ 2: Trong một quần thể có cấu trúc di truyền • F AA= x + (1- (1/2)n . y 2 P: 0,25AA ; 0,1Aa ; 0,65aa Các cá thể trong quần thể tự phối F aa = z + (1- (1/2)n . y bắt buộc qua 3 thế hệ. Hãy xác đinh 2 cấu trúc của quần thể qua 3 thế hệ? Bài giải F(Aa) = (1/2 ) 3 . 0,1 = 0,0125 F (AA) = 0,25 + (1- (1/2)3 . 0,1 = 0,29375 2 F(aa) = 0,65 + (1- (1/2)3 . 0,1 =0,69375 2
30. 2. Quần thể giao phối gần Hãy cho biết đặcThếđiểmnào làdi Đối với các loài động vật, giao quầntruyềnthể củagiao phối gần là hiện tượng các cá quầnphốithểgầngiao? thể có cùng quan hệ huyết phối gần? thống giao phối với nhau. Tăng tần số KG đồng hợp tử và giảm tần số KG dị hợp tử. + Gây thoái hóa giống, giảm Hậu quả của tự đa dạng sinh học. thụ phấn và giao + Giảm sức sống, dễ bị các phối gần là gì? bệnh di truyền, quái thai, dị hình. 37
31. Nội dung QT tự thụ phấn QT giao phối gần Đối Thực vật Động vật tượng Khái niệm - Là hiện tượng các cây trong - Là hiện tượng các cá thể có quan hệ họ quần thể thụ phấn với nhau qua hàng giao phối với nhau (giao phối cận nhiều thế hệ huyết thống). - Làm thay đổi thành phần kiểu gen: Đặc + Tăng cá thể mang gen đồng hợp điểm +giảm cá thể mang gen dị hợp - không làm thay đổi tần số alen. - Các Alen lặn có cơ hội tổ hợp lại với nhau biểu hiện ra kiểu hình. Làm xuất hiện những kiểu gen không mong muốn. Hậu quả - Suy thoái vốn gen của của - Suy thoái bộ vốn gen của QT. quần thể. - Giảm sức sống, giảm khả năng sinh - Giảm năng suất và chất lượng, sản sức chống chịu kém, giảm đa -Tăng khả năng mắc các bệnh di truyền, dạng vốn gen của loài di tật
32. Vì sao tự thụ phấn và giao phối gần dẫn đến thoái hóa giống nhưng người ta vẫn sử dụng trong chọn giống? Trong chọn giống, người ta dùng phương pháp này để củng cố và duy trì một số tính trạng mong muốn, tạo dòng thuần, thuận lợi cho sự đánh giá kiểu gen từng dòng, phát hiện các gen xấu để loại ra khỏi quần thể. 39
33. Tại sao Luật Hôn nhân và gia đình lại cấm không cho người có họ hàng gần (trong vòng 3 đời) kết hôn với nhau? Luật Hôn nhân và gia đình cấm những người có họ hàng gần lấy nhau nhằm tránh tác động của các gen lặn có hại. Vì khi giao phối gần thì các gen lặn gây hại có nhiều cơ hội trở về trạng thái đồng hợp tử nên tác động có hại sẽ biểu hiện ra kiểu hình. Con cháu của họ sẽ có sức sống kém, dễ mắc nhiều bệnh tật, thậm chí có thể bị chết non. 40
34. Hậu quả do hôn nhân cận huyết ở người Bệnh tan máu bẩm sinh Bệnh bạch tạng (Thalassemia) (Albinism) 41
35. Trẻ sinh ra không may bị tật nguyền hoặc thiểu năng trí tuệ không chỉ là sự thiệt thòi, nỗi đau về mặt thể xác và tâm lí của cá nhân người bị bệnh
36. Câu 1: Giao phối gần có vai trò: A. không làm biến đổi tần số kiểu gen nhưng làm biến đổi tần số alen của quần thể. B.B không làm biến đổi tần số alen nhưng làm biến đổi tần số kiểu gen của quần thể. C. không làm biến đổi tần số alen và tần số kiểu gen của quần thể. D. làm biến đổi tần số alen và tần số kiểu gen của quần thể. 43
37. Câu 2: Tất cả các alen của các gen trong quần thể tạo nên: A. kiểu gen của quần thể. B.B vốn gen của quần thể. C. kiểu hình của quần thể. D. thành phần kiểu gen của quần thể. 44
38. Câu 3: Một quần thể giao phối có tỉ lệ các kiểu gen là 0.3AA : 0.6Aa : 0.1aa. Tần số tương đối của alen A là: A. 0.3 B.B 0.6 C. 0.4 D. 0.5 45
39. Câu 4: Một quần thể khởi đầu có tần số kiểu gen dị hợp tử Aa là 0,4. Sau 2 thế hệ tự thụ phấn thì tần số kiểu gen dị hợp tử trong quần thể sẽ là bao nhiêu? A.A 0.1 B. 0.2 C. 0.3 D. 0.4 46
40. HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ 1- Một quần thể TTP tại thế hệ P: 0,5Aa : 0,5aa. Xác định cấu trúc di truyền ở thế hệ F1, F2, F3, Fn. 2- Cấu trúc di truyền của quần thể ngẫu phối có đặc điểm gì giống và khác so với quần thể TTP? *Gợi ý: + Quần thể TTP: - ĐHT: tăng - DHT: giảm - Tần số alen không thay đổi + Quần thể ngẫu phối như thế nào? (bài 17)