Cấu trúc di truyền của quần thể TỰ THỤ PHẤN khi có tác động của các nhân tố tiến hóa

Cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn khi có tác động của chọn lọc tự nhiên như: trong quần thể có một kiểu gen nào đó không có khả năng sinh sản hoặc không hình thành cơ thể trưởng thành (hạt không nảy mầm, trừng không nở),...

Giả sử quần thể ban đầu (P) có tỉ lệ các kiểu gen là dAA : hAa : raa .  Bây giờ ta tìm cấu trúc di truyền của quần thể tự thu phấn qua n thế hệ trong hai trường hợp thường gặp sau:

Trường hợp 1: Kiểu gen aa không có khả năng sinh sản:

Bước 1: Giả sử 3 kiểu gen AA, Aa và aa đều có khả năng sinh sản như nhau, ta xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ $F_{n-1}$: d'AA : h'Aa : r'aa.
Bước 2: Vì kiểu gen aa không có khả năng sinh sản cho nên ta có các kiểu tự thụ phấn là: (AA x AA) và (Aa x Aa), suy ra:

• $F_{n-1}$: d'(AA x AA) => $F_n$: d'AA.
• $F_{n-1}$: h'(Aa x Aa) => $F_n$: h'(1/4AA : 1/2Aa : 1/4aa).

Bước 3: Tính cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ $F_n$:

• AA = $\frac{d'+\frac{h'}{4}}{d'+h'}$
• Aa = $\frac{\frac{h'}{2}}{d'+h'}$
• aa = $\frac{\frac{h'}{4}}{d'+h'}$

Từ đó tính tần số alen A và a ở thế hệ Fn:

• A = $\frac{d'+\frac{h'}{2}}{d'+h'}$
• a = $\frac{\frac{h'}{2}}{d'+h'}$

Trường hợp 2: Kiểu gen aa không có khả năng sống (chết trong giai đoạn phôi, không nảy mầm hoặc trứng không nở):

Bước 1: Ta cũng giả sử 3 kiểu gen AA, Aa và aa đều có khả năng sống và khả năng sinh sản như nhau, ta xác định cấu trúc di truyền ở thế hệ $F_n$: xem thêm công thức quần thể tự phối
Bước 2: Vì kểu gen aa không hính thành cá thể trưởng thành (không sống sót) nên ta tính lại cấu trúc di truyền của quần thể Fn:

• AA = $\frac{d+\frac{h}{2}\left ( 1-\frac{1}{2^{n}} \right ) }{d+\frac{h}{2}\left ( 1-\frac{1}{2^{n}} \right ) + \frac{h}{2^n}}$ = $ \frac{d+\frac{h}{2}\left ( 1-\frac{1}{2^{n}} \right ) }{d+\frac{h}{2}\left ( 1+\frac{1}{2^{n}} \right )}$
• Aa =$ \frac{\frac{h}{2^n} }{d+\frac{h}{2}\left ( 1+\frac{1}{2^{n}} \right )}$

Từ đó tính tần số alen A và a như đã biết.

Bài tập tự luyện
Câu 1: Cho một quần thể gồm các cá thể có kiểu gen lần lượt là 100AA, 400Aa, 500aa. Giả sử chọn lọc tự nhiên đào thải kiểu hình lặn. Trong số các cá thể ở F1, tỉ lệ cá thể có kiểu hình đồng hợp của quần thể tự phối này là:
A. 2/5
B. 1/2
C. 1/5
D. 3/5
Câu 2: Một quần thể thực vật tự thụ phấn có tỉ lệ kiểu gen ở thế hệ P là 0,45AA : 0,30Aa : 0,25aa. Cho biết các cá thể có kiểu gen aa không có khả năng sinh sản. Tính theo lý thuyết, tỉ lệ kiểu gen thu được ở F1 là:
A. 0,36AA : 0,48Aa : 0,16aa
B. 0,525AA : 0,150Aa : 0,325aa
C. 0,7AA : 0,2Aa : 0,1aa
D. 0,36AA : 0,24Aa : 0,40aa
Câu 3: Ở một loài thực vật, xét một gen có hai alen A và a. Trong đó alen A có khả năng nảy mầm tốt, a làm hạt không nảy mầm được trên đất kiềm. Người ta đem gieo một số hạt có thành phần kiểu gen là: 0,4AA : 0,4Aa : 0,2aa trên đất nhiễm kiềm. Sau đó cho các cây tự thụ phấn thu được các hạt F1. Lại đem gieo các hạt F1 trên mảnh đất đó thì tỉ lệ số hạt nảy mầm là bao nhiêu?
A. 0,5
B. 0,8
C. 0,7
D. 0,875
Câu 4: Một quần thể tự thụ phấn có 16 cá thể có kiểu gen AA, 48 cá thể có kiểu gen Aa; Kiểu gen aa chết ở giai đoạn phôi. Tỉ lệ kiểu gen của các cá thể ở F3 là?
A. AA=37/43; Aa=6/43.
B. AA=1/4; 3/4Aa.
C. AA=37/64; Aa=3/32; aa=21/64.
D. AA=1/3; 2/3Aa.