Ở thế hệ thứ 5 (F5), kết quả cấu trúc di truyền của quần thể phụ thuộc vào cách hiểu về "khả năng truyền của alen trong giao tử đực". Dưới đây là kết quả chính xác cho cả 2 trường hợp phổ biến:
- Trường hợp 1 (Cạnh tranh tinh trùng): Alen A trong toàn bộ bể tinh trùng có lợi thế thụ tinh gấp 1,5 lần alen a.
- Tần số alen A: \(p_A \approx 0,9432\) (94,32%)
- Tỉ lệ kiểu gen: AA = 88,95%; Aa = 1074%; aa = 0,31%
- Trường hợp 2 (Phân ly lệch vị khi giảm phân ở thể dị hợp \(Aa\)): Chỉ riêng cơ thể dị hợp \(Aa\) tạo giao tử đực mang \(A\) nhiều gấp 1,5 lần mang \(a\).
- Tần số alen A: \(p_A \approx 0,9211\) (92,11%)
- Tỉ lệ kiểu gen: AA = 84,83%; Aa = 14,55%; aa = 0,62%
Quy trình giải chi tiết từng thế hệ (Theo Trường hợp 1)
1. Thế hệ xuất phát (F0) và Chọn lọc tự nhiên
- Do quần thể ban đầu cân bằng Hardy–Weinberg với \(p_A = 0,6\) và \(q_a = 0,4\), cấu trúc kiểu gen ở giai đoạn hợp tử F0 là:
\(0,36\text{\ AA}:0,48\text{\ Aa}:0,16\text{\ aa}\) - Sau khi chọn lọc tác động qua tỉ lệ sống sót (\(100\% : 80\% : 40\%\)), tần số các cá thể trưởng thành sống sót tham gia sinh sản là:
- \(\text{AA} = 0,36 \times 1,0 = 0,36\)
- \(\text{Aa} = 0,48 \times 0,8 = 0,384\)
- \(\text{aa} = 0,16 \times 0,4 = 0,064\)
- Tổng số cá thể sống sót = \(0,36 + 0,384 + 0,064 = 0,808\)
- Cấu trúc kiểu gen của quần thể sinh sản F0:
\(\text{AA}=\frac{0,36}{0,808}\approx 0,4455;\quad \text{Aa}=\frac{0,384}{0,808}\approx 0,4752;\quad \text{aa}=\frac{0,064}{0,808}\approx 0,0792\)
2. Quá trình tạo giao tử sinh sản F0 \(\rightarrow \) F1
- Giao tử cái (bình thường):
\(p_{f}=\text{AA}+0,5\text{Aa}=0,4455+0,2376=0,6832;\quad q_{f}=0,3168\) - Giao tử đực (alen A truyền cao gấp 1,5 lần alen a):
- Tần số alen ban đầu trước cạnh tranh: \(p_m' = 0,6832\) và \(q_m' = 0,3168\).
- Tần số sau khi nhân trọng số cạnh tranh 1,5:
\(p_{m}=\frac{1,5\times 0,6832}{(1,5\times 0,6832)+0,3168}\approx 0,7640;\quad q_{m}=1-p_{m}=0,2360\)
3. Kết hợp ngẫu phối tạo hợp tử thế hệ tiếp theo
Sự kết hợp ngẫu nhiên giữa giao tử đực và giao tử cái sẽ cho ra cấu trúc hợp tử F1 mới sinh:
- \(\text{AA} = p_f \times p_m = 0,6832 \times 0,7640 \approx 0,5218\)
- \(\text{Aa} = (p_f \times q_m) + (q_f \times p_m) \approx 0,4033\)
- \(\text{aa} = q_f \times q_m \approx 0,0748\)
Bảng tổng hợp diễn biến qua 5 thế hệ (Trường hợp 1)
Lặp lại chu trình (Hợp tử mới sinh \(\rightarrow \) Sống sót sàng lọc \(\rightarrow \) Tạo giao tử lệch giới \(\rightarrow \) Ngẫu phối), ta có bảng số liệu sau:
Thế hệ hợp tử | Tỉ lệ kiểu gen AA | Tỉ lệ kiểu gen Aa | Tỉ lệ kiểu gen aa | Tần số alen A (\(p_{A}\)) |
F0 (Ban đầu) | 36,00% | 48,00% | 16,00% | 0,6000 |
F1 | 52,18% | 40,33% | 7,48% | 0,7235 |
F2 | 65,84% | 30,72% | 3,44% | 0,8120 |
F3 | 76,23% | 22,22% | 1,55% | 0,8734 |
F4 | 83,71% | 15,59% | 0,70% | 0,9151 |
F5 | 88,95% | 10,74% | 0,31% | 0,9432 |