Tính cân bằng của quần thể khi gen liên kết giới tính, gen đa alen, di nhập gen

1. Gen trên NST giới tính X, không có alen tương ứng trên Y

Khi quần thể cân bằng di truyền

- Xét từng giới:

+ Giới cái (2 alen trên NST X): p2XA XA + 2pq XA Xa + q2 Xa Xa =1

+ Giới đực (1 alen trên NST X): p XAY + qXaY = 1

- Nếu tỉ lệ đực cái là 1: 1 và quần thể cân bằng → tần số alen của giới đực = tần số alen của giới cái → Cấu trúc di truyền của quần thể chung là:

$\frac{{{p^2}}}{2}{X^A}{X^A} + \frac{{2pq}}{2}{X^A}{X^a} + \frac{{{q^2}}}{2}{X^a}{X^a} + \frac{p}{2}{X^A}Y + \frac{q}{2}{X^a}Y = 1$

- Tần số chung của alen trong quần thể ở cả giới cái và đực là:

pA = pA♂ + pA♀ = (p♂ + 2p♀)/3 → qa = 1 - pA

+ Nếu giá trị pA♂ = pA♀ → quần thể đạt trạng thái cân bằng hoặc cân bằng sau một thế hệ ngẫu phối.

+ Nếu pA♂ # pA♀ → thì quần thể sẽ không đạt trạng thái cân bằng ngay ở  thế hệ thứ nhất, thứ hai mà phải qua nhiều thế hệ ngẫu phối mới đạt trạng thái cân bằng.

2. Trường hợp gen đa alen:

Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể:

  • Gen có 2 alen: (p + q)2 = p2 + 2pq + q2 =1
  • Gen có 3 alen: (p + q + r)2 = p2 + q2 + r2 + 2pq + 2qr + 2pr=1
  • Tương tự với các gen có nhiều alen.

Ví dụ: Quần thể Người: (1 gen có 3 alen – Người có 4 nhóm máu: A, B, AB, O )

 Gọi : p(IA); q(IB), r(IO) lần lượt là tần số tương đối các alen IA, IB, IO .  Ta có : p + q + r  =  1

Nhóm máu

A

B

AB

O

Kiểu gen

 IAIA+IAIO

IBIB+IBIO

IAIB

IOIO

Tần số kiểu gen

 p2+2pr

q2+2pr

2pq

r2

3. Trường hợp có tác động của các nhân tố tiến hóa

a) Chọn lọc tự nhiên: Gen lặn gây chết hoặc không có khả năng sinh sản.

Đối với quần thể tự thụ phấn có gen gây chết (hoặc không có khả năng sinh sản) phải xác định lại cấu trúc di truyền của quần thể sau khi có chọn lọc.

quần thể ngẫu phối sau k thế hệ:

$\text{Tần số alen a:}$ $q = \frac{{{q_o}}}{{1 + k{q_o}}}$

$\text{Tần số alen A:}$ $p = 1 - q$

b) Di nhập gen

Phương pháp chung:

- Trước hết ta xác định tần số alen và thành phần KG của quần thể ban đầu.

- Xác định tần số alen và thành phần KG của nhóm cá thể (hoặc quần thể) di cư đến.

- Xác định tần số alen và thành phần KG chung.

Tổng quát chung là: Ta nhập 2 quần thể (hay 2 nhóm cá thể) lại thành 1 quần thể chung, sau đó xác định tần số alen và thành phần KG của QT mới.

-Nếu gọi:

  • q0: tần số alen trước khi có di nhập.
  • qm: tần số alen trong bộ phận di nhập (hoặc của QT di nhập).
  • q’: tần số alen sau khi di nhập.
  • m: tỷ lệ số cá thể nhập cư so với tổng số cá thể sau nhập cư của QT.

Thì: q = q0 - m(q0-qm)

Hoặc: q’ = (q0  + M qm) / (1+M) với M là tỷ lệ số cá thể nhập cư so với QT ban đầu.

Hoặc: phỗn = p nhận + m(pcho – p nhận)/(1+m).

c) Đột biến

Với một gen có 2 alen, sự thay đổi tần số alen phụ thuộc cả vào tần số đột biến thuận (u) và tần số đột biến nghịch (v):

∆p = vq-up;   ∆q = up – vq

Tần số đột biến thuận (u) không thay đổi qua các thể hệ.

  • Tần số đột biến gen A thành a sau mỗi thế hệ là u.
  • Sau 1 thế hệ, tần số alen A: p(A)1= p(A) - p(A).u
  • Sau 2 thế hệ: F2:       p(A)2= p(A)1 – p(A)1.u = p(A)(1- u)2
  • Sau n thế hệ: Fn:       p(A)n= p(A)n-1 – p(A)n-1.u = p(A)(1- u)n

Luyện bài tập vận dụng tại đây!