Các dạng bài tập Di truyền quần thể và tiến hóa hay, (có lời giải)

Nhằm mục đích giúp học sinh biết cách giải các dạng bài tập môn Sinh học để chuẩn bị cho kì thi Tốt nghiệp THPT năm 2022, VietJack biên soạn Các dạng bài tập Di truyền quần thể và tiến hóa hay, có lời giải. Hi vọng với loạt bài này học sinh sẽ có thêm tài liệu ôn tập và đạt kết quả cao trong kì thi Tốt nghiệp THPT môn Sinh học.

1. Bài tập về di truyền quần thể khi có tác động của nhân tố tiến hóa

Bài 1: Xét một gen có 2 alen A và alen a. Một quần thể sóc gồm 180 cá thể trưởng thành sống ở một vườn thực vật có tần số alen A là 0,9. Một quần thể sóc khác sống ở một khu rừng bên cạnh có tần số alen này là 0,5. Do thời tiết mùa đông khắc nghiệt đột ngột 60 con sóc trưởng thành từ quần thể rừng di cư sang quần thể vườn thực vật để tìm thức ăn và hòa nhập vào quần thể sóc trong vườn thực vật.

a) Tính tần số alen A và alen a của quần thể sóc sau sự di cư được mong đợi là bao nhiêu?

b) Ở quần thể sóc vườn thực vật sau sự di cư, giả sử tần số đột biến thuận (A => a) gấp 5 lần tần số đột biến nghịch (a => A). Biết tần số đột biến nghịch là 10^-5. Tính tần số của mỗi alen sau một thế hệ tiếp theo của quần thể sóc này.

c) Giả sử tần số alen (a) của quần thể sóc sống trong rừng là 0,2575 và 0,5625 ở quần thể hỗn hợp (sau nhập cư), cho biết tốc độ nhập cư là 0,1. Tính tần số của alen (a) ở quần thể sóc ở vườn thực vật ban đầu?

Hướng dẫn giải

a) Ở quần thể vườn thực vật số cá thể sóc mang alen A là:

  180 x 0,9 = 162 cá thể

Ở quần thể rừng số cá thể sóc mang alen A di cư sang quần thể vườn thực vật là: 0,5 x 60 = 30 cá thể.

Vậy tổng cá thể mang alen A của quần thể sóc trong vườn thực vật sau sự di cư là:162 + 30 = 192 cá thể.

Tổng số cá thể sóc trong vườn thực vật: 180 + 60 = 240 cá thể.

=> Tần số alen A , tần số alen a = 1 - 0,8 = 0,2.

b) p_A = vp - up = (10^-5 x 0,2) - (5.10^-5 x 0,8) = -3,8.10^-5 

 q_a = up - vp = (5.10^-5 x 0,8) - (10^-5 x 0,2) = 3,8.10^-5

Vậy tần số của alen A và alen a sau 1 thế hệ là:

 p_A = 0,8 - 3,8.10-5

 q_a = 0,2 + 3,8.10-5

c) m = 0,1; q_m = 0,2575; q = 0,5625.

Ta có phương trình:

 

Vậy tần số alen (a) là: 0,5964

Bài 2: Trong một quần thể lúa có tần số cây bị bệnh bạch tạng là 100/40000. Biết quần thể đang ở trạng thái cân bằng di truyền.

a) Hãy tính tần số alen và xác định cấu trúc di truyền của quần thể?

b) Nếu tiến hành tự thụ phấn bắt buộc qua 4 thế hệ thì cấu trúc di truyền của quần thể sẽ như thế nào?

Hướng dẫn giải

a) Gọi p là tần số của alen A, q là tần số alen a

Theo bài ra ta có: q² = 100 / 40000 = 0,0025   

           

Cấu trúc di truyền của quần thể đã cho là:

    0,952AA + 2 x 0,95 x 0,05Aa + 0,052aa = 1

    <=> 0,9025AA + 0,095Aa + 0,0025aa = 1

b) Quần thể tự thụ phấn bắt buộc qua 4 thế hệ thì:

Thể Aa  

Thể AA  

Thể aa  

- Cấu trúc di truyền của quần thể là:

0,94705AA + 0,0059Aa + 0,04705aa = 1 

Bài 3: Thế hệ xuất phát của một quần thể ngẫu phối có 0,5AA : 0,4Aa : 0,1aa. Giả sử kiểu hình lặn (aa) không có khả năng sinh sản. Ở thế hệ F₃, lấy ngẫu nhiên 2 cá thể, xác suất để thu được 1 cá thể có kiểu gen dị hợp là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định tỉ lệ của kiểu gen Aa ở thế hệ F₃.

- Ở thế hệ xuất phát có tần số a  

- Ở thế hệ F₃, tần số a  

=> Tần số A = 1 - 0,16 = 0,84 .

- Tỉ lệ kiểu gen ở F₃ = (0,84)2 AA + 2.0,84.0,16Aa + (0,16)2aa = 1 .

=> Kiểu gen dị hợp (Aa) chiếm tỉ lệ = 2 x 0,84 x 0,16 = 0,27 

Bước 2: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Ở thế hệ F₃, lấy ngẫu nhiên 2 cá thể, xác suất để thu được 1 cá thể có kiểu gen

2. Bài tập về quần thể ngẫu phối

Bài 1: Một quần thể đang cân bằng di truyền có số cá thể mang kiểu gen dị hợp bằng 8 lần số cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn. Lấy ngẫu nhiên 5 cá thể, xác suất để thu được 3 cá thể mang gen a là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền của quần thể.

- Khi quần thể cân bằng thì cấu trúc di truyền là

Số cá thể mang kiểu gen dị hợp có tỉ lệ là 2pq Aa;

Số cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn là q² aa

- Theo bài ra ta có: 2pq = 8q² => p = 4q.

Mà p + q = 1 nên =>  

- Cấu trúc di truyền của quần thể là:

0,64AA + 0,32Aa + 0,04aa = 1.

Bước 2: Tìm tỉ lệ của cá thể mang gen a.

- Cá thể mang gen a gồm có 0,32Aa + 0,04aa = 0,36

- Cá thể không mang gen a có tỉ lệ 1 – 0,36 = 0,64.

Bước 3: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Lấy ngẫu nhiên 5 cá thể, xác suất để thu được 3 cá thể mang gen a là

 

Bài 2: Ở một loài thực vật, gen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy định thân thấp; Gen B quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen b quy định hoa trắng; hai cặp alen này nằm trên 2 cặp NST khác nhau. Ở một quần thể đang cân bằng về di truyền có tần số A = 0,6; a = 0,4 và tần số B = 0,7; b = 0,3. Lấy ngẫu nhiên 3 cá thể kiểu hình thân cao, hoa đỏ. Xác suất để thu được 1 cá thể thuần chủng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền của quần thể

- Cấu trúc di truyền của gen A là

(0,6)2AA + 2.(0,6).(0,4)Aa + (0,4)2aa = 1 

=> 0,36AA + 0,48Aa + 0,16aa = 1

- Cấu trúc di truyền của gen B là

(0,7)2BB + 2.(0,7).(0,3)Bb + (0,3)2bb = 1 

   => 0,49BB + 0,42Bb + 0,09bb = 1

Bước 2: Tìm tỉ lệ của kiểu gen thuần chủng trong số các cá thể có thân cao, hoa đỏ của quần thể

- Cây thân cao, hoa đỏ có kí hiệu kiểu gen là A-B- có tỉ lệ = tích (A-) nhân với tích (B-).

Mà kiểu hình A- có tỉ lệ = 1 – aa = 1- 0,16 = 0,84.

Kiểu hình B- có tỉ lệ = 1 – bb = 1 – 0,09 = 0,91.

=> Kiểu hình thân cao, hoa đỏ (A-B-) có tỉ lệ = 0,84 x 0,91 = 0,7644.

- Cây thân cao, hoa đỏ thuần chủng có kiểu gen AABB nên có tỉ lệ

 = 0,36AA x 0,49BB = 0,1764.

- Trong số các cây thân cao, hoa đỏ thì cây thuần chủng chiếm tỉ lệ

  .

Cây không thuần chủng chiếm tỉ lệ = 1 – 0,23 = 0,67.

Bước 3: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Lấy ngẫu nhiên 3 cá thể có kiểu hình thân cao, hoa đỏ, xác suất để thu được 1 cá thể thuần chủng là  .

Bài 3: Cho biết tính trạng màu hoa do 2 cặp gen Aa và Bb nằm trên 2 cặp NST tương tác theo kiểu bổ sung. Khi trong kiểu gen có cả A và B thì có hoa đỏ; Khi chỉ có một gen trội A hoặc B thì hoa vàng; Kiểu gen đồng hợp lặn có hoa trắng. Một quần thể đang cân bằng di truyền có tần số A là 0,5 và tỉ lệ cây hoa trắng là 12,25%. Lấy ngẫu nhiên 3 cây trong quần thể, xác suất để thu được 2 cây hoa vàng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền của quần thể đạt cân bằng di truyền.

Gọi tần số của alen b là x.

- Cây hoa trắng có kiểu gen aabb chiếm tỉ lệ

= 12,25% = 0,1225

Vì quần thể đang cân bằng di truyền nên kiểu gen aabb có tỉ lệ

  = aa x bb 

  = (0,5)2.x2 = 0,25.x2 = 0,1225 

 

Vậy tần số alen b = 0,7 => Tần số alen B = 0,3.

Cấu trúc di truyền theo gen A là:

0,25AA + 0,5Aa + 0,25aa = 1.

Cấu trúc di truyền theo gen B là:

0,09BB + 0,42Bb + 0,49bb = 1.

Bước 2: Tìm tỉ lệ của loại kiểu hình hoa vàng.

Kiểu hình hoa vàng có kí hiệu là aaB- và A-bb.

- Tỉ lệ của aaB- = 0,25aa x (1 - 0,49bb) = 0,25 x 0,51 = 0,1275 .

- Tỉ lệ của A-bb = (1 - 0,25aa) x 0,49bb = 0,75 x 0,49 = 0,3675.

=> Kiểu hình hoa vàng có tỉ lệ = 0,1275 + 0,3675 = 0,495.

Các cá thể không có kiểu hình hoa vàng có tỉ lệ

= 1 – 0,495 = 0,505.

Bước 3: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Lấy ngẫu nhiên 3 cây trong quần thể, xác suất để thu được 2 cây hoa vàng là

 

Bài 4: Ở một loài thú vật, gen A nằm trên NST thường quy định lông đỏ trội hoàn toàn so với gen a quy định lông trắng. Thế hệ xuất phát của một quần thể ngẫu phối có 200 con đực mang kiểu gen AA, 200 con cái mang kiểu gen Aa, 100 con cái mang kiểu gen aa. Khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền, lấy ngẫu nhiên 1 cá thể lông đỏ, xác suất để thu được cá thể thuần chủng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Tìm tần số alen của quần thể

- Tần số alen của mỗi giới:

+ Ở giới đực chỉ có 200 cá thể AA (100% AA)

=> Tần số A = 1

+ Ở giới cái có 200 cá thể Aa và 100 cá thể aa

=> Tần số  

- Tần số alen khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền bằng trung bình cộng tần số alen của hai giới.

Tần số Tần số

Bước 2: Xác định cấu trúc di truyền khi quần thể đạt cân bằng di truyền.

Tỉ lệ kiểu gen khi quần thể đạt trạng thái cân bằng di truyền:

Bước 3: Tìm tỉ lệ kiểu gen thuần chủng trong số các cá thể lông đỏ

- Khi quần thể cân bằng di truyền, cá thể lông đỏ gồm có  

=> Cá thể thuần chủng chiếm tỉ lệ

Bước 4: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Khi quần thể đạt trạng thái cân băng di truyền, lấy ngẫu nhiên 1 cá thể lông đỏ, xác suất để thu được cá thể thuần chủng là  

Bài 5: Ở một quần thể thực vật đang cân bằng di truyền, alen A quy định thân cao trội hoàn toàn so với alen a quy định thân thấp; alen B quy định hoa đỏ trội hoàn toàn so với alen b quy định hoa trắng. Các gen này phân li độc lập. Sau một số thế hệ ngẫu phối, thu được F₁ có 27% cây thân cao, hoa đỏ; 9% cây thân cao, hoa trắng; 48% cây thân thấp, hoa đỏ; 16% cây thân thấp, hoa trắng. Cho tất cả các cây thân cao, hoa trắng giao phấn ngẫu nhiên thu được F₁. Lấy ngẫu nhiên 2 cây F₁, xác suất để thu được 2 cây thân cao, hoa trắng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định tần số alen

- Tìm tần số alen A:

Tỉ lệ kiểu hình về tính trạng chiều cao thân là

Thân cao : thân thấp = (27% + 9%) : (48% + 16%) = 36% : 64%.

Cây thân thấp (aa) có tỉ lệ = 0,64

=> Tần số  

=> Tần số A = 0,2

- Tìm tần số alen B:

Tỉ lệ kiểu hình về tính trạng màu sắc hoa là

Hoa đỏ : hoa trắng = (27% + 48%) : (9% + 16%) = 75% : 25% 

Cây hoa trắng (bb) có tỉ lệ = 0,25 => Tần số  

     => Tần số B = 0,5

Ở F₁ cây AABB chiếm tỉ lệ = (0,2)² x (0,5)² = 0,01 

Trong các cây thân cao, hoa đỏ ở F₁, cây đồng hợp tử về cả hai cặp gen chiếm tỉ lệ  

Bước 2: Tìm tỉ lệ của loại kiểu hình thân cao, hoa trắng ở F₁.

Cho các cây thân cao, hoa trắng lai với nhau để được F₁.

Cây thân cao, hoa trắng lai với nhau để được F₁.

Cây thân cao, hoa trắng có kiểu gen Aabb hoặc Aabb.

Kiểu gen AAbb có tỉ lệ = (0,2)² x (0,5)² = 0,01  

Kiểu gen Aabb có tỉ lệ = 2 x 0,2 x 0,8 x (0,5)² = 0,08 

Các cây thân cao, hoa trắng có 2 kiểu gen với tỉ lệ là  

Các cây này cho 2 loại giao tử với tỉ lệ là  

Ở đời con, cây thân thấp, hoa trắng (aabb) chiếm tỉ lệ

=> Cây thân cao, hoa trắng (A-bb) chiếm tỉ lệ  

Bước 3: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Lấy ngẫu nhiên 2 cây F₁, xác suất để thu được 2 cây thân cao, hoa trắng là

3. Bài tập về quần thể giao phối có lựa chọn

Bài 1: Thế hệ xuất phát của một quần thể ngẫu phối có cấu trúc di truyền là 0,1AABB + 0,2AaBB + 0,2AABb + 0,2AaBb + 0,1Aabb + 0,2aabb = 1. Ở F₂, lấy ngẫu nhiên 2 cá thể, xác suất để thu được 1 cá thể có kiểu gen AaBb là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Tìm tần số alen của quần thể.

- Ở quần thể ngẫu phối, tỉ lệ kiểu gen ở đời con (từ F₁ đến F_n) luôn đạt cân bằng theo công thức của Định luật Hacđi – Vanberg.

- Tần số của alen  

=> Tần số của alen a = 1 = 0,55 = 0,45 .

- Tần số của alen  

=> Tần số của alen b = 1 - 0,5 = 0,5.

Bước 2: Tìm tỉ lệ của loại kiểu gen AaBb ở F₂.

Kiểu gen AaBb = 4 x 0,55 x 0,45 x 0,5 x 0,5 = 0,2475  

Các kiểu gen còn lại có tỉ lệ = 1 - 0,2475 = 0,7525.

Bước 3: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Ở F₂, lấy ngẫu nhiên 2 cá thể, xác suất để thu được 1 cá thể có kiểu gen AaBb là  .

Bài 2: Thế hệ xuất phát của một quần thể nội phối có cấu trúc di truyền  . Giả sử hệ số nội phối là 0,2. Ở thế hệ F₃, lấy ngẫu nhiên 1 cá thể, xác suất để thu được 1 cá thể thuần chủng là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền của quần thể ở thế hệ F₃.

Áp dụng cấu trúc di truyền của quần thể nội phối, ta có:

- Thế hệ xuất phát có 0,3AA + 0,4Aa + 0,3aa = 1.

Hệ số nội phối = 0,2 thì ở F₃.

Kiểu gen Aa có tỉ lệ = 0,4 x (1 - 0,2)3 = 0,2048.

=> Kiểu gen AA có tỉ lệ  

Kiểu gen aa có tỉ lệ  

=> Cấu trúc di truyền ở thế hệ F₃ là

 0,3976AA + 0,2048Aa + 0,3976aa = 1.

Bước 2: Tìm tỉ lệ của loại kiểu gen đồng hợp ở F₃

Ở F₃, kiểu gen đồng hợp gồm có AA và aa có tỉ lệ

 = 0,3976 + 0,3976 = 0,7952.

Bước 3: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Ở thế hệ F₃, lấy ngẫu nhiên 1 cá thể, xác suất để thu được 1 cá thể thuần chủng là 0,7952 = 79,52%.

4. Xác suất trong quần thể người

Bài 1: Ở người, gen A nằm trên NST thường quy định tóc xoăn trội hoàn toàn so với a quy định tóc thẳng. Một quần thể đang cân bằng về di truyền có người tóc thẳng chiếm tỉ lệ 64%. Một cặp vợ chồng ở quần thể này đều có tóc xoăn, họ dự định sinh 3 con. Xác suất để trong 3 người con này có 2 đứa tóc xoăn là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền của quần thể

- Người tóc thẳng chiếm tỉ lệ 64% = 0,64.

Vì quần thể đang cân bằng di truyền nên cấu trúc là

p²AA + 2pqAa + q²aa = 1 .

=> Tần số của a là  

=> Tần số của A = 1 - 0,8 - 0,2 .

- Cấu trúc di truyền của quần thể là

 (0,2)²AA + 2.(0,2)(0,8)Aa + (0,8)²aa = 1

 = 0,04AA + 0,32Aa + 0,64aa = 1

Bước 2: Tìm xác suất kiểu gen của bố mẹ

- Cặp vợ chồng này đều có tóc xoăn nên có kiểu gen AA hoặc Aa, trong đó có tỉ lệ là 0,04AA : 0,32Aa.

- Vậy trong quần thể này, trong số những người tóc xoăn, người dị hợp Aa chiếm tỉ lệ  

=> Xác suất để cả 2 vợ chồng có tóc xoăn đều có kiểu gen dị hợp là  

Bước 3: Tìm tỉ lệ của kiểu hình đời con

- Khi cả hai vợ chồng đều có kiểu gen Aa thì tỉ lệ sinh con tóc thẳng (aa) , sinh con có tóc xoăn với tỉ lệ

Bước 4: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất

Xác suất để trong 3 người con này có 2 đứa tóc xoăn và 1 đứa tóc thẳng là

Bài 2: Ở người, tính trạng hói đầu do một gen quy định. Gen B quy định hói đầu, alen b quy định kiểu hình bình thường. Kiểu gen Bb quy định hói đầu ở nam và không hói ở nữ. Trong một quần thể cân bằng di truyền, trung bình cứ 10000 người thì có 100 người bị hói. Một cặp vợ chồng thuộc quần thể này đều bị hói đầu, họ dự định sinh 2 con. Xác suất để chỉ có 1 đứa bị hói là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải

Bước 1: Xác định cấu trúc di truyền của quần thể

- Gọi tần số của alen b là q => Tần số của alen B là 1 – q.

- Người bị hói gồm có:

+ Người nam bị hói có: q²BB + 2q(1 - q)Aa  

+ Người nữ bị hói có: q²BB 

Tính chung trong cả quần thể thì người bị hói có tỉ lệ

 

Trong quần thể này, người bị hói chiếm tỉ lệ  

=> Tần số B = 0,01; tần số b = 0,99

Cấu trúc di truyền của quần thể :

0,0001 BB + 0,0198 Bb + 0,9801bb = 1 

Bước 2: Tìm xác suất kiểu gen của bố mẹ

Người chồng bị hói đầu có kiểu gen là BB hoặc Bb với tỉ lệ là

0,0001 BB hoặc 0,0198Bb = 1BB : 198Bb.

Người chồng có 1 trong 2 kiểu gen 1BB hoặc 198Bb.

Người vợ bị hói đầu có kiểu gen là BB.

Bước 3: Tìm tỉ lệ của kiểu hình đời con

Người chồng có 1 trong 2 kiểu gen 1BB hoặc 198Bb sẽ cho các loại giao tử với tỉ lệ là 100 giao tử B và 99 giao tử b.

Người vợ bị hói đầu có kiểu gen là BB luôn cho 1 loại giao tử B.

Tỉ lệ kiểu hình đời con là ở nam: 199 bị hói;

  ở nữ 100 bị hói, 99 bình thường.

=> Tỉ lệ bị hói   

Tỉ lệ không bị hói = 1 – 0,75 = 0,25

Bước 4: Sử dụng toán tổ hợp để tính xác suất.

Xác suất để chỉ có 1 đứa bị hói là  

Xem thêm các dạng bài tập Sinh học lớp 12 ôn thi Tốt nghiệp THPT hay, chi tiết khác:

• Bài tập Di truyền quần thể và tiến hóa (có lời giải)
• Các dạng bài tập Sinh thái hay, (có lời giải)
• Bài tập Sinh thái (có lời giải)
• Các dạng bài tập Di truyền phân tử hay, (có lời giải)
• Bài tập Di truyền phân tử (có lời giải)

---