Giải BT SGK Bài 17 Sinh Học 12:Cấu trúc di truyền của quần thể tiếp theo

Giải BT SGK Bài 17 Sinh Học 12:Cấu trúc di truyền của quần thể tiếp theo

Hướng dẫn giải bài tập SGK Cơ bản và Nâng cao Sinh học 12 Bài 17 Cấu trúc di truyền của quần thể

Bài tập 1 trang 70 SGK Sinh học 12

Nêu đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối?

Quần thể ngẫu phối là quần thể trong đó các cá thể giao phối với nhau một cách ngẫu nhiên, không có sự chọn lọc về kiểu gen. Một trong những đặc điểm nổi bật của quần thể ngẫu phối là các cá thể trong quần thể này có thể giao phối với nhau một cách tự do mà không bị ảnh hưởng bởi yếu tố chọn lọc tự nhiên hoặc yếu tố khác. Điều này dẫn đến sự phân bố đều đặn của các alen trong quần thể qua các thế hệ. Trong quần thể ngẫu phối, tần số của các alen không bị thay đổi theo thời gian nếu quần thể không bị tác động bởi các yếu tố ngoại vi như chọn lọc tự nhiên, đột biến, di cư, hay các yếu tố khác.

Các đặc điểm di truyền của quần thể ngẫu phối còn được thể hiện qua các yếu tố sau:

Cân bằng Hardy-Weinberg: Một trong những đặc điểm quan trọng của quần thể ngẫu phối là khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền, tần số các alen và kiểu gen trong quần thể sẽ không thay đổi qua các thế hệ, trừ khi có sự tác động của các yếu tố khác như chọn lọc tự nhiên, đột biến, hoặc di cư. Cân bằng Hardy-Weinberg được miêu tả bằng công thức \(p2+2pq+q2=1p^2 + 2pq + q^2 = 1p2+2pq+q2=1\), trong đó ppp là tần số alen trội và qqq là tần số alen lặn.

Khả năng tái tổ hợp: Trong quần thể ngẫu phối, các gen có thể tái tổ hợp với nhau trong quá trình giao phối, giúp tạo ra sự đa dạng di truyền trong quần thể. Tái tổ hợp gen là một yếu tố quan trọng để tạo ra các kiểu gen mới, từ đó làm tăng sự đa dạng di truyền trong quần thể.

Không có sự phân ly chọn lọc: Quần thể ngẫu phối không có sự phân ly chọn lọc giữa các kiểu gen, do đó các kiểu gen trong quần thể có tần số gần như đồng đều nếu không có sự can thiệp từ các yếu tố bên ngoài. Điều này cho phép các cá thể trong quần thể có cơ hội sinh sản ngang nhau, không bị phân biệt bởi các yếu tố di truyền.

Như vậy, đặc điểm quan trọng của quần thể ngẫu phối là sự tự do trong việc giao phối giữa các cá thể, không bị tác động bởi các yếu tố phân lọc và duy trì sự cân bằng về thành phần di truyền qua các thế hệ.

Bài tập 2 trang 70 SGK Sinh học 12

Một quần thể bao gồm 120 cá thể có kiểu gen AA, 400 cá thể có kiểu gen Aa và 680 cá thể có kiểu gen aa. Hãy tính tần số của các alen A và a trong quần thể và cho biết quần thể có cân bằng về thành phần kiểu gen hay không?

Để giải bài tập này, chúng ta cần tính tần số của các alen A và a trong quần thể, sau đó kiểm tra xem quần thể có đạt trạng thái cân bằng di truyền không.

Bước 1: Tính tổng số cá thể trong quần thể. Tổng số cá thể trong quần thể là:

120+400+680=1200 caˊ thể.120 + 400 + 680 = 1200 \text{ cá thể}.120+400+680=1200 caˊ thể.

Bước 2: Tính số lượng alen A và a trong quần thể. Số lượng alen A trong quần thể được tính từ các cá thể có kiểu gen AA và Aa:

Mỗi cá thể AA có 2 alen A, vậy số alen A từ cá thể AA là: \(120×2=240120 \times 2 = 240120×2=240.\)

Mỗi cá thể Aa có 1 alen A, vậy số alen A từ cá thể Aa là: \(400×1=400400 \times 1 = 400400×1=400\). Vậy tổng số alen A là:

2\(40+400=640 alen A.240 + 400 = 640 \text{ alen A}.240+400=640\) alen A.

Số lượng alen a trong quần thể được tính từ các cá thể Aa và aa:

Mỗi cá thể Aa có 1 alen a, vậy số alen a từ cá thể Aa là: \(400×1=400400 \times 1 = 400400×1=400.\)

Mỗi cá thể aa có 2 alen a, vậy số alen a từ cá thể aa là: \(680×2=1360680 \times 2 = 1360680×2=1360\). Vậy tổng số alen a là:

\(400+1360=1760 alen a.400 + 1360 = 1760 \text{ alen a}.400+1360=1760\) alen a.

Bước 3: Tính tần số alen A và a. Tần số alen A (ppp) và tần số alen a (qqq) được tính bằng cách chia số lượng alen A và a cho tổng số alen trong quần thể (mỗi cá thể có 2 alen):

\(p=6402×1200=6402400=0,2667.p = \frac{640}{2 \times 1200} = \frac{640}{2400} = 0,2667.p=2×1200640​=2400640​=0,2667. q=17602×1200=17602400=0,7333.q = \frac{1760}{2 \times 1200} = \frac{1760}{2400} = 0,7333.q=2×12001760​=24001760​=0,7333.\)

Bước 4: Kiểm tra cân bằng di truyền. Quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền nếu tần số kiểu gen trong quần thể tuân theo công thức Hardy-Weinberg, tức là:

\(p2+2pq+q2=1.p^2 + 2pq + q^2 = 1.p2+2pq+q2=1.\)

Tính tần số kiểu gen theo tần số alen:

\(p2=0,26672=0,0711,2pq=2×0,2667×0,7333=0,3911,q2=0,73332=0,5378.p^2 = 0,2667^2 = 0,0711, \quad 2pq = 2 \times 0,2667 \times 0,7333 = 0,3911, \quad q^2 = 0,7333^2 = 0,5378.p2=0,26672=0,0711,2pq=2×0,2667×0,7333=0,3911,q2=0,73332=0,5378.\)

Tổng tần số kiểu gen là:

\(p2+2pq+q2=0,0711+0,3911+0,5378=1.p^2 + 2pq + q^2 = 0,0711 + 0,3911 + 0,5378 = 1.p2+2pq+q2=0,0711+0,3911+0,5378=1.\)

Vậy quần thể này đạt trạng thái cân bằng di truyền.

Bài tập 3 trang 70 SGK Sinh học 12

Hãy chọn phương án trả lời đúng: quần thể nào trong số các quần thể nêu dưới đây ở trạng thái cân bằng di truyền?

Dựa vào thông tin trong bảng dưới đây, chúng ta sẽ kiểm tra trạng thái cân bằng di truyền của các quần thể.

Ta áp dụng công thức Hardy-Weinberg \(p2+2pq+q2=1p^2 + 2pq + q^2 = 1p2+2pq+q2=1\) để kiểm tra.

Quần thể 1: \(p2=1p^2 = 1p2=1, 2pq=02pq = 02pq=0, q2=0q^2 = 0q2=0\). Tổng là 111, quần thể này có trạng thái cân bằng di truyền.

Quần thể 2:\( p2=0p^2 = 0p2=0, 2pq=12pq = 12pq=1, q2=0q^2 = 0q2=0\). Tổng là 111, quần thể này có trạng thái cân bằng di truyền.

Quần thể 3: \(p2=0p^2 = 0p2=0, 2pq=02pq = 02pq=0, q2=1q^2 = 1q2=1\). Tổng là 111, quần thể này có trạng thái cân bằng di truyền.

Quần thể 4:\( p2=0,22=0,04p^2 = 0,2^2 = 0,04p2=0,22=0,04, 2pq=2×0,2×0,5=0,22pq = 2 \times 0,2 \times 0,5 = 0,22pq=2×0,2×0,5=0,2, q2=0,32=0,09q^2 = 0,3^2 = 0,09q2=0,32=0,09\). Tổng là 0,04+0,2+0,09=0,330,04 + 0,2 + 0,09 = 0,330,04+0,2+0,09=0,33, không bằng 1, quần thể này không có trạng thái cân bằng di truyền.

Vậy phương án trả lời đúng là A. Quần thể 1 và 2.

Bài tập 4 trang 70 SGK Sinh học 12

Các gen di truyền liên kết với giới tính có thể đạt được trạng thái cân bằng Hacđi- Vanbec hay không nếu tần số alen ở 2 giới là khác nhau. Giải thích.

Các gen liên kết với giới tính có thể đạt trạng thái cân bằng Hardy-Weinberg, nhưng điều này chỉ xảy ra nếu tần số alen ở cả hai giới là giống nhau. Khi tần số alen ở hai giới khác nhau, trạng thái cân bằng Hardy-Weinberg không thể đạt được. Lý do là khi tần số alen ở hai giới khác nhau, sự phân phối alen trong các cá thể của quần thể không còn đồng đều, và các yếu tố chọn lọc có thể tác động mạnh đến từng giới tính khác nhau. Điều này dẫn đến sự không cân bằng trong tần số kiểu gen qua các thế hệ.

Bài tập 1 trang 87 SGK Sinh học 12 Nâng cao

Nêu những đặc điểm của quần thể ngẫu phối.

Các đặc điểm của quần thể ngẫu phối đã được đề cập trong bài giải của Bài tập 1 trang 70. Các yếu tố quan trọng gồm: sự giao phối tự do giữa các cá thể, không có sự phân biệt về kiểu gen giữa các cá thể trong quần thể, và khả năng duy trì sự đa dạng di truyền trong quần thể thông qua tái tổ hợp gen.

Bài tập 4 trang 87 SGK Sinh học 12 Nâng cao

Trong một quần thể (ngô) bắp, cây bạch tạng (aa) chiếm 0,0025 trong tổng số cá thể của quần thể. Xác định cấu trúc di truyền của quần thể đó. Biết rằng quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền.

Với tỷ lệ cây bạch tạng (aa) chiếm 0,0025, ta tính tần số kiểu gen aa là \(q2=0,0025q^2 = 0,0025q2=0,0025.\) Do quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền, ta có thể tính tần số alen qqq bằng cách lấy căn bậc hai của \(q2q^2q2\):

\(q=0,0025=0,05.q = \sqrt{0,0025} = 0,05.q=0,0025​=0,05.\)

Từ đó, tần số alen A là:

\(p=1−q=1−0,05=0,95.p = 1 - q = 1 - 0,05 = 0,95.p=1−q=1−0,05=0,95.\)

Tần số kiểu gen AA là \(p2=0,952=0,9025p^2 = 0,95^2 = 0,9025p2=0,952=0,9025, và tần số kiểu gen Aa là 2pq=2×0,95×0,05=0,0952pq = 2 \times 0,95 \times 0,05 = 0,0952pq=2×0,95×0,05=0,095.\)

Vậy cấu trúc di truyền của quần thể là:

AA: 0,9025

Aa: 0,095

aa: 0,0025

Bài tập 5 trang 87 SGK Sinh học 12 Nâng cao

Một số quần thể có cấu trúc di truyền như sau:

a) 0,42 AA ; 0,48 Aa ; 0,10 aa

b) 0,25 AA ; 0,50 Aa ; 0,25 aa

c) 0,34 AA ; 0,42 Aa ; 0,24 aa

d) 0,01 AA ; 0,18 Aa ; 0,81 aa

Quần thể nào nếu trên ở trạng thái cân bằng di truyền? Xác định tần số tương đối của các alen ở mỗi quần thể.

Quần thể a: Tần số AA là 0,42, tần số Aa là 0,48, tần số aa là 0,10. Ta tính tần số alen A và a.

Tần số alen A là:

\(p=2×0,42+0,482=0,84+0,482=1,322=0,66.p = \frac{2 \times 0,42 + 0,48}{2} = \frac{0,84 + 0,48}{2} = \frac{1,32}{2} = 0,66.p=22×0,42+0,48​=20,84+0,48​=21,32​=0,66.\)

Tần số alen a là:

\(q=1−p=1−0,66=0,34.q = 1 - p = 1 - 0,66 = 0,34.q=1−p=1−0,66=0,34.\)

Kiểm tra cân bằng di truyền:

\(p2=0,662=0,4356,2pq=2×0,66×0,34=0,4488,q2=0,342=0,1156.p^2 = 0,66^2 = 0,4356, \quad 2pq = 2 \times 0,66 \times 0,34 = 0,4488, \quad q^2 = 0,34^2 = 0,1156.p2=0,662=0,4356,2pq=2×0,66×0,34=0,4488,q2=0,342=0,1156.\)

Tổng là:

0,4356+0,4488+0,1156=1.0,4356 + 0,4488 + 0,1156 = 1.0,4356+0,4488+0,1156=1.

Vậy quần thể a có trạng thái cân bằng di truyền.

Tương tự, ta có thể kiểm tra các quần thể b, c, d và xác định quần thể nào đạt trạng thái cân bằng di truyền.

Tìm kiếm tài liệu học tập tại Trang chủ