Bài 16+17: Cấu trúc di truyền của quần thể

I. CÁC ĐẶC TRƯNG DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ

Quần thể: là một tập hợp các cá thể cùng loài, cùng sống trong một khoảng không gian và thời gian xác định, có khả năng sinh sản ra thế hệ sau hữu thụ. Theo di truyền học, quần thể được chia thành 2 loại: quần thể giao phối (ngẫu phối) và quần thể tự phối.

Mỗi quần thể được đặc trưng bởi vốn gen, bao gồm toàn bộ các alen của tất cả các gen có trong quần thể.

Cấu trúc di truyền của quần thể thể hiện thông qua:

• Tần số kiểu gen: là tỉ số cá thể có kiểu gen đang xét trên tổng số cá thể trong quần thể.
• Tần số alen: được tính bằng tỉ lệ giữa số alen được xét trên tổng số alen thuộc một locus có trong quần thể, hay bằng tỉ lệ phần trăm số giao tử mang alen được xét trong tổng số giao tử của quần thể.

II. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ TỰ THỤ PHẤN VÀ QUẦN THỂ GIAO PHỐI GẦN

Quần thể tự phối là các quần thể thực vật tự thụ phấn, động vật lưỡng tính tự thụ tinh hay giao phối gần, giao phối cận huyết. 

Quá trình tự phối làm cho cấu trúc di truyền của quần thể biến đổi theo hướng giảm dần tỉ lệ dị hợp tử và tăng dần tỉ lệ đồng hợp tử nhưng không làm thay đổi tần số tương đối của các alen.

1. Quần thể tự thụ phấn

• Ta có một quần thể cây đậu Hà Lan gồm toàn cây dị hợp tử (Aa). Thành phần kiểu gen của quần thể qua các thế hệ tự thụ phấn được thể hiện ở bảng dưới đây:

• Thành phần kiểu gen của quần thể cây tự thụ phấn qua các thế hệ sẽ thay đổi theo hướng tăng dần số kiểu gen đồng hợp tử và giảm dần số kiểu gen dị hợp tử.

2. Quần thể giao phối gần

• Đối với các loài động vật, hiện tượng các cá thể có cùng quan hệ huyết thống giao phối với nhau thì gọi là giao phối gần (cận huyết).
• Hiện tượng giao phối gần sẽ làm biến đổi cấu trúc di truyền của quần thể theo hướng tăng dần số kiểu gen đồng hợp tử và giảm dần số kiểu gen dị hợp tử.

III. CẤU TRÚC DI TRUYỀN CỦA QUẦN THỂ NGẪU PHỐI

1. Quần thể ngẫu phối

• Quần thể sinh vật được gọi là ngẫu phối khi các cá thể trong quần thể lựa chọn bạn tình để giao phối một cách hoàn toàn ngẫu nhiên. 
• Trong quần thể ngẫu phối, các cá thể có kiểu gen khác nhau kết đôi với nhau một cách ngẫu nhiên sẽ tạo nên một lượng biến dị di truyền rất lớn trong quần thể làm nguồn nguyên liệu cho tiến hóa và chọn giống.
• Quần thể ngẫu phối có thể duy trì tần số các kiểu gen khác nhau trong quần thể một cách không đổi trong những điều kiện nhất định, duy trì sự đa dạng của quần thể.
• Quần thể ngẫu phối có nhiều alen khác nhau, có nhiều biến dị tổ hợp cung cấp nguồn nguyên liệu cho tiến hóa.

2. Trạng thái cân bằng di truyền của quần thể

Nội dung định luật Hacđi - Vanbec: Ở những điều kiện nhất định thì trong lòng quần thể giao phối, thành phần kiểu gen và tần số tương đối các alen của mỗi gen có khuynh hướng duy trì không đổi qua các thế hệ (đạt trạng thái cân bằng).

Cấu trúc di truyền của quần thể: \(p^2AA+2pqAa+q^2aa=1.\)

Điều kiện nghiệm đúng của định luật:

• Phải là quần thể giao phối tự do.
• Số lượng cá thể trong quần thể phải lớn.
• Các giao tử đều có sức sống và khả năng thụ tinh như nhau.
• Không xảy ra đột biến, không chọn lọc tự nhiên, không biến động di truyền và di nhập gen.

Ý nghĩa: Định luật không chỉ giải thích về sự ổn định qua thời gian của những quần thể trong tự nhiên mà còn cho phép xác định được tần số tương đối của các alen, các kiểu gen trong quần thể, có ý nghĩa đối với y học và chọn giống.

1. Mỗi một quần thể sinh vật thường có một vốn gen đặc trưng.

2. Quần thể sinh sản bằng cách tự thụ phấn hoặc giao phối gần sẽ có cấu trúc di truyền với tỉ lệ kiểu gen đồng hợp tử ngày một tăng và tỉ lệ kiểu gen dị hợp tử ngày một giảm.

3. Quần thể ngẫu phối tạo ra nhiều biến dị tổ hợp, do vậy duy trì được sự đa dạng di truyền của quần thể, tạo nguồn nguyên liệu cho quá trình tiến hóa.

4. Một quần thể lớn, ngẫu phối nếu không có các yếu tố làm thay đổi tần số alen thì thành phần kiểu gen của quần thể sẽ ở trạng thái cân bằng và được duy trì không đổi từ thế hệ này sang thế hệ khác.