Giải Luyện tập và vận dụng 1 trang 96 SGK Sinh học 12

Lời giải

Điều kiện cân bằng Hardy – Weinberg. Xét một gene có hai allele $A$ (tần số $p$) và $a$ (tần số $q$), với $p+q=1$. Quần thể ở trạng thái cân bằng di truyền khi thành phần kiểu gene thỏa mãn:

$$f(AA)=p^2,\quad f(Aa)=2pq,\quad f(aa)=q^2.$$

Tần số allele được tính từ thành phần kiểu gene:

$$p = f(AA)+\tfrac{1}{2}f(Aa),\qquad q = f(aa)+\tfrac{1}{2}f(Aa).$$

---

a) Quần thể gồm toàn cá thể dị hợp ($Aa$)

Thành phần kiểu gene thực tế: $f(AA)=0;\ f(Aa)=1;\ f(aa)=0$.

Tần số allele: $p=0+\tfrac{1}{2}\cdot 1=0{,}5;\ q=0+\tfrac{1}{2}\cdot 1=0{,}5$.

Nếu cân bằng thì phải có $p^2=0{,}25\,AA:2pq=0{,}5\,Aa:q^2=0{,}25\,aa$. So với thực tế $0\,AA:1\,Aa:0\,aa$ thấy $f(AA)=0\neq p^2=0{,}25$, không khớp.

Vậy quần thể không ở trạng thái cân bằng. (Khi giao phối ngẫu nhiên, đời con phân li thành $\tfrac{1}{4}AA:\tfrac{1}{2}Aa:\tfrac{1}{4}aa$, cấu trúc di truyền đã thay đổi so với thế hệ xuất phát.)

---

b) Quần thể gồm toàn cá thể đồng hợp lặn ($aa$)

Thành phần kiểu gene thực tế: $f(AA)=0;\ f(Aa)=0;\ f(aa)=1$.

Tần số allele: $p=0;\ q=1$.

Kiểm tra: $p^2=0=f(AA)$ ✓; $2pq=0=f(Aa)$ ✓; $q^2=1=f(aa)$ ✓. Cả ba tần số kiểu gene đều thỏa mãn hệ thức Hardy – Weinberg.

Vậy quần thể đang ở trạng thái cân bằng. (Quần thể chỉ còn một allele $a$, giao phối ngẫu nhiên vẫn cho đời con toàn $aa$, cấu trúc di truyền không đổi.)

---

c) Quần thể gồm toàn cá thể có kiểu hình trội

Kiểu hình trội do hai kiểu gene quy định là $AA$ và $Aa$; ta chỉ biết quần thể không có cá thể $aa$ ($f(aa)=0$) nhưng không biết tỉ lệ $AA$ và $Aa$. Do đó phải xét hai khả năng:

- Nếu quần thể gồm toàn $AA$: khi đó $p=1;\ q=0$, kiểm tra thấy $p^2=1=f(AA)$, $2pq=0=f(Aa)$, $q^2=0=f(aa)$ — thỏa mãn, quần thể cân bằng.
- Nếu quần thể có cả $AA$ lẫn $Aa$: khi đó $q>0$ nên $q^2>0$, nhưng thực tế $f(aa)=0\neq q^2$ — quần thể không cân bằng.

Vì đề chỉ cho biết kiểu hình (trội) mà không cho tỉ lệ các kiểu gene nên chưa đủ căn cứ để kết luận quần thể có cân bằng hay không.

*(Lưu ý: không được mặc định quần thể chắc chắn chứa $Aa$ — một quần thể toàn $AA$ cũng toàn kiểu hình trội và vẫn cân bằng.)*

Đáp số