Тема: Розв’язування задач на генетику популяцій

Мета: навчитись розв’язувати задачі на генетику популяцій

 

І. Завдання для самостійної позааудиторної роботи

Приклад розв’язування задач.

Для розв’язування задач на генетику популяцій використовують закон Харді–Вайнберга. Математично закон описується таким чином: нехай в популяції присутній ген, що має два алелі – А та а. Тоді у особин цієї популяції можуть зустрічатись такі комбінації даних алелів: АА, аа та Аа. Якщо позначити через p та q частоту, з якою зустрічаються індивідууми з алелями А та а відповідно, то, згідно із законом Харді–Вайнберга,

 

р²+2pq+q²=100%,

 

де р² – частота, з якою зустрічаються носії генотипу АА,

2pq – генотипів Аа та Аа,

q² – з генотипом аа.

 

Ці частоти, при дотриманні вищезазначених умов, будуть сталими із покоління в покоління, незалежно від зміни кількості індивідуумів у популяції і від того, наскільки великі або малі значення p та q.

 

Розв’язати задачу

В популяції, яка розмножується шляхом вільного схрещування, існує така частота генотипів: 0,2 АА і 0,8 Аа. Визначити, які частоти генотипів АА, Аа і аа встановляться у першому поколінні після схрещування в даній популяції.

 

Дано:

АА – 0,2

Аа – 0,8

р²-? 2pq-? q²-?

 

За законом Харді- Вайнберга:

 

р²+2pq+q²=100%,

 

де р² – частота, з якою зустрічаються носії генотипу АА,

2pq – генотипів Аа та Аа,

q² – з генотипом аа.

 

p+g=1

g=1-p

g=1-0.2=0.8

 

p² = (0,2)² = 0,04

2 pg = 2 * 0,2 * 0,8 = 0,32

g² = (0,8)² = 0,64

 

0,04+0,32+0,64=100%

Відповідь: p2 = 0,04, 2 pg = 0,32, g2 = 0,64.

 

ІІ. Самостійна аудиторна робота на занятті

Розв’язування задач на визначення частот алелей в популяціях і генетичної структури популяцій.

 

1. Альбінізм у жита успадковується як аутосомна рецесивна ознака. На обстежуваній ділянці серед 84 000 молодих рослин виявлено 210 альбіносів. Визначте частоту гена, що обумовлює альбінізм у жита в цій популяції.

 

Дано:

А- ген, що обумовлює нормальну пігментацію рослин жита;

а – ген, що обумовлює альбінізм;

АА – нормальні рослини жита;

Аа – нормальні рослини жита;

аа - альбіноси.

Усіх рослин – 84 000,

З яких 210 альбіноси.

Ga -?

 

Визначаємо частоту рослин-альбіносів на обстежуваній ділянці жита:

 

 

g²aa = --------- = 0,0025.

 

Визначаємо чатоту гена, що обумовлює альбінізм у рослин жита в обстежу вальній популяції:

 

ga = √ g²aa = √0,0025 = 0,05

 

Відповідь: частота гена, що обумовлює альбінізм у рослин жита в обстежу вальній популяції становить 0,05.

 

 

Глухонімота успадковується як аутосомно-рецесивна ознака. Глухонімі люди в європейських країнах трапляються з частотою 4: 10000. Визначте кількість осіб, гетерозиготних за геном, що зумовлює глухонімоту, в європейському місті, що має 4 млн мешканців.

 

Дано:

А – ген, що зумовлює нормальний слух;

а – ген, що зумовлює глухонімоту;

АА – нормальний слух;

Аа – нормальний слух;

аа – глухонімота;

g²aa = 4:10000 = 0,0004.

Кількість гетерозигот у місті з населенням

4 млн -?

 

 

Визначаємо частоту гена а, що зумовлює глухонімоту:

 

ga = √g²aa = √ 0,004 = 0,02.

 

Визначаємо частоту гена A, що зумовлює нормальний слух:

 

pA + ga = 1, pA = 1 – ga;

pA = 1 – 0,02 = 0,98.

 

За рівнянням Харді – Вайнберга:

 

(pA + ga)² = p²AA + 2pgAa + g²aa.

 

Визначаємо кількість гетерозигот (у %), що є носіями рецесивного гена (а):

 

2pgAa = 2 * 0,98 * 0,02 = 0,0392 * 100% = 3,92.

 

Визначаємо кількість осіб, гетерозиготних за геном глухонімоти, у місті з населенням 4 млн мешканців:

 

4000 000 осіб – 100%

Х осіб – 3,92%

4000 000 * 3,92

Х= ------------------------- = 156800 (осіб).

100%

 

Відповідь: кількість осіб гетерозиготних за геном глухонімоти, у місті з населеням 4 млн мешканців становить 156 800 осіб.

Словничок:

Генетика популяцій – розділ генетики, який вивчає генетичну структуру природних популяцій, а також генетичні процеси, які в них відбуваються.

Популяція – це сукупність особин одного виду, які тривалий час мешкають у певній частині його ареалу частково чи повністю ізольовано від інших подібних угруповань.

Чисельність популяцій – це загальне число особин в популяції.

Щільність популяції – кількість особин на одиницю площі або обсягу займаного популяцією простору.

Вид – сукупність особин, подібних між собою за будовою, функціями, місцем у біогеоценозі, що заселяють певну частину біосфери, вільно схрещуються між собою в природі, дають плідних нащадків і не гібридизуються з іншими видами.

Видове різномаїття – сукупність популяцій різних видів.

Народжуваність – кількість особин популяції, які народжуються за одиницю часу.

Смертність – кількість особин, яка гине за цей самий час.

Приріст чисельності – різниця між народжуваністю і смертністю.

Біомаса – це маса особин популяції на одиницю площі або об’єму.

Генофонд популяції – це сукупність алелів, які містить певна вибірка особин популяції.

Закон Харді–Вайнберга (закон генетичної рівноваги) – одна з основ популяційної генетики. Закон описує розподіл генів в популяції за наступних умов:– у популяції відбувається вільне схрещування;

– у популяції відсутня міграція (як вхідна, так і вихідна);

– у популяції відсутні випадкові мутації.

Ізоляція – постійне обмеження вільного схрещування.

Дрейф генів – це випадкова і неспрямована зміна частот зустрічальності алелей та їхніх поєднань у популяії.

 

Висновок:

Підпис викладача:___________