Закон Харди-Вайнберга в решении генетических задач. 4. Решение: по закону Харди-Вайнберга. Для решения данной задачи с использованием закона Харди-Вайнберга, мы должны знать частоту генотипов в популяции. Важное следствие из закона Харди-Вайнберга состоит в том, что редкие аллели присутствуют в популяции главным образом в гетерозиготном состоянии.
Наследование в популяции. Примеры решения типовых задач
В линии 28 на ЕГЭ по биологии учащимся предлагаются различные биологические задачи по генетике, образцов решения которых нет в учебниках, в том числе, и на закон Харди-Вайберга. В полной мере закон Харди–Вайнберга применим к «идеальной популяции», которая характеризуется следующими признаками. Для решения данной задачи с использованием закона Харди-Вайнберга, мы должны знать частоту генотипов в популяции.
Задачи на законы Харди-Вайнберга. Задачи 380 — 384
Бронируй место на Годовом курсе 2024! Средний балл – 81: Бесплатная платформа для подготовки к ЕГЭ. Более 25 000 заданий, тесты, умн. Сущность закона Харди-Вайнберга Закон Харди-Вайнберга стал важным инструментом для генетиков, позволяя анализировать и прогнозировать распределение генетических аллелей в популяциях, что имеет значение как для фундаментальных исследований, так и для. Важное следствие из закона Харди-Вайнберга состоит в том, что редкие аллели присутствуют в популяции главным образом в гетерозиготном состоянии. Из-за новых задач на закон Харди — Вайнберга в номере 27.
Закон Харди-Вайнберга
Задача 14. Про стадо беспородной скотинки У крупного рогатого скота сплошная окраска ген С доминирует над пестрой ген с. В популяции беспородного скота, насчитывающей 940 голов, 705 животных имели черно-пеструю масть и 235 — сплошную черную. Пользуясь формулой Харди-Вайнберга, определите частоту фенотипов и концентрацию генов С и с. Задача 15. О наследовании пестролистности у диффенбахии Существует мутация диффенбахии, приводящая к пёстрой окраске листьев. При вегетативном размножении такая окраска сохраняется, а при семенном размножении в потомстве в первом поколении пестролистных растений всегда имеются пестролистные и с зелёной окраской листьев в отношении 2:1. Исследователи создали достаточно большую искусственную популяцию, состоящую на момент основания только из пестролистных растений. Задача 16. Как определить соотношение генотипов в популяции после установления равновесия. Задача 17.
Меняем генотип комаров — спасаем людей от вируса В целях борьбы с распространением тропических заболеваний была поставлена задача модифицировать комаров- переносчиков так, чтобы возбудители инфекций погибли в них. Методами генной инженерии в лаборатории модифицировали комара, введя в одну из его хромосом ген белка, препятствующий размножению вируса. Вирус в комарах, синтезировавших этот белок, погибал и не передавался людям. Устойчивых к вирусу комаров выпустили в природу и через несколько лет провели анализ комариной популяции, чтобы оценить степень распространения нового гена. Рассчитать, какая доля из этих особей была гомозиготна по встроенному новому гену? Задача 18. Как решаются задачи при кодоминировании Амилаза — фермент, расщепляющий крахмал. У крупного рогатого скота чаще всего встречаются два типа этого фермента: В и С, которые контролируются двумя кодоминантными генами «Аbm» и «Аcm». В стаде крупного рогатого скота было установлено следующее распределение этого фермента по типам: 58 особей типа BB, 216 особей — BC и 86 особей — СС. Определить частоту фенотипов?
Определить концентрацию аллелей «Аbm» и «Аcm». Задача 19. Еще пример решения задачи при кодоминировании на группы крови M и N Среди 1100 обследованных японцев, жителей Токио, группами крови M, MN и N обладали соответственно 356, 519 и 225 человек. Каковы частоты аллелей, определяющих эти группы крови в данной группе? Задача 20.
Для начала вспомним, что такое популяция. Популяция — это группа особей одного вида, длительное время обитающая на одной территории, свободно скрещивающаяся между собой и дающая плодовитое потомство. А что такое аллели? Это разные формы одного и того же гена, отвечающие за один признак, но разные его проявления.
Например, цвет глаз — это один признак, но у человека могут быть разные проявления этого признака: голубые глаза или карие. Аллели бывают доминантными и рецессивными. Доминантный аллель — главный, подавляющий, мы записываем его большой буквой — например, А. Рецессивный — тот, что подавляют, мы записываем его маленькой буквой — например, а. В уравнении Харди — Вайнберга частота доминантного аллеля определяется как p, а рецессивного — как q. Когда вы решаете задачу, первое, что нужно сделать, — разобраться, какой признак по условию доминантный, а какой — рецессивный. Эти аллели в диплоидном наборе могут давать разные сочетания генотипов: АА доминантная гомозигота , Аа гетерозигота и аа рецессивная гомозигота.
Формируемые и развиваемые понятия: популяция, методы генетики, генотипы, частоты аллелей, наследственные заболевания, закон Харди - Вайнберга, панмиксия. Тип урока: урок обобщения и закрепления усвоенных знаний.
Используемые технологии: информационно-коммуникативные, технология интерактивного обучения. Организация класса - приветствие, проверка наличия количества учащихся. Вступительное слово учителя: Ребята, на сегодняшнем уроке мы с вами должны обобщить и систематизировать материал программы, ликвидировать пробелы, а также потренироваться в решении задач с применением закона Харди - Вайнберга. Тема нашего урока «Генетическая характеристика популяции. Решение задач на применение закона Харди - Вайнберга сл. II этап. Закрепление генетической характеристики популяций фронтальный опрос - беседа : - Формулировка закона Харди - Вайнберга? Учитель: Изучение генетической структуры популяций является необходимым компонентом для понимания и решения проблем биологии человека. Есть специальный раздел генетики - популяционная генетика сл.
Из этого следует, что фенотипы, определяемые рецессивными аллелями сцепленных с Х-хромосомой, у самцов встречаются чаще, чем у самок. Для установления и подтверждения типа наследования заболеваний необходимо проверить соответствие сегрегации в отягощенных семьях заданной популяции менделеевским закономерностям. Методом c-квадрат подтверждает соответствие количества больных и здоровых сибсов для аутосомной патологии в семьях с полной регистрацией через больных родителей. Для расчета сегрегационной частоты можно использовать ряд методов: метод сибсов Вайнберга, пробандовый метод. Задание 1. Изучите конспект лекций и материал учебной литературы. Задание 2. Запишите в словарь и выучите основные термины и понятия: популяция, панмиксия, панмиксная популяция, генофонд, частота аллеля, частота фенотипа и генотипа в популяции, Закон Харди-Вайнбергера его содержание , генетическая структура популяции, равновесие генетической структуры популяции в поколениях, мутационное давление, генетический груз, коэффициент отбора, популяционно-генетический анализ, факторы генетической динамики популяции, генетический дрейф, инбридинг, адаптационный коэффициент. Задание 3. Гаметы условно представлены картонными кружочками.
Кружок темного цвета обозначает гамету с доминантным аллелем А , белого — с рецессивным аллелем а. Каждая подгруппа получает по два мешочка, в которых по сто «гамет»: в одном — «яйцеклетки», в другом - «сперматозоиды»: например, А — 30 кружочков, а — 70 кружочков, всего — 100 сперматозоидов и также яйцеклеток. Один из студентов достает, не глядя, по одному кружочку «яйцеклетки» , другой аналогично достает кружки —«сперматозоиды», третий студент записывает полученную комбинацию генотипа в Таблицу 5, используя правило конвертов. Сочетание двух темных кружков означает АА , гомозиготу по доминанту; двух белых аа , гомозиготу по рецессиву; темный и белый — Аа , гетерозиготу. Так как сочетание кружков—гамет случайно, то имитируется процесс панмиксии. Таблица 5. Число генотипов и частота аллелей в модельной популяции Во втором варианте следует выполнять работу до тех пор, пока число генотипов не будет повторяться, что свидетельствует об установлении в популяции нового равновесного состояния. При записи генотипов могут вкрадываться как случайные ошибки, так и отражаться закономерное изменение числа генотипа. Для этого определим теоретически ожидаемую частоту генотипов для заданного соотношения гамет. Следовательно, в I варианте в панмиксной популяции сохраняются первоначальные частоты аллелей рА — 03 и qa — 0,3.
Аналогичную работу проведите для I и II вариантов. Сделайте выводы. Задание 4. Решите следующие задачи: 1. Болезнь Тея-Сакса обусловлена аутосомным рецессивным аллелем. Характерные признаки этой болезни — отставание в умственном развитии и слепота, смерть наступает в возрасте около четырех лет. Частота заболевание среди новорожденных около десяти на 1 млн. Исходя из равновесия Харди-Вайнберга, рассчитайте частоты аллелей и гетерозигот. Кистозный фиброз поджелудочной ткани муковисцидоз — наследственная болезнь, обусловленная рецессивным аллелем; характеризуется плохим всасыванием в кишечнике и абструктивными изменениями в легких и других органах. Смерть наступает обычно в возрасте около 20 лет.
Среди новорожденных кистозный фиброз случается в среднем у 4 на 10000. Исходя из равновесия Харди—Вайнберга, рассчитайте частоты всех трех генотипов у новорожденных, какой процент составляют гетерозиготные носители. Акаталазия — заболевание, вызываемое рецессивным геном, впервые было обнаружено в Японии. У гетерозигот по этому гену наблюдается пониженное содержание каталазы в крови. Исходя из равновесия Гарди—Вайнберга, рассчитайте частоты аллелей и генотипов: В Хиросиме и Нагасаки; Среди остального населения Японии. Задача 4. В таблице приведена частота аллелей, контролирующих группы крови системы АВ0, среди людей из 4 обследованных популяций. Определите частоту различных генотипов в каждой из указанных популяций. Таблица 6.
Решение задач по теме «Генетика популяций. Закон Харди-Вайнберга»
Это разные формы одного и того же гена, отвечающие за один признак, но разные его проявления. Например, цвет глаз — это один признак, но у человека могут быть разные проявления этого признака: голубые глаза или карие. Аллели бывают доминантными и рецессивными. Доминантный аллель — главный, подавляющий, мы записываем его большой буквой — например, А. Рецессивный — тот, что подавляют, мы записываем его маленькой буквой — например, а.
В уравнении Харди — Вайнберга частота доминантного аллеля определяется как p, а рецессивного — как q. Когда вы решаете задачу, первое, что нужно сделать, — разобраться, какой признак по условию доминантный, а какой — рецессивный. Эти аллели в диплоидном наборе могут давать разные сочетания генотипов: АА доминантная гомозигота , Аа гетерозигота и аа рецессивная гомозигота. Важно понимать, что частота встречаемости аллелей букв А и а и частота встречаемости генотипов сочетаний АА, Аа и аа , хотя и связаны между собой, всё-таки разные переменные.
Очевидно, что все организмы в популяции имеют либо аллель А, либо аллель а, либо их комбинацию. Это уравнение поможет посчитать частоту встречаемости аллелей.
Менделя 4. Моргана 7. Кому принадлежит это высказывание? Харди 2. Вайнбергу 4.
Менделю 8. 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. Являются носителями рецессивного гена, вызывающего сахарный диабет. Возможно, этот ген в гомозиготном состоянии не проявляется у всех имеющих его особей.
Это явление называется пенетрантностью. Задача 2. В Европе на 10 000 человек с нормальным содержанием меланина встречается 1 альбинос.
За счёт действия какого эволюционного фактора наблюдается отклонение от равновесия? Ответ: Содержание верного ответа и указание по оцениванию допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла Баллы Элементы ответа: 1 — 7 За дополнительную информацию, не имеющую отношения к вопросу задания, баллы не начисляются, но за наличие в ней ошибок снимается 1 балл Ответ включает в себя шесть-семь названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок 3 Ответ включает в себя четыре-пять из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок 2 Ответ включает в себя три из названных выше элементов, которые не содержат биологических ошибок 1 Все иные ситуации, не соответствующие правилам выставления 3, 2 и 1 балла 0.
В популяциях Европы из 20 000 человек один — альбинос. Определите генотипическую структуру популяции. Слайд 10 Задача 5.
В популяции садового гороха наблюдается появление растений, дающих желтые и зеленые бобы. Желтая окраска доминантна.
Закон Харди-Вайнберга в решении генетических задач
Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу. Определите и запишите в ответ долю гетерозигот в популяции. У мышей серая окраска шерсти доминирует над белой. В популяции из 3000 особей 2880 имели серую окраску. Определите и запишите в ответ долю особей, гетерозиготных по гену окраски шерсти. Фенилкетонурия наследуется по аутосомно-рецессивному типу.
Что нужно сделать, чтобы получить серебристых лис на родине контрабандиста, не нарушив законов Лисляндии? Родители Уно узнали, что в роду Беатрис были случаи гемофилии. Братьев и сестер у Беатрис нет. У тети Беатрис растут два сына — здоровые крепыши. Дядя Беатрис целыми днями пропадает на охоте и чувствует себя прекрасно.
Второй же дядя умер еще мальчиком от потери крови, причиной которой стала глубокая царапина.
Познакомить с кодификатором, спецификацией и образцами заданий. Мотивировать учащихся к успешной подготовке к ЕГЭ.
Теоретическое обоснование темы Начальные этапы эволюционных процессов протекают в популяциях на основе закономерностей наследования. Изучение генетической структуры популяции связано с выяснением генотипического состава. Данная закономерность была выявлена независимо друг от друга двумя исследователями: математиком Г.
Харди и врачом В. Предположим некую популяцию с одинаковым соотношением генотипов АА и аа. Частоту генов А A большое-доминантный признак обозначим р, а гена а а малое — рецессивный признак — q.
На основании скрещивания составляем решётку Пеннета. Закон Харди-Вайнберга при медико-генетических исследованиях, а также при определении частоты генов, генотипов и фенотипов в популяциях в природе, популяций в животноводстве и селекции. В этом его практическое значение.
Рассмотрим решение нескольких вариантов задач по данной теме. Задача 1. Определите процент доминантных гомозигот в данной популяции.
Поскольку известно, что карий цвет глаз доминирует над голубым, обозначим аллель, отвечающую за проявление признака кареглазости А, а аллельный ему ген, ответственный за проявление голубых глаз, соответственно, а. Тогда кареглазыми в исследуемой популяции будут люди как с генотипом АА доминантные гомозиготы, долю которых и надо найти по условию задачи , так и — Аа гетерозиготы , а голубоглазыми — только аа рецессивные гомозиготы. Как можно вычислить процент кареглазых людей только с генотипом АА?
Для этого вычислим частоты встречаемости каждого из аллельных генов А и а в данной популяции людей. Можно было бы обозначить частоту встречаемости аллельного гена а отдельной буквой, как в тексте выше — это кому как удобнее. Задача 2.
В популяции озёрной лягушки появилось потомство — 420 лягушат с тёмными пятнами доминантный признак и 80 лягушат со светлыми пятнами. Определите частоту встречаемости рецессивного гена и число гетерозигот среди лягушек с тёмными пятнами. Записываем условие задачи.
Тёмный цвет пятен обозначаем А, светлый цвет пятен — а. Необходимо определить генотипы родительских форм.
Альбинизм общий молочно-белая окраска кожи, отсутствие меланина в коже, волосяных луковицах и эпителии сетчатки наследуется как рецессивный аутосомный признак.
Заболевание встречается с частотой 1 : 20 000 К. Штерн, 1965. Определите процент гетерозиготных носителей гена.
Гетерозиготы CchCa имеют светло-серую окраску. На кролиководческой ферме среди молодняка кроликов шиншилл появились альбиносы. Из 5400 крольчат 17 оказались альбиносами.
Пользуясь формулой Харди-Вайнберга, определите, сколько было получено гомозиготных крольчат с окраской шиншилла. Определите насыщенность популяции рецессивным аллелем. Эфроимсон, 1968.
Определите генетическую структуру популяции по анализируемому признаку, исходя из этих данных. Решение 1.
Закон Харди – Вайнберга. Занятие 7
Оформляем условие задачи в виде таблицы: Вывих бедра Таким образом, из условия задачи, согласно формуле Харди-Вайнберга, нам известна частота встречаемости генотипов АА и Аа, т. Необходимо найти частоту встречаемости генотипа аа, т. Тогда q 2 число гомозиготных по рецессивному гену особей равно 9976:10 000. Система групп крови Кидд определяется аллельными генами Ik a и Ik в. Ген Ik а является доминантным по отношению к гену Ik в и лица, имеющие его, являются кидд-положительными. Частота гена Ik а среди населения г. Кракова составляет 0,458 В. Соха, 1970. Штерн, 1965. Определите генетическую структуру популяции г. Кракова и негров по системе Кидд.
Рассчитываем генетическую структуру популяции г. Дети, больные фенилкетонурией, рождаются с частотой 1:10000 новорожденных. Определите процент гетерозиготных носителей гена. Альбинизм общий молочно-белая окраска кожи, отсутствие меланина в коже, волосяных луковицах и эпителии сетчатки наследуется как рецессивный аутосомный признак. Заболевание встречается с частотой 1: 20 000 К. Определите генетическую структуру популяции по данному признаку. Определите частоту групп М и MN. Задача 5. Определите частоту групп М и MN в этой популяции. Задача 6.
При обследовании населения южной Польши обнаружено лиц с группами крови: М - 11163, MN - 15267, N - 5134. Задача 7. По некоторым данным В. Определите генетическую структуру популяции по анализируемому признаку. Задача 8. Способность ощущать вкус ФТК детерминируется рецессивным геном а. Определите частоту аллелей А и а в данной популяции. Задача 9. Одна из форм фруктозурии наследуется как аутосомно-рецессивный признак и встречается с частотой 7: 1000000 В. Определите частоту встречаемости гетерозигот в популяции.
Задача 10. Задача 11. Аниридия отсутствие радужной оболочки наследуется как аутосомно-доминантный признак и встречается с частотой 1:10 000 В. Задача 12. Эссенциальная пентозурия выделение с мочой L-ксилулозы наследуется как аутосомно-рецессивный признак и встречается с частотой 1: 50 000 Л. Бадалян, 1971. Определите частоту встречаемости доминантных гомозигот в популяции. Задача 13.
В данном случае с позднеспелым сортом клевера, если бы сорт был чистым, присутствовали бы только растения с генотипом АА. Задача 3. С применением формулы Харди-Вайнберга при неполном доминировании При обследовании популяции каракульских овец было выявлено 729 длинноухих особей АА , 111 короткоухих Аа и 4 безухих аа. Вычислите наблюдаемые частоты фенотипов, частоты аллелей, ожидаемые частоты генотипов по формуле Харди-Вайнберга. Это задача по неполному доминированию, поэтому, распределение частот генотипов и фенотипов совпадают и их можно было бы определить, исходя из имеющихся данных. Для этого надо просто найти сумму всех особей популяции она равна 844 , найти долю длинноухих, короткоухих и безухих сначала в процентах 86. Но в задании сказано применить для расчетов генотипов и фенотипов формулу Харди-Вайнберга и, к тому же, рассчитать частоты аллелей генов А и а. Так вот для расчета самих частот аллелей генов без формулы Харди-Вайнберга не обойтись. Обратите внимание, что в этой задаче, в отличие от предыдущей, для обозначения частот аллельных генов, мы будем пользоваться приемом обозначений не как в первой задаче, а как разбиралось выше в тексте. Понятно, что результат от этого не изменится, но вы будете в праве в будущем использовать любой из этих способов обозначений, какой вам кажется более удобным для понимания и проведения самих расчетов. Обозначим частоту встречаемости аллеля А во всех гаметах популяции овец буквой р, а частоту встречаемости аллеля а - буквой q. Она равна 0. Отсюда мы можем найти частоту встречаемости и доминантного аллеля А. Она равна 1 — 0. Теперь по формуле можем вычислить снова частоты встречаемости длинноухих АА , безухих аа и короткоухих Аа особей. Вновь полученные числа, рассчитанные по формуле, почти совпадают с вычисленными изначально, что говорит о справедливости закона Харди-Вайнберга. Задача 4. Почему доля альбиносов в популяциях так мала В выборке, состоящей из 84 000 растений ржи, 210 растений оказались альбиносами, так как у них рецессивные гены находятся в гомозиготном состоянии. Определите частоты аллелей А и а, а также частоту гетерозиготных растений. Обозначим частоту встречаемости доминантного аллельного гена А буквой p, а рецессивного а — буквой q. Ответ: частота аллеля а — 0,05; частота аллеля А — 0,95; частота гетерозиготных растений с генотипом Аа составит 0,095. Задача 5. Гетерозиготы CchCa имеют светло-серую окраску. На кролиководческой ферме среди молодняка кроликов шиншилл появились альбиносы. Из 5400 крольчат 17 оказались альбиносами. Пользуясь формулой Харди-Вайнберга, определите, сколько было получено гомозиготных крольчат с окраской шиншилла. А как Вы думаете, полученная выборка в популяции кроликов в количестве 5400 экземпляров, может позволить нам использовать формулу Харди-Вайнберга? Да выборка значительная, популяция изолированная кролиководческая ферма и действительно можно применить в расчетах формулу Харди-Вайнберга. Чтобы правильно её использовать, надо четко представлять что нам дано, а что требуется найти. Лишь для удобства оформления, обозначим генотип шиншилл АА количество их нам и надо будет определить , генотип альбиносиков аа, тогда генотип гетерозиготных серячков будет обозначаться Аа.
Первый трофический уровень всегда составляют автотрофы, которые называются продуцентами. Второй уровень — это фитофаги, которые называются консументами первого порядка. Третий уровень — это консументы второго порядка или хищники первого порядка. Четвертый уровень — это консументы третьего порядка или хищники второго порядка. Обычно в экосистеме присутствует 4 — 5 трофических уровней, достаточно редко их встречается 6. Происходит это вследствие того, что на каждом трофическом уровне теряется энергия. Об этом и гласит правило Линдемана. Давайте привдем пример решения задачи на правило Линдемана. На первом этапе репетиционного тестирования была предложена задача на данную тематику.
Кружок темного цвета обозначает гамету с доминантным аллелем А, белого — с рецессивным аллелем а. Каждая подгруппа получает по два мешочка, в которых по сто «гамет»: в одном — «яйцеклетки», в другом - «сперматозоиды»: например, А — 30 кружочков, а — 70 кружочков, всего — 100 сперматозоидов и также яйцеклеток. Один из студентов достает, не глядя, по одному кружочку «яйцеклетки» , другой аналогично достает кружки —«сперматозоиды», третий студент записывает полученную комбинацию генотипа в Таблицу 5, используя правило конвертов. Сочетание двух темных кружков означает АА, гомозиготу по доминанту; двух белых аа, гомозиготу по рецессиву; темный и белый — Аа, гетерозиготу. Так как сочетание кружков—гамет случайно, то имитируется процесс панмиксии. Таблица 5.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ПОПУЛЯЦИОННОЙ ГЕНЕТИКЕ Закон Харди-Вайнберга
Используя второе следствие из закона Харди-Вайнберга рассчитаем структуру данной популяции по генотипам, получим. Теория к решению задач на закон Хади-Вайнберга, закон об идеальных популяциях, была дана нами в предыдущем видео-уроке. Задача частоты аллелей генов в популяции, где сохраняется генетическое равновесие Харди-Вайнберга, если частота белых цветков (генотип аа) равна 16%. 4. Решение: по закону Харди-Вайнберга. Закон Харди-Вайнберга Закон Харди-Вайнберга Задачи Примеры задач Тест «Закон Харди-Вайнберга» Ключ к тесту «Закон Харди-Вайнберга».