Trạng thái cân bằng của quần thể giao phối

1. Định luậtHardy-weinberg Năm 1908, nhà toán học người Anh G.N. Hardy và một bác sĩ người Đức là W. Weinberg đã độc lập nghiên cứu, đồng thời phát hiện ra quy luật phân bố các kiểu gen và kiểu hình trong quầnthể giao phối. Nội dung định luật chỉ ra rằng, trongnhững điều kiện nhất định, thì trong lòng một quần thể giao phối tần số tương đối của các alen ở mỗi gen có khuynh hướng duy trì không đổi từ thế hệ nay sang thế hệ khác. Ví dụ trong trường hợp đơn giản, gen A có...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Trạng thái cân bằng của quần thể giao phốiTrạng thái cân bằng của quần thể giao phối1. Định luậtHardy-weinbergNăm 1908, nhà toán học người Anh G.N. Hardy và một bác sĩ người Đức làW. Weinberg đã độc lập nghiên cứu, đồng thời phát hiện ra quy luật phân bốcác kiểu gen và kiểu hình trong quầnthể giao phối.Nội dung định luật chỉ ra rằng, trongnhững điều kiện nhất định, thì trong lòngmột quần thể giao phối tần số tương đối của các alen ở mỗi gen có khuynhhướng duy trì không đổi từ thế hệ nay sang thế hệ khác.Ví dụ trong trường hợp đơn giản, gen A có 2 alen là A và a, thì trong quầnthể có 3 kiểu trên AA, Aa, aa. Giả sử các kiểu gen trong quần thể ở thế hệxuất phát là:0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa = 1 thì tần số tương đối củaalen A là: và tần sốtươngđốicủaalen a là: 0,04 + 0,32/2 = 0,2Tần số của A so với a ở thế hệ xuất phát là: 0,64 + 0,32/2 = 0,8A/a = 0,8/0,2. Tỷ lệ này có nghĩa là trong số các giao tử đực cũng như giao tửcái, số giao tử mang alen A chiếm 80%, còn sốgiao tử mang alen a chiếm20%. Khi tổ hợp tử do các loại giao tử này tạo ra thế hệ tiếptheo như sau: ♂ 0,8A 0,2a ♀ 0,8A 0,64AA 0,16Aa 0,2a 0,16Aa 0,04aaTần số tương đối các kiểu gen ở thế hệ này là: 0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa = 1và tần sốtương đối các alen: A/a = 0,8/0,2Trong các thế hệ tiếp theo tần số đó vẫn không thay đổi.Tổng quát: Nếu một gen A có 2 alen: A với tần số p; a với tần số q thì ta cócông thức: P2AA + 2pqAa + q2 aa = 1 .Lưuý rằng: p2 + 2pq + q2 = (p + q)2 = 1 => p + q = 1 => q = (1 - p)Do đó sự phân bố các kiểu trên còn có thể diễnđạt bằng: [pA + (1 - p) a]2 = 1Nếu gen A có số alen nhiều hơn 2, ví dụ: a1, a2, a3... với các tần số tươngứng p,q, r,... thì sự phân bố các kiểu trên trong quần thể sẽ tương ứng với sự triểnkhai biểu thức(p + q + r +...)2 =1.Định luật Hardy-weinberg chỉ áp dụng cho quần thể giao phối và chỉnghiệm đúng trongnhững điều kiện sau:- Có sự giao phối tự do, nghĩa là cá cá thể có kiểu gen và kiểu hình khác nhautrong quần thể đều giao phối được với nhau, với xác suất ngang nhau. Đây làđiều kiện cơ bản nhất.- Quần thể phảicó số lượng cá thể đủ lớn.- Các loại giao tử mang alen trội, lặn được hình thành qua giảm phân với tỷ lệngang nhau, có sức sống nhưnhau, tham gia vào thụ tinh vớixác suất ngangnhau.- Các cơ thể đồng hợp và dị hợp có sức sống ngang nhau, được truyền gencho các thếhệsau ngang nhau.- Không có áp lựccủaquá trình đột biến và quá trình chọn lọctự nhiên hoặc áplực đó là không đángkể.- Quần thể đượccách ly với các quần thể khác,không có sự trao đổi gen.2. Ý nghĩa địnhluậtHardy-weinbergVề thực tiễn, dựa vào công thức Hardy-weinberg có thể từ tỷ lệ kiểu hình suyra tỷ lệ kiểu gen và tần số tương đối các alen, ngược lại, từ tần số tương đốicủa alen đãbiết có thể dự tính tỷ lệ các kiểugen và kiểu hình. Nắm được kiểugen của một số quần thể có thể dự đoán tác hại của các đột biến gây chết, độtbiến có hại, hoặc khả năng gặp những đồnghợptử mang đột biếncó lợi.Về lý luận, định luật Hardy-weinberg giải thích vì sao trong tự nhiên cónhững quần thể đứng vững trạng thái ổn định trong thời gian dài. Trong tiếnhoá, sự duy trì,kiên định những đặc điểm đạt được có ý nghĩa quan trọng chứkhông phải chỉ có sự phát sinh các đặc điểm mới mới có ý nghĩa. ♂ 0,8A 0,2a ♀ 0,8A 0,64AA 0,16Aa 0,2a 0,16Aa 0,04aa