Тема: «Популяционное равновесие. Равновесие Харди-Вайнберга» (спаренный урок)

Тема: «Популяционное равновесие. Равновесие Харди-Вайнберга»

(спаренный урок)

Цели урока: 

1. Сформировать знания о генетической стабильности и генетических процессах в популяциях;

2. Научиться решать задачи разной сложности с применением уравнения Харди-Вайнберга;

3. На примере практической значимости закона Харди-Вайнберга показать связь теории и практики;

4. Продолжить формирование умения сравнивать биологические объекты (идеальные и реальные популяции) и делать выводы на основе сравнения.

Проблема:

В чем значение закона и его практическое применение.

На стыке классического дарвинизма и генетики родилось целое направление – популяционная генетика, которая занимается изучением эволюционных процессов, происходящих в популяциях.

Популяционные генетики первыми поняли значение сравнительно мелких объединений особей, на которые распадается население любого вида, а именно популяций. 1921-1922 гг. начал изучать распространение мутаций не в лабораторных условиях, как Т. Морган, а в природных популяциях дрозофил.

(1890-1959) – отечественный генетик; Основоположник популяционной генетики; сформулировал основные положения популяционной гентики.

1926 г. написал работу «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения эволюционной теории». Изучая природные популяции дрозофил, он заметил, что «популяции подобны губке, впитывают рецессивные мутации, оставаясь при этом фенотипически однородными. Существование такого скрытого резерва наследственной изменчивости создаёт возможность для эволюционных преобразований популяций под воздействием естественного отбора».

Популяция – совокупность особей одного вида, имеющих общий генофонд и населяющих определенное пространство, с относительно однородными условиями существования (). Популяция - элементарная единица эволюции. Почему? В процессе панмиксии (случайного свободного скрещивания), внутри популяции идет:

1.  Обмен генетической информацией: потомки получают половину хромосом от одного родителя, а половину от другого.

2.  Возникают мельчайшие изменения генотипа: мутации. Следствие – внутренняя неоднородность популяции.

На протяжении поколений группа особей оказывается единой большой системой с определенным комплексом генов – генофондом, который состоит из генотипов отдельных особей. Важнейшая особенность генофонда – его внутренняя неоднородность.

Математическая зависимость между частотами аллелей и генотипов в популяциях была установлена в 1908 году независимо друг от друга английским математиком Харди и немецким врачом Вайнбергом.

Годфри Харолд Харди (1877–1947) - английский математик. Изучал математику в Кембриджском и Оксфордском университете.

Вильгельм Вайнберг (1862–1937) - немецкий врач. На основании собственных наблюдений над рождением близнецов и переоткрытых генетических законов Менделя пришел к выводу, что предрасположенность к рождению двуяйцевых (неидентичных) близнецов передается по наследству.

Закон о равновесном состоянии популяции, закон Харди-Вайнберга:

Частоты доминантного и рецессивного аллелей в данной популяции будут постоянными из поколения в поколение при наличии определенных условий:

Эти условия:

1)  размеры популяции невелики.

2)  спаривание происходит случайным образом.

3)  новых мутаций не возникает.

4)  все генотипы одинаково плодовиты, т. е. отбора не происходит.

5)  отсутствует обмен генами с др. популяциями.

Нарушение первого или нескольких условий ведет к изменению частот аллелей. Т. е. способны вызвать эволюционное изменение и изучать их и измерять их скорость можно с помощью уравнения Харди-Вайнберга. Это уравнение является простой математической моделью объясняющей каким образом в генофонде сохраняется генетическое равновесие. Применяют его для вычисления частот аллелей и генотипов.

Если имеются два организма гомозиготных по доминантному аллелю А, а др. по рецессивному аллелю а, то все потомки будут гетерозиготны

Р АА х аа

G А ; а

Аа

Если, обозначить

p - символ доминантного аллеля

q - символ рецессивного аллеля, то возникающие при этом генотипы и их частоты можно представить так: (картина скрещивания F1 ).

Р Аа Аа

А, а А, а

Генотипы АА 2Аа аа

(р2 ) (рq ) (q2)

Фенотип дом дом рец

то 3:1 отнош. доминантных генотипов к рецессивным (моногибридное менделевское расщепление). Т. о. результаты скрещивания представлены:

р2 - доминантные гомозиготы

рq - доминантные гетарозиготы

q2 - рецессивные гомозиготы.

Такое расщепление генотипов основано на вероятностях.

Три возможных генотипа представлены со следующими частотами:

АА 2Аа аа

0,25 0,50 0,25

25% 50% 25%

Сумма частот трех генотипов представлена в популяции равна 1.

Частота доминантного аллеля + частота рец. аллеля = 1

поэтому р2 + 2рq + q2 = 1

На математическом языке р + q =1 представляет собой уравнение вероятности,

а р2 + 2рq + q2 =1 является квадратом

этого уравнения (р + q )2

выражение для частот аллелей: р + q =1

для частот генотипов: р2 + 2рq +q2 =1

РАВНОВЕСИЕ ХАРДИ-ВАЙНБЕРГА

Частоты гомозиготных и гетерозиготных организмов в условиях свободного скрещивания при отсутствии давления отбора и других факторов остается постоянной.

Популяционная генетика - изучает эволюционные процессы, происходящие в популяциях.

Генотип – набор генов особи.

Генофонд – совокупность генов особей составляющих популяцию.

Панмиксия – случайное свободное скрещивание.

Частота гена – количественные соотношения аллельных генов А и а в популяции;

Частота генотипа – количественное соотношение разных генотипов, образованные аллельными генами А и а.

Частота фенотипа - …………..

Для большинства популяций частоту обоих аллелей можно вычислить по доле особей гомозиготных по рецессиву (его можно распознать по фенотипическому выражению).

Например: В Европе на 10 000 человек с нормальным содержанием меланина встречается 1 альбинос. Ген альбинизма наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Рассчитать частоту встречаемости носителей гена альбинизма.

Носителем называют организм, гетерозиготный по гену, который может вызвать в гомозиготном состоянии нарушение метаболизма.

q2 = 1\10000 = 0,00001

зная ( q ) можно определить частоту аллеля альбинизма q ; р – доминантный аллель, р2 - частоту гомозиготного доминантного генотипа и (2рq ) – гетерозиготного генотипа

q2 =0,0001

q = √ 0,0001 =0,01

т. е. частота аллеля альбинизма 0,01 или 1%.

g 2(аа) =1/10 000 g(а) =√1/10 000 = 0,01 р(А) = 1- 0,01 = 0,99

значит частота гетерозигот 2рg (Аа)=2 * 0,99 * 0,01=0,0198 или почти 2%,то есть на 50 человек приходится 1 носитель гена альбинизма.

Исходя из вычислений видно, что частота рецессивного аллеля в популяции неожиданно велика при малом числе индивидуумов с гомозиготным рецессивным генотипом.

Гетерозиготных организмов, нормальных по фенотипу, но обладающих рецессивным геном, который в гомозиготном состоянии может вызвать нарушение метаболизма, называют носителями. Как показывают вычисления с использованием уравнения Харди-Вайнберга, частота носителей популяции всегда выше, чем можно было бы ожидать на основании оценок частоты фенотипического проявления данного дефекта.

Информация к размышлению. Иногда полагают, что организмы с дом фенотипом должны встречаться чаще, чем с рец. Верно ли это? (Нет) Популяции, имеющие одинаковые частоты аллелей, не обязательно идентичны по частотам генотипов.Обсуждение проблемы: Как бороться с наследственными болезнями? Есть ли смысл в уничтожении рецессивных гомозигот?

или:

№ популяции	АА	Аа	аа	р	g
1	0,2	0,8	0	0,6	0,4
2	0,36	0,48	0,16	0,6	0,4
3	0,6	0,2	0,3	0,6	0,4
4	0,6	0	0,4	0,6	0,4

Вывод (делают учащиеся): даже полное устранение из популяции рецессивных гомозигот в каждом поколении не приводит к окончательному исчезновению их даже в сотом поколении, так как гетерозиготные особи являются постоянными поставщиками гомозиготных рецессивов.

Вывод (делают учащиеся): в первом же поколении от свободного скрещивания наступит популяционное равновесие.

Как вы думаете, имеет ли закона Харди–Вайнберга практическое значение? (рассуждения учащихся)

Практическое значение закона Харди–Вайнберга

В здравоохранении – позволяет оценить популяционный риск генетически обусловленных заболеваний, поскольку каждая популяция обладает собственным аллелофондом и, соответственно, разными частотами неблагоприятных аллелей. Зная частоты рождения детей с наследственными заболеваниями, можно рассчитать структуру аллелофонда. В то же время, зная частоты неблагоприятных аллелей, можно предсказать риск рождения больного ребенка. В селекции – позволяет выявить генетический потенциал исходного материала (природных популяций, а также сортов и пород народной селекции), поскольку разные сорта и породы характеризуются собственными аллелофондами, которые могут быть рассчитаны с помощью закона Харди-Вайнберга. Если в исходном материале выявлена высокая частота требуемого аллеля, то можно ожидать быстрого получения желаемого результата при отборе. Если же частота требуемого аллеля низка, то нужно или искать другой исходный материал, или вводить требуемый аллель из других популяций (сортов и пород). В экологии – позволяет выявить влияние самых разнообразных факторов на популяции. Дело в том, что, оставаясь фенотипически однородной, популяция может существенно изменять свою генетическую структуру под воздействием ионизирующего излучения, электромагнитных полей и других неблагоприятных факторов. По отклонениям фактических частот генотипов от расчетных величин можно установить эффект действия экологических факторов. (При этом нужно строго соблюдать принцип единственного различия. Пусть изучается влияние содержания тяжелых металлов в почве на генетическую структуру популяций определенного вида растений. Тогда должны сравниваться две популяции, обитающие в крайне сходных условиях. Единственное различие в условиях обитания должно заключаться в различном содержании определенного металла в почве).

Рефлексия

1.Что такое популяционная генетика? (На стыке классического дарвинизма и генетики родилось целое направление – популяционная генетика, занимающаяся изучением эволюционных процессов в популяциях.)

2.  Что такое популяция? (группа организмов, принадлежащих к одному виду и занимающих обычно четко ограниченную географическую область)

3.  Что такое микроэволюция? (Эволюция, идущая на уровне вида)

4.  Что такое генофонд вида и из чего он складывается? (это совокупность генов организмов данного вида, и он складывается из всего разнообразия генов и аллелей, имеющихся в популяциях. Вывод: генофонд вида складывается из генофондов его популяций)

5.  Что такое аллель?

6.  Что определяет число организмов в данной популяции, несущих определенный аллель? (частоту данного аллеля)

7.  Можно ли говорить «частота гена»? (это не совсем точно, так как ген существует в виде нескольких различных форм – аллелей)

8.  Как можно использовать знания о частоте отдельных аллелей и частоте генотипов? (можно предсказывать возможные результаты тех или иных скрещиваний, то есть возможные изменения генофонда. Это имеет важное практическое значение в сельском хозяйстве, медицине, экологии)

9.  Кто установил математическую зависимость между частотами аллелей и генотипов в популяциях, и как она называется? (в 1908 году независимо друг от друга английский математик Харди и немецкий врач Вайнберг. Эта зависимость называется равновесие или закон Харди-Вайнберга)

10.  Сформулируйте закон Харди-Вайнберга. (частоты доминантного и рецессивного аллелей в данной популяции будут постоянными из поколения в поколение при наличии определенных условий)

11.  Напишите уравнение Харди-Вайнберга. (для частот аллелей p + q =1, для частот генотипов p2 + 2pq + q2 = 1, где p-частота доминантного аллеля, q - частота рецессивного аллеля, p2-частота гомозиготного доминантного генотипа, 2pq-частота геторозиготного генотипа, q2-частота гомозиготного рецессивного генотипа).

12.  При каких условиях выполняется закон Харди-Вайнберга?

Размеры популяции велики

Равная вероятность скрещивания

Отсутствие мутаций и комбинативной изменчивости

Отсутствие отбора

Особи не взаимодействуют друг с другом

Стабильная численность генотипов

 Эмиграция и иммиграция генов отсутствуют 

В природных популяциях ни одно из этих условий не соблюдается, поэтому и закон Харди–Вайнберга носит условный характер. Тем не менее он реально отражает тенденции в характере распределения частот тех или иных аллелей и генотипов

13.  Что произойдет, если условия будут нарушены? (нарушения приведут к изменениям частот аллелей, а это способно вызвать эволюционное изменение)

Решение теста по теме «Закон и уравнение Харди – Вайнберга.»

1. Совокупное количество генетического материала, которое слагается из генотипов отдельных особей

1. Мутация  2. Генофонд  3. Кариотип  4.Фенотип

2. Наука, возникшая из синтеза генетики и классического дарвинизма

1. Популяционная генетика  2. Дарвогенетика 

 3. Генетический  дарвинизм  4. Селекция

3. Элементарные изменения наследственного материала

1. Модификации  2. Комбинации  3. Мутации  4.Перекомбинации

4. Случайное свободное скрещивание

1. Панмиксия  2. Перекомбинация  3. Опыление  4. Оплодотворение

5. Совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, длительно существующих на определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида

1. Биоценоз  2. Сообщество  3. Популяция  4.Экосистема

6. Частота гомозиготных и гетерозиготных организмов в условиях свободного скрещивания при отсутствии давления отбора и других факторов остается постоянной. Это закон:

1.  2. Харди-Вайнберга  3. Г. Менделя  4.Г. Моргана

7. «Природная популяция как губка насыщена рецессивными мутациями, оставаясь внешне однородной». Кому принадлежит это высказывание?

1. Харди  2.   3. Вайнбергу  4.Г. Менделю

8. В математическом выражении закона Харди-Вайнберга 

p²(АА) + 2pg(Аа) + g²(аа) = 1 что означает р -?

1) частота доминантного аллеля (А) 2) частота рецессивного аллеля (а)

3) частота гомозиготного доминантного генотипа (АА)

4) частота гомозиготного рецессивного генотипа (аа)

9. В математическом выражении закона Харди-Вайнберга 

p²(АА) + 2pg(Аа) + g²(аа) = 1 что означает p² -?

1) частота доминантного аллеля (А) 

2) частота гомозиготного доминантного генотипа (АА)

3) частота гетерозиготного генотипа (Аа)

4) частота гомозиготного рецессивного генотипа (аа)

10. В математическом выражении закона Харди-Вайнберга 

p²(АА) + 2pg(Аа) + g²(аа) = 1 что означает g²-?

1) частота доминантного аллеля (А) 

2) частота гомозиготного доминантного генотипа (АА)

3) частота гетерозиготного генотипа (Аа)

4) частота гомозиготного рецессивного генотипа (аа)

11. В математическом выражении закона Харди-Вайнберга 

p²(АА) + 2pg(Аа) + g²(аа) = 1 что означает 2pg -?

1) частота доминантного аллеля (А) 

2) частота гомозиготного доминантного генотипа (АА)

3) частота гетерозиготного генотипа (Аа)

4) частота гомозиготного рецессивного генотипа (аа)

12. В математическом выражении закона Харди-Вайнберга 

p²(АА) + 2pg(Аа) + g²(аа) = 1 что означает g -?

1) частота доминантного аллеля (А) 2) частота рецессивного аллеля (а)

3) частота гомозиготного доминантного генотипа (АА)

4) частота гомозиготного рецессивного генотипа (аа)

13.Согласно эволюционной теории Ч. Дарвина единицей эволюции является:

1) вид  2) популяция 3) род  4) особь

14.Микроэволюция начинается в

1) видах 2) популяциях 3) семействах 4) отрядах

Решение задач «Генетика популяций»

Задача 1.

Вычислите частоту носителей рецессивного аллеля гена, вызывающего сахарный диабет, если известно, что заболевание встречается с частотой 1 на 200. (Ответ: частота гетерозиготного генотипа 1 на 7,7)

Решение:

g (aa)=1/200 g (a)= корень из 1/200=0,07  р (А)=1-0,07=0,93

значит частота гетерозигот 2рg (Аа)=2*0,93*0,07= 0,13 или 13%

Тогда: 200чел – 100%

  Х чел. – 13%  х=26 чел. Являются носителями рецессивного гена, вызывающего сахарный диабет.

Частота гетерозиготного генотипа 200:26=7,7  (один на 7,7)   

Почему же мы не наблюдаем большой встречаемости этого заболевания. Возможно, этот ген в гомозиготном состоянии не проявляется у всех имеющих его особей. Это явление называется пенетрантностью. Пенетрантность 50% означает, что фенотипически ген проявляется только у половины имеющих его особей.

Задача 2.

В Европе на 10 000 человек с нормальным содержанием меланина встречается 1 альбинос. Ген альбинизма наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Рассчитать частоту встречаемости носителей гена альбинизма.

Носителем называют организм, гетерозиготный по гену, который может вызвать в гомозиготном состоянии нарушение метаболизма.

Решение:

g2(аа) =1/10 000  g(а) =√1/10 000 = 0,01  р(А) = 1- 0,01 = 0,99 

значит частота гетерозигот 2рg (Аа)=2 * 0,99 * 0,01=0,0198 или почти 2%,то есть на 50 человек приходится 1 носитель гена альбинизма.

10000-100%

  Х  - 2%  х=200 чел. Являются гетерозиготными по гену альбинизма.

Тогда 10000:200=50, т. е. на 50 человек приходится 1 альбинос.

Задача 3.

Галактоземия (неусваиваемость молочного сахара) наследуется по аутосомно – рецессивному типу, встречается с частотой 1 на 40 000. Рассчитать частоту встречаемости носителей гена галактоземии.

Решение:

g (aa)=1/40000=0,000025 g (a)=корень из 1/40000=0,005 

 р (А) =1-0,005=0,995, значит частота гетерозигот 2pg=2*0,005*0,995=0,00995 или 1%

Тогда: 40000-100%

  Х - 1%  х=400 человек являются носителями гена галактоземии или 40000:400=100, т. е. частота гетерозиготного генотипа 1 на 100.

Задача 4.

Кистозный фиброз поджелудочной железы встречается среди населения с частотой 1 на 2 000. Вычислите частоту носителей этого рецессивного гена.

Задача 5.

Врожденный вывих бедра наследуется доминантно, средняя пенетрантность 25%. Заболевание встречается с частотой 6 на 10 000. Определите число здоровых новорожденных. (Ответ: 99.76%)

Задача 6.

Рассчитать состав идеальной популяции, если генотипом аа в ней обладает 1 особь из 400.

Решение:

1) g2 = 1/400 (частота гомозиготного генотипа по рецессивному аллелю);

2) частота рецессивного аллеля а будет равна:

g =, т. е. 1 часть (один аллель) из 20;

3) частота доминантного аллеля будет равна: 20 – 1 = 19;

4) состав популяции: (р + g)2 = р2 + 2рg + g2.

(19 + 1)2 = 192 АА + 2 х 19 Аа + 12 аа = 361 АА + 38 Аа + 1 аа.

Ответ: 361 АА : 38 Аа : 1 аа.

Задача 7.

В популяции беспородных собак г. Владивостока было найдено 245 коротконогих животных и 24 с ногами нормальной длины. Коротконогость у собак – доминантный признак (А), нормальная длина ног – рецессивный (а). Определите частоту аллелей А и а и генотипов АА, Аа и аа в данной популяции.

Решение

1) Общее количество собак – 245 + 24 = 269.

Генотип собак с ногами нормальной длины – аа, частоту аллеля а (в долях единицы) обозначаем буквой «g». Тогда частота генотипа аа = g2.

g2 = 24/269 = 0,092

Частота рецессивного аллеля:

2) Определяем частоту доминантного аллеля А, т. е. р:

р = 1 – g = 1 – 0,3 = 0,7

3) Определяем частоту генотипа АА, т. е. р2:

р2 = 0,72 = 0,49

4) Определяем частоту гетерозигот, то есть 2рg:

2рg = 2 х 0,7 х 0,3 = 0,42

5) Рассчитываем количество собак разных генотипов:

определяем сумму частот доминантных гомозигот и гетерозигот:

0,49 АА + 0,42 Аа = 0,91;

определяем количество собак с генотипом АА:

245 особей – 0,91

x особей – 0,49,

x = 132 особи;

определяем количество собак с генотипом Аа:

245 особей – 0,91

x особей – 0,42,

x = 113 особей

Ответ: 132 АА : 113 Аа : 24 аа

Задача 8.

 В популяциях Европы из 20 000 человек один – альбинос. Определите генотипическую структуру популяции.

Решение:

1) Находим частоту рецессивных гомозигот (g2) в долях единицы:

g2 = 1/20 000 = 0,00005,

тогда частота рецессивного аллеля а составит:

2) Определяем частоту доминантного аллеля А:

р = 1 – 0,007 = 0,993

3) Определяем частоту генотипа АА, то есть р2:

р2 = 0,9932 = 0,986

4) Определяем частоту генотипа Аа, то есть 2рg:

2рg = 2 х 0,993 х 0,007 = 0,014

5) Расписываем генотипическую структуру популяции европейцев:

0,986 АА : 0,014 Аа : 0,00005 аа, или в расчете на 20 000 человек:

19 720 АА : 280 Аа : 1 аа

Ответ: 0,986 АА : 0,014 Аа : 0,00005 аа, или 19 720 АА : 280 Аа : 1 аа3

Задача 9.

В выборке, состоящей из 84 тыс. растений ржи, 210 растений оказались альбиносами, так как у них рецессивные гены rr находятся в гомозиготном состоянии. Определить частоты аллелей R и r и частоту гетерозиготных растений, несущих признак альбинизма.

Решение:

1) Определяем частоту встречаемости генотипа rr:

g2 = 210/84 000 = 0,0025.

2) Определяем частоту встречаемости рецессивного аллеля:

3) Определяем частоту встречаемости доминантного аллеля:

р = 1 – g = 1 – 0,05 = 0,95

4) Определяем частоту встречаемости гетерозигот:

2рg = 2 х 0,05 х 0,95 = 0,095

Ответ: р(R) = 0,95; g(r) = 0,05; частота встречаемости гетерозигот 0,095 (гомозигот RR: (0,95)2 = 0,9025; гомозигот rr – 0,0025)

Задача 10.

Определить вероятное количество гетерозигот в группе кроликов, насчитывающей 500 животных, если в ней выщепляется около 4% альбиносов (альбинизм наследуется как рецессивный аутосомный признак).

Решение:

1) Определяем частоту встречаемости гомозигот по рецессивному аллелю:

g2 = 4/100 = 0,04

2) Определяем частоту встречаемости рецессивного аллеля:

3) Определяем частоту встречаемости доминантного аллеля:

р = 1 – 0,2 = 0,8

4) Определяем частоту встречаемости гетерозиготного генотипа:

2рg = 2 х 0,2 х 0,8 = 0,32, или 32%;

5) Определяем вероятное количество гетерозигот:

500 особей – 100%

x особей – 32%;

x = 160 особей

Ответ: 160 особей – с гетерозиготным генотипом.

Задача 11.

Вычислить частоту аллелей M и m в соответствующей выборке из популяции: 180 MM и 20 mm.

Решение:

1) Определяем частоту встречаемости аллеля M:

р = (2Д + Г)/N = (180 + 0)/200 = 0,9

2) Определяем частоту встречаемости аллеля m:

g = 1 – р = 1 – 0,9 = 0,1.

Ответ: р (М) = 0,9; g (m) = 0,1

Задача 12.

В популяции садового гороха наблюдается появление растений, дающих желтые и зеленые бобы. Желтая окраска доминантна. Доля растений, дающих зеленые бобы, составляет 81%. Какова частота гомо - и гетерозиготных растений в этой популяции?

Решение:

1) Определяем частоту встречаемости рецессивного аллеля. Из условия задачи вытекает, что gg2 = 0,81, тогда:

2) Определяем частоту встречаемости доминантного аллеля:

р = 1 – g = 1 – 0,9 = 0,1

3) Определяем генотипическую структуру популяции растений гороха:

(0,1 + 0,9)2 = 0,01 АА + 0,18 Аа + 0,81 аа

Ответ: 1% аа : 18% Аа : 81% аа

Задача 13.

Вычислить частоту аллелей А и а в популяции с соотношением генотипов:

64 АА : 32 Аа : 4 аа.

Решение:

1) Из условия задачи можно сделать вывод о генотипической структуре популяции:

0,64 АА : 0,32 Аа : 0,04 аа, определяем частоту встречаемости доминантного аллеля:

р2 = 0,64, тогда p == 0,8.

Определяем частоту встречаемости рецессивного аллеля:

g2 = 0,04, тогда g = = 0,2

Ответ: р = 0,8; g = 0,2

Домашнее задание:

а) Знать определения терминов, формулировки законов.

б) Решение задач.

Задачи на дом:

1. В одной панмиктической популяции частота аллеля равна 0,2, а в другой– 0,8. В какой популяции больше гетерозигот?

2. Предположим, что в некоторой популяции частота гена, обуславливающего проявление болезни (q)? Составляет 0, 005. Необходимо определить частоту встречаемости гетерозигот в данной популяции.

3. Имеется группа животных, состоящая из 10% особей с генотипом АА и 90% - с генотипом аа. Установите частоты генотипов АА, Аа и аа в этой популяции в F3 при условии панмиксии.

3. В одном населенном пункте резус-положительные лица составили 84%, резус-отрицательные – 16%. Определите генетическую структуру популяции, если известно, что резус фактор аутосомнодоминантный признак и наследуется моногенно.

4. Галактеземия – заболевание человека, передающееся рецессивным геном, локализованным в аутосоме. Частота встречаемости этого заболевания – 1:60 000.Определите частоту встречаемости гена, обуславливающего проявления болезни и количество гетерозиготных индивидуумов.

5. Вычислите процент людей, являющихся носителями гена альбинизма, если известно, что частота встречаемости людей альбиносов составляет

1/10 000. Сравните частоты встречаемости рецессивного признака и носителей в популяции.

6. В один сосуд помещено 10 пар мух дрозофилы из линии с рецессивными коричневыми глазами и 40 пар из красноглазой линии. Какое соотношение фенотипов будет в F5 при условии панмиксии?

7. В одном из районов тропической Африки частота серповидноклеточной анемии составляет 20%. Определите частоту нормального и мутантного аллеля в обследованном районе.

8. На одном острове отстрелено 10 000 лисиц, из них 9991 рыжая лисица и 9 белых. Рыжий цвет доминирует над белым. Определите процентное соотношение гомозиготных и гетерозиготных рыжих и белых лисиц.

9. Популяция состоит из 60% особей с генотипом ММ и 40% с генотипом mm. Определить в долях единицы частоты генотипов ММ, Мm и mm после установления в популяции равновесия в соответствии с законом Харди-Вайнберга.

10. В популяции мышей в течение одного года родилось 2% альбиносов. Определите частоты аллелей и долю гетерозигот в F3 в этой популяции при условии панмиксии.

11. В выборке, состоящей из 84 000 растений ржи, 210 растений оказались альбиносами: у них ген альбинизма находился в гомозиготном состоянии по рецессиву (аа). Определите частоты аллелей А и а и частоту гетерозиготных растений, имеющих ген альбинизма.

12. Популяция состоит из 60% особей с генотипом ММ и 40% с генотипом mm. Определить в долях единицы частоты генотипов ММ, Мm и mm после установления в популяции равновесия в соответствии с законом Харди-Вайнберга.

13. Подагра встречается у 2% людей и обусловлена аутосомным доминантным геном. У женщин ген подагры не проявляется, у мужчин пенетрантность его равна 20%. Исходя из этих данных, определите генетическую структуру популяции по анализирующему признаку.

14. Наследственная метгемоглобинемия обусловлена аутосомным рецессивным геном и встречается среди эскимосов Аляски с частотой 0,09% (-Кадошников, 1969). Определите генетическую структуру анализируемой популяции по метгемоглобинемии.

15. Рассматриваемая популяция состоит из N = 60 000 особей. Из них: NАА = 2 000 особей имеют генотип АА; NАа = 3 000 особей имеют генотип Аа; Nаа = 1 000 особей имеют генотип аа.

Возьмем (мысленно) от каждой особи по одной соматической клетке. Сколько в полученном наборе клеток окажется хромосом с геном А? Обозначьте это количество через nА и выразите его числом и в общем виде (в %). Ответьте на такой же вопрос применительно к гену а.

16. Найдите процент гетерозиготных особей в популяции:

а) содержащей 5% особей рецессивного фенотипа;

б) содержащей 5% особей доминантного фенотипа.

17.У собак висячие уши доминируют над стоячими. В популяции особи со стоячими ушами составляют 73%, 27% животных с висячими ушами. Определить вероятность частот гомозиготных доминантных генотипов.